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課標版 生物 第10講 細胞的分化、衰老、凋亡和癌變,知識一 細胞分化與全能性 一、細胞分化 1.概念:在個體發(fā)育中,由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代,在① 形態(tài)、,結(jié)構(gòu)和生理功能 上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。 2.時間:發(fā)生在整個生命進程,② 胚胎 時期達到最大限度。 3.結(jié)果:形成不同的③ 組織和器官 。 4.特點:④ 普遍性、穩(wěn)定性、持久性 和不可逆性。 5.意義:是生物個體發(fā)育的基礎;使多細胞生物體中細胞趨向⑤ 專門化,,有利于提高各種生理功能的效率。 6.實質(zhì):基因的⑥ 選擇性表達 。 二、細胞的全能性 1.含義:已分化的細胞仍然具有發(fā)育成① 完整個體 的潛能。 2.實例:植物組織培養(yǎng)。 3.原因:細胞含有本物種全套的② 遺傳物質(zhì) 。 4.連線下列實例與原理,識記題組 一、①形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能 ②胚胎 ③組織和器官 ④普遍性、 穩(wěn)定性、持久性 ⑤專門化 ⑥選擇性表達 二、①完整個體 ②遺傳物質(zhì) (1)-b (2)-a (3)-d,1.判斷有關(guān)細胞分化與全能性敘述的正誤。 (1)細胞的高度分化改變了物種的遺傳信息。(2013江蘇單科,7A)(?) (2)組織的細胞更新包括細胞凋亡和干細胞增殖分化等過程。(2012天津理 綜,1C)(√) (3)同一個體神經(jīng)細胞與肌細胞功能不同的主要原因是二者所含基因組不 同。(2014課標Ⅱ,2C)(?) (4)植物細胞具有發(fā)育為完整植株潛能的決定因素是細胞核。(2014上海單 科,5)(√),(5)小麥花粉培育成單倍體植株過程,發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)體細胞全能 性。(2011山東理綜,2C改編)(?) (6)骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成不同,基因表達產(chǎn)物不同。(2011 安徽理綜,2A)(?),2.如圖是與細胞增殖和分化有關(guān)的圖解,圖中b、c、d、e細胞不同的根本 原因是 ( ) A.DNA不同 B.mRNA不同 C.tRNA不同 D.蛋白質(zhì)不同,答案 B 由圖可知,細胞b、c、d、e形態(tài)結(jié)構(gòu)不同是細胞分化的結(jié)果, 細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達使不同細胞內(nèi)合成的mRNA不同。,3.下列生命過程中,沒有發(fā)生細胞分化的是 ( ) A.蝌蚪發(fā)育成青蛙的過程中尾巴消失 B.小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞 C.植物組織培養(yǎng)的人工種子萌發(fā)成幼苗 D.番茄與馬鈴薯體細胞雜交后培育出植株 答案 A 本題考查細胞分化的相關(guān)知識。細胞分化是指個體發(fā)育過程 中,由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn) 定性差異的過程。蝌蚪尾巴消失的過程是細胞凋亡的實例,不屬于細胞分 化的范疇。,,知識二 細胞的衰老、凋亡與癌變 一、細胞衰老的特征 1.代謝的變化,細胞核 輕松記憶 細胞衰老特征的記憶口訣 二、細胞凋亡 1.概念:由① 基因 所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程。 2.類型和意義:,2.細胞核的變化,三、細胞癌變 1.癌變細胞的特點 (1)無限增殖; (2)形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,由各種各樣的形態(tài)變成① 球 形; (3)癌細胞容易在有機體內(nèi)② 分散和轉(zhuǎn)移 ,原因是③ 細胞膜上的糖 蛋白等物質(zhì)減少,細胞之間的黏著性降低 。 2.正常細胞癌變的根本原因是④ 原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變 。