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第13讲细胞的分化、衰老、凋亡与癌变1.说明细胞的分化。2.举例说明细胞的全能性。3.探讨细胞的衰老和死亡与人体健康的关系。4.说出癌细胞的主要特征，讨论恶性肿瘤的防治。5.活动：(1)搜集有关干细胞研究进展和应用的资料；(2)搜集恶性肿瘤防治方面的资料。目标要求内容索引考点一细胞的分化与全能性考点二细胞的衰老、凋亡与癌变知识网络核心要语重温高考演练模拟课时精练01细胞的分化与全能性[教材导读]必修一P117细胞的分化细胞增殖（有丝分裂）细胞分化1.细胞分化受精卵有丝分裂细胞分化系统人体骨细胞上皮细胞肌肉细胞神经细胞上皮组织肌肉组织神经组织结缔组织器官[教材导读]必修一P117细胞的分化1.细胞分化细胞分化的概念持久性、稳定性、不可逆性细胞分化的结果普遍性细胞分化的意义细胞分化的实质细胞分化的实质是基因的选择性表达细胞分化的三个关键点(1)细胞分化的标志①分子水平：②细胞水平：(2)分化细胞表达的基因①所有细胞均表达的一类基因（管家基因），其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②不同类型细胞特异性表达的一类基因（奢侈基因），其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。归纳总结合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。形成不同种类的细胞。(3)细胞分化的“改变”与“不变”请问，细胞分化过程中，以下项目哪些会改变，哪些不会改变？DNA、基因种类和数目、tRNA、rRNA、mRNA、蛋白质①不变：DNA、基因的种类和数目、tRNA、rRNA的种类②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。正误辨析1.判断关于细胞分化说法的正误(1)肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同()(2)胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体()(3)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化()(4)ATP合成酶基因属于奢侈基因，在不同细胞中选择性表达()××√×如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图分析：(1)上述基因属于管家基因的是a，属于奢侈基因的是。(2)这三种细胞“血红蛋白基因”均表达，所以这三种细胞不包括；A细胞可产生“胰岛素”，应为细胞；B细胞可产生“生长激素”，应为细胞。热点拓展考向一细胞分化的实质、特点和意义分析b、c、d不能红细胞胰岛B垂体(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？若将探针改作检测胰岛素基因转录出的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A细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针检测DNA分子，三类细胞均可形成杂交带，但改为检测胰岛素基因转录出的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。命题示例1.(2020·山东高考模拟)研究人员用三种基因探针，通过分子杂交技术分别对某动物三种细胞中的mRNA进行检测，结果如下表所示。下列说法错误的是细胞杂交带探针输卵管细胞未成熟红细胞胰岛B细胞卵清蛋白基因探针有无无β-珠蛋白基因探针无有无胰岛素基因探针无无有A.三种探针的核苷酸序列不同B.有杂交带出现表明相应基因发生了转录C.用上述探针分别检测三种细胞的DNA，实验结果不变D.可用mRNA逆转录产生的DNA制作相应基因的探针解析三种基因不同，三种探针的核苷酸序列也不相同，A正确；检测的是三种细胞的mRNA，可以说明特定细胞发生了特定基因的转录(基因的选择性表达)，B正确；同种生物的三种不同细胞遗传物质相同，如果用上述探针分别检测三种细胞的DNA，都会出现杂交带，C错误；分子探针可以通过逆转录过程获得，D正确。√2.如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况，下列分析正确的是(不定项)A.此图能说明细胞分化的实质B.基因b可能控制RNA聚合酶的合成C.细胞中mRNA差异最大的是细胞2和4D.一般来说，这5种细胞的核遗传物质相同√√√解析题图显示，同一个体的5种细胞中基因表达的情况有差异，说明基因在不同细胞中选择性表达，体现了细胞分化的实质，A项正确；5种细胞中都有相关基因表达，基因表达的转录过程中有RNA聚合酶参与，说明5种细胞中都有RNA聚合酶，基因b在5种细胞中都表达了，故其可能是控制RNA聚合酶合成的基因，B项正确；细胞2和4中mRNA有2种不同，而细胞3和4中mRNA有4种不同，C项错误；5种细胞均最终来源于受精卵，故它们细胞核中的遗传物质一般相同，D项正确。[教材导读]必修一P119细胞的全能性植物细胞有全能性，动物细胞核有全能性。2.细胞的全能性全能性高的细胞：植物：分生组织细胞动物：受精卵、早期胚胎细胞、干细胞3.干细胞(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。(2)类型项目胚胎干细胞成体干细胞来源来自或原始性腺组织来自各式各样的组织功能可以分化成组织和器官具有分化成细胞的能力举例囊胚的内细胞团细胞骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞分裂和分化早期胚胎各种特定功能2.细胞的全能性完整个体全套遗传信息细胞细胞核离体受精卵体细胞低高植物组织培养动物克隆2.判断关于细胞全能性说法的正误(1)同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强()(2)分化程度高的细胞其全能性一定低()(3)克隆羊“多利”的诞生证明了动物体细胞整体仍然具有全能性()(4)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()(5)人体内所有活细胞均具有全能性()√××××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，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。3.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变D.