年高考2年模拟2016届高三生物一轮课件第10讲《细胞的分化衰老凋亡和癌变》

知识一 细胞分化与全能性 一、细胞分化 1.概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 形态、 知识梳理 结构和生理功能 上发生稳定性差异的过程。 2.时间:发生在整个生命进程, 胚胎 时期达到最大限度。 3.结果:形成不同的 组织和器官 。 4.特点: 普遍性、稳定性、持久性 和不可逆性。 5.意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物体中细胞趋向 专门化 ,有利于提高各种生理功能的效率。 6.实质:基因的 选择性表达 。 二、细胞的全能性 1.含义:已分化的细胞仍然具有发育成 完整个体 的潜能。 2.实例:植物组织培养。 3.原因:细胞含有本物种全套的 遗传物质 。 4.连线下列实例与原理 识记题组 一、形态、结构和生理功能 胚胎 组织和器官 普遍性、 稳定性、持久性 专门化 选择性表达 二、完整个体 遗传物质 (1)-b (2)-a (3)-d 1.判断有关细胞分化与全能性叙述的正误。 (1)细胞的高度分化改变了物种的遗传信息。(2013江苏单科,7A)() (2)组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程。(2012天津理 综,1C)() (3)同一个体神经细胞与肌细胞功能不同的主要原因是二者所含基因组不 同。(2014课标,2C)() (4)植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定因素是细胞核。(2014上海单 科,5)() (5)小麦花粉培育成单倍体植株过程,发生了细胞分化且能体现体细胞全能 性。(2011山东理综,2C改编)() (6)骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同,基因表达产物不同。(2011 安徽理综,2A)() 3.下列生命过程中,没有发生细胞分化的是 ( ) A.蝌蚪发育成青蛙的过程中尾巴消失 B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C.植物组织培养的人工种子萌发成幼苗 D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株 答案 A 本题考查细胞分化的相关知识。细胞分化是指个体发育过程 中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳 定性差异的过程。蝌蚪尾巴消失的过程是细胞凋亡的实例,不属于细胞分 化的范畴。 知识二 细胞的衰老、凋亡与癌变 一、细胞衰老的特征 1.代谢的变化 细胞核 轻松记忆 细胞衰老特征的记忆口诀 二、细胞凋亡 1.概念:由 基因 所决定的细胞自动结束生命的过程。 2.类型和意义: 2.细胞核的变化 类型意义 (1)个体发育中细胞的 编程性死亡 (2)成熟个体中细胞的 自然更新 (3) 被病原体感染 细胞的清除 (1)保证多细胞生物完成 正常发育 (2)维持 内部环境 的稳定 (3)抵御 外界因素 的干扰 三、细胞癌变 1.癌变细胞的特点 (1)无限增殖; (2)形态结构发生了改变,由各种各样的形态变成 球 形; (3)癌细胞容易在有机体内 分散和转移 ,原因是 细胞膜上的糖 蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性降低 。 2.正常细胞癌变的根本原因是 原癌基因和抑癌基因发生突变 。目 前认为引起癌变的因子主要有三类: 第一类是 物理 致癌因子,如紫外线、X射线等; 第二类是 化学 致癌因子,如砷、苯、煤焦油等; 第三类是 病毒 致癌因子。 1.判断下列说法的正误。 (1)成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达。(2013四川理综,7D) () (2)细胞凋亡使细胞自主有序死亡,有利于生物体内部环境的稳定。