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第一部分专题突破方略第2讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变第一部分专题突破方略知识网络构建干细胞癌细胞癌细胞机理第一部分专题突破方略核心考点突破细胞的全能性及表达真题预诊1．(2011年高考山东卷)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第一部分专题突破方略解析：选D。细胞具有发育成完整个体的潜能叫做细胞的全能性。种子萌发长成植株，发生了细胞分化,但没有经过细胞离体培养，故没有体现出体细胞的全能性，A项不符合题意；骨髓造血干细胞形成各种血细胞，仅仅是细胞分化的过程，没有完整个体的形成，体现不出细胞的全能性，B项不符合题意；花粉离体培养发育成单倍体植株，经历了细胞分化，体现的是花粉(生殖细胞)的全能性，没有体现体细胞的全能性，C项不符合题意；胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株，该过程既有细胞分化，又体现出体细胞的全能性，D项符合题意。第一部分专题突破方略1．细胞全能性的表现过程离体细胞――→脱分化愈伤组织――→再分化完整个体2．细胞具有全能性的原因细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。3．细胞全能性的证明实例(1)植物组织培养证明了植物细胞具有全能性。(2)克隆动物证明了高度分化的动物细胞核也具有发育的潜能。4．可作为证明细胞全能性的实例必须同时满足以下三个条件(1)起点：高度分化的细胞；(2)终点：形成完整的个体；(3)外部条件：离体、营养物质等。5．细胞全能性比较(1)动物与植物：植物细胞动物细胞(2)同一个体：受精卵生殖细胞体细胞(3)同一细胞：刚产生的细胞成熟细胞衰老细胞。第一部分专题突破方略真题预诊2．(2011年高考江苏卷)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，易分散转移细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变第一部分专题突破方略解析：选D。基因的选择性表达导致细胞分化，细胞的种类增加，A项错误；衰老的细胞中大多数酶活性降低，细胞核体积增大，细胞的体积变小，B项错误；细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡，是细胞的正常生命现象，对机体是有积极意义的，C项错误；因癌细胞膜表面的糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，癌细胞容易分散转移，D项正确。第一部分专题突破方略细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变的区别和联系结果遗传物质变化情况细胞分裂单细胞生物完成生殖，多细胞生物产生新细胞遗传物质复制均分细胞分化形成不同组织器官遗传物质不发生改变细胞衰老细胞正常死亡细胞凋亡基因决定的细胞自动结束生命的正常死亡过程细胞癌变形成无限增殖的癌细胞遗传物质发生改变(1)细胞分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡是细胞的正常生理现象；(2)细胞分裂是生物生长发育、繁殖和遗传的基础，是细胞分化的基础；(3)细胞分化是生物个体发育的细胞学基础，仅有细胞分裂增殖而没有细胞分化，生物体不能进行正常的生长发育，经细胞分化，多细胞生物形成不同的组织和器官；(4)细胞癌变是正常细胞在致癌因子影响下畸形分化的结果,内在原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。区别联系第一部分专题突破方略名师高考导航体验赛场高考热点聚焦(2011年高考北京卷)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例1第一部分专题突破方略【标准解析】逐项分析如下：选项分析A项细胞分化是指在个体发育中，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。断尾壁虎长出新尾巴既有细胞分裂过程，又有细胞分化过程B项砍伐后的树桩上长出新枝条也既有细胞分裂过程，又有细胞分化过程C项蝌蚪尾巴消失的过程是细胞凋亡的过程，没有发生细胞分化D项造血干细胞是由全能干细胞分化成的多能干细胞【答案】C第一部分专题突破方略【互动探究】(1)某细胞能进行蛋白质的含成，能说明发生细胞分化了吗？(2)某细胞含有生长激素基因，能说明发生细胞分化了吗？【提示】(1)不能。(2)不能。规律总结(1)细胞分化在自然条件下是不可逆的。(2)细胞分化遗传物质并未发生改变。(3)细胞分化的关键是特异性蛋白质的合成，而特异性蛋白质合成的实质是基因选择性表达的结果。第一部分专题突破方略下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙为两个阶段的细胞，a、b表示发育变化的模式过程。下列叙述正确的是()①a过程有可能发生基因突变②乙细胞不同的基因重组导致b过程产生不同的细胞③上皮细胞与甲细胞的遗传物质相同，因此它们的全能性能力高低应该相同④b过程中遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质A．①④B．③④C．①②D．②③④第一部分专题突破方略【解析】DNA复制过程中基因易发生突变；a过程为细胞增殖，间期要进行DNA的复制，①正确。导致b过程产生不同细胞的原因是基因的选择性表达，②错误。全能性的高低与细胞的分化程度成反比；与甲细胞相比，上皮细胞的分化程度高，全能性低，③错误。b过程为细胞分化，其实质是基因的选择性表达，基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的，④正确。【答案】A第一部分专题突破方略[例]关研究成果表明，在化疗的同时让实验鼠服用糖尿病治疗药物二甲双胍，可抑制实验鼠体内的乳腺癌细胞扩散。下列有关描述正确的是()A．正常鼠长期接触患癌鼠，其细胞癌变几率增加B．癌症是致癌因子引发的，患病几率与实验鼠年龄无关C．一只切除胸腺的鼠与一只正常鼠患癌症的几率相同D．二甲双胍不可能使细胞表面的糖蛋白减少【解析】细胞癌变是致癌因子引发的；随着实验鼠年龄增加，细胞癌变几率增加；一只切除胸腺的鼠，免疫能力降低，患癌症的几率增如；二甲双胍可抑制实验鼠体内的乳腺癌细胞扩散，而扩散的主要原因是糖蛋白减少，所以其不可能使细胞表面的耱蛋白减少。