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1、第 14 講細胞的分化、衰老、凋亡和癌變一、細胞的分化1概念：在個體發(fā)育中，由 增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生 ，的過程。2特點： 、穩(wěn)定性和不可逆性。 主干知識整合一個細胞或一種細胞一個細胞或一種細胞穩(wěn)定性差異穩(wěn)定性差異持久性持久性3意義(1)細胞分化是生物 的基礎(chǔ)。(2)細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向 ，有利于提高各種生理功能的效率。4實質(zhì)：在個體發(fā)育中，不同的細胞中 的執(zhí)行情況不同。 個體發(fā)育個體發(fā)育專門化專門化遺傳信息遺傳信息【特別提醒】細胞分化不會改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)。細胞分化不會改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)。一般說來，細胞分化是不可逆的，但在離體人一般說來，細胞分化是不可
2、逆的，但在離體人工條件下，高度分化的細胞能夠脫分化。工條件下，高度分化的細胞能夠脫分化。 二、細胞的全能性1概念： 的細胞，仍然具有 ,的潛能。2實例(1)植物組織培養(yǎng)的實驗表明已分化的植物細胞仍具有 。(2)克隆羊多利的培育成功說明已分化的動物細胞的 。3干細胞：動物和人體內(nèi)保留著的少數(shù)具有 ,能力的細胞。 已經(jīng)分化已經(jīng)分化發(fā)育成完整個體發(fā)育成完整個體全能性全能性細胞核仍具有全能性細胞核仍具有全能性分裂和分化分裂和分化三、細胞衰老與凋亡1衰老細胞的特征 減少減少變小變小新陳代謝速率新陳代謝速率的活性降低的活性降低逐漸積累逐漸積累體積變大體積變大內(nèi)折內(nèi)折固縮固縮加深加深通透性改變通透性改變物質(zhì)
3、運輸物質(zhì)運輸2.細胞凋亡(1)概念：由 所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程。(2)意義：對于多細胞生物體完成正常發(fā)育，維持 的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關(guān)鍵的作用。(3)與細胞壞死的區(qū)別：細胞壞死是在不利因素影響下，由于細胞的 引起的細胞損傷和死亡。 基因基因內(nèi)環(huán)境內(nèi)環(huán)境正常代謝活動受損中斷正常代謝活動受損中斷四、細胞的癌變1概念：受致癌因子的作用，細胞中 發(fā)生變化 ，成為不受 控制的、連續(xù)進行分裂的 ，細胞。2主要特征(1)適宜條件下，能夠 。(2) 發(fā)生顯著變化。(3)癌細胞表面發(fā)生了變化。 等物質(zhì)減少，癌細胞之間 顯著降低，容易分散和轉(zhuǎn)移。 遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)機體機體惡性增殖惡
4、性增殖無限增殖無限增殖形態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)細胞膜上糖蛋白細胞膜上糖蛋白黏著性黏著性3致癌因子：大致分為 致癌因子、 致癌因子、 致癌因子三類。4細胞癌變的原因(1)致癌因子使 和 發(fā)生突變。(2)原癌基因主要負責調(diào)節(jié) ，控制細胞生長和分裂的進程；抑癌基因主要是 。 物理物理化學化學病毒病毒原癌基因原癌基因抑癌基因抑癌基因細胞周期細胞周期阻止細胞不正常的增殖阻止細胞不正常的增殖【特別提醒】 不是只有癌細胞中才存在原癌基因，正常細胞不是只有癌細胞中才存在原癌基因，正常細胞中也存在。中也存在。原癌基因和抑癌基因不是簡單的拮抗關(guān)系，二原癌基因和抑癌基因不是簡單的拮抗關(guān)系，二者共同對細胞的生長和分化起著調(diào)節(jié)
5、作用。者共同對細胞的生長和分化起著調(diào)節(jié)作用。 考點一：細胞分化與細胞全能性細胞分化與細胞全能性高頻考點突破細胞分化細胞分化細胞全能性細胞全能性原因原因細胞內(nèi)基因選擇性表達細胞內(nèi)基因選擇性表達含有本物種全套遺傳信息含有本物種全套遺傳信息特點特點持久性：細胞分化貫穿于生物體持久性：細胞分化貫穿于生物體整個生命進程中整個生命進程中穩(wěn)定性和不可逆性：一般來說，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分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡狀態(tài)，直到死亡普遍性：生物界中普遍存在，是普遍性：生物界中普遍存在，是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)高度分化的植物細胞在離體的情高度分化的
