2018版高中生物总复习第6章细胞的生命历程第2讲细胞的分化讲义.doc

第 2 讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变一、细胞分化的概念、意义及原因思考 1：什么是细胞分化?细胞分化的生物学意义是什么？例 1.下列能说明某细胞已经发生分化的是（） A进行 ATP 的合成B进行 mRNA 的合成C存在血红蛋白D存在纤维蛋白原基因 思考 2：你怎样解释细胞分化的原因？例 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 的复制方式不同思考 3：例 2 中，神经细胞与肌细胞所含的基因组相同，为什么合成的蛋白质不同？例 3.干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床技术。自体骨髓干细胞 植入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，达到治疗糖尿病的目 的。下列叙述正确的是（） A骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同，基因表达产物不同 B骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，基因表达存在差异 C胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失，分化成为胰岛样细胞 D胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响，分化是由基因决定的思考 4：怎样判断细胞分化是由基因选择性丢失引起，还是基因选择性表达引起？1例 4.分别用-珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶（与细胞呼吸相 关的酶）基因的片段为探针，与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总 RNA 进行分子杂交，结果见下表（注：“+”表示阳性，“-”表示阴性）。下列叙述不正确 的是（ ）探针-珠蛋白基因卵清蛋白基因丙酮酸激酶基因细胞总 RNA成红细胞 输卵管细胞 胰岛细胞+-+-+A. 在成红细胞中，-珠蛋白基因处于活动状态，卵清蛋白基因处于关闭状态 B. 输卵管细胞的基因组 DNA 中存在卵清蛋白基因，缺少-珠蛋白基因C. 丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要 D. 上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关二、细胞的全能性及干细胞思考 5：什么是细胞的全能性？什么是干细胞？例 5下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是（） A玉米种子萌发长成新植株B小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 D胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株例6.下列事实能体现细胞全能性的是（多选）（） A. 棉花根尖细胞经诱导形成幼苗B. 单细胞的DNA在体外大量扩增C. 动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体 D. 小鼠体细胞经诱导培育成小鼠例 7动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相 关叙述中，错误的是（）Aa 过程表示干细胞能自我更新 Bb、c 过程表示干细胞具有分化能力Ca、b、c 过程中细胞的遗传信息表达情况不同Db 过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用 细胞的分化思维导图（改自苏明学）二、细胞衰老思考 6：体外培养的人体某种细胞最多分裂 50 次左右就停止分裂了，并且丧失了正常 的功能。这说明了什么？思考 7：细胞衰老和个体衰老是怎样一种关系？思考 8：细胞衰老是什么原因？例 8.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例 9.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 DNAD. 正常体细胞的端粒 DNA 随细胞分裂次数增加而变长 三、细胞凋亡与细胞坏死不同，它是由所决定的细胞自动结束生命的过程。思考 9：被病菌感染的宿主细胞被机体清除，是“坏死”还是“凋亡”？ 思考 10：从发生原因和对机体影响方面看，细胞凋亡与坏死有何区别？例10. 细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。 下列叙述错误的是（）A细胞普遍衰老会导致个体衰老 B效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡 C细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡 D衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录例 11.下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。据图分析，不正确的是（）A. 过程表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能 B. 细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达C. 过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程D. 凋亡相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中发挥重要作用例 12.脊椎动物在胚胎发育过程中产生了过量的运动神经元，它们竞争肌 细胞所分泌的神经生长因子，只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存，并与 靶细胞建立连接，其他的则发生凋亡。下列叙述正确的是（） A脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期 B一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接 C神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡 D神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡四、细胞癌变 1.