生物第3單元 細胞的生命歷程 第10講 細胞的分化、衰老、凋亡和癌變

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1、第10講細胞的分化、衰老、凋亡和癌變突破突破1 1細胞分化和全能性細胞分化和全能性突破突破2 2細胞的衰老、凋亡和癌變細胞的衰老、凋亡和癌變總綱目錄總綱目錄1.細胞分化 2.細胞的全能性(1)概念:已經(jīng) 分化 的細胞,仍然具有 發(fā)育成完整個體 的潛能。(2)實例(3)干細胞:動物和人體內少數(shù)具有 分裂和分化 能力的細胞。植物組織培養(yǎng)實驗說明植物細胞具有全能性克隆羊多利的培育成功說明已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性 AbBaCdDcd (4)把實例與相應的原理或過程連線3.細胞的衰老巧學妙記巧學妙記 細胞衰老的特征 4.細胞的凋亡 5.細胞的癌變(1)實質:原癌基因 和抑癌基因發(fā)生突變。(2

2、)特征:(3)致癌因子的類型與實例(連一連)AbBcCa 1.細胞的分化程度越高全能性越強。()2.細胞分化過程中蛋白質種類和數(shù)量發(fā)生改變。()3.造成同一動物個體的神經(jīng)細胞與肌細胞功能不同的主要原因是二者合成的特定蛋白不同。()4.成熟紅細胞衰老后控制其凋亡的基因開始表達。()5.比較胚胎干細胞與胰腺腺泡細胞,相同的是發(fā)育的全能性。()6.造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程是可逆的。()7.正常細胞的衰老凋亡必將使個體衰老死亡。()8.細胞程序性死亡不利于神經(jīng)系統(tǒng)正常發(fā)育。()9.胚胎細胞中存在與細胞凋亡有關的基因。()10.被病原體感染的細胞可通過細胞凋亡清除。()11.細胞的衰老和凋亡是生

3、物體異常的生命活動。()12.原癌基因與抑癌基因在正常細胞中不表達。()13.原癌基因或抑癌基因發(fā)生多次變異累積可導致癌癥,因此癌癥可遺傳。()14.生物體中細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除,都是通過細胞凋亡完成的。()突破突破1 1細胞分化和全能性細胞分化和全能性1.細胞分化(1)圖解:(2)實質:在個體發(fā)育過程中,不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同,即基因的選擇性表達,從而轉錄出不同的mRNA,控制合成出不同的蛋白質。(3)標志分子水平:合成了某種細胞特有的蛋白質,如唾液淀粉酶、胰島素等。細胞水平:形成不同種類的細胞。2.細胞的全能性(1)原因:已分化的細胞一般都有一套和受精卵相同

4、的遺傳物質。(2)表達條件:在離體狀態(tài)下,需要適宜的水、無機鹽、有機營養(yǎng)及激素等,還需要適宜的溫度等條件。3.細胞分化與細胞全能性的比較 細胞分化細胞全能性原因細胞內基因選擇性表達細胞內含有本物種全套遺傳物質特點持久性穩(wěn)定性和不可逆性:一般來說,分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡普遍性:在生物界中普遍存在高度分化的植物體細胞具有全能性動物已分化的體細胞全能性受到限制,但細胞核仍具有全能性結果形成形態(tài)、結構、功能不同的細胞形成新的個體大小比較細胞分化程度有高低之分,如體細胞生殖細胞受精卵細胞全能性表達的容易程度不同,如受精卵生殖細胞體細胞聯(lián)系(1)兩者遺傳物質都不發(fā)生改變(2)已分化的

