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1、 基礎(chǔ)課時案13細胞的分化、衰老 凋亡與癌變2016備考最新考綱1細胞的分化()。2.細胞的全能性()。3.細胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關(guān)系()。4.癌細胞的主要特征及防治()。一、細胞的分化與細胞的全能性1細胞的分化(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 上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能 (2)時間：發(fā)生在整個生命進程， 時期達到最大限度。 (3)結(jié)果：形成不同的 。 (4)特點： 和不可逆性。 (5)意義：是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)；使多細胞生物體中細胞趨向 ，有利于提高各種生理功能的效率。 (6)實質(zhì)：基因的 。胚胎胚胎組織和器官組織和
2、器官普遍性、穩(wěn)定性、持久性普遍性、穩(wěn)定性、持久性專門化專門化選擇性表達選擇性表達 (7)標志： 分子水平：合成某種細胞特有的 (如唾液淀粉酶、胰島素等)。 細胞水平：形成不同種類的細胞(尤其是 種類和數(shù)量有較大差異)。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)細胞器細胞器2細胞的全能性(1)概念：已經(jīng)分化的細胞，仍然具有 的潛能。(2)動、植物細胞全能性的區(qū)別： 的植物細胞仍具有全能性；實驗表明已分化的動物體細胞的 具有全能性。(3)干細胞：動物和人體內(nèi)仍保留著的少數(shù)具有 能力的細胞。發(fā)育成完整個體發(fā)育成完整個體高度分化高度分化細胞核細胞核分裂和分化分裂和分化 3判斷正誤(1)下圖所示可表明胚胎干細胞具分化潛能 (2014
3、廣東卷，24D)() (2)細胞分裂使細胞趨向?qū)ｉT化，提高了機體生理功能的效率 (2012天津高考)() (3)不同分化細胞的遺傳信息相同 (2012上海高考改編)() (4)斷尾壁虎長出新尾巴過程中發(fā)生了細胞分化 (2011北京高考改編)() (5)玉米種子萌發(fā)長成新植株體現(xiàn)了細胞的全能性 (2011山東高考)() 答案(1)(2)(3)(4)(5) 深度思考下圖是人體三種細胞內(nèi)的部分基因及它們的活動狀態(tài)，請思考： (1)上述基因?qū)儆诠芗一?基因產(chǎn)物是維持細胞基本生命活動所必需)的是_，屬于奢侈基因(基因產(chǎn)物賦予不同細胞特異性的生理功能)的是_。 (2)這三種細胞是否包括紅細胞？細胞A、B
4、分別是什么細胞？ (3)若用胰島素基因作探針檢測A、B、C三類細胞的DNA分子，則其雜交帶狀況如何？若將探針改作檢測胰島素基因的mRNA，其雜交帶狀況如何？ 提示(1) (2)這三種細胞“血紅蛋白基因”均不能表達，不包括紅細胞。A細胞可產(chǎn)生“胰島素”，應為胰島B細胞，B細胞可產(chǎn)生“生長激素”，應為垂體細胞。 (3)A、B、C三類細胞中均含胰島素基因，但該基因只有在A細胞中才能表達產(chǎn)生mRNA，故用胰島素基因作探針，三類細胞均可形成雜交帶，但改為檢測胰島素基因的mRNA，則只有A細胞能產(chǎn)生雜交帶。 二、細胞的衰老、凋亡與癌變 1細胞的衰老基因基因 編程性死亡編程性死亡 自然更新自然更新 清除清除
5、 正常發(fā)育正常發(fā)育 內(nèi)部環(huán)境內(nèi)部環(huán)境 易錯警示！(1)靶細胞被效應T細胞消滅的過程應屬細胞“凋亡”(不可看成“壞死”)；(2)細胞凋亡是主動的，受基因控制的程序性死亡，對生命具積極意義，而細胞壞死則是被動的，不受基因控制，非程序(無序)性，它對生命不利。 3細胞的癌變(1)癌變機理原癌基因和 發(fā)生突變，導致正常細胞的生長和分裂失控。(2)癌細胞的特征抑癌基因抑癌基因 (3)致癌因子分類連線 4判斷正誤(1)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天津高考)()(2)用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其細胞仍具有全能性 (2013四川高考)()(3)衰老細胞內(nèi)染色質(zhì)固縮影響
