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第2讲细胞的分化、衰老和凋亡、癌变知识点一细胞的分化与全能性想一想：受精卵发育成一个具有各种组织器官的生物体，其中重要的细胞活动是什么？知识点二细胞的衰老和凋亡议一议：细胞死亡主要有哪几种形式？哪种形式对生物体是有利的？知识点三细胞的癌变判断正误1．细胞分化不会改变细胞内的遗传物质()。2．细胞分化具有普遍性、持久性和绝对不可逆性()。3．细胞分化的实质是不同细胞中基因的选择性表达()。4．理论上，活细胞都具有全能性()。5．细胞凋亡是由于细胞衰老的缘故()。6．被病原体感染的细胞的清除属于细胞坏死()。7．不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因，正常细胞中也存在()。8．原癌基因和抑癌基因的作用不是简单的拮抗关系，二者共同对细胞的生长和分化起着调节作用()。9．在任何条件下，癌细胞都能无限增殖()。10．细胞衰老和癌变都能引起细胞膜成分或功能的改变，且原因相同()。人体衰老的特征一个癌变的脑部细胞自我校对：①一个或一种细胞②稳定性差异③普遍性、持久性④个体发育⑤专门化⑥遗传信息⑦完整个体⑧愈伤组织⑨再分化○10分裂和分化⑪细胞萎缩⑫降低⑬增大⑭改变⑮自动结束生命⑯内部环境⑰遗传物质⑱恶性增殖⑲无限增殖⑳形态结构○21细胞膜上的糖蛋白○22病毒○23原癌基因○24抑癌基因○25细胞周期○26不正常想一想：细胞分裂和细胞分化。议一议：细胞死亡主要有细胞凋亡和细胞坏死。细胞凋亡对于多细胞生物个体是有利的。看一看：根本原因是细胞内遗传物质发生了改变。判断正误：1.√2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.√9.×10.×,细胞分化与细胞全能性及其应用1．细胞分化、细胞全能性的比较细胞分化细胞全能性原理细胞内基因的选择性表达含有本物种全套遗传信息特点①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度②稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡③普遍性：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础①高度分化的植物细胞具有全能性。植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性②动物已分化的体细胞全能性受到限制，但细胞核仍具有全能性。例如，动物克隆技术结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分，如体细胞生殖细胞受精卵细胞全能性有大小之分，如受精卵生殖细胞体细胞关系①两者的遗传物质一般都不发生变化②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小2.干细胞的类型和在医学上的应用(1)概念干细胞是一类具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。(2)类型干细胞分为3类：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。下面以干细胞分化成红细胞的过程为例，说明它们之间的关系：(3)应用医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。【疑难辨析】1．细胞分化的不可逆性及脱分化(1)在生物体内，细胞分化是一种稳定的程序性变化，这种变化一般是不可逆转的。(2)但在人工实验条件下，分化的组织细胞能脱分化，脱分化的组织细胞由于含有发育成完整生物体的全部遗传物质，因而经一定人工培养后理论上可发育成一个完整生物体。2．个体发育、细胞分化、基因表达三者之间的关系(1)个体发育是以细胞的分裂和分化为基础，因为只有通过细胞分裂，才能增加细胞的数目；只有通过细胞的分化，才能形成不同的组织、器官和系统。细胞分化是个体发育中的主要过程：受精卵――→细胞分裂、细胞分化胚胎发育＋胚后发育成熟的生物个体(2)细胞的分裂和细胞的分化是以基因的表达为基础的，特别是细胞分化，它是细胞内的遗传信息(基因)有序表达的结果。如红细胞的形成是以控制血红蛋白合成为主的基因表达的结果。(3)从上述三者之间的关系可以看出，个体水平上的发育是以细胞水平的分裂与分化为基础的，细胞水平的分裂与分化是以分子水平的基因表达为基础的。★★★本考点是历年高考命题的重点，考查内容不仅局限于教材上的基本概念和原理，往往结合社会(科技)热点或生活实例考查学生提取、处理信息并灵活应用的能力，考查形式多以选择题为主。【典例1】►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，基因表达产物不同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解析考察细胞分化。由信息知胰岛样细胞由自体骨髓干细胞分化而来，胰腺组织是体细胞有丝分裂、分化的细胞，基因与体细胞相同，所以骨髓干细胞与胰岛样细胞及胰腺组织的基因组成相同，但基因选择性表达产物不同。答案B【训练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解析本题考查细胞的分化相关知识。ATP是生命活动的直接能源物质，活细胞里都有ATP的合成，A不符合题意。蛋白质是生命活动的体现者；无论是分化程度低的干细胞，还是分化程度高的特化细胞中都有蛋白质的合成，即有相关mRNA的合成，B不符合题意。血红蛋白只存在于高度特化的红细胞中，C符合题意。来自同一机体的所有细胞都由同一个受精卵经过有丝分裂而来，其中的DNA都相同；结构完整的细胞中都存在纤维蛋白原基因，D不符合题意。答案C特别提醒同一生物体不同部位细胞的DNA、基因、tRNA相同，但mRNA和蛋白质不同。拓展提升管家基因：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。奢侈基因：只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、血红蛋白基因等。【训练2】►下列对于细胞分化不同水平的分析，不正确的是()。A．从细胞水平分析，细胞分化是细胞的形态、结构和功能改变的结果B．从细胞的亚显微结构水平分析，细胞分化是细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果C．从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的根本原因D．从核酸分子的角度分析，细胞分化是基因选择性表达的结果解析在个体发育中，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，叫做细胞分化。