创新设计2011届高考生物一轮复习 第四单元 学时11 细胞的分化癌变衰老和凋亡课件 浙科版必修

学时11 细胞的分化、癌变、衰老和凋亡 考点 1 细胞的分化、全能性 1.细胞的分化过程及特点 (1)本质：基因在特定时间和空间条件下有选择的表达(同一个 体的不同细胞遗传物质是相同的)。 (2)过程图解 注：分化后的细胞内核DNA数和染色体数彼此相同，且都与受精 卵相同(不考虑有丝分裂后期)。 (3)特点 持久性：发生于生物体的整个生命过程中，但在胚胎期细胞分 化达到最大程度。 稳定性：细胞分化是稳定的，一般是不可逆的。 普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基 础。 (4)意义：使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各 种生理功能的效率，生物个体发育就是通过细胞分化来实现。 2全能性 (1)表达：分化的细胞在一定条件下离体培养。 (2)动植物细胞全能性比较：植物细胞易表达，动物细胞受限 制，但动物的细胞核仍具有全能性。 (3)细胞全能性高低与分化程度的关系：细胞全能性高低与分 化程度成负相关，分化程度越大，全能性越低。 (4)同一生物体内全能性比较： 受精卵生殖细胞体细胞 能够增殖细胞停止增殖细胞 特别提醒 细胞分化过程遗传物质并未发生变化。 细胞的分化程度越高，具有的全能性越小。 脱分化只是使已经分化的、失去了分裂能力的细胞重新获得分 裂能力，而不能使其变回到分化前的那种细胞。因此，脱分化不 是细胞分化具有可逆性的体现。 即时突破 1(2010丽水模拟)下图表示一个人体内的几种细胞，它们的形 态 结构和功能各不相同，试问造成上述不同的根本原因是不同细 胞的 ( ) ADNA的结构不同 B信使RNA不同 C转移RNA不同 D核糖体结构不同 解析：这几种细胞的结构和功能不同是由基因的选择性表达的结 果，所有的体细胞都是由受精卵经有丝分裂形成的，所以DNA在 所有的细胞中都一样，因此A是错误的。在所有的细胞中转运 RNA都是61种，所以C也是错误的。核糖体结构也是相同的。信 使RNA不同，它转录的DNA片断不同，所携带的遗传信息就不 同，最终表达出来的性状，结构和功能就不相同。 答案：B 考点 2 细胞的癌变特征与机理 1.癌细胞的主要特征 (1)恶性增殖的“不死细胞” 癌细胞与正常细胞的比较 细细胞来源细细胞周期分裂次数存活时间时间 正常人肝细细胞22 h506045.855 d 海拉宫颈宫颈 癌细细胞22 h 1951年至今 (2)形态显著改变的“变态细胞” 癌细胞的形态结构发生显著变化。例如，体外培养中的正常的成 纤维细胞呈扁平梭形，转化成癌细胞后变成球形。癌细胞的细胞 核都较正常细胞的大，有时形态也变得不规则，核仁也变大了， 染色时，染色质的着丝点颜色也明显加深。 正常的成纤维细胞(扁平梭形) 癌细胞(球形) 转变 (3)黏着性降低的“扩散细胞” 癌细胞的表面发生了变化。癌细胞所合成和分泌的一些蛋白酶降 解了细胞膜上的粘连蛋白等物质，导致癌细胞之间的黏着性下降 ，易于扩散到周围健康组织，或随血液循环转移到其他部位继续 增殖。 细胞间黏着性减小细胞间黏着性减小 细胞容易移动(易扩散、转移) 2癌变的机理 原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过 程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。癌症就是一系 列原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。 深化拓展：(1)无限增殖与恶性增殖的不同 能无限增殖和恶性增殖这两种表述虽然不一样，但都体现了癌细胞 增殖失控的特点，这是癌细胞的最主要特征，恶性增殖主要指癌细 胞在体内的表现，能无限增殖则主要是指癌细胞在体外培养的情 况。 (2)癌细胞体外培养无接触抑制现象。 正常细胞相互接触后，就会停止运动和增殖，即有接触抑制现象。 而癌细胞则无此现象，在培养条件下可生长成多层。