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1、第2講細胞的分化、衰老、凋亡及癌變,展示考綱考頻1.細胞的分化()2.細胞的全能性()3.細胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關系()4.癌細胞的主要特征及防治(),一、細胞的分化與細胞的全能性 1細胞的分化 (1)概念：在個體發(fā)育中，由細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)結構和生理功能上發(fā)生 的過程。 (2)時間：發(fā)生在整個生命進程中，時期達到最大限度。 (3)結果：形成不同的和 。 (4)特點： 、不可逆性和普遍性。 (5)意義：是生物個體發(fā)育的基礎；使多細胞生物體中細胞趨向 ，有利于提高各種生理功能的效率。,一個或一種,穩(wěn)定性差異,胚胎,組織,器官,穩(wěn)定性,持久性,專門化,(6)實質：在個體發(fā)育過程中
2、，不同的細胞中 的執(zhí)行情況不同，即基因的 表達，轉錄出不同的 ，控制合成出不同的。 (7)標志：分子水平：合成了某種細胞特有的 ，如唾液淀粉酶、胰島素等；細胞水平：控制分化成。 解惑由于基因的選擇性表達，雖然DNA都相同，但不同類型的細胞中mRNA和蛋白質種類不完全相同，只有部分相同。 (8)細胞分化圖示,遺傳信息,選擇性,mRNA,蛋白質,蛋白質,不同種類的細胞,2細胞的全能性 (1)概念：的細胞，仍然具有發(fā)育成 的潛能。 (2)全能性差異：高度分化的植物細胞具有發(fā)育成的能力，說明植物細胞仍然具有全能性；實驗表明已分化的動物體細胞的具有全能性。 (3)實例原理分析 植物組織培養(yǎng)的原理是 ；克
3、隆羊多利培養(yǎng)原理是 。 (4)干細胞：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有能力的細胞。,已經(jīng)分化,完整個體,完整植株,細胞核,植物細胞全能性,動物細胞核的全能性,分裂和分化,二、細胞的衰老、凋亡 1衰老的特征 2細胞的凋亡 (1)概念：由所決定的細胞自動結束生命的過程。,基因,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、細胞癌變 1概念：受致癌因子的作用，細胞中 發(fā)生變化，變成不受機體控制、連續(xù)進行分裂的 細胞。 2癌變細胞的特點 (1)適宜條件下，能夠 。 (2) 發(fā)生了改變，由各種各樣的形態(tài)變成 形。 (3)細胞表面 等物質減少，容易在體內(nèi) 。 3
4、癌變機理 (1)內(nèi)因： 發(fā)生突變。,遺傳物質,惡性增殖,無限增殖,形態(tài)結構,糖蛋白,球,分散和轉移,原癌基因和抑癌基因,(2)外因 物理致癌因子：紫外線、X射線及其他輻射能損傷細胞內(nèi)的 。 化學致癌因子：亞硝酸、堿基類似物等能改變。 病毒致癌因子：某些病毒的遺傳物質能影響宿主細胞的 。 4預防治療 (1)預防：目前癌癥是危害人類生命的第 殺手；對于 病人，目前還缺少有效的治療手段。因此個人生活中應注意遠離 ；保持身心健康，養(yǎng)成良好習慣。 (2)診斷： 、CT、核磁共振以及 等先進手段。 (3)治療：有 、 和 等手段。,DNA,核酸的堿基,DNA,二,晚期癌癥,致癌因子,病理切片的顯微觀察,癌
