-細(xì)胞的分化、衰老、凋亡和癌變

第2～4節(jié)細(xì)胞的分化、衰老、凋亡和癌變屆高考復(fù)習(xí)課件一、細(xì)胞的分化和細(xì)胞的全能性1.細(xì)胞的分化(1)概念：在個體發(fā)育中，一個或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在_________________________________________的過程。(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(shí)質(zhì)：__________________。(4)根據(jù)圖示寫出細(xì)胞分化的意義：________________________。形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異b、c細(xì)胞增殖(或有絲分裂)基因的選擇性表達(dá)形成各種不同的細(xì)胞和組織2.細(xì)胞的全能性(1)概念：________的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成_______________。(2)分析下列實(shí)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)：____________________。(3)干細(xì)胞：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有_______________的細(xì)胞，它們能夠通過___________不斷補(bǔ)充到體細(xì)胞中去。已經(jīng)分化完整個體的潛能植物細(xì)胞具有全能性動物細(xì)胞核具有全能性分裂和分化能力增殖和分化【點(diǎn)撥】①細(xì)胞分化遺傳物質(zhì)并未改變。②細(xì)胞分化在自然條件下是不可逆的。③細(xì)胞分化的關(guān)鍵是特異性蛋白質(zhì)的合成，而特異性蛋白質(zhì)合成的實(shí)質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。二、細(xì)胞的衰老和凋亡1.細(xì)胞的衰老(1)代謝速度的變化水分酶活性呼吸速率物質(zhì)運(yùn)輸色素(2)細(xì)胞核的變化體積______、核膜內(nèi)折，染色質(zhì)______、染色_______。2.細(xì)胞的凋亡增大收縮加深基因編程性死亡清除正常發(fā)育自然更新內(nèi)部環(huán)境外界各種因素【點(diǎn)撥】①細(xì)胞的衰老≠多細(xì)胞個體的衰老。②細(xì)胞凋亡是正常的生理現(xiàn)象，對生物體生命活動具有積極意義。③細(xì)胞壞死與細(xì)胞凋亡不同，細(xì)胞壞死是細(xì)胞的非正常死亡。三、細(xì)胞的癌變1.癌變實(shí)質(zhì)：__________和_________發(fā)生突變，導(dǎo)致正常細(xì)胞的生長和分裂失控2.癌細(xì)胞的特征(1)能夠_________。(2)________發(fā)生顯著變化，如成纖維細(xì)胞由扁平梭形變成球形。(3)表面發(fā)生了變化，細(xì)胞膜上的________等物質(zhì)減少，導(dǎo)致癌細(xì)胞容易__________。3.致癌因子分類_____________、____________和_____________。原癌基因抑癌基因無限增殖形態(tài)結(jié)構(gòu)糖蛋白分散和轉(zhuǎn)移物理致癌因子化學(xué)致癌因子病毒致癌因子【思維判斷】1.細(xì)胞凋亡受環(huán)境影響大，機(jī)體難以控制。()【分析】細(xì)胞凋亡是由基因決定的細(xì)胞編程性死亡。2.細(xì)胞死亡都受基因控制。()【分析】細(xì)胞死亡包括細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死，細(xì)胞壞死不受基因控制?！痢?.人體紅細(xì)胞衰老時細(xì)胞核增大。()【分析】人體紅細(xì)胞成熟時細(xì)胞核就消失了。4.蜜蜂的未受精的卵細(xì)胞發(fā)育成雄蜂證明了動物細(xì)胞具有全能性。()【分析】蜜蜂的卵細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，其不受精直接發(fā)育成雄蜂，符合細(xì)胞全能性的概念?！獭良?xì)胞分化與細(xì)胞全能性1.細(xì)胞分化與細(xì)胞全能性的比較細(xì)胞分化細(xì)胞的全能性原因特點(diǎn)結(jié)果細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá)含有本物種全套遺傳物質(zhì)持久性、穩(wěn)定性、不可逆性、普遍性①分化程度的高低與全能性大小呈負(fù)相關(guān)②受精卵>配子>體細(xì)胞形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞群形成新的個體2.