-细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

第2～4节细胞的分化、衰老、凋亡和癌变届高考复习课件一、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，一个或一种细胞增殖产生的后代，在_________________________________________的过程。(2)上图分析①写出图中可以表示分化的过程：______。②图中a和虚线可表示_____________________。(3)分化的实质：__________________。(4)根据图示写出细胞分化的意义：________________________。形态、结构和生理功能上发生稳定性差异b、c细胞增殖(或有丝分裂)基因的选择性表达形成各种不同的细胞和组织2.细胞的全能性(1)概念：________的细胞，仍然具有发育成_______________。(2)分析下列实例所依据的原理①植物组织培养：___________________。②克隆羊多利培养：____________________。(3)干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有_______________的细胞，它们能够通过___________不断补充到体细胞中去。已经分化完整个体的潜能植物细胞具有全能性动物细胞核具有全能性分裂和分化能力增殖和分化【点拨】①细胞分化遗传物质并未改变。②细胞分化在自然条件下是不可逆的。③细胞分化的关键是特异性蛋白质的合成，而特异性蛋白质合成的实质是基因选择性表达的结果。二、细胞的衰老和凋亡1.细胞的衰老(1)代谢速度的变化水分酶活性呼吸速率物质运输色素(2)细胞核的变化体积______、核膜内折，染色质______、染色_______。2.细胞的凋亡增大收缩加深基因编程性死亡清除正常发育自然更新内部环境外界各种因素【点拨】①细胞的衰老≠多细胞个体的衰老。②细胞凋亡是正常的生理现象，对生物体生命活动具有积极意义。③细胞坏死与细胞凋亡不同，细胞坏死是细胞的非正常死亡。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(1)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__________。3.致癌因子分类_____________、____________和_____________。原癌基因抑癌基因无限增殖形态结构糖蛋白分散和转移物理致癌因子化学致癌因子病毒致癌因子【思维判断】1.细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制。()【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡。2.细胞死亡都受基因控制。()【分析】细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死，细胞坏死不受基因控制。××3.人体红细胞衰老时细胞核增大。()【分析】人体红细胞成熟时细胞核就消失了。4.蜜蜂的未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有全能性。()【分析】蜜蜂的卵细胞是高度分化的细胞，其不受精直接发育成雄蜂，符合细胞全能性的概念。√×细胞分化与细胞全能性1.细胞分化与细胞全能性的比较细胞分化细胞的全能性原因特点结果细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质持久性、稳定性、不可逆性、普遍性①分化程度的高低与全能性大小呈负相关②受精卵>配子>体细胞形成形态、结构、功能不同的细胞群形成新的个体2.细胞全能性表达的条件离体(必要条件)、一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)、激素和适宜的条件(适宜的温度、pH等)。【高考警示钟】1.多细胞生物体个体发育离不开细胞的分化，但细胞分化后的不同细胞中核DNA相同，mRNA和蛋白质一般不同。2.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。3.细胞分化不改变细胞数目，却导致细胞种类增多。【典例训练1】(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【解题指南】1.题眼：发生了“细胞分化”和体现“体细胞全能性”。2.解题关键：要体现体细胞全能性必须是由体细胞发育成完整的个体，玉米种子、小麦花粉不属于体细胞。【解析】选D。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。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。小麦花粉是生殖细胞，无法体现体细胞全能性。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。【互动探究】(1)选项A中体现了细胞分化吗？提示：体现了。分析：玉米种子萌发长成新植株，形态、结构和功能均发生改变，因此有细胞的分化，但由于种子的胚是新植物的幼体，因此不能体现细胞的全能性。(2)选项C中体现细胞的全能性了吗？若体现了全能性为什么不是正确选项？提示：体现了细胞的全能性，但其体现的是生殖细胞的全能性。分析：小麦花粉中含有的是精子，经离体培养发育成单倍体植株，充分体现了细胞的全能性。但精子是生殖细胞而非体细胞。【变式备选】(2012·潍坊模拟)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中①～⑥为各个时期的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是()A.③④均来源于早期胚胎细胞的有丝分裂，它们的遗传物质相同，但基因表达将不同B.与①相比，②的表面积与体积的比值增大，与外界环境进行物质交换的能力也增强C.⑤⑥细胞发生了细胞分化，这是基因重组的结果D.在a过程中只发生DNA的复制，b过程中进行了蛋白质的合成【解析】选A。细胞分化的机理是基因的选择性表达，分化的细胞的基因型是相同的，在形态、结构、功能等方面都发生了稳定性的差异，也包括细胞膜的结构、细胞器的种类及数量、内部的化合物的含量也有所变化。与①相比，②的表面积与体积的比值减小，与外界环境进行物质交换的能力降低。