5、基因檢測,手術切除,化療,放療,思考辨析 1判斷下列有關細胞分化與全能性敘述的正誤。 (1)完成分化的肌肉細胞通過有絲分裂增加細胞數(shù)量形成肌纖維(2013年高考山東卷)() (2)胚胎干細胞在體外培養(yǎng)能增殖但不能被誘導分化(2013年高考天津卷)() (3)同一個體的小腸上皮細胞和平滑肌細胞所含的基因不同(2013年高考海南卷)() (4)斷尾壁虎長出新尾巴過程中發(fā)生了細胞分化(2011年高考北京卷)() (5)玉米種子萌發(fā)長成新植株體現(xiàn)了細胞的全能性(2011年高考山東卷)(),2判斷下列有關細胞衰老、凋亡和癌變敘述的正誤。 (1)細胞凋亡使細胞自主有序死亡，有利于生物內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定(201
6、3年高考天津卷)() (2)原癌基因或抑癌基因發(fā)生多次變異積累可導致癌癥，因此癌癥可遺傳(2013年高考江蘇卷)() (3)成熟紅細胞衰老后控制其凋亡的基因開始表達(2013年高考四川卷)() (4)衰老細胞內(nèi)染色質固縮影響DNA復制和轉錄(2012年高考山東卷)() (5)細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡(2012年高考山東卷)() (6)細胞凋亡受基因調控，不利于個體生長發(fā)育(2011年高考江蘇卷)() (7)細胞癌變導致細胞黏著性降低，易分散轉移(2011年高考江蘇卷)(),1細胞分化與全能性的比較,細胞分化和細胞的全能性,知能拓展管家基因和奢侈基因 (1)管家基因指所有細胞均要表達
7、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，如血紅蛋白基因、胰島素基因。 (3)細胞分化實質：基因的選擇性表達：奢侈基因表達的結果：合成特定的蛋白質(細胞分化分子水平的標志，如血紅蛋白合成意味著造血干細胞分化成紅細胞)。 2干細胞及其在醫(yī)學上的應用 (1)概念：干細胞是一類具有自我更新和分化發(fā)育潛能的原始細胞。機體內(nèi)的各種細胞、組織和器官都是由干細胞分化發(fā)育而來的。 (2)類型及相互關系 類型：干細胞分為3類：全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。 相互關系(以干細胞分化為紅細胞為例)：,(3
8、)醫(yī)學上的應用：干細胞的研究為器官移植提供了新的思路，為癌癥、癲癇、糖尿病等疾病的根治帶來了希望。 方法指津與細胞生命活動有關的圖形解讀,(1)、過程中，細胞在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生了穩(wěn)定性差異，這種變化叫做細胞分化。細胞分化的結果是產(chǎn)生不同細胞、組織、器官，分別屬于不同的組織。 (2)過程為一個細胞形成兩個細胞，這是細胞的分裂。過程為細胞的體積由小變大，這是細胞的生長。 (3)三個細胞群的細胞都具有分裂能力，具有共同的特征：細胞壁薄、細胞質濃、細胞核大、液泡小或無。,1下列發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學過程是() A玉米種子萌發(fā)長成新植株 B小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞
9、C小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株 D胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株 解析：細胞具有發(fā)育成完整個體的潛能叫做細胞的全能性。種子萌發(fā)長成植株，發(fā)生了細胞分化，但沒有經(jīng)過細胞離體培養(yǎng)，故沒有體現(xiàn)出體細胞的全能性，A項不符合題意；骨髓造血干細胞形成各種血細胞，僅僅是細胞分化的過程，沒有完整個體的形成，體現(xiàn)不出細胞的全能性，B項不符合題意；花粉離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株，經(jīng)歷了細胞分化，體現(xiàn)的是花粉(生殖細胞)的全能性，沒有體現(xiàn)體細胞的全能性，C項不符合題意；胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株，該過程既有細胞分化，又體現(xiàn)出體細胞的全能性，D項符合題意。 答案：D,1細胞衰老的特征
