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1、第10讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变突破突破1 1细胞分化和全能性细胞分化和全能性突破突破2 2细胞的衰老、凋亡和癌变细胞的衰老、凋亡和癌变总纲目录总纲目录1.细胞分化2.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(3)干细胞:动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞。AbBaCdDcd(4)把实例与相应的原理或过程连线3.细胞的衰老巧学妙记巧学妙记细胞衰老的特征4.细胞的凋亡5.细胞的癌变(1)实质:原癌基因和抑癌基因发生突变。(2)特征:(3)致癌因子的类型与实例(连一连)AbBcCa1.细胞的分化程度越高全能性越强。()2.细胞分化过程中蛋白质种类和
2、数量发生改变。()3.造成同一动物个体的神经细胞与肌细胞功能不同的主要原因是二者合 成 的 特 定 蛋 白 不 同。()4.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达。()5.比较胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞,相同的是发育的全能性。()6.造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的。()7.正常细胞的衰老凋亡必将使个体衰老死亡。()8.细胞程序性死亡不利于神经系统正常发育。()9.胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因。()10.被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除。()11.细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动。()12.原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达。()13.原癌基因或抑癌基因发生多次变异累
3、积可导致癌症,因此癌症可遗传。()14.生物体中细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,都是通过细 胞 凋 亡 完 成 的。()突破突破1 1细胞分化和全能性细胞分化和全能性1.细胞分化(1)图解:(2)实质:在个体发育过程中,不同的细胞中遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达,从而转录出不同的mRNA,控制合成出不同的蛋白质。(3)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:形成不同种类的细胞。2.细胞的全能性(1)原因:已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质。(2)表达条件:在离体状态下,需要适宜的水、无机盐、有机营养及激素等,还需要适宜的温度
4、等条件。3.细胞分化与细胞全能性的比较细胞分化细胞全能性原因细胞内基因选择性表达细胞内含有本物种全套遗传物质特点持久性稳定性和不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡普遍性:在生物界中普遍存在高度分化的植物体细胞具有全能性动物已分化的体细胞全能性受到限制,但细胞核仍具有全能性结果形成形态、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表达的容易程度不同,如受精卵生殖细胞体细胞联系(1)两者遗传物质都不发生改变(2)已分化的细胞仍然保持全能性(3)一般情况下,分化程度越高,全能性越难表达失分警示细胞分化与细胞全能性易错辨析
5、(1)多细胞生物的个体发育离不开细胞的分化,但分化了的不同细胞中核DNA相同,mRNA和蛋白质一般不同。(2)细胞分化不改变细胞数目,却导致细胞种类增多。(3)细胞全能性的体现以产生新个体为标志,若无新个体产生,则不能体现细胞的全能性。判断细胞分化与全能性的标志(1)判断细胞分化的标志在所有细胞中都表达的基因,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等的表达不能证明细胞发生分化;只有在特定细胞中选择性表达的基因,如胰岛素基因、血红蛋白基因等的表达可以证明细胞发生了分化。(2)判断细胞全能性的标志由体细胞发育成一个个体能证明体细胞具有全能性。判断体细胞是否具有全能性,主要是看起点和终点,起点是“已分化的体
6、细胞”,终点是发育成的“个体”。考向考向1以实例分析的形式或以图、表为信息载体以实例分析的形式或以图、表为信息载体,考查细胞分化的特点、考查细胞分化的特点、实质实质1.(2018北京西城期末)下图为胚胎细胞形成多种类型细胞的过程示意图。下 列 叙 述 错 误 的 是()A.在生物体内M细胞一般不会回到B细胞时的状态B.调节蛋白的不同组合诱导了不同类型细胞的分化过程C.细胞中基因的选择性表达可受调节蛋白的影响D.G与H之间的遗传物质组成的差异一定小于G与K答案答案D分析图形可知,不同细胞中含有的调节蛋白种类不一样,细胞中含有不同蛋白质是基因选择性表达的结果,所以图中细胞发生了分化。细胞分化一般是
7、不可逆的,A正确;如图所示,不同调节蛋白使细胞向不同方向发生分化,细胞中基因的选择性表达可受调节蛋白的影响,B、C正确;细胞分化过程中,遗传物质不会发生变化,mRNA会不同,D错误。2.下图所示为来自同一人体的4种细胞,下列叙述正确的是()A.因为来自同一人体,所以各细胞中的DNA含量相同B.因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同C.虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同D.虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同C答案答案C卵细胞的核DNA减少一半,A错误;同一人体细胞携带的基因相同,形态、功能不同是细胞分化的结果,B错误;活细胞中含量最多的化合物是水,C正确;细胞
8、吸收葡萄糖有协助扩散和主动运输两种方式,D错误。考向考向2以基础判断的形式以基础判断的形式,考查细胞的全能性考查细胞的全能性3.(2018北京五十五中期中阶段性调研)下列关于细胞全能性的叙述,正确 的 是()A.离体植物细胞全能性的体现,需借助某些因子的作用B.细胞分化过程中通过改变遗传物质体现细胞的全能性C.植物各部位细胞均含有全套遗传物质,全能性都相同D.乳腺癌细胞易于进行离体培养,说明其全能性比较高A答案答案A离体植物细胞全能性的体现,需借助某些因子如生长素、细胞分裂素等的作用,A正确;细胞分化过程中遗传物质不变,其实质是基因的选择性表达,B错误;植物各部位细胞均含有全套遗传物质,但全能
