生物第3單元 細(xì)胞的生命歷程 第10講 細(xì)胞的分化、衰老、凋亡和癌變

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1、第10講細(xì)胞的分化、衰老、凋亡和癌變突破突破1 1細(xì)胞分化和全能性細(xì)胞分化和全能性突破突破2 2細(xì)胞的衰老、凋亡和癌變細(xì)胞的衰老、凋亡和癌變總綱目錄總綱目錄1.細(xì)胞分化 2.細(xì)胞的全能性(1)概念:已經(jīng) 分化 的細(xì)胞,仍然具有 發(fā)育成完整個體 的潛能。(2)實(shí)例(3)干細(xì)胞:動物和人體內(nèi)少數(shù)具有 分裂和分化 能力的細(xì)胞。植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)說明植物細(xì)胞具有全能性克隆羊多利的培育成功說明已分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性 AbBaCdDcd (4)把實(shí)例與相應(yīng)的原理或過程連線3.細(xì)胞的衰老巧學(xué)妙記巧學(xué)妙記 細(xì)胞衰老的特征 4.細(xì)胞的凋亡 5.細(xì)胞的癌變(1)實(shí)質(zhì):原癌基因 和抑癌基因發(fā)生突變。(2

2、)特征:(3)致癌因子的類型與實(shí)例(連一連)AbBcCa 1.細(xì)胞的分化程度越高全能性越強(qiáng)。()2.細(xì)胞分化過程中蛋白質(zhì)種類和數(shù)量發(fā)生改變。()3.造成同一動物個體的神經(jīng)細(xì)胞與肌細(xì)胞功能不同的主要原因是二者合成的特定蛋白不同。()4.成熟紅細(xì)胞衰老后控制其凋亡的基因開始表達(dá)。()5.比較胚胎干細(xì)胞與胰腺腺泡細(xì)胞,相同的是發(fā)育的全能性。()6.造血干細(xì)胞分化為成熟紅細(xì)胞的過程是可逆的。()7.正常細(xì)胞的衰老凋亡必將使個體衰老死亡。()8.細(xì)胞程序性死亡不利于神經(jīng)系統(tǒng)正常發(fā)育。()9.胚胎細(xì)胞中存在與細(xì)胞凋亡有關(guān)的基因。()10.被病原體感染的細(xì)胞可通過細(xì)胞凋亡清除。()11.細(xì)胞的衰老和凋亡是生

3、物體異常的生命活動。()12.原癌基因與抑癌基因在正常細(xì)胞中不表達(dá)。()13.原癌基因或抑癌基因發(fā)生多次變異累積可導(dǎo)致癌癥,因此癌癥可遺傳。()14.生物體中細(xì)胞的自然更新、被病原體感染的細(xì)胞的清除,都是通過細(xì)胞凋亡完成的。()突破突破1 1細(xì)胞分化和全能性細(xì)胞分化和全能性1.細(xì)胞分化(1)圖解:(2)實(shí)質(zhì):在個體發(fā)育過程中,不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同,即基因的選擇性表達(dá),從而轉(zhuǎn)錄出不同的mRNA,控制合成出不同的蛋白質(zhì)。(3)標(biāo)志分子水平:合成了某種細(xì)胞特有的蛋白質(zhì),如唾液淀粉酶、胰島素等。細(xì)胞水平:形成不同種類的細(xì)胞。2.細(xì)胞的全能性(1)原因:已分化的細(xì)胞一般都有一套和受精卵相同