从核酸分子的角度分析，细胞分化是基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本原因。答案C,细胞的衰老、凋亡和癌变1．个体衰老与细胞衰老的关系(1)单细胞生物的细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。(2)多细胞生物体内的细胞总是不断地更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态，但从整体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。2．癌细胞的特征与癌变机理(1)特征分析①不死性：条件适宜时，癌细胞可以无限增殖，而且分裂迅速，细胞内的核糖体数目大量增加，代谢异常活跃。②迁移性：癌细胞分泌一些酶类分解细胞表面的某些结构，导致癌细胞黏着性降低，易于扩散。③失去接触抑制性：正常细胞贴壁生长汇合成单层后停止生长，称为接触抑制。而癌细胞即使堆积成群，仍然可以生长。如下图：(2)癌变机理(3)原癌基因与抑癌基因的关系①原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因，在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。②抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。③癌变是由原癌基因和抑癌基因发生突变，导致细胞异常分裂，对这种异常分裂机体又无法阻止而造成的。3．细胞的凋亡、坏死与癌变的比较项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变与基因的关系受基因控制不受基因控制受突变基因控制细胞膜的变化内陷破裂糖蛋白等减少，黏着性降低形态变化细胞变圆，与周围细胞脱离细胞外形不规则变化呈球形影响因素受严格的由遗传机制决定的程序性调控电、热、冷、机械等不利因素影响分为物理、化学和病毒致癌因子对机体的影响对机体有利对机体有害对机体有害知识归纳细胞分化、分裂、癌变及凋亡的关系★★★本考点触及两个层面：①癌变、衰老、凋亡是现代生理学研究的热点，②延缓衰老、防治癌变是与人类健康相关的生活热点。决定了该考点年年命题频率高、信息类题多。复习时要高度重视。【典例2】►下列有关细胞癌变的叙述，正确的是()。A．基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传B．石棉和黄曲霉素是不同类型的致癌因子C．人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用D．癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓解析本题考查有关细胞癌变的相关知识。细胞癌变是基因突变的结果，是原癌基因和抑癌基因突变引起的，通常是物理、化学或病毒作用的结果。基因突变如果是体细胞不能遗传给子代，如果是生殖细胞可以遗传给子代，所以A选项是错误的；石棉和黄曲霉素都是化学致癌因子，所以B选项是错误的；C选项中病变的细胞是抗原，人体的免疫系统把其清除过程就是免疫，所以C选项是正确的；癌变细胞内酶活性提高，因为细胞代谢增强变成只分裂不分化的细胞，所以D选项是错误的。答案C题后反思本考点中考查基础知识题偏多，新信息类试题，往往也是“高起点”，“低落点(考基础)”，因此对癌变、衰老、凋亡的机理、特征等要准确记忆。【训练3】►细胞凋亡又称细胞编程性死亡，其大致过程如图所示。下列有关叙述不正确的是()。细胞凋亡过程A．细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程B．细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量C．细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来D．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解析细胞凋亡是由基因调控的细胞自动结束生命的过程。答案A【训练4】►(原创题)下列有关细胞凋亡、坏死与癌变的说法，正确的是()。A．细胞凋亡受基因控制；细胞癌变不受基因控制B．细胞坏死，代谢停止；细胞癌变，代谢增强C．细胞坏死，膜通透性降低；细胞癌变，膜黏着性增强D．细胞癌变，细胞周期延长；细胞凋亡，细胞周期变短解析癌变细胞的遗传物质和细胞功能都发生改变，故细胞癌变受基因控制；细胞癌变，膜黏着性减弱；细胞坏死，膜通透性增加；细胞癌变，细胞周期缩短，凋亡的细胞没有细胞周期。答案B,细胞分化与全能性的考查1．判断正误(1)免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新能力()。(2)细胞癌变是细胞高度分化的结果()。(3)细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变()。(4)某实验室做了下图所示的实验研究A．与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较低()。B．过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程()。解析(1)记忆细胞在二次免疫中，在接受到抗原的再次刺激后会迅速增殖分化成相应的效应细胞和记忆细胞，具有分化和自我更新能力。(2)环境中的致癌因子损伤细胞中的DNA，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，是细胞不正常分化的结果。(3)细胞分化不会引起细胞内遗传物质的改变。(4)本题考查细胞分化及细胞工程相关知识，考查学生的综合应用能力。过程1形成的诱导干细胞全能性高，A错。过程2是细胞的分化过程，分化时遗传物质不会发生变化，B错。答案(1)√(2)×(3)×(4)A.×B．×2．下列生命过程中，没有发生细胞分化的是()。A．断尾壁虎长出新尾巴B．砍伐后的树桩上长出新枝条C．蝌蚪尾巴消失的过程D．胚胎发育中出现造血干细胞解析蝌蚪尾巴消失的过程是细胞凋亡造成的。答案C3．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解析本题考查有关细胞分化和全能性的相关知识。细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果。细胞全能性是指已分化的细胞具有发育成个体的潜能，全能性的体现必须发育成一个个体；A选项玉米种子本身就是已经分化的胚，该过程能体现细胞分化，但不能体