高考生物总复习 第四单元 第2讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变配套课件.ppt

第2讲细胞的分化 衰老 凋亡和癌变 一 细胞的分化和细胞的全能性 1 细胞的分化 1 概念 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 的过程 2 上图分析 写出图中可以表示分化的过程 图中a和虚线可表示细胞增殖 或有丝分裂 3 分化的实质 4 根据图示写出细胞分化的意义 形成各种不同的细胞和组织 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 但在人工诱导条件下 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 基因的选择性表达 稳定性差异 b c 2 细胞的全能性 1 概念 已经分化的细胞 仍然具有发育成 的潜能 2 分析下列实例所依据的原理 植物组织培养 植物细胞具有 克隆羊多利培养 具有全能性 完整个体 全能性 动物细胞核 二 细胞的衰老和凋亡1 细胞的衰老 1 代谢速度的变化 酶活性 物质运输 色素 2 细胞核的变化 巧记 细胞衰老特征的记忆口诀 染色质 增大 核膜 解惑 白化病人的白发是由于基因突变缺少产生黑色素的酶 老年人头发变白是由于产生黑色素酶的活性降低 正常发育 基因 编程性死亡 三 细胞的癌变1 癌变实质 和 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 原癌基因 抑癌基因 无限增殖 糖蛋白 3 致癌因子分类 连一连 解惑 细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果 基因突变是可遗传变异 人类体细胞的基因突变不会遗传给下一代 细胞分化与细胞全能性 1 细胞分化 1 细胞分化的机理 提醒 1 细胞分裂的实质是基因复制再均分 是生物遗传和变异的重要基础 2 细胞分化的实质是基因的选择性表达 但在基因选择性表达的过程中 并没有基因的丢失 3 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 提醒 动物的克隆技术 如多利羊的产生 非洲爪蟾的核移植等 只证明了动物细胞核具有全能性 3 干细胞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 干细胞的类型 具有形成完整个体的分化潜能 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 只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化 举例 胚胎干细胞 造血干细胞 皮肤生发层的干细胞 干细胞的应用医学上 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 3 细胞分化与细胞全能性的比较 细胞内基因的选择性表达 含有本物种全套遗传信息 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 特点 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到限制 但细胞核仍具有全能性 例如 动物克隆技术 提醒 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 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 a 解析 细胞增殖使细胞数目增多 细胞分化使细胞产生多种类型 正常情况下 框中的各种细胞含有相同的基因 正常细胞中都有原癌基因和抑癌基因 诱导干细胞的全能性较纤维母细胞高 过程b是诱导干细胞的分化过程 细胞的形态 结构发生稳定性差异 遗传物质未发生变化 具有细胞周期的是能连续分裂的细胞 诱导干细胞能连续分裂 神经细胞是高度分化的细胞 已失去了分裂能力 1 在美国纽约伦斯勒的神经干细胞研究所工作的sallytempie等研究人员发现 人视网膜色素上皮组织也存在神经干细胞 并将该成果发表在 细胞 干细胞 期刊上 下列叙述不正确的是 双选 bc a 图中a过程中只有部分基因得到表达b 图中b过程中核酸的种类和含量都不会发生变化c 富含脂肪的细胞用苏丹 染液染色后 在显微镜下可观察到红色颗粒d 两种骨细胞代谢相对比较缓慢的原因与自由水所占比例较低有关解析 图中a b c d e过程为细胞分化 分化过程涉及基因的选择性表达 故a项正确 分化过程中的基因选择性表达导致细胞中的mrna种类和数量不同 故b项错误 苏丹 染液可将脂肪染成橘黄色并可用显微镜观察到 故c项错误 细胞代谢速率与水的存在形式有关 自由水占比例低则代谢缓慢 故d项正确 细胞的衰老 凋亡和癌变 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 2 细胞凋亡 1 细胞衰老与凋亡是一种正常现象 是生命活动的基本特征之一 是由基因控制的程序性行为 2 实例 人胚胎发育过程中指间细胞的消失 蝌蚪尾消失 人的红细胞 白细胞 角质层细胞正常死亡更新 白细胞吞噬细菌后的死亡及效应t细胞将靶细胞裂解死亡 对机体有利 这些都是细胞凋亡 3 细胞凋亡的意义 在生物体的一生中 细胞凋亡与细胞增殖共同维系细胞分化的动态发展 在胚胎发育过程中保证组织分化和器官形成的正常进行 在胚后发育过程中保证机体进行正常的细胞更新 拓展 细胞凋亡内在机理图解 3 细胞癌变 1 细胞癌变的机理 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 