2 第二课时 (5)

第二课时细胞的分化 衰老 凋亡和癌变 一 细胞的分化及全能性 1 细胞分化 1 概念 在个体发育中 由一个或多个细胞增殖产生的后代 在 形态 结构和生理功能上发生一系列稳定性差异的过程 2 特征 细胞分化具有 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 3 原因 在个体发育中 不同的细胞 遗传信息执行的情况不同 即在特定的时间和空间条件下基因的选择性表达 4 意义 细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象 是生物 个体发育的基础 细胞分化使生物体中的细胞趋向 专门化 有利于提高各种生理功能的效率 2 细胞的全能性 1 概念 已经分化的细胞 仍然具有发育成 完整个体的潜能 2 实例 已分化的植物细胞具有发育成完整个体的全能 高度分化的动物细胞无全能性 但 细胞核具有全能性 3 原因 细胞核中含有本物种生长发育的全套 遗传物质 4 干细胞 动物和人体内保留着少量具有 分裂和分 化能力的细胞 5 全能性比较 植物细胞 动物细胞 受精卵 生殖细胞 体细胞 6 细胞分化程度与全能性的关系 分化程度越低的细胞全能性越高 二 细胞的衰老 凋亡和坏死 1 衰老的特征 2 细胞凋亡与细胞坏死的比较 三 细胞的癌变 1 概念 细胞由于受到致癌因子的作用 细胞中的遗传物质发生变化 变成了不受机体控制的 连续进行分裂的恶性增殖细胞 2 特征 1 在适宜条件下 能够无限增殖 2 癌细胞的形态结构发生显著变化 3 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 使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低 导致癌细胞容易在体内分散和转移 3 致癌因子的种类 1 物理致癌因子 主要指辐射 如紫外线 X射线等 2 化学致癌因子 如砷 苯 煤焦油 石棉等 3 病毒致癌因子 能使细胞发生癌变的病毒 4 癌变机理 一 细胞分化及细胞的全能性 1 细胞分裂和细胞分化的关系 2 细胞具有全能性的原因 体细胞都是受精卵有丝分裂的后代细胞 有丝分裂前后细胞中染色体数 核DNA分子数不变 其遗传特性也不变 花药离体培养时所用的花粉是减数分裂形成的 虽然只有正常体细胞遗传物质的一半 但携带着控制一种生物生长发育 遗传和变异的全部信息 细胞的全能性是生物组织培养和克隆的理论依据 3 细胞全能性表达的条件 离体 必要条件 一定的营养物质 无机盐 维生素 氨基酸等 激素 细胞分裂素 生长素 适宜的条件 适宜的温度 pH等 规律精讲精析 1 干细胞类型 按分化潜能的大小 干细胞基本上可分为3种类型 全能干细胞 它具有形成完整个体的分化潜能 胚胎干细胞就属于此类 多能干细胞 它具有分化出多种细胞组织的潜能 但却失去了发育成完整个体的能力 如造血干细胞 专能干细胞 只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化 如皮肤生发层的干细胞 2 各种干细胞的相互关系 典例1 2011年山东理综 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 A 玉米种子萌发长成新植株 B 小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C 小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 D 胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 思路剖析 体细胞全能性是指体细胞经过细胞增殖 分化后形成完整个体的潜能 属于无性生殖 玉米种子经生殖细胞的结合 由受精卵发育而来 属于有性生殖 不能体现体细胞的全能性 造血干细胞形成各种血细胞 是细胞增殖 分化的结果 由于没有发育成个体 没有体现全能性 小麦花粉属于生殖细胞 因此花粉培育成单倍体植株只体现了生殖细胞的全能性 答案 D 二 细胞的衰老 凋亡和癌变 1 细胞衰老与凋亡是一种正常现象 是生命活动的基本特征之一 是由基因控制的程序性行为 2 个体衰老和细胞衰老的关系 单细胞生物 个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步 多细胞生物 个体衰老与细胞衰老有密切的关系 个体衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程 但未衰老的个体内也有细胞衰老 