(2013 天津理综,3D)() (3)原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症,因此癌症可遗传。 (2013江苏单科,7C)() (4)神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡。(2012安徽理综,3C) () (5)癌细胞的分裂能力与分化程度成正相关。(2012江苏单科,20B)() (6)细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小。(2011江苏单科,5B)() 2.下列细胞中,可能已发生癌变的是 ( ) A.细胞膜上糖蛋白减少的细胞 B.细胞核增大的细胞 C.自由水含量减少的细胞 D.被细菌侵染的细胞 答案 A 癌细胞具有以下特征:在适宜的条件下,能够无限增殖;形态结 构发生显著变化;细胞膜上的糖蛋白等物质减少,黏着性降低,易扩散和转 移。 3.下列各项属于细胞凋亡的是 ( ) 皮肤和消化道上皮每天都会有大量细胞死亡脱落 骨折造成的细胞死亡 癌症病人化疗过程中大量白细胞死亡 人的红细胞在达到120天左右的寿命后死亡 A. B. C. D. 答案 C 细胞凋亡是一种自然的生理过程,是由基因所决定的细胞自动 结束生命的过程。骨折造成的细胞死亡以及化疗过程中大量白细胞死亡 是在外界不利因素影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞 损伤和死亡,属于细胞坏死。 突破一 细胞分化与全能性 1.细胞分化与全能性的比较 重难突破 项目细胞分化细胞全能性 原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质 特点持久性:细胞分化贯穿于生物体整 个生命进程中,在胚胎时期达到最大 限度;稳定性和不可逆性:一般来 说,分化了的细胞将一直保持分化后 的状态,直到死亡;普遍性:生物界 中普遍存在 高度分化的植物体细胞具有 全能性;动物已分化的体细胞 全能性受限制,但细胞核仍具有 全能性 结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体 大小 比较 细胞分化程度有高低之分:体细胞生殖细胞 受精卵 细胞全能性有大小之分:受 精卵生殖细胞体细胞 关系细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有保持物种遗传 特性所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性; 一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,细胞分化程度越低,全 能性就越高 2.管家基因和奢侈基因 (1)管家基因指所有细胞均要表达的一类基因,其产物是维持细胞基本生 命活动所必需的,如呼吸酶基因。 (2)奢侈基因是指不同类型细胞特异性表达的基因,其产物赋予不同细胞 特异的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因。 3.细胞分化与全能性的判断 (1)同一来源的细胞形成形态、功能不同的组织细胞细胞分化。 (2)植物体细胞 新个体细胞全能性表达。 (3)分化的动物细胞,在一定条件下经培养形成细胞群不能体现细胞全 能性。 易混辨析 (1)并非所有干细胞都要发生分化 干细胞分裂增加细胞数目。一部分细胞发生分化,成为具有特定功能的 组织细胞;还有一部分保持分裂能力,用于干细胞本身的自我更新。 (2)未脱离植物体的细胞不能表现出全能性 植物细胞全能性的表达需要一定的条件,即离体、无菌,一定的营养物质, 植物激素等。未脱离植物体的细胞,其全能性受到抑制,不能发育成完整 的新个体。 (3)同一个体不同类型细胞的RNA不同 同一个体的不同体细胞中核遗传物质完全相同,但由于选择性表达的基 因不同,因而转录生成的RNA及翻译生成的蛋白质不同。 (4)单细胞生物与多细胞生物分化形式的不同:单细胞生物的细胞分化不 表现为细胞间的差异,而是在生活史中有规律地发生形态和生理上的阶 段性变化。