学案-细胞的分化、癌变、衰老和凋亡

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1、学案 细胞的分化、癌变、衰老和凋亡,核心术语(记准、写准、理解透，把握内涵和外延) 1.细胞分化(全能性、基因选择性表达、干细胞、持久性、稳定性) 2.细胞衰老（个体衰老） 3.细胞凋亡（细胞编程性死亡、细胞坏死） 4.癌变（原癌基因、抑癌基因、无限增殖、接触抑制）,细胞分化的相关内容整合,阅读下面的示意图并思考下列问题,（1）细胞分化的特点是什么？ （2）分析细胞分化的原因（基础、实质和结果）。 （3）试辨析细胞分化与个体发育、细胞内的遗传物质、全能性、脱分化、细胞分裂的关系。,（4）分析癌细胞的特点和机理。 （5）分析细胞全能性的原因和全能性表达的条件，并列举细胞具有全能性和动物细胞核具有

2、全能性的实例。,答案 (1)细胞分化的特点：持久性：发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。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：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。 （2）细胞分化的原因：基础：各种细胞具有完全相同的遗传物质（携带有本物种的全部遗传信息）。实质：基因选择性表达的结果（细胞内的基因并非全部表达，不同部位的细胞表达不同的基因，如高茎,豌豆体细胞中都含有高茎基因，但根部细胞中的高茎基因不表达；某一部位组织细胞内能表达的基因并非同时表达的，而是在个体发育的不同时期，不同基因有顺序地表达）。结果：增加细胞类型，产生

3、出不同形态、结构和功能的组织和器官。总之，细胞分化的直接原因是蛋白质的不同，而根本原因是基因的选择性表达。,（3）个体发育是细胞分化的结果，在个体发育的 不同阶段细胞分化程度不同，胚胎时期（原肠胚时期） 达到最大程度。同一个体的不同体细胞中核遗传物 质完全相同，基因的选择性表达只会导致mRNA和蛋 白质不同。细胞分化不会导致遗传物质改变，已分,化的细胞都含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质，因而都有全能性。一般来说，细胞分化程度越高，具有的全能性越小。在生物体内，细胞分化是一种稳定的程序性变化，这种变化是不可逆转的，但在人工条件下，分化的组织细胞能脱分化，脱分化的组织细胞，经人工培养可诱导发

4、育成新的完整植株。细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分化使经细胞分裂产生的相同细胞的后代发生了形态、结构和生理功能上的差异。细胞分裂只是增加了细胞数量，细胞分化形成了具有特定形态、结构和功能的组织和器官。,（4）癌细胞的特点：适宜条件下，无限增殖。形态结构发生显著变化。易扩散转移，是由于细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性降低。 癌变机理：,原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因，在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。只有当原癌基因突变成癌基因（或称激活、活化）后，细胞才会恶性增殖。 抑癌基因是一类阻止细胞不正常的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

5、致肿瘤发生。 抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。,致癌因子,（5）全能性的原因是体细胞都是受精卵经有丝分裂产生的后代细胞，都具有完成个体发育所需的全套遗传物质（全部基因）。若要表达细胞全能性，必须具备的条件是离体的情况下，在一定的营养物质、激素和其他适宜外界条件下，细胞才能表现其全能性。能体现细胞全能性的实例是胡萝卜根组织培养；体现细胞核全能性的实例：克隆羊多利的诞生。,（09菏泽模拟）人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述错误的是 （ ）,A.a、b、c三过程都需要进行DNA的复制和蛋白质的 合成 B.b、c过程不是可逆的过程 C.如果没有b、c过程，

6、就没有组织和器官的形成 D.b、c过程并没有基因的丢失，基因进行了选择性表达 答案 A 关键信息 “分裂”、“分化”、“干细胞”、“DNA复制”、 “蛋白质合成”、“不可逆”、“选择性表达”,知识依据 细胞分裂、分化过程中变化特点及基因选 择性表达含义 完整分析 a过程是细胞增殖过程，b、c过程是细胞分 化过程。细胞分裂间期要进行DNA复制和蛋白质的合 成，但细胞分化过程只进行蛋白质的合成，所以选A。,细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的比较,列表比较分析细胞分化、癌变、衰老与凋亡的区别（表现、特点、原因、意义或结果）与联系，并思考下列问题： （1）判断分析“细胞衰老与机体衰老总是同步进行的”。

