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1、 第2、3、4节 细胞的分化、 衰老、凋亡和癌变 一、细胞分化 1概念:在个体发育中,由 增殖产生的后代,在形态、结构 和生理功能上发生 的过程 2特征:具有、稳定性和 不可逆性 3意义:是生物的基础 ;细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向 专门 化,有利于提高各种的效率 一个或一种细细胞 稳稳定性 差异 持久性 个体发发育 生理功能 4原因:不同的细胞形态、结构的功能 不同,是因为不同细胞中 5细胞的全能性 (1)概念:已经分化的细胞仍然具有 的潜能。 (2)实例 植物组织 培养:分化的组织细 胞(植物) 愈伤组织 新的植物体 动物克隆:核移植 动物干细胞:动物和人体内仍保留着少数 具有 的细
2、胞 遗传遗传 信息的执执行情况不同 发发育成完整个体 分裂和 分化能力 1细胞分化过程中遗传物质是否发生了 变化?已分化的细胞可否自动恢复未分化 状态? 二、细胞衰老 1特征 (1)细胞内减少,结果使细胞萎 缩,体积变 小,细胞新陈代谢的速率减 慢 (2)细胞内多种降低 (3)随着细胞的衰老,细胞内的色素会逐 渐积 累 (4)细胞内减慢,细胞核的体积 增大,核膜内折,染色质收缩、染色加 深 (5)细胞膜,使物质运输功 能降低 水分 酶的活性 呼吸速率 通透性改变变 2原因 (1) 学说 (2)端粒学说 2老年人头发变白与白化病人的白发机 理相同吗? 自由基 三、细胞凋亡 1概念:由所决定的细胞
3、自 动结 束生命的过程 2原因:严格的由遗传 机制决定的程序 性调控(细胞编程性死亡) 3意义:对于多细胞生物体完成正常发 育,维持 的稳定,以及抵御外界各种因素 的干扰都起着非常关键的作用。 基因 内环环境 3细胞凋亡与细胞坏死有什么区别? 四、细胞癌变 1癌细胞:细胞由于受到致癌因子的作 用,不能正常地完成细胞分化,而变成 的细胞,这种细胞就是癌 细胞。 (1)在适宜的条件下,癌细胞能够无限 (2)癌细胞的发生显著变化 (3)癌细胞的表面发生了变化。如 ,使癌细胞彼此之间黏着性显著降低 ,使癌细胞在机体内容易分散和转移 不受机体控制 增殖 形态结态结 构 糖蛋白减少 3致癌因子有:物理致癌
4、因子,化 学致癌因子,病毒致癌因子 4细胞癌变的原因 (1)致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生 突变。 (2)原癌基因主要负责调节细 胞周期,控 制细胞的 进程;抑癌基因主要是阻止 细胞不正常的增殖。 生长长和分裂 思考探讨提示: 1细胞分化过程中遗传 物质并未发生 变化,细胞分化一般是不可逆的,已分 化的细胞不可自动恢复未分化状态。 2不同,老年人头发变 白是酪氨酸酶活 性降低,合成黑色素减少,而白化病人的 白发是病人体内缺少酪氨酸酶。 3细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结 束生命的过程;细胞坏死是由外界因素 造成的细胞急速死亡,是被动性死亡, 不受基因控制。 一、细胞分化与细胞全能性及其应用
5、1细胞分化、细胞全能性及相互比较 细细胞分化细细胞全能性 原理细细胞内基因选择选择 性表达含有本物种全套遗传遗传 物质质 特点 持久性:细细胞分化贯贯穿于生 物体整个生命进进程中,在胚胎 期达到最大限度 稳稳定性和不可逆性:一般来 说说,分化了的细细胞将一直保持 分化后的状态态,直到死亡 普遍性:生物界中普遍存在 ,是生物个体发育的基础 高度分化的植物体 细细胞具有全能性 植物细细胞在离体的情 况下,在一定的营营养 物质质、激素和其他适 宜的外界条件下,才 能表现现其全能性 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 结结果形成形态态、结结构、功能不同的
