4细胞分化衰老凋亡和癌变

4-3细胞分化、衰老、凋亡和癌变高三生物一轮复习第四部分细胞的生命历程20:33一、细胞分化20:331、概念：在__________中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在_______________________上发生______________的过程。结构和生理功能形态、个体发育稳定性差异一、细胞分化2、细胞分化的原因：

★直接原因：___________________________

★根本原因：___________________________

※特别提醒※

细胞分化过程中基因(遗传物质）没有改变，同一个体不同细胞中DNA相同，RNA、蛋白质不完全相同不同细胞内合成的蛋白质不同是基因选择性表达的结果一、细胞分化3、分化的结果:细胞种类的增加，形成不同的组织和器官4、分化的特点：

①___________

②___________

③___________

④___________

※特别提醒※★细胞分裂的结果是：细胞数目的增加；

★细胞分化的结果是：细胞种类的增加

细胞分裂是细胞分化的基础

※特别提醒※1、细胞分化发生在整个生命进程，胚胎时期达到最大限度。2、细胞分化是一种稳定的程序性变化，一般是不可逆转的。但在人工实验条件下，分化的组织细胞能脱分化（需要激素诱导）持久性普遍性不可逆性稳定性一、细胞分化5、分化的意义：

细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物_____的基础。细胞分化的原因主要是在生物个体发育的过程中，不同细胞中____________的执行情况不同所致，有的基因处于______状态，而有的基因处于_____状态。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于________，有利于提高各种＿＿＿＿＿＿＿的效率。（1）个体发育的基础（2）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。个体发育遗传信息活动关闭专门化生理功能

※特别提醒※★管家基因：所有细胞中均表达的一类基因，其产物（蛋白质）是对维持细胞基本生命活动所必需的。如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等。★奢侈基因：不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物蛋白质赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。如抗体基因、胰岛素基因等。二、细胞全能性概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。2、细胞具有全能性的原因：_______________________________________。3、细胞全能性表达的条件：

①离体(必要条件)。

②一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)。

③激素，尤其是生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性表达至关重要。

④适宜的条件(适宜的温度、pH等)。4、细胞全能性大小比较（分化程度越高，全能性越低)

①受精卵＞生殖细胞＞体细胞

②植物细胞＞动物细胞

③分裂能力强＞分裂能力弱细胞包含有该物种所特有的全套遗传物质5、表达全能性的实例：

（1）植物组织培养

（2）花药离体培养

（3）动物细胞核移植技术

（4）由卵细胞直接发育成的雄蜂二、细胞全能性

※特别提醒※①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质，因而理论上都具有全能性。②确认是否体现出全能性，必须参照“起点”与“终点”，即起点为“离体的细胞组织或器官”，终点为“完整个体”，不能达到“完整个体”的，决不可称作实现了全能性。★由种子发育为一个个体不能视为细胞全能性的表达★如胚胎干细胞发育成各种组织器官不叫全能性。三、干细胞

动物和人体内仍保留少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。1、来源：_____________________2、特点：

（1）形态：体积小，细胞核大，核仁明显。（2）功能：具有发育的全能性。3、种类:(1)专能干细胞（例如成纤维细胞）：只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞(2)多能干细胞（如造血干细胞）：能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体(3)全能干细胞（如胚胎干细胞）：能形成机体的所有组织器官，发育成完整个体4、主要用途：(1)治疗人类的某些顽症。用胚胎干细胞诱导分化出某些组织细胞治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难杂症。(2)培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体不足和器官移植后免疫排斥的问题。

(3)是研究体外细胞分化的理想材料早期胚胎和原始性腺判断:1.细胞的高度分化改变了物种的遗传信息。(

)2.检测不同细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否。(

)3.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中(13全国Ⅱ，6A)(

)4.成人体内绝大多数处于分化终端的各种细胞基因表达相同。(

)5.细胞分化常常发生在胚胎时期(

)6.用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性(13·四川)(

)7.同一个体叶肉细胞的分化能力比茎尖分生组织细胞的强(

)8.小鼠体细胞经诱导培育成小鼠体现了细胞全能性(12江苏，22D)(

)9.单细胞的DNA在体外大量扩增的过程体现了细胞的全能性(

)10.细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多，核DNA遗传物质改变(

)11.细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率(

)X

X

√X

X

√X

√X

X

√[练习1]:下列各项中能体现“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形成愈伤组织

D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株[练习2]: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．存在胰岛素基因[练习3]:如图表示人体部分细胞所经历的生长发育的各个阶段，下列有关叙述正确的是(

