【生物】2021届一轮复习人教版细胞的分化、衰老、凋亡与癌变教案（湖北专用） 15页

第12讲　细胞的分化、衰老、凋亡与癌变 课程内容 核心素养——提考能 ‎1.说明细胞分化。‎ ‎2.说明细胞的全能性。‎ ‎3.探讨细胞的衰老和死亡与人类健康的关系。‎ ‎4.说出癌细胞的主要特征，讨论恶性肿瘤的防治。‎ ‎5.搜集有关干细胞研究进展和应用的资料。‎ ‎6.搜集恶性肿瘤防治方面的资料。‎ 生命观念 通过讨论细胞的分化、衰老、凋亡、癌变的内容，能较好地理解相关概念并能解释相关问题。‎ 科学思维 通过对分化、衰老、凋亡、癌变等概念进行归纳与概括，形成良好的生活习惯。‎ 社会责任 通过对干细胞和癌变的有关问题分析，养成学以致用，关注科技发展和人体健康的态度。 ‎ 考点一　细胞的分化与细胞的全能性 ‎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。‎ ‎ ‎ ‎(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]‎ ‎1.基因选择性表达机理的模型构建与解读 ‎(1)如图所示，经过有丝分裂、分化得到的心肌细胞、神经细胞和唾液腺细胞中所含遗传物质与亲代细胞的相同(均用A、B、C、D、E代表)。分化时，心肌细胞中A、D基因处于活跃状态(能表达的状态)，神经细胞中C、D基因处于活跃状态，唾液腺细胞中D、E基因处于活跃状态。‎ ‎(2)由于表达的基因不同，因此指导合成的蛋白质有差异，每种细胞中含有自身特有的蛋白质，如心肌细胞中，A基因指导合成了肌动蛋白；唾液腺细胞中，E基因指导合成了唾液淀粉酶。‎ ‎(3)细胞中D基因都表达了，这说明D基因指导合成的蛋白质可能是细胞基础生命活动所必需的，如与呼吸作用有关的酶。‎ ‎2.“三看”法确认细胞“全能性”‎ ‎3.若用胰岛素基因作探针检测胰岛B细胞、肝细胞、口腔上皮细胞这三类细胞的DNA分子，则其杂交带状况如何？若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？‎ 提示　这三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在胰岛B细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带，若将探针改为检测胰岛素基因的mRNA，则只有胰岛B细胞能产生杂交带。‎ 教材高考 ‎1.真题重组　判断正误 ‎(1)叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果(2016·海南，T9D)(　　)‎ ‎(2)哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆(2018·全国Ⅲ，T2D)(　　)‎ ‎(3)同一个体茎分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强(2013·海南，T6D)(　　)‎ ‎(4)高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能(2016·海南卷，T9A)(　　)‎ ‎(5)造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同(2015·海南，T6D)(　　)‎ 提示　(1)√　(2)√　(3)√‎ ‎(4)×　高度分化的成熟叶肉细胞仍然具有发育成完整植株的潜能。‎ ‎(5)√‎ ‎2.深挖教材 ‎(1)教材P119“侧栏思考题”：动物的细胞核为什么具有全能性？可通过什么实验来证实？‎ 提示　它含有保持本物种遗传特性所需要的全套基因，并没有因细胞分化而失去基因，因此，高度分化的细胞核仍然具有全能性。这可以从细胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实。‎ ‎(2)教材必修1P120“拓展题2改编”：可否用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织器官用于器官移植等，实现对临床疾病的治疗？‎ 提示　动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育，细胞分化潜能变窄。肌细胞是已分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞，因而不能用肌细胞代替干细胞在体外培育组织和器官。‎ ‎　围绕细胞分化考查生命观念 ‎1.(2014·全国卷Ⅱ，2)同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是(　　)‎ A.二者所处的细胞周期不同 B.二者合成的特定蛋白不同 C.二者所含有的基因组不同 D.二者核DNA的复制方式不同 解析　同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同是细胞分化的结果，其实质是基因的选择性表达，合成了特定的蛋白质，从而表现出特定的生理功能，B正确；二者都是高度分化的细胞，均不具有分裂能力，所以二者均没有细胞周期，核DNA也不能进行复制，A、D错误；细胞分化过程中基因组不变，所以二者基因组相同，C错误。‎ 答案　B ‎2.(2019·北京海淀模拟)研究表明myoD基因在黄颡鱼雌雄成体的心、脑、肌肉等不同组织中均有表达，在肌肉组织中表达量最高。下列分析正确的是(　　)‎ A.myoD基因在肌肉组织中表达量最高，说明肌肉细胞的分化程度最高 B.心、脑、肌肉细胞中DNA和RNA相同，但蛋白质种类不一定相同 C.myoD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同，可能导致雌雄个体出现生长差异 D.