高考生物一轮精品复习 6.2 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变学案 新人教版必修1.doc

第2节 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变【高考新动向】1、细胞的分化2、细胞的全能性3、细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系4、癌细胞的主要特征及防治【考纲全景透析】一、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稳定性差异的过程。2、特点：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性3、意义（1）细胞分化是生物个体发育的基础。（2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。4、实质：一个个体的各种细胞具有完全相同的遗传信息，但是，在个体发育中，不同细胞的遗传信息的执行情况不同。5、点拨：（1）细胞分化不会改变细胞内的遗传物质，知识基因的选择性表达。 （2）一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下，高度分化的细胞能够脱分化恢复全能性。二、细胞的全能性1、概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能2、实例：已分化的植物细胞具有发育成完整个体的全能（植物组织培养实验）；高度分化的动物细胞无全能性，但细胞核具有全能性（克隆羊多利的培育成功）。3、干细胞：动物和人体内保留着少量具有分裂和分化能力的细胞。三、细胞的衰老1、特征（1）细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速率减慢。（2）某些酶活性降低（3）细胞呼吸速度减慢，细胞核体积大，染色质固缩、染色加深（4）色素积累；（5）细胞膜通透性下改变，使物质运输功能降低2、假说：自由基学说和端粒学说四、细胞的凋亡1、概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程 2、类型：个体发育中细胞的编程性死亡；成熟个体中细胞的自然更新；被病原体感染的细胞的清除3、意义：对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都有非常关键的作用五、细胞的癌变 1、概念：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、联系分裂的恶性增殖细胞。是细胞畸形分化的结果 2、癌细胞的主要特征： （1）适宜条件下，能够无限增殖（2）细胞的形态结构发生显著变化（3）癌细胞的表面发生了变化：糖蛋白减少，癌细胞之间黏着性显著降低，容易分散和转移。 3、致癌因子：（1）物理致癌因子：紫外线、x射线等（2）化学致癌因子：亚硝胺、黄曲霉毒素（3）生物致癌因子：如rous内瘤病毒等4、细胞癌变的原因：（1）致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变（2）原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞的生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞的不正常的增殖。5、点拨:（1）不是癌细胞才有原癌基因和抑癌基因，正常细胞中也存在 （2）癌细胞在邢台、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改变。【热点难点全析】一、细胞分化与细胞全能性及其应用1、细胞分化、细胞全能性及相互比较细胞分化细胞全能性原因细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点持久性：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，直至死亡普遍性：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体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 两者的遗传物质都不发生改变 已分化的细胞仍然保持全能性 细胞的分化程度越高，具有的全能性越小2、干细胞类型及在医学上的应用（1）类型及相互关系类型：干细胞分为3类，全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。相互关系（以干细胞分化为红细胞为例）：（2）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。二、细胞的衰老、凋亡和癌变1、细胞衰老与个体衰老的关系：单细胞生物细胞衰老即为个体的衰老；多细胞生物，细胞衰老不代表个体的衰老，只有绝大多数细胞衰老，生物体才衰老。