如图所示： 3肿瘤与癌的关系 (1)肿瘤：机体某些组织的细胞与其他细胞生长不协调，表现 为病理性异常增生的一个不正常的组织块，医学上称为肿瘤。 (2)肿瘤与癌的关系 根据肿瘤对人体危害程度的不同，可以分为良性肿瘤和恶性肿 瘤。 良性肿瘤：生长缓慢，不转移，逐渐增长时仅是压迫周围组 织。 恶性肿瘤：生长迅速，易转移，可以向周围扩散，破坏周围 组织，恶性肿瘤又叫癌肿或癌瘤，人们习惯上称为“癌症”。 即时突破 2(2008江苏高考)下列细胞中，可能已发生癌变的是 ( ) A细胞膜上粘连蛋白减少的细胞 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 解析：可根据癌细胞的特点加以选择，癌细胞的主要特点是： (1)连续进行分裂，恶性增殖；(2)癌细胞的形态发生了改变， 一般呈球形；(3)癌细胞的表面发生了变化，主要表现为粘连蛋 白减少，黏着性下降，导致癌细胞容易随血液转移扩散。 答案：A 考点 3 细胞的分裂、分化、衰老和癌变的关系 1.细胞的凋亡、衰老与癌变的比较 项项 目细细胞凋亡细细胞衰老细细胞癌变变 与基因的关系是基因控制的受基因控制受突变变基因控制 细细胞膜的变变 化 内 陷 通透性功能改变变 ，运输输功能降低 粘连连蛋白等减少 ，黏着性降低 形态变态变 化 细细胞变圆变圆 ，与周 围细围细 胞脱离 线线粒体数量减少 ，体积积增大；细细 胞核体积积增大， 核膜内析 呈球形 影响因素 受严严格的由遗传遗传 机制决定的程序 性调调控 遗传遗传 程序控制， 同时时受环环境影响 分为为物理、化学 和病毒致癌因子 对对机体的影 响 对对机体有利尽头头是机体死亡对对机体有害 特别提醒 细胞凋亡与细胞坏死的不同 细胞凋亡和细胞坏死是两个不同的概念，尽管结果一样，但其产 生机理是完全不同的：细胞坏死是在种种不利的因素(如病菌感染 、细胞缺氧、有毒物质毒害等)影响下，由于细胞正常的代谢活动 受阻或中断从而导致细胞的损伤和死亡。而细胞凋亡是受严格的 程序性调控，是一种自然的生理过程。 2细胞分裂、分化、癌变和衰老的关系 (1)生物体的生长、发育是以细胞分裂、细胞分化为基础的，细 胞分裂的结果是产生大量相同的细胞，细胞分化的结果是产生 不同类型的细胞。 (2)原癌基因或抑癌基因一旦发生基因突变，就成为癌基因，则 使正常细胞变为癌细胞。 (3)细胞衰老、死亡贯穿于生物的整个个体发育中，成体及年老 个体更为突出，最终导致个体死亡。 即时突破 3(2008广东高考)老年人皮肤色素沉积出现“老年斑”，原因是 (多选) ( ) A细胞呼吸速率加快 B细胞中抗氧化作用的酶活性降低 C细胞膜通透性改变 D紫外线照射引起色素沉积 解析：老年斑主要是由于老年人细胞代谢机能减弱、细胞中 抗氧化作用的酶活性降低，当饮食中摄取脂肪过多时，容易 发生氧化，产生脂褐素。这种色素由于细胞膜通透性改变而 不能排出，沉积在细胞体上，加速细胞的老化，从而形成老 年斑。 答案：BC 4(2010金华质检)下列关于细胞增殖、分化、衰老、凋亡、癌 变的叙述不合理的是 ( ) A细胞总体的衰老导致个体的衰老，但细胞衰老不等同于 个体的衰老 B体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制，细胞增殖受环 境影响 C细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞全能性的实现 与分化无关 D细胞不分化意味着细胞可能发生癌变，促进细胞凋亡可 以治疗癌症 解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞全能性的实 现以细胞分裂和细胞分化为基础。 答案：C 考点 4 干细胞及其在医学上的应用 干细胞是一类具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。机体内 的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。 1.分裂方式及特点 (1)图示 (2)特点：不对称分裂。 