5、細胞仍然保持全能性(3)一般情況下,分化程度越高,全能性越難表達失分警示 細胞分化與細胞全能性易錯辨析(1)多細胞生物的個體發(fā)育離不開細胞的分化,但分化了的不同細胞中核DNA相同,mRNA和蛋白質一般不同。(2)細胞分化不改變細胞數(shù)目,卻導致細胞種類增多。(3)細胞全能性的體現(xiàn)以產(chǎn)生新個體為標志,若無新個體產(chǎn)生,則不能體現(xiàn)細胞的全能性。判斷細胞分化與全能性的標志(1)判斷細胞分化的標志在所有細胞中都表達的基因,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等的表達不能證明細胞發(fā)生分化;只有在特定細胞中選擇性表達的基因,如胰島素基因、血紅蛋白基因等的表達可以證明細胞發(fā)生了分化。(2)判斷細胞全能性的標志由體細胞

6、發(fā)育成一個個體能證明體細胞具有全能性。判斷體細胞是否具有全能性,主要是看起點和終點,起點是“已分化的體細胞”,終點是發(fā)育成的“個體”。考向考向1以實例分析的形式或以圖、表為信息載體以實例分析的形式或以圖、表為信息載體,考查細胞分化的特點、實質考查細胞分化的特點、實質1.(2018北京西城期末)下圖為胚胎細胞形成多種類型細胞的過程示意圖。下列敘述錯誤的是()A.在生物體內M細胞一般不會回到B細胞時的狀態(tài)B.調節(jié)蛋白的不同組合誘導了不同類型細胞的分化過程C.細胞中基因的選擇性表達可受調節(jié)蛋白的影響D.G與H之間的遺傳物質組成的差異一定小于G與K答案答案 D分析圖形可知,不同細胞中含有的調節(jié)蛋白種類

7、不一樣,細胞中含有不同蛋白質是基因選擇性表達的結果,所以圖中細胞發(fā)生了分化。細胞分化一般是不可逆的,A正確;如圖所示,不同調節(jié)蛋白使細胞向不同方向發(fā)生分化,細胞中基因的選擇性表達可受調節(jié)蛋白的影響,B、C正確;細胞分化過程中,遺傳物質不會發(fā)生變化,mRNA會不同,D錯誤。2.下圖所示為來自同一人體的4種細胞,下列敘述正確的是()A.因為來自同一人體,所以各細胞中的DNA含量相同B.因為各細胞中攜帶的基因不同,所以形態(tài)、功能不同C.雖然各細胞大小不同,但細胞中含量最多的化合物相同D.雖然各細胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同C答案答案 C卵細胞的核DNA減少一半,A錯誤;同一人體細胞攜帶的

8、基因相同,形態(tài)、功能不同是細胞分化的結果,B錯誤;活細胞中含量最多的化合物是水,C正確;細胞吸收葡萄糖有協(xié)助擴散和主動運輸兩種方式,D錯誤。考向考向2以基礎判斷的形式以基礎判斷的形式,考查細胞的全能性考查細胞的全能性3.(2018北京五十五中期中階段性調研)下列關于細胞全能性的敘述,正確的是()A.離體植物細胞全能性的體現(xiàn),需借助某些因子的作用B.細胞分化過程中通過改變遺傳物質體現(xiàn)細胞的全能性C.植物各部位細胞均含有全套遺傳物質,全能性都相同D.乳腺癌細胞易于進行離體培養(yǎng),說明其全能性比較高A答案答案 A離體植物細胞全能性的體現(xiàn),需借助某些因子如生長素、細胞分裂素等的作用,A正確;細胞分化過程

9、中遺傳物質不變,其實質是基因的選擇性表達,B錯誤;植物各部位細胞均含有全套遺傳物質,但全能性大小不同,C錯誤;乳腺癌細胞易于進行離體培養(yǎng),但沒有發(fā)育成個體,因此不能說明其具有全能性,D錯誤。4.關于人體造血干細胞的敘述,錯誤的是 ()A.造血干細胞與成熟紅細胞中的酶存在差異B.造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程是可逆的C.健康成年人的造血干細胞主要存在于其骨髓中D.造血干細胞分化形成的紅細胞和白細胞壽命不同B答案答案 B人的成熟紅細胞只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸,而造血干細胞可進行有氧呼吸,兩種細胞中的酶存在差異,A正確;細胞分化一般是不可逆的,且人的成熟紅細胞沒有細胞核和細胞器,不可能再分化為造血