细胞分化、衰老、凋亡和癌变1.分化、衰老、凋亡和癌变的区别实质结果遗传物质细胞分化细胞衰老细胞凋亡细胞癌变基因的选择性表达形成不同组织器官内因、外因共同作用细胞正常死亡遗传机制决定的程序性调控基因决定的细胞自动结束生命的正常死亡致癌因子诱发突变形成无限增殖的癌细胞不发生改变发生改变2.个体衰老与细胞衰老的关系(1)单细胞生物：个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步。(2)多细胞生物：个体衰老与细胞衰老有密切的关系。个体衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，但未衰老的个体内也有细胞衰老。3.细胞坏死与细胞凋亡(1)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引起的细胞损伤和死亡，不利于个体的生长发育。(2)细胞凋亡是由遗传物质所决定的细胞自动结束生命的过程，有利于个体生长发育。4.细胞癌变(1)致癌原理：在致癌因子的作用下，原癌基因和抑癌基因发生突变，使正常细胞突变为能无限增殖的癌细胞。(2)预防措施：一是尽可能避免接触致癌因子，包括物理的、化学的和病毒致癌因子。二是加强身体锻炼，增强体质，注意心理调节，保持心态健康，养成良好的生活习惯，增强机体抵抗力。(3)治疗措施：①阻止细胞分裂，让癌细胞衰老死亡。可利用药物进行化疗，抑制癌细胞遗传物质的复制，癌细胞将因不能分裂而衰老死亡。②“饿死”癌细胞。对供给癌细胞所在器官或组织血液的血管进行结扎，停止营养供给，使癌细胞因缺乏营养而饿死。③早期切除。早期发现癌变，在未扩散前可进行切除，阻止其扩散，达到治疗的目的。④利用生物导弹——单克隆抗体携带治疗药物进行治疗。【高考警示钟】1.细胞分裂、分化、衰老和凋亡都是细胞的正常生理现象，对生物体的生长发育都是有利的。2.细胞癌变是由基因突变引起的，但不是单一基因突变的结果，至少要有5～6个基因突变才会致癌，而且年龄越大，致癌几率越高。3.癌变细胞的细胞周期变短，核糖体活动活跃。【典例训练2】(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.细胞衰老表现为细胞内酶活性降低，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【解题指南】1.知识储备(1)细胞分化导致细胞种类增多，但不改变细胞数目。(2)衰老细胞细胞核体积增大。(3)细胞凋亡对于个体的生长发育具有重要意义。2.解题关键：(1)明确细胞分化的因果关系；(2)明确细胞分化、衰老、凋亡都有利于个体生长发育。【解析】选D。基因的选择性表达导致细胞的分化，细胞种类增多；细胞衰老表现为细胞内酶活性降低，细胞核体积增大；细胞凋亡受基因控制，有利于个体生长发育；细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移。【变式训练】关于细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述中，错误的是()A.癌变是正常细胞发生基因突变的结果B.个体发育过程中细胞衰老对于生物体是有害的C.细胞分化将造成不同细胞间蛋白质种类的差异D.细胞凋亡对生物的个体发育、机体稳态的维持等有着重要作用【解析】选B。细胞的衰老、凋亡是正常的生命活动，对于个体的发育具有重要的积极意义；在致癌因子的作用下正常细胞发生基因突变可导致癌变；细胞分化是基因选择性表达的结果，导致不同细胞间蛋白质种类的差异。【变式备选】下列关于细胞增殖、分化、衰老和凋亡的叙述中，不合理的是()A.细胞的衰老导致个体的衰老，但细胞衰老不等同于机体的衰老B.体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制C.细胞全能性的实现与分化无关D.被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡完成的【解析】选C。细胞全能性的实现要经过脱分化和再分化两个阶段，如果没有细胞分化就不会产生组织，也就无法形成个体。

对照实验的设置及结果分析

——抑制细胞凋亡的方法【案例】(2011·福建高考改编)机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18(IL-18)能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下：选取若干实验小鼠，随机分成三组：①组无辐射损伤；②组辐射损伤(60Co照射，下同)；③组先辐射损伤，1天后注射IL-18，14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了0h、12h、24h、48h后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相对值如下表：组别

处理方法

0h

12h

24h

48h

①

无辐射损伤

0.046

0.056

0.048

0.038

②

辐射损伤

0.460

0.420

0.530

0.520

③

辐射损伤+IL-18

0.239

0.265

0.279

0.269

(1)细胞凋亡是由遗传机制决定的______死亡。从表中数据可知，细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的脾细胞数目越_________;从_________(组别)两组数据可知，IL-18能够抑制脾细胞凋亡。(2)科研小组还设置了第④组实验，方法是先注射IL-18，3天后进行辐射损伤，14天后的实验操作同前三组。与第③组相比，设置第④组的目的是___________________________________________________________________________________。【命题人透析】(1)“细胞凋亡相对值”是归纳结论的依据：“细胞凋亡相对值”是指细胞凋亡的数量与细胞总数的比值。因此细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的细胞数目越少。(2)对照实验组及实验结论的确立：各组对照实验遵循单一变量原则，只有一个变量，该实验中有如下对照实验：对照实验

自变量

实验结论或探究问题

①②

是否有辐射损伤

核辐射会诱导脾细胞凋亡

②③

IL-18的“有、无”

IL-18能够抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡

③④

辐射前后注射IL-18

辐射前后注射IL-18，对抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡的影响

【标准答案】(1)编程性(程序性)少②③(2)比较核辐射前后注射IL-18对抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡的影响

【阅卷人点评】得分要点(1)必须体现“编程性”或“程序性”；必须是“少”；必须是“②③”。(2)必须体现“核辐射前后注射IL-18”造成的影响。失分案例(1)错答成“无损伤性”；“多”；“①②”。(2)错答成“对照实验”。1.如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】选D。骨髓造血干细胞经细胞分化可形成红细胞、白细胞等血细胞。2.细胞衰老是一种正常的生命现象，人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是()A.细胞内有些酶活性降低B.细胞内色素减少C.细胞内水分减少D.细胞内呼吸速率减慢【解析】选B。衰老的细胞内，有些酶的活性降低，细胞内的色素会逐渐积累，水分减少，细胞萎缩，体积变小，细胞呼吸速率减慢，细胞核体积增大，染色质收缩、染色加深等。3.(2012·潍坊模拟)下列关于动物细胞编程性死亡的叙述，正确的是()A.细胞癌变属于细胞编程性死亡B.细胞编程性死亡是一种自然的生理过程C.细胞编程性死亡属于细胞分化过程D.细胞编程性死亡与基因表达无关【解析】选B。细胞编程性死亡是一种自然的生理过程，