提醒 原癌基因和抑癌基因的突变不一定有致癌因子的诱导 但诱导可以大大增加基因突变的频率 2 癌细胞的特征 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 提醒 癌变细胞刚产生时 量极少 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 认识癌症细胞癌变是细胞畸形分化的结果 癌症是危害人体健康的重要疾病之一 是社会热点之一 所以高考特别关注 可以从以下几点突破该难点 从基因的角度分析癌变的原因癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生了突变 而突变需要一定的诱发因素 物理因素 化学因素和生物因素 在生活中要注意远离这些因素 癌症的治疗方法 a 化疗 原理是抑制癌细胞增殖过程中的dna复制 使癌细胞无法完成分裂 从而达到抑制癌细胞增殖的目的 方法是通过静脉注射将药物送入血管 再通过血液循环运输至癌细胞 由于药物对其他细胞也起作用 所以对身体的副作用很大 不能连续进行 b 放疗 放射疗法是用x射线 射线等照射癌组织 由于放射线的生物学作用 能大量杀伤癌细胞 破坏癌组织 使其缩小 放射疗法对周围正常组织副作用小 c 手术切除 将癌组织采用外科手术的方式从体内清除 切除要彻底 所以癌组织界限清楚的癌症适合这种方法 另外 随着现代生物科技的发展 用生物导弹进行治疗是一种安全有效的措施 将药物 具有杀伤力 和单克隆抗体 相当于瞄准装置 制成生物导弹 然后定向地运输到癌组织 不伤害其他生物组织 4 细胞的衰老 凋亡 坏死与癌变的比较 1 细胞癌变和细胞衰老的区别 无限增殖 形态结构变化 易变成球形 细胞表面变化 易分散和转移 水分减少 体积变小 代谢减慢 有些酶活性降低 色素积累 呼吸减慢 细胞核变大 染色质固缩 染色加深 膜通透性改变 物质运输功能降低 成因 原癌基因和抑癌基因发生突变 正常的生命现象 可能是内因和外因共同作用的结果 对生物的影响 完全对生物有害 有利于生物体不断产生和补充有旺盛生命力的新细胞 但细胞衰老过多过快对生物也不利 2 细胞的凋亡 坏死与癌变的比较 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 对机体有利 对机体有害 对机体有害 图解 下列关于细胞衰老与凋亡的叙述 正确的是 a 衰老的生物体中 细胞都处于衰老状态b 衰老细胞内所有酶的活性都降低c 细胞凋亡的根本原因是病原体感染所致d 细胞衰老与凋亡是细胞正常的生命历程 解析 衰老的生物体中 只要个体没有死亡 就会有部分细胞分裂 分化 生长 衰老细胞内水解酶活性升高 细胞凋亡的根本原因是基因控制的细胞程序性死亡 病原体感染引起的细胞死亡属于细胞的坏死 d 2 2014 福建厦门高三检测 下列对人体细胞生命历程的描述 正确的是 a 细胞生长 细胞体积增大 核糖体数量增加 染色体复制加快b 细胞分化 细胞形态改变 遗传物质发生变异 功能趋向专门化c 细胞衰老 细胞核体积变小 细胞膜通透性增大 色素积累增多d 细胞凋亡 特定基因表达 合成新的蛋白质 细胞自动结束生命 d 解析 染色体复制发生在细胞分裂过程中 不是发生在细胞生长过程中 a错误 细胞分化的机理是基因选择性表达的结果 遗传物质不改变 b错误 细胞衰老是细胞核体积变大 细胞膜通透性减小 色素积累增多 c错误 1 思维误区误区1认为基因选择性表达导致细胞分化就意味着不同的细胞表达的基因完全不同辨析基因选择性表达是对细胞表达的所有基因的整体来说的 不同的细胞有一部分基因是都要表达的 有一些是某一种细胞才表达的 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 误区2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辨析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 幼体也有细胞衰老 老年个体也有新细胞产生 误区3混淆细胞编程性死亡与细胞病理性死亡辨析 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 误区4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辨析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5 6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 误区5干细胞的分裂都要发生细胞分化辨析干细胞分裂增加细胞数目 一部分细胞发生细胞分化 成为具有特定功能的组织细胞 还有一部分继续保持分裂能力 用于干细胞本身的自我更新 如造血干细胞分裂后 一部分细胞分化为具有各种功能的细胞 另一部分增殖为造血干细胞 误区6正常细胞中的基因突变产生原癌基因和抑癌基因辨析正常细胞中存在原癌基因 并参与细胞的生长 分裂和分化 正常情况下 原癌基因处于抑制状态 故人们并未表现出癌症 正常细胞中也存在抑癌基因 它能抑制细胞过度生长 增殖 从而遏制肿瘤形成 当受到致癌因子的作用时 原癌基因和抑癌基因发生基因突变 细胞就会恶性增殖 2 易错点易错点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 细胞的分裂和细胞的分化是以基因的表达为基础的 特别是细胞分化 它是细胞内的遗传信息 基因 有序表达的结果 如红细胞的形成是以控制血红蛋白合成为主的基因表达的结果 3 从上述三者之间的关系可以看出 个体水平上的发育是以细胞水平的分裂与分化为基础的 