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第12講 細胞的分化、衰老、凋亡及癌變,,第四單元 細胞的生命歷程,[考綱考頻] 1．細胞的分化和細胞的全能性 Ⅱ(3年13考) 2.細胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關系 Ⅱ(3年7考) 3.癌細胞的主要特征及防治 Ⅱ(3年9考),,第四單元 細胞的生命歷程,一、細胞的分化和細胞的全能性 1．細胞的分化 (1)概念：在個體發(fā)育中由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在_________________________________________的過程。,形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異,(2)上圖分析 ①寫出圖中可以表示分化的過程：__________。 ②圖中a和虛線可表示 ____________________。 (3)分化的實質(zhì)： __________________。 (4)細胞分化的意義：形成各種不同的細胞和組織。,b、c,細胞增殖(或有絲分裂),基因的選擇性表達,2．細胞的全能性 (1)概念：_______________的細胞，仍然具有發(fā)育成__________________。 (2)分析下列實例所依據(jù)的原理 ①植物組織培養(yǎng)：_____________________。 ②克隆羊多利培養(yǎng)：動物體細胞核具有全能性。,已經(jīng)分化,完整個體的潛能,植物細胞具有全能性,3．把實例和相對應的原理或過程連線：[連一連] 實例 依據(jù)原理或過程,二、細胞的衰老和凋亡 1．細胞的衰老 (1)代謝速度的變化,酶活性,呼吸速率,物質(zhì)運輸,色素,(2)細胞核的變化 體積_________、核膜內(nèi)折，染色質(zhì)________、染色加深。,增大,收縮,2．細胞的凋亡 (1)概念：由__________所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程。 (2)原因：細胞凋亡受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調(diào)控。,基因,編程性死亡,正常發(fā)育,解惑 細胞凋亡，即細胞編程性死亡，是一種自然生理過程；與細胞凋亡密切相關的細胞器是溶酶體。 三、細胞的癌變 1．癌變實質(zhì)：____________和______________發(fā)生突變，導致正常細胞的生長和分裂失控。 2．癌細胞的特征 (1)能夠_______________。 (2)形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著 變化，如成纖 維細胞由 扁平梭形變 成球形。 (3)表面發(fā)生了變化，細胞膜上的___________等物質(zhì)減少，導致癌細胞容易分散和轉(zhuǎn)移。,原癌基因,抑癌基因,無限增殖,糖蛋白,3．致癌因子分類 物理致癌因子、化學致癌因子和_________________。 思考：細胞癌變屬于可遺傳的變異嗎？癌 癥屬于人類遺傳病嗎？ 提示：細胞癌變是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因 突變的結(jié)果，基因突變是可遺傳變異。人類體細胞 的基因突變不會遺傳給下一代，所以不屬于遺傳病。,病毒致癌因子,1． (2015·河北省教育教學質(zhì)量監(jiān)測)下列能說明人體某細胞已經(jīng)發(fā)生分化的是( ) A．能進行酶的合成 B．能進行ATP的分解 C．存在生長激素基因 D．能合成胰島素 解析：活細胞(包括未分化和已經(jīng)分化的細胞)都能合成酶；未分化和已經(jīng)分化的細胞進行 生命活 動都需要消耗能量，都能分解ATP；人體的各種細胞的 細胞核 中都含有相同的遺傳物質(zhì)，即含有相同的基因,其中包括生長激 素基因；能合成胰島素的細胞只能是胰島β細胞，該細胞是由細胞分化形成的。,D,2．下列細胞已趨向衰老的是( ) A．被效應T細胞攻擊的靶細胞 B．多種酶的活性明顯降低的細胞 C．鐮刀型的紅細胞 D．進行基因選擇性表達的細胞 解析：鐮刀型紅細胞是發(fā)生基因突變的細胞；進行基因選擇性表達的細胞是分化的細胞；衰老細胞的特征有水分減少、細胞萎縮、新陳代謝的速度減慢、某些酶的活性降低、細胞的呼吸速率減慢、細胞膜的通透性改變等。,B,3．下列關于細胞凋亡和細胞壞死的敘述中，錯誤的一項是 ( ) A．細胞凋亡是主動的，細胞壞死是被動的 B．細胞凋亡是生理性的，細胞壞死是病理性的 C．