6、植物細胞在離體的情況下，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和況下，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他適宜的外界條件下，才能表現(xiàn)其他適宜的外界條件下，才能表現(xiàn)其全能性其全能性動物已分化的體細胞全能性受限動物已分化的體細胞全能性受限制，但細胞核仍具有全能性制，但細胞核仍具有全能性結(jié)果結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細胞形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細胞形成新的個體形成新的個體關(guān)系關(guān)系兩者的遺傳物質(zhì)都不發(fā)生變化兩者的遺傳物質(zhì)都不發(fā)生變化細胞的分化程度越高，具有的全能性越小細胞的分化程度越高，具有的全能性越小【特別提醒】 細胞分化與全能性的關(guān)系細胞分化與全能性的關(guān)系已分化的細胞都含有保持該物種遺傳性所需要已分化的細胞都含有保
7、持該物種遺傳性所需要的全套遺傳物質(zhì)，因而都具有全能性。的全套遺傳物質(zhì)，因而都具有全能性。全能性高低：全能性高低：受精卵受精卵生殖細胞生殖細胞體細胞；體細胞；能夠增殖的細胞能夠增殖的細胞停止增殖的細胞；停止增殖的細胞；植物細胞植物細胞動物細胞。動物細胞?！緦ξ挥柧殹?下列有關(guān)植物細胞全能性的敘述，正確的是下列有關(guān)植物細胞全能性的敘述，正確的是A只有體細胞才具有發(fā)育成完整個體的潛能只有體細胞才具有發(fā)育成完整個體的潛能B發(fā)育成完整個體所需的基因都存在于細胞核中發(fā)育成完整個體所需的基因都存在于細胞核中C由全能性細胞誘導出的植株，在多次培育后不由全能性細胞誘導出的植株，在多次培育后不會喪失全能性的表達能
8、力會喪失全能性的表達能力D去除細胞壁的植物細胞不會失去全能性去除細胞壁的植物細胞不會失去全能性 解析A項，只要遺傳物質(zhì)完整的細胞都有全能性，如花藥離體培養(yǎng)；B項，發(fā)育成完整個體所需的基因除了存在于細胞核中以外，在細胞質(zhì)的線粒體和葉綠體中均存在；C項，細胞的全能性表達出來至少需要遺傳物質(zhì)的全能性，在多次培育過程中有可能出現(xiàn)基因突變、染色體變異等，從而出現(xiàn)遺傳物質(zhì)的不完整，進而喪失全能性的表達能力；D項，植物細胞培養(yǎng)很多時候是需要去除細胞壁的，特別是誘導兩種細胞融合前必須去除細胞壁，但遺傳物質(zhì)沒有改變，仍具有全能性。答案D 2(2011山東濟寧一模)某實驗室做了下圖所示的實驗研究，下列相關(guān)敘述中正
9、確的是A肝細胞、神經(jīng)細胞、上皮細胞等細胞中都有與細胞癌變有關(guān)的基因B與纖維母細胞相比，經(jīng)過程a形成的誘導干細胞的全能性較低C過程b是誘導干細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程D上述細胞中具有細胞周期的是誘導干細胞和神經(jīng)細胞 解析正常細胞中都有原癌基固和抑癌基因。誘導干細胞的全能性較纖維母細胞高過程b是誘導干細胞的分化過程，細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)發(fā)生穩(wěn)定性差異，遺傳物質(zhì)未發(fā)生變化。具有細胞周期的是能連續(xù)分裂的細胞，誘導干細胞能連續(xù)分裂，神經(jīng)細胞是高度分化的細胞，已失去了分裂能力。答案A 考點二：細胞的衰老、凋亡和癌變細胞的衰老、凋亡和癌變實質(zhì)實質(zhì)特點特點結(jié)果與意義結(jié)果與意義細胞細胞分化分化基
10、因的選基因的選擇性表達擇性表達持久性；持久性；普遍性；普遍性；不可逆性不可逆性產(chǎn)生各種不同的產(chǎn)生各種不同的組織、器官組織、器官細胞細胞衰老衰老內(nèi)因和外內(nèi)因和外因共同作因共同作用的結(jié)果用的結(jié)果酶活性降低，呼吸減酶活性降低，呼吸減慢；慢；細胞體積增大，線粒細胞體積增大，線粒體減少；體減少；核增大，核膜內(nèi)折，核增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮、染色加深染色質(zhì)收縮、染色加深生物體的絕大生物體的絕大多數(shù)細胞都經(jīng)歷多數(shù)細胞都經(jīng)歷未分化未分化分化分化衰老衰老死亡的過死亡的過程：程：細胞衰老是時細胞衰老是時刻都在發(fā)生的刻都在發(fā)生的細胞細胞凋亡凋亡由遺傳機制決由遺傳機制決定的程序性定的程序性調(diào)控調(diào)控細胞膜內(nèi)陷，細胞變