目 前認為引起癌變的因子主要有三類: 第一類是⑤ 物理 致癌因子,如紫外線、X射線等; 第二類是⑥ 化學 致癌因子,如砷、苯、煤焦油等;,第三類是⑦ 病毒 致癌因子。,1.判斷下列說法的正誤。 (1)成熟紅細胞衰老后控制其凋亡的基因開始表達。(2013四川理綜,7D) (?) (2)細胞凋亡使細胞自主有序死亡,有利于生物體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。(2013 天津理綜,3D)(√) (3)原癌基因或抑癌基因發(fā)生多次變異累積可導致癌癥,因此癌癥可遺傳。 (2013江蘇單科,7C)(?) (4)神經(jīng)元凋亡是不受環(huán)境影響的細胞編程性死亡。(2012安徽理綜,3C),(?) (5)癌細胞的分裂能力與分化程度成正相關(guān)。(2012江蘇單科,20B)(?) (6)細胞衰老表現(xiàn)為酶活性降低,細胞核體積減小。(2011江蘇單科,5B)(?),2.下列細胞中,可能已發(fā)生癌變的是 ( ) A.細胞膜上糖蛋白減少的細胞 B.細胞核增大的細胞 C.自由水含量減少的細胞 D.被細菌侵染的細胞 答案 A 癌細胞具有以下特征:在適宜的條件下,能夠無限增殖;形態(tài)結(jié) 構(gòu)發(fā)生顯著變化;細胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少,黏著性降低,易擴散和轉(zhuǎn) 移。,,3.下列各項屬于細胞凋亡的是 ( ) ①皮膚和消化道上皮每天都會有大量細胞死亡脫落 ②骨折造成的細胞死亡 ③癌癥病人化療過程中大量白細胞死亡 ④人的紅細胞在達到120天左右的壽命后死亡 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 答案 C 細胞凋亡是一種自然的生理過程,是由基因所決定的細胞自動 結(jié)束生命的過程。骨折造成的細胞死亡以及化療過程中大量白細胞死亡 是在外界不利因素影響下,由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞 損傷和死亡,屬于細胞壞死。,,突破一 細胞分化與全能性 1.細胞分化與全能性的比較,2.管家基因和奢侈基因 (1)管家基因指所有細胞均要表達的一類基因,其產(chǎn)物是維持細胞基本生 命活動所必需的,如呼吸酶基因。 (2)奢侈基因是指不同類型細胞特異性表達的基因,其產(chǎn)物賦予不同細胞 特異的生理功能,如血紅蛋白基因、胰島素基因。 3.細胞分化與全能性的判斷 (1)同一來源的細胞形成形態(tài)、功能不同的組織細胞→細胞分化。 (2)植物體細胞 新個體→細胞全能性表達。 (3)分化的動物細胞,在一定條件下經(jīng)培養(yǎng)形成細胞群→不能體現(xiàn)細胞全 能性。,易混辨析 (1)并非所有干細胞都要發(fā)生分化 干細胞分裂增加細胞數(shù)目。一部分細胞發(fā)生分化,成為具有特定功能的 組織細胞;還有一部分保持分裂能力,用于干細胞本身的自我更新。 (2)未脫離植物體的細胞不能表現(xiàn)出全能性 植物細胞全能性的表達需要一定的條件,即離體、無菌,一定的營養(yǎng)物質(zhì), 植物激素等。未脫離植物體的細胞,其全能性受到抑制,不能發(fā)育成完整 的新個體。 (3)同一個體不同類型細胞的RNA不同 同一個體的不同體細胞中核遺傳物質(zhì)完全相同,但由于選擇性表達的基 因不同,因而轉(zhuǎn)錄生成的RNA及翻譯生成的蛋白質(zhì)不同。,(4)單細胞生物與多細胞生物分化形式的不同:單細胞生物的細胞分化不 表現(xiàn)為細胞間的差異,而是在生活史中有規(guī)律地發(fā)生形態(tài)和生理上的階 段性變化。多細胞生物通過細胞分化形成特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的組 織和器官。 典例1 下面為人體中肌肉細胞、未成熟紅細胞和神經(jīng)細胞產(chǎn)生過程的模 式圖,據(jù)圖推斷關(guān)于這三類細胞的敘述,正確的是 ( ),A.含有的遺傳信息相同 B.含有的mRNA完全相同 C.含有的蛋白質(zhì)種類完全不相同,D.形成的原因是基因的選擇性丟失 解題關(guān)鍵 解題關(guān)鍵 明確三類細胞形成的過程 解析 題圖中顯示,肌肉細胞、未成熟紅細胞和神經(jīng)細胞均含有相同的 遺傳信息(基因);肌肉細胞中A基因開啟,未成熟紅細胞中C基因開啟,神經(jīng) 細胞中E基因開啟,基因表達的情況不完全相同,因此它們含有的mRNA不 完全相同,含有的蛋白質(zhì)種類也不完全相同;這些細胞形成的原因是基因的,選擇性表達。 