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1、第2、3、4节细胞的分化细胞的衰老和凋亡 细胞的癌变1细胞分化的实质、特点及意义细胞分化的实质、特点及意义2细胞全能性原理及大小判断细胞全能性原理及大小判断3植物组织培养过程及条件植物组织培养过程及条件4细胞衰老与凋亡对生物体发育的意义细胞衰老与凋亡对生物体发育的意义5癌细胞特征及与细胞分裂、分化的关系癌细胞特征及与细胞分裂、分化的关系 考纲解读考纲解读考点考点 一一 细胞分化和细胞的全能性的比较细胞分化和细胞的全能性的比较 细胞分化细胞分化细胞的全能性细胞的全能性原因原因 细胞内基因选择性表达细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质含有本物种全套遗传物质特点特点持久性持久性稳定性和不可逆性
2、稳定性和不可逆性: :一一般来说般来说, ,分化了的细胞将分化了的细胞将一直保持分化后的状态一直保持分化后的状态, ,直到死亡直到死亡普遍性普遍性: :在生物界中普在生物界中普遍存在遍存在高度分化的植物体细胞高度分化的植物体细胞具有全能性具有全能性动物已分化的体细胞全动物已分化的体细胞全能性受限制能性受限制, ,但细胞核仍具但细胞核仍具有全能性有全能性细胞分化细胞分化细胞的全能性细胞的全能性结果结果形成形态、结构、功能形成形态、结构、功能不同的细胞群不同的细胞群形成新的个体形成新的个体大小大小比较比较细胞分化程度有高低之细胞分化程度有高低之分分, ,如体细胞如体细胞 生殖细胞生殖细胞 受精卵受
3、精卵细胞全能性表达的难易程细胞全能性表达的难易程度不同度不同, ,如如受精卵受精卵 生殖细生殖细胞胞 体细胞体细胞联系联系两者的遗传物质都不发生改变两者的遗传物质都不发生改变已分化的细胞仍然保持全能性已分化的细胞仍然保持全能性一般情况下一般情况下, ,分化程度越高分化程度越高, ,全能性相对越低全能性相对越低【高考警示高考警示】(1)(1)多细胞生物的个体发育离不开细胞的分化多细胞生物的个体发育离不开细胞的分化, ,但细胞但细胞分化后的不同细胞中核分化后的不同细胞中核DNADNA相同相同,mRNA,mRNA和蛋白质一般不和蛋白质一般不同。同。(2)(2)细胞分化不改变细胞数目细胞分化不改变细胞
4、数目, ,却导致细胞种类增多。却导致细胞种类增多。(3)(3)细胞全能性的体现以产生个体为标志细胞全能性的体现以产生个体为标志, ,若无个体产若无个体产生生, ,不能体现全能性。不能体现全能性。(4)(4)细胞全能性表达的条件是离体、一定的营养物质细胞全能性表达的条件是离体、一定的营养物质和适宜的环境条件等。和适宜的环境条件等。 【典例典例1 1】(2011(2011山东高考山东高考) )下列发生了细胞分下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是化且能体现体细胞全能性的生物学过程是( () )A.A.玉米种子萌发长成新植株玉米种子萌发长成新植株B.B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
5、小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C.C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D.D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株D变式：变式：据英国据英国自然自然杂志报道，美国科研人员研究杂志报道，美国科研人员研究发现，与其他哺乳动物一样，人体内也存在一种被发现，与其他哺乳动物一样，人体内也存在一种被称为称为“ISL1”的心脏祖细胞，它可以分化为心肌、的心脏祖细胞，它可以分化为心肌、心血管等主要的心脏细胞。祖细胞又称前体细胞，心血管等主要的心脏细胞。祖细胞又称前体细胞，它居于干细胞与成体细胞之间，只能分化成特定类它居于干细胞与
