课时2-细胞的分化衰老凋亡和癌变

易得分艺考生高分考案

课时2细胞的分化、衰老、凋亡和癌变第四单元细胞的生命历程考点1细胞的分化及全能性1.细胞分化(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①形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。

(2)特征:细胞分化具有②普遍性、③持久性、不可逆性和稳定性。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。

(3)原因:在个体发育中,不同的细胞④遗传信息执行的情况不同,即在特定的时间和空间条件下基因的选择性表达。

(4)意义:细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物⑤个体发育的基础;细胞分化使生物体中的细胞趋向⑥专门化,有利于提高各种生理功能的效率。

2.细胞的全能性(1)概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成⑦完整个体的潜能。

(2)实例:已分化的植物细胞具有全能性;高度分化的动物细胞全能性受到抑制,但⑧细胞核具有全能性。

(3)原因:细胞核中含有本物种生长发育的全套⑨遗传信息。

(4)干细胞:动物和人体内保留着少量具有⑩分裂和分化能力的细胞。

(5)全能性比较:植物细胞>动物细胞;受精卵>⑪生殖细胞>体细胞。

(6)细胞分化程度与全能性的关系:分化程度越⑫低(高)

的细胞全能性越⑬高(低)

。

考点2细胞的衰老、凋亡和坏死1.细胞衰老的特征2.细胞凋亡与细胞坏死的比较项目细胞凋亡细胞坏死原因由⑯

基因

决定

⑰

不利

因素的影响(极端的物理、化学因素或病理性刺激)

特点是主动的,细胞自行结束生命的过程是被动的,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的病理过程实例a.女性月经期子宫内膜的脱落b.成熟个体中细胞的自然更新c.被病原体感染的细胞的清除a.烫伤后的皮肤、黏膜的脱落b.骨折时部分骨细胞死亡c.吸烟者肺部细胞因尼古丁作用而死亡考点3细胞的癌变1.概念:细胞由于受到⑱致癌因子的作用,细胞中的⑲遗传物质发生变化,变成了不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。

2.特征(1)在适宜条件下,能够⑳无限增殖。

(2)癌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。由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低,导致癌细胞容易在体内分散和转移。3.致癌因子的种类(1)物理致癌因子:主要指辐射,如紫外线、X射线等。(2)化学致癌因子:如砷、苯、煤焦油、石棉等。

(3)病毒致癌因子:能使细胞发生癌变的病毒。

1.肌细胞和神经细胞中核酸相同,蛋白质不同。()2.断尾壁虎长出新尾巴的过程中发生了细胞分化。()3.细胞分化导致基因选择性表达。()4.活细胞中呼吸酶基因和ATP合成酶基因都表达。()5.衰老细胞内染色质固缩影响DNA分子的复制和转录。()6.细胞凋亡受基因控制,不利于个体生长发育。()7.效应T细胞使靶细胞裂解属于细胞凋亡。()8.原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖。()9.细胞分化、衰老和癌变都能使细胞形态和结构发生变化。()答案×√×√×√×√√考点1细胞分化与细胞全能性1.细胞分化的机理(1)实质:基因的选择性表达。即在个体发育中,不同的细胞中遗传信息的执行情况不同,转录出不同的mRNA,控制合成出不同种类的蛋白质,如下图所示:(2)细胞分化的“变”与“不变”:DNA.tDNA、rDNA①不变

细胞的数目mRNA.蛋白质的种类②改变

细胞的形态、结构和功能2.细胞分化与细胞分裂的区别和联系(1)细胞分裂使细胞数目增多,但细胞类型不变。(2)细胞分化使细胞类型增多,但细胞数目不变。(3)细胞分裂是细胞分化的基础。例1关于细胞的全能性的叙述,错误的是(