答案 A,,1-1 (2014河北六校聯(lián)考,24)如圖為人體某早期胚胎細胞所經(jīng)歷的生長發(fā) 育階段示意圖,圖中甲、乙、丙、丁為各個時期的細胞,a、b表示細胞所進 行的生理過程。下列敘述正確的是 ( ) ①a過程是有絲分裂,b是細胞分化 ②乙和丙的染色體組成不同,③丁和戊因遺傳物質(zhì)不同而發(fā)生分化 ④甲、丁、戊中的蛋白質(zhì)不完全相同 A.①② B.①④ C.③④ D.②③④ 答案 B 解析 a過程是有絲分裂,b過程是細胞分化,細胞分裂和分化的過程中遺 傳物質(zhì)一般不改變,所以圖中各細胞的遺傳物質(zhì)均相同,②③錯誤;細胞分 化使丁、戊細胞中蛋白質(zhì)的種類不同,故呈現(xiàn)不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功 能,①④正確。,,1-2 如圖為人體細胞的形態(tài)、數(shù)目變化情況,據(jù)圖分析下列說法正確的是 ( ) A.圖①②③過程中細胞的遺傳信息表達過程不同 B.①②③三個過程中已經(jīng)發(fā)生了基因突變的是②③ C.③過程使細胞的遺傳物質(zhì)有所差異,但細胞的形態(tài)和功能沒有變化 D.與甲相比,乙的表面積/體積的比值增大,與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的能 力增強,答案 D 解析 與甲相比,乙細胞群體數(shù)目增多,①過程為細胞分裂;與乙細胞群體 相比,丙細胞群體發(fā)生了形態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性差異,②過程為細胞分化;與丙 細胞相比,丁細胞又變?yōu)榍蛐?這是基因突變的結(jié)果,③④過程分別為細胞 癌變和細胞的惡性增殖;遺傳信息表達過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯,①②③過程中 的遺傳信息表達過程是相同的。與甲相比,乙的表面積/體積的比值增大, 與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的能力增強、代謝旺盛。,突破二 細胞的衰老、凋亡和癌變 1.細胞分化、衰老、凋亡、壞死與癌變的比較,2.細胞生命歷程各過程中的遺傳物質(zhì)變化,1.判斷細胞凋亡和細胞壞死的方法 (1)從方式看 (2)從結(jié)果看 2.辨析原癌基因和抑癌基因 正常細胞 ↓,典例2 (2014遼寧實驗中學期中,1)下列關(guān)于細胞及其生命歷程的說法正 確的是 ( ) A.衰老細胞具有水分減少、多種酶活性降低、細胞核體積增大等特征 B.細胞凋亡受基因控制,細胞癌變不受基因控制,C.從蛋白質(zhì)分子的角度分析,細胞分化是蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能改變的 結(jié)果,這是細胞分化的根本原因 D.放射性治療可以引發(fā)癌細胞凋亡 解題關(guān)鍵 解析 細胞癌變與基因突變有關(guān),受基因控制,B錯誤;細胞分化的根本原 因是基因的選擇性表達,C錯誤;放射性治療殺死癌細胞屬于細胞壞死,D錯 誤。,答案 A,,2-1 2011年,血液專家王振義在國際上首次倡導口服“全反式維甲酸”誘 導分化治療急性早幼粒細胞白血病,為“在不損傷正常細胞的情況下,惡性 腫瘤可以通過誘導分化,轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓恼＜毎边@一新的理論提供了成 功的范例。下列相關(guān)說法錯誤的是 ( ) A.原癌基因和抑癌基因突變會導致細胞分裂失控 B.“細胞分裂是細胞分化的基礎”,是上述新理論的理論依據(jù) C.“全反式維甲酸”可在核糖體上合成 D.相對于“放療”、“化療”,口服“全反式維甲酸”的副作用大大降低 答案 C 解析 核糖體是合成蛋白質(zhì)的場所。若“全反式維甲酸”的化學本質(zhì),11,是蛋白質(zhì),口服后在消化道內(nèi)就會轉(zhuǎn)變成氨基酸而失去藥效,因此,“全反 式維甲酸”不可能在核糖體上合成。,2-2 關(guān)于細胞衰老、凋亡與壞死的敘述正確的是 ( ) A.衰老細胞的體積和細胞核體積都縮小 B.青蛙發(fā)育過程中尾的消失屬于細胞壞死現(xiàn)象 C.細胞凋亡的根本原因是病原體感染 D.細胞衰老與凋亡是細胞正常的生理過程 答案 D 解析 衰老細胞的體積縮小,細胞核體積增大;青蛙發(fā)育過程中尾的消失 屬于細胞凋亡現(xiàn)象;細胞凋亡是受基因控制的主動性死亡過程。