【答案】D第一部分专题突破方略一、细胞分化与细胞分裂的比较细胞分裂细胞分化原因①细胞表面积和体积发展不平衡；②细胞核与细胞质发展不平衡；③增殖的需要基因的选择性表达(或基因的差异性表达)结果产生相同的细胞产生不同的细胞意义①促进多细胞个体形成、生长和发育的需要；②单细胞生物形成新个体的需要①组织、器官的形成与完善；②组织、器官的修复特性①局部性(不是所有细胞都进行)；②周期性(有丝分裂具有细胞周期)①稳定性差异；②不可逆性；③渐变性；④自控性【注意】分化必须建立在分裂的基础上，即分化必然伴随着分裂，但分裂的细胞不一定就分化。第一部分专题突破方略二、干细胞的分类比较分类别称细胞来源细胞特征实例胚胎干细胞全能干细胞从哺乳动物的早期胚胎或原始性腺中分离出来的具有发育全能性，可以参加整个生物体的发育，构成人体的各种组织和器官受精卵是一个初始的全能干细胞组织干细胞多能干细胞胚胎干细胞在进一步分化中形成的各种组织干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，但不能发育成完整的个体造血干细胞、神经干细胞专能干细胞由多能干细胞进一步分化形成只能分化成某一类型的细胞皮肤干细胞第一部分专题突破方略【例1】(2011·全国大纲卷)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【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，A不能说明；在没有分化的细胞中也能进行mRNA的合成，B不能说明；存在血红蛋白的细胞一定是红细胞，是已经分化的细胞，C能说明；所有的正常细胞中都存在纤维蛋白原基因，D不能说明。【答案】C第一部分专题突破方略细胞的凋亡、坏死与癌变的比较[名师点睛]细胞凋亡和细胞坏死遗传物质没有发生改变，但癌变时却发生了遗传物质的改变。第一部分专题突破方略要点突破1．细胞的分裂、分化、衰老和凋亡是细胞的正常生命历程，而癌变则是细胞畸形分化的结果。2．生物的个体发育从细胞角度分析是细胞分裂、分化的结果；从分子水平分析则是基因选择性表达的结果。3．有丝分裂、细胞分化不改变细胞的遗传物质；而减数分裂发生基因重组，癌变是基因突变，都会导致遗传物质发生改变。4．细胞衰老而导致的细胞自然更新是细胞凋亡的一个方面，除此之外，被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。细胞衰老的学说如下：(1)自由基学说：自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团，普遍存在于生物系统。自由基的化学性质活泼，可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂质等大分子物质，造成损伤。(2)端粒学说：端粒是染色体末端的具有一段特殊序列的DNA，端粒在细胞分裂时不能被完全复制，因而随分裂次数的增加而缩短。端粒酶由RNA和蛋白质组成，RNA含有与端粒DNA重复序列互补的一个片段，是合成端粒DNA的模板，蛋白质催化端粒DNA的合成。研究表明：如果细胞中不存在端粒酶的活性，染色体将随每次分裂而变得越来越短，而且细胞的后代因必需基因的丢失，最终死亡。第一部分专题突破方略5．判断细胞凋亡和细胞坏死的主要依据是细胞的死亡对机体是否有利，若细胞的死亡对机体是有利的，则为细胞凋亡，反之则为细胞坏死。细胞凋亡的实例如下：(1)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”属于多余无用的细胞。(2)清除完成正常使命的衰老细胞。如“脱落的人体皮肤表皮细胞”是完成正常使命的衰老细胞，应当凋亡。(3)清除体内有害细胞、被病原体感染的细胞等异常细胞。如“白细胞吞噬过多的细菌导致死亡”和癌细胞的清除都属于此类。(4)维持器官和组织中细胞数目的相对稳定的细胞凋亡。第一部分专题突破方略热点考向探究细胞分化与干细胞(2010年烟台模拟)科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——iPS细胞，人类iPS细胞可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关说法正确的是()A．iPS细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性B．iPS细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期C．iPS细胞可分化形成多种组织细胞，说明iPS细胞在分裂时很容易发生突变D．iPS细胞可分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细胞的特定基因【解析】iPS细胞分化为神经细胞只是基因的选择性表达，并未发育为完整个体，因此未实现细胞全能性。iPS细胞是连续分裂的细胞，具有细胞周期。神经细胞是高度分化的细胞，不具有细胞周期，细胞分化的结果是形成多种不同类型的细胞，并未发生基因突变。iPS细胞的基因组成与其他细胞相同。【答案】B第一部分专题突破方略细胞凋亡原理(2009年高考天津理综)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．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．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．②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第一部分专题突破方略【解析】由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，叫细胞凋亡。①过程是凋亡诱导因子与膜受体发生特异性结合，表明细胞凋亡具有特异性，体现了生物膜的信息传递功能；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；②过程中凋亡细胞被吞噬，是细胞主动死亡的过程；凋亡相关基因在机体中本来就存在，在动物生长发育过程中的不同时期表达，从而维持内部环境的稳定。因此C项不正确。【答案】C第一部分专题突破方略细胞癌变的原理据科技日报消息，美国弗吉尼亚大学研究人员在最新一期癌症研究杂志上发表论文，被他们发现了一种命名为RhoGD12的基因，该基因有助于避免癌细胞扩散，带有该基因的癌细胞会失去转移能力。对该基因的作用最可能的解释是()A．在癌细胞中表达产生一种糖蛋白，由此阻止癌细胞入侵其他组织器官B．在癌细胞中表达产生一种蛋白质，由此使癌细胞迅速分化为其他组织器官C．在癌细胞中表达产生一种蛋白质，使癌