)。A.离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性B.在生物体所有的细胞中,受精卵的全能性最高C.卵细胞因高度分化,所以不具有全能性D.卵细胞直接发育成雄蜂体现了动物细胞具有全能性答案解析C解析处于离体状态的植物细胞,在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下,能发育形成完整植株,体现了植物细胞的全能性,A项正确;受精卵的分化程度最低,全能性最高,B项正确;卵细胞已经高度分化,但仍有全能性,C项错误;由卵细胞直接发育成雄蜂的过程中发生了细胞分化,体现了卵细胞(成熟生殖细胞)的全能性,D项正确。对位训练12014年2月28日,《细胞-干细胞》在线发表了中国科学院上海生命科学研究院诱导"人成纤维细胞”重编程为肝细胞(hiHep细胞)的成果。hiHep细胞具有肝细胞的许多功能,包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物、药物转运等。下列相关叙述中,错误的是()。A.人成纤维细胞重编程为hiHep细胞并未体现细胞的全能性B.该项成果表明,分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的C.人成纤维细胞与hiHep细胞的核酸完全相同D.hiHep细胞的诱导成功,为人类重症肝病的治疗提供了可能性答案解析C解析人成纤维细胞重编程为hiHep细胞,并没有形成一个个体,因此未体现细胞的全能性,A项正确;分化了的细胞经诱导后,其分化后的状态是可以改变的,B项正确;人成纤维细胞与hiHep细胞的DNA完全相同,但RNA不完全相同,C项错误;hiHep细胞的诱导成功,为人类重症肝病的治疗提供了可能性,D项正确。考点2细胞的衰老、凋亡和癌变1.细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别注:细胞凋亡过程中细胞膜始终保持完整项目细胞凋亡细胞衰老细胞癌变细胞坏死与基因的关系受基因控制——基因突变不受基因控制细胞膜的变化内陷皱缩糖蛋白减少破裂形态变化——细胞萎缩呈球形

外形不规则变化影响因素受基因严格控制内、外因共同作用物理、化学、病毒等致癌因子电、热、冷、机械等各种不利因素对机体的影响对机体有利对机体有利对机体有害对机体有害2.癌变的机理答案解析例2

(2019年全国Ⅰ高考)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述,正确的是(

)。A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象C.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象D.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程,属于细胞坏死答案解析B解析胎儿手发育的过程中,手指间隙的细胞会发生细胞凋亡,A项错误;小肠上皮细胞中衰老的细胞将会发生细胞凋亡,不断完成细胞的自然更新,B项正确;被病原体感染的细胞属于靶细胞,机体通过细胞免疫将靶细胞裂解死亡,释放抗原,属于细胞凋亡,C项错误;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,细胞坏死是在种种不利因素的影响下的细胞非正常死亡,D项错误。对位训练2

下列有关细胞衰老和凋亡的叙述,正确的是(

)。A.随着细胞分裂次数的增加,端粒DNA序列被截短B.细胞衰老,所有酶的活性都降低;细胞分化,基因不变C.细胞凋亡,细胞周期变短;细胞坏死,膜通透性降低D.细胞凋亡只受基因控制,与环境没有直接关系答案解析A解析随着细胞分裂次数的增加,端粒DNA序列被截短,端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤,引起细胞衰老,A项正确。细胞衰老,多数酶的活性降低,B项错误。凋亡的细胞不再分裂,没有细胞周期;坏死的细胞,膜通透性增加,C项错误。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,同时也受环境因素影响,D项错误。例3研究发现,直肠癌患者体内存在癌细胞和肿瘤干细胞。用姜黄素治疗,会引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达,诱发癌细胞凋亡;而肿瘤干细胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白,能有效排出细胞内低浓度的姜黄素,从而逃避凋亡,并增殖分化形成癌细胞。下列说法不正确的是(