细胞水平的分裂与分化是以分子水平的基因表达为基础的 易错点4癌细胞与分化的关系 1 分裂能力越强 细胞的分化程度就会越低 2 癌细胞为细胞畸形分化 仍具有细胞分裂无限增殖的能力 而正常分化的细胞一般不具有分裂能力 3 癌症难以治愈的一个重要原因是癌细胞无限增殖的能力强 2012 高考江苏卷 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 分析 由 细胞癌变是细胞从已分化转变到未分化状态的过程 可判断处于未分化状态的癌细胞具有无限增殖的能力 但癌细胞的分化程度很低 诱导癌细胞正常分化 使其失去无限增殖的能力 则可达到治疗癌症的目的 胚胎细胞是细胞正常分化的结果 而癌细胞是细胞畸形分化的结果 c 易错点5解读有关细胞分裂 分化及全能性表达等图形信息 1 图中 组成 三个细胞群的细胞基本结构虽然相同 都有细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 但形态不同 细胞的功能也不同 发生了分化 2 从 的过程中 细胞在形态 结构和生理功能上发生了稳定性差异 这种变化叫做细胞分化 细胞分化的结果是产生了组织 分别属于不同的组织 3 一个细胞分成两个细胞 这是细胞的分裂 细胞的体积由小变大 这是细胞的生长 4 三个细胞群的细胞具有分裂能力 具有分裂能力的细胞特征是 细胞壁薄 细胞质浓 细胞核大 液泡小或无 2014 佛山调研 下图为人体细胞的形态 数目变化情况 据图分析下列说法正确的是 a 图 过程中细胞的遗传信息表达过程不同b 三个过程中已经发生了基因突变的是 c 过程使细胞的遗传物质有所差异 但细胞的形态和功能没有变化d 与甲相比 乙的表面积 体积的比值增大 与外界环境进行物质交换的能力增强 d 分析 与甲相比 乙细胞群体数目增多 过程为细胞分裂 与乙细胞群体相比 丙细胞群体发生了形态结构的稳定性差异 过程为细胞分化 与丙细胞群体相比 丁细胞又变为球形 这是基因突变的结果 过程分别为细胞癌变和细胞的恶性增殖 遗传信息表达过程包括转录和翻译 过程中的遗传信息表达过程是相同的 与甲相比 乙的表面积 体积的比值增大 与外界环境进行物质交换的能力增强 代谢旺盛 1 2013 高考天津卷 对下列生命现象及其生物学意义表述正确的是 a 光合作用推动碳循环过程 促进了生物群落中的能量循环b 细胞分裂使细胞趋向专门化 提高了机体生理功能的效率c 主动运输使膜内外物质浓度趋于一致 维持了细胞的正常代谢d 细胞凋亡使细胞自主有序死亡 有利于生物体内部环境的稳定 d 解析 光合作用可促进物质循环 能量不能循环 a项错误 细胞分化可使细胞趋向专门化 提高机体生理功能的效率 b项错误 主动运输可使细胞根据生命活动的需要选择性地吸收物质 并不是使膜内外物质浓度一致 c项错误 细胞凋亡是受基因调控的细胞自主有序的死亡 有利于生物体内部环境的稳定 d项正确 2 2012 高考山东卷 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 细胞衰老与个体衰老并不同步 但是个体衰老是由细胞的普遍衰老引起的 细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程 c 3 2012 高考天津卷 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 b 解析 自体干细胞及其增殖分化产生的组织细胞对自身没有抗原性 自体移植时不会发生免疫排斥反应 a项正确 干细胞的增殖分化及细胞的凋亡都是组织的细胞更新过程 c项正确 骨髓造血干细胞具有分化成多种血细胞的能力 因此骨髓造血干细胞移植是目前治疗白血病的最有效方法 d项正确 胚胎干细胞是全能干细胞 理论上可以分化为所有类型的体细胞 在培养基中满足适宜的条件可以将其定向诱导分化成多种组织和器官 b项错误 4 2012 高考新课标全国卷 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解析 选项a 癌细胞的主要特点是能够无限增殖 选项b 细胞癌变后 形态和结构发生显著变化 选项c 病毒通过感染宿主细胞 将其癌基因以及与致癌相关的核酸序列整合到宿主细胞的基因组中 从而可能诱发细胞癌变 选项d 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 5 2012 高考安徽卷 脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元 它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子 只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存 并与靶细胞建立连接 其他的则发生凋亡 下列叙述正确的是 a 脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期b 一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接c 神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡d 神经元凋亡是由基因控制的 自动的细胞死亡 d 解析 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程 又称为细胞编程性死亡 故d项正确 细胞凋亡是一种自然的生理过程 人在胚胎时期尾的消失 成熟生物体中细胞的自然更新 都是通过细胞凋亡完成的 故a项错误 神经元有多个突起 可与多个靶细胞建立连接 故b项