2014届高三中图版生物一轮课件1410细胞的分化癌变衰老和凋亡

第10讲 细胞的分化、癌变、衰老和凋亡 细胞的分化() 细胞的全能性() 细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系 () 癌细胞的主要特征及防治() 知识点一 细胞的分化与全能性 细胞的分化 概念：在个体发育中，后代细胞间在形态 、结构和生理功能上发生 的过程 特点： 、稳定性和不 可逆性 意义 (1)细胞分化是生物 的基础 (2)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向 ，有利于提高各种生理功能的效 率 实质：在个体发育中，不同的细胞中 . 稳定性差异 普遍性、持久性 个体发育 专门化 基因的选择性表达 细胞的全能性 含义：高度分化的植物细胞仍然具有发育成 的潜能 实例 植物组织培养：分化的组织细胞(植物)脱分化 . ,新的植物体,动物克隆：核移植,动物干 细胞：体内保留着的少量具有 能力的细胞) 完整植株 愈伤组织 再分化 分裂和分化 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 癌症的发生与防治 癌细胞的主要特征和治疗 癌细胞：细胞受到 的作用，不能正 常地完成分化,而变成不受机体控制的， 进行分裂的 增殖细胞 致癌因子 连续 恶性 癌细胞的主要特征和治疗 癌变机制与主要特征 癌细胞的主要特征和治疗 癌变机制与主要特征 正常细胞癌细胞 (1)不受机体控制、,恶性增殖 (2) 发生改变 (3)易分散和转移(因为细胞膜上 , 物质减少，黏着性减少) (4)接触抑制 . (5)代谢旺盛等 治疗方法：外科手术、 治疗和化 学治疗 形态结构 糖蛋白 丧失 放射 看一看：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 细胞的衰老和凋亡 细胞的衰老 概念：是细胞生命活动过程中的一个阶段 ，是 和,功能不可逆的衰退过程。 它是一种正常的生命现象 特征 (1)细胞内水分 ，体积缩小，代谢 速度 . (2)细胞内酶的活性 ，色素 . (3)细胞膜皱缩，流动性下降，运输功能 . (4)核膜 ，染色体固缩，基因表达 出现关闭现象 (5) 数量减少，甚至解体 意义：细胞的正常衰老有利于机体的自我 更新 生理活动 减小降低 降低沉积 减弱 内折 线粒体、内质网 细胞的凋亡 概念：是指生物个体生长发育过程中，由 控制的，按照一定程序发生的, 细胞死亡，又称 细胞死亡 生物学意义：有利于清除体内 的细胞，维持组织器官中细胞数目的相对 稳定 与人体健康的关系：细胞凋亡不足会引发 、自身免疫疾病；细胞凋亡过度 会引发帕金森氏综合症、 等 基因 编程性 多余、无用、衰老和有害 肿瘤 再生障碍性贫血 议一议：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。 人体衰老的特征 一个癌变的脑部细胞 巧记：细胞衰老特征：“一多、一少”， “二大、三低” 色素积累增多 线粒体数目减少 判一判 1细胞分化不会改变细胞内的遗传物质 ( )。 2细胞分化的实质是不同细胞中基因的选 择性表达( )。 3理论上，活细胞都具有全能性 ( )。 4细胞凋亡是由于细胞衰老的缘故 ( )。 5被病原体感染的细胞的清除属于细胞坏 死 ( )。 6不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑 癌基因，正常细胞中也存在 ( )。 答案：1. 2. 3. 4. 5. 6. 细胞分化与细胞全能性及其应用 高考地位：5年16考 2012天津、江苏卷，2011全国卷、 北京卷、山东卷、安徽卷、江苏卷 2010四川卷、广东卷 (2)分化过程 细胞分化的结果：后代细胞的 形态、结构和生理功能发生改变，但是后 代细胞的核遗传物质与分化之前相比没有 发生变化。 细胞分化的结果：后代细胞的形态、结构和生理功能发生改变，但是 后代细胞的核遗传物质与分化之前相比没有发生变化。 2细胞分化与细胞全能性的比较 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 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：在生物界中普遍 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， 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 热点链接：干细胞的类型和在医学上的应 用 (1)干细胞类型 按分化潜能的大小，干细胞基本上可分 为3种类型：全能干细胞，它具有形成完整 个体的分化潜能，胚胎干细胞就属于此类 ；多能干细胞，它具有分化出多种细胞组 织的潜能，但却失去了发育成完整个体的 能力，如造血干细胞；专能干细胞，只能 向一种类型或密切相关的两种类型的细胞 分化，如皮肤生发层的干细胞。 (2)下面以干细胞分化成红细胞的过程为例 ，说明它们之间的关系 (3)应用 医学上，干细胞的研究为器官移植提供了 新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病等疾病 的根治带来了希望。 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】 (2012天津理综，1)下列有关干细胞的 叙述，错误的是 ( )。 A自体干细胞移植通常不会引起免疫 排斥反应 B胚胎干细胞在体外培养能增殖但不 能被诱导分化 C组织的细胞更新包括细胞凋亡和干 细胞增殖分化等过程 D造血干细胞具有分化出多种血细胞 的能力，可用于治疗白血病 解析 本题主要考查细胞的增殖、分化、 凋亡及免疫等知识。自体干细胞不会被自 身免疫系统识别为抗原，因此通常不会引 起免疫排斥反应，故A正确；胚胎干细胞全 能性较高，在体外培养不但能增殖，更易 被诱导分化，故B错误；组织的细胞更新， 包括细胞的凋亡和新细胞的产生，故C正确 ；造血干细胞具有分化出多种血细胞的能 力，可用于治疗白血病，故D正确。 答案 B 【典例2】 (2011全国大纲理综，1)下列能说明某 细胞已经发生分化的是 ( )。 A进行ATP的合成 B进行 mRNA的合成 C存在血红蛋白 D存在纤维 蛋白原基因 破题关键 解析 特异性蛋白合成的实质在于基因选 择性表达，因此，看某细胞是否已发生分 化，关键看细胞的特异性蛋白是否合成。 血红蛋白是红细胞的特异性蛋白，具有运 输氧气的作用，故C正确；而ATP、mRNA 和纤维蛋白原基因在细胞中普遍存在，不 能作为说明细胞发生分化的依据。 答案 C 高校教材链接 1管家基因：所有细胞都需要表达的基因 ，与细胞分化无关，其产物是维持细胞基 本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、 ATP水解酶基因等。 2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。 3细胞分化实质基因的选择性表达 奢侈基因表达的结果合成特定的蛋白质( 细胞分化分子水平的标志如血红蛋白合 成意味着造血干细胞分化成红细胞)。 【训练1】 (经典题)下列对于细胞分化不同水平的分 析，不正确的是 ( )。 A从细胞水平分析，细胞分化是细胞的 形态、结构和功能改变的结果 B从细胞的亚显微结构水平分析，细胞 分化是细胞器的数目、形态、结构、功能 及细胞质基质成分和功能改变的结果 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 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 【训练2】 (2012江苏单科，22)下列事实能体现细 胞全能性的是(多选) ( )。 A棉花根尖细胞经诱导形成幼苗 B单细胞的DNA在体外大量扩增 C动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体 D小鼠体细胞经诱导培育成小鼠 解析 本题考查细胞全能性的知识。棉花 根尖细胞经诱导形成幼苗，小鼠体细胞经 诱导培育成小鼠，这均是细胞发育成完整 个体，体现了细胞的全能性，故A、D符合 题意；DNA在体外大量扩增属于DNA克隆 ，故B不符合题意；单克隆抗体的制备属于 动物细胞融合的应用，故C不符合题意。 答案 AD 1细胞的衰老 细胞衰老是细胞生命活动必然规律，不 同细胞寿命不同，衰老发生的时期也不同 。 细胞的衰老、凋亡和癌变 高考地位：5年27考 2012全国新课标卷、山东卷、 江苏卷、安徽卷， 2011山东卷、天津卷、江苏卷 老年人的白头发与白化病人 的白头发形成机理不同。老年人头发变白 是由于其体内酪氨酸酶活性降低，黑色素 合成减少；而白化病病人头发白是由于基 因突变使机体不能合成酪氨酸酶，黑色素 不能合成。 2癌细胞的特征与癌变机理 (1)特征分析 无限增殖：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。 易分散和转移：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 原癌基因是维持机体正常活动所必需的 基因，在细胞分裂过程中它负责调节细胞 周期，控制细胞生长和分裂的进程；而抑 癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。 抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长 和分化起着调节作用。 癌变是由原癌基因和抑癌基因发生突变 ，突变成了“癌基因”后，细胞才会恶性 增殖。 癌变细胞刚产生时(量极少，不 成气候)，机体的免疫系统监视到，会启动 凋亡程序消灭掉，一旦免疫力下降，癌细 胞大量扩增后，机体将无法阻止！ 