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第四单元细胞的增殖与分化第三讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变知识点一细胞分化与细胞的全能性(1)图中过程B表示的是。(2)产生b、c、d、e之间差别的根本原因是的结果。(3)发生过程B的意义：可使细胞功能，提高各种生理功能效率；形成各，是生物个体发育的基础。1．细胞的分化(4)细胞分化的特点是：。细胞分化基因选择性表达专门化组织和器官普遍性、持久性、稳定性和不可逆性2．细胞的全能性(1)图中过程A表示。(2)若a是植物细胞，d能在体外条件下培养成一个植物体，说明d具有。(3)图中b、c、d、e的核内遗传物质(填“相同”或“不相同”)，原因是细胞分化过程中遗传物质。细胞增殖全能性相同不发生改变知识点二细胞的衰老和凋亡1．填写细胞衰老的特征(1)生理和生化的变化：①许多酶活性，如酪氨酸酶活性下降，导致黑色素合成减少，头发变白。②呼吸速率。(2)细胞形态和结构的变化：①线粒体数量，体积。②细胞核体积不断，核膜不断。降低变慢减少增大增大向内折叠2．填写细胞凋亡的概念和实例(1)概念：细胞凋亡又叫，由所引发的，是不可避免的死亡，是细胞发育过程中的必然步骤，是一种自发的细胞死亡。(2)实例：蝌蚪发育过程中尾的消失；人类中尾的消失等。编程性细胞死亡基因胚胎发育知识点三细胞的癌变1．填写细胞癌变及其特征(1)癌变：正常细胞发生而成为癌细胞的过程。(2)癌细胞的特征：突变2．连线致癌因子的类型和实例一、理解运用能力1．判断有关细胞分化与全能性叙述的正误。(1)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同(2013·海南卷T6C)()(2)同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强(2013·海南卷T6D)()(3)不同分化细胞的遗传信息相同(2012·上海卷T16A改编)()(4)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化(2011·北京卷T1A改编)()√×√√(2)细胞普遍衰老会导致个体衰老(2012·山东卷T3A)()(6)ATP合成酶基因，在不同细胞中选择性表达(2009·山东卷T2B改编)()(1)细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动(2013·江苏卷T7B)()√(5)玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性(2011·山东卷T2A)()×2．判断有关细胞癌变、衰老和凋亡叙述的正误。××(3)衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录(2012·山东卷T3D)()(4)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡(2012·山东卷T3C)()(5)细胞凋亡受基因调控，不利于个体生长发育(2011·江苏卷T5C)()(6)癌细胞在条件适宜时可无限增殖(2013·课标卷T2A)()√××√3．(2014·全国卷Ⅱ)同一动物个体神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成该差异的主要原因是()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的复制方式不同答案：B4．(2014·上海卷)植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定因素是()A．细胞膜B．细胞核C．线粒体D．叶绿体答案：B二、读图析图能力分析上图，回答下列问题：答案：A代表细胞分裂，使细胞数量增多。B代表细胞分化，使细胞种类增多。1．图中A、B分别代表细胞的什么过程？2．图中造血干细胞经过A、B过程，形成红细胞、血小板和各种白细胞的根本原因是什么？答案：基因的选择性表达。3．图中细胞分化能力最强的是什么细胞？答案：造血干细胞。[理清脉络]考点一以概念为基础，考查细胞分化与细胞的全能性1．细胞分化的机理和过程(1)细胞分化的机理：相同的核DNA―――→基因选择性表达不同的mRNA――→执行不同的功能――→合成不同的蛋白质――→体现不同的形态结构(2)细胞分化的过程：2．细胞分化与细胞全能性的比较①高度分化的植物体细胞具有全能性能性，其表现条件：a．离体；b．营养物质充足；c．激素调节；d．无菌环境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。例如，动物克隆技术①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度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特点含有本物种全套遗传物质细胞内基因选择性表达原理细胞全能性细胞分化项目①两者的遗传物质都不发生改变②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小关系细胞全能性有大小之分，如受精卵生殖细胞体细胞细胞分化程度有高低之分，如体细胞生殖细胞受精卵大小比较形成新的个体形成形态、结构、功能不同的细胞结果细胞全能性细胞分化项目[典例1](2014·温州市一模)下面为人体中肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞产生过程的模式图，据图推断关于这三类细胞的叙述，正确的是()A．含有的遗传信息相同B．含有的mRNA完全相同C．含有的蛋白质种类完全不相同D．形成的原因是基因的选择性丢失[思维流程][解析]题图中显示，肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞均含有相同的遗传信息(基因)；肌肉细胞中A基因开启，未成熟红细胞中C基因开启，神经细胞中E基因开启，基因表达的情况不完全相同，因此它们含有的mRNA不完全相同，含有的蛋白质种类也不完全相同；这些细胞形成的原因是基因的选择性表达。[答案]A1．干细胞分裂产生的细胞并非都要发生分化干细胞具有进行不对称分裂的特点：干细胞经过一次分裂所产生的两个细胞中，一个仍然是干细胞，另一个则经过多次分裂后，会变成许多各式各样的体细胞。2．