9、性大小不同,C错误;乳腺癌细胞易于进行离体培养,但没有发育成个体,因此不能说明其具有全能性,D错误。4.关于人体造血干细胞的叙述,错误的是()A.造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异B.造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的C.健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中D.造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同B答案答案B人的成熟红细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸,而造血干细胞可进行有氧呼吸,两种细胞中的酶存在差异,A正确;细胞分化一般是不可逆的,且人的成熟红细胞没有细胞核和细胞器,不可能再分化为造血干细胞,B错误;健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中,C正确;人体造血干细胞分化形成的红细
10、胞和白细胞寿命不同,D正确。1.细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的比较实质结果遗传物质细胞衰老内因、外因共同作用细胞正常死亡不发生改变细胞凋亡受到由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细胞坏死受外界不利因素影响;不受基因控制细胞膜破裂,对周围细胞造成伤害,引起发炎细胞癌变致癌因子诱发部分基因突变形成能无限增殖的癌细胞发生改变突破突破2 2细胞的衰老、凋亡和癌变细胞的衰老、凋亡和癌变2.癌变的机理正常细胞易混辨析易混辨析(1)机体感染病原体,免疫系统没有来得及清除病原体,致使部分细胞死亡,属于细胞坏死;若免疫系统主动清除病原体侵染的细胞,则属于细胞凋亡。(2)放疗、化疗都可杀死
11、部分癌细胞,同时正常体细胞也受到损伤,对人体副作用很大。早期癌症可以通过手术治疗,副作用相对较小。1.巧断细胞生命历程中遗传物质的变化情况结果遗传物质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组织和器官遗传物质不发生改变细胞癌变变成能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改变细胞凋亡细胞正常死亡遗传物质不发生改变2.区分细胞凋亡与细胞坏死的方法细胞凋亡是受严格地程序性调控的,是一种自然的生理过程;细胞坏死是在种种不利的因素(如病菌感染、细胞缺氧、有毒物质毒害等)影响下,由于细胞正常的代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
12、(1)判断方法:主要依据是细胞的死亡对机体是否有利,若细胞的死亡对机体是有利的,则为细胞凋亡,反之则为细胞坏死。(2)细胞凋亡的实例:清除多余、无用的细胞。如蝌蚪的尾巴按照一定程序消失,这里的蝌蚪的尾巴细胞属于多余无用的细胞。清除完成正常使命的衰老细胞。如“脱落的人体皮肤表皮细胞”是完成正常使命的衰老细胞。清除体内有害细胞、被病原体感染的细胞等异常细胞。如“吞噬过多的细菌导致的死亡的白细胞”和癌细胞都属于此类异常细胞。考向考向1以实例分析的形式或以相关图示为信息载体以实例分析的形式或以相关图示为信息载体,考查凋亡和衰老考查凋亡和衰老的特征和意义的特征和意义1.(2018北京平谷五中期中)细胞凋
13、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A答案答案A在人体造血干细胞中存在控制RIP3合成的基因,A错误。因RIP3可将细胞凋亡转变为细胞坏死,故通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式,抑制RIP3的活性也可在一定程度上抑
14、制细胞坏死,B、C正确。此项研究结果证明细胞坏死与RIP3基因的表达有关,D正确。2.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答案答案C个体细胞普遍衰老会导致个体衰老,A正确;效应T细胞可与靶细胞结合,并诱导靶细胞发生凋亡,B正确;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,各种不利因素引起的细胞死亡属于细胞坏死,C错误;DNA在复制和转录时需解旋,故衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录,D正确。
15、考向考向2以基础判断的形式以基础判断的形式,考查癌细胞的特征和细胞癌变的机理考查癌细胞的特征和细胞癌变的机理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C答案答案C根据题干
16、信息可知,肿瘤干细胞可增殖分化形成癌细胞,所以肿瘤干细胞与癌细胞中基因的执行情况不同,A项正确;直肠癌患者使用姜黄素治疗时,细胞外液姜黄素浓度高于细胞内,而肿瘤干细胞可逆浓度梯度排出姜黄素,可确定姜黄素的排出需要消耗ATP,细胞增殖需要消耗ATP,B项正确;分析题干可知编码BAX的基因属于凋亡基因,C项错误;用ABCG2抑制剂可阻止肿瘤干细胞有效排出姜黄素,姜黄素可引起肿瘤干细胞内BAX等凋亡蛋白高表达,诱导肿瘤干细胞凋亡,D项正确。4.2015年诺贝尔化学奖授予三位科学家以表彰他们在基因修复机理研究方面所做的贡献。其中P53蛋白是由P53基因控制合成的一种能与DNA发生特异性结合的蛋白质,该
17、蛋白质可以阻止损伤的DNA复制,促使DNA自我修复;若修复失败则引起细胞出现“自杀”现象。下列有关 叙 述 错 误 的 是()A.P53基因存在于细胞核中,P53蛋白仅存在于细胞质中B.细胞分裂过程中若DNA受损,P53蛋白可使间期时间延长C.有些癌细胞的形成可能与P53基因的损伤或突变有关D.细胞出现的“自杀”现象与基因有关,属于细胞凋亡A答案答案A由题可知,P53蛋白是由P53基因控制合成的一种能与DNA发生特异性结合的蛋白质,而DNA主要存在于细胞核中,故P53蛋白不仅存在于细胞质中,A错误;细胞分裂过程中若DNA受损,P53蛋白可使间期时间延长,B正确;有些癌细胞的形成可能与P53基因的损伤或突变有关,C正确;细胞出现的“自杀”现象与基因有关,属于细胞凋亡,D正确。核心构建核心构建第第10讲讲 细胞的分化、细胞的分化、衰老、凋亡和癌变衰老、凋亡和癌变