6、细细胞 形成新的个体 大小 比较较 细细胞分化程度有高低之分,如 体细细胞生殖细细胞受精卵 细细胞全能性有大小之 分,如受精卵生殖 细细胞体细细胞 关系 两者的遗传遗传 物质质都不发发生变变化 细细胞的分化程度越高,具有的全能性越小 2.干细胞类型及在医学上的应用 (1)类型:干细胞分为3类:全能干细胞 、多能干细胞和专能干细胞。 (2)医学上的应用:干细胞的研究为器官 移植提供了新的思路,为癌症、癫痫 、 糖尿病等疾病的根治带来了希望。 (1)细胞全能性是植物组织培养的理论基 础,早期胚胎细胞和干细胞都具有明显的 全能性。 (2)细胞分化是在特定的时间和空间条件 下基因选择性表达的结果 在同
7、一生物体内,不同部位的细胞核的遗 传物质都是一样的,但是在个体发育的不 同时期,细胞内表达的基因是不相同的, 合成的蛋白质分子也不一样,从而形成了 不同的组织器官。 1(2010年山东省日照市调研)下图为 人 体某细胞所经历 的生长发 育各个阶段示 意图,图中为各个时期的细胞,a c表示细胞所进行的生理过程。据图分 析,下列叙述正确的是 ( ) A各个时期的细胞中,的全能 性最高 B与相比,的分裂增殖能力加强, 分化能力减弱 C与相比,的分裂增殖能力减弱, 分化能力增强 D与的基因组成相同,细胞内的蛋 白质种类不完全相同 【答案】 D 2(2008年江苏高考)动物和人体内具有 分裂和分化能力的
8、细胞称为干细胞。对 如下图的相关叙述中,错误 的是 ( ) Aa过程表示干细胞能自我更新 Bb、c过程表示干细胞具有分化能力 Ca、b、c过程中细胞的遗传 信息表达 情况不同 Db过程形成的细胞直接组成器官,可 供器官移植使用 【解析】 本题考查对细胞分化的理解。 干细胞经a过程形成的细胞,从形态上 与它自身相同,该过程实现了干细胞的自 我更新。干细胞经b、c两过程形成的细 胞与干细胞形态不同,是细胞分化的结果 ,表明干细胞具有分化能力。经a、b、 c三个过程形成的三种形态各异的细胞内 ,mRNA、蛋白质不同,这表明它们的遗 传信息表达情况不同。b过程形成的细 胞先形成组织,再进一步形成器官。
9、 【答案】 D 二、细胞的衰老、凋亡和癌变 1个体衰老与细胞衰老的关系 (1)单细 胞生物的细胞衰老或死亡就是个 体的衰老或死亡。 (2)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细胞的癌变 (1)癌细胞的特征 在适宜条件下,能够无限增殖; 癌细胞的形态结 构发生显著变化; 癌细胞的表面发生了变化。由于细胞 膜上的糖蛋白等物质减少,使得细胞彼 此之间的黏着性显著降低,容易在体内 分散和转移。 (2)癌变的机理 (3)原癌基因与抑癌基因 原癌基因是维持机体正常活动所必需 的基因,在细胞分裂
10、过程中它负责调节 细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程 。 抑癌基因是一类抵制细胞过度生长、 增殖,从而遏制肿瘤形成的基因,抑癌基 因的丢失或失活,可能导致肿瘤发生。 3细胞的凋亡、坏死与癌变的比较 项项目细细胞凋亡细细胞坏死细细胞癌变变 与基 因的 关系 受基因控 制 不受基因 控制 受突变变基 因控制 细细胞 膜的 变变化 内陷破裂 糖蛋白等 减少,黏 着性降低 形态态 变变化 细细胞变圆变圆 ,与周围围 细细胞脱离 细细胞外形 不规则变规则变 化 呈球形 影响 因素 受严严格的 由遗传遗传 机 制决定的 程序性调调 控 电电、热热、 冷、机械 等不利因 素影响 分为为物理 、化学和 病毒致
