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1、第第1010讲细胞的分化、衰老、讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变凋亡和癌变一、细胞分化二、细胞的全能性必必备备知知识识四、细胞的调亡三、细胞的衰老五、细胞的癌变突破1细胞分化和全能性突破2细胞的衰老、凋亡和癌变深深化化突突破破核核心心构构建建网络构建要语强记1.细胞分化细胞分化必备知识2.细胞的全能性细胞的全能性(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。(4)把实例与相应的原理或过程连线Ab、Ba、Cd、Dcd3.细胞的衰老细胞的衰老巧学妙记巧学妙记细胞衰老的特征4.细胞的凋亡细胞的凋亡5.细胞的癌变细胞的癌变(1
2、)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数量发生改变。()3.造成同一生物个体的神经细胞与肌细胞功能不同的根本原因是细胞分化过程中遗传物质改变。()4.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达。()5.衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录。()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是个体衰老死亡的主要原因。()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.衰老细胞内酪氨酸酶活性降低,使
3、老年人头发变白。()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的突变都可导致癌症的发生。()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。()1.细胞分化细胞分化(1)图解:突破1细胞分化和全能性深化突破(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.细胞的全能性细胞的全能性(1)原因:已分
4、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,还需要适宜的温度等条件。3.细胞分化与细胞全能性的比较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
5、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失分警示细胞分化与细胞全能性易错辨析(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
6、岛素基因、血红蛋白基因等的表达才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,考查细胞分化的特考查细胞分化的特 点、实质点、实质1.(2019北京海淀上学期期中)下列有关细胞分化的叙述,不正确的是(C)A.细胞分化是多细胞生物个体发育的基础B.细胞分化的实质是细胞中基因选择性表达的结果C.细胞分化导致遗传物质发生改变,细胞功能随之改变D.细胞分化的结果是产生不同种类的
7、细胞解析解析细胞分化是多细胞生物个体发育的基础,A正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,合成mRNA和蛋白质的种类和数量不同,从而导致细胞的结构和功能不同,最终产生不同种类的细胞,B、D正确;细胞分化过程中遗传物质不变,C错误。2.(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(D)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解析分析图形可知,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
8、达的结果,所以图中细胞发生了分化。细胞分化一般是不可逆的,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。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)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解析解析离体
9、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.下列有关细胞全能性的叙述,正确的是(A)A.将植物离体的细胞培养成植株,表明植物体细胞具有全能性B.伞藻的嫁接与核移植实验,表明伞藻的细胞核具有全能性C.利用核移植技术培养克隆动物,表明动物体细胞具有全能性D.造血干细胞增殖分化成多种血细胞,表明干细胞具有全能性解析解析将离体的植物组织、器官或细胞通过植物组织培养得到完
10、整植株,体现了细胞的全能性,A正确;伞藻的嫁接与核移植实验,表明生物体形态结构的形成与细胞核有关,不能体现伞藻的细胞核具有全能性,B错误;利用核移植技术培养克隆动物,表明动物体细胞的细胞核具有全能性,C错误;造血干细胞增殖分化成多种血细胞,表明干细胞具有发育的全能性,D错误。突破2细胞的衰老、凋亡和癌变 1.细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的比较细胞衰老、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
11、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2.癌变的机理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
12、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区分细胞凋亡与细胞坏死的方法细胞凋亡是受严格的程序性调控的,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。(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,这里的蝌蚪尾巴的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
13、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.下图表示细胞的生命历程,其中甲辛表示相关生理过程。下列描述中正确的是()A.甲过程代表有丝分裂,乙过程中细胞分化并不改变细胞的遗传信息B.丙过程的发生是致癌因子使抑癌基因突变成原癌基因并表达的结果C.丁过程与基因表达有关,只发生在胚胎发育过程中,并与戊过程有区别D.己过程中细胞内水分减少,细胞核体积变小,
14、辛过程体现了细胞全能性答案答案A解析解析由图可知,甲是有丝分裂,乙、庚和辛是细胞分化,丙是细胞癌变,丁是细胞凋亡,戊是细胞坏死,己是细胞衰老。甲是有丝分裂过程,乙是细胞分化,其实质是细胞内基因的选择性表达,其遗传信息不发生改变,A项正确;丙是细胞癌变,细胞癌变是因为致癌因子使原癌基因和抑癌基因突变,原癌基因和抑癌基因都是正常基因,B项错误;丁是细胞凋亡,细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程,细胞凋亡可以发生在多细胞生物的整个生命历程中,细胞凋亡是正常的生命现象,戊(细胞坏死)是不正常的生命现象,是细胞受到种种不利因素而导致的细胞代谢紊乱的死亡,细胞凋亡和细胞坏死有本质区别,C项错误;己(
15、细胞衰老)过程中细胞内水分减少,细胞核体积变大,辛(细胞分化)过程是由组织、器官或系统发育成个体,不能体现细胞的全能性,细胞的全能性是指已经分化的细胞发育成完整个体的潜能,D项错误。2.(2018北京平谷五中期中)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)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
16、结果证明细胞坏死与部分基因表达有关解析解析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。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.(2018课标全国)在致癌因子的作用下,正常动物细胞可转变为癌细胞。有关癌细胞特点的叙述错误的是(A)A.细胞中可能发生单一基因突变,细胞间黏着性增加B.细胞中可能发生多个基因突变,细胞的
17、形态发生变化C.细胞中的染色体可能受到损伤,细胞的增殖失去控制D.细胞中遗传物质可能受到损伤,细胞表面的糖蛋白减少解析解析本题主要考查癌细胞特点的相关知识。癌症的发生并不是单一基因突变的结果,至少在一个细胞中发生56个基因突变,才能赋予癌细胞所有的特征,这是一种累积效应,A错误,B正确;在致癌因子的作用下,细胞中的染色体可能受到损伤,导致原癌基因和抑癌基因表达异常,使细胞的增殖失去控制,C正确;致癌因子可能使细胞中遗传物质受到损伤,进而使细胞表面的糖蛋白减少,D正确。4.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
18、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(C)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解析解析根据题干信息可知,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
19、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。网络构建填充:原癌基因和抑癌基因数量种类基因选择性表达核心构建要语强记1.三种现象(1)细胞分化是基因选择性表达的结果,在自然条件下是不可逆的,是生物个体发育的基础。(2)细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。(3)细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,也称为细胞编程性死亡。2.一种特性细胞的全能性是指已分化的细胞,仍具有发育成完整个体的潜能。3.两类基因原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。4.一个原因细胞癌变原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。