2013高三生物一轮复习课件（人教版）142细胞的分化衰老和凋亡癌变

第2讲 细胞的分化、衰老和凋亡、癌变 知识点一 细胞的分化与全能性 想一想：受精卵发育成一个具有各种组织器官的生物体，其中重 要的细胞活动是什么？ 答案：细胞分裂和细胞分化。 知识点二 细胞的衰老和凋亡 议一议：细胞死亡主要有哪几种形式？哪种形式对生物体是有利 的？ 答案：细胞死亡主要有细胞凋亡和细胞坏死。细胞凋亡对于多细 胞生物个体是有利的。 知识点三 细胞的癌变 看一看：癌细胞在形态、结构、功能等方面与正常细胞不同的根 本原因是什么？ 答案：根本原因是细胞内遗传物质发生了改变。 判断正误 1细胞分化不会改变细变细 胞内的遗传遗传 物质质( )。 2细细胞分化具有普遍性、持久性和绝对绝对 不可逆性( )。 3细细胞分化的实质实质 是不同细细胞中基因的选择选择 性表达( )。 4理论论上，活细细胞都具有全能性( )。 5细细胞凋亡是由于细细胞衰老的缘缘故( )。 6被病原体感染的细细胞的清除属于细细胞坏死( )。 7不是只有癌细细胞中才存在原癌基因和抑癌基因，正常细细胞中也 存在( )。 8原癌基因和抑癌基因的作用不是简单简单 的拮抗关系，二者共同 对细对细 胞的生长长和分化起着调节调节 作用( )。 9在任何条件下，癌细细胞都能无限增殖( )。 10细细胞衰老和癌变变都能引起细细胞膜成分或功能的改变变，且原因 相同( )。 答案：1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 人体衰老的特征 一个癌变变的脑脑部细细胞 1细胞分化、细胞全能性的比较 细胞分化与细胞全能性及其应用 细胞分化细胞全能性 原理细胞内基因的选择性表达含有本物种全套遗传 信息 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，是生物个体发育的基础 高度分化的植物细胞具有 全能性。植物细胞在离体的 情况下，在一定的营养物 质、激素和其他适宜的外界 条件下，才能表现其全能性 动物已分化的体细胞全能 性受到限制，但细胞核仍具 有全能性。例如，动物克隆 技术 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，如体细胞 生殖细胞受精卵 细胞全能性有大小之分，如受精 卵生殖细胞体细胞 关系 两者的遗传物质一般都不发生变化 细胞的分化程度越高，具有的全能性越小 2.干细胞的类型和在医学上的应用 (1)概念 干细细胞是一类类具有自我更新和分化发发育潜能的原始细细胞。机体内 的各种细细胞、组织组织 和器官都是由干细细胞分化发发育而来的。 (2)类类型 干细细胞分为为3类类：全能干细细胞、多能干细细胞和专专能干细细胞。下面 以干细细胞分化成红细红细 胞的过过程为为例，说说明它们们之间间的关系： (3)应应用 医学上，干细细胞的研究为为器官移植提供了新的思路，为为癌症、癫癫 痫痫、糖尿病等疾病的根治带带来了希望。 【疑难辨析】 1细胞分化的不可逆性及脱分化 (1)在生物体内，细胞分化是一种稳定的程序性变化，这种变化一 般是不可逆转的。 (2)但在人工实验条件下，分化的组织细胞能脱分化，脱分化的组 织细胞由于含有发育成完整生物体的全部遗传物质，因而经一定 人工培养后理论上可发育成一个完整生物体。 (2)细细胞的分裂和细细胞的分化是以基因的表达为为基础础的，特别别是细细 胞分化，它是细细胞内的遗传遗传 信息(基因)有序表达的结结果。如红细红细 胞的形成是以控制血红红蛋白合成为为主的基因表达的结结果。 (3)从上述三者之间间的关系可以看出，个体水平上的发发育是以细细胞 水平的分裂与分化为为基础础的，细细胞水平的分裂与分化是以分子水 平的基因表达为为基础础的。 