4、的遺傳物質(zhì)。(2)表達(dá)條件:在離體狀態(tài)下,需要適宜的水、無機(jī)鹽、有機(jī)營養(yǎng)及激素等,還需要適宜的溫度等條件。3.細(xì)胞分化與細(xì)胞全能性的比較 細(xì)胞分化細(xì)胞全能性原因細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá)細(xì)胞內(nèi)含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點(diǎn)持久性穩(wěn)定性和不可逆性:一般來說,分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡普遍性:在生物界中普遍存在高度分化的植物體細(xì)胞具有全能性動物已分化的體細(xì)胞全能性受到限制,但細(xì)胞核仍具有全能性結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞形成新的個體大小比較細(xì)胞分化程度有高低之分,如體細(xì)胞生殖細(xì)胞受精卵細(xì)胞全能性表達(dá)的容易程度不同,如受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞聯(lián)系(1)兩者遺傳物質(zhì)都不發(fā)生改變(2)已分化的

5、細(xì)胞仍然保持全能性(3)一般情況下,分化程度越高,全能性越難表達(dá)失分警示 細(xì)胞分化與細(xì)胞全能性易錯辨析(1)多細(xì)胞生物的個體發(fā)育離不開細(xì)胞的分化,但分化了的不同細(xì)胞中核DNA相同,mRNA和蛋白質(zhì)一般不同。(2)細(xì)胞分化不改變細(xì)胞數(shù)目,卻導(dǎo)致細(xì)胞種類增多。(3)細(xì)胞全能性的體現(xiàn)以產(chǎn)生新個體為標(biāo)志,若無新個體產(chǎn)生,則不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。判斷細(xì)胞分化與全能性的標(biāo)志(1)判斷細(xì)胞分化的標(biāo)志在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等的表達(dá)不能證明細(xì)胞發(fā)生分化;只有在特定細(xì)胞中選擇性表達(dá)的基因,如胰島素基因、血紅蛋白基因等的表達(dá)可以證明細(xì)胞發(fā)生了分化。(2)判斷細(xì)胞全能性的標(biāo)志由體細(xì)胞

6、發(fā)育成一個個體能證明體細(xì)胞具有全能性。判斷體細(xì)胞是否具有全能性,主要是看起點(diǎn)和終點(diǎn),起點(diǎn)是“已分化的體細(xì)胞”,終點(diǎn)是發(fā)育成的“個體”?？枷蚩枷?以實(shí)例分析的形式或以圖、表為信息載體以實(shí)例分析的形式或以圖、表為信息載體,考查細(xì)胞分化的特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)考查細(xì)胞分化的特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)1.(2018北京西城期末)下圖為胚胎細(xì)胞形成多種類型細(xì)胞的過程示意圖。下列敘述錯誤的是()A.在生物體內(nèi)M細(xì)胞一般不會回到B細(xì)胞時的狀態(tài)B.調(diào)節(jié)蛋白的不同組合誘導(dǎo)了不同類型細(xì)胞的分化過程C.細(xì)胞中基因的選擇性表達(dá)可受調(diào)節(jié)蛋白的影響D.G與H之間的遺傳物質(zhì)組成的差異一定小于G與K答案答案 D分析圖形可知,不同細(xì)胞中含有的調(diào)節(jié)蛋白種類

7、不一樣,細(xì)胞中含有不同蛋白質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果,所以圖中細(xì)胞發(fā)生了分化。細(xì)胞分化一般是不可逆的,A正確;如圖所示,不同調(diào)節(jié)蛋白使細(xì)胞向不同方向發(fā)生分化,細(xì)胞中基因的選擇性表達(dá)可受調(diào)節(jié)蛋白的影響,B、C正確;細(xì)胞分化過程中,遺傳物質(zhì)不會發(fā)生變化,mRNA會不同,D錯誤。2.下圖所示為來自同一人體的4種細(xì)胞,下列敘述正確的是()A.因?yàn)閬碜酝蝗梭w,所以各細(xì)胞中的DNA含量相同B.因?yàn)楦骷?xì)胞中攜帶的基因不同,所以形態(tài)、功能不同C.雖然各細(xì)胞大小不同,但細(xì)胞中含量最多的化合物相同D.雖然各細(xì)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卵細(xì)胞的核DNA減少一半,A錯誤;同一人體細(xì)胞攜帶的