多细胞生物通过细胞分化形成特定形态、结构和功能的组 织和器官。 典例1 下面为人体中肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞产生过程的模 式图,据图推断关于这三类细胞的叙述,正确的是 ( ) A.含有的遗传信息相同 B.含有的mRNA完全相同 C.含有的蛋白质种类完全不相同 D.形成的原因是基因的选择性丢失 解题关键 解题关键 明确三类细胞形成的过程 解析 题图中显示,肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞均含有相同的 遗传信息(基因);肌肉细胞中A基因开启,未成熟红细胞中C基因开启,神经 细胞中E基因开启,基因表达的情况不完全相同,因此它们含有的mRNA不 完全相同,含有的蛋白质种类也不完全相同;这些细胞形成的原因是基因的 选择性表达。 答案 A 1-1 (2014河北六校联考,24)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发 育阶段示意图,图中甲、乙、丙、丁为各个时期的细胞,a、b表示细胞所进 行的生理过程。下列叙述正确的是 ( ) a过程是有丝分裂,b是细胞分化 乙和丙的染色体组成不同 丁和戊因遗传物质不同而发生分化 甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同 A. B. C. D. 答案 B 解析 a过程是有丝分裂,b过程是细胞分化,细胞分裂和分化的过程中遗 传物质一般不改变,所以图中各细胞的遗传物质均相同,错误;细胞分 化使丁、戊细胞中蛋白质的种类不同,故呈现不同的形态、结构和生理功 能,正确。 1-2 如图为人体细胞的形态、数目变化情况,据图分析下列说法正确的是 ( ) A.图过程中细胞的遗传信息表达过程不同 B.三个过程中已经发生了基因突变的是 C.过程使细胞的遗传物质有所差异,但细胞的形态和功能没有变化 D.与甲相比,乙的表面积/体积的比值增大,与外界环境进行物质交换的能 力增强 答案 D 解析 与甲相比,乙细胞群体数目增多,过程为细胞分裂;与乙细胞群体 相比,丙细胞群体发生了形态结构的稳定性差异,过程为细胞分化;与丙 细胞相比,丁细胞又变为球形,这是基因突变的结果,过程分别为细胞 癌变和细胞的恶性增殖;遗传信息表达过程包括转录和翻译,过程中 的遗传信息表达过程是相同的。与甲相比,乙的表面积/体积的比值增大, 与外界环境进行物质交换的能力增强、代谢旺盛。 突破二 细胞的衰老、凋亡和癌变 1.细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较 实质特点结果与意义 细胞 分化 基因的选择性表达 持久性;普遍性; 稳定性和不可逆性 产生各种不同的组织、器 官 细胞 衰老 内因和外因共同作 用的结果 酶活性降低,呼吸速 率减慢;细胞体积变 小,线粒体减少;核增 大,核膜内折,染色质收 缩、染色加深 生物体的绝大多数细胞 都经历未分化分化衰 老死亡的过程;细胞 衰老是时刻都在发生的 细胞 凋亡 受由遗传机制决定 的程序性调控 细胞膜内陷,细胞 变圆,与周围细胞 脱离 清除多余无用细胞; 清除完成使命的衰老细 胞;清除体内异常细胞 细胞 坏死 电、热、冷、机械等 不利因素引起的,不受 基因控制 细胞膜破裂伤害周围细胞,引发炎症 细胞 癌变 物理、化学和病毒致癌因 子影响下,原癌基因和抑癌 基因发生突变 恶性增殖的“不 死细胞”;形状显 著改变的“变态细 胞”;黏着性降低 的“扩散细胞” 癌细胞出现并大量增殖 2.细胞生命历程各过程中的遗传物质变化 结果遗传物质变化 细胞分裂单细胞生物完成生殖,多 细胞生物产生新细胞 遗传物质复制后均分 细胞分化形成不同组织和器官遗传物质不发生改变 细胞癌变变成无限增殖的癌细胞遗传物质发生改变 细胞衰老细胞正常死亡遗传物质不发生改变 细胞凋亡细胞正常死亡遗传物质不发生改变 1.判断细胞凋亡和细胞坏死的方法 (1)从方式看 (2)从结果看 2.