6、成体细胞之间，只能分化成特定类型的细胞。下列有关心脏祖细胞的说法错误的是型的细胞。下列有关心脏祖细胞的说法错误的是 A心脏祖细胞分化的实质是基因的选择性表达心脏祖细胞分化的实质是基因的选择性表达B心脏祖细胞与其他体细胞内的遗传物质是相同的心脏祖细胞与其他体细胞内的遗传物质是相同的C心脏祖细胞具有全能性心脏祖细胞具有全能性D心脏祖细胞的分化程度比心肌细胞低心脏祖细胞的分化程度比心肌细胞低C变式：变式：将经处理后的胚胎干细胞，移植到因胰岛受将经处理后的胚胎干细胞，移植到因胰岛受损而患糖尿病的小白鼠体内后，该鼠血糖浓度趋损而患糖尿病的小白鼠体内后，该鼠血糖浓度趋近正常。上述事实说明近正常。上述事实说
7、明 A该过程体现了胚胎干细胞的全能性该过程体现了胚胎干细胞的全能性B移植的细胞中所有基因都得到表达移植的细胞中所有基因都得到表达C干细胞经处理后进行了定向分化干细胞经处理后进行了定向分化D移植的细胞具有无限增殖的能力移植的细胞具有无限增殖的能力C利用建立的诱导体系能够高效诱导胚胎干细胞向胰岛利用建立的诱导体系能够高效诱导胚胎干细胞向胰岛B细胞分化。细胞分化。据此回答有关该研究工作的问题。据此回答有关该研究工作的问题。(1)实验用的胚胎干细胞通常取自小鼠的实验用的胚胎干细胞通常取自小鼠的_，取出的胚胎干细胞进行动物细胞培养，这个过程需要取出的胚胎干细胞进行动物细胞培养，这个过程需要向培养液中加入
8、诱导物，两周后，镜检发现培养的细向培养液中加入诱导物，两周后，镜检发现培养的细胞出现呈胰岛样细胞的变化，这一过程称为胞出现呈胰岛样细胞的变化，这一过程称为_，随后，又进行了一系列实验。，随后，又进行了一系列实验。早期胚胎早期胚胎细胞分化细胞分化利用建立的诱导体系能够高效诱导胚胎干细胞向胰岛利用建立的诱导体系能够高效诱导胚胎干细胞向胰岛B细胞分化。据此回答有细胞分化。据此回答有关该研究工作的问题。关该研究工作的问题。(2)为检测该细胞是否具有胰岛为检测该细胞是否具有胰岛B细胞的生理功能，进细胞的生理功能，进行了胰岛素释放实验，大体实验思路为控制培养液中行了胰岛素释放实验，大体实验思路为控制培养液
9、中葡萄糖的浓度，检测葡萄糖的浓度，检测_；图甲表示所得实验结；图甲表示所得实验结果，据此分析干细胞诱导成功，得到此结论的依据是果，据此分析干细胞诱导成功，得到此结论的依据是_。胰岛素分泌量胰岛素分泌量在高浓度糖时胰岛素分泌量大，在低浓度糖时胰岛素分泌少在高浓度糖时胰岛素分泌量大，在低浓度糖时胰岛素分泌少利用建立的诱导体系能够高效诱导胚胎干细胞向胰岛利用建立的诱导体系能够高效诱导胚胎干细胞向胰岛B细胞分化。据此回答有细胞分化。据此回答有关该研究工作的问题。关该研究工作的问题。(3)体内移植实验：将细胞移植到患糖尿病的小鼠体内，体内移植实验：将细胞移植到患糖尿病的小鼠体内，测小鼠血糖，结果如图乙所
10、示。胰岛细胞移植实验是测小鼠血糖，结果如图乙所示。胰岛细胞移植实验是否支持胰岛素释放实验的结论？否支持胰岛素释放实验的结论？_。在细胞移。在细胞移植时，需用同一品系的小鼠进行移植，其目的是植时，需用同一品系的小鼠进行移植，其目的是_。支持支持防止发生免疫排斥防止发生免疫排斥考点考点 二二 细胞的衰老、凋亡和癌变细胞的衰老、凋亡和癌变1.1.细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别 项目项目细胞凋亡细胞凋亡细胞衰老细胞衰老细胞癌变细胞癌变细胞坏死细胞坏死与基因的与基因的关系关系受基因受基因控制控制可能有关可能有关基因突变基因突变不受基因不受基因控制控制细胞膜的细胞膜的变化
