人教版高考生物创新精编课件：第4单元-第12讲-细胞的分化、衰老、凋亡及癌变.ppt

第十二讲细胞的分化 衰老 凋亡及癌变 第四单元细胞的生命历程 含减数分裂和受精作用 1 体内细胞分化的方向在胚胎发育的早期就已决定 且细胞分化在自然状态下是不能逆转的 2 细胞分化的实质是基因的选择性表达 也就是奢侈基因表达的结果 3 同一生物体不同类型的细胞中DNA相同 但由于基因的选择性表达 mRNA和蛋白质不完全相同 4 衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录 5 个体衰老是细胞普遍衰老导致的 细胞分化 细胞衰老 细胞凋亡都不会使遗传物质改变 6 细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变造成的 7 在凋亡和衰老细胞中大部分酶的活性都下降 但与衰老和凋亡有关的酶活性上升 8 细胞的自然更新 被效应T细胞攻击的靶细胞的裂解死亡属于细胞凋亡 基础回扣 一 细胞的分化与全能性1 细胞分化 1 概念 在个体发育中 由一个或细胞增殖产生的后代 在形态 结构和生理功能上发生的过程 2 时间 发生在整个生命进程中 时期达到最大 3 特点 普遍性 持久性 稳定性和 一种 稳定性差异 胚胎 不可逆性 4 意义 细胞分化是生的基础 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 5 实质 在个体发育中 不同的细胞中的执行情况不同 即基因的表达 转录出不同的 控制合成出不同 物个体发育 专门化 选择性 遗传信息 mRNA 蛋白质 6 标志 分子水平 合成了某种细胞特有的蛋白质 如唾液淀粉酶 胰岛素等 细胞水平 控制合成不同种类的细胞 7 细胞分化图示 2 细胞全能性 1 概念 已经的细胞 仍然具有发育成个体的潜能 2 全能性差异 高度分化的植物细胞具有发育成植株的能力 说明植物细胞仍然具有全能性 实验表明已分化的动物体的细胞核具有全能性 3 干细胞 动物和人体内仍保留着少数具有和能力的细胞 分化 完整 完整 细胞 分裂 分化 解惑 细胞分化具有不可逆性 在自然条件下已分化的细胞不可自动恢复到未分化状态 在人工诱导条件下 已分化的细胞可恢复到未分化状态 如植物组织培养的脱分化 二 细胞的衰老 凋亡和坏死1 细胞衰老的特征 1 细胞质 a 水分减少 体积 代谢 b 酶活性 如头发变白 c 色素 如老年斑的形成 2 细胞膜 细胞膜通透性 减低 3 细胞核 细胞核体积 染色质 染色 2 细胞衰老的假说 自由基学说 端粒学说 缩小 减慢 降低 沉积 改变 物质运输效率 变大 收缩 加深 基因 编程性死亡 自然更新 清除 正常发育 内部环境 外界各种因素 4 细胞坏死 由于比较强烈的有害刺激或细胞内环境的严重紊乱而导致的细胞死亡 解惑 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 三 细胞的癌变1 癌变实质 基因和基因发生突变 导致正常细胞的生长和分裂失控 2 癌细胞的特征 1 在适宜的条件下 能够 2 发生显著变化 如成纤维细胞由扁平梭形变成球形 3 表面发生了变化 细胞膜上的等物质减少 导致癌细胞容易 4 失去现象 原癌 抑癌 无限增殖 形态结构 糖蛋白 分散和转移 接触抑制 3 致癌因子分类 连一连 解惑 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细胞内遗传物质发生了改变 优化落实 考查一细胞的分化与全能性1 判一判 1 完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维 2 胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化 3 壁虎断尾后重新长出尾部证明动物细胞具有全能性 紫色糯性玉米种子培育出植株 证明了植物细胞的全能性 4 细胞的全能性以产生个体为标志 若无个体产生 不能体现全能性 5 细胞分化不会改变细胞内的遗传物质 6 细胞分化是细胞由非专一性的状态向形态和功能的专一状态转变的过程 7 理论上 活细胞都具有全能性 2 连一连 