8、基因相同,形態(tài)、功能不同是細(xì)胞分化的結(jié)果,B錯誤;活細(xì)胞中含量最多的化合物是水,C正確;細(xì)胞吸收葡萄糖有協(xié)助擴(kuò)散和主動運(yùn)輸兩種方式,D錯誤?？枷蚩枷?以基礎(chǔ)判斷的形式以基礎(chǔ)判斷的形式,考查細(xì)胞的全能性考查細(xì)胞的全能性3.(2018北京五十五中期中階段性調(diào)研)下列關(guān)于細(xì)胞全能性的敘述,正確的是()A.離體植物細(xì)胞全能性的體現(xiàn),需借助某些因子的作用B.細(xì)胞分化過程中通過改變遺傳物質(zhì)體現(xiàn)細(xì)胞的全能性C.植物各部位細(xì)胞均含有全套遺傳物質(zhì),全能性都相同D.乳腺癌細(xì)胞易于進(jìn)行離體培養(yǎng),說明其全能性比較高A答案答案 A離體植物細(xì)胞全能性的體現(xiàn),需借助某些因子如生長素、細(xì)胞分裂素等的作用,A正確;細(xì)胞分化過程

9、中遺傳物質(zhì)不變,其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),B錯誤;植物各部位細(xì)胞均含有全套遺傳物質(zhì),但全能性大小不同,C錯誤;乳腺癌細(xì)胞易于進(jìn)行離體培養(yǎng),但沒有發(fā)育成個體,因此不能說明其具有全能性,D錯誤。4.關(guān)于人體造血干細(xì)胞的敘述,錯誤的是 ()A.造血干細(xì)胞與成熟紅細(xì)胞中的酶存在差異B.造血干細(xì)胞分化為成熟紅細(xì)胞的過程是可逆的C.健康成年人的造血干細(xì)胞主要存在于其骨髓中D.造血干細(xì)胞分化形成的紅細(xì)胞和白細(xì)胞壽命不同B答案答案 B人的成熟紅細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸,而造血干細(xì)胞可進(jìn)行有氧呼吸,兩種細(xì)胞中的酶存在差異,A正確;細(xì)胞分化一般是不可逆的,且人的成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器,不可能再分化為造血

10、干細(xì)胞,B錯誤;健康成年人的造血干細(xì)胞主要存在于其骨髓中,C正確;人體造血干細(xì)胞分化形成的紅細(xì)胞和白細(xì)胞壽命不同,D正確。1.細(xì)胞衰老、凋亡、壞死與癌變的比較 實(shí)質(zhì) 結(jié)果 遺傳物質(zhì) 細(xì)胞衰老內(nèi)因、外因共同作用細(xì)胞正常死亡不發(fā)生改變細(xì)胞凋亡受到由遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的正常死亡細(xì)胞壞死受外界不利因素影響;不受基因控制細(xì)胞膜破裂,對周圍細(xì)胞造成傷害,引起發(fā)炎細(xì)胞癌變致癌因子誘發(fā)部分基因突變形成能無限增殖的癌細(xì)胞發(fā)生改變突破突破2 2細(xì)胞的衰老、凋亡和癌變細(xì)胞的衰老、凋亡和癌變2.癌變的機(jī)理正常細(xì)胞 易混辨析易混辨析 (1)機(jī)體感染病原體,免疫系統(tǒng)沒有來得及清除病原體,致

