第2讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

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1、第第 2 讲讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变细胞的分化、衰老、凋亡和癌变5 年考情 考纲要求 200920102011201220131.细胞的分化()山东，2安徽，2山东，1全国，1北京，1四川，1海南，6山东，22.细胞的全能性()广东，3山东，2四川，53.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系()天津，4安徽，2江苏，5山东，3安徽，3天津，3四川，74.癌细胞的主要特征及防治()安徽，2山东，1山东，3江苏，5江苏，20新课标全国，2山东，2安徽，29填充关键点思考连接处(1)细胞的增殖、分化、衰老、凋亡与癌变是否都有蛋白质的合成？提示 都有。(2)哪些过程可观察到染色体？提示 细胞的

2、增殖与细胞的癌变过程。(3)哪两个过程对生物体的构建至关重要？提示 细胞增殖与细胞分化。考点 1 细胞的分化与全能性1 下面是细胞生命历程图示，据图回答：(1)上图中字母表示某过程，其中 c 过程为细胞的分化，理由是经过该过程，细胞的形态、结构和生理功能发生了稳定性差异。(2)上图中细胞和的核基因相同，但细胞种类不同，说明细胞分化的实质是基因的选择性表达。2 科学家研制出可以分化为多种细胞的“万能细胞” 。其诞生过程如图所示，图中OCT4、SOX2、NANOG 和 LIN28 是胚胎干细胞中能高度表达并决定其全能性的四个基因，将“万能细胞”植入小鼠体内，植入的细胞长成了“肿瘤” ， “肿瘤”中

3、出现了神经、骨骼、肌肉等多种类型的细胞，据题干信息回答相关问题：(1)图中的 OCT4 等四个基因存在于各个体细胞中。(2)逆转录病毒的作用特点是感染性强。(3)“万能细胞”植入小鼠体内是否表达了全能性？答案 没有， “万能细胞”并没有形成新个体。【思维辨析】(1)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，细胞的增殖与分化会同时发生(2013四川，1A)( )提示 在此过程中细胞的增殖与分化是同时必备的。(2)细胞分裂使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率(2013天津，3B)( )提示 应是细胞分化。(3)某细胞中存在血红蛋白能说明其已经发生分化(2011大纲全国，1C 改编)( )提示 血红

4、蛋白是红细胞基因选择性表达的结果。(4)玉米种子萌发长成新植株过程，发生了细胞分化且能体现细胞全能性(2011山东，2A 改编)( )提示 此过程发生了细胞分化，但没有体现全能性，因为玉米种子本身就是生物体。(5)小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株过程，发生了细胞分化且能体现细胞全能性(2011山东，2C 改编)( )提示 发生了离体，成了新个体，符合全能性的含义。【归纳提炼】1 细胞分化、细胞全能性的比较细胞分化细胞全能性原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点持久性稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡普遍性：在生物界中普遍存在高度分化的植物体细

5、胞具有全能性动物已分化的体细胞全能性受到限制，但细胞核仍具有全能性结果形成形态、结构、生理功能不同的细胞群形成新的个体2 植物细胞全能性表达的条件与标志(1)条件：离体；适宜的营养和环境条件；植物激素等。(2)标志：细胞形成了完整的个体。例 1 (2013海南卷，6)关于细胞分化的叙述，错误的是( )A白细胞和红细胞都是由造血干细胞分化来的B基因突变可使已分化的正常细胞变成癌细胞C同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同D同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强破题思路 (1)由造血干细胞的功能确定 A 选项；(2)由癌细胞的形成确定 B 选项；(3)从分化的实质确定 C 选项；

6、(4)根据全能性与分化程度的相关性确定 D 选项。个性分析 血细胞都是由造血干细胞分裂分化而来的，故 A 对。当已分化的正常细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变导致细胞的生长和分裂失控时就会导致细胞癌变，故 B 对。同一个体不同的体细胞都是由受精卵通过有丝分裂(分化)而来，所以其所含有的基因是相同的，故 C 错。叶肉细胞是已经分化的细胞，在正常情况下不再分裂分化，故 D 对。答案 C思维延伸 (1)白细胞和红细胞不同的根本原因是什么？答案 基因的选择性表达造成的。(2)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞都含有血红蛋白基因吗？如果有是否得以表达？答案 有。均不表达。(3)细胞的分化程度与全能性一般情

7、况下存在怎样的相关性？答案 呈负相关。解题模板 利用细胞分化过程中的变与不变解答细胞分化问题(1)不变：DNA、基因。生物体内的细胞来自受精卵的有丝分裂，体细胞的遗传物质相同，细胞分化不会改变细胞内的遗传物质。(2)变：mRNA、蛋白质。细胞分化的实质是基因的选择性表达，其导致同一生物个体不同种类的细胞中的 mRNA 存在差异，进而导致蛋白质存在差异，从而使细胞在形态、结构和生理功能上出现差异。考点 2 细胞的衰老、凋亡和癌变联系细胞生命历程的各个过程【思维辨析】(1)皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物(2009安徽，2D)( )提示 “老年斑”是色素积累的结果，细胞内色素积累属于细胞衰老的特

8、征。(2)神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡(2012安徽，3C)( )提示 导致细胞凋亡的主要因素是细胞中的相关基因，但同时受到外界因素的影响。(3)细胞凋亡使细胞自主有序死亡，有利于生物体内部环境的稳定(2013天津，3D)( )提示 细胞凋亡是主动的，对机体有利。(4)病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变(2012新课标全国，2C)( )提示 致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子，其中病毒致癌因子就是病毒癌基因，该基因可以整合到宿主的基因组，从而诱发细胞癌变。(5)人体的免疫系统对癌细胞具有清除作用(2011山东，3C)( )提示 癌细胞在体内属于抗原，免疫系统会对抗