2、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型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3、细胞分裂、分化、癌变和衰老的关系（1）区别结果遗传物质的变化细胞分裂单细胞生物完成生殖，多细胞生物产生新细胞遗传物质复制后均分细胞分化形成不同的组织、器官遗传物质不发生变化细胞癌变无限增殖的癌细胞遗传物质发生改变细胞衰老细胞正常死亡遗传物质不发生变化（2）联系【高考零距离】1、(2012全国新课标)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】癌细胞是在适宜条件下具有无限增殖能力的细胞;细胞癌变后形态发生改变,细胞表面糖蛋白减少,细胞之间黏着性下降,细胞易发生分散和转移;病毒癌基因可以整合到宿主细胞的基因组中,随宿主细胞基因的表达而表达,使其宿主细胞癌变;原癌基因的主要功能是调节细胞周期,如果原癌基因发生结构改变或过度表达时,可能导致细胞癌变,抑癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖。【答案】d2、(2012安徽高考)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【解析】由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡,细胞凋亡发生在生物体的整个生命过程中。从题目信息中可知,神经元的凋亡还受到环境中神经生长因子的影响,接受了足够量的神经生长因子后,才能生存并与多个靶细胞建立连接。【答案】d3、(2012江苏高考)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呈正相关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【解析】癌细胞的特征之一是癌细胞的形态结构发生了变化,如体外培养中正常的成纤维细胞呈扁平梭形,转化成癌细胞后变成球形,所以a错误。癌细胞能无限增殖,是分化异常的细胞,所以b错误。癌细胞是脱离了正常分化的细胞,但胚胎细胞是未分化的细胞,所以d错误。【答案】c4、(2012天津高考)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.组织细胞的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】自体干细胞不属于异物,不会引起自身的免疫排斥反应,故a选项正确;胚胎干细胞具有全能性,在体外培养可以增殖、分化,故b选项错误;组织细胞的更新包括增殖、分化和凋亡过程,故c选项正确;造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可以治疗白血病,故d选项正确。【答案】b5、(2011北京高考)下列生命过程中，没有发生细胞分化的是（）a.断尾壁虎长出新尾巴b.砍伐后的树桩长出新枝条c.蝌蚪尾巴消失的过程d.胚胎发育中出现造血干细胞【解析】a项，断尾壁虎长出的新尾巴为器官，是由不断分裂的细胞群经过分裂分化逐渐形成的；b项，砍伐后的树桩上长出的新枝条是由茎、叶等器官构成的，所以要由不断分裂的细胞群经过分裂分化逐渐形成；c项，蝌蚪尾巴的消失，是细胞程序性死亡的过程-细胞凋亡，不发生细胞分化；d项，造血干细胞属于专能干细胞，是由胚胎发育过程中细胞分化得来的。【答案】c6、(2011安徽高考)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，但二者的基因表达存在差异，因此a项错误，b项正确；胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化有影响，使其分化为胰岛样细胞，但骨髓干细胞分化时其基因并未丢失，因此c项和d项都错误。【答案】b7、（2011江苏高考）关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是( )a.细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多b.细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小c.细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发育d.细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移【解析】a项，基因的选择性表达导致细胞的分化，细胞种类增多；b项，细胞衰老表现为细胞内酶活性降低，细胞核体积增大；c项，细胞凋亡受基因控制，对机体有利；d项，由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此之间的黏着性显著降低，癌细胞容易分散和转移。【答案】d8、（2011山东高考）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】a项，玉米种子萌发长成新植株是植物器官的自然生长发育现象，无法体现体细胞全能性。b项，小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，是细胞分化的结果，形成的是新类型的细胞，不是个体。无法体现细胞全能性。c项，小麦花粉是生殖细胞，无法体现体细胞全能性。d项，胡萝卜根韧皮部细胞属于体细胞，也是高度分化的细胞，能再发育成植株，可以体现体细胞全能性。