考查二细胞的衰老 凋亡和坏死3 判一判 1 细胞凋亡是由基因调控的 2 被病原体感染的细胞的清除属于细胞坏死 3 细胞衰老后的自然更新是细胞凋亡 4 细胞凋亡与细胞坏死是一回事 5 细胞坏死是生物体完成正常发育所必需的 考查三细胞的癌变4 判一判 1 在任何条件下 癌细胞都能无限增殖 2 成纤维细胞癌变后由扁平梭形变成球形 3 原癌基因或抑癌基因发生多次变异积累可导致癌症 因此癌症可遗传 提示原癌基因和抑癌基因的基因突变是在体细胞中发生的 因此不遗传给后代 4 成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达 提示成熟红细胞无细胞核及细胞器 5 只有癌细胞中才有原癌基因和抑癌基因 6 黄曲霉毒素属于生物致癌因子 提示黄曲霉毒素是一类真菌 如黄曲霉和寄生曲霉 的有毒的代谢产物 属于化学致癌因子 考点一细胞分化与细胞的全能性 关键点击 1 比较细胞分化与细胞的全能性 易错清零 易错点1植物种子发育成植株不叫全能性 已分化的细胞发育成完整的个体才能称为表现出全能性 易错点2胚胎干细胞发育成各种组织器官 未形成个体 体现全能性的终点 不叫全能性 易错点3动物细胞因具有该物种全套的遗传物质 尽管没有实验成功 但理论上具有全能性 而动物克隆只体现细胞核的全能性 二者并不矛盾 易错点4细胞分化是不可逆的 这是指在生物体内 有的题目却说是可逆的 这是指在离体条件下 这两句话都正确 演练提升 1 2013 海南卷 关于细胞分化的叙述 错误的是 A 白细胞和红细胞都是由造血干细胞分化来的B 基因突变可使已分化的正常细胞变成癌细胞C 同一个体的小肠上皮细胞核平滑肌细胞所含基因不同D 同一个体茎分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强 解析红细胞和白细胞都是由骨髓中的造血干细胞增殖分化而来的 A项正确 正常细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变并积累到一定程度时 会变成不受机体控制恶性增殖的癌细胞 B项正确 同一个体不同部位的体细胞都是由同一个受精卵增殖分化而来的 所含基因相同 C项错误 分生组织等分裂旺盛的细胞分化程度较低 比叶肉细胞等高度分化的细胞分裂分化能力强 D项正确 答案C 2 细胞分化过程中 不会出现的是 A 细胞器的种类和数量发生改变B mRNA的种类和数量发生改变C 蛋白质和种类和数量改变D 细胞核遗传物质改变 解析细胞分化导致细胞形态 结构和功能出现稳定性差异 细胞中基因选择性表达导致mRNA种类和数量变化 从而使蛋白质种类和数量不相同 细胞分化是基因选择性表达的结果 细胞核中遗传物质不变 答案D 解题技巧 1 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该物种遗传性所需要的全套遗传物质 因而都具有全能性 2 一般来说 细胞分化程度越高 全能性越难以实现 细胞分化程度越低 全能性就越高 细胞全能性比较如下 受精卵 生殖细胞 体细胞 能够增殖的细胞 停止增殖的细胞 植物细胞 动物细胞 考点二细胞的衰老 凋亡和癌变 关键点击 1 比较细胞凋亡与细胞坏死 2 癌细胞的特征与癌变机理 1 特征分析 无限增值 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 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 易错清零 易错点1原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中 并非只存在于癌细胞中 只不过在癌细胞中两种基因已发生突变 易错点2个体衰老与细胞衰老并不总是同步的 在幼年个体中有衰老的细胞 老年个体中有新产生的细胞 但细胞总体衰老会导致个体的衰老 易错点3细胞的癌变是细胞畸形分化的结果 对机体有害 易错点4细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的 细胞坏死对机体有害 易错点5细胞凋亡与基因选择性表达有关 但不属于细胞分化过程 