10、干細胞,B錯誤;健康成年人的造血干細胞主要存在于其骨髓中,C正確;人體造血干細胞分化形成的紅細胞和白細胞壽命不同,D正確。1.細胞衰老、凋亡、壞死與癌變的比較 實質 結果 遺傳物質 細胞衰老內因、外因共同作用細胞正常死亡不發(fā)生改變細胞凋亡受到由遺傳機制決定的程序性調控基因決定的細胞自動結束生命的正常死亡細胞壞死受外界不利因素影響;不受基因控制細胞膜破裂,對周圍細胞造成傷害,引起發(fā)炎細胞癌變致癌因子誘發(fā)部分基因突變形成能無限增殖的癌細胞發(fā)生改變突破突破2 2細胞的衰老、凋亡和癌變細胞的衰老、凋亡和癌變2.癌變的機理正常細胞 易混辨析易混辨析 (1)機體感染病原體,免疫系統(tǒng)沒有來得及清除病原體,致

11、使部分細胞死亡,屬于細胞壞死;若免疫系統(tǒng)主動清除病原體侵染的細胞,則屬于細胞凋亡。(2)放療、化療都可殺死部分癌細胞,同時正常體細胞也受到損傷,對人體副作用很大。早期癌癥可以通過手術治療,副作用相對較小。1.巧斷細胞生命歷程中遺傳物質的變化情況 結果遺傳物質變化細胞分裂單細胞生物完成生殖,多細胞生物產(chǎn)生新細胞遺傳物質復制后均分細胞分化形成不同組織和器官遺傳物質不發(fā)生改變細胞癌變變成能無限增殖的癌細胞遺傳物質發(fā)生改變細胞衰老細胞正常死亡遺傳物質不發(fā)生改變細胞凋亡細胞正常死亡遺傳物質不發(fā)生改變2.區(qū)分細胞凋亡與細胞壞死的方法細胞凋亡是受嚴格地程序性調控的,是一種自然的生理過程;細胞壞死是在種種不利

12、的因素(如病菌感染、細胞缺氧、有毒物質毒害等)影響下,由于細胞正常的代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。(1)判斷方法:主要依據(jù)是細胞的死亡對機體是否有利,若細胞的死亡對機體是有利的,則為細胞凋亡,反之則為細胞壞死。(2)細胞凋亡的實例:清除多余、無用的細胞。如蝌蚪的尾巴按照一定程序消失,這里的蝌蚪的尾巴細胞屬于多余無用的細胞。清除完成正常使命的衰老細胞。如“脫落的人體皮膚表皮細胞”是完成正常使命的衰老細胞。清除體內有害細胞、被病原體感染的細胞等異常細胞。如“吞噬過多的細菌導致的死亡的白細胞”和癌細胞都屬于此類異常細胞。考向考向1以實例分析的形式或以相關圖示為信息載體以實例分析的形式或以相

13、關圖示為信息載體,考查凋亡和衰老考查凋亡和衰老的特征和意義的特征和意義1.(2018北京平谷五中期中)細胞凋亡和細胞壞死是細胞死亡的兩種方式。細胞壞死是因病理因素而產(chǎn)生的被動死亡。近期研究表明,存在于人體內的一種名為RIP3的蛋白激酶通過調節(jié)能量代謝,可以將腫瘤壞死因子誘導的細胞凋亡轉換為細胞壞死。下列有關敘述不正確的是()A.在人體造血干細胞中不存在控制RIP3合成的基因B.通過調控RIP3的合成可以調控細胞死亡的方式C.若抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制細胞壞死D.以上研究結果證明細胞壞死與部分基因表達有關A答案答案 A在人體造血干細胞中存在控制RIP3合成的基因,A錯誤。因RIP3可