通过检测组织细胞的myoD基因和呼吸酶基因是否表达，可确定细胞是否分化 解析　不同细胞中基因是选择性表达的，myoD基因在肌肉组织中表达量最高，不能说明该细胞分化程度最高，A错误；心、脑、肌肉细胞中DNA相同，但是RNA和蛋白质是不完全相同的，B错误；myoD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同，可能导致雌雄个体出现生长差异，C正确；所有细胞中呼吸酶基因都表达，因此不能通过检测组织细胞的呼吸酶基因是否表达确定细胞是否分化，D错误。‎ 答案　C ‎　围绕细胞的全能性和干细胞考查生命观念及社会责任 ‎3.(新题快递)上海生命科学研究院诱导人成纤维细胞重编程为肝细胞(hiHep细胞)获得成功，hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物等。下列相关叙述中错误的是(　　)‎ A.该项成果表明，分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的 B.人成纤维细胞与hiHep细胞的核DNA完全相同 C.人成纤维细胞重编程为hiHep细胞，并未体现细胞的全能性 D.hiHep细胞通过主动运输方式将血清白蛋白运出细胞 解析　血清白蛋白是大分子物质，因此hiHep细胞是通过胞吐的方式将血清白蛋白运出细胞。‎ 答案　D ‎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 解析　造血干细胞可增殖分化为成熟红细胞，由于在细胞分化过程中基因的选择性表达，导致造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异，A正确；造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是不可逆的，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；造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同，是细胞分化的结果，D正确。‎ 答案　B 考点二　细胞的衰老、凋亡和癌变 ‎1.细胞衰老的特征 ‎2.细胞凋亡 ‎3.细胞的癌变 ‎■助学巧记 ‎1.利用数字巧记细胞衰老的特征 ‎2.“三看法”判断细胞凋亡与细胞坏死 ‎3.细胞癌变的原理与特征的归纳整合 ‎(1)细胞癌变的原理 ‎(2)癌细胞特征的归纳 ‎“不死”‎ 在适宜条件下能无限增殖 ‎“变态”‎ 形态结构发生改变(各种形态―→球形)‎ ‎“扩散”‎ 细胞表面的糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，易在体内扩散和转移 研究发现，青蒿素能抗癌，并有可能彻底改变癌症的治疗方法。研究人员从青蒿中提取出青蒿素，加入细胞培养液中培养人乳腺癌细胞，检测青蒿素对癌细胞增殖的影响。青蒿素浓度和实验结果如图1所示。‎ ‎(1)此实验中还应有一组对照实验，应做怎样的处理？‎ 提示　培养液中不添加青蒿素。‎ ‎(2)图1结果说明了什么？‎ 提示　青蒿素能抑制人乳腺癌细胞(癌细胞、肿瘤细胞)的增殖，且青蒿素作用的效果受青蒿素的浓度和作用时间的影响。‎ ‎(3)研究发现，人体内大多数癌细胞都表现出较高的端粒酶活性。选用青蒿素浓度为40(μg·mL－1)‎ 的培养液培养癌细胞，测定端粒酶活性，结果如图2所示。综合两个实验结果，可以得出什么结论？‎ 提示　青蒿素通过抑制端粒酶的活性来抑制乳腺癌细胞(癌细胞、肿瘤细胞)的增殖。‎ 教材高考 ‎1.真题重组　判断正误 ‎(1)当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变(2014·全国Ⅰ，T1B)(　　)‎ ‎(2)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程(2017·全国Ⅲ，T2D)(　　)‎ ‎(3)癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞(2017·全国Ⅲ，T2C)(　　)‎ ‎(4)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关(2014·全国Ⅱ，T1B)(　　)‎ 提示　(1)√　(2)√‎ ‎(3)×　癌细胞是营异养生活的。‎ ‎(4)√‎ ‎2.深挖教材 ‎(1)教材P123“资料搜集和分析”：评价一个国家步入社会老龄化的依据是什么？‎ 提示　60岁以上人口所占比例达到或超过总人口的10%，或者65岁以上人口达到或超过总人口的7%。‎ ‎(2)教材P127“资料分析”：说出不恰当饮食引发癌症的原因。‎ 提示　发霉的、熏制的、烧烤的以及高脂肪的食品中含有较多的致癌物质，如黄曲霉素、亚硝酸盐等。‎ ‎　围绕细胞的衰老与凋亡考查生命观念 ‎1.(2018·11月浙江选考)人体细胞凋亡和衰老是细胞生命活动的必然规律。下列叙述正确的是(　　)‎ A.细胞凋亡仅发生在衰老细胞中 B.细胞凋亡由机械损伤引发 C.衰老细胞中所有酶的活性降低 D.衰老细胞的有氧呼吸变慢 解析　‎ 细胞凋亡发生在生物体的整个生命进程中，A错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡，并非由机械损伤引发，B错误；衰老细胞中许多酶活性下降，但并非所有酶的活性降低，C错误；衰老细胞中由于细胞呼吸相关酶活性下降，有氧呼吸变慢，D正确。‎ 答案　D ‎2.(2019·山东临沂模拟)细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)‎ A.细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用 B.细胞坏死最终细胞以细胞膜破裂、胞浆外溢而死亡 C.吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关 D.在成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的 解析　细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用。