高考生物一轮复习 42 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变课件 新人教版必修1

第第2课时课时 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变细胞的分化、衰老、凋亡及癌变课前落实课前落实知识点一 细胞的分化及全能性 1.细胞分化(1)概念：在个体发育中，由_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_，控制合成出不同_。(5)标志：分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等；细胞水平：控制合成不同种类的细胞。2.细胞全能性(1)概念：_的细胞，仍然具有发育成_的潜能。(2)全能性差异：高度分化的植物细胞具有发育成_的能力，说明植物细胞仍然具有全能性；实验表明已分化的动物体细胞的_具有全能性。(3)干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有_能力的细胞。3.判一判(1)蜜蜂由未受精卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有全能性。( )(2)转入抗虫基因的棉花细胞或番茄、马铃薯细胞杂交后培育出植株，证明了植物细胞的全能性。( )(3)壁虎断尾后重新长出尾部证明了动物细胞全能性；紫色糯性玉米种子培育出植株，证明了植物细胞的全能性。( )知识点二 细胞的衰老与细胞凋亡 1.衰老的特征2.细胞的凋亡判一判(1)细胞凋亡是由基因调控的。( )(2)被病原体感染的细胞的清除属于细胞坏死。( )(3)细胞衰老后的自然更新是细胞凋亡。( )(4)细胞凋亡与细胞坏死是一回事。( )(5)细胞坏死是生物体完成正常发育所必需的。( )知识点三 细胞癌变1.主要特征判一判(1)在任何条件下，癌细胞都能无限增殖。( )(2)成纤维细胞癌变后由扁平梭形变成球形。( )(3)癌细胞膜表面糖蛋白减少。( )(4)癌细胞与正常细胞相比，遗传物质发生了改变。 ( )(5)只有癌细胞中才有原癌基因和抑癌基因。( ) 2.致癌因子连一连教材解读1.教材117页阅读“细胞分化及其意义”，了解所列举的几种细胞名称及特点。2.教材119页图6-12：了解造血干细胞的增殖分化过程。3.教材122页小字部分：细胞衰老的两种学说，尤其关注端粒学说。4.教材124页技能训练分析处理数据、得出结论。5.教材126页防癌和治癌的方法、措施。6.教材130页一中画概念图和二技能应用。自我校对知识点一 1.(1)一个或一种细胞 稳定性差异 (2)不可逆性 (3)个体发育 专门化 (4)遗传信息 选择性 mRNA 蛋白质2.(1)已经分化 完整个体 (2)完整植株 细胞核 (3)分裂和分化3.(1) (2) (3)知识点二 1.减少 变小 新陈代谢速率 活性降低 酪氨酸 逐渐积累 体积增大 内折 收缩 加深 通透性改变 物质运输2.（1） （2） （3） （4） （5）知识点三 1.（1） （2） （3） （4） （5）2.b c a考点透析考点透析考点一 细胞分化与细胞的全能性核心突破 1.细胞分化与全能性比较高度分化的植物体细胞具有全能性(植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性)；动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性。例如，动物克隆技术持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，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：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础特点含有本物种全套遗传物质细胞内基因选择性表达原理细胞全能性细胞分化项目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特性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性；一般情况下，细胞分化程度越高，全能性越难以实现；细胞分化程度越低，全能性就越高关系细胞全能性有大小之分：受精卵生殖细胞体细胞细胞分化程度有高低之分；体细胞生殖细胞受精卵大小比较形成新的个体形成形态、结构、功能不同的细胞结果2.细胞分裂与细胞分化(1)细胞分裂使细胞数目增多，但细胞类型不变。(2)细胞分化使细胞类型增多，数目不变。(3)细胞分裂是细胞分化的基础。知能拓展管家基因和奢侈基因管家基因：指所有细胞均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因。奢侈基因：是指不同类型细胞特异性表达的基因，其产物赋予不同细胞特异的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。由于基因的选择性表达，不同类型的细胞中mRNA和蛋白质种类大部分相同，只有少部分不同，但核DNA却都相同。针对训练1.（2012四川）蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中，下列行为在细胞内不能发生的是( )A.基因的选择性表达 B.DNA