)A．细胞甲的分裂能力最强，分化程度最高

B．过程①②中均发生了遗传物质的改变C．T细胞与B细胞内所含的基因不同

D．淋巴因子作用于膜受体后即被灭活DCD[练习4]:科学家将4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达，使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)。如图为该实验示意图。下列有关叙述正确的是(

)A．iPS细胞所携带遗传信息与肌肉细胞相同

B．图示过程体现了iPS细胞的全能性C．关键基因表达使细胞功能趋向专门化

D．应用该技术可提高器官移植的成功率D四、细胞衰老1、个体衰老与细胞衰老的关系（1）单细胞生物：个体衰老=细胞衰老（2）多细胞生物：个体衰老≠细胞衰老

★对于多细胞生物而言，个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程。2、衰老细胞的特点：

①水分减少，细胞萎缩，代谢减慢（皱纹）

②酶的活性降低（头发白）

③色素积累（老年斑：色素积累）

④呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深；

⑤细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。3、细胞衰老的原因：（P122）

①自由基学说

在生命活动中，细胞不断产生自由基，自由基攻击和破坏细胞内执行各种正常功能的生物分子，攻击细胞膜、DNA、蛋白质等，引起细胞衰老。

②端粒学说

端粒是每条染色体的两端特殊序列的DNA片段。每次细胞分裂后会缩短一截，细胞分裂次数增加，端粒被截短，内侧正常基因受损伤，引起代谢异常。五、细胞凋亡和坏死1、凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，即细胞编程性死亡。2、坏死：是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。

※特别提醒※1、与细胞凋亡密切相关的细胞器是溶酶体。2、细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。3、凋亡与坏死的判断方法：(1)从方式看主动结束生命→凋亡被动结束生命→坏死(2)从结果看

对个体有利→凋亡

对个体有害→坏死4、靶细胞被效应T细胞消灭的过程应属细胞“凋亡”(不可看成“坏死”)五、细胞凋亡和坏死3、细胞凋亡的意义（1）细胞的自然更新。清除衰老细胞，如“脱落的人体皮肤表皮细胞”（2）清除多余、无用的细胞。如蝌蚪的尾巴按照一定程序消失，这里的蝌蚪的尾巴细胞属于多余无用的细胞。（3）清除体内有害细胞、被病原体感染的细胞等异常细胞。如“吞噬过多的细菌导致死亡的白细胞”和癌细胞都属于此类异常细胞。细胞凋亡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干扰都起到非常关键的作用。六、细胞癌变1、癌细胞：细胞受到____________的作用，细胞中____________发生改变，变成不受机体控制的、连续进行分裂的___________细胞，这种细胞就是癌细胞。2、癌细胞的特征：（1）_________________。（原因是没有接触抑制）（2）___________________________（3）________________。（原因是细胞膜上糖蛋白等物质的减少，使癌细胞间黏着性下降，容易在体内分散和转移，产生癌胚抗原和甲胎蛋白。）致癌因子遗传物质恶性增殖

※特别提醒※1．癌细胞是一类畸形分化的细胞，或不能正常分化的细胞。2．细胞的增殖、分化、衰老、凋亡都属于正常的生理过程，而细胞的癌变则是细胞一种不正常的变异(基因突变)导致的。3．癌细胞的三个特征，可从“不死的细胞”“变态的细胞”“扩散的细胞”三方面来理解掌握。能无限增殖形态结构发生显著变化表面发生了变化六、细胞癌变3、癌变原因：（1）外因：致癌因子的作用①物理致癌因子：各种辐射，如紫外线、X射线等

②化学致癌因子：如砷化物、镉化物、亚硝酸、黄曲霉素等

③病毒致癌因子：致癌病毒（2）内因（根本原因）：原癌基因和抑癌基因发生基因突变

原癌基因：___________________________________________

抑癌基因：__________________________________________。

※特别提醒※(1)原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。(2)除细胞癌变发生了遗传信息改变外，细胞的其余生命历程(如细胞分裂、分化、衰老、凋亡)均未改变遗传信息。(3)除细胞癌变与细胞坏死对细胞不利外，细胞的其余生命历程(细胞分裂、分化、衰老、凋亡)均对生命有积极意义。(4)除细胞坏死外，其余各类生命历程(含癌变)均与“基因”有关，即受基因控制。主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程主要是阻止细胞不正常的增殖判断:1.细胞凋亡是细胞发育过程中由某些基因的有序表达引发的(