未脱离植物体的细胞不能表现出全能性植物细胞全能性的表达需要一定的条件，即离体、无菌、一定的营养物质、植物激素等。未脱离植物体的细胞，其全能性受到抑制，不能发育成完整的新个体。3．同一个体不同类型细胞的RNA和蛋白质不完全相同同一个体的不同体细胞中核遗传物质完全相同，但由于选择性表达的基因不同，因而转录生成的mRNA及翻译生成的蛋白质不完全相同。4．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。5．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。[针对练习]高考命题常从以下角度设置陷阱(1)列举各项变化，判断是否发生在细胞分化过程中。(2)判断相关实例，是否表现出了细胞的全能性。1.(2011·全国卷)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答案：C解析：细胞分化的实质是基因选择性表达。ATP的合成发生在所有活细胞中；在没有分化的细胞中也进行mRNA的合成；存在血红蛋白的细胞一定是红细胞，是已经分化的细胞；所有的正常细胞中都存在纤维蛋白原基因。2．(2011·山东高考)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：玉米种子萌发长成新植株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，并没有发育成个体，所以不能体现细胞全能性。小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株体现的是植物生殖细胞的全能性。答案：D考点二通过对比分析，考查细胞衰老、凋亡和癌变1．细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别外形不规则变化呈球形细胞萎缩破裂形态变化破裂粘连蛋白减少皱缩内陷细胞膜的变化不受基因控制基因突变可能有关受基因控制与基因的关系细胞坏死细胞癌变细胞衰老细胞凋亡项目对机体有害对机体有害对机体有利对机体有利对机体的影响电、热、冷、机械等各种不利因素物理、化学、病毒等致癌因子内、外因共同作用受基因严格的控制影响因素细胞坏死细胞癌变细胞衰老细胞凋亡项目2.癌变的机理3．细胞分裂、细胞生长、细胞分化和细胞癌变的关系致癌因子导致↓正常细胞―――――→基因发生突变癌细胞―→生长和分裂失控(1)细胞分化的直接原因是蛋白质的不同，而根本原因是基因选择性表达，所以同一生物个体不同部位中细胞的核DNA相同，而mRNA和蛋白质不同。(2)细胞分化、细胞凋亡和细胞坏死时遗传物质没有发生改变，而癌变时却发生了遗传物质的改变(基因突变)。(3)细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，而生物体的生长包括细胞数目的增加和细胞体积的增大两个方面，所以细胞分裂和细胞生长是生物体生长的细胞学基础，而生物个体发育的细胞学基础是细胞分化。[典例2]下面为高等动物机体内的细胞凋亡及清除示意图，据图分析不．正确的是()凋亡诱导因子――→①结合膜受体―→凋亡信号――→激活②凋亡相关基因――→执行细胞凋亡――――→③巨噬细胞清除凋亡细胞A．①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．癌变的细胞不能正常凋亡有可能与②过程受阻有关C．在凋亡细胞被清除的过程中，巨噬细胞的溶酶体起重要作用D．若图中细胞的凋亡过程发生在某一动物体内，则说明该动物个体已经衰老[解析]①过程中凋亡诱导因子与细胞膜上的受体特异性结合，体现了细胞膜的信息传递功能；根据题图分析，凋亡信号不能激活凋亡相关基因导致细胞不能正常执行凋亡功能，可能是癌细胞不能正常凋亡的原因之一；幼年个体体内也存在细胞凋亡现象。[答案]D1．混淆细胞衰老与个体衰老，误认为衰老个体中细胞一定衰老对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；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．混淆细胞凋亡和细胞坏死(1)主动结束生命活动⇒细胞凋亡被动结束生命活动⇒细胞坏死从方式看(2)对生物体是有利的⇒细胞凋亡对生物体是有害的⇒细胞坏死高考命题常从以下角度设置陷阱(1)结合实例，判断细胞凋亡和细胞坏死。(2)以选择题形式考查细胞癌变的机理。从结果看3．(2015·富阳中学期中)有关高等生物体内细胞生命活动的叙述错误的是()A．被病原体感染细胞的清除属于细胞凋亡B．细胞凋亡、分化、分裂和癌变均与基因有关C．经细胞分化后，细胞种类增多，但每个细胞的全能性降低D．癌变细胞的粘连蛋白减少，细胞周期延长[针对练习]解析：被病原体感染细胞的清除靠的是效应细胞毒性T细胞与之结合后引起该靶细胞启动程序性死亡，属于细胞凋亡。细胞的一切活动归根到底是受遗传物质调控的。细胞分化能增加细胞类型，但越高度分化的细胞全能性表达越弱。癌细胞比普通细胞分裂速度快，所以细胞周期缩短。答案：D4．下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是()A．某细胞合成了胰岛素意味着该细胞已发生了细胞分化B．癌细胞的形成是基因选择性表达的结果C．细胞的衰老、凋亡和坏死都受基因的控制D．人的造血干细胞和成熟红细胞的染色体数目都能出现周期性变化解析：胰岛素是由胰岛β细胞分泌的，胰岛β细胞是已经分化的细胞；癌细胞的形成是基因突变所致；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而引起的细胞损伤和死亡，不受基因控制；人的成熟红细胞没有细胞核，不能分裂，也不存在染色体。答案：A实验探究能力细胞癌变与人类健康(高考常考实验)[典例](2014·富阳中学高考模拟卷)某科研单位研制出一种新型药物P，对治疗肝癌细胞有较好的疗效且不会对造血干细胞的增殖有副作用。为验证其疗效，请你利用以下材料和用具，写出实验思路，并用柱状图的形式呈现实验结果的预测。材料和用具：已知数量的肝癌细胞和造血干细胞、动物细胞培养液、用生理盐水配置的药物P、生理盐水、动物细胞培养瓶等。(要求：肝癌细胞与造血干细胞的具体计数方法不作要求。)(1)实验思路：①_________________________________________________。②_________________________________________________。③______________________________