3细胞凋亡、坏死和癌变的比较 项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变 影响 因素 由基因决定 不受基因控制，由 电、热、冷、机械 等不利因素造成 受基因控制，由 物理、化学、病 毒等致癌因子诱 发 特点 是主动的、细 胞自动结束生 命的自然过程 是被动的，由于细 胞正常代谢活动受 损或中断引起的病 理过程 无限增殖 细胞形态、结 构发生变化 细胞表面糖蛋 白减少，黏着性 降低，容易转移 实例 女性月经期子 宫内膜的脱落 成熟个体中细 胞的自然更新 被病原体感染 的细胞的清除 烫伤后的皮 肤、黏膜的脱 落 骨折时部分 骨细胞死亡 吸烟者肺部 细胞因尼古丁 作用而死亡 受紫外线照射 的皮肤癌细胞的 产生 长期大量吸烟 者的体内发现了 肺部癌细胞 对机体 的影响 有利有害有害 细胞凋亡，即细胞编程性死亡 ，是一种自然生理过程；与细胞凋亡密切 相关的细胞器是溶酶体。细胞凋亡与基因 选择性表达有关，但不属于细胞分化过程 。 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3】 (2012江苏单科，20)研究表明细胞癌变 是细胞从已分化转变到未分化状态的过程 ，下列叙述正确的是 ( )。 A癌细胞具有和正常分化细胞相近的 细胞类型 B癌细胞的分裂能力与分化程度成正 相关 C诱导癌细胞的正常分化是癌症治疗 的一种策略 D癌细胞类似于胚胎细胞都脱离了细 胞的正常分化 破题关键 解析 本题考查细胞癌变的相关知识。研 究表明细胞癌变是细胞从已分化转变到未 分化状态的过程，故癌细胞与正常细胞相 比，形态、结构和功能均不同；细胞的分 化程度越高，其分裂能力越低；诱导癌细 胞脱离未分化状态，即诱导癌细胞正常分 化是癌症治疗的一种策略；癌细胞已不受 机体控制，而胚胎细胞可在机体控制下完 成正常分化。 答案 C 【训练3】 细胞凋亡又称细胞编程性死亡，其大致 过程如图所示。下列有关叙述不正确的是 ( )。 细胞凋亡过程 A细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死 亡过程 B细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小 体，需要消耗能量 C细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释 放出来 D细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现 了基因的选择性表达 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】 下图是胎儿手的发育过程图，据图回答 下列问题。 (1)胎儿手的发育过程中，既有细胞的 _和_又有细胞的_ ，而后两者是_选择性表达的结果 。 (2)在此过程中编程性细胞死亡的意义是 _ _。 答案 (1)分裂 分化 凋亡 基因 (2) 有助于机体正常发育的完成 误区1 混淆细胞衰老与个体衰老，误认为 衰老个体中细胞一定衰老 点 拨 对于单细胞生物体来说，细胞 的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；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。 辨析2个误区、规避1个易错点 误区2 混淆细胞编程性死亡与细胞病理性 死亡 点 拨 (1)病理性死亡是在种种不利因 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。 (2)编程性细胞死亡是细胞的一种生理控制 机制，它也可以受许多因素(包括外部因素 和内部因素)的诱导，如X射线、射线。同 时它也可以通过一些因素的作用而受到抑 制，如白细胞介素2。 科技热点链接：细胞凋亡内在机理图解如 下 易错点 误认为只有癌细胞内才有原癌基 因与抑癌基因，且只要有一个基因突变即 可引发细胞癌变 点 拨 人和动物细胞的染色体上本来 就存在着与癌有关的基因原癌基因和抑癌 基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的 DNA分子，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。根据大量的病例分析，癌症的 发生并不是单一基因突变的结果，至少在 一个细胞中发生56个基因突变，才能赋 予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应 。 纠错演练 1(2012山东理综，3)细胞衰老和凋亡对 维持个体的正常生长发育及生命活动具有 重要意义。下列叙述错误的是 ( )。 A细胞普遍衰老会导致个体衰老 B效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡 C细胞凋亡是各种不利因素引起的细 胞死亡 D衰老细胞内染色质固缩影响DNA复 制和转录 解析 本题主要考查了细胞衰老和凋亡的 相关知识。多细胞生物个体的衰老是组成 个体的细胞普遍衰老的过程，A正确；细胞 凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命 的过程，效应T细胞使靶细胞裂解死亡是机 体主动进行的免疫过程，属于细胞凋亡，B 正确；各种不利因素引起的细胞死亡属于 细胞坏死，C错误；衰老细胞内染色质固缩 后影响了DNA解旋，从而影响DNA复制和 转录过程，D正确。 