【答案】d9、（2011山东高考）下列有关细胞癌变的叙述，正确的是( )a基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传b石棉和黄曲霉毒素是不同类型的致癌因子c人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用d癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓【解析】a项，基因突变属于可遗传变异，但如突变发生在体细胞内，是无法遗传的。b项，石棉和黄曲霉毒素都是化学致癌因子。c项，人体的免疫系统具有防卫功能，也可以监控并清除衰老、损伤及癌变的细胞。d项，癌变细胞内酶活性升高导致细胞代谢加快。【答案】c10、（2010广东高考）骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内a.正常生长 b. 增殖并分化成多种细胞c.分泌抗体 d. 杀死各种病原菌【解析】考查学生的理解能力。白血病又称血癌，病人产生大量的异常白细胞，而正常的白细胞、红细胞和血小板产生量减少。移植骨髓中的造血干细胞可以增殖分化形成各种血细胞和淋巴细胞，因此骨髓移植是目前治疗白血病的一种比较有效的方法。【答案】b11、（2010四川高考）某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述，正确的是a与纤维母细胞相比，过程形成的诱导干细胞的全能性较低b过程是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程c每个y细胞只产生一种抗体，故过程不需要选择性培养基进行筛选d过程产生的单抗，不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外【解析】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。过程3要用选择培养基才能选出杂交瘤细胞，c错。过程4分泌抗体蛋白，是外排过程，不需载体蛋白协助，d正确。【答案】d 【考点提升训练】一、选择题1、(2012南昌二校联考)英国科学家约翰苏尔斯顿因发现了存在于高等生物细胞中的nuc1基因(又被称为细胞凋亡基因,其编码的蛋白质能使dna水解)而荣获2002年诺贝尔生理学或医学奖。下列有关叙述中不正确的是( d )a.细胞中遗传信息缺失可能是细胞编程性死亡的原因之一b.如能激活癌细胞nuc1基因,可导致癌细胞死亡c.蝌蚪尾部细胞的自溶现象是细胞编程性死亡的具体表现d.生物发育过程中,细胞的产生和死亡的数量始终保持动态平衡【解析】由于细胞中nuc1基因编码的蛋白质能使dna水解,使遗传信息缺失,这可能导致细胞编程性死亡;如能激活癌细胞nuc1基因,使其编码蛋白质,使癌细胞内的dna水解,可以导致癌细胞死亡;蝌蚪尾部细胞自溶是一种基因控制的细胞编程性死亡现象;生物发育过程中,如青少年时期,细胞产生的数量远远大于死亡的数量。【答案】d2、(2012安徽师大附中摸底)如图为哺乳动物体内细胞的某些生命活动的示意图。据图判断,下列说法不正确的是( d )a.细胞a具有分裂和分化的功能b.细胞c和h中染色体数目与细胞b不同c.细胞f中同时含有x和y染色体d.细胞e所示生理过程取决于膜的选择透过性【解析】图中细胞c是有丝分裂后期的细胞,细胞h是减数分裂产生的精子,两者与细胞b的染色体数目不相同,b项正确;根据细胞h可知此生物为雄性,c项正确;细胞e所示生理过程为胞吞胞吐,与膜的流动性有关,d项错误。【答案】d3、(2011湖南联考)英国科学家约翰苏尔斯顿因发现了存在于高等生物细胞中的nuc1基因(又被称为细胞凋亡基因，其编码的蛋白质能使dna水解)而荣获2002年诺贝尔生理学或医学奖。下列有关叙述中不正确的是()a细胞中遗传信息缺失可能是细胞编程性死亡的原因之一b如能激活癌细胞nuc1基因，可导致癌细胞死亡c蝌蚪尾部的自溶现象是细胞编程性死亡的具体表现d生物发育过程中，细胞的产生和死亡的数量始终保持动态平衡【解析】本题考查细胞凋亡的相关知识。由于细胞中nuc1基因编码的蛋白质能使dna水解，使遗传信息缺失，这可能导致细胞编程性死亡；如能激活癌细胞nuc1基因，使其编码蛋白质，使癌细胞内的dna水解，可以导致癌细胞死亡；蝌蚪尾部细胞自溶是一种基因控制的细胞编程性死亡现象；生物发育过程中，如青少年时期，细胞产生的数量远远大于死亡的数量。【答案】d4、在正常情况下，人体血液中的红细胞、白细胞、血小板都是通过造血干细胞形成的。正常的造血干细胞通过下列哪些过程完成对血细胞的补充 ( )细胞增殖 细胞分化 细胞凋亡a. b. c. d.【解析】细胞分裂是细胞分化的基础，即分化必然伴随着分裂。造血干细胞能分化出各种血细胞，只有造血干细胞的分裂增殖，才能形成各种血细胞。而血细胞的形成过程，不包括细胞凋亡。【答案】c5、下列关于细胞生命历程的说法，错误的是 ()a女性月经期子宫内膜脱落是细胞凋亡的结果b脑细胞缺氧而死亡是细胞的坏死c细胞分化受基因控制，但不同细胞中基因选择性表达d细胞癌变，细胞周期延长；细胞凋亡，细胞周期变短【解析】细胞分化、衰老、凋亡和癌变等过程，都要受到基因控制，其中细胞分化是基因选择性表达的结果；癌变的细胞，代谢增强，其细胞能无限增殖，细胞周期相对变短；细胞凋亡，代谢减缓，其细胞周期相对变长，甚至不分裂。