)。A.肿瘤干细胞与癌细胞中基因的执行情况不同B.肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出都需要消耗ATPC.编码BAX蛋白和ABCG2蛋白的基因都属于原癌基因D.用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗,可促进肿瘤干细胞凋亡答案解析C解析肿瘤干细胞和癌细胞是两种不同的细胞,两种细胞中基因的执行情况不同,A项正确;肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出都耗能,细胞生命活动所需要的直接能量主要来自ATP,B项正确;ABCG2蛋白在肿瘤细胞内高效表达,其编码基因应属于癌基因,C项错误;通过抑制剂抑制ABCG2表达,可抑制姜黄素的排出,引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达,从而促进肿瘤干细胞凋亡,D项正确。解题时应该关注几点:(1)不同细胞形态、结构和功能不同,根本原因是基因的选择性表达。(2)正常细胞中都有原癌基因、抑癌基因和凋亡基因,一旦它们不能正常表达或发生突变,可能引起癌变或细胞不能正常凋亡。(3)药物治疗癌症的机理是抑制DNA的复制,阻止细胞增殖。对位训练3美国科学家发现了一种名为RHOGD12的基因,诱导该基因在癌细胞内表达后,癌细胞会失去转移能力,从而有助于避免癌细胞在体内的扩散。该基因的作用最可能是(

)。A.控制合成一种酶,促使癌细胞衰老、凋亡B.控制合成一种激素,诱导癌细胞分化为正常组织C.控制合成一种糖蛋白,增强癌细胞间的黏着性D.控制合成一种RNA,使癌细胞的DNA复制受阻

答案解析C解析控制合成一种酶,促使癌细胞衰老、凋亡,与癌细胞的黏着性无关,A项不符合题意;激素调节生命活动,并不能改变细胞内的遗传物质,B项不符合题意;根据题意,诱导RHOGD12的基因在癌细胞内表达后,癌细胞会失去转移能力,从而有助于避免癌细胞在体内的扩散,说明该基因控制合成一种糖蛋白,增强癌细胞间的黏着性,C项符合题意;控制合成一种RNA,使癌细胞的DNA复制受阻,则癌细胞不能无限增殖,D项不符合题意。1.蝴蝶兰幼叶的叶肉细胞经离体组织培养能培育成蝴蝶兰幼苗,这说明植物细胞具有(

)。A.专一性

B.全能性C.恢复原状态的能力

D.进一步分化的能力答案解析B解析根据题意可知,蝴蝶兰幼叶的叶肉细胞经离体组织培养能培育成蝴蝶兰幼苗,这说明已经分化的植物细胞具有全能性。2.衰老细胞在生理功能上会发生明显变化,下列相关叙述正确的是(

)。A.酶的活性都降低,呼吸速率减慢,能量供应减少B.细胞内水分减少,细胞核萎缩变小,细胞体积变小C.细胞内的色素逐渐积累,加快了细胞内物质的传递D.细胞衰老是人体的正常生命现象,众多细胞的衰老会引起人体的衰老答案解析D解析细胞衰老后,细胞中部分酶的活性降低,细胞呼吸速率减慢,能量供应减少,A错误;细胞衰老后,细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小,细胞核核膜内折,体积变大,B错误;细胞衰老后,细胞内的色素逐渐积累,从而妨碍物质交流和信息传递,C错误;细胞衰老是人体的正常生命现象,众多细胞的衰老会引起人体的衰老,D正确。3.下图表示细胞生命历程与个体生命活动的关系,下列有关说法正确的是(

)。A.成年个体不再发生①②过程B.幼年个体不会发生③过程C.③过程中细胞内多种酶的活性下降D.④过程中原癌基因从激活状态转为抑制状态答案解析C解析①②③过程在个体一生中均有发生,③过程中细胞内多种酶的活性下降,④过程中原癌基因和抑癌基因发生突变,原癌基因从抑制状态转为激活状态,从而阻止癌细胞的不正常增殖。4.下列有关细胞生命历程与蛋白质的关系的叙述,正确的是(