由图可知，细胞坏死是细胞膜被破坏、胞浆外溢造成死亡。吞噬细胞吞噬凋亡小体后在细胞内的溶酶体中将其消化。成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡实现的。‎ 答案　D ‎　围绕细胞的癌变考查生命观念与社会责任 ‎3.(2018·全国卷Ⅱ，6)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.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　‎ 根据大量的病例分析，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5～6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；癌细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少使得癌细胞之间的黏着性显著降低，A错误、D正确；癌细胞的形态结构发生显著变化，细胞中可能发生多个基因突变，B正确；癌细胞中的染色体可能受到损伤，癌细胞具有无限增殖能力，C正确。‎ 答案　A ‎4.研究者将乳腺细胞(M)诱导成为乳腺癌细胞(记为Me)，研究细胞癌变后的代谢水平变化(如图所示)，其中图2是在培养液中加入线粒体内膜呼吸酶抑制剂后测得的相关数据。下列分析正确的是(　　)‎ A.M中的原癌基因和抑癌基因选择性表达导致Me产生 B.M对该呼吸酶抑制剂的敏感性大于Me C.Me的线粒体对葡萄糖的摄取能力高于M D.Me的培养液中酒精含量要高于M的培养液 解析　乳腺癌细胞(Me)的产生是M中的原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果，A错误；据图2分析，加入线粒体内膜呼吸酶抑制剂后，M数量减少较多，说明M对该呼吸酶抑制剂的敏感性大于Me，B正确；葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质，线粒体没有摄取葡萄糖的能力，C错误；动物细胞无氧呼吸产生的是乳酸，M对呼吸酶抑制剂的敏感性大，因此其培养液中乳酸含量要高于Me的培养液，D错误。‎ 答案　B 澄清易错易混·强化科学思维 ‎[易错易混]‎ 易错点1　对细胞分化理解不清 点拨　(1)分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。‎ ‎(2)并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。‎ ‎(3)同一个体不同类型细胞的RNA不完全相同。同一个体的体细胞中核遗传物质相同，但由于不同细胞选择性表达的基因不完全相同，因而转录生成的RNA及翻译生成的蛋白质不完全相同。‎ ‎(4)分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性越高，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。‎ ‎(5)分化不会改变遗传物质。细胞分化是基因的选择性表达，不会导致遗传物质改变。已分化的细胞都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。‎ 易错点2　对细胞分化与全能性表达的标志把握不准 点拨　 (1)细胞分化的标志：在所有细胞中都表达的基因与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞已经发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因的表达、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。‎ ‎(2)由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。判断全能性表达的标志是能否发育成“个体”。‎ 易错点3　对原癌基因、抑癌基因与癌细胞的关系理解不清 点拨　人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因——原癌基因和抑癌基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。根据大量的病例分析，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5～6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。‎ ‎[深度纠错]‎ ‎1.(针对易错点1)下列关于细胞分化的叙述，错误的是(　　 )‎ A.从个体水平分析，分化是生物个体发育的基础 B.从细胞水平分析，细胞功能趋向专门化 C.从细胞器水平分析，细胞器数目可发生改变 D.从分子水平分析，分化的本质是DNA发生改变 解析　细胞分化是生物个体发育的基础，A项不符合题意；细胞分化使细胞功能趋向专门化，B项不符合题意；细胞分化会产生不同的细胞、组织和器官，细胞中的细胞器数目可发生改变，C项不符合题意；细胞分化是基因的选择性表达，其DNA没有发生改变，D项符合题意。‎ 答案　D ‎2.(针对易错点2)有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　)‎ A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因 B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变 D.紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性 解析　细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性，A错误；植物细胞表现出全能性的前提条件是离体，B正确，植物体内细胞没有表现出全能性是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C错误；种子是器官，种子发育成植株是个体正常发育的过程，不能反映全能性，D错误；细胞表达全能性的前提是处于离体状态，B正确。‎ 答案　B ‎3.(针对易错点3)导致正常细胞发生癌变的根本原因是(　　)‎ A.染色体上存在原癌基因 B.致癌因子导致原癌基因和抑癌基因发生突变 C.原癌基因和抑癌基因协调表达 D.原癌基因和抑癌基因以外的其他基因突变 解析　‎ 正常细胞的染色体上存在原癌基因，A错误；致癌因子引起原癌基因和抑癌基因发生突变，从而导致正常细胞的分裂和生长失控而变成癌细胞，B正确；细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变，不能正常表达的结果，C错误，D错误。‎ 答案　B 随堂·真题&预测 ‎1.(2018·11月浙江选考)下列关于细胞癌变与癌细胞的叙述，正确的是(　　)‎ A.癌细胞的分裂失去控制，但其增殖是有限的 B.癌细胞表面糖蛋白的增加，使其易扩散转移 C.有些物理射线可诱发基因突变，导致细胞癌变 D.癌变是细胞异常分化的结果，此分化大多可逆 解析　本题考查的是癌细胞的主要特征和引起细胞癌变的因素。癌细胞是由正常细胞转化而来的，最重要的特点是无限增殖，A错误；癌细胞表面的糖蛋白很少或缺失，所以癌细胞容易在组织间转移，B错误；引起癌变的致癌因素有物理因素(各种射线)、化学因素(许多种无机或有机化合物—如吸烟时烟雾中的物质)、生物因素(许多病毒)，C正确；正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程称为癌变，细胞的癌变可看作是细胞异常分化的结果，正常情况下，细胞分化是不可逆的，D错误。‎ 答案　C ‎2.(2016·全国卷Ⅱ，1)在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是(　　)‎ A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献 B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞 C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果 D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株 解析　细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础，而细胞增殖的主要方式是有丝分裂，A正确；哺乳动物的造血干细胞是已经分化的多能干细胞，B错误；细胞分化的实质是：在个体发育中，在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C正确；植物细胞具有全能性，借助植物组织培养技术，可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株，D正确。‎ 答案　B ‎3.(2015·全国卷Ⅱ，2)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是(　　)‎ A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒 B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶 C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA D.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长 解析　依据端粒学说，端粒酶存在于染色体的两端，大肠杆菌无染色体，A错误，C正确；依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶，B错误；正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后会缩短一截，D错误。‎ 答案　C ‎4.(2016·海南卷，4)下列关于人体细胞的叙述，错误的是(　　)‎ A.人的正常体细胞的分裂次数是有限的 B.自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老 C.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除 D.衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的 解析　衰老细胞代谢速率应“减慢”而不是“加快”。‎ 答案　D ‎5.(2020·选考预测)2018年诺贝尔生理学或医学奖授予了美国的詹姆斯·艾利森(James P Allison)与日本的本庶佑(Tasuku Honjo)，以表彰他们发现了负性免疫调节治疗癌症的疗法。下列有关癌细胞与免疫的说法，正确的是(　　)‎ A.与正常细胞相比，癌变细胞中自由水含量会减少，彼此之间的黏着性降低 B.致癌因子会导致原癌基因和抑癌基因发生突变，使正常细胞变成癌细胞 C.机体的免疫系统对自身癌变细胞无法监控和清除，所以癌细胞能够无限增殖 D.对体外培养的癌细胞使用低剂量的秋水仙素处理较短时间，将使其不再进行分裂 解析　‎ 癌变细胞可快速生长、分裂，细胞代谢旺盛，细胞内自由水含量一般不会减少，A错误；癌细胞形成的原因是致癌因子导致原癌基因和抑癌基因发生突变，B正确；机体免疫系统具有监控和清除的功能，能够对自身癌变细胞进行监控和清除，C错误；秋水仙素可抑制纺锤体的形成，诱导细胞染色体加倍，加倍后的细胞仍可能具有分裂能力，D错误。‎ 答案　B