2024高考生物一轮复习第四单元细胞的生命历程第13讲细胞的分化衰老凋亡和癌变教案新人教版

PAGE11-第13讲细胞的分化、苍老、凋亡和癌变考点一细胞的分化与全能性1.细胞分化(1)概念: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。(2)过程图解(3)实质:在个体发育过程中,不同的细胞中遗传信息的执行状况不同,即基因的选择性表达。(4)特点①普遍性:是生物界中普遍存在的生命现象。②长久性:细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度。③稳定性和不行逆性:一般来说分化了的细胞将始终保持分化后的状态,直到死亡。(5)结果①分子水平的变更:mRNA种类不同→蛋白质种类不同。②细胞水平的变更:细胞形态、结构和生理功能的变更,渐渐失去分裂实力。③组织器官水平的变更:产生不同类型的细胞构成不同的组织和器官。(6)意义①是生物个体发育的基础。②使细胞趋向特地化,有利于提高各种生理功能的效率。2.细胞的全能性(1)概念:已经分化的细胞,仍旧具有发育成完整个体的潜能。(2)基础:每个细胞中有发育成生物体所须要的全套遗传信息。(3)动物细胞和植物细胞全能性的差异①已分化的动物细胞的细胞核具有全能性,在肯定的条件下经过培育只能形成细胞群。②植物细胞在肯定的条件下经过培育可以形成植物体。(4)把实例和相应的原理或过程连线实例依据原理或过程①花粉培育成单倍体植株a.动物细胞核具有全能性②克隆羊多利的培育b.植物细胞具有全能性③植物导管组织的形成c.细胞的有丝分裂④受精卵发育成个体d.细胞的分化提示:①—b②—a③—d④—c、d[纠误诊断](1)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化。(√)(2)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同。(×)提示:同一个体不同的细胞所含有的基因相同。(3)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞中表达的基因都不相同。(×)提示:同一个体不同的细胞表达的基因不完全相同。(4)克隆羊“多利”的诞生证明白动物体细胞仍旧具有全能性。(×)提示:动物细胞的细胞核仍具有全能性。(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。(×)提示:细胞全能性的体现是发育成完整的个体。(6)玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性。(×)提示:细胞全能性是指已经分化的细胞,仍旧具有发育成完整个体的潜能,玉米种子是器官。1.如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态,据图思索探究:(1)上述基因属于管家基因(基因产物是维持细胞基本生命活动所必需)的是a,属于奢侈基因(基因产物给予不同细胞特异性的生理功能)的是b、c、d。(2)这三种细胞是否包括红细胞?细胞A、B分别是什么细胞?提示:不包括红细胞,因为这三种细胞“血红蛋白基因”均不能表达;细胞A可产生“胰岛素”,应为胰岛B细胞;细胞B可产生“生长激素”,应为垂体细胞。(3)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子,则其杂交带状况如何?若用该探针检测胰岛素基因的mRNA,其杂交带状况如何?提示:A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因,但该基因只有在细胞A中才能转录产生mRNA,用胰岛素基因作探针,三类细胞均可形成杂交带,但改为检测胰岛素基因的mRNA,则只有细胞A能产生杂交带。(4)请从分子水平和细胞水平分别说明细胞分化后,细胞发生变更和不发生变更的分别是什么?提示:2.比较细胞分化与细胞的全能性细胞分化细胞的全能性缘由细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传信息特点①普遍性②长久性③稳定性和不行逆性①高度分化的植物体细胞具有全能性②动物已分化的体细胞全能性受限制,但细胞核仍具有全能性结果形成具有特定形态功能的细胞形成新个体区分标记特定的细胞中基因进行了选择性表达由已分化的细胞形成了新个体大小比较细胞分化程度有凹凸之分,如体细胞>生殖细胞>受精卵(填“>”或“<”)细胞全能性表达的难易程度不同,如受精卵>生殖细胞>体细胞(填“>”或“<”)联系①两者的遗传物质都不发生变更②已分化的细胞仍旧保持全能性③一般状况下,分化程度越高,全能性相对越低[深度思索]与体细胞相比生殖细胞中的遗传物质削减了一半,是否还具有全能性?为什么?提示:生殖细胞仍旧具有全能性。在生物的体细胞中染色体是成对的,基因也是成对的。生殖细胞中的染色体数目削减了一半,基因也削减了一半,但基因的种类没有少,仍旧含有限制生长发育的全部遗传信息,因此仍旧具有全能性。题型一考查细胞分化1.(2024·全国Ⅱ卷)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(B)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.通过组织培育可将植物叶肉细胞培育成新的植株解析:有丝分裂是将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制)之后,精确地平均安排到两个子细胞中,因而在亲代和子代细胞之间保持了遗传的稳定性,可见细胞的有丝分裂对生物性状的遗传具有很大的贡献;哺乳动物的造血干细胞是由受精卵分裂分化而来的,属于已分化的细胞,只是分化程度不高,仍保留了分裂和分化实力;细胞分化的根本缘由是在个体发育的过程中,同一生物的不同细胞中遗传信息的执行状况不同,即基因的选择性表达;高度分化的植物细胞仍具有全能性,故通过植物组织培育技术可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株。