7、 （2）判断分析“细胞坏死与细胞凋亡都不是细胞的正常死亡现象，并且都没有积极意义”。,答案 细胞分裂、分化、衰老、癌变和凋亡的区别与联系 1.区别,2.联系,（1）不对。细胞的衰老与机体的衰老都是生物体正常的生命现象。单细胞生物的细胞衰老就是个体的衰老，而对于多细胞生物而言，细胞的衰老不等于机体的衰老，如幼年个体中每天也有细胞的衰老；机体的,衰老也不等于细胞的衰老，如老年个体中每天也有新的细胞产生。但个体衰老时，组成该个体的细胞往往表现为普遍衰老的现象。,（2）不对。细胞的凋亡和细胞坏死是两个不同的概 念，尽管结果一样，但其产生机理是完全不同的。细 胞坏死是在种种不利的因素（如病菌感染、细胞缺

8、氧、 有毒物质毒害等）影响下，由于细胞正常的代谢活动 受损或中断从而导致细胞的损伤和死亡。而细胞凋亡 是受严格的程序性调控，是一种自然的生理过程。,下图是某细胞增殖和分化的概念图，据图回答：,（1）图A表示 过程，图B表示细胞分化过程。 图C处于有丝分裂的 期。 （2）图B中b、c、d、e具有相同的 ，由许多相同的b共同组成的结构叫 。 （3）若a为植物细胞，而d能在体外条件下培养成一个 完整植物体，则说明d具有 。,细胞增殖,后,遗传物质或遗传信 息或染色体数,组织,全能性,（4）图C中细胞有 条染色体，和两条染色体 是经过分裂间期 形成的。 （5）神经细胞是高度分化的动物细胞，高度分化的

9、动物细胞分化潜能变小，它的全能性受到限制，但它 的细胞核仍具有全能性。请用性成熟的小鼠做实验材 料，设计一个实验方案证明上述说法。实验的大体思 路是 。,8,复制，分裂后期着丝点分裂,先把完整的小鼠体细胞单独培养，证明高度分化细胞的全能性受到限制；再把体细胞的细胞核导入去核的小鼠卵细胞中，看重组细胞是否能最终发育为小鼠,（6）在探究细胞衰老原因的过程中，研究人员发现： 衰老动物体内细胞分裂速度明显减慢，但把衰老的体 内细胞移植到幼龄动物体内，则这些细胞分裂次数增 加。科学家用近交系小鼠进行皮肤移植实验，将小鼠 的皮肤移植到F1代身上，当F1变老时，又移植到F2代 身上，这样进行了一系列的移植，

10、结果移植的皮肤细 胞可生存78年，远远超过了原来供体的寿命。该实 验的目的是 该实验能够说明 。,研究引起细胞衰老的原因是细胞本身的衰老还是体内环境的恶化（或改变） （或答研究细胞的衰老与所处个体的年龄是否有关）；,细胞的衰老受体内环境因素的影响（或答细胞的衰老是 多种内因和外因相互作用的结果或细胞衰老与所处个体 的年龄有关）,关键信息 “增殖”、“分化”、“A中细胞形态相同”、“B中结果b、c、d、e形态不同”、“C图中染色体形态与行为特征” 知识依据 细胞全能性、植物组织培养、细胞分裂图像判断、实验设计和思路分析 完整分析 根据题意，植物组织培养是利用植物细胞的全能性。图中和两条染色体是由

11、一个染色体上的两条染色单体经过着丝点的分裂而形成的，因此是复制的结果。第（6）问探索细胞的衰老揭示了衰老的原因不仅在于细胞内部，同时也与外部环境有密切的关系，良好的外境环境可以延缓细胞的衰老。,1.细胞分化的直接原因是蛋白质的不同，而根本原因是遗传物质相同，基因选择性表达，所以同一生物个体不同部位中细胞的核DNA、基因、tRNA相同，而mRNA和蛋白质不同。 2.细胞分化、细胞凋亡和细胞坏死中遗传物质没有发生改变，而癌变时却发生了遗传物质的改变（基因突变）。 3.细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，而生物体的生长包括细胞数目的增加和细胞体积的增大两个方面，所以细胞分裂和细胞生长是生物