細胞凋亡是由基因調(diào)控的，細胞壞死主要是由外界因素引起的 D．細胞凋亡是急性的，細胞壞死是慢性的 解析：細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程，它有嚴格的遺傳機制，因此是自動的、正常的生理過程；而細胞壞死是病理性刺激引起的細胞損傷和死亡，是被動的。細 胞 壞死有急性的 也有慢性的，而細胞凋亡沒有這樣的區(qū)分。,D,4．2014年4月15日～21日是第20屆全國腫瘤防治 宣傳周，主題是“科學抗癌，關愛生命”，副主題是“走出 癌癥誤區(qū)，實現(xiàn)早診早治”。下列細胞中，可能已發(fā)生癌變的是( ) A．細胞膜上糖蛋白減少的細胞 B．細胞核增大的細胞 C．自由水含量減少的細胞 D．被細菌侵染的細胞 解析：癌細胞具有以下特征：在適 宜的條件下，癌細胞能夠無限增殖；癌細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯 著變化；癌細胞的表面發(fā)生了變化，細胞膜上的糖蛋白等物 質(zhì)減少，黏著性降低，易擴散和轉(zhuǎn)移。,A,考點一 以概念為基礎，考查細胞分化與細胞的全能性,考點二 通過對比分析，考查細胞衰老、凋亡和癌變,考 點 一 以概念為基礎，考查細胞分化與細胞的全能性,(1)①、③、⑤三個細胞群的細胞具有分裂能力，其特征是：______________________________________。 (2)①→③，一個細胞分成兩個細胞，這是細胞的________。③→⑤，細胞的體積由小變大，這是細胞的_______。 (3)從①→②、①→④的過程中，細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生了穩(wěn)定性差異，這種變化叫做__________。其結(jié)果是產(chǎn)生了組織，②、④分別屬于不同的組織。 (4)兩者關系： ①細胞分裂使細胞__________增多，細胞類型不變。 ②細胞分化使細胞__________增多，數(shù)目不變。 ③細胞__________是細胞分化的基礎。,細胞壁薄，細胞核大，液泡小或無,分裂,生長,細胞分化,數(shù)目,類型,分裂,2．細胞分化和細胞的全能性的不同點 3.細胞的全能性表達的條件 _____________________________的適宜環(huán)境條件等。,選擇性表達,負相關,＞,＞,離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì),深度思考 1.分化后的細胞一定不會再進行細胞分裂嗎？(舉例說明) _____________________ 2.同一生物體，不同的細胞中下列物質(zhì)完全相同的有哪些？ ①核DNA ②tRNA ③呼吸酶 ④mRNA ⑤蛋白質(zhì) _____________________ 3．肌肉細胞中的ATP合成酶基因、某抗體基因、胰島素基因都處于表達狀態(tài)嗎？ _____________________,4．(2014·上海卷改編)下列哪一因素是植物細胞具有發(fā)育為完整植株潛能的決定因素？ ①細胞膜 ②細胞核 ③線粒體 ④葉綠體 _____________________ 提示：1.可能會恢復分裂能力，如B淋巴細胞。 2．①、②、③。 3．某抗體基因、胰島素基因不表達。 4．②。,1． (2015·河北六校聯(lián)考)如圖為人體某早期胚胎細胞所經(jīng)歷 的生長發(fā)育階段示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個時 期的細胞，a、b表示細胞所進行的生理過程。下列敘述正確 的是( ) ①a過程是有絲分裂，b是細胞分化 ②乙和丙的染色體組成不同,B,③丁和戊因遺傳物質(zhì)不同而發(fā)生分化 ④甲、丁、戊中的蛋白質(zhì)不完全相同 A．①② B．①④ C．③④ D．②③④ 解析：a過程是有絲分裂，b過程是細胞分化，細胞分裂和分化的過程中遺傳物質(zhì)一般不改變，所以圖中各細胞的遺傳物質(zhì)均相同，②③錯誤；細胞分化使丁、戊細胞中蛋白質(zhì)的種類不同，故呈現(xiàn)不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能，①④正確。,2．英國科學家約翰·格登和日本醫(yī)學教授山中伸 彌是諾 貝爾 生理學或醫(yī)學獎的獲得者,他們在細胞核重新編程研究領域作 出了杰出貢獻。目前,山中伸彌和其研究小組已把多種組織(包 括肝、胃和大腦)的細胞,轉(zhuǎn)變成了誘導多功能干細胞,并 讓誘 導多功能干細胞分化成了皮膚、肌肉、軟骨、神經(jīng)細胞以及 可以同步搏動的心臟細胞。下列相關敘述不正確的是( ),B,.,A．成熟細胞被重新編程的過程中細胞的分化程度逐漸降低 B．