細(xì)胞全能性表達(dá)的條件離體(必要條件)、一定的營養(yǎng)物質(zhì)(無機(jī)鹽、維生素、氨基酸等)、激素和適宜的條件(適宜的溫度、pH等)?！靖呖季剧姟?.多細(xì)胞生物體個體發(fā)育離不開細(xì)胞的分化，但細(xì)胞分化后的不同細(xì)胞中核DNA相同，mRNA和蛋白質(zhì)一般不同。2.細(xì)胞的全能性以產(chǎn)生個體為標(biāo)志，若無個體產(chǎn)生，不能體現(xiàn)全能性。3.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?！镜淅?xùn)練1】(2011·山東高考)下列發(fā)生了細(xì)胞分化且能體現(xiàn)體細(xì)胞全能性的生物學(xué)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(xì)胞形成各種血細(xì)胞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(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株【解題指南】1.題眼：發(fā)生了“細(xì)胞分化”和體現(xiàn)“體細(xì)胞全能性”。2.解題關(guān)鍵：要體現(xiàn)體細(xì)胞全能性必須是由體細(xì)胞發(fā)育成完整的個體，玉米種子、小麥花粉不屬于體細(xì)胞。【解析】選D。玉米種子萌發(fā)長成新植株是植物器官的自然生長發(fā)育現(xiàn)象，無法體現(xiàn)體細(xì)胞全能性。小鼠骨髓造血干細(xì)胞形成各種血細(xì)胞，是細(xì)胞分化的結(jié)果，形成的是新類型的細(xì)胞，不是個體，無法體現(xiàn)細(xì)胞全能性。小麥花粉是生殖細(xì)胞，無法體現(xiàn)體細(xì)胞全能性。胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞屬于體細(xì)胞，也是高度分化的細(xì)胞，能再發(fā)育成植株，可以體現(xiàn)體細(xì)胞全能性?！净犹骄俊?1)選項(xiàng)A中體現(xiàn)了細(xì)胞分化嗎？提示：體現(xiàn)了。分析：玉米種子萌發(fā)長成新植株，形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能均發(fā)生改變，因此有細(xì)胞的分化，但由于種子的胚是新植物的幼體，因此不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。(2)選項(xiàng)C中體現(xiàn)細(xì)胞的全能性了嗎？若體現(xiàn)了全能性為什么不是正確選項(xiàng)？提示：體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，但其體現(xiàn)的是生殖細(xì)胞的全能性。分析：小麥花粉中含有的是精子，經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株，充分體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。但精子是生殖細(xì)胞而非體細(xì)胞?！咀兪絺溥x】(2012·濰坊模擬)如圖為人體某早期胚胎細(xì)胞所經(jīng)歷的生長發(fā)育階段示意圖，圖中①～⑥為各個時期的細(xì)胞，a～c表示細(xì)胞所進(jìn)行的生理過程。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A.③④均來源于早期胚胎細(xì)胞的有絲分裂，它們的遺傳物質(zhì)相同，但基因表達(dá)將不同B.與①相比，②的表面積與體積的比值增大，與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的能力也增強(qiáng)C.⑤⑥細(xì)胞發(fā)生了細(xì)胞分化，這是基因重組的結(jié)果D.在a過程中只發(fā)生DNA的復(fù)制，b過程中進(jìn)行了蛋白質(zhì)的合成【解析】選A。細(xì)胞分化的機(jī)理是基因的選擇性表達(dá)，分化的細(xì)胞的基因型是相同的，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能等方面都發(fā)生了穩(wěn)定性的差異，也包括細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞器的種類及數(shù)量、內(nèi)部的化合物的含量也有所變化。與①相比，②的表面積與體積的比值減小，與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的能力降低。