10、“一大”：細胞核的體積增大；“一小”：細胞體積變小；“一多”：色素增多；“三低”：代謝速率、多種酶的活性、物質運輸功能均降低。 2細胞的凋亡、壞死與癌變比較,細胞的衰老、凋亡和癌變,3.癌細胞的主要特征 (1)適宜條件下，無限增殖。 (2)癌細胞的形態(tài)結構發(fā)生了變化 例如，體外培養(yǎng)中的正常的成纖維細胞呈扁平梭形，轉化成癌細胞后變成球形。 (3)癌細胞的表面發(fā)生了變化 由于細胞膜上糖蛋白等物質減少，細胞間的黏著性顯著降低，導致癌細胞容易在體內(nèi)到處游走分散，進行分裂、繁殖，形成腫塊。,正常細胞相互接觸后，就會停止運動和增殖，即有接觸抑制現(xiàn)象。而癌細胞無接觸抑制現(xiàn)象，在培養(yǎng)條件下可生長成多層。 3細
11、胞癌變的機理 (1)內(nèi)因：原癌基因和抑癌基因 原癌基因是維持機體正?；顒铀匦璧幕?，在細胞分裂過程中它負責調節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程；而抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖。 抑癌基因和原癌基因共同對細胞的生長和分化起著調節(jié)作用。 癌變是由原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導致細胞異常分裂，對這種異常分裂機體又無法阻止而造成的。 (2)外因 物理因素：紫外線、X射線及其他輻射能損傷細胞內(nèi)的DNA。 化學因素：亞硝酸、堿基類似物等能改變核酸的堿基。 生物因素：某些病毒的遺傳物質能影響宿主細胞的DNA。,特別提醒(1)癌細胞是一種只分裂而不能分化或畸形分化的細胞。 (2)放療、化療都可殺死部
12、分癌細胞，同時正常體細胞也受到損傷，對人體副作用很大。早期癌癥可以通過手術治療，副作用較小。,2(2012年高考山東卷)細胞衰老和凋亡對維持個體的正常生長發(fā)育及生命活動具有重要意義。下列敘述錯誤的是() A細胞普遍衰老會導致個體衰老 B效應T細胞可誘導靶細胞發(fā)生凋亡 C細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡 D衰老細胞內(nèi)染色質固縮影響DNA復制和轉錄 解析：本題主要考查了細胞衰老和凋亡的相關知識。多細胞生物個體的衰老是組成個體的細胞普遍衰老的過程，A正確；細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，效應T細胞使靶細胞裂解死亡是機體主動進行的免疫過程，屬于細胞凋亡，B正確；各種不利因素引起的細
13、胞死亡屬于細胞壞死，C錯誤；衰老細胞內(nèi)染色質固縮后影響了DNA解旋，從而影響DNA復制和轉錄過程。 答案：C,細胞衰老、全能性及有關物質毒性檢測的 實驗設計 1細胞衰老內(nèi)在因素的實驗探究及分析 (1)實驗過程 實驗一：分別在相同的條件下，體外培養(yǎng)胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細胞，結果見下表：,實驗二：分別將鼠、雞、人和龜?shù)捏w細胞在體外進行培養(yǎng)，結果見下圖： 實驗三：,(2)實驗分析 實驗一說明細胞分裂能力隨著生物體的年齡增大而減弱。 實驗二說明細胞分裂次數(shù)與物種的壽命有關，壽命越長的物種體細胞分裂的最高次數(shù)越高。 實驗三說明細胞核是決定細胞衰老的重要因素。 特別提醒綜合上述三個實驗，說明生物