将紫色糯性玉米种子培育成植株，反映了植物种子具有全能性考向二细胞的全能性和干细胞√解析细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套遗传信息，而配子也具有这样的全套基因，因此同样具有全能性，A项错误；细胞表现全能性的前提是处于离体状态，B项正确；植物体内某些细胞没有表现出全能性是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C项错误；种子发育成植株是个体正常发育的过程，不能反映全能性，D项错误。4.(2019·四川泸州第二次教学质量诊断)下列有关造血干细胞的叙述，不正确的是A.造血干细胞基因表达的过程中有T与A、G与C的配对B.造血干细胞发生的基因突变可以为生物进化提供原材料C.造血干细胞移植治疗恶性血液病不会导致患者子代基因型改变D.造血干细胞遗传物质复制过程中既有氢键的断裂又有氢键的形成√解析造血干细胞基因表达的过程包括转录和翻译，该过程中T与A配对，G与C配对，A正确；造血干细胞发生的基因突变是不能传递给后代的，不能为生物进化提供原材料，B错误；造血干细胞移植治疗恶性血液病，改变的是血型，而生殖细胞的遗传物质没有发生改变，因此不会导致患者子代基因型改变，C正确；造血干细胞的遗传物质是DNA，其复制过程中既有氢键的断裂又有氢键的形成，D正确。02细胞的衰老、凋亡与癌变[教材导读]必修一P121细胞的衰老不是所有酶活性降低白化病患病原因：根本原因：基因突变直接原因：缺乏酪氨酸酶老年斑细胞变小，细胞核变大常见错误：细胞膜通透性“降低”仍只是假说，还未证实2009年诺贝尔生理学或医学奖授予了加州大学旧金山分校的ElizabethBlackburn约翰霍普金斯大学的CarolGreider，以及哈佛医学院的JackSzostak。她/他们获奖的原因是揭示了染色体是如何被端粒和端粒酶保护的”端粒的化学本质是DNA1.细胞衰老(1)个体衰老与细胞衰老的关系(2)细胞衰老的特征①代谢变化②体积增大，收缩、染色加深，向内折叠。单多水分酶活性色素细胞核染色质核膜2.细胞的凋亡(1)概念：由所决定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞死亡。(2)类型(3)意义个体发育中细胞的编程性死亡成熟个体中细胞的_________被病原体感染的细胞的清除保证多细胞生物体完成正常发育维持内部环境的_____抵御外界各种因素的干扰基因编程性自然更新稳定(4)细胞凋亡与细胞坏死的比较项目实质结果细胞凋亡由决定的程序性调控自动结束生命的正常死亡，对生物体有利细胞坏死受影响；不受基因控制细胞膜破裂，对周围细胞造成伤害，引起发炎，多数是有害的遗传机制外界不利因素细胞的坏死与细胞的凋亡的区别：外界不利因素导致的非正常死亡（被动死亡）细胞膜破裂，细胞内容物释放、容易导致炎症遗传物质控制的正常死亡（自动死亡）细胞膜完整，细胞内容物不释放，形成凋亡小体，无炎症发生3.细胞的癌变(1)癌细胞的概念：正常机体细胞在的作用下，细胞中发生变化，就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在适宜的条件下，能够无限增殖。②形态结构发生显著变化，如癌变的成纤维细胞由扁平梭形变成形。③细胞膜表面发生变化a.等物质减少→黏着性降低→易于。b.甲胎蛋白、等增多。④细胞的接触抑制丧失。致癌因子遗传物质恶性增殖球糖蛋白分散和转移癌胚抗原(3)致癌因子和癌变机理①致癌因子的类型(连线)②原癌基因和抑癌基因a.原癌基因：主要负责调节，控制细胞生长和分裂的进程。b.抑癌基因：主要是阻止细胞。③细胞癌变的机理：环境中的致癌因子会损伤细胞中的分子，使原癌基因和抑癌基因发生，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。细胞周期不正常的增殖DNA突变提醒：①细胞癌变和细胞坏死对机体是有害的，其余历程(含衰老、凋亡)均是有积极意义的。②细胞的分裂、分化、衰老、凋亡和癌变都与基因表达有关，但细胞坏死与基因表达无关。③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。④癌细胞的细胞周期变短，核糖体活动旺盛，核仁变大，核孔数目变多。正误辨析(1)细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动()(2)衰老细胞内染色质收缩影响DNA复制和转录()(3)细胞凋亡受基因调控，不利于个体生长发育()(4)效应T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡()(5)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()(6)癌变前后，细胞的形态和结构有明显差异()(7)不是只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因，正常细胞中也存在原癌基因与抑癌基因()×√×√×√√6.(2019·宁夏银川质检)关于细胞衰老机制，科学家们提出了许多学说，其中的端粒学说目前被大家普遍接受。端粒是染色体末端的一种特殊序列DNA，每次分裂后会缩短一截，最终使细胞走向衰老。端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列加到染色体DNA末端而修复缩短部分，下列说法错误的是A.端粒是真核细胞特有的结构，原核细胞中没有B.端粒酶是一种DNA聚合酶，能延缓细胞的衰老C.癌细胞中端粒酶的活性可能高于正常细胞D.同一个体的不同细胞中端粒的长度可能不相同√解析端粒存在于染色体的末端，而染色体是真核生物特有的结构，原核生物没有，A正确；由题意“端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列加到染色体DNA末端而修复缩短部分”可知，端粒酶是逆转录酶，B错误；癌细胞可以无限增殖，可能是因为端粒酶活性较高，可以修复因分裂而缩短的DNA，C正确；同一个体不同细胞分裂的次数不同，端粒的长度可能不同，D正确。8.《PNAS》杂志发表了中国科学院生物物理研究所研究人员在肿瘤药物靶向输送领域的最新成果(如图所示)。下列叙述正确的是(不定项)A.恶性肿瘤内有大量癌细胞，和正常细胞相比，癌细胞水分含量多，细胞呼吸速率加快B.细胞癌变后，位于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少，使癌细胞容易在体内分散和转移C.细胞癌变与细胞凋亡都是基因选择性表达的结果，前者是异常表达，后者是正常表达D.要控制肿瘤细胞的过度增殖，肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂前期纺锤体形成时√√解析恶性肿瘤内