細(xì)胞分化、衰老、凋亡和癌變1.分化、衰老、凋亡和癌變的區(qū)別實(shí)質(zhì)結(jié)果遺傳物質(zhì)細(xì)胞分化細(xì)胞衰老細(xì)胞凋亡細(xì)胞癌變基因的選擇性表達(dá)形成不同組織器官內(nèi)因、外因共同作用細(xì)胞正常死亡遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的正常死亡致癌因子誘發(fā)突變形成無限增殖的癌細(xì)胞不發(fā)生改變發(fā)生改變2.個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系(1)單細(xì)胞生物：個體衰老或死亡與細(xì)胞衰老或死亡同步。(2)多細(xì)胞生物：個體衰老與細(xì)胞衰老有密切的關(guān)系。個體衰老過程是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程，但未衰老的個體內(nèi)也有細(xì)胞衰老。3.細(xì)胞壞死與細(xì)胞凋亡(1)細(xì)胞壞死是在種種不利因素影響下，由于細(xì)胞正常代謝活動受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡，不利于個體的生長發(fā)育。(2)細(xì)胞凋亡是由遺傳物質(zhì)所決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程，有利于個體生長發(fā)育。4.細(xì)胞癌變(1)致癌原理：在致癌因子的作用下，原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，使正常細(xì)胞突變?yōu)槟軣o限增殖的癌細(xì)胞。(2)預(yù)防措施：一是盡可能避免接觸致癌因子，包括物理的、化學(xué)的和病毒致癌因子。二是加強(qiáng)身體鍛煉，增強(qiáng)體質(zhì)，注意心理調(diào)節(jié)，保持心態(tài)健康，養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣，增強(qiáng)機(jī)體抵抗力。(3)治療措施：①阻止細(xì)胞分裂，讓癌細(xì)胞衰老死亡。可利用藥物進(jìn)行化療，抑制癌細(xì)胞遺傳物質(zhì)的復(fù)制，癌細(xì)胞將因不能分裂而衰老死亡。②“餓死”癌細(xì)胞。對供給癌細(xì)胞所在器官或組織血液的血管進(jìn)行結(jié)扎，停止?fàn)I養(yǎng)供給，使癌細(xì)胞因缺乏營養(yǎng)而餓死。③早期切除。早期發(fā)現(xiàn)癌變，在未擴(kuò)散前可進(jìn)行切除，阻止其擴(kuò)散，達(dá)到治療的目的。④利用生物導(dǎo)彈——單克隆抗體攜帶治療藥物進(jìn)行治療。【高考警示鐘】1.細(xì)胞分裂、分化、衰老和凋亡都是細(xì)胞的正常生理現(xiàn)象，對生物體的生長發(fā)育都是有利的。2.細(xì)胞癌變是由基因突變引起的，但不是單一基因突變的結(jié)果，至少要有5～6個基因突變才會致癌，而且年齡越大，致癌幾率越高。3.癌變細(xì)胞的細(xì)胞周期變短，核糖體活動活躍?！镜淅?xùn)練2】(2011·江蘇高考)關(guān)于人體細(xì)胞分化、衰老、凋亡和癌變的敘述，正確的是()A.細(xì)胞分化導(dǎo)致基因選擇性表達(dá)，細(xì)胞種類增多B.細(xì)胞衰老表現(xiàn)為細(xì)胞內(nèi)酶活性降低，細(xì)胞核體積減小C.細(xì)胞凋亡受基因控制，不利于個體生長發(fā)育D.細(xì)胞癌變導(dǎo)致細(xì)胞黏著性降低，易分散轉(zhuǎn)移【解題指南】1.知識儲備(1)細(xì)胞分化導(dǎo)致細(xì)胞種類增多，但不改變細(xì)胞數(shù)目。(2)衰老細(xì)胞細(xì)胞核體積增大。(3)細(xì)胞凋亡對于個體的生長發(fā)育具有重要意義。2.解題關(guān)鍵：(1)明確細(xì)胞分化的因果關(guān)系；(2)明確細(xì)胞分化、衰老、凋亡都有利于個體生長發(fā)育。【解析】選D?；虻倪x擇性表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞的分化，細(xì)胞種類增多；細(xì)胞衰老表現(xiàn)為細(xì)胞內(nèi)酶活性降低，細(xì)胞核體積增大；細(xì)胞凋亡受基因控制，有利于個體生長發(fā)育；細(xì)胞癌變導(dǎo)致細(xì)胞黏著性降低，易分散轉(zhuǎn)移?！咀兪接?xùn)練】關(guān)于細(xì)胞分化、衰老、凋亡和癌變的敘述中，錯誤的是()A.癌變是正常細(xì)胞發(fā)生基因突變的結(jié)果B.個體發(fā)育過程中細(xì)胞衰老對于生物體是有害的C.細(xì)胞分化將造成不同細(xì)胞間蛋白質(zhì)種類的差異D.細(xì)胞凋亡對生物的個體發(fā)育、機(jī)體穩(wěn)態(tài)的維持等有著重要作用【解析】選B。細(xì)胞的衰老、凋亡是正常的生命活動，對于個體的發(fā)育具有重要的積極意義；在致癌因子的作用下正常細(xì)胞發(fā)生基因突變可導(dǎo)致癌變；細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，導(dǎo)致不同細(xì)胞間蛋白質(zhì)種類的差異?！咀兪絺溥x】下列關(guān)于細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡的敘述中，不合理的是()A.細(xì)胞的衰老導(dǎo)致個體的衰老，但細(xì)胞衰老不等同于機(jī)體的衰老B.體內(nèi)正常細(xì)胞的壽命受分裂次數(shù)的限制C.細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)與分化無關(guān)D.被病原體感染的細(xì)胞的清除是通過細(xì)胞凋亡完成的【解析】選C。細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)要經(jīng)過脫分化和再分化兩個階段，如果沒有細(xì)胞分化就不會產(chǎn)生組織，也就無法形成個體。