11、癌 因子 对对机 体的 影响 对对机体有 利 对对机体有 害 对对机体有 害 (1)癌细胞的形成是畸形分化;而癌细胞 不再分化。 (2)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。 (3)个体衰老与细胞衰老并不总是同步的 ,在幼年个体中有衰老的细胞,老年个体 中有新产生的细胞。 (4)细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都 是有利的。 3(2010年海淀期末)控制细胞分裂次数 的时钟 是位于染色体两端名为端粒的结 构,它会随着细胞分裂而变短。而癌细 胞中有延长端粒的端粒酶。据此你认为 体细胞不能无限分裂的根本原因是 ( ) A缺少合成端粒酶
12、的氨基酸 B缺少控制端粒酶合成的基因 C控制端粒酶合成的基因没有表达 D体细胞中没有端粒酶 【答案】 C 4(2010年广州高三调研)下列有关细胞 凋亡、坏死与癌变的说法,正确的是 ( ) A细胞凋亡受基因控制,细胞癌变不受 基因控制 B细胞坏死,代谢停止;细胞癌变,代 谢增强 C细胞坏死,膜通透性降低;细胞癌变 ,膜黏着性增强 D细胞癌变,细胞周期延长;细胞凋 亡,细胞周期变短 【答案】 B (2009年山东卷)细胞分化是奢侈基因 选择 表达的结果。下列属于奢侈基因的是 ( ) A血红蛋白基因 B. ATP合 成酶基因 C. DNA解旋酶基因 D核糖体蛋 白基因 【解析】 本题考查了对于基因
13、选择性表 达概念的理解。只有在红细胞中,控制血 红蛋白合成的基因才能选择性的表达。而 其他选项中的ATP合成酶基因、DNA解旋 酶基因、核糖体蛋白基因是在每一个具有 生命活动的细胞中都要表达而分别合成 ATP合成酶、DNA解旋酶、核糖体蛋白。 【答案】 A (2009年辽宁、宁夏卷)下列关于动物 细胞编程性死亡的叙述,正确的是 ( ) A细胞癌变属于细胞编程性死亡 B细胞编程性死亡属于正常生理过程 C细胞编程性死亡属于细胞分化过程 D细胞编程性死亡与基因表达无关 【解析】 细胞编程性死亡是由基因所决 定的细胞自动结束生命的过程,受到严格 的由遗传机制决定的程序性调控,是一种 正常的生理过程。而
14、细胞癌变是由于原癌 基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞 的生长和分裂失控所致。因此,B正确。 【答案】 B (2009年海南卷)下列关于癌细胞的叙述, 错误 的是 ( ) A癌细胞具有无限增殖的能力 B细胞癌变可以由病毒感染引发 C原癌基因只存在于癌细胞中 D癌细胞的转移与细胞间黏着性下降有 关 【答案】 C 1根据细胞癌变比例检测有毒物质的毒 性 (1)利用待测物质配制成动物细胞培养液 。 (2)选取正常的动物细胞进行培养。 (3)一段时间 后检测 癌变细 胞占所培养细 胞的比例,推测物质的毒性。 2动物细胞的细胞核具有全能性 (1)方法步骤 从同一只母羊(A)身上取出乳腺上皮细 胞分成两
15、组,分别编 号为甲、乙。 将甲组乳腺上皮细胞直接培养,观察 结果;将乙组乳腺上皮细胞核与另一只 母羊(B)的去核卵细胞电激融合,观察结 果。 将中发育形成的早期胚胎移植到第三 只母羊(C)的子宫内,继续发 育,观察最 终结 果。 (2)实验结 果 只有乙组乳腺上皮细胞核的全能性得以 发挥 ,而甲组乳腺上皮细胞的全能性不 能发挥 。 (3)实验结论 已经分化的动物细胞全能性受到限制, 但它的细胞核仍具有全能性。 1阅读 材料,完成相关实验 。 材料一 吃了香蕉会致癌!这一流言让 2007年我国的蕉农损失巨大。有人声称 ,海南甚至全国的香蕉大面积感染了“蕉 癌”巴拿马病,“香蕉有致癌物残留 ,成了毒水果”。这个传闻起源于3月中 旬的一篇报道:广东、海南的香蕉林患