高考生物一轮复习第四单元细胞的生命历程第12讲细胞的分化衰老凋亡与癌变课件 45页

细胞的生命历程 第四单元 第 12 讲　细胞的分化、衰老、凋亡 与癌变 等级考 (2017 级 ) 课标要求 内容标准 活动要求 1 ．说明在生物个体发育过程中，细胞在形态、结构与功能方面发生特异性分化，形成了复杂的多细胞生物体。 2 ．描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。 1 ． 细胞分化 考点一　细胞的分化与全能性 已经分化 　 植物细胞 　 细胞核 　 分裂和分化　 　 (4) 把实例与相应的原理或过程 [ 连线 ] [ 归纳整合 ] 1 ． 图解细胞分化与细胞的全能性 2 ． 澄清五个易错易混点 (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。 [ 思维探究 ] 据图回答下列问题 (1)①→③ 细胞数目 ______ ，细胞大小几乎没变化 ( 或略小 ) ，该过程表示细胞分裂 ( 有丝分裂 ) 。 增加 　 (2)③→⑤ 细胞数目 __________ ，细胞形态 __________ ，但细胞体积 ______ ，该过程表示 __________ 。 (3)①→② 和①→④，细胞形态发生 ______ ，是由相同形态结构功能的细胞形成了 ______ ，所以该过程表示 __________ 。 (4)①③⑤ 三个细胞群的细胞具有分裂能力，具有分裂能力的细胞的特征是：细胞壁 ____ ，细胞质浓，细胞核 ____ ，液泡小或无。 (5)⑥⑦⑧ 表示从②中取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的植株，体现了植物细胞的 ________ 。 没有变化　 　 基本不变 　 增大 　 细胞生长 　 改变 　 组织 　 细胞分化 　 薄 　 大 　 全能性 　 [ 教材深挖 ] 1 ． ( 教材必修 1P 119 “ 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 1P 120 “ 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。 命题点一　细胞分化的判断 1 ． (2014 · 全国卷 Ⅱ ， T2) 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 B 　 解析　 神经细胞与肌细胞都是高度分化的细胞，不再进行细胞分裂，所以没有细胞周期， A 错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，在不同细胞中表达的基因不同，所合成的特定蛋白不同，细胞执行的功能不同， B 正确；细胞分化过程中遗传物质不会发生改变，所以二者基因组相同， C 错误；核 DNA 复制都是边解旋边复制的半保留复制方式， D 错误。 2 ．下列能说明人体细胞已经发生分化的是 ( 　　 ) A ．存在胰岛素基因　　　 B ．产生 RNA 聚合酶 C ．形成组织和器官 D ．进行葡萄糖氧化分解 C 　 解析　 人体所有细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的，都具有胰岛素基因，这与细胞分化无关；人体几乎所有细胞都能合成 mRNA ，因此都能产生 RNA 聚合酶；形成组织和器官的过程中发生了细胞分化；所有细胞均会进行细胞呼吸，分解葡萄糖。 3 ． (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 C 　 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。 命题点二　细胞全能性与干细胞的判断及分析 4 ．科学家将糖尿病患者的骨髓干细胞植入其胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛 B 细胞，达到治疗的目的。下列相关叙述正确的是 ( 　　 ) A ．上述资料表明骨髓干细胞具有全能性 B ．骨髓干细胞移入胰腺后发生了基因的选择性表达 C ．骨髓干细胞能够植入胰腺说明其细胞形态与胰腺细胞相同 D ．胰岛样细胞与骨髓干细胞相比遗传物质发生了改变 B 　 解析　 骨髓干细胞植入其胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，但没有形成完整个体，因此不能表明骨髓干细胞具有全能性；骨髓干细胞移入胰腺后可分化为胰岛样细胞，而细胞分化的实质是基因的选择性表达；骨髓干细胞与胰腺细胞的形态不同；胰岛样细胞与骨髓干细胞相比遗传物质没有发生改变。 5 ．研究表明，导致白血病的原因是造血干细胞增殖失控、分化障碍、凋亡失控等，患者体内常出现大量肿瘤白细胞。下列叙述错误的是 ( 　　 ) A ．造血干细胞的增殖方式是有丝分裂 B ．与正常白细胞相比，肿瘤白细胞的蛋白质种类和数量存在差异 C ．造血干细胞增殖失控是基因突变的结果 D ．造血干细胞凋亡失控与基因的表达无关 D 　 解析　 造血干细胞属于体细胞，其增殖方式是有丝分裂；肿瘤白细胞是异常分化的细胞，是细胞内基因异常表达的结果，与正常白细胞相比，其蛋白质的种类和数量存在差异；造血干细胞增殖失控是原癌基因与抑癌基因突变造成的；细胞凋亡是细胞在基因控制下自动结束生命的过程，与基因的表达有关。 