11、圓，與周圍細細胞膜內(nèi)陷，細胞變圓，與周圍細胞脫離胞脫離清除多余無用細清除多余無用細胞；胞；清除完成使命的清除完成使命的衰老細胞；衰老細胞；清除體內(nèi)異常細清除體內(nèi)異常細胞胞細胞細胞壞死壞死電、熱、冷、電、熱、冷、機械等不利因機械等不利因素影響。不受素影響。不受基因控制基因控制細胞膜破裂細胞膜破裂對周圍細胞引起對周圍細胞引起傷害，引發(fā)炎癥傷害，引發(fā)炎癥細胞細胞癌變癌變物理、化學和物理、化學和病毒致癌因子病毒致癌因子影響下，原癌影響下，原癌基因和抑癌基基因和抑癌基因的突變因的突變惡性增殖的惡性增殖的“不死細胞不死細胞”；形狀顯著改變的形狀顯著改變的“變態(tài)細胞變態(tài)細胞”；黏著性降低的黏著性降低的“擴散
12、細胞擴散細胞”癌細胞的出現(xiàn)并癌細胞的出現(xiàn)并大量增殖大量增殖【對位訓練】3(2012蘇北四市二次聯(lián)考蘇北四市二次聯(lián)考)下列有關(guān)細胞衰老、下列有關(guān)細胞衰老、凋亡、壞死與癌變的說法，正確的是凋亡、壞死與癌變的說法，正確的是A細胞凋亡受基因控制；細胞癌變不受基因控制細胞凋亡受基因控制；細胞癌變不受基因控制B細胞衰老，代謝減弱；細胞癌變，代謝增強細胞衰老，代謝減弱；細胞癌變，代謝增強C細胞壞死，膜通透性降低；細胞癌變，膜黏著細胞壞死，膜通透性降低；細胞癌變，膜黏著性增強性增強D細胞癌變，細胞周期延長；細胞凋亡，細胞周細胞癌變，細胞周期延長；細胞凋亡，細胞周期變短期變短解析細胞凋亡受基因控制；細胞癌變也受
13、基因控制。細胞衰老，代謝減弱；細胞癌變，代謝增強。細胞壞死，膜為全透性；細胞癌變，細胞膜的糖蛋白減少，膜黏著性降低。細胞癌變，細胞周期變短；細胞凋亡，是細胞的正常死亡。答案B 4如圖是人體細胞生命歷程的概括，下列敘述正確的是 A3過程發(fā)生在整個生命歷程中，造成不同細胞間蛋白質(zhì)種類的不同B4過程會使細胞膜的通透性改變，導致物質(zhì)運輸功能提高C5過程形成的細胞周期變短，形成的子細胞核增大，染色較深D能進行1、2、6過程的細胞都具有細胞周期，并且經(jīng)歷的時間相同 解析3過程表示細胞分化的過程，該過程由于基因的選擇性表達，導致蛋白質(zhì)的種類不同；衰老過程中細胞膜的通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低；細胞核增大，
14、染色較深是衰老細胞的特征；不同細胞由于各自生存環(huán)境的差異，細胞周期一般是不同的。答案A 答題技能培養(yǎng)方法體驗正確解讀有關(guān)細胞分裂、分化及全能性表達等圖形信息1圖中，組成三個細胞群的細胞基本結(jié)構(gòu)雖然相同(都有細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核)，但形態(tài)不同，細胞的功能也不同，發(fā)生了分化。2從、的過程中，細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生了穩(wěn)定性差異，這種變化叫做細胞分化。細胞分化的結(jié)果是產(chǎn)生了組織，、分別屬于不同的組織。3，一個細胞分成兩個細胞，這是細胞的分裂。，細胞的體積由小變大，這是細胞的生長。4、三個細胞群的細胞具有分裂能力，具有分裂能力的細胞的特征是：細胞壁薄，細胞質(zhì)濃，細胞核大，液泡小或無。
15、 【典例】(2011山東濰坊抽樣山東濰坊抽樣)下圖表示人體骨髓造下圖表示人體骨髓造血干細胞的生命歷程。請據(jù)圖回答：血干細胞的生命歷程。請據(jù)圖回答： (1)區(qū)分細胞與植物細胞最主要的依據(jù)是_，細胞不能無限長大的原因有_、_。(2)c過程的實質(zhì)是_，請用箭頭和文字簡要表明該過程中遺傳信息的流動途徑：_。(3)成熟的紅細胞結(jié)構(gòu)非常特殊，我們使用的教材中以紅細胞為材料的實驗是_，鐮刀型細胞貧血癥患者的紅細胞形狀發(fā)生改變的直接原因是_。(4)若白細胞發(fā)生了癌變，根本原因是細胞中的_發(fā)生了突變，癌細胞無限增殖過程中直接參與a、b過程的無膜細胞器依次是_?！窘馕觥?1)為人體骨髓造血干細胞，屬于動物細胞，與
