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,必修分子与细胞,第四章细胞的生命历程,第14讲细胞的分化、衰老、凋亡及癌变,Z整合 核心考点,1细胞的分化,(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)特点：普遍性、持久性、稳定性和 。 (3)意义：细胞分化是生物 的基础。 细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向 ，有利于提高各种生理功能的效率。 (4)实质：在个体发育过程中，不同的细胞中 的执行情况不同，即基因的 表达，转录出不同的 ，控制合成不同的_。 解惑由于基因的选择性表达，不同类型的细胞中mRNA和蛋白质种类出现少部分不同，DNA却都相同。,一个或一种细胞,稳定性差异,不可逆性,个体发育,专门化,遗传信息,选择性,mRNA,蛋白质,2细胞的全能性 (1)概念： 的细胞，仍然具有发育成 。 (2)分析下列实例所依据的原理连线 组织培养植物个体a细胞核具有全能性 克隆羊“多利” b细胞增殖分化 干细胞 c细胞具有全能性 答案cab,已经分化,完整个体的潜能,1分化后的细胞一定不会再进行细胞分裂吗？(举例说明) 提示可能会恢复分裂能力，如B淋巴细胞。 2肌肉细胞中的ATP合成酶基因、某抗体基因、胰岛素基因都处于表达状态吗？ 提示某抗体基因、胰岛素基因不表达。,1(2015河北六校联考)如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、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是 () a过程是有丝分裂，b是细胞分化 乙和丙的染色体组成不同 丁和戊因遗传物质不同而发生分化 甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同 AB C D,解析a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化，细胞分裂和分化的过程中遗传物质一般不改变，所以图中各细胞的遗传物质均相同，错误；细胞分化使丁、戊细胞中蛋白质的种类不同，故呈现不同的形态、结构和生理功能，正确。 答案B,2分别用珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(与细胞呼吸相关的酶)基因的片段为探针，与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总RNA进行分子杂交，结果见下表(注：“”表示阳性，“”表示阴性)。下列叙述不正确的是(),A.在成红细胞中，珠蛋白基因处于活动状态，卵清蛋白基因处于关闭状态 B输卵管细胞的基因组DNA中存在卵清蛋白基因，缺少珠蛋白基因 C丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要 D上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关,解析细胞分化的本质在于基因的选择性表达，即由受精卵分化形成的不同组织细胞中，虽然DNA(基因)的种类和数量是相同的，但转录产生的RNA、翻译产生的蛋白质是不同的。而一些对细胞的基本生命活动极为重要的基因则不存在表达的选择性，而是在所有细胞中均表达，如题目中的丙酮酸激酶基因。据表分析，珠蛋白基因只在成红细胞中处于活动状态，而卵清蛋白基因则只在输卵管细胞中处于活动状态。 答案B,1.细胞分化的机理和过程 (1)细胞分化的机理,(2)细胞分化的过程,2基因组中表达的基因分类 (1)一类是维持细胞基本生命活动所必需的，在所有细胞中都表达，称管家基因，如ATP合成酶基因、呼吸酶基因等。 (2)另一类是指导合成组织特异性蛋白的基因，称奢侈基因(因为只是一些细胞表达，所以奢侈)，如胰岛素基因，唾液淀粉酶基因、血红蛋白基因等。这类基因只在一些分化细胞中选择性表达，与各类细胞的特殊性有直接的关系。这些基因的特异表达与否，决定了生命历程中细胞的发育、分化、细胞周期的调控、体内平衡、细胞衰老、甚至于程序性死亡。,1细胞的衰老 (1)代谢速度的变化 (2)细胞核的变化：体积 、核膜内折，染色质 、染色 。 巧记一大(核大)、一小(体积小)、一多(色素积累)和两低(酶活性和物质运输功能)。 【特别提醒】细胞衰老学说见教材122页。,增大,固缩,加深,2细胞的凋亡 (1)概念：由 所决定的细胞自动结束生命的过程。,基因,编程性死亡,自然更新,正常发育,内部环境,外界各种因素,3细胞的癌变 (1)癌变实质 和 发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。 (2)癌细胞的特征,原癌基因,抑癌基因,(3)致癌因子的类型和实例连线,1以上“知识链接”中，细胞衰老、凋亡和癌变过程中都有新的蛋白质产生吗？细胞凋亡过程受环境因素影响吗？ 提示都有，受环境影响。 2鼻咽癌是种族差异非常明显的恶性肿瘤，我国南方几省特别是珠江三角洲地区的鼻咽癌发病率居全球首位。试分析恶性肿瘤与遗传有关吗？理由是什么？ 提示有关，有的具有家族性，可能是遗传因素导致的。