9、原进行清除。(6)癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓(2011山东，3D)( )提示 癌变细胞代谢旺盛。(7)石棉和黄曲霉毒素是不同类型的致癌因子(2011山东，3B)( )提示 均是化学致癌因子。【归纳提炼】1 巧记衰老细胞的特征2 细胞分裂、分化、癌变和衰老的关系(1)区别结果遗传物质的变化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后均分细胞分化形成不同的组织和器官遗传物质不发生改变细胞癌变无限增殖的癌细胞遗传物质发生改变细胞衰老细胞正常死亡遗传物质不发生改变(2)联系注意 细胞癌变是细胞的畸形分化，细胞的形态结构发生了改变。细胞死亡并不是对机体都有害，细胞凋亡对机体是

10、有利的。多细胞生物中，细胞的衰老和机体的衰老并不同步，不是相同的过程。例 2 如图为人体某细胞所经历的生长发育各个阶段示意图，图中为不同的细胞，ac 表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述不正确的是( )Aa 过程为细胞增殖，其分裂方式为有丝分裂Bb 过程为细胞分化，该过程在胚胎时期程度最高C图中 a、b、c 三个过程对机体都具有重要的意义D由于细胞的细胞核基因种类和数量都相同，所以它们的细胞器种类和数量也相同破题思路 观察明确 ac 表示的过程联想所学知识作出判断。个性分析 由于 a 过程引起细胞数量的增加，故 a 过程为细胞增殖，从分裂的结果可知该分裂方式为有丝分裂。由于 b 过程细

11、胞的形态、结构发生了改变，故 b 过程为细胞分化，细胞分化在生命的每个阶段都要发生，但是在胚胎时期程度最高。细胞增殖、分化、衰老和凋亡都属于细胞生命历程中的正常变化，对机体都具有积极的意义。由于在细胞分化过程中基因进行了选择性表达，故分化后的细胞中虽然细胞核中基因的种类和数量相同，但蛋白质的种类和数量不同，细胞器的种类和数量也会不同，如平滑肌细胞中含线粒体较多。答案 D思维延伸 (1)图中哪个过程不仅发生基因的表达，还会发生基因的复制？答案 a 过程(有丝分裂)，因为在有丝分裂的间期，要进行蛋白质的合成和 DNA 的复制。(2)人体病变是否只与细胞衰老和凋亡有关？答案 不是，因为细胞增殖和细胞

12、分化过程中出现的异常也会引起人体病变。(3)细胞坏死与细胞凋亡有何区别？答案 细胞坏死是由种种不利因素引起的非正常死亡，不受基因控制，且对机体不利；而细胞凋亡是细胞生命历程中的正常变化，受基因的控制，且对个体的发育具有积极意义。1 (2013山东卷，2)将小鼠 myoD 基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞，细胞分化及肌纤维形成过程如图所示。下列叙述正确的是( )A携带 myoD 基因的载体是以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞B检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否C完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维D肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变答案 D解

13、析 A 项，基因表达载体导入动物细胞是采用显微注射技术；B 项，确定细胞分化与否的关键应该看与肌肉细胞相关特异性的基因是否表达，而核糖体蛋白基因往往是所有细胞都要表达的基因，由其表达不能确定是否发生细胞分化；C 项，完成分化的肌肉细胞已失去分裂能力。D 项，肌肉前体细胞还具有分裂能力，若在分裂间期受到电离辐射可能会发生基因突变，所以比肌肉细胞更容易发生癌变。2 (2013四川卷，7)哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示，图中除成熟红细胞外，其余细胞中均有核基因转录的 RNA。下列叙述错误的是( )A成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳B网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质C造血干细胞

14、与幼红细胞中基因的执行情况不同D成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达答案 D解析 由于成熟红细胞无线粒体，不能进行有氧呼吸，而无氧呼吸产物为乳酸，故细胞呼吸产物中无 CO2，A 正确；由题图信息知，网织红细胞只是排出了细胞核，其细胞质中仍含有早期核基因转录来的 mRNA，故仍能合成核基因编码的蛋白质，B 项正确；造血干细胞与幼红细胞拥有相同的基因，但基因执行情况不同，从而表现为“选择性表达” ，故 C项正确；成熟红细胞已丧失细胞核且无核糖体，不再进行“基因表达” ，故 D 项错误。3 (2013安徽卷，29 节选)近年来，有关肿瘤细胞特定分子的靶向治疗研究进展迅速。研究发现，蛋白 X 是细

15、胞膜上的一种受体，由原癌基因 X 编码。在一些肿瘤细胞中，原癌基因 X 过量表达会持续激活细胞内的信号传导，启动细胞 DNA 的复制，导致细胞异常增殖。请回答下列问题：(1)同一个体各种体细胞来源于受精卵的分裂与分化。正常情况下，体细胞核遗传信息相同的原因是_。(2)通过检测原癌基因 X 的_和_可判断其是否转录和翻译。检测成人多种正常组织后，发现原癌基因 X 只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达，这说明_。(3)根据以上信息，可推测原癌基因的主要功能是_。答案 (1)亲代细胞通过有丝分裂将复制后的核 DNA 平均分配到两个子细胞中(2)mRNA 蛋白质 原癌基因 X 的表达具有(组织)特异性(3)维持细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程解析 (1)正常情况下，体细胞核遗传信息相同的原因是有丝分裂过程中染色体(核 DNA)准确复制后平均分配到两个子