)。A.细胞癌变后细胞膜上糖蛋白增多是其在体内易扩散的重要原因B.健康人衰老后头发基部的黑色素细胞因缺乏酪氨酸酶将导致头发变白C.人体神经细胞与肌细胞的差异在于它们所含蛋白质的种类完全不同D.细胞不同的生命历程中蛋白质的种类差异与核基因的选择性表达有关答案解析D解析细胞癌变后细胞膜上糖蛋白减少,A项错误;健康人衰老后头发基部的黑色素细胞中酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,导致头发变白,B项错误;人体神经细胞与肌细胞所含蛋白质有些种类相同(如呼吸酶),C项错误;细胞不同的生命历程中蛋白质的种类差异与核基因的选择性表达有关,D项正确。5.斯坦福大学公布了一项新的癌症治疗研究成果,他们发明的两种药物可直接注射到肿瘤组织中,激活T细胞增强其杀伤能力,达到杀死肿瘤细胞的目的。下列相关叙述不正确的是(

)。A.细胞中的抑癌基因主要是阻止细胞的不正常增殖B.癌变是多个基因突变引起的,因此该项成果不能用于多种癌症的治疗C.杀死肿瘤细胞的过程中细胞免疫发挥了重要作用D.对肿瘤病理切片的显微镜观察和癌基因检测可以作为癌症诊断的依据答案解析B解析正常细胞中含有原癌基因和抑癌基因,其中抑癌基因主要是阻止细胞的不正常增殖,A项正确;该项成果的两种药物通过激活T细胞增强其杀伤能力杀死肿瘤细胞,而不是针对癌细胞本身,可以用于多种癌症的治疗,B项错误;杀死肿瘤细胞的过程中需要借助T细胞的杀伤能力,细胞免疫发挥着重要作用,C项正确;癌变细胞的多对基因发生突变,且细胞的形态和结构也有改变,因此对肿瘤病理切片的显微镜观察和癌基因检测可以作为癌症诊断的依据,D项正确。6.细胞进行有丝分裂具有周期性。现已发现调控细胞周期的一系列基因,以及相关的酶和蛋白质,这些发现对肿瘤研究等领域产生了重大影响。请回答下列问题:(1)癌细胞容易在体内分散和转移的原因是

,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低。转移过程中癌细胞的变形和运动与

有密切关系。

(2)治疗恶性肿瘤的途径之一,就是用药物影响癌细胞的细胞周期,有的药物会抑制

,从而将细胞周期阻断在分裂间期;有的药物会抑制

,以致影响染色体被拉向两极,从而将细胞周期阻断在分裂期。

答案细胞膜上的糖蛋白等物质减少膜的流动性(细胞骨架)染色体的复制(DNA的复制和有关蛋白质的合成)纺锤体的形成

(3)有人称恶性肿瘤为细胞周期病,其根据是调控细胞周期的

基因发生突变,导致细胞周期失控,癌细胞无限增殖。利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。血清饥饿法可以使细胞周期停滞在间期。分裂间期参与的细胞器有

(答出2个即可)。

答案解析原癌基因和抑癌线粒体、核糖体、中心体解析(1)癌细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性降低,癌细胞容易在体内分散和转移。转移过程中癌细胞的变形和运动与膜的流动性(细胞骨架)密切相关。(2)用药物影响癌细胞的细胞周期,如有的药物会抑制染色体的复制(DNA的复制和有关蛋白质的合成),从而将细胞周期阻断在分裂间期;有的药物会抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,从而将细胞周期阻断在分裂期。(3)细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,导致细胞周期失控,癌细胞无限增殖。分裂间期参与的细胞器有线粒体、核糖体和中心体。7.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答案解析D解析细胞全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。选项A所述内容是玉米的胚后发育过程,不符合题意;全能性表达的结果是得到完整新个体,选项B所述内容仅体现了细胞分化,不符合题意;由于题干中要求体现的是"体细胞全能性”,花粉属于生殖细胞,C不符合题意;胡萝卜根韧皮部细胞是已分化的细胞,经组织培养后得到了完整的新植株,体现了体细胞的全能性,D符合题意。