11、使部分細(xì)胞死亡,屬于細(xì)胞壞死;若免疫系統(tǒng)主動清除病原體侵染的細(xì)胞,則屬于細(xì)胞凋亡。(2)放療、化療都可殺死部分癌細(xì)胞,同時正常體細(xì)胞也受到損傷,對人體副作用很大。早期癌癥可以通過手術(shù)治療,副作用相對較小。1.巧斷細(xì)胞生命歷程中遺傳物質(zhì)的變化情況 結(jié)果遺傳物質(zhì)變化細(xì)胞分裂單細(xì)胞生物完成生殖,多細(xì)胞生物產(chǎn)生新細(xì)胞遺傳物質(zhì)復(fù)制后均分細(xì)胞分化形成不同組織和器官遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變細(xì)胞癌變變成能無限增殖的癌細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生改變細(xì)胞衰老細(xì)胞正常死亡遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變細(xì)胞凋亡細(xì)胞正常死亡遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變2.區(qū)分細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的方法細(xì)胞凋亡是受嚴(yán)格地程序性調(diào)控的,是一種自然的生理過程;細(xì)胞壞死是在種種不利

12、的因素(如病菌感染、細(xì)胞缺氧、有毒物質(zhì)毒害等)影響下,由于細(xì)胞正常的代謝活動受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡。(1)判斷方法:主要依據(jù)是細(xì)胞的死亡對機(jī)體是否有利,若細(xì)胞的死亡對機(jī)體是有利的,則為細(xì)胞凋亡,反之則為細(xì)胞壞死。(2)細(xì)胞凋亡的實(shí)例:清除多余、無用的細(xì)胞。如蝌蚪的尾巴按照一定程序消失,這里的蝌蚪的尾巴細(xì)胞屬于多余無用的細(xì)胞。清除完成正常使命的衰老細(xì)胞。如“脫落的人體皮膚表皮細(xì)胞”是完成正常使命的衰老細(xì)胞。清除體內(nèi)有害細(xì)胞、被病原體感染的細(xì)胞等異常細(xì)胞。如“吞噬過多的細(xì)菌導(dǎo)致的死亡的白細(xì)胞”和癌細(xì)胞都屬于此類異常細(xì)胞。考向考向1以實(shí)例分析的形式或以相關(guān)圖示為信息載體以實(shí)例分析的形式或以相

13、關(guān)圖示為信息載體,考查凋亡和衰老考查凋亡和衰老的特征和意義的特征和意義1.(2018北京平谷五中期中)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死是細(xì)胞死亡的兩種方式。細(xì)胞壞死是因病理因素而產(chǎn)生的被動死亡。近期研究表明,存在于人體內(nèi)的一種名為RIP3的蛋白激酶通過調(diào)節(jié)能量代謝,可以將腫瘤壞死因子誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡轉(zhuǎn)換為細(xì)胞壞死。下列有關(guān)敘述不正確的是()A.在人體造血干細(xì)胞中不存在控制RIP3合成的基因B.通過調(diào)控RIP3的合成可以調(diào)控細(xì)胞死亡的方式C.若抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制細(xì)胞壞死D.以上研究結(jié)果證明細(xì)胞壞死與部分基因表達(dá)有關(guān)A答案答案 A在人體造血干細(xì)胞中存在控制RIP3合成的基因,A錯誤。因RIP3可

14、將細(xì)胞凋亡轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞壞死,故通過調(diào)控RIP3的合成可以調(diào)控細(xì)胞死亡的方式,抑制RIP3的活性也可在一定程度上抑制細(xì)胞壞死,B、C正確。此項(xiàng)研究結(jié)果證明細(xì)胞壞死與RIP3基因的表達(dá)有關(guān),D正確。2.細(xì)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(xì)胞普遍衰老會導(dǎo)致個體衰老B.效應(yīng)T細(xì)胞可誘導(dǎo)靶細(xì)胞發(fā)生凋亡C.細(xì)胞凋亡是各種不利因素引起的細(xì)胞死亡D.衰老細(xì)胞內(nèi)染色質(zhì)固縮影響DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄C答案答案 C 個體細(xì)胞普遍衰老會導(dǎo)致個體衰老,A正確;效應(yīng)T細(xì)胞可與靶細(xì)胞結(jié)合,并誘導(dǎo)靶細(xì)胞發(fā)生凋亡,B正確;細(xì)胞凋亡是由基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程,各種不利因素引起