,1(2015山东理综)关于细胞生命历程的叙述，正确的是() A胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因 B原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达 C真核细胞不存在无丝分裂这一细胞增殖方式 D细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变,解析本题考查细胞的生命历程。胚胎细胞也会发生增殖、分化和凋亡，细胞中存在凋亡基因，A项正确。原癌基因与抑癌基因是细胞中的正常基因，能进行表达，B项错误。真核细胞能进行无丝分裂，如蛙的红细胞，C项错误。细胞分化过程中由于基因的选择性表达，蛋白质的种类和数量会发生变化，D项错误。 答案A,2(2015江苏)下列关于人体细胞增殖、分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是() A细胞的分化程度越高，全能性越强 B癌细胞具有细胞增殖失控的特点 C正常细胞的衰老凋亡必将使个体衰老死亡 D幼年个体生长需细胞增殖，成年后不需细胞增殖,解析本题考查细胞增殖、分化、衰老、凋亡和癌变的相关内容。细胞分化程度与细胞全能性呈负相关，A项错误。癌细胞是基因突变的结果，能够无限增殖，即增殖失控，B项正确。对于多细胞生物，细胞的衰老凋亡不会导致个体的衰老死亡，C项错误。细胞增殖伴随人体整个一生，如造血干细胞，始终保持分裂、分化能力，D项错误。 答案B,1.细胞凋亡、坏死和癌变的比较,2.细胞分化、分裂、癌变及凋亡的关系,【特别提醒】细胞凋亡，即细胞编程性死亡，是一种自然生理过程；与细胞凋亡密切相关的细胞器是溶酶体。细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。,T突破 考疑考技,1并非所有干细胞都要发生分化 干细胞分裂增加细胞数目。一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分细胞保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。 2未脱离植物体的细胞不能表现出全能性 植物细胞全能性的表达需要一定的条件，即离体、无菌、一定的营养物质、植物激素等。未脱离植物体的细胞，其全能性受到抑制，不能发育成完整的新个体。,3混淆细胞衰老与个体衰老，误认为衰老个体中细胞一定衰老 对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；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。 4混淆细胞编程性死亡与细胞病理性死亡 (1)病理性死亡是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 (2)细胞编程性死亡是细胞的一种生理控制机制，它也可以受许多因素(包括外部因素和内部因素)的诱导，如X射线、射线。同时它也可以通过一些因素的作用而受到抑制，如白细胞介素2。,5误认为只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因，且只要有一个基因突变即可引发细胞癌变 人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因原癌基因和抑癌基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使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而变成癌细胞。根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生56个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。,【思维诊断】 1考题诊断： (1)(2015河南洛阳一模)受精卵中的所有基因均被表达，因此受精卵具有全能性。( ) (2)(2015四川高考T7D)成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达。( ) (3)(2012江苏高考T20D)癌细胞类似于胚胎细胞，都脱离了细胞的正常分化。( ),2易错诊断： (1)细胞分化过程中不进行基因表达。( ) (2)细胞衰老不一定导致个体衰老。( ) (3)被病原体感染的细胞的清除属于细胞坏死。( ) (4)凋亡细胞内的基因表达能力全部下降，酶活性减弱。( ),1(2015课标全国理综卷)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是() A大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒 B端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶 C正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA D正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长,解析本题考查端粒和端粒酶的相关知识。