特点在适宜的条件下，癌细胞能无限增殖；形态结构发生显著变化；细胞的表面发生变化。由于细胞膜上的等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着 性显著降低，容易在体内分散和转移。2.原因致癌因子（外因）诱发基因突变（内因），细胞周期失控。原癌基因主要负责调节,控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。思考 11: 健康人体内有无原癌基因？癌症患者体内有无抑癌基因？ 思考 12：根据所学知识，提出预防、诊断和治疗癌变的可能措施。例13.下列关于细胞癌变的叙述，错误的是（） A癌细胞在条件适宜时可无限增殖 B癌变前后，细胞的形态和结构有明显差别 C病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变 D原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖例 14.TGF-1-Smads 是条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明，胞外 蛋白 TGF-1 与靶细胞膜上受体结合，激活胞内信号分子 Smads，生成复合物转移到细 胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述错 误的是（ ）A恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，因此易分散转移 B从功能来看，复合物诱导的靶基因属于抑癌基因 C复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递 D若该受体蛋白基因不表达，靶细胞仍能正常凋亡例 15细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。下列有关叙述 正确的是（）A人体各种组织细胞的衰老是同步进行的 B人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡 C细胞癌变是细胞高度分化的结果 D皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物例 16下列有关细胞生命活动的叙述，正确的是（） A分裂期的细胞不进行 DNA 复制和蛋白质合成 B免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新能力 C凋亡细胞内的基因表达都下降，酶活性减弱 D原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变例 17.关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是（） A细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多 B细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小 C细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发育 D细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移例 18. 将小鼠 myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞，细胞分化及 肌纤维形成过程如图所示。下列叙述正确的是（）A携带m y o D基因的载体以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞 B检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否 C完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维 D肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变例 19. 哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示，图中除成熟红细胞外， 其余细胞中均有核基因转录的 RNA。下列叙述错误的是（）A成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳 B网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质 C造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同 D成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达第 2 讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变思考 1：什么是细胞分化?细胞分化的生物学意义是什么？ 答：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫细胞分化。细胞分化是生物个体发育的基础，使多细胞生物体中的 细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。例 1. C。各种细胞都会进行 ATP 和 mRNA 的合成，都存在纤维蛋 白原基因，但血红蛋白并非所有细胞所必需。细胞如果存在血红蛋白，表明它已经分化 成红细胞，执行运输氧的功能。思考 2：你怎样解释细胞分化的原因？ 答：在没有进一步的实验证据之前，细胞分化的原因可能有多种解释，例如某些基因丢失了，或者某些基因虽然没有丢失但不表达（基因沉默）了。例 2. B。神经细胞与肌细胞都能分裂，因此没有细胞周期。二者最 终都源于受精卵的有丝分裂和分化，所含有的基因组相同。核 DNA 的复制方式相同。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二者合 成的特定蛋白不同，赋予了各自不同的功能。思考 3：例 2 中，神经细胞与肌细胞所含的基因组相同，为什么合成的蛋白质不同？ 答：神经细胞与肌细胞相同的基因组所表达的基因不完全相同。例 3. B。