11、变化内陷内陷皱缩皱缩糖蛋白糖蛋白减少减少破裂破裂形态变化形态变化破裂破裂细胞萎缩细胞萎缩呈球形呈球形外形不规外形不规则变化则变化影响因素影响因素受基因严受基因严格的控制格的控制内、外因内、外因共同作用共同作用物理、物理、化学、化学、病毒等致病毒等致癌因子癌因子电、热、电、热、冷、机械冷、机械等各种不等各种不利因素利因素对机体的对机体的影响影响对机体对机体有利有利对机体对机体有利有利对机体对机体有害有害对机体对机体有害有害2.2.个体衰老与细胞衰老的关系个体衰老与细胞衰老的关系(1)(1)单细胞生物单细胞生物: :个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步。个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步。(2)(2
12、)多细胞生物多细胞生物: :个体衰老与细胞衰老有密切的关系。个体衰老过个体衰老与细胞衰老有密切的关系。个体衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程程是组成个体的细胞普遍衰老的过程, ,但未衰老但未衰老的个体内也有细胞衰老。的个体内也有细胞衰老。3.3.癌细胞的三点理解癌细胞的三点理解(1)(1)癌细胞是一类畸形分化的细胞癌细胞是一类畸形分化的细胞, ,或不能正常分或不能正常分化的细胞。化的细胞。(2)(2)细胞的增殖、分化、衰老、凋亡都属于正常细胞的增殖、分化、衰老、凋亡都属于正常的生理过程的生理过程, ,而细胞的癌变则是细胞一种不正常而细胞的癌变则是细胞一种不正常的变异导致的。的变异导致的。(
13、3)(3)癌细胞的三个特征癌细胞的三个特征, ,可从可从“不死的细胞不死的细胞”“”“变变态的细胞态的细胞”“”“扩散的细胞扩散的细胞”三方面来理解掌握。三方面来理解掌握。4.4.细胞分裂、癌变和分化的联系如图所示细胞分裂、癌变和分化的联系如图所示根据以下材料回答问题。根据以下材料回答问题。材料一材料一云南曲靖一个小村落云南曲靖一个小村落兴隆村每年都兴隆村每年都有多名村民死于癌症，追查缘由发现是铬渣污染有多名村民死于癌症，追查缘由发现是铬渣污染该地水源所致。该地水源所致。材料二材料二端粒学说，每条染色体的两端都有一段端粒学说，每条染色体的两端都有一段特殊序列的特殊序列的DNA，称为端粒。端粒，
14、称为端粒。端粒DNA序列在每序列在每次细胞分裂后都会缩短一截。在端粒次细胞分裂后都会缩短一截。在端粒DNA序列缩序列缩短后，端粒内侧的正常基因的短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到序列就会受到损伤，结果使细胞活动异常，而出现衰老。损伤，结果使细胞活动异常，而出现衰老。 材料三材料三在人的一生中，体细胞能够分裂在人的一生中，体细胞能够分裂5060次，而癌细胞可以无限增殖。次，而癌细胞可以无限增殖。(1)致癌因子有致癌因子有 和病和病毒致癌因子三类，其中铬应属于毒致癌因子三类，其中铬应属于 。病毒中只有致癌病毒才能够引起细胞癌。病毒中只有致癌病毒才能够引起细胞癌变，主要原因是变，主要原因是
15、 。(2)癌症患者体内癌细胞最初来源于癌症患者体内癌细胞最初来源于_。(3)人体每天都会产生少量癌细胞，而癌细胞人体每天都会产生少量癌细胞，而癌细胞被机体清除，应属于被机体清除，应属于_。物理致癌因子、化学致癌因子物理致癌因子、化学致癌因子化学致癌因子化学致癌因子致癌病毒含致癌基因或和致癌相关的核苷酸序列致癌病毒含致癌基因或和致癌相关的核苷酸序列正常细胞正常细胞细胞凋亡细胞凋亡(4)根据材料二、三可知，癌细胞能无限增殖，很可能是癌细根据材料二、三可知，癌细胞能无限增殖，很可能是癌细胞内有端粒修复酶。如果正常细胞内也有端粒修复酶，而胞内有端粒修复酶。如果正常细胞内也有端粒修复酶，而体细胞却只能够