6、DNA復制和轉(zhuǎn)錄 (2012山東高考)()(4)細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡 (2012山東高考)() (5)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江蘇高考)() (6)細胞癌變導致細胞黏著性降低，易分散轉(zhuǎn)移 (2011江蘇高考)() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)考點一細胞的分化與細胞的全能性典例引領(lǐng)【典例1】 (2014上海單科，5)植物細胞具有發(fā)育為完整植株潛能的決定因素是()A細胞膜B細胞核C線粒體D葉綠體解析細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。因此，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。答案B【典例2】 (2
7、014安徽理綜，3)分別用珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(與細胞呼吸相關(guān)的酶)基因的片段為探針，與雞的成紅細胞、輸卵管細胞和胰島細胞中提取的總RNA進行分子雜交，結(jié)果見下表(注：“”表示陽性，“”表示陰性)。下列敘述不正確的是 ()探針探針細胞總細胞總RNA珠蛋珠蛋白基因白基因卵清蛋卵清蛋白基因白基因丙酮酸激丙酮酸激酶基因酶基因成紅細胞成紅細胞輸卵管細胞輸卵管細胞胰島細胞胰島細胞 A在成紅細胞中，珠蛋白基因處于活動狀態(tài)，卵清蛋白基因處于關(guān)閉狀態(tài) B輸卵管細胞的基因組DNA中存在卵清蛋白基因，缺少珠蛋白基因 C丙酮酸激酶基因的表達產(chǎn)物對維持雞細胞的基本生命活動很重要 D上述不同類型細胞的生
8、理功能差異與基因的選擇性表達有關(guān) 解析由表中結(jié)果可知，在雞的成紅細胞中，珠蛋白基因和丙酮酸激酶基因處于活躍狀態(tài)，而卵清蛋白基因處于關(guān)閉狀態(tài)，A正確；雞的不同體細胞都是由同一受精卵分裂分化而來，所以輸卵管細胞中也存在珠蛋白基因，B錯誤；丙酮酸激酶基因的表達產(chǎn)物參與細胞呼吸，C正確；不同類型的細胞功能不同與基因的選擇性表達有關(guān)，D正確。 答案B 1細胞分化的機制(1)不同細胞中基因“執(zhí)行情況”不同，即基因“選擇性表達”，如胰島細胞中胰島素基因表達，抗體基因關(guān)閉，而漿細胞則與之相反。(2)由于基因的選擇性表達，導致含遺傳信息相同的細胞中mRNA和蛋白質(zhì)“各不相同”，從而導致出現(xiàn)細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)或生理功
9、能的“與眾不同”(即分化)。 2比較細胞分化與細胞的全能性細胞分化細胞分化細胞的全能性細胞的全能性原因原因細胞內(nèi)基因選擇性表細胞內(nèi)基因選擇性表達達含有本物種全套遺傳含有本物種全套遺傳物質(zhì)物質(zhì)特點特點持久性、穩(wěn)定性、不持久性、穩(wěn)定性、不可逆性、普遍性可逆性、普遍性分化程度的高低與分化程度的高低與全能性大小呈負相關(guān)全能性大小呈負相關(guān)受精卵配子體受精卵配子體細胞細胞結(jié)果結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細胞群能不同的細胞群形成新的個體形成新的個體 3細胞全能性表達的4個條件(1)離體(必要條件)。(2)一定的營養(yǎng)物質(zhì)(無機鹽、維生素、氨基酸等)。(3)激素，尤其是生長素與細胞分裂素對植
10、物細胞全能性表達至關(guān)重要。(4)適宜的條件(適宜的溫度、pH等)。 名師點睛(1)細胞分化不會導致遺傳物質(zhì)改變，已分化的細胞都含有保持物種遺傳特性所需要的全套遺傳物質(zhì)，因而理論上都具有全能性。 (2)一般來說，細胞分化程度越高，如葉肉細胞，全能性越難以表達，細胞分化程度越低，如分生區(qū)細胞、動物干細胞等，全能性就越高。 (3)確認是否體現(xiàn)出全能性，必須參照“起點”與“終點”，即起點為“離體的細胞組織或器官”，終點為“完整個體”，不能達到“完整個體”的，決不可稱作實現(xiàn)了全能性。 跟進題組 1(2014濟南針對性訓練)高等動物成熟個體體內(nèi)絕大多數(shù)處于分化終端的細胞 ()A具有相同的遺傳物質(zhì)B具有細胞