易错点6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 演练提升 3 2015 渭南质检 下列有关细胞生命历程的叙述 正确的是 A 某细胞合成了胰岛素意味着该细胞已发生了细胞分化B 癌细胞的形成是原癌基因和抑癌基因选择性表达的结果C 细胞的衰老 凋亡和坏死都受基因的控制D 人的造血干细胞和成熟红细胞的染色体数目都能出现周期性变化 解析胰岛素是由胰岛B细胞分泌的 胰岛B细胞是已经分化的细胞 癌细胞的形成是原癌基因和抑癌基因突变所致 细胞坏死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而引起的细胞损伤和死亡 不受基因控制 人的成熟红细胞没有细胞核 不能分裂 也不存在染色体 答案A 4 研究发现 线粒体促凋亡蛋白Smac是细胞中一个促进细胞凋亡的关键蛋白 当线粒体收到释放这种蛋白的信号时 就将它释放到线粒体外 然后Smac与凋亡抑制蛋白 IAPs 反应 促进细胞凋亡 下列有关叙述不正确的是 A Smac从线粒体释放时需消耗能量B 癌细胞中Smac从线粒体中释放可能受阻C 癌细胞的无限增殖 可能与癌细胞中IAPs过度表达有关D Smac与IAPs在细胞凋亡中的作用相同 解析Smac是蛋白质 从线粒体释放的方式是胞吐 需要消耗能量 Smac从线粒体中释放出来后与IAPs反应促进细胞凋亡 所以在癌细胞中Smac从线粒体中释放可能受阻 导致细胞不能正常凋亡 癌细胞的无限增殖 可能与癌细胞中IAPs过度表达有关 Smac是线粒体促凋亡蛋白 而IAPs是凋亡抑制蛋白 所以两者在细胞凋亡中的作用相反 答案D 解题技巧 1 个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程 2 癌症的发生并不是单一基因突变的结果 而是多个基因突变的累积效应 3 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 4 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 5 癌细胞是一种只分裂而不能分化或畸形分化的细胞 6 放疗 化疗都可杀死部分癌细胞 同时正常体细胞也受到损伤 对人体副作用很大 早期癌症可以通过手术治疗 副作用较小 实验十二高考热点实验热点材料英国科学家在癌细胞中发现一种协助癌细胞扩散的基因英国东英吉利大学的研究人员在2011年1月24日出版的 致癌基因 杂志上发表文章 介绍癌细胞中存在一种名为wwp2的基因 会协助癌细胞在人体内扩散 研究人员说 一般情况下 人体某组织发生癌变后 人体会产生一种抑制蛋白质来阻止癌细胞扩散 但癌细胞中的wwp2会攻击并破坏这种起抑制作用的蛋白质 从而使癌细胞扩散到人体其他部位 研究显示 通过抑制wwp2基因 人体内抑制癌细胞扩散的天然蛋白质的水平上升 使癌细胞保持不活跃状态 科学家认为 如果在wwp2基因开始工作之前就能加以限制 将会开启阻止癌细胞扩散的机会之窗 研究人员已经开始对此进行实验 并希望在10年之内开发出一种可以抑制wwp2这种无赖基因的药物 实验设计 结合上述材料 回答下列问题 1 人体某组织发生癌变后 膜表面会出现一些不同于正常的蛋白质 这些蛋白质就会成为 引起机体的免疫应答 在应答中产生阻止癌细胞扩散的一种抑制蛋白质 该抑制蛋白在免疫学上称为 同时在应答中产生使癌细胞裂解的免疫细胞是 2 体外分别培养某种癌细胞和正常体细胞 下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 3 根据材料中wwp2基因作用提出治疗癌症的一种新思路 4 端粒酶是与染色体未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 实验步骤 结果预测及分析 解析 1 根据材料信息 人体组织发生癌变后 膜表面会产生出一种不同于正常细胞的蛋白质 该蛋白质作为抗原 刺激人体免疫系统产生抗体 同时激发细胞免疫产生裂解癌细胞的效应T细胞 2 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粘连蛋白的减少 