14、的物種、年齡、細胞核是影響細胞衰老的內(nèi)在因素。 2已經(jīng)分化的動物細胞全能性受到限制，但它的細胞核仍具有全能性 設計實驗并證明如下： (1)方法步驟： 從同一只母羊(A)身上取出乳腺上皮細胞分成兩組，編號為甲、乙。 將甲組乳腺上皮細胞直接培養(yǎng)，觀察結果；將乙組乳腺上皮細胞核與另一只母羊(B)的去核卵細胞電激融合，觀察結果。,將中發(fā)育形成的早期胚胎移植到第三只羊(C)的子宮內(nèi)，繼續(xù)發(fā)育，觀察最終結果。 (2)實驗結果 只有乙組乳腺上皮細胞核的全能性得以發(fā)揮，而甲組乳腺上皮細胞的全能性不能發(fā)揮。 (3)實驗結論 已經(jīng)分化的動物細胞全能性受到限制，但它的細胞核仍具有全能性。 3根據(jù)細胞癌變、畸形或死亡
15、比例檢測有毒物質的毒性主要步驟 (1)配制動物細胞培養(yǎng)液，配制一系列濃度梯度的待測有毒物質，分組后分別對應添加。 (2)選取正常的動物細胞分別進行培養(yǎng)。 (3)一段時間后檢測各組中癌變細胞或畸形或死亡占所培養(yǎng)細胞的比例，推測物質的毒性。,3某醫(yī)院病理室為確診一患者的腫瘤是良性還是惡性，切取了一小塊腫瘤組織進行培養(yǎng)。請回答下列問題： (1)培養(yǎng)之前，腫瘤組織必須先用_等處理成單個細胞。 (2)若開始培養(yǎng)時取一滴培養(yǎng)液觀察有100個腫瘤細胞，經(jīng)24小時培養(yǎng)后，取一滴稀釋100倍后再取一滴(設三次的“一滴”等量)觀察，發(fā)現(xiàn)有64個腫瘤細胞，此腫瘤的細胞周期約_小時。 (3)與正常細胞相比，在顯微鏡下
16、看到明顯增多的細胞器是_(填兩項)。 (4)某科研單位研制出一種新型藥物X，據(jù)說對此類腫瘤有良好的療效，請你設計一個方案加以驗證。,解析：本題是一道對癌細胞的特點綜合分析應用及實驗設計的題目，在解本題時應注意：癌細胞能無限增殖，細胞表面及形態(tài)結構發(fā)生改變；藥物療效實驗應設計對照實驗，除藥物有無差別外，其他條件應完全相同并適宜；癌變細胞的細胞周期與正常體細胞相似。 答案：(1)胰蛋白酶(2)4(3)線粒體和核糖體 (4)將相同的培養(yǎng)液分為相等的兩份，一份加藥物X，另一份不加；將等量的腫瘤細胞置于兩份培養(yǎng)液中；放在相同且適宜的條件下培養(yǎng)，觀察腫瘤細胞生長狀況。,例1日本科學家山中伸彌的研究團隊報告
17、，證實皮膚細胞經(jīng)過“基因直接重組”后可以轉化成為具有胚胎干細胞特性的細胞。他們所使用的方法都是利用病毒將四個基因送入皮膚細胞，促使普通的皮膚細胞重新發(fā)生分化，最后成為帶有胚胎干細胞性質的細胞，稱為誘導式多功能干細胞。這項科學發(fā)現(xiàn)被美國時代周刊評為2007年十大科學發(fā)現(xiàn)之首，并且獲得了2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。山中伸彌的科學成果示意圖如下，下列相關敘述正確的是(),細胞分化與細胞全能性,A過程b是誘導式多功能干細胞的形態(tài)、結構和遺傳物質發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程 B與皮膚細胞相比，經(jīng)過程a形成的誘導式多功能干細胞的全能性較低 C山中伸彌的這一科學發(fā)現(xiàn)糾正了動物細胞分化是“不可逆轉”的觀點 D上述
