高考生物大一轮总复习 4.11 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变课件 新人教版必修1 .ppt

第十一讲细胞的分化、衰老、凋亡及癌变,回扣基础一、细胞的分化与全能性1细胞分化(1)概念：在个体发育中，由增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生的过程。(2)特点：普遍性、持久性、稳定性和。,一个或一种细胞,稳定性差异,不可逆性,(3)意义：细胞分化是生物的基础。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。(4)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。(5)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。,个体发育,专门化,遗传信息,选择性,mrna,蛋白质,2细胞全能性(1)概念：的细胞，仍然具有发育成的潜能。(2)全能性差异：高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的能力，说明植物细胞仍然具有全能性；实验表明已分化的动物体细胞的具有全能性。(3)干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有能力的细胞。,已经分化,完整个体,细胞核,分裂和分化,【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.色素沉积。(如老年斑的形成)(2)细胞膜：细胞膜通透性，降低(3)细胞核：细胞和体积，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,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：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(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。,原癌基因,抑癌基因,无限增殖,形态结构,糖蛋白,分散和转移,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。,优化落实一、细胞的分化与全能性1判一判(1)蜜蜂由未受精卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有全能性。()(2)转入抗虫基因的棉花细胞或番茄、马铃薯细胞杂交后培育出植株，证明了植物细胞的全能性。(),(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)细胞分化的实质是不同细胞中基因的选择性表达。()(7)理论上，活细胞都具有全能性。(),2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答案c,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。(),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)癌细胞膜表面糖蛋白减少。(),(4)癌细胞与正常细胞相比，遗传物质发生了改变。()(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。(),关键点击1比较细胞分化与细胞的全能性,细胞分化与细胞的全能性,3细胞分化过程及结果(1)过程(2)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。,4拓展(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)。,误区警示(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。(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。(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。(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,c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。,2下列有关细胞全能性的叙述中，不正确的是()a受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高b生物体内细胞由于分化全能性不能表达c卵细胞与受精卵一样，细胞未分化全能性很高d植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性,c受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞分裂和细胞分化形成完整个体，所以细胞全能性最高；多细胞生物体内的每一个体细胞都是经过有丝分裂形成的，都含有发育成完整个体所必需的全套遗传物质，都具有全能性，但在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的，即基因的选择性表达，因此没有实现全能性。卵细胞是已分化的细胞。植物细胞在离体和一定营养条件下可表现出全能性。,关键点击1比较细胞凋亡与细胞坏死,细胞的衰老、凋亡和癌变,(2)癌变机理,误区警示(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。(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。(3)细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体有害。,(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。(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。(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！(7)细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。,【解题技巧】细胞的分裂、分化、癌变及衰老的关系,演练提升3(2012山东卷，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,c个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，a项正确；被病原体感染的细胞(靶细胞)被效应t细胞清除属于细胞凋亡，b项正确；各种不利因素引起的细胞死亡是细胞坏死，细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，c项错误；衰老细胞的染色质固缩，dna不易解旋，影响dna复制和转录，d项正确。,4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(),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a细胞凋亡是由基因调控的细胞自动结束生命的过程。,实验十一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：,实验目的：探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：_。_。_。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，因此，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,高考回顾2013山东卷、四川卷、海南卷、天津卷、安徽卷2012天津卷、全国卷、江苏卷、山东卷、安徽卷2011北京卷、山东卷、江苏卷、安徽卷、全国卷、天津卷2010四川卷、广东卷,典题例析考向一细胞分化(2013山东卷)将小鼠myod基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞，细胞分化及肌纤维形成过程如图所示，下列叙述正确的是(),a携带myod基因的载体以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞b检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否c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d肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变,【思路点拨】小分子物质和离子可以通过自由扩散、协助扩散或主动运输进入细胞，大分子物质必须通过胞吞胞吐才能进出细胞。肌肉前体细胞分化程度较低，可以发生有丝分裂，肌纤维分化程度较高，不能进行有丝分裂。,【解析】大分子不能通过跨膜运输进入细胞，携带myod基因的载体进入细胞常用显微注射法，a选项错；分化是细胞的基因选择性表达的结果，但核糖体是细胞共同具有的结构，无论分化与否，大部分细胞都有核糖体，检测核糖体蛋白基因是否表达不能确定细胞是否已分化，b选项错；完成分化的肌肉细胞是成熟的体细胞，正常情况下不会发生细胞分裂。而是通过形态、结构和功能的改变形成肌纤维，c选项错；肌肉前体细胞分化程度很低，细胞核较大，细胞体积小，具有较旺盛的细胞分裂能力，而细胞分裂是需复制dna，在dna复制时容易电离辐射影响发生基因突变导致癌变，d正确。,【答案】d【易错辨析】(1)蛋白质等大分子物质需通过胞吞胞吐才能进出细胞。(2)基因突变主要发生在细胞分裂裂间期，其他时期也可发生，只是频率更低。(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(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,【思路点拨】nuc1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,【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。,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bclxl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