6 ．近期国际杂志 Cell Systems 上刊登了来自美国加州大学旧金山分校的一项研究成果，科研人员利用蓝色光脉冲开启了一种名为 Brn2 的基因，当 Brn2 信号足够强时，干细胞就会快速转化为神经元。下列有关分析错误的是 ( 　　 ) A ．该实验证明了蓝色光脉冲可以促使干细胞分化为神经元 B ． Brn2 基因在神经元的形成过程中具有重要作用 C ．蓝色光脉冲使 Brn2 基因的碱基序列发生了改变 D ．干细胞和神经元这两种细胞中，蛋白质的种类不完全相同 C 　 解析　 蓝色光脉冲通过开启 Brn2 基因使干细胞分化为神经元， A 、 B 项正确；蓝色光脉冲的作用是诱导基因表达，不是诱导基因突变，因此 Brn2 基因的碱基序列没有发生改变， C 项错误；干细胞和神经元这两种细胞中，既有相同的蛋白质，又有不同种类的蛋白质，因此干细胞和神经元这两种细胞中，蛋白质的种类不完全相同， D 项正确。 “ 三看法 ” 确认细胞 “ 全能性 ” 1 ． 细胞的衰老 考点二　细胞的衰老、凋亡与癌变 减少 　 代谢速率 　 酪氨酸 　 积累 　 体积增大 　 通透性改变 　 物质运输 　 基因 　 编程性死亡 　 自然更新 　 清除 　 正常发育 　 内部环境 　 外界各种因素 　 3 ． 细胞的癌变 (1) 癌变实质： __________ 和 __________ 发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。 (2) 癌细胞的特征 ① ______________________________ 。 ② __________ 发生显著变化，如成纤维细胞由扁平梭形变成球形。 ③细胞的表面发生了变化，细胞膜上的 ________ 等物质减少，导致癌细胞在体内容易 ____________ 。 原癌基因 　 抑癌基因 　 在适宜的条件下，能够无限增殖 　 形态结构 　 糖蛋白 　 分散和转移 　 (3) 致癌因子的分类 [ 连线 ] (4) 原癌基因与抑癌基因的作用 ① 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。 ② 抑癌基因： ____________________________ 。 主要是阻止细胞不正常的增殖 　 3 ． 表格法比较细胞衰老、凋亡、坏死与癌变 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 受种种不利因素影 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 致癌因子诱发 基因突变 形成能无限增 殖的癌细胞 发生 改变 [ 思维探究 ] 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 40μg · 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。 [ 教材深挖 ] 1 ． ( 教材必修 1P 122 人体自由基 ) 产生于哪些方面？有怎样的危害？ 提示： 来源：①细胞的各种氧化反应，②辐射，③有害物质入侵。危害：①攻击磷脂分子，②攻击 DNA 分子，③攻击蛋白质等生物分子。 2 ． ( 教材必修 1P 127 “ 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。 命题点一　细胞的衰老与凋亡考查 1 ． (2016 · 海南卷 T4) 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 D 　 解析　 人的正常体细胞最大分裂次数为 50 次， A 项正确；自由基攻击蛋白质可引起细胞衰老， B 项正确；细胞中衰老的细胞器会被溶酶体清除， C 项正确；衰老细胞代谢速率减慢， D 项错误。 2 ．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 D 　 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。 3 ．下图所示为哺乳动物机体中位于小肠绒毛基部的上皮细胞 (a) ，不断增殖、分化形成吸收细胞 (b) 后向上迁移，补充小肠绒毛顶端凋亡的细胞 (c) 。下列相关叙述错误的是 ( 　　 ) A ． a 、 b 细胞含有相同的遗传物质，但细胞中基因的执行情况不同 D 　 B ．已分化的 b 细胞在形态、结构和生理功能上发生改变，但细胞核仍具有全能性 C ． b 细胞衰老后细胞核体积会增大，但细胞新陈代谢的速率减慢 D ． c 细胞凋亡有利于吸收细胞更新，但不利于机体内部环境的稳定 解析　 a 、 b 细胞均来自受精卵的有丝分裂，故含有相同的遗传物质，但由于 a 、 b 细胞是不同种类的细胞，因此细胞中基因的执行情况不同， A 项正确；已分化的 b 细胞在形态、结构和生理功能上发生改变，但其细胞核中具有完整的遗传信息，因此其细胞核仍具有全能性， B 项正确； b 细胞衰老后细胞核体积会增大，呼吸速率变慢，故细胞新陈代谢的速率减慢， C 项正确； c 细胞凋亡是机体的主动行为，有利于吸收细胞更新，也有利于机体内部环境的稳定， D 项错误。 