18、細胞中具有細胞周期的是誘導式多功能干細胞和神經(jīng)細胞,解析細胞分化是細胞的形態(tài)、結構和生理功能發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，其實質是基因選擇性表達的過程，其遺傳物質一般不會發(fā)生變化，A項錯誤。過程a是細胞脫分化的過程，細胞脫分化形成的誘導式多功能干細胞具有胚胎干細胞的特性，屬于全能細胞，B項錯誤。過去有人認為動物細胞的“穩(wěn)定性差異是不可逆轉的”，山中伸彌的這一科學發(fā)現(xiàn)表明，已經(jīng)分化的成熟的動物細胞在一定條件下也是可以逆轉的，C項正確。神經(jīng)細胞是已經(jīng)分化成熟的體細胞，不再增殖，所以沒有細胞周期；誘導式多功能干細胞是全能性較高、分裂能力較強的細胞，具有細胞周期，D項錯誤。 答案C,例2(2014年廈門模擬)
19、下列對人體細胞生命歷程的描述，正確的是() A細胞生長：細胞體積增大，核糖體數(shù)量增加，染色體復制加快 B細胞分化：細胞形態(tài)改變，遺傳物質發(fā)生變異，功能趨向專門化 C細胞衰老：細胞核體積變小，細胞膜通透性增大，色素積累增多 D細胞凋亡：特定基因表達，合成新的蛋白質，細胞自動結束生命 解析染色體復制發(fā)生在細胞分裂過程中，不是發(fā)生在細胞生長過程中，A錯誤；細胞分化的機理是基因選擇性表達的結果，遺傳物質不改變，B錯誤；細胞衰老是細胞核體積變大，細胞膜通透性減小，色素積累增多，C錯誤。 答案D,細胞的生命歷程,例3機體的免疫系統(tǒng)對核輻射損傷很敏感，主要表現(xiàn)在核輻射會誘導免疫細胞凋亡。人白細胞介素18(I
20、L18)能促進免疫細胞的增殖和分化，提高機體免疫功能。某科研小組開展了“IL18對核輻射誘導小鼠脾細胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下： 選取若干實驗小鼠，隨機分成三組：組無輻射損傷；組輻射損傷(60Co照射，下同)；組先輻射損傷，1天后注射IL18。14天后分別取各組小鼠脾細胞進行體外培養(yǎng)，在培養(yǎng)了0 h、12 h、24 h、48 h后，進行細胞凋亡檢測，得到的細胞凋亡相對值如下表：,影響細胞凋亡因素的實驗探究,(1)選擇脾細胞作為本實驗材料，是因為脾臟是機體重要的_器官。已知IL18是一種淋巴因子，淋巴因子與 _都屬于免疫活性物質。 (2)細胞凋亡是由遺傳機制決定的_死亡。從表中數(shù)據(jù)可知，
21、細胞凋亡相對值越小，說明發(fā)生凋亡的脾細胞數(shù)目越_；從_(填組別)兩組數(shù)據(jù)可知，IL18能夠抑制脾細胞凋亡。 (3)科研小組還設置了第組實驗，方法是先注射IL18，3天后進行輻射損傷，14天后的實驗操作同前三組。與第組相比，設置第組的目的是_。 (4)在作物育種中，可用60Co放出的射線使作物發(fā)生基因突變，從中篩選出優(yōu)良的變異類型，這種育種方法叫做_育種，其特點是_(至少答出兩點)。,解析(1)脾臟是機體重要的免疫器官，含有免疫細胞；免疫活性物質除淋巴因子外，還有抗體和溶菌酶等。(2)細胞凋亡是由基因控制的程序性死亡。表中細胞凋亡的相對值越小，表示發(fā)生凋亡的脾細胞數(shù)目越少。比較說明核輻射損傷加速
22、小鼠脾細胞的凋亡，比較則說明IL18能抑制核輻射損傷對小鼠脾細胞凋亡的影響。(3)第組實驗與第組實驗的不同是先注射IL18再進行核輻射損傷處理，其目的是比較核輻射前注射IL18與核輻射后注射IL18對抑制脾細胞凋亡的影響。(4)用射線照射誘發(fā)基因突變，人工篩選后獲得所需要的優(yōu)良品種，這屬于誘變育種，依據(jù)的原理是基因突變，其優(yōu)點是能提高變異的頻率，大幅度改良某些性狀，從而加速育種的進程；缺點為變異的方向是不定向的，且有利的個體不多，需大量處理實驗材料。,答案(1)免疫抗體(或溶菌酶)(2)編程性(或程序性)少(3)比較核輻射前后注射IL18對抑制脾細胞凋亡的影響(4)誘變(或輻射)提高變異頻率，加速育種進程；變異不定向，盲目性大；優(yōu)良變異類型少(答出兩點即可),本小節(jié)結束 請按ESC鍵返回,
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