誘導多功能干細胞分化成神經(jīng)細胞，體現(xiàn)了誘導多功能干細胞的全能性 C．誘導多功能干細胞與成熟細胞相比，細胞核內(nèi)DNA的含量不變 D．誘導多功能干細胞分化的過程不僅與基因有關，也與細胞的生活環(huán)境有關 解析:從一個細胞最終發(fā)育成一個個體體現(xiàn)了細胞的全能性,誘導多功能干細胞分化成神經(jīng)細胞,沒有體現(xiàn)其全能性,B錯誤。,思維拓展 (1)管家基因和奢侈基因 ①管家基因是指所有細胞均要表達的一類基因，其產(chǎn)物是維持細胞基本生命活動所必需的，如呼吸酶基因。 ②奢侈基因是指不同類型細胞特異性表達的基因，其產(chǎn)物賦予不同細胞特異的生理功能，如胰島素基因。 (2)細胞分化過程中的變化,考點二 通過對比分析，考查細胞衰老、凋亡和癌變,結(jié)合人體某結(jié)構(gòu)部分細胞的生命歷程圖，探究以下問題。 1．細胞衰老的特征 “一大”：_____________增大；“一小”：__________變小；“一多”：__________增多；“三低”：_______________________________________均降低。,細胞核的體積,細胞體積,色素,代謝速率、多種酶的活性、物質(zhì)運輸功能,2．細胞凋亡、衰老、癌變、壞死的區(qū)別,有利,有利,有害,有害,3.癌變的機理 (1)癌變機理 (2)原癌基因與抑癌基因的關系 ①原癌基因是維持機體正?；顒铀匦璧幕?，在細胞分裂過程中它主要負責調(diào)節(jié)細胞周期，控制_________________的進程；而抑癌基因主要是阻止細胞__________的增殖。 ②原癌基因和抑癌基因共同對細胞的_____________起著調(diào)節(jié)作用。,細胞生長和分裂,不正常,生長和分化,原癌,抑癌,深度思考 1．上圖中4過程產(chǎn)生的細胞內(nèi)，由酶活性降低引起的細胞衰老特征有哪些？ _____________________ 2．上圖中，3和6過程中都有新的蛋白質(zhì)產(chǎn)生嗎？6過程受環(huán)境因素影響嗎？ _____________________ 3．鼻咽癌是種族差異非常明顯的惡性腫瘤，我國南方幾省特別是珠江三角洲地區(qū)的鼻咽癌發(fā)病率居全球首位。試分析惡性腫瘤與遺傳有關嗎？理由是什么？ _____________________ 4．上圖1～6過程中，遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變的是哪些過程？ _____________________,提示：1.色素積累、代謝減慢等。 2．都有，受環(huán)境影響。 3．有關，有的具有家族性，可能是遺傳因素導致的。 4．1、2、3、4、6。,3． (2015·遼寧高三期中)下列關于細胞及其生命歷程的說法正確的是( ) A．衰老細胞具有水分減少、多種酶活性降低、細胞核體積增大等特征 B．細胞凋亡受基因控制，細胞癌變不受基因控制 C．從蛋白質(zhì)分子的角度分析，細胞分化是蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能改變的結(jié)果，這是細胞分化的根本原因 D．放射性治療可以引發(fā)癌細胞凋亡 解析：細胞癌變與基因突變有關，受基因控制，B錯誤；細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達，C錯誤；放射性治療殺死癌細胞屬于細胞壞死，D錯誤。,A,4． (2015·黃山質(zhì)檢)科學研究發(fā)現(xiàn)，單羧酸轉(zhuǎn)運蛋白 1(MCT1)的基因表達水平與抗癌藥物3-BrPA運輸至細胞內(nèi)密 切相關。如圖表示3-BrPA作用于癌細胞的機理，表格中數(shù)據(jù) 是研究者用相同劑量3-BrPA處理5種細胞所得的實驗結(jié)果。 據(jù)此可推斷( ),C,A.正常細胞和癌細胞4死亡率為0的原因是它們對3-BrPA的敏感性最強 B．癌細胞3死亡率最高是因為只有它具有MCT1的基因 C．MCT1 可能是載體，3-BrPA主要作用于細胞呼吸的第一階段 D．對癌癥患者的治療可以利用藥物抑制MCT1基因表達的 方法 解析：由題干可知,3-BrPA運輸至細胞內(nèi)與MCT1密切相關，且題圖中3-BrPA通過載體蛋白進入細胞，故推測MCT1可能是載體，,且3-BrPA進入細胞后作用于呼吸作用的第一階段，C項正確；由題表可知，正常細胞與癌細胞4的死亡率和MCT1的水平都為0，說明這兩種細胞對3-BrPA的敏感性最弱，A項錯誤；5種細胞都含有MCT1基因，B項錯誤；由題中信息可知，抑制MCT1基因表達不利于癌癥患者的治療，D項錯誤。