本考点是历年高考命题的重点，考查内容不仅局限于教 材上的基本概念和原理，往往结合社会(科技)热点或生活实例考查 学生提取、处理信息并灵活应用的能力，考查形式多以选择题为 主。 【典例1】(2011安徽卷)干细细胞移植现现已成为为治疗疗糖尿病的一 种临临床技术术。自体骨髓干细细胞植入胰腺组织组织 后可分化为为胰岛样岛样 细细胞，以替代损伤损伤 的胰岛岛B细细胞，达到治疗疗糖尿病的目的。下列 叙述正确的是( )。 A骨髓干细细胞与胰岛样细岛样细 胞的基因组组成不同，基因表达产产物不 同 B骨髓干细细胞与胰岛样细岛样细 胞的基因组组成相同，基因表达产产物不 同 C胰腺组织组织 微环环境造成骨髓干细细胞基因丢丢失，分化成为为胰岛样岛样 细细胞 D胰腺组织组织 微环环境对对骨髓干细细胞分化无影响，分化是由基因决 定的 解析 考察细胞分化。由信息知胰岛样细胞由自体骨髓干细胞分 化而来，胰腺组织是体细胞有丝分裂、分化的细胞，基因与体细 胞相同，所以骨髓干细胞与胰岛样细胞及胰腺组织的基因组成相 同，但基因选择性表达产物不同。 答案 B 【训练1】(2011全国卷)下列能说说明某细细胞已经发经发 生分化的是 ( )。 A进进行ATP的合成 B进进行mRNA的合成 C存在血红红蛋白 D存在纤维纤维 蛋白原基因 解析 本题考查细胞的分化相关知识。ATP是生命活动的直接能 源物质，活细胞里都有ATP的合成，A不符合题意。蛋白质是生命 活动的体现者；无论是分化程度低的干细胞，还是分化程度高的 特化细胞中都有蛋白质的合成，即有相关mRNA的合成，B不符合 题意。血红蛋白只存在于高度特化的红细胞中，C符合题意。来自 同一机体的所有细胞都由同一个受精卵经过有丝分裂而来，其中 的DNA都相同；结构完整的细胞中都存在纤维蛋白原基因，D不 符合题意。 答案 C 特别提醒 同一生物体不同部位细胞的DNA、基因、tRNA相同， 但mRNA和蛋白质不同。 拓展提升 管家基因：在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化 无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。 奢侈基因：只在特定细胞中选择性表达的基因，控制细胞分化， 如胰岛素基因、血红蛋白基因等。 【训练2】下列对对于细细胞分化不同水平的分析，不正确的是 ( )。 A从细细胞水平分析，细细胞分化是细细胞的形态态、结结构和功能改变变 的结结果 B从细细胞的亚显亚显 微结结构水平分析，细细胞分化是细细胞器的数目、 形态态、结结构、功能及细细胞质质基质质成分和功能改变变的结结果 C从蛋白质质分子的角度分析，细细胞分化是蛋白质质种类类、数量、 功能改变变的结结果，这这是细细胞分化的根本原因 D从核酸分子的角度分析，细细胞分化是基因选择选择 性表达的结结果 解析 在个体发育中，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，叫做细胞分化。 从核酸分子的角度分析，细胞分化是基因选择性表达的结果，这 是细胞分化的根本原因。 答案 C 1个体衰老与细胞衰老的关系 (1)单细胞生物的细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 (2)多细胞生物体内的细胞总是不断地更新，总有一部分细胞处于 衰老或走向死亡的状态，但从整体上看，个体衰老的过程也是组 成个体的细胞普遍衰老的过程。 细胞的衰老、凋亡和癌变 2癌细胞的特征与癌变机理 (1)特征分析 不死性：条件适宜时，癌细胞可以无限增殖，而且分裂迅速， 细胞内的核糖体数目大量增加，代谢异常活跃。 迁移性：癌细胞分泌一些酶类分解细胞表面的某些结构，导致 癌细胞黏着性降低，易于扩散。 