16、分裂体细胞却只能够分裂5060次的原因是次的原因是_。(5)如果端粒学说成立，让癌细胞无限增殖变成有限增殖的方如果端粒学说成立，让癌细胞无限增殖变成有限增殖的方法有法有_。(6)原癌基因和抑癌基因是原癌基因和抑癌基因是_(填填“正常基因正常基因”或或“异异常基因常基因”)，前者的主要作用是，前者的主要作用是_。端粒修复酶没有活性或活性很低端粒修复酶没有活性或活性很低抑制端粒修复酶的活性或抑制端粒修复酶合成基因的表达抑制端粒修复酶的活性或抑制端粒修复酶合成基因的表达正常基因正常基因负责调控细胞周期，控制细胞的生长和分裂进程负责调控细胞周期，控制细胞的生长和分裂进程 苦马豆素（苦马豆素（SW）最早
17、是从植物灰苦马豆中分离获得，）最早是从植物灰苦马豆中分离获得，SW是否具有抑制肿瘤是否具有抑制肿瘤细胞生长的作用？许多学者做了大量研究，请根据以下实验研究过程及研究细胞生长的作用？许多学者做了大量研究，请根据以下实验研究过程及研究结果回答问题。结果回答问题。取小鼠肝癌取小鼠肝癌Hepal6细胞细胞制成单细胞悬液，接种于多孔板，加入等量培养液，每组设制成单细胞悬液，接种于多孔板，加入等量培养液，每组设5个平行孔个平行孔于于37、5%CO2培养箱中分别培养培养箱中分别培养24h后静置去除上清液后静置去除上清液加入等量不同浓度加入等量不同浓度SW溶液，于溶液，于37、5%CO2培养箱中分别培养培养箱
18、中分别培养分别在分别在24h、48h、72h时吸取培养液，观察结果，得到不同浓度时吸取培养液，观察结果，得到不同浓度SW对细对细胞存活率影响曲线（图胞存活率影响曲线（图1）将培养将培养48h的培养液离心，细胞染色，在荧光显微镜下观察拍照，记录正的培养液离心，细胞染色，在荧光显微镜下观察拍照，记录正常细胞和凋亡细胞数目，并采用免疫荧光细胞技术检测细胞凋亡蛋白常细胞和凋亡细胞数目，并采用免疫荧光细胞技术检测细胞凋亡蛋白Bax和和Bcl-2表达量状况，汇总统计结果（表表达量状况，汇总统计结果（表1） （1）实验中首先将小鼠肝癌）实验中首先将小鼠肝癌Hepal6细胞制成单细胞悬液，于细胞制成单细胞悬液
19、，于37、5%CO2培养箱中培养的目的是培养箱中培养的目的是_。（2）处于间期的肝癌）处于间期的肝癌Hepal6细胞分子水平的主要变化是细胞分子水平的主要变化是_。（3）实验中对照组的处理方法应为）实验中对照组的处理方法应为_，利用多孔板，利用多孔板培养时，每组设置培养时，每组设置5个平行孔同时进行培养，计数后统计平均个平行孔同时进行培养，计数后统计平均值是为了值是为了_。细胞增殖（细胞分裂、细胞克隆）细胞增殖（细胞分裂、细胞克隆） DNA复制和有关蛋白质的合成复制和有关蛋白质的合成 不加不加SW药物处理，加等量培养液（或只加等量培养液）药物处理，加等量培养液（或只加等量培养液） 减小误差使实
20、验结果更可信减小误差使实验结果更可信 （4）分析图）分析图1中曲线可知，中曲线可知，SW对肝癌对肝癌Hepal6细细胞作用效果的特点是胞作用效果的特点是_，_。（5）表）表1结果说明结果说明SW可以诱发细胞可以诱发细胞_，从，从分子水平上分析，分子水平上分析，SW可以导致癌细胞内可以导致癌细胞内_的合成量增加，写出与此相关的遗传的合成量增加，写出与此相关的遗传信息传递的具体过程信息传递的具体过程 _。SW浓度越高，对细胞生长（存活）的抑制作用越强浓度越高，对细胞生长（存活）的抑制作用越强（SW）作用时间越长，对细胞生长（存活）的抑制作用越强）作用时间越长，对细胞生长（存活）的抑制作用越强Bax蛋白基因蛋白基因mRNA Bax蛋白蛋白 凋亡凋亡Bax蛋白蛋白转录转录翻译翻译