【答案】d6、下列关于细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是 ()个体发育过程中细胞的衰老对生物体都是有害的正常细胞癌变后在体外培养可无限增殖由造血干细胞分化成红细胞的过程是可逆的癌细胞容易在体内转移，与其细胞壁上糖蛋白等物质减少有关人胚胎发育过程中尾的消失是细胞凋亡的结果原癌基因和抑癌基因的变异是细胞癌变的内因低温引起的细胞冻伤和死亡属于细胞坏死a1种 b2种 c3种 d4种【解析】细胞分化、衰老、凋亡、癌变等内容虽然不是高考的重点、难点，但是由于其与人体的生长、发育、衰老和死亡，癌症的预防和治疗等密切相关，事关人体健康，是人们关注的热点，易考查。个体发育过程中细胞的衰老、凋亡是生物体正常的生命现象，对生物体是有益的，有利于生物体保持旺盛的新陈代谢；由造血干细胞分化成红细胞的过程是不可逆的；癌细胞容易在体内转移，与其细胞膜上糖蛋白等物质减少有关。【答案】d7、(2011广州联考)在不断增长的癌组织中，每个癌细胞()a都具有两个中心体，且分别位于细胞的两极b染色体数未必相同c都在诱导因素的影响下产生了原癌基因ddna的量未必相同【解析】癌细胞的中心体在有丝分裂间期倍增，在新产生的子细胞中只有一个。处于有丝分裂各时期的癌细胞染色体数目未必相同，例如处于有丝分裂后期的细胞，染色体数目会加倍。原癌基因是正常细胞中的基因，原癌基因和抑癌基因发生突变后，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。处于分裂期和分裂间期的癌细胞中dna的含量不相同。【答案】bd8、（2012三明模拟）关于细胞分化的说法正确的是 （ ）分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细胞沿一定方向分化，便不会再脱分化到原先的状态细胞分化后，细胞中mrna不同，trna相同分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能一般不会出现细胞核遗传物质的改变细胞分化的实质是基因选择性表达 a. b. c. d.【解析】细胞分化具有不可逆性。mrna是转录的结果，因基因的选择性表达，所以分化后的细胞发生的转录的基因不同，mrna也就不同，但trna的种类相同。细胞分化不会引起遗传物质的改变。【答案】d9、据“朝闻天下”报道，目前英国科学家成功将人体皮肤细胞改造成成熟精子。下列与之有关的叙述不正确的是()a人体皮肤细胞和精子都是高度分化的细胞b该实验已经证明动物细胞具有全能性c如果该实验属实，可以给不育患者带来福音d成熟精子的染色体数目是人体皮肤细胞的一半【解析】细胞全能性的实现是由离体的细胞发育成完整个体，题中只是将皮肤细胞改造成精子，而没有形成完整个体。【答案】b10、(2011湘潭模拟)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】c11、(2012威海质检)下列有关人体细胞的叙述，正确的是 （ ）细胞内水分减少，代谢速率减慢是细胞衰老的重要特征之一癌变是细胞的正常基因突变成原癌基因的过程癌细胞容易在体内转移，与其细胞膜上糖蛋白等物质减少有关a. b. c. d.【解析】癌变的本质是原癌基因与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。【答案】b12、如图是人体细胞生命历程的概括，下列叙述正确的是()a3过程发生在整个生命历程中，造成不同细胞间蛋白质种类的不同b4过程会使细胞膜的通透性改变，导致物质运输功能提高c5过程形成的细胞细胞周期变短，形成的子细胞核增大，染色较深d能进行1、2、6过程的细胞都具有细胞周期，并且经历的时间相同【解析】3过程表示细胞分化，该过程由于基因的选择性表达，导致不同细胞间蛋白质的种类不同；衰老过程中细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低；细胞核增大，染色较深是衰老细胞的特征；不同细胞由于各自生存环境的差异，细胞周期一般是不同的。【答案】a13、(2011杭州模拟)细胞凋亡的生理意义不包括()a清除体内多余、无用的细胞b清除体内衰老、病变的细胞c维持内部环境的相对稳定d维持细胞和生物体的正常衰老过程【解析】本题考查同学们对细胞凋亡意义的理解和记忆。在生物体内，细胞凋亡的意义包括：细胞的自然更新、被病原体感染细胞的清除、维持内部环境的稳定以及抵御外来干扰等。本题选择d项。【答案】d14、(2011潍坊模拟)下列关于细胞的说法，正确的是()a细胞体积越大，物质运输速率越高b有分泌功能的细胞才存在高尔基体c细胞完成分化后，细胞膜的通透性不变d通过核孔实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流【解析】核质之间频繁的物质交换和信息交流是通过核孔实现的。【答案】d15、(2011济宁模拟)癌细胞在动物机体内恶性增殖形成肿瘤。观察肿瘤切片时，下列有关肿瘤细胞的叙述正确的是()a所有细胞中都可见到染色单体b所有细胞都是已分化的细胞c所有细胞中dna含量都相同d所有细胞中都合成蛋白质【解析】肿瘤细胞是无限增殖的细胞，细胞中遗传物质发生改变。【答案】d二、非选择题16、如图表示细胞内发生的一系列重大生命活动，请据图回答：(1)对于人体来说，在a、b、c、d四项生命活动中，有积极意义的是_。(2)b过程表示一个细胞增殖的后代在形态、结构和功能上发生_的过程。(3)该生物为_生物，其中a过程的方式可能有_。(4)在细胞有丝分裂末期，染色体的动态变化是指_，在高度分化的生物体细胞中，基因的表达特点是_。 (5)在动物体内f到e过程的细胞信号主要来自_和内分泌系统。(6)由于某种原因，正常细胞发生了d过程，细胞中的原癌基因和抑癌基因发生的变化是_。【解析】本题综合