3 细胞凋亡的意义 在生物体的一生中 细胞凋亡与细胞增殖共同维系细胞分化的动态发展 在胚胎发育过程中 保证组织分化和器官形成的正常进行 在胚后发育过程中保证机体进行正常的细胞更新 4 细胞分化 分裂 癌变及凋亡的关系 1 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 而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖 2 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 3 癌变是由于原癌基因和抑癌基因发生突变 导致细胞异常分裂 且对这种异常分裂机体又无法阻止而造成的 5 原癌基因与抑癌基因的关系 思维误区规避 癌症的发生一般并不是单一基因的突变 而至少在一个细胞中发生5 6个基因突变 才能赋予癌细胞所有的特征 即癌细胞不仅增殖速度快 而且其子代细胞能逃脱细胞衰老的命运 取代相邻正常细胞的位置 不断从血液中获取营养 进而穿越血管壁 在新的组织部位定着 存活与生长 典例2 2011年江苏高考 关于人体细胞分化 衰老 凋亡和癌变的叙述 正确的是 A 细胞分化导致基因选择性表达 细胞种类增多 B 细胞衰老表现为酶活性降低 细胞核体积减小 C 细胞凋亡受基因控制 不利于个体生长发育 D 细胞癌变导致细胞黏着性降低 易分散转移 思路剖析 由于基因选择性表达导致细胞分化 细胞的种类增加 衰老的细胞中大多数酶的活性降低 细胞核体积增大 细胞的体积变小 细胞凋亡属正常的生命现象 受基因控制 对机体是有积极意义的 癌细胞膜表面糖蛋白减少 细胞之间的黏着性降低 使癌细胞 容易分散 转移 答案 D 典例3 2011年山东理综 下列有关细胞癌变的叙述 正确的是 A 基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传 B 石棉和黄曲霉毒素是不同类型的致癌因子 C 人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用 D 癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓 思路剖析 基因突变导致的变异属于可遗传变异 但并不一定都能遗传给下一代 如动物体细胞发生的基因突变就不能够遗传 石棉和黄曲霉毒素都是化学致癌因子 免疫系统除了具有防卫功能外 还有监控和清除功能 监控并清除体内已经衰老或因其他因 素而被破坏的细胞 以及癌变的细胞 细胞癌变后 细胞能够无限增殖 此时细胞代谢增强 酶的活性也较高 答案 C 1 2013年抚顺一中月考 细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象 下列不正确的是 A 分化发生在生物体的整个生命进程中 B 分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果 C 未离体的体细胞不会表现出全能性 D 分化过程中遗传物质发生了改变 程中 细胞中的遗传物质没有改变 细胞只有脱离了原有的生物体 在一定的外部因素作用下 才能表现出全能性 答案 D 思路剖析 细胞分化发生在生物体的整个生命过 2 大多数老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞内 A 物质转运加速 B 细胞中含水量降低 C 呼吸速率加快 D 与黑色素合成相关的酶活性降低 衰老细胞中含水量低是老年人出现皱纹等的原因 答案 D 思路剖析 老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞内与黑色素合成相关的酶的活性降低导致的 3 下列有关细胞生命活动的叙述 正确的是 A 分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成 B 免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新能力 C 凋亡细胞内的基因表达都下降 酶活性减弱 D 原癌基因突变促使细胞癌变 抑癌基因突变抑制细胞癌变 DNA的复制和有关蛋白质的合成 凋亡细胞内促使细胞凋亡的基因进行表达 与之有关的酶的活性不减弱 原癌基因和抑癌基因都发生突变 导致细胞癌变的发生 答案 B 思路剖析 分裂期的细胞在细胞质中也可以进行 4 下图表示细胞内发生的一系列重大生命活动 请回答下列问题 1 对于人体来说 在A B C D四项生命活动中 无积极意义的是 2 B过程的实质是 