)2.胚胎发育过程中既有细胞的增殖与分化，也有细胞的凋亡(

)3.细胞凋亡使细胞自主有序死亡，有利于生物体内部环境的稳定(13天津，3D)(

)4.病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变(12全国，2C)(

)5.人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用(2011山东，3C)(

)6.衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录(2012·山东高考)(

)7.效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡(

)8.脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期(

)9.癌细胞的分裂、生长过程需要大量的核糖体参与合成蛋白质(

)10.分化和癌变过程中均发生遗传物质的改变(

)11.老年人因衰老，体内细胞失去了的分裂和分化能力(

)[练习1]:（12年全国卷02）下列关于细胞癌变的叙述，错误的是（

）A.癌细胞在条件不适宜时可无限增殖

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√√√√√√√×√××D[练习2]:细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种方式。细胞坏死是因病理因素而产生的被动死亡。近期研究表明，存在于人体内的一种名为RIP3的蛋白激酶通过调节能量代谢，可以将肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死。下列有关叙述不正确的是(

)A．在人体造血干细胞中不存在控制RIP3合成的基因B．通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式C．若抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制细胞坏死D．以上研究结果证明细胞坏死与部分基因表达有关[练习3]:TGF­β1——Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明，胞外蛋白TGF­β1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AD[练习4]:中科院发现一种诱导细胞凋亡的新机制。在H2O2和TNF­α(一种淋巴因子)等因素的诱导下，鼠肝细胞内的溶酶体释放微量的胰凝乳蛋白酶，并将细胞质内的Bid蛋白分解成更小的cBid，后者与线粒体、溶酶体的膜结合，诱导内容物释放，最终导致细胞凋亡(如图所示)。请结合所学知识分析，下列叙述正确的是(

)

A．胰凝乳蛋白酶的释放增加了cBid的数量，cBid进一步引起溶酶体内容物的释放是负反馈调节B．cBid可能会引起细胞能量供应能力下降，加速细胞的凋亡C．溶酶体中胰凝乳蛋白酶的释放具有促进细胞凋亡的作用，而其他内容物释放无此功能D．细胞坏死后，释放的内容物可引起组织发炎B[练习5]:经科学家研究知道，控制合成单羧酸转运蛋白1(MCT1)基因的表达是将抗癌药物3­BrPA运输至细胞内的充分必要条件。下图表示了3­BrPA作用于癌细胞的机理，表格中数据是研究者用相同剂量3­BrPA处理5种细胞所得的实验结果。据此可推断(

)A．正常细胞和癌细胞4死亡率为0的原因是它们对3­BrPA的敏感性最强B．癌细胞3死亡率最高是因为只有它具有MCT1的基因C．由图可推断MCT1可能是载体，3­BrPA主要作用于细胞呼吸的第一阶段D．细胞中的MCT1基因表达水平越高，该细胞对于3­BrPA的敏感性越低C[练习6]:热休克蛋白(HSP)是细胞和机体受到高温侵袭或生存威胁时，合成量迅速增加的一类蛋白质(如HSP60、HSP90等)。它们具有多种功能。请回答：(1)当细胞受高温刺激时，HSP迅速地被诱导出来，以避免细胞结构被破坏，这表明生物的性状是_______________共同作用的结果。(2)甲图为HSP60发挥作用的示意图，据图推测HSP60所起的作用是_________________________________________________________________。(3)癌细胞能在体内“恶劣环境”下存活的关键是HSP90比正常细胞的含量________，这提示我们在开发增强化疗和放疗效果的药物时应考虑____________________________________________________________。基因和环境促使多肽链形成(具有一定空间结构的)蛋白质多抑制HSP90的活性(抑制HSP90基因的表达或降低HSP90的含量)[练习6]:热休克蛋白(HSP)是细胞和机体受到高温侵袭或生存威胁时，合成量迅速增加的一类蛋白质(如HSP60、HSP90等)。它们具有多种功能。请回答：(4)当细胞癌变时，会产生正常细胞原本不具有的蛋白质，它可引发免疫反应。在此过程中，热休克蛋白参与了识别作用(见乙图)。①图中甲细胞的名称是________________，a表示T细胞的_______________过程，清除癌变细胞的免疫方式是__________________。②研制抗癌疫苗时最好提取纯化图中的__________________________。吞噬细胞增殖分化细胞免疫热休克蛋白质—抗原复合体[练习7]:目前临床上治疗癌症的一般方法是手术切除肿瘤，为防止体内残留癌细胞，在手术后进行化疗。某生物兴趣小组的同学从资料上获知：二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推测二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，能作为癌症的一种化疗药物，就此问题他们设计实验进行了探究。实验材料：肝部长有肿瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，生理盐水，含有全部营养物质的细胞培养液，显微镜，血球计数板，试管，吸管等。(1)其中某位同学的实验操作如下，请将实验内容