11、周期和發(fā)生癌變的可能C具有相同的mRNA種類D細胞膜上的蛋白質(zhì)種類相同 解析高等動物成熟個體體內(nèi)絕大多數(shù)處于分化終端的細胞(即高度分化的細胞)都來自受精卵的有絲分裂，正常情況下這些細胞都有相同的遺傳物質(zhì)，A項正確。高度分化的細胞不再進行分裂，不具有細胞周期，B項錯誤。細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果，不同的細胞表達的基因有所不同，故不同細胞轉(zhuǎn)錄出來的mRNA種類不盡相同，C項錯誤。不同細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同，細胞膜上的蛋白質(zhì)種類也不盡相同，D項錯誤。 答案A 2科學家將4個關(guān)鍵基因移植入已分化的肌肉細胞中并表達，使這個細胞成為多能干細胞(iPS細胞)。如圖為該實驗示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是
12、 () AiPS細胞所攜帶的遺傳信息與肌肉細胞的相同 B圖示過程體現(xiàn)了iPS細胞的全能性 C關(guān)鍵基因表達使細胞功能趨向?qū)ｉT化 D應用該技術(shù)可提高器官移植的成功率 解析A錯誤，iPS細胞的遺傳信息與肌肉細胞的不同，iPS細胞中多了4個關(guān)鍵基因；B錯誤，該過程沒有形成完整個體，因此并沒有體現(xiàn)iPS細胞的全能性；C錯誤，四個關(guān)鍵基因的表達提高了iPS細胞的全能性；D正確，應用該技術(shù)得到的新生器官替換供體病變器官，屬于自體移植，可避免免疫排斥反應，故可大大提高器官移植的成功率。 答案D考點二細胞的衰老、凋亡與癌變典例引領(lǐng)【典例1】 (2014四川卷)TGF1Smads是一條抑制腫瘤的信號傳遞途徑。研究
13、表明，胞外蛋白TGF1與靶細胞膜上受體結(jié)合，激活胞內(nèi)信號分子Smads，生成復合物轉(zhuǎn)移到細胞核內(nèi)，誘導靶基因的表達，阻止細胞異常增殖，抑制惡性腫瘤的發(fā)生。下列敘述錯誤的是 ()A惡性腫瘤細胞膜上糖蛋白減少，因此易分散轉(zhuǎn)移B從功能來看，復合物誘導的靶基因?qū)儆谝职┗駽復合物的轉(zhuǎn)移實現(xiàn)了細胞質(zhì)向細胞核的信息傳遞D若該受體蛋白基因不表達，靶細胞仍能正常凋亡 解析惡性腫瘤細胞膜上糖蛋白減少，導致細胞間黏著性降低而易分散轉(zhuǎn)移，A項正確；抑癌基因阻止細胞異常增殖，由題干信息可知，復合物誘導的靶基因可阻止細胞異常增殖，因此具有抑癌基因的功能，B項正確；復合物轉(zhuǎn)移到細胞核內(nèi)實現(xiàn)了細胞質(zhì)向細胞核的信息傳遞，C項
14、正確；若靶細胞膜上受體蛋白基因不表達，則會使靶細胞異常增殖，從而不能正常凋亡，D項錯誤。 答案D【典例2】 (2014山東理綜，3)神經(jīng)系統(tǒng)正常發(fā)育過程中神經(jīng)細胞數(shù)量的調(diào)節(jié)機制如圖所示。下列說法正確的是() A細胞程序性死亡不利于神經(jīng)系統(tǒng)正常發(fā)育 B生存因子影響了神經(jīng)細胞的基因表達 C神經(jīng)細胞與靶細胞間通過電信號傳遞信息 D死亡細胞被吞噬細胞清除屬于細胞免疫 解析細胞程序性死亡是受機體控制的，屬于細胞的正常凋亡，利于神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育，A錯誤；由圖中信息可知，生存因子的存在影響神經(jīng)細胞的程序性死亡，神經(jīng)細胞不死亡或發(fā)生程序性死亡均與基因的表達有關(guān)，B正確；神經(jīng)細胞與靶細胞間通過化學信號傳遞信息
15、，C錯誤；細胞免疫與效應T細胞的作用有關(guān)，而死亡細胞被吞噬細胞清除的過程無效應T細胞的參與，應屬于非特異性免疫，D錯誤。 答案B 1細胞分化、衰老、凋亡、壞死與癌變的比較實質(zhì)實質(zhì)特點特點結(jié)果與意義結(jié)果與意義細胞細胞分化分化基因的選擇基因的選擇性表達性表達持久性；持久性；普遍性；普遍性；穩(wěn)定性和不可逆性穩(wěn)定性和不可逆性產(chǎn)生各種不同的產(chǎn)生各種不同的組織、器官組織、器官細胞細胞衰老衰老內(nèi)因和外因內(nèi)因和外因共同作用的共同作用的結(jié)果結(jié)果酶活性降低，呼吸速酶活性降低，呼吸速率減慢；率減慢；細胞體積變小，線粒細胞體積變小，線粒體減少；體減少；細胞核增大，核膜內(nèi)細胞核增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮、染色折，染色質(zhì)