15、的細(xì)胞死亡屬于細(xì)胞壞死,C錯誤;DNA在復(fù)制和轉(zhuǎn)錄時需解旋,故衰老細(xì)胞內(nèi)染色質(zhì)固縮影響DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,D正確?？枷蚩枷?以基礎(chǔ)判斷的形式以基礎(chǔ)判斷的形式,考查癌細(xì)胞的特征和細(xì)胞癌變的機(jī)理考查癌細(xì)胞的特征和細(xì)胞癌變的機(jī)理3.研究發(fā)現(xiàn),直腸癌患者體內(nèi)存在癌細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞。用姜黃素治療,會引起癌細(xì)胞內(nèi)BAX等凋亡蛋白高表達(dá),誘發(fā)癌細(xì)胞凋亡;而腫瘤干細(xì)胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白,能有效排出姜黃素,從而逃避凋亡,并增殖分化形成癌細(xì)胞。下列說法不正確的是()A.腫瘤干細(xì)胞與癌細(xì)胞中基因的執(zhí)行情況不同B.腫瘤干細(xì)胞的增殖及姜黃素的排出都需要消耗ATPC.編碼BAX蛋白和ABCG2蛋白的基因都屬于

16、原癌基因D.用ABCG2抑制劑與姜黃素聯(lián)合治療,可促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞凋亡C答案答案 C 根據(jù)題干信息可知,腫瘤干細(xì)胞可增殖分化形成癌細(xì)胞,所以腫瘤干細(xì)胞與癌細(xì)胞中基因的執(zhí)行情況不同,A項(xiàng)正確;直腸癌患者使用姜黃素治療時,細(xì)胞外液姜黃素濃度高于細(xì)胞內(nèi),而腫瘤干細(xì)胞可逆濃度梯度排出姜黃素,可確定姜黃素的排出需要消耗ATP,細(xì)胞增殖需要消耗ATP,B項(xiàng)正確;分析題干可知編碼BAX的基因?qū)儆诘蛲龌?C項(xiàng)錯誤;用ABCG2抑制劑可阻止腫瘤干細(xì)胞有效排出姜黃素,姜黃素可引起腫瘤干細(xì)胞內(nèi)BAX等凋亡蛋白高表達(dá),誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞凋亡,D項(xiàng)正確。4.2015年諾貝爾化學(xué)獎授予三位科學(xué)家以表彰他們在基因修復(fù)機(jī)理研究方

17、面所做的貢獻(xiàn)。其中P53蛋白是由P53基因控制合成的一種能與DNA發(fā)生特異性結(jié)合的蛋白質(zhì),該蛋白質(zhì)可以阻止損傷的DNA復(fù)制,促使DNA自我修復(fù);若修復(fù)失敗則引起細(xì)胞出現(xiàn)“自殺”現(xiàn)象。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.P53基因存在于細(xì)胞核中,P53蛋白僅存在于細(xì)胞質(zhì)中B.細(xì)胞分裂過程中若DNA受損,P53蛋白可使間期時間延長C.有些癌細(xì)胞的形成可能與P53基因的損傷或突變有關(guān)D.細(xì)胞出現(xiàn)的“自殺”現(xiàn)象與基因有關(guān),屬于細(xì)胞凋亡A答案答案 A由題可知,P53蛋白是由P53基因控制合成的一種能與DNA發(fā)生特異性結(jié)合的蛋白質(zhì),而DNA主要存在于細(xì)胞核中,故P53蛋白不僅存在于細(xì)胞質(zhì)中,A錯誤;細(xì)胞分裂過程中若DNA受損,P53蛋白可使間期時間延長,B正確;有些癌細(xì)胞的形成可能與P53基因的損傷或突變有關(guān),C正確;細(xì)胞出現(xiàn)的“自殺”現(xiàn)象與基因有關(guān),屬于細(xì)胞凋亡,D正確。核心構(gòu)建核心構(gòu)建