端粒存在于真核生物染色体的两端，是由DNA片段及其相关的蛋白质所组成的复合体，A项错误、C项正确。由“端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链”可知，端粒酶中的蛋白质为逆转录酶，B项错误。正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变短，D项错误。 答案C,2(2014课标全国理综)同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是() A二者所处的细胞周期不同 B二者合成的特定蛋白不同 C二者所含有的基因组不同 D二者核DNA的复制方式不同,解析神经细胞和肌细胞在功能上不同，是细胞分化的结果，即细胞中的基因选择性表达，合成的特定蛋白不同，B项正确。神经细胞和肌细胞都是高度分化的细胞，不再分裂，则都不具有周期性，也不进行核DNA的复制，A、D两项错误。二者含有的基因组相同，C项错误。 答案B,3(2016试题调研)细胞凋亡又称细胞编程性死亡，其大致过程如下图所示。有关叙述不正确的是() A细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程 B细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量 C细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来 D细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达,解析细胞凋亡是由基因调控的细胞自动结束生命的过程。 答案A,4(2015山东滨州一模)科学家发现了存在于高等生物细胞中的nucI基因，该基因编码的蛋白质能使DNA降解，所以nucI基因又被称为细胞“死亡基因”。据此分析，下列叙述错误的是() A靶细胞在效应T细胞的作用下死亡可能与nucI基因被激活有关 B在胚胎发育过程中细胞中的nucI基因也在表达 C该基因编码的蛋白质需要内质网、高尔基体的加工运输 D癌变细胞中nucI基因的表达可能会受阻,解析每个细胞都含有nucI基因，细胞的死亡与否可能与其是否激活有关，胚胎发育过程中有细胞的凋亡，A、B项正确；该蛋白质是细胞内蛋白质，不需要内质网、高尔基体的加工运输，C项错误；癌变细胞中该基因表达可能受阻，因而会不停地分裂下去，D项正确。 答案C,5(2016启东质测)如图是人体细胞生命历程的概括，下列叙述正确的是(),A3过程发生在整个生命历程中，造成不同细胞间蛋白质种类的不同 B4过程会使细胞膜的通透性改变，导致物质运输功能提高 C5过程形成的细胞周期变短，形成的子细胞核增大，染色较深 D能进行1、2、6过程的细胞都具有细胞周期，并且经历的时间相同,解析3过程表示细胞分化的过程，该过程由于基因的选择性表达，导致蛋白质的种类不同；衰老过程中细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低；细胞核增大，染色较深是衰老细胞的特征；不同细胞由于各自生存环境的差异，细胞周期一般是不同的。 答案A,6(2016湖北八市模拟)下表为人体四种细胞某些基因表达的结果，下列相关叙述正确的是() A.与上述四种蛋白质的合成、加工或分泌均有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 B四种细胞转录的mRNA有相同的也有不同的，如mRNA3在其他细胞中也有 C四种细胞的全能性有差异，如幼嫩红细胞的全能性大于造血干细胞 D四种蛋白质的功能不同，原因是它们的氨基酸组成不同,解析蛋白质合成场所是核糖体，血浆蛋白、免疫球蛋白需要在内质网、高尔基体上进行加工，而血红蛋白、呼吸酶不需要内质网和高尔基体加工；mRNA3在活细胞中都有，其他mRNA则在不同细胞内存在差别；四种细胞的全能性有差异，但幼嫩红细胞是由造血干细胞分化而来的，其全能性小于造血干细胞；蛋白质的功能不同，原因可能是它们的氨基酸种类、数目、排列顺序或肽链的空间结构不同。 答案B,7(2015郑州模拟)利用不同浓度的维生素K2(VK2)培养肿瘤细胞72 h后，测定肿瘤细胞凋亡率与细胞凋亡相关基因bcl2和bax的表达情况(以转录形成的mRNA相对值表示)，结果如下：,下列叙述中，最合理的是() A肿瘤细胞在没有VK2诱导的情况下不会凋亡 B诱导肿瘤细胞凋亡的最适VK2浓度为40 mol/L CVK2诱导细胞凋亡可能与bcl2基因表达减弱有关 Dbax基因稳定表达使VK2失去诱导细胞凋亡作用,解析由表和曲线图可以看出，随着维生素K2(VK2)浓度的不断增大，肿瘤细胞的凋亡率也随之增大，bcl2基因转录形成的mRNA相对值逐渐减小，而bax基因转录形成的mRNA相对值变化不大，说明VK2诱导细胞凋亡可能与bcl2基因表达减弱有关；由于设置的VK2溶液的浓度范围太小，所以不能确定诱导肿瘤细胞凋亡的最适浓度。 答案C,
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