2.(2024·河北衡水中学检测)下列关于人体内细胞分化的叙述,错误的是(D)A.细胞分化是基因在不同时间或空间选择性表达的结果B.细胞分化使细胞功能特地化,提高了各项生理功能的效率C.细胞内合成了血红蛋白是造血干细胞分化为红细胞的标记D.胚胎干细胞、成肌细胞及造血干细胞的分化程度依次降低解析:细胞分化是基因选择性表达的结果;细胞分化形成不同组织,使多细胞生物体中的细胞功能趋向特地化,有利于提高各项生理功能的效率;红细胞来源于造血干细胞的增殖分化,红细胞分化的标记是合成了其特有的血红蛋白;胚胎干细胞是全能干细胞,造血干细胞是多能干细胞,成肌细胞是专能干细胞,可见,成肌细胞、造血干细胞及胚胎干细胞的分化程度依次降低。题型二考查细胞的全能性3.下列关于细胞全能性的叙述,正确的是(A)A.水稻的正常体细胞及其卵细胞均具有全能性B.细胞的全能性是指细胞具有全面的生理功能C.玉米种子萌发长成新植株能体现细胞全能性D.造血干细胞形成各种血细胞能体现细胞全能性解析:水稻正常的体细胞及其卵细胞均含有本物种全套的遗传物质,均具有全能性;细胞的全能性是指高度分化的细胞仍旧具有发育为完整个体的潜能;玉米种子萌发长成新植株是正常发育的结果,不能体现细胞的全能性;造血干细胞形成各种血细胞,没有形成完整的个体,该过程不能体现细胞全能性。4.在下列实例中,能说明“动物细胞具有全能性”的是(B)A.壁虎断尾后重新长出尾部B.蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂C.用体外培育的皮肤治疗烧伤病人D.小鼠肝脏细胞的自我复制解析:细胞全能性是指高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。只有离体的单个细胞发育成完整的动物体才可体现出动物细胞的全能性。蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂说明卵细胞具有全能性;A、C、D项中细胞均未发育成完整个体,不能体现细胞的全能性。考点二细胞的苍老、凋亡和癌变1.细胞苍老(1)个体苍老与细胞苍老的关系(2)细胞苍老的特征①代谢变更②细胞核体积增大,染色质收缩,核膜向内折叠。(3)细胞苍老的假说①自由基假说:细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA和蛋白质,致使细胞苍老。②端粒假说:染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短,导致正常的DNA序列损伤,使细胞渐渐苍老。2.细胞凋亡(1)概念:由基因所确定的细胞自动结束生命的过程。(2)类型(3)意义3.细胞的癌变(1)癌细胞的概念:正常机体细胞在致癌因子的作用下,细胞中遗传物质发生变更,就变成不受机体限制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞,这种细胞就是癌细胞。(2)癌细胞的特征(3)癌变机理①致癌因子的类型(连线)类型实例Ⅰ.物理致癌因子a.肝炎病毒等Ⅱ.化学致癌因子b.X射线、紫外线等Ⅲ.病毒致癌因子c.亚硝胺、黄曲霉素等提示:Ⅰ—bⅡ—cⅢ—a②原癌基因和抑癌基因a.原癌基因:主要负责调整细胞周期,限制细胞生长和分裂的进程。b.抑癌基因:主要是阻挡细胞不正常的增殖。③细胞癌变的机理: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突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。④特点:癌症的发生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,才能导致细胞癌变,细胞癌变具有累积效应。[纠误诊断](1)细胞的苍老和凋亡是生物体异样的生命活动。(×)提示:细胞的苍老和凋亡是正常生命活动。(2)细胞普遍苍老会导致个体苍老。(√)(3)苍老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录。(√)(4)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。(×)提示:细胞凋亡是基因限制的。(5)细胞凋亡受基因调控,不利于个体生长发育。(×)提示:细胞凋亡对个体的生长发育是有利的。(6)原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症,因此癌症可遗传。(×)提示:体细胞中发生的癌变不能遗传给后代。(7)原癌基因的主要功能是阻挡细胞发生异样增殖。(×)提示:原癌基因的功能是调整细胞周期,限制细胞生长和分裂的进程。1.细胞分化、苍老、凋亡、坏死与癌变的比较实质遗传物质的变更结果对机体的影响细胞分化基因的选择性表达遗传物质不发生变更形成不同组织、器官有利细胞苍老内因和外因共同作用的结果遗传物质可能发生变更细胞走向死亡有利细胞凋亡由遗传机制确定的程序性调控遗传物质不发生变更细胞走向死亡有利细胞坏死电、热、冷、机械等不利因素引起的,不受基因限制遗传物质不发生变更细胞走向死亡有害细胞癌变物理、化学和病毒致癌因子影响下,原癌基因和抑癌基因发生突变遗传物质发生变更形成无限增殖的癌细胞,引发恶性肿瘤有害2.试验室中有癌细胞、细胞培育液,如何通过试验验证某种抗癌药物X的抗癌作用,请写出试验思路。提示:将癌细胞分成两组用培育液进行培育。试验组培育液中加入抗癌药物X,比照组不加,一段时间后记录并比较两组癌细胞的增殖代数(分裂次数)。试验组比比照组增殖代数少,则证明药物X具有抗癌作用。3.