所以具有易扩散转移的特性 3 根据材料信息可知 wwp2会攻击并破坏抑制癌细胞扩散的抑制蛋白质的作用 导致癌细胞扩散转移 对此 对癌症治疗可通过研发药物抑制wwp2基因表达 使癌细胞失去扩散转移的特性 再利用放疗 化疗等手段清除体内癌细胞 4 第一步分组标号 第二步强调两组之间的实验变量 其他因素相同 第三步记录处理实验结果 由相应结果推测相应结论 答案 1 抗原抗体效应T细胞 2 a易扩散转移 3 利用药物抑制wwp2的作用 使癌细胞失去扩散转移特性 再利用放疗 化疗等手段清除体内癌细胞 4 实验步骤 将癌细胞分成A B两组 A组加入端粒酶抑制剂 B组不加 在适宜条件下进行培养 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组增殖代数减少 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 考向一细胞分化 5年18考 典例1 2014 课标 卷 2 同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的 造成这种差异的主要原因是 A 二者所处的细胞周期不同B 二者合成的特定蛋白不同C 二者所含有的基因组不同D 二者核DNA的复制方式不同 思路点拨同一生物体所含遗传物质相同 出现功能不同的细胞是由于基因的选择性表达 解析神经细胞和肌细胞高度分化 通常不再分裂 无细胞周期 也无DNA复制 不同种类细胞的产生是由于遗传基因的选择性表达 合成了不同的蛋白质 同一个体的体细胞由同一个受精卵分裂 分化而来 基因组相同 答案B 易错辨析 1 同一生物体不同细胞功能不同的根本原因是基因的选择性表达 造成细胞中的mRNA不同造成的 2 神经细胞和肌细胞都不具有细胞周期 3 高度分化的细胞不能进行细胞增殖 只能通过原始细胞分化而来 考向二细胞的衰老 凋亡和癌变 5年26考 典例2 2015 滨州一模 科学家发现了存在于高等生物细胞中的nuc 1基因 该基因编码的蛋白质能使DNA降解 所以nuc 1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nuc 1基因被激活有关B 在胚胎发育过程中细胞中的nuc 1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nuc 1基因的表达可能会受阻 思路点拨nuc 1基因编码的蛋白质能使DNA降解 导致细胞死亡 细胞凋亡可能就是由于该基因被激活的原因 解析每个细胞都含有nuc 1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 易错辨析细胞中有游离的核糖体和附着在内质网上的核糖体 游离的核糖体就是制造胞内蛋白的 这个不应经过内质网和高尔基体 附着的也可以造胞内蛋白 需要内质网 高尔基体 比如溶酶体的形成 就是由高尔基体以出芽方式产生的囊泡所形成的 其实胞内蛋白种类很多 不一样的蛋白形成的方式可能不相同 典例3目前临床上癌症治疗的方法 主要包括手术治疗 放疗 化疗 激素治疗 基因治疗和免疫治疗 此外 科学家通过对前列腺癌细胞系的研究发现 绿茶中的多酚酶能促进多酚的合成 多酚可减少BCL XL蛋白的合成 而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用 从而证明绿茶具有抗癌的作用 据以上资料回答下列问题 1 细胞癌变的分子基础是细胞内的 发生了改变 从而使它成为具有 特性的细胞 癌细胞的分裂方式是 2 癌症化疗时应用的烷化剂 如二氯二乙胺 能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用 此类药品作用于癌细胞周期的 期 化疗还常用其他药物 如5 氟尿嘧啶 它的结构与尿嘧啶非常相似 它可以直接干扰 的合成 3 在正常生理条件下 人体的血管内皮细胞倍增时间约为一年 而不受调节控制的血管生成却十分迅速 这对于癌细胞生命活动的意义是 4 绿茶含有多酚酶 其根本原因是 5 除了不抽烟 不酗酒外 请再写出一点防治癌症的建议 思路点拨癌细胞细胞膜上的糖蛋白减少 黏着性降低 