3 人在胚胎时期尾会自动消失 这是通过实现的 4 具有图示各项生命活动的个体 在其体细胞增殖的后期 染色体的动态变化是 5 癌症患者的免疫系统 在方面的功能比较低下 思路剖析 1 细胞癌变后会无限增殖 形成恶性肿瘤 2 细胞分化的实质是基因的选择性表达 3 人在胚胎时期尾会自动消失 属于细胞凋亡 是一种自然的生理过程 4 体细胞增殖的后期 染色体上的着丝点分裂 姐妹染色单体分离 成为两条子染色体 在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极 5 免疫系统具有防卫 监控和清除功能 癌症患者的免疫系统的监 控 清除功能比较低下 答案 1 D 2 基因的选择性表达 3 细胞凋亡 4 着丝点分裂 姐妹染色单体分离两套子染色体分别移向细胞两极 5 监控 和清除 可不答 一 选择题 本题共8小题 每小题6分 共48分 1 基础再现 下列生命过程中 没有发生细胞分化的是 A 断尾壁虎长出新尾巴 B 砍伐后的树桩上长出新枝条 C 蝌蚪尾巴消失的过程 D 胚胎发育中出现造血干细胞 思路剖析 该题解题的依据是细胞分化与细胞凋亡的概念 细胞分化是指在个体发育中 由一个或一 种细胞增殖产生的后代 在形态 结构和生理功能上发生稳定性差异的过程 根据这个概念可以判断出选项A B D都发生了细胞分化 而C项发生了细胞凋亡 答案 C 2 基础再现 骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一 最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内 A 正常生长B 增殖并分化成多种细胞 C 分泌抗体D 杀死各种病原菌 髓移植是目前治疗白血病的一种比较有效的方法 答案 B 思路剖析 考查学生的理解能力 白血病又称血癌 病人产生大量的异常白细胞 而正常的白细胞 红细胞和血小板产生量减少 移植骨髓中的造血干细胞可以增殖分化形成各种血细胞和淋巴细胞 因此骨 3 基础再现 下列对于细胞分化不同水平的分析 不正确的是 A 从细胞水平分析 细胞分化是细胞的形态 结构和功能改变的结果 B 从细胞的亚显微结构水平分析 细胞分化是细胞器的数目 形态 结构 功能及细胞质基质成分和功能改变的结果 C 从蛋白质分子的角度分析 细胞分化是蛋白质种类 数量 功能改变的结果 这是细胞分化的根本原因 D 从核酸分子的角度分析 细胞分化是基因选择性表达的结果 思路剖析 在个体发育中 由一个或一种细胞增殖产生的后代 在形态 结构和生理功能上发生稳定性差异的过程 叫做细胞分化 从核酸分子的角度分析 细胞分化是基因选择性表达的结果 这是细胞分化的根本原因 答案 C 4 基础再现 肿瘤是21世纪人类最主要的杀手 它是一种由环境因素与遗传因素相互作用所产生的复杂性疾病 下列有关癌细胞的叙述不正确的是 A 癌变的内在因素是致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变 B 减少癌细胞的营养供应可以抑制癌细胞的增殖 C 所有癌细胞中DNA的含量都相同 D 用化学药剂抑制肿瘤细胞DNA的复制 使其停留在间期 思路剖析 癌变是由于环境中的致癌因子损伤细胞中的DNA分子 使原癌基因和抑癌基因发生突变 因为癌细胞属于恶性增殖细胞 不同的癌细胞所处的细胞分裂时期可能不同 所以所有癌细胞中的DNA含量不一定相同 答案 C 5 视角拓展 下列能说明某细胞已经发生分化的是 A 进行ATP的合成B 进行mRNA的合成 C 存在血红蛋白D 存在纤维蛋白原基因 思路剖析 同一个体的不同细胞含有本物种全套的基因 所以D项错 分化和未分化的细胞都要合成自身的必需蛋白质 因此都有ATP和mRNA的合成 排除A B项 血红蛋白是红细胞特有的蛋白质 因此存在血红蛋白的细胞是已经分化的细胞 故选C 答案 C 6 视角拓展 下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图 图中甲 乙为两个阶段的细胞 a b表示发育变化的模式过程 下列叙述正确的是 A B C D 思路剖析 DNA复制过程中基因易发生突变 a过程为细胞增殖 间期要进行DNA的复制 故 正确 导致b过程产生不同细胞的原因是基因的选择性表达 故 错误 细胞的分化程度越高 全能性越低 因此 与甲细胞相比 上皮细胞的分化程度高 全能性低 故 错误 b过程为细胞分化 其实质是基因的选择性表达 基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的 故 正确 答案 A 7 视角拓展 干细胞移植现已成为