16、收縮、染色加深加深生物體的絕大生物體的絕大多數(shù)細胞都經(jīng)歷多數(shù)細胞都經(jīng)歷未分化未分化分化分化衰老衰老死亡的過死亡的過程；程；細胞衰老是時細胞衰老是時刻都在發(fā)生的刻都在發(fā)生的細胞細胞凋亡凋亡受由遺傳機制決受由遺傳機制決定的程序性調(diào)控定的程序性調(diào)控細胞膜內(nèi)陷，細胞細胞膜內(nèi)陷，細胞變圓，與周圍細胞變圓，與周圍細胞脫離脫離清除多余無用清除多余無用細胞；細胞；清除完成使命清除完成使命的衰老細胞；的衰老細胞；清除體內(nèi)異常清除體內(nèi)異常細胞細胞細胞細胞壞死壞死電、熱、冷、機電、熱、冷、機械等不利因素引械等不利因素引起的，不受基因起的，不受基因控制控制細胞膜破裂細胞膜破裂傷害周圍細胞，傷害周圍細胞，引發(fā)炎癥引發(fā)炎
17、癥細胞細胞癌變癌變物理、化學和病物理、化學和病毒致癌因子影響毒致癌因子影響下，原癌基因和下，原癌基因和抑癌基因發(fā)生突抑癌基因發(fā)生突變變惡性增殖的惡性增殖的“不不死細胞死細胞”；形狀形狀顯著改變的顯著改變的“變態(tài)變態(tài)細胞細胞”；黏著性黏著性降低的降低的“擴散細胞擴散細胞”癌細胞出現(xiàn)并大癌細胞出現(xiàn)并大量增殖量增殖 2細胞生命歷程各過程之間的關(guān)系 名師點睛(1)除細胞癌變發(fā)生了遺傳信息改變外，細胞的其余生命歷程(如細胞分裂、分化、衰老、凋亡)均未改變遺傳信息。(2)除細胞癌變與細胞壞死對細胞不利外，細胞的其余生命歷程(細胞分裂、分化、衰老、凋亡)均對生命有積極意義。(3)除細胞壞死外，其余各類生命歷
18、程(含癌變)均與“基因”有關(guān)，即受基因控制。 跟進題組 1如圖為細胞分化、分裂、癌變及凋亡的生命歷程圖，其中甲辛表示相關(guān)生理過程。下列描述中正確的是 () A乙過程中細胞的高度分化有可能改變物種的遺傳信息 B丙過程中因原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變而形成的癌細胞，其表面的糖蛋白減少，但新陳代謝旺盛 C丁過程與基因表達有關(guān)，只發(fā)生在胚胎發(fā)育過程中 D己過程中細胞內(nèi)水分減少，細胞核體積變小，細胞的物質(zhì)運輸功能及其內(nèi)多種酶的活性均降低 解析選項A，分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達，分化不會導致遺傳物質(zhì)改變。選項B，癌細胞是性狀發(fā)生顯著變化的“不死細胞”，其表面糖蛋白減少，癌細胞間黏著性降低，易擴散，癌細胞內(nèi)
19、核糖體數(shù)目增多，新陳代謝旺盛。選項C，細胞凋亡受基因控制，與基因選擇性表達有關(guān)，但不屬于分化，細胞凋亡發(fā)生在整個生命歷程中。選項D，衰老的細胞表現(xiàn)為細胞內(nèi)水分減少，細胞體積變小，細胞核體積增大，細胞代謝速率降低、物質(zhì)運輸功能減弱。 答案B 2(2014黃山二檢)科學研究發(fā)現(xiàn)，單羧酸轉(zhuǎn)運蛋白1(MCT1)的基因表達水平與抗癌藥物3BrPA運輸至細胞內(nèi)密切相關(guān)。如圖表示3BrPA作用于癌細胞的機理，表格中數(shù)據(jù)是研究者用相同劑量3BrPA處理5種細胞所得的實驗結(jié)果。據(jù)此可推斷 ()MCT1的水平的水平死亡率死亡率正常細胞正常細胞00癌細胞癌細胞1中中40%癌細胞癌細胞2低低30%癌細胞癌細胞3高高6
20、0%癌細胞癌細胞400 A正常細胞和癌細胞4死亡率為0的原因是它們對3BrPA的敏感性最強 B癌細胞3死亡率最高是因為只有它具有MCT1的基因 CMCT1可能是載體，3BrPA主要作用于細胞呼吸的第一階段 D對癌癥患者的治療可以利用藥物抑制MCT1基因表達的方法 解析由題干可知，3BrPA運輸至細胞內(nèi)與MCT1密切相關(guān)，且題圖中3BrPA通過載體蛋白進入細胞，故推測MCT1可能是載體，且3BrPA進入細胞后作用于呼吸作用的第一階段，C項正確；由題表可知，正常細胞與癌細胞4的死亡率和MCT1的水平都為0，說明這兩種細胞對3BrPA的敏感性最弱，A項錯誤；5種細胞都含有MCT1基因，B項錯誤；由題中信息可知，抑制MCT1基因表達不利于癌癥患者的治療，D項錯誤。 答案C
生物第4單元 細胞的生命歷程13 蘇教版必修1