2类型及相互关系 干细胞分为3类：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。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。 即时突破 5(2008山东理综)通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的 体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类 胚胎干细胞的描述，正确的是 ( ) A类胚胎干细胞能够分化成多种细胞 B分化的体细胞丢失了某些基因 C二者功能有差异，但形态没有差异 D二者基因组相同，且表达的基因相同 解析：本题材料新颖，主要考查细胞的分裂、分化及干细胞等相 关的知识。干细胞具有有丝分裂和分化成多种组织细胞的能力。 有丝分裂产生的子细胞基因型相同。在细胞分化过程中，因基因 的选择性表达而在不同的细胞中产生不同的mRNA和蛋白质，从 而使细胞在形态和功能上发生永久性、不可恢复的变化分 化。由此可知：细胞分化的过程中，没有基因的丢失而是基因的 选择性表达，故B与D选项错误。细胞分化是细胞形态功能上的 变化，故C选项错误。 答案：A 考点 5 细胞衰老内在因素的实验探究及分析 1.实验过程 实验一：分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年 人的肺成纤维细胞，结果见下表： 细细胞来源胎儿中年人老年人 增殖代数502024 实验二：分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外进行培养，结果 见下图： 实验三： 2实验分析 (1)实验一说明细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱。 (2)实验二说明细胞分裂次数与物种的寿命有关，寿命越长的物 种体细胞分裂的最高次数越高。 (3)实验三说明细胞核是决定细胞衰老的重要因素。 (4)综合上述三个实验，说明生物的物种、年龄、细胞核是影响 细胞衰老的内在因素。 即时突破 6下列叙述正确的是 ( ) A多细胞生物细胞的衰老和机体的衰老总是同步的 B老年人体内也有幼嫩的细胞 C年轻人体内无衰老细胞 D克隆“多利”羊用的乳腺细胞核与去核卵细胞融合的杂交细 胞和受精卵正常发育时，细胞分裂次数是相等的 解析：对多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和 死亡并不是一回事，多细胞生物体内的细胞总是在不断更新 着，总有一部分细胞产生、生长、成熟，也总有一部分细胞处 于衰老或走向死亡的状态。因此，无论是老年人体内还是年轻 人体内都有幼嫩细胞也有衰老细胞。然而从总体上看，个体衰 老的过程也是组成个体的细胞的普遍衰老的过程。 答案：B 命题视角 1 细胞的分裂和分化的综合考查 【例1】(2008江苏高考) 动物和人体内具有分裂 和 分化能力的细胞称为干细胞，对右图的相关叙述 中，错误的是 ( )Aa过程表示干细胞能自我更新 Bb、c过程表示干细胞具有分化能力 Ca、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同 Db过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用 【思路导析】 本题考查细胞分裂和分化的概念与实质。 答案：D 规律方法 细胞分化的原因是遗传物质的选择性表达。所有体细胞中都含有 本物种的全套基因，即遗传物质相同，只是不同的细胞表达的基 因不同，合成出了不同的信使RNA和蛋白质，表现出不同的形态 、结构和功能。 变式训练 1下图表示同一人体内的几种正常细胞，这些细胞的 ( ) A全能性相同 B细胞器的种类和数量相同 C基因组相同 DmRNA的种类和数量相同 解析：题中不同细胞的分化程度不同，全能性也不同；同一人 体内正常体细胞中基因组成是相同的，但细胞器的种类和数 量、mRNA的种类和数量可能不同，这主要与基因选择性表达 有关。 