失去接触抑制性：正常细胞贴壁生长汇合成单层后停止生长， 称为接触抑制。而癌细胞即使堆积成群，仍然可以生长。如下图 ： (2)癌变机理 (3)原癌基因与抑癌基因的关系 原癌基因是维维持机体正常活动动所必需的基因，在细细胞分裂过过程 中它负责调节细负责调节细 胞周期，控制细细胞生长长和分裂的进进程；而抑癌 基因主要是阻止细细胞不正常的增殖。 抑癌基因和原癌基因共同对细对细 胞的生长长和分化起着调节调节 作用。 癌变变是由原癌基因和抑癌基因发发生突变变，导导致细细胞异常分裂， 对这对这 种异常分裂机体又无法阻止而造成的。 3细胞的凋亡、坏死与癌变的比较 项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变 与基因 的关系 受基因控制不受基因控制 受突变基因控制 细胞 膜 的变 化 内 陷破 裂 糖蛋白等减 少，黏着性降低 形态 变化 细胞变圆，与周围细 胞脱离 细胞外形不 规则变 化 呈球形 影响 因素 受严格的由遗传机制 决定的程序性调控 电、热、 冷、机械等不 利因素影响 分为物理、化学 和病毒致癌因子 对机 体 的影响 对机体有利对机体有害对机体有害 知识归纳 细胞分化、分裂、癌变及凋亡的关系 本考点触及两个层面：癌变、衰老、凋亡是现代生理 学研究的热点，延缓衰老、防治癌变是与人类健康相关的生活 热点。决定了该考点年年命题频率高、信息类题多。复习时要高 度重视。 【典例2】(2011山东卷)下列有关细细胞癌变变的叙述，正确的是 ( )。 A基因突变导变导 致的各种细细胞癌变变均可遗传遗传 B石棉和黄曲霉素是不同类类型的致癌因子 C人体的免疫系统对统对 癌变细变细 胞具有清除作用 D癌变细变细 胞内酶活性降低导导致细细胞代谢谢减缓缓 解析 本题考查有关细胞癌变的相关知识。细胞癌变是基因突变 的结果，是原癌基因和抑癌基因突变引起的，通常是物理、化学 或病毒作用的结果。基因突变如果是体细胞不能遗传给子代，如 果是生殖细胞可以遗传给子代，所以A选项是错误的；石棉和黄曲 霉素都是化学致癌因子，所以B选项是错误的；C选项中病变的细 胞是抗原，人体的免疫系统把其清除过程就是免疫，所以C选项是 正确的；癌变细胞内酶活性提高，因为细胞代谢增强变成只分裂 不分化的细胞，所以D选项是错误的。 答案 C 题后反思 本考点中考查基础知识题偏多，新信息类试题，往往 也是“高起点”，“低落点(考基础)”，因此对癌变、衰老、凋亡 的机理、特征等要准确记忆。 【训练3】细胞凋亡又称细细胞编编程性死亡，其大致过过程如图图所 示。下列有关叙述不正确的是( )。 细胞凋亡过程 A细细胞凋亡是细细胞在特定条件下的被动动死亡过过程 B细细胞凋亡过过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量 C细细胞凋亡发发生过过程中，细细胞内容物不释释放出来 D细细胞凋亡过过程中有新蛋白质质合成，体现现了基因的选择选择 性表达 解析 细胞凋亡是由基因调控的细胞自动结束生命的过程。 答案 A 【训练4】(原创题)下列有关细细胞凋亡、坏死与癌变变的说说法，正 确的是( )。 A细细胞凋亡受基因控制；细细胞癌变变不受基因控制 B细细胞坏死，代谢谢停止；细细胞癌变变，代谢谢增强 C细细胞坏死，膜通透性降低；细细胞癌变变，膜黏着性增强 D细细胞癌变变，细细胞周期延长长；细细胞凋亡，细细胞周期变变短 解析 癌变细胞的遗传物质和细胞功能都发生改变，故细胞癌变 受基因控制；细胞癌变，膜黏着性减弱；细胞坏死，膜通透性增 加；细胞癌变，细胞周期缩短，凋亡的细胞没有细胞周期。 答案 B 1判断正误误 (1)(2009江苏生物B)免疫系统统中的记忆细记忆细 胞既有分化潜能又有 自我更新能力( )。 (2)(2009安徽理综C)细细胞癌变变是细细胞高度分化的结结果( )。 (3)(2007江苏生物A)细细胞分化导导致细细胞中的遗传遗传 物质发质发 生改变变 ( )。 细胞分化与全能性的考查 (4)(2010四川卷改编)某实验实验 室做了下图图所示的实验实验 研究 A与纤维纤维 母细细胞相比，过过程形成的诱导诱导 干细细胞的全能性较较低 ( )。 B过过程是诱导诱导 干细细胞的结结构和遗传遗传 物质发质发 生稳稳定性差异的 过过 程( )。 解析 (1)记忆细胞在二次免疫中，在接受到抗原的再次刺激后会 迅速增殖分化成相应的效应细胞和记忆细胞，具有分化和自我更 新能力。(2)环境中的致癌因子损伤细胞中的DNA，使原癌基因和 抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细 胞，是细胞不正常分化的结果。(3)细胞分化不会引起细胞内遗传 物质的改变。(4)本题考查细胞分化及细胞工程相关知识，考查学 生的综合应用能力。过程1形成的诱导干细胞全能性高，A错。过 程2是细胞的分化过程，分化时遗传物质不会发生变化，B错。 答案 (1) (2) (3) (4)A. B 2(2011北京卷)下列生命过过程中，没有发发生细细胞分化的是 ( )。 A断尾壁虎长长出新尾巴 B砍伐后的树桩树桩 上长长出新枝条 C蝌蚪尾巴消失的过过程 D胚胎发发育中出现现造血干细细胞 解析 蝌蚪尾巴消失的过程是细胞凋亡造成的。 答案 C 3(2011山东卷)下列发发生了细细胞分化且能体现现体细细胞全能性的 生物学过过程是( )。 A玉米种子萌发长发长 成新植株 B小鼠骨髓造血干细细胞形成各种血细细胞 C小麦花粉经经离体培养发发育成单单倍体植株 D胡萝萝卜根韧韧皮部细细胞经组织经组织 培养发发育成新植株 解析 本题考查有关细胞分化和全能性的相关知识。细胞分化是 细胞内基因选择性表达的结果。细胞全能性是指已分化的细胞具 有发育成个体的潜能，全能性的体现必须发育成一个个体；A选项 玉米种子本身就是已经分化的胚，该过程能体现细胞分化，但不 能体现细胞的全能性；B选项中小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细 胞体现了细胞分化，但没有发育成个体，没有体现出全能性；C选 项中小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株，小麦花粉是配子， 能发育成一个个体，体现了生殖细胞的全能性，所以C错误；D选 项中胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株，先进行了脱 分化而后再分化，最后发育成一个个体，所以D正确。 答案 D 4(2009宁夏理综，41)下图为图为 哺乳动动物的胚胎干细细胞及其分化 的示意图图。请请回答下列问题问题 。 (1)胚胎干细细胞是从动动物胚胎发发育至_期的内细细胞团团或胎儿 的_中分离得到的一类细类细 胞。 (2)图图中分化程度最低的干细细胞是_。在体外培养条件下， 培养液中加入_因子，可诱导该诱导该 种干细细胞向不同类类型的组组 织细织细 胞分化。 (3)在机体内，皮肤干细细胞分化成皮肤细细胞是机体细细胞中基因 _的结结果。 (4)某患者不能产产生正常的白细细胞，通过过骨髓移植可以达到治疗疗的 目的，骨髓的治疗疗的实质实质 是将图图中的_细细胞移植到患者体 内。 (5)若要克隆某种哺乳动动物，从理论论上分析，上述红细红细 胞、白细细胞 、神经细经细 胞中不能选选用作为为供体的细细胞是成熟的_，其原 因是_。 (6)若某药药物可抑制肝肿肿瘤细细胞DNA复制，使用该药该药 物可使肝肿肿 瘤细细胞停留在细细胞周期的_期。 (7)在制备单备单 克隆抗体过过程中的细细胞融合阶阶段，用_细细胞与 骨髓瘤细细胞融合，经经多次筛选筛选 最终终得到能分泌_的杂杂交瘤 细细胞。 解析 (1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺细胞中分离得到的 ，发育至囊胚阶段的内细胞团细胞可分离得到胚胎干细胞。(2)图 中胚胎干细胞分化程度最低、全能性最高，在体外培养条件下， 在培养液中加入分化诱导因子，可使其分化成不同类型的组织细 胞。(3)细胞分化是基因选择性表达的结果。(4)骨髓是人体的造血 组织，存在造血功能干细胞， 骨髓的治疗的实质是将上图的造血 干细胞移植到患者体内。(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞 核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。(6)DNA分 子的复制在细胞分裂间期进行。(7)单克隆抗体由效应(或已免疫的 )B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞分泌得到。 答案 (1)囊胚 原始性腺细细胞 (2)胚胎干细细胞 分化诱导诱导 (3) 选择选择 性表达 (4)造血干 (5)红细红细 胞 细细胞中无细细胞核 (6)间间 (7)效应应(或已免疫的)B淋巴 特异性抗体 5.(2011天津理综，5)土壤农农杆菌能将自身Ti质质粒的TDNA 整合到 植物染色体DNA上，诱发诱发 植物形成肿肿瘤。TDNA 中含有植物生长长 素合成酶基因(S)和细细胞分裂素合成酶基因(R)，它们们的表达与否 能影响相应应植物激素的含量，进进而调节肿调节肿 瘤组织组织 的生长长与分化 。 细胞的衰老、凋亡、癌变 据图图分析，下列叙述错误错误 的是( )。 A当细细胞分裂素与生长长素的比值值升高时时，诱发肿诱发肿 瘤生芽 B清除肿肿瘤组织组织 中的土壤农农杆菌后，肿肿瘤不再生长长与分化 C图图中肿肿瘤组织组织 可在不含细细胞分裂素与生长长素的培养基中生长长 D基因通过过控制酶的合成控制代谢谢，进进而控制肿肿瘤组织组织 生长长与 分化 解析 由题中信息知，基因S不表达，基因R表达，细胞分裂素与 生长素比值升高，诱发了肿瘤生芽。土壤农杆菌将自身Ti质粒的 TDNA 整合到植物染色体上，诱发了植物肿瘤的形成，故清除肿 瘤组织中的土壤农杆菌后，肿瘤仍可继续生长、分化。含有细胞 分裂素与生长素的培养基影响着肿瘤的分化，不影响肿瘤组织的 生长；S(R)是通过控制生长素(细胞分裂素)合成酶控制生长素(细 胞分裂素)的合成。故D正确。 答案 B 6(2011江苏卷)关于人体细细胞分化、衰老、凋亡和癌变变的叙述， 正确的是( )。 A细细胞分化导导致基因选择选择 性表达，细细胞种类类增多 B细细胞衰老表现为现为 酶活性降低，细细胞核体积积减小 C细细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发长发 育 D细细胞癌变导变导 致细细胞黏着性降低，易分散转转移 解析 由于基因选择性表达导致细胞分化，细胞的种类增加；衰 老的细胞中大多数酶的活性降低，细胞核体积增大，细胞的体积 变小；细胞凋亡属正常的生命现象，受基因控制，对机体是有积 极意义的；癌细胞膜表面糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低， 使癌细胞容易分散转移。 答案 D 7(2009安徽卷)细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现现象 。下列有关叙述正确的是(