答案 C 2下列现象中属于编程性细胞死亡的是 ( )。 A挤压使细胞死亡 B射线 杀死细胞 C成熟的白细胞死亡 D化学 药品使细胞死亡 解析 受外来因素干扰，细胞提前结束 生命的现象为细胞坏死，细胞的编程性死 亡即细胞凋亡，AD中，A、B、D均属细 胞坏死，只有C选项所述为编程性细胞死亡 即细胞凋亡。 答案 C 3(2013山东滨州一模，33)科学家发现 了存在于高等生物细胞中的nuc1基因， 该基因编码的蛋白质能使DNA降解，所以 nuc1基因又被称为细胞“死亡基因”。 据此分析，下列叙述错误的是 ( )。 A靶细胞在效应T细胞的作用下死亡可 能与nuc1基因被激活有关 B在胚胎发育过程中细胞中的nuc1 基因也在表达 C该基因编码的蛋白质需要内质网、 高尔基体的加工运输 D癌变细胞中nuc1基因的表达可能 会受阻 解析 每个细胞都含有nuc1基因，细胞的 死亡与否可能与其是否被激活有关，胚胎 发育过程中有细胞的凋亡，A、B正确；该 蛋白质是细胞内蛋白质，不需要内质网、 高尔基体的加工运输，C错误；癌变细胞中 该基因表达受阻，因而会不停地分裂下去 ，D正确。 答案 C 1.(2012全国课标理综，1)同一物种的两类 细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白 质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同 。其原因是参与这两种蛋白质合成的 ( )。 AtRNA种类不同 BmRNA碱基序列不同 C核糖体成分不同 D同一密码子所决定的氨基酸不同 细胞分化与全能性的考查 解析 在任何细胞中tRNA的种类都是相同 的；核糖体的成分也是相同的，都是由蛋 白质和rRNA组成的；同一种密码子决定的 氨基酸是相同的；同一物种的不同细胞中 ，由于遗传信息的执行情况不同，即基因 的选择性表达，这将导致不同细胞中基因 转录的mRNA不同。 答案 B 2(2011山东理综，2)下列发生了细胞分 化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 ( )。 A玉米种子萌发长成新植株 B小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细 胞 C小麦花粉经离体培养发育成单倍体 植株 D胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发 育成新植株 解析 “细胞全能性”是指已经分化的细 胞，仍然具有发育成完整新个体的潜能。 选项A所述内容是玉米的胚后发育过程；全 能性表达的结果是得到完整新个体；由于 题干中要求体现的是“体细胞全能性”， 花粉属于生殖细胞；胡萝卜根韧皮部细胞 是已分化的细胞，经组织培养后得到了完 整的新植株，故D正确。 答案 D 3(2011安徽理综，2)干细胞移植现已成 为治疗糖尿病的一种临床新技术。自体骨 髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样 细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗 糖尿病的目的。下列叙述正确的是 ( )。 A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 B骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组 成相同，基因表达存在差异 C胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基 因丢失，分化成为胰岛样细胞 D胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化 无影响，分化是由基因决定的 解析 骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组 成相同，细胞分化的实质是基因的选择性 表达，不同细胞内基因表达存在差异；胰 腺组织微环境诱导骨髓干细胞向胰岛样细 胞分化，骨髓干细胞的基因没有丢失 。 答案 B 4.(2012全国新课标，2)下列关于细胞癌变 的叙述，错误的是 ( )。 A癌细胞在条件适宜时可无限增殖 B癌变前后，细胞的形态和结构有明 显差别 C病毒癌基因可整合到宿主基因组诱 发癌变 D原癌基因的主要功能是阻止细胞发 生异常增殖 细胞的衰老、凋亡、癌变 解析 本题主要考查癌细胞的特点、形成 过程等知识。癌细胞具有无限增殖的特点 ，A正确；组织细胞发生癌变后，细胞形态 和结构均发生明显变化，如细胞变为球形 ，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，B正确； 生物致癌因子中的病毒癌基因可以整合到 宿主基因组诱发癌变，C正确；原癌基因主 要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分 裂的进程，D错误。 答案 D