,,細胞生命歷程中的有關(guān)實驗研究例析,1.細胞癌變機理探究 [例1] 近期統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,癌癥已成為我國城鄉(xiāng)居民的首要死因。請根據(jù) 提供的資料回答問題:,(1)體外分別培養(yǎng)某種癌細胞和正常體細胞,圖中代表癌細胞生長曲線的是 。在體內(nèi),癌細胞可能侵襲周圍正常組織,說明癌細胞具有,的特性。 (2)細胞癌變后,膜表面會出現(xiàn)一些不同于正常細胞的蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)會 成為 ,引起機體的免疫應答,在應答中直接使癌細胞裂解的免疫 細胞是 。 (3)端粒酶是與染色體末端結(jié)構(gòu)相關(guān)的一種細胞組分。表中數(shù)據(jù)顯示細胞 癌變可能與端粒酶的活性有關(guān),請完成下面的探究實驗:,實驗目的:研究端粒酶與細胞癌變的關(guān)系。 實驗材料:癌細胞,端粒酶抑制劑,細胞培養(yǎng)液等。 實驗步驟: ① 。 ② 。 ③ 。 結(jié)果預測及分析: 。 (4)請根據(jù)上述內(nèi)容,提出一種治療癌癥的新思路: 。 [解析] (1)癌細胞具有無限增殖的特性,所以圖中代表癌細胞生長曲線的,為a。癌細胞由于細胞膜上糖蛋白的減少,具有易擴散轉(zhuǎn)移的特性。(2)這 些不同于正常細胞的蛋白質(zhì),能引起機體免疫應答,所以這些蛋白質(zhì)會成為 抗原;裂解靶細胞的為效應T細胞。(3)實驗目的:研究端粒酶活性與細胞癌 變的關(guān)系,由此可知,實驗變量為端粒酶活性的有無,因此可確定實驗組 別。第一步分組標號,第二步控制兩組之間的實驗變量,其他條件相同,第 三步記錄實驗結(jié)果。由相應結(jié)果推測相應結(jié)論。(4)治療癌癥的新思路:由 (2)題意可知,可從特異性免疫角度回答,由(3)題意可知,可從抑制癌細胞中 端粒酶的活性角度回答。 [答案] (1)a 擴(分)散轉(zhuǎn)移 (2)抗原 效應T細胞,(3)①將癌細胞分成A、B兩組 ②A組加入端粒酶抑制劑,B組不加,進行培養(yǎng) ③記錄并比較A、B兩組的增殖代數(shù)(分裂次數(shù)) 結(jié)果預測及分析:A組比B組增殖代數(shù)少,說明端粒酶與細胞癌變(連續(xù)分裂) 有關(guān);A組仍然無限增殖,說明端粒酶與細胞癌變(連續(xù)分裂)無關(guān) (4)抑制癌細胞中端粒酶的活性(或抑制細胞分裂)或免疫治療(輸入淋巴因 子、DNA疫苗),2.細胞衰老的原因探究 [例2] 巴氏小體是雌性哺乳動物的細胞在分裂間期細胞核中呈凝縮狀態(tài) 的不活動的X染色體。雄性個體的細胞分裂間期無巴氏小體。20世紀60 年代,為了探究人的體細胞衰老的因素,一位科學家選取年輕女性體細胞和 老年男性體細胞,進行了如圖所示的三次培養(yǎng)(細胞增殖),請仔細觀察圖并 分析回答:,(1)巴氏小體在實驗中的作用是 ,在觀察前必須對細胞用 染色。 (2)第一次實驗結(jié)果說明: 。,(3)第二次實驗結(jié)果是:老年男性體細胞混合培養(yǎng)與單獨培養(yǎng),細胞的分裂 次數(shù)相同。骨髓瘤細胞與實驗中進行增殖的細胞相比較,核內(nèi)的結(jié)構(gòu)發(fā)生 的主要變化是 ,從而違背了“細胞程序性死亡”規(guī)則,打破了細胞 產(chǎn)生與死亡的動態(tài)平衡。 (4)第三次實驗結(jié)果有二:其一是去核的年輕女性的體細胞和老年男性的體 細胞融合培養(yǎng),現(xiàn)象為 ;其二是去核的老年男性的體細胞與年輕女 性的體細胞融合培養(yǎng),現(xiàn)象為 。這說明調(diào)控細胞衰老的物質(zhì)位于 中。 [解析] 巴氏小體是雌性哺乳動物特有的,可作為雌性細胞的標記。對細 胞的染色體染色采用龍膽紫溶液或醋酸洋紅溶液;第一次實驗中年輕女性,,體細胞增殖多,而老年男性體細胞增殖少,說明衰老細胞增殖次數(shù)少;老年 男性體細胞混合培養(yǎng)與單獨培養(yǎng),細胞的分裂次數(shù)相同。骨髓瘤細胞是癌 細胞,其細胞中的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變;第三次實驗結(jié)果說明調(diào)控細胞衰老 的物質(zhì)位于細胞核中。 [答案] (1)作為雌性細胞的標記 龍膽紫溶液或醋酸洋紅溶液 (2)老年男性細胞增殖次數(shù)少 (3)遺傳物質(zhì)(原癌基因和抑癌基因)發(fā)生了改變 (4)細胞不能增殖 細胞仍能旺盛增殖 細胞核,