命题点二　细胞癌变的分析 4 ． (2018 · 全国卷 Ⅱ ， T6) 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 A 　 解析　 A 错：正常细胞转变为癌细胞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。癌细胞膜上的糖蛋白减少，从而使癌细胞之间的黏着性降低。 B 对：癌细胞是原癌基因和抑癌基因突变的累积效应，癌细胞的形态结构发生显著变化，例如，体外培养的呈扁平梭形的正常成纤维细胞转变为癌细胞后变成球形。 C 对：环境中的致癌因子会损伤细胞中的染色体，使正常细胞成为不受机体控制的恶性增殖细胞。 D 对：细胞癌变的内因是原癌基因和抑癌基因发生突变，即细胞中的遗传物质可能受到损伤，使细胞表面的糖蛋白减少。 5 ．肿瘤标志物热休克蛋白 90α(Hsp90α) 可用于肝癌患者的检测，该蛋白不仅在细胞内和细胞表面发挥重要作用，还可分泌到细胞外。肿瘤病人血浆中的 Hsp90α 含量越高，肿瘤的恶性程度越高，且更易转移。下列有关 Hsp90α 叙述，正确的是 ( 　　 ) A ． Hsp90α 是由其他相关基因突变后合成的异常蛋白质 B ．阻碍细胞内 Hsp90α 的活性可抑制肿瘤细胞的转移 C ． Hsp90α 分泌到细胞外，离不开核糖体和线粒体的作用 D ．抑制 Hsp90α 合成基因的表达不利于人体健康 A 　 解析　 根据题干信息可知，热休克蛋白 90α(Hsp90α) 是肿瘤标志物，即只有癌细胞中才有该蛋白质的表达，而癌细胞是基因突变的结果，因此该蛋白质是由其他相关基因突变后合成的异常蛋白质；血浆中的 Hsp90α 含量越高癌细胞越易转移，但不能由此判断 Hsp90α 的活性与癌细胞转移之间的关系； Hsp90α 分泌到细胞外，离不开高尔基体和线粒体的作用，与核糖体无关；抑制 Hsp90α 合成基因的表达有利于人体健康。 6 ．研究者将乳腺细胞 (M) 诱导成为乳腺癌细胞 ( 记为 M e ) ，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 M e 产生 B ． M 对该呼吸酶抑制剂的敏感性大于 M e C ． M e 的线粒体对葡萄糖的摄取能力高于 M D ． M e 的培养液中酒精含量要高于 M 的培养液 B 　 解析　 乳腺癌细胞 (M e ) 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 M e ， 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； M 对呼吸酶抑制剂的敏感性大，因此其培养液中酒精含量要高于 M e 的培养液， D 错误。 (1) 胰岛 B 细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体 ( 　　 ) (2) 断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化 ( 　　 ) (3)ATP 合成酶基因属于奢侈基因，在不同细胞中选择性表达 ( 　　 ) (4) 同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强 ( 　　 ) (5) 用动物胚胎干细胞培育出组织和器官体现了动物细胞的全能性 ( 　　 ) (6) 细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动 ( 　　 ) 课堂小结 · 内化体系 × 　 ……………………………………………………………………………………………………………… ◎ √ 　 × 　 √ 　 × 　 × 　 (7) 衰老细胞内染色质固缩影响 DNA 复制和转录 ( 　　 ) (8) 细胞凋亡受基因调控，不利于个体生长发育 ( 　　 ) (9) 效应 T 细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡 ( 　　 ) (10) 原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖 ( 　　 ) √ 　 × 　 √ 　 × 　 ……………………………………………………………………………………………………………… ◎ 3 ．细胞分化的判断依据：选择性表达的基因 ( 奢侈基因 ) 得以表达的细胞发生了分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因表达出相应蛋白质可以证明细胞发生了分化。 4 ．全能性表现的判断依据：起点是 “ 已分化的细胞 ” ，终点是发育成 “ 完整个体 ” 才是全能性的体现。 5 ．细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体是有害的。 6 ．细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。 7 ．不是只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因，正常细胞中也存在原癌基因与抑癌基因。