辨析原癌基因和抑癌基因 正常细胞 典例2 (2014辽宁实验中学期中,1)下列关于细胞及其生命历程的说法正 确的是 ( ) A.衰老细胞具有水分减少、多种酶活性降低、细胞核体积增大等特征 B.细胞凋亡受基因控制,细胞癌变不受基因控制 C.从蛋白质分子的角度分析,细胞分化是蛋白质种类、数量、功能改变的 结果,这是细胞分化的根本原因 D.放射性治疗可以引发癌细胞凋亡 解题关键 解析 细胞癌变与基因突变有关,受基因控制,B错误;细胞分化的根本原 因是基因的选择性表达,C错误;放射性治疗杀死癌细胞属于细胞坏死,D错 误。 答案 A 2-1 2011年,血液专家王振义在国际上首次倡导口服“全反式维甲酸”诱 导分化治疗急性早幼粒细胞白血病,为“在不损伤正常细胞的情况下,恶性 肿瘤可以通过诱导分化,转变为成熟的正常细胞”这一新的理论提供了成 功的范例。下列相关说法错误的是 ( ) A.原癌基因和抑癌基因突变会导致细胞分裂失控 B.“细胞分裂是细胞分化的基础”,是上述新理论的理论依据 C.“全反式维甲酸”可在核糖体上合成 D.相对于“放疗”、“化疗”,口服“全反式维甲酸”的副作用大大降低 答案 C 解析 核糖体是合成蛋白质的场所。若“全反式维甲酸”的化学本质 11 是蛋白质,口服后在消化道内就会转变成氨基酸而失去药效,因此,“全反 式维甲酸”不可能在核糖体上合成。 2-2 关于细胞衰老、凋亡与坏死的叙述正确的是 ( ) A.衰老细胞的体积和细胞核体积都缩小 B.青蛙发育过程中尾的消失属于细胞坏死现象 C.细胞凋亡的根本原因是病原体感染 D.细胞衰老与凋亡是细胞正常的生理过程 答案 D 解析 衰老细胞的体积缩小,细胞核体积增大;青蛙发育过程中尾的消失 属于细胞凋亡现象;细胞凋亡是受基因控制的主动性死亡过程。 细胞生命历程中的有关实验研究例析 1.细胞癌变机理探究 例1 近期统计数据显示,癌症已成为我国城乡居民的首要死因。请根据 提供的资料回答问题: (1)体外分别培养某种癌细胞和正常体细胞,图中代表癌细胞生长曲线的是 。在体内,癌细胞可能侵袭周围正常组织,说明癌细胞具有 的特性。 (2)细胞癌变后,膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质,这些蛋白质会 成为 ,引起机体的免疫应答,在应答中直接使癌细胞裂解的免疫 细胞是 。 (3)端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据显示细胞 癌变可能与端粒酶的活性有关,请完成下面的探究实验: 细胞类型增殖代数端粒酶活性 正常体细胞5060无 癌细胞无限有 实验目的:研究端粒酶与细胞癌变的关系。 实验材料:癌细胞,端粒酶抑制剂,细胞培养液等。 实验步骤: 。 。 。 结果预测及分析: 。 (4)请根据上述内容,提出一种治疗癌症的新思路: 。 解析 (1)癌细胞具有无限增殖的特性,所以图中代表癌细胞生长曲线的 为a。癌细胞由于细胞膜上糖蛋白的减少,具有易扩散转移的特性。(2)这 些不同于正常细胞的蛋白质,能引起机体免疫应答,所以这些蛋白质会成为 抗原;裂解靶细胞的为效应T细胞。(3)实验目的:研究端粒酶活性与细胞癌 变的关系,由此可知,实验变量为端粒酶活性的有无,因此可确定实验组 别。第一步分组标号,第二步控制两组之间的实验变量,其他条件相同,第 三步记录实验结果。由相应结果推测相应结论。(4)治疗癌症的新思路:由 (2)题意可知,可从特异性免疫角度回答,由(3)题意可知,可从抑制癌细胞中 端粒酶的活性角度回答。 答案 (1)a 扩(分)散转移 (2)抗原 效应T细胞 (3)将癌细胞分成A、B两组 A组加入端粒酶抑制剂,B组不加,进行培养 记录并比较A、B两组的增殖代数(分裂次数) 结果预测及分析:A组比B组增殖代数少,说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂) 有关;A组仍然无限增殖,说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)无关 (4)抑制癌细胞中端粒酶的活性(或抑制细胞分裂)或免疫治疗(输入淋巴因 子、DNA疫苗) 2.细胞