答案：C 命题视角 2 癌细胞增殖特点及癌症的防治 【例2】 (2007山东高考)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，癌细胞分别侵袭周围正常组 织，证明癌细胞具有_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， 这些蛋白质称为_，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_。 b、l 扩(分)散转移 抗原 效应胞毒T细胞 (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： 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： _。 _。 细细胞类类型增殖代数端粒酶活性 正常体细细胞5060无 癌细细胞无限有 癌细胞分成A、B两组 A组加入端粒酶抑制剂，B组加入等量蒸馏水，进行培养 _。 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： _ _。 记录并比较A、B两组的增殖代数(分裂次数) A组比B组增殖代数减少，说明端粒酶与 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) 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。 【思路导析】 本题考查癌细胞的特点、癌症的原因和防治。解答 本题可先针对癌细胞的特点进行理解和分析，再通过所给信息提出 防治设想及癌症原因的探究。 (1)癌细胞是不受机体控制的恶性增殖细胞，细胞周期短、繁殖 快，没有最高增殖代数，由于癌细胞表面糖蛋白等物质减少，细胞 之间黏着性降低，导致癌细胞容易分散和转移。(2)机体的免疫反 应是针对抗原作出的免疫应答，效应胞素T细胞可以攻击靶细胞， 激活靶细胞内的溶酶体酶，使靶细胞裂解死亡。(3)实验设计两 组，一组为实验组，加端粒酶抑制剂，一组为对照组不加端粒酶抑 制剂，通过比较两组细胞增殖代数说明端粒酶与细胞癌变(连续分 裂)是否有关。(4)癌症治疗是一项需要继续探讨的课题，因此治疗 思路是开放的。 互动探究：从癌细胞具有的特性推测，在癌细胞中，最多和最有 可能缺乏或功能不足的细胞器分别是什么？原因如何？ 提示：核糖体最多合成更多的蛋白质，为癌细胞增殖准备物 质基础。 内质网缺乏内质网是细胞内糖蛋白的合成场所，癌细胞表面 糖蛋白合成不足，黏着性下降。 变式训练 22009年4月12日17日是第15届全国肿瘤防治宣传周，主题为 “规范癌痛治疗，改善生活质量”。下列相关叙述不正确的是 ( ) A因致癌因子使与癌变有关的基因缺失，导致正常细胞癌变 B癌细胞易侵袭机体周围正常组织，说明癌细胞易发生转移 C癌痛的直接原因之一是肿瘤直接压迫并刺激神经 D癌细胞因膜上的蛋白质改变，易被效应T细胞识别而裂解 解析：因致癌因子的作用，可使与癌变有关的基因如原癌基因和 抑癌基因发生突变，而不是缺失，导致正常细胞癌变。癌细胞因 膜上的蛋白质改变而发生转移，易侵袭机体周围正常组织，同时 也易被效应T细胞识别，发生细胞免疫。肿瘤可直接压迫并刺激神 经，这是导致癌痛的直接原因之一。 答案：A 1根据细胞癌变比例检测有毒物质的毒性 主要思路： (1)利用待测物质配制成动物细胞培养液。 (2)选取正常的动物细胞进行培养。 (3)一段时间后检测癌变细胞占所培养细胞的比例，推测物质的 毒性。 2已经分化的动物细胞全能性受到限制，但它的细胞核仍具有全 能性。 设计实验并证明如下： (1)方法步骤 从同一只母羊(A)身上取出乳腺上皮细胞分成两组，分别编号 为甲、乙。 将甲组乳腺上皮细胞直接培养，观察结果；将乙组乳腺上皮 细胞核与另一只母羊(B)的去核卵细胞电激融合，观察结果。 将中发育形成的早期胚胎移植到第三只母羊(C)的子宫 内，继续发育，观察最终结果。 (2)实验结果 只有乙组乳腺上皮细胞核的全能性得以表现出来，而甲组乳腺上皮 细胞的全能性不能表现出来。 (3)实验结论 已经分化的动物细胞全能性受到限制，但它的细胞核仍具有全能性 。 实验拓展 1将数量相等的两组小鼠的肝细胞，在含有3H标记胸腺嘧啶脱 氧核苷酸的培养液中培养，A组加入某种物质，B组不加，经 过一段时间的培养后，洗去培养液，分别取出两组的全部细 胞，测量每组的总放射强度，结果A组明显大于B组。A组中 加入的物质的作用是 ( ) A促进细胞分化 B促进细胞分裂 C促进细胞衰老 D促进癌变 解析：胸腺嘧啶脱氧核苷酸是构成DNA特有的基本单位。本实 验是将某种物质加入A组而B组不加，最后结果是：测量总放射 强度A组明显大于B组。这表明加入的物质有促进细胞分裂的作 用。 答案：B 2(实验设计)苏丹红一号(Sudan 1，分子式：C16H12N20)是一种用 于彩色蜡、油脂、汽油、溶剂和鞋油等的增色添加剂，不能食 用。国家质检总局2005年4月5日宣布，在对全国食品展开专 项检查后发现，30家生产企业的88种食品及添加剂含有“苏丹 红”。为了解“苏丹红”的危害，某校生物兴趣小组想利用以 下材料，设计实验探究“苏丹红”是否可能诱导动物致癌，请 你帮助他们完成下列实验设计和预测实验结果并分析。 (一)实验题目：探究“苏丹红”是否可能诱导大鼠致癌。 (二)材料用具：大鼠若干只，普通饲料，三种不同剂量的苏丹 红溶液A、B、C(分别为低、中、高浓度)，其他所需条件均满 足。 第一步：_ _。 第二步：_ _ _ _。 第三步：_。 选取身体健康、发育正常、体重相当的大鼠若干，随 机平均分成四组，并编号为甲、乙、丙、丁，分别饲养 甲组每天饲喂普通饲料拌苏丹红溶液A；乙组每天饲喂 普通饲料拌苏丹红溶液B；丙组每天饲喂普通饲料拌苏丹红溶 液C；丁组每天饲喂普通饲料拌等量纯净水，且四个组每天饲 喂等量的饲料且适量 在相同且适宜的条件下饲养两年 第四步：两年后，检查大鼠的健康状况，统计各组大鼠癌症的发 生率。 (四)实验结果预测与分析：(至少写出三种情况) (其他有关生理状况分析合理均可) 大鼠体重比较较结结 论论 甲、乙、丙、丁各组组大鼠 体重相当 添加不同剂剂量的苏苏丹红红对对大鼠的健 康均无不良影响 丁甲乙丙 添加苏苏丹红红对对大鼠的健康不利，且 剂剂量越大，越有害 丙乙甲丁 添加苏苏丹红红对对大鼠的健康有利，且 剂剂量越大，越有利 1(2009上海高考)下图所示的细胞类型转换过程称为( ) A细胞融合 B细胞生长 C细胞分裂 D细胞分化 解析：据图可知，一个细胞的形态结构在不断发生变化，而数 量没变，显然是在分化。 答案：D 2(2009山东高考)细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。下 列属于奢侈基因的是 ( ) A血红蛋白基因 BATP合成酶基因 CDNA解旋酶基因 D核糖体蛋白基因 解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，在分化过程中选择 性表达的基因的产物是特定细胞才具有的。血红蛋白只存在 于红细胞中，而ATP合成酶、解旋酶、核糖体蛋白质则存在于 所有细胞中。 答案：A 3(2009江苏高考)下列有关细胞生命活动的叙述，正确的是 ( ) A分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成 B免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新能力 C凋亡细胞内的基因表达都下降，酶活性减弱 D原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变 解析：分裂期的细胞不进行DNA复制，但可进行少量的蛋白质 合成。免疫系统中的记忆细胞通过增殖，产生新细胞，一部分 新细胞通过分化形成相应的效应细胞，即记忆细胞有分化潜能 和自我更新能力。凋亡细胞内促使细胞凋亡的相关基因表达增 强，相关酶活性也增强。 答案：B 4(2009广东高考)大多数老年人头发变白的直接原因是头发基 部细胞内(多选) ( ) A物质转运加速 B新陈代谢变缓 C呼吸速率加快 D