,方法技巧 區(qū)別細胞凋亡與細胞壞死的方法 細胞凋亡是受嚴格的程序性調(diào)控的，是一種自然的生理過 程；細胞壞死是在種種不利的因素(如病菌感染、細胞缺氧、 有毒物質(zhì)毒害等)影響下，由于細胞正常的代謝活動受損或中 斷引起的細胞損傷和死亡。 (1)判斷方法：主要依據(jù)是細胞的死亡對機體是否有利，若細 胞的死亡對機體是有利的，則為細胞凋亡，反之則為細胞壞 死。,(2)細胞凋亡的實例： ①清除多余、無用的細胞。如蝌蚪的尾部細胞按照一定程序消失，這里的蝌蚪的尾部細胞屬于多余無用的細胞。 ②清除完成正常使命的衰老細胞。如“脫落的人體皮膚表皮細胞”是完成正常使命的衰老細胞。 ③清除體內(nèi)有害細胞、被病原體感染的細胞等異常細胞。如“吞噬過多的細菌導致死亡的白細胞”和癌細胞都屬于此類異常細胞。,易錯點1 并非所有干細胞都要發(fā)生分化 [點撥] 干細胞分裂增加細胞數(shù)目。一部分細胞發(fā)生分化，成為具有特定功能的組織細胞；還有一部分細胞保持分裂能力，用于干細胞本身的自我更新。 易錯點2 未脫離植物體的細胞不能表現(xiàn)出全能性 [點撥] 植物細胞全能性的表達需要一定的條件，即離體、無菌、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素等。未脫離植物體的細胞，其全能性受到抑制，不能發(fā)育成完整的新個體。,易錯點3 混淆細胞衰老與個體衰老，誤認為衰老個體中細胞一定衰老 [點撥] 對于單細胞生物體來說，細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡；多細胞生物體內(nèi)的細胞總是不斷地更 新，總有一部分細胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)，但從整 體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的 過程。,易錯點4 混淆細胞編程性死亡與細胞病理性死亡 [點撥] (1)病理性死亡是在種種不利因素影響下，由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。 (2)編程性細胞死亡是細胞的一種生理控制機制，它也可以受許多因素(包括外部因素和內(nèi)部因素)的誘導，如X射線、γ射線。同時它也可以通過一些因素的作用而受到抑制，如白細胞介素-2。,易錯點5 誤認為只有癌細胞內(nèi)才有原癌基因與抑癌基因，且只要有一個基因突變即可引發(fā)細胞癌變 [點撥] 人和動物細胞的染色體上本來就存在著與癌有關 的基因——原癌基因和抑癌基因。環(huán)境中的致癌因子會損傷細胞中的DNA分子，使原癌基因 和抑癌 基因 發(fā)生突變，導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞。根據(jù)大量的病例分析，癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，至少在一個細胞中發(fā)生5～6個基因突變，才能賦予癌細胞所有的特征，這是一種累積效應。,1．判斷下列有關細胞分化與全能性的敘述 (1)(2014·廣東卷T24D),上圖體現(xiàn)了胚胎干細胞的分化潛能。( ) (2)(2013·天津卷T3B改編)細胞分化使細胞趨向?qū)ｉT化，提高了機體生理功能的效率。( ) (3)(2012·上海卷T16A改編)成人體內(nèi)不同分化細胞的遺傳信息相同。( ) (4)(2012·天津卷T1C)組織的細胞更新包括細胞凋亡和干細胞增殖分化等過程。( ) (5)(2011·山東卷T2A)玉米種子萌發(fā)長成新植株體現(xiàn)了細胞的全能性。( ) (6)(2011·安徽卷T2A)骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成不同，基因表達產(chǎn)物不同。( ),√,×,√,√,√,×,2．判斷下列有關細胞衰老、凋亡和癌變的敘述 (1)(2013·安徽卷T2D)對于一個細胞來說，酶的種類和數(shù)量不會發(fā)生變化。( ) (2)(2013·北京卷T2C)老化受損的細胞器融入溶酶體中。( ) (3)(2013·天津卷T3D)細胞凋亡使細胞自主有序死亡，有利于生物體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。( ) (4)(2012·山東卷T3A)細胞普遍衰老會導致個體衰老。( ),√,×,√,√,3．判斷下列有關細胞癌變的敘述 (1)(2013·江蘇卷T7C)原癌基因或抑癌基因發(fā)生多次變異累積可導致癌癥，因此癌癥可遺傳。( ) (2)(2012·新課標卷T2D)原癌基因的主要功能是阻止細胞發(fā)生異常增殖。( ) (3)(2011·江蘇卷T5D)細胞癌變導致細胞黏著性降低，易分散和轉(zhuǎn)移。( ),√,×,×,