對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置及結(jié)果分析

——抑制細(xì)胞凋亡的方法【案例】(2011·福建高考改編)機(jī)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(dǎo)免疫細(xì)胞凋亡。人白細(xì)胞介素18(IL-18)能促進(jìn)免疫細(xì)胞的增殖和分化，提高機(jī)體免疫功能。某科研小組開展了“IL-18對核輻射誘導(dǎo)小鼠脾細(xì)胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下：選取若干實(shí)驗(yàn)小鼠，隨機(jī)分成三組：①組無輻射損傷；②組輻射損傷(60Co照射，下同)；③組先輻射損傷，1天后注射IL-18，14天后分別取各組小鼠脾細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，在培養(yǎng)了0h、12h、24h、48h后，進(jìn)行細(xì)胞凋亡檢測，得到的細(xì)胞凋亡相對值如下表：組別

處理方法

0h

12h

24h

48h

①

無輻射損傷

0.046

0.056

0.048

0.038

②

輻射損傷

0.460

0.420

0.530

0.520

③

輻射損傷+IL-18

0.239

0.265

0.279

0.269

(1)細(xì)胞凋亡是由遺傳機(jī)制決定的______死亡。從表中數(shù)據(jù)可知，細(xì)胞凋亡相對值越小，說明發(fā)生凋亡的脾細(xì)胞數(shù)目越_________;從_________(組別)兩組數(shù)據(jù)可知，IL-18能夠抑制脾細(xì)胞凋亡。(2)科研小組還設(shè)置了第④組實(shí)驗(yàn)，方法是先注射IL-18，3天后進(jìn)行輻射損傷，14天后的實(shí)驗(yàn)操作同前三組。與第③組相比，設(shè)置第④組的目的是___________________________________________________________________________________。【命題人透析】(1)“細(xì)胞凋亡相對值”是歸納結(jié)論的依據(jù)：“細(xì)胞凋亡相對值”是指細(xì)胞凋亡的數(shù)量與細(xì)胞總數(shù)的比值。因此細(xì)胞凋亡相對值越小，說明發(fā)生凋亡的細(xì)胞數(shù)目越少。(2)對照實(shí)驗(yàn)組及實(shí)驗(yàn)結(jié)論的確立：各組對照實(shí)驗(yàn)遵循單一變量原則，只有一個變量，該實(shí)驗(yàn)中有如下對照實(shí)驗(yàn)：對照實(shí)驗(yàn)

自變量

實(shí)驗(yàn)結(jié)論或探究問題

①②

是否有輻射損傷

核輻射會誘導(dǎo)脾細(xì)胞凋亡

②③

IL-18的“有、無”

IL-18能夠抑制核輻射誘導(dǎo)的脾細(xì)胞凋亡

③④

輻射前后注射IL-18

輻射前后注射IL-18，對抑制核輻射誘導(dǎo)的脾細(xì)胞凋亡的影響

【標(biāo)準(zhǔn)答案】(1)編程性(程序性)少②③(2)比較核輻射前后注射IL-18對抑制核輻射誘導(dǎo)的脾細(xì)胞凋亡的影響

【閱卷人點(diǎn)評】得分要點(diǎn)(1)必須體現(xiàn)“編程性”或“程序性”；必須是“少”；必須是“②③”。(2)必須體現(xiàn)“核輻射前后注射IL-18”造成的影響。失分案例(1)錯答成“無損傷性”；“多”；“①②”。(2)錯答成“對照實(shí)驗(yàn)”。1.如圖所示的細(xì)胞類型轉(zhuǎn)換過程稱為()A.細(xì)胞融合B.細(xì)胞生長C.細(xì)胞分裂D.細(xì)胞分化【解析】選D。骨髓造血干細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分化可形成紅細(xì)胞、白細(xì)胞等血細(xì)胞。2.細(xì)胞衰老是一種正常的生命現(xiàn)象，人的細(xì)胞在衰老過程中不會出現(xiàn)的變化是()A.細(xì)胞內(nèi)有些酶活性降低B.細(xì)胞內(nèi)色素減少C.細(xì)胞內(nèi)水分減少D.細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢【解析】選B。衰老的細(xì)胞內(nèi)，有些酶的活性降低，細(xì)胞內(nèi)的色素會逐漸積累，水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變小，細(xì)胞呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大，染色質(zhì)收縮、染色加深等。3.(2012·濰坊模擬)下列關(guān)于動物細(xì)胞編程性死亡的敘述，正確的是()A.細(xì)胞癌變屬于細(xì)胞編程性死亡B.細(xì)胞編程性死亡是一種自然的生理過程C.細(xì)胞編程性死亡屬于細(xì)胞分化過程D.細(xì)胞編程性死亡與基因表達(dá)無關(guān)【解析】選B。細(xì)胞編程性死亡是一種自然的生理過程，