12、体的细胞学基础，而生物个体发育的基础是细胞分化。,4.癌变细胞与单克隆抗体的制备、细胞（核）全能性与细胞工程、克隆技术、花药离体培养。 5.细胞分化与转录、翻译过程。,一、选择题 1.(09淄博模拟)关于细胞分化的说法，正确的是（ ） 分化是稳定的，而且一般不是可逆的，一旦细胞 沿一定方向分化，便不会再脱分化到原先的状态 细胞分化后，细胞中mRNA不同，tRNA相同 分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和 功能 一般不会出现细胞核遗传物质的改变 细胞分化的实质是基因选择性表达,A. B. C. D. 解析 细胞分化具有不可逆性。mRNA是转录的结果，因基因的选择性表达，所以分化后的细胞发生

13、的转录的基因不同，mRNA也就不同，但tRNA的种类相同。细胞分化不会引起遗传物质的改变。 答案 D,2.（09广州改编）下表表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况：,下列有关说法错误的是 （ ） A.甲基因可能是控制胰岛素合成的基因 B.丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因 C.三种细胞不同的根本原因是细胞中遗传信息不同 D.三种细胞都有甲乙丙丁四种基因的根本原因是人体 细胞都来源于同一个受精卵 解析 胰岛B细胞产生胰岛素，甲基因可能是控制胰岛素合成的基因。丁基因在三类细胞中都得到表达，可能是控制呼吸酶合成的基因，因为每个细胞都进行呼吸作用释放能量。三种细胞不同的根本原因是不同基因的选择性表

14、达，遗传信息是相同的。,C,3.如图表示同一人体内的几种细胞，它们的形态结构和功能各不相同的根本原因是 （ ） A.DNA结构不同 B.信使RNA不同 C.遗传物质不同 D.线粒体结构不同 解析 同一人体的细胞都来自一个受精卵，每个细胞都携带有本个体的“全套基因”。细胞分化起始于基因表达的调控，一部分基因关闭，另一部分基因打开，基因的选择性表达，转录出特异的mRNA，翻译出不同的蛋白质，从而赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的生理功能。不同细胞中DNA的分子结构、线粒体的结构是相同的。,B,4.细胞分化对于个体发育具有重要的意义，其意义主要表现在 （ ） A.细胞分化是细胞增殖的基础，而

15、细胞增殖是多细 胞生物生长的主要原因 B.细胞分化赋予细胞不同的形态、结构和功能，从 而形成不同的组织，进而形成器官、系统和个体 C.细胞分化可以是不同部位的细胞具有不同的基 因，这是形成组织的基础 D.细胞分化可以避免一些无限增殖的细胞（如癌细 胞）的发生 解析 细胞增殖是细胞分化的基础，细胞分化可以使增殖的细胞产生稳定性的差异，从而形成不同的组织，进而形成器官、系统和个体。,B,5.（09临沂模拟）导致正常细胞发生癌变的根本原因是 （ ） A.细胞中的染色体上存在原癌基因和抑癌基因 B.致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变 C.原癌基因与抑癌基因协调表达 D.细胞癌变都是单一基因突变的结果

16、 解析 癌变是在致癌因子的作用下细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变的结果。,B,6.（09绍兴质检）人体正常细胞中的原癌基因一旦被致癌因子激活，该细胞将转化为癌细胞。这一事实可以说明原癌基因有下列哪项作用 （ ） A.能发生在染色体变异 B.调节控制细胞周期 C.未激活前没有转录功能 D.可与癌基因相互转变 解析 癌变的最大特点就是无限增殖，原癌基因被激活以后能引起癌变，说明该基因能调控细胞周期，从而使细胞无限增殖。,B,7.（改编题）下列细胞中不可能已发生癌变的是 （ ） A.细胞膜上糖蛋白减少的细胞 B.细胞膜中含有甲胎蛋白的细胞 C.呼吸速率明显减慢的细胞 D.遗传物质发生改变的细胞 解析 癌细胞是由于原癌基因