8.下列关于细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,错误的是(

)。A.细胞分化、衰老和癌变都会导致细胞形态、结构和功能发生变化B.细胞衰老过程中酪氨酸酶的活性降低,最后会导致白化病的发生C.细胞凋亡是特定基因表达出相关蛋白质,细胞自动结束生命的过程D.细胞发生癌变的过程中,可能产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质答案解析B解析细胞分化、衰老和癌变都会导致细胞形态、结构和功能发生变化,A项正确;细胞在衰老过程中,细胞内酪氨酸酶的活性降低,酪氨酸向黑色素转化的速率降低,导致白发的出现,但不会导致白化病的出现,B项错误;细胞凋亡是细胞编程性死亡,是特定基因表达出相关蛋白质,细胞自动结束生命的过程,C项正确;细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果,癌变过程中可能产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质,D项正确。9.细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种方式。细胞坏死是因病理因素而产生的被动死亡。近期研究表明,存在于人体内的一种名为RIP3的蛋白激酶通过调节能量代谢,可以将肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死。下列有关叙述不正确的是(

)。A.在人体造血干细胞中不存在控制RIP3合成的基因B.通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式C.若抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制细胞坏死D.以上研究结果证明细胞坏死与部分基因表达有关答案解析A解析一个个体内的所有体细胞都是由受精卵分裂、分化形成的,每个细胞中一般都存在控制RIP3合成的基因,A项错误;RIP3蛋白激酶通过调节能量代谢,可以将肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死,B项正确;若抑制RIP3的活性,肿瘤坏死因子将诱导细胞凋亡,可在一定程度上抑制细胞坏死,C项正确;题干研究结果证明,细胞坏死与RIP3蛋白激酶的基因表达有关,D项正确。10.研究发现,蛋白酶X的空间结构改变后作用于癌细胞,会使癌细胞对EGFR信号的依赖性发生异常,导致细胞分裂速率加快。据此分析,下列叙述正确的是(

)。A.酶X完整的空间结构在核糖体上形成B.EGFR信号可能与癌细胞的细胞周期有关C.经蛋白酶处理后的酶X可促进癌细胞的分裂D.癌细胞分裂时原癌基因和抑癌基因均正常表达答案解析B解析

蛋白质完整的空间结构不是在核糖体上形成的,是在内质网和高尔基体中形成的,A项错误;由题干可知,癌细胞对EGFR信号依赖性发生异常,细胞分裂速率会加快,意味着EGFR信号可能与癌细胞的细胞周期有关,B项正确;经蛋白酶处理后的酶X被水解为多肽或氨基酸而失去生物活性,不能作用于癌细胞,对癌细胞不起任何作用,C项错误;癌细胞中抑癌基因和原癌基因发生了基因突变,均不能正常表达,D项错误。11.下图为细胞重要的生命活动图解,请据图回答下列问题:(1)A、B、C.D中,染色体结构动态变化主要发生在过程中,能完成转录和翻译的生理过程有。

(2)图中细胞增殖的主要方式是。C过程中染色体的变化特点为

。

答案AA、B、C.D有丝分裂染色质固缩,染色加深(3)B过程表示一个细胞增殖的后代,在形态、结构和生理功能上发生的过程。

(4)李白有诗云:“君不见高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。”导致这种变化的原因是。衰老细胞的核膜变化是。

(5)细胞的凋亡由于受到严格的由遗传机制决定的程序性控制,所以也称为

。

(6)对于人体来说,在A、B、C.D四项生命活动中,细胞形态、结构和功能均改变的有。答案稳定性差异细胞的衰老,酶的活性降低核膜内折细胞编程性死亡B.C12.长久以来,乳酸都被视作无氧条件下细胞呼吸代谢产生的废物。然而