选用此题，一个考虑是，题目中既有细胞分化的“基因选择性 丢失说”（历史上曾有人提出过），又有“基因选择性表达说”。可以作为复习细胞分 化原因的一个引子。思考 4：怎样判断细胞分化是由基因选择性丢失引起，还是基因选择性表达引起？ 答：判断细胞分化是由基因选择性丢失引起，还是基因选择性表达引起，以现在的科学技术手段，既可以直接进行基因检测，也可以采用植物组织培养和动物核移植技术，看能否 克隆出新个体。例 4. B。在成红细胞中，检测到-珠蛋白 RNA，而没有检测到卵清蛋白 RNA，说明-珠蛋白基因处于活动状态，卵清蛋白基因处于关闭状态。输卵管细胞的基 因组 DNA 中既存在卵清蛋白基因，又存在-珠蛋白基因，只是-珠蛋白基因不表达。 丙酮酸激酶基因的表达产物丙酮酸激酶与细胞呼吸相关（来自题干信息），对维持鸡细 胞的基本生命活动很重要。上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有 关。思考 5：什么是细胞的全能性？什么是干细胞？ 答：细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。干细胞是指动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。例 5 D。玉米种子萌发长成新植株是胚胎的自然发育过程，发生了细胞 分化，但不能体现细胞全能性。小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，发生了细胞分化， 但不能体现体细胞全能性，体现了多能性。小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 ， 发生了细胞分化，体现花粉细胞（生殖细胞）全能性。例6. AD。棉花根尖细胞经诱导形成幼苗，小鼠体细胞经诱导培育成小鼠， 均说明细胞具有发育成完整个体的能力，体现了细胞的全能性。例 7 D。b 过程形成的细胞形成组织，不可直接组成器官，器官是由多 种组织形成的。思考 6：体外培养的人体某种细胞最多分裂 50 次左右就停止分裂了，并且丧失了正常 的功能。这说明了什么？答：这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。 思考 7：细胞衰老和个体衰老是怎样一种关系？答：对于单细胞生物体来说，细胞的衰老就是个体的衰老；但对多细胞生物体来说，细 胞的衰老与个体的衰老并不是一回事。多细胞生物体内的细胞总是在不断更新着，总有一部 分细胞处于衰老状态。然而从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过 程。思考 8：细胞衰老是什么原因？ 答：关于细胞衰老的机制，科学家提出了许多假说，目前为大家普遍接受的自由基学说和端粒学说。参见课本。例 8. D。衰老细胞代谢速率减慢。例 9. C。大肠杆菌拟核的 DNA 为环状，不含有端粒。端粒酶中的 RNA 为模板，那么能结合到端粒上，以自身的 RNA 为模板合成端粒 DNA 的一条链的蛋白质就应该 被称为逆转录酶。正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒 DNA。正常体细胞的端粒 DNA 随 细胞分裂次数增加而缩短。思考 9：被病菌感染的宿主细胞被机体清除，是“坏死”还是“凋亡”？ 答：被病菌感染的宿主细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。思考 10：从发生原因和对机体影响方面看，细胞凋亡与坏死有何区别？ 答：从发生原因和对机体影响方面看，细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。人胚胎发育中尾的消失，蝌蚪尾的消失，胎儿指间细胞的消失，都是通过细胞凋亡完 成的；在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋 亡完成的。它对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因 素的干扰都起着非常关键的作用。细胞坏死与细胞凋亡不同。细胞坏死是在种种不利因素影 响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 例10.C。细胞坏死是各种不利因素引起的细胞死亡。DNA复制和转录都需要先解旋，所以衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录。例 11.C。凋亡诱导因子与膜受体的结合是特异性的，体现了生物膜的信 息传递功能。细胞凋亡过程中凋亡相关基因表达出凋亡相关蛋白质，体现了基因的选择 性表达。细胞是凋亡之后被吞噬的，细胞凋亡是由基因决定的细胞自动死亡过程。凋亡 相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中发挥重要作用。例 12. D。脊椎动物细胞凋亡不仅发生在胚胎发育时期。在成熟的生物体 中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。一个存 活的神经元不只与一个靶细胞建立连接。由题目信息可知，神经元凋亡受内环境中神经 生长因子的影响。神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡。思考 11: 健康人体内有无原癌基因？癌症患者体内有无抑癌基因？答: 健康人体内有原癌基因，癌症患者体内也有抑癌基因，但是失去正常功能。 思考 12：根据所学知识，提出预防、诊断和治疗癌变的可能措施。答：预防措施：远离致癌因子，保持乐观心态。诊断措施：病理切片的显微观察、CT、 核磁共振以及癌基因检测等。治疗措施：手术切除、化疗和放疗，近年兴起了免疫疗法。 例13.D。抑癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖。例 14. D。恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，因此易分散转移是细胞癌变的 重要特征之一。题目中“复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常 增殖，抑制恶性肿瘤的发生”说明复合物诱导的靶基因属于抑癌基因，复合物的转移 实现了细胞质向细胞核的信息传递。若该受体蛋白基因不表达，则 TGF-1-Smads 这 条抑制肿瘤的信号传递途径被阻断，靶细胞就不能正常凋亡，将继续异常增殖。例 15 B。人体各种组织细胞的衰老不是同步进行的。细胞癌变是细胞畸 形分化或者说增殖失控的结果。皮肤上