14、將細胞凋亡轉變?yōu)榧毎麎乃?故通過調控RIP3的合成可以調控細胞死亡的方式,抑制RIP3的活性也可在一定程度上抑制細胞壞死,B、C正確。此項研究結果證明細胞壞死與RIP3基因的表達有關,D正確。2.細胞衰老和凋亡對維持個體的正常生長發(fā)育及生命活動具有重要意義。下列敘述錯誤的是()A.細胞普遍衰老會導致個體衰老B.效應T細胞可誘導靶細胞發(fā)生凋亡C.細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡D.衰老細胞內染色質固縮影響DNA復制和轉錄C答案答案 C 個體細胞普遍衰老會導致個體衰老,A正確;效應T細胞可與靶細胞結合,并誘導靶細胞發(fā)生凋亡,B正確;細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程,各種不利因素引起

15、的細胞死亡屬于細胞壞死,C錯誤;DNA在復制和轉錄時需解旋,故衰老細胞內染色質固縮影響DNA復制和轉錄,D正確?？枷蚩枷?以基礎判斷的形式以基礎判斷的形式,考查癌細胞的特征和細胞癌變的機理考查癌細胞的特征和細胞癌變的機理3.研究發(fā)現(xiàn),直腸癌患者體內存在癌細胞和腫瘤干細胞。用姜黃素治療,會引起癌細胞內BAX等凋亡蛋白高表達,誘發(fā)癌細胞凋亡;而腫瘤干細胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白,能有效排出姜黃素,從而逃避凋亡,并增殖分化形成癌細胞。下列說法不正確的是()A.腫瘤干細胞與癌細胞中基因的執(zhí)行情況不同B.腫瘤干細胞的增殖及姜黃素的排出都需要消耗ATPC.編碼BAX蛋白和ABCG2蛋白的基因都屬于

16、原癌基因D.用ABCG2抑制劑與姜黃素聯(lián)合治療,可促進腫瘤干細胞凋亡C答案答案 C 根據(jù)題干信息可知,腫瘤干細胞可增殖分化形成癌細胞,所以腫瘤干細胞與癌細胞中基因的執(zhí)行情況不同,A項正確;直腸癌患者使用姜黃素治療時,細胞外液姜黃素濃度高于細胞內,而腫瘤干細胞可逆濃度梯度排出姜黃素,可確定姜黃素的排出需要消耗ATP,細胞增殖需要消耗ATP,B項正確;分析題干可知編碼BAX的基因屬于凋亡基因,C項錯誤;用ABCG2抑制劑可阻止腫瘤干細胞有效排出姜黃素,姜黃素可引起腫瘤干細胞內BAX等凋亡蛋白高表達,誘導腫瘤干細胞凋亡,D項正確。4.2015年諾貝爾化學獎授予三位科學家以表彰他們在基因修復機理研究方

17、面所做的貢獻。其中P53蛋白是由P53基因控制合成的一種能與DNA發(fā)生特異性結合的蛋白質,該蛋白質可以阻止損傷的DNA復制,促使DNA自我修復;若修復失敗則引起細胞出現(xiàn)“自殺”現(xiàn)象。下列有關敘述錯誤的是()A.P53基因存在于細胞核中,P53蛋白僅存在于細胞質中B.細胞分裂過程中若DNA受損,P53蛋白可使間期時間延長C.有些癌細胞的形成可能與P53基因的損傷或突變有關D.細胞出現(xiàn)的“自殺”現(xiàn)象與基因有關,屬于細胞凋亡A答案答案 A由題可知,P53蛋白是由P53基因控制合成的一種能與DNA發(fā)生特異性結合的蛋白質,而DNA主要存在于細胞核中,故P53蛋白不僅存在于細胞質中,A錯誤;細胞分裂過程中若DNA受損,P53蛋白可使間期時間延長,B正確;有些癌細胞的形成可能與P53基因的損傷或突變有關,C正確;細胞出現(xiàn)的“自殺”現(xiàn)象與基因有關,屬于細胞凋亡,D正確。核心構建核心構建