探讨人员试图通过动物细胞培育试验,探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞的主要养分来源。现在试验室供应肺癌细胞和必备的试验材料,请你写出简要的试验思路。提示:在相宜的条件下,用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为养分物质的细胞培育液培育等量的肺癌细胞,一段时间后,统计两组中肺癌细胞的数量(要体现出等量原则和比照原则,空白比照组可设可不设)。名师点拨:(1)细胞凋亡是由基因所确定的细胞自动结束生命的过程,也称细胞编程性死亡,对生物体是有利的。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,不受基因限制,对生物体是有害的。(2)原癌基因和抑癌基因普遍存在于全部体细胞中,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。题型一细胞苍老和凋亡的特征及机理1.(2024·全国Ⅰ卷)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型,下列关于人体中细胞凋亡的叙述,正确的是(B)A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象C.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象D.细胞凋亡是基因确定的细胞死亡过程,属于细胞坏死解析:胎儿手发育的过程中,手指间隙的细胞会发生细胞凋亡;小肠上皮细胞中苍老的细胞将会发生细胞凋亡,不断完成细胞的自然更新;被病原体感染的细胞属于靶细胞,机体通过细胞免疫将靶细胞裂解,释放抗原,属于细胞凋亡;细胞凋亡是由基因确定的细胞自动结束生命的过程,细胞坏死是在种种不利因素的影响下,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。2.某探讨小组发觉,血液中含有一种名为GDF11的蛋白质,其含量削减可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降。因端粒酶在细胞中可以将端粒修复延长,而让端粒不因细胞分裂而有所损耗,使细胞分裂次数增加,所以GDF11含量削减会导致细胞分裂实力下降,下列分析错误的是(C)A.GDF11可能与人体神经干细胞的苍老有关B.血液中GDF11含量削减可导致神经干细胞的形态、结构发生变更C.限制GDF11合成的基因发生突变,可导致神经干细胞发生癌变D.细胞的苍老和癌变都与基因的调控有关解析:GDF11含量削减可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降,从而抑制端粒的修复延长,使细胞苍老;苍老的细胞会发生细胞形态、结构和功能的变更;限制GDF11合成的基因发生突变,则机体无法合成GDF11,可能会加速细胞苍老,但不会导致神经干细胞发生癌变;血液中GDF11含量受基因的调控,细胞癌变与原癌基因和抑癌基因的突变有关,因此细胞的苍老和癌变都与基因的调控有关。题型二癌细胞的特点及对癌细胞的相关探讨3.(2024·全国Ⅱ卷)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)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,细胞的形态发生变更C.细胞中的染色体可能受到损伤,细胞的增殖失去限制D.细胞中遗传物质可能受到损伤,细胞表面的糖蛋白削减解析: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,才能给予癌细胞全部的特征,癌细胞膜上的糖蛋白削减,从而使癌细胞之间的黏着性降低;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更,例如,体外培育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;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限制的恶性增殖细胞;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削减。4.(2024·河北衡水中学二调)科研人员在探讨外源性PLCE1基因的作用时,将导入PLCE1基因并高度表达的结肠癌细胞注入裸小鼠体内,与比照组相比,试验组裸小鼠形成的肿瘤较小,癌细胞被大量阻滞在分裂间期,部分癌细胞死亡。下列分析正确的是(A)A.对癌症患者的治疗选择肿瘤药物,其作用的时间最好是细胞分裂间期B.试验表明PLCE1基因具有原癌基因的功能C.比照组的裸小鼠应不做任何处理D.试验组的裸小鼠体内大量癌细胞的细胞周期会变短解析:绝大多数抗肿瘤药物抗癌的原理是通过不同的方式抑制细胞增殖;因为抑制了细胞增殖,相当于抑制了肿瘤的生长与扩散,从而达到抗肿瘤的效果。其作用的时间最好是细胞分裂间期,抑制DNA的复制,使细胞停滞在分裂间期,不能完成细胞周期;试验表明:PLCE1基因的表达产物能抑制癌细胞的增殖,所以PLCE1基因具有抑癌基因的功能;依据单一变量的原则,比照组的裸小鼠应注入不含PLCE1基因的结肠癌细胞;依据题意试验组裸小鼠形成的肿瘤较小,癌细胞大量阻滞在分裂间期,部分癌细胞死亡,所以试验组的裸小鼠大量癌细胞的细胞周期受影响,但不会变短。题型三细胞生命历程的综合考查5.(2024·江苏卷)下列关于细胞生命活动的叙述,错误的是(D)A.细胞分裂间期既有基因表达又有DNA复制B.细胞分化要通过基因的选择性表达来实现C.细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动D.细胞癌变由与癌有关基因的显性突变引起解析:细胞分裂间期会进行