导致癌细胞可以无限增殖 易扩散转移 治疗癌症的药物主要是抑制DNA的复制 从而抑制细胞增殖 解析细胞癌变的分子基础是基因突变 癌细胞具有无限增殖的特点 癌细胞以有丝分裂方式增殖 DNA复制发生在分裂间期 由于烷化剂能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用 因此 该类药品作用于癌细胞周期的间期 5 氟尿嘧啶的结构与尿嘧啶非常相似 它可以直接干扰RNA的合成 血管是运输养料和氧气的 血管生成速度快 能为无限增殖的癌细胞生命活动提供大量的营养物质和氧气 绿茶含有多酚酶 具有抗癌作用的根本原因是具有多酚酶基因 防治癌症除了不抽烟 不酗酒外 还要不食用烤焦 发霉等致癌因子较多的食品 不食用含亚硝酸盐污染的食物 不食用食品添加剂过量的食物等 答案 1 DNA分子结构无限增殖有丝分裂 2 分裂间RNA 3 为无限增殖的癌细胞的生命活动提供大量的营养物质和氧气 4 具有多酚酶基因 5 不食用烤焦 发霉等致癌因子较多的食品 或不食用含亚硝酸盐污染的食物 不食用食品添加剂过量的食物等 答案合理即可 易错辨析基因治疗是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中 使外源基因制造的产物能治疗某种疾病 免疫治疗免疫治疗指的是刺激人体自身免疫系统来抵抗癌症的治疗方法 考情一细胞分化与细胞的全能性1 2015 黄山一检 下列关于人体造血干细胞及其分化的叙述 正确的是 A 造血干细胞分化形成红细胞 B细胞 T细胞等的过程中 其全能性得到表现B B细胞属于高度分化的体细胞 不能再继续分化C T细胞和B细胞分化 发育的场所不同D 在不发生突变的情况下 T细胞和B细胞中的RNA部分相同 部分不相同 解析细胞的全能性是指已经分化的细胞发育成完整个体的潜在能力 只有发育成完整的生物个体才能表现出全能性 B细胞受抗原刺激能增殖分化成浆细胞和记忆细胞 T细胞和B细胞中表达的基因 部分相同 部分不同 导致细胞内的RNA部分相同 部分不相同 答案D 2 研究人员将4个关键基因移植入已分化的体细胞中并表达 使这个细胞成为具有类似干细胞功能的多能干细胞 iPS细胞 下图为该技术在人体细胞中实验示意图 据图分析下列说法正确的是 A iPS细胞与肌肉细胞有相同的遗传物质 关键基因在肌肉细胞中能复制 转录和翻译B 过程 表示基因选择性表达的过程 图示过程体现了iPS细胞具有全能性C 用该技术得到的新生器官替换供体病变器官 可避免异体移植产生的免疫排斥反应D 4个关键基因的表达将改变肌肉细胞的细胞质环境 使iPS细胞功能趋向专门化 解析肌肉细胞中无关键基因 因此与iPS细胞的遗传物质不同 该图示过程没有新个体的产生 即没有体现出细胞的全能性 由图示知 4个关键基因的表达使肌肉细胞进行了 脱分化 答案C 考情二细胞的衰老 凋亡和癌变3 梭菌毒素 Tpel 可使动物细胞内的一种蛋白质变性失活 致使该细胞凋亡 这一发现或有助于研究杀死癌细胞 下列叙述正确的是 A 细胞凋亡过程中基因不再表达B Tpel 可能间接改变细胞内mRNA的种类C 形态结构发生变化的细胞一定是癌细胞D 癌变前后细胞内的基因组成相同 解析细胞凋亡是一个由基因决定的细胞自动结束生命的过程 此过程中基因还能表达 细胞分化后 细胞的形态结构也会发生变化 所以形态结构发生变化的细胞不一定是癌细胞 细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变所致 所以癌变前后细胞内的基因组成不相同 答案B 4 2015 茂名一模 视网膜母细胞为恶性肿瘤 其发病与RB基因有关 RB基因编码的蛋白质称为Rb蛋白 分布于核内 能抑制细胞增殖 正常人体细胞中含有一对RB基因 当两个RB基因同时突变产生突变蛋白时 会发生视网膜母细胞瘤 下列叙述正确的是 A 上述RB基因发生的突变属于显性突变B RB基因为抑癌基因 能抑制细胞癌变C 突变蛋白的产生体现了细胞分化的实质D 突变蛋白可以延长细胞周期 解析当两个RB基因同时突变产生突变蛋白时 会发生视网膜母细胞瘤 这说明RB基因发生的突变属于隐性突变 RB基因能抑制细胞增殖 相当于抑癌基因 突变蛋白的产生体现了基因突变 突变蛋白能促进细胞增殖