16、植物細胞最大的區(qū)別是沒有細胞壁；細胞不能無限長大的原因主要有兩個方面：一是細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質(zhì)運輸效率就越低，二是細胞核中的DNA是不會隨著細胞體積的擴大而增加的。(2)c過程表示細胞的分化，分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。(3)哺乳動物的紅細胞無細胞器膜和核膜，是制備和研究細胞膜的良好材料。鐮刀型細胞貧血癥患者的紅細胞形狀發(fā)生改變的根本原因是控制血紅蛋白的基因發(fā)生了突變，直接原因是血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)改變。(4)細胞中含有原癌基因和抑癌基因，二者之一發(fā)生基因突變就可能導致細胞過度增殖，引起癌變，癌變的細胞代謝十分旺盛，參與增殖的非膜結(jié)構(gòu)細胞器有核糖
17、體和中心體。 【答案】(1)有無細胞壁 細胞核中的DNA不會隨細胞增大而增加細胞表面積與體積的比例關(guān)系限制了細胞的長大(2)基因的選擇性表達(3)體驗制備細胞膜的方法血紅蛋白分子中發(fā)生了氨基酸的替換(血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)改變)(4)原癌基因和抑癌基因核糖體、中心體【典例1】下列關(guān)于細胞分化的說法正確的是分化是穩(wěn)定的，而且一般是不可逆的，一旦細胞沿一定方向分化，便不會再脫分化到原先的狀態(tài)細胞分化后，細胞中mRNA不同，tRNA相同分化的結(jié)果是賦予不同種類的細胞特異的結(jié)構(gòu)和功能一般不會出現(xiàn)細胞核遺傳物質(zhì)的改變細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達易誤警示一、對分化細胞中的物質(zhì)變化不清晰ABC D【嘗試解答】
18、 _【解析】細胞分化具有不可逆性。mRNA是轉(zhuǎn)錄的結(jié)果，因基因的選擇性表達，分化后的細胞發(fā)生轉(zhuǎn)錄的基因不同，mRNA也就不同，但tRNA的種類相同。細胞分化不會引起遺傳物質(zhì)的改變。 D【糾錯筆記】細胞分化是細胞的基因選擇性表達的結(jié)果，分化后體現(xiàn)兩細胞主要功能的蛋白質(zhì)不同，體現(xiàn)細胞基本結(jié)構(gòu)和基本生命活動的蛋白質(zhì)還是相同的，如呼吸酶、膜蛋白等；既然如此，則 mRNA也是相同的多，不相同的少；轉(zhuǎn)運RNA會完全相同，因其只有61種。 【典例2】如圖為人體某細胞所經(jīng)歷的生長發(fā)育各個如圖為人體某細胞所經(jīng)歷的生長發(fā)育各個階段示意圖，圖中階段示意圖，圖中為不同的細胞，為不同的細胞，ac表示細胞所表示細胞所進行
19、的生理過程。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是進行的生理過程。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是二、綜合運用能力不強A與相比，的分裂增殖能力加強，分化能力減弱B的核基因相同，細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量也相同C細胞的形成過程中發(fā)生了基因分離和自由組合D進入c過程的細胞，酶活性降低，代謝減慢繼而出現(xiàn)凋亡小體【嘗試解答】 _D【糾錯筆記】易錯選項易錯選項錯因分析錯因分析A項項概念混淆不清。混淆了細胞分裂與細胞分化，概念混淆不清?；煜思毎至雅c細胞分化，忽略了細胞分裂與細胞分化的特點，忽略了細胞分裂與細胞分化的特點，是是由由細胞增殖而來且能分化成其他細胞，因而細胞增殖而來且能分化成其他細胞，因而與與相比，相比，的分裂增殖能力減弱，分化的分裂增殖能力減弱，分化能力加強能力加強C項項知識綜合應用能力不強。錯誤地認為有絲分裂知識綜合應用能力不強。錯誤地認為有絲分裂過程的基因變化是基因分離和自由組合的表現(xiàn)過程的基因變化是基因分離和自由組合的表現(xiàn)。忽略了基因分離和自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂。忽略了基因分離和自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，過程中，細胞的形成過程是有絲分裂，細胞的形成過程是有絲分裂，因而因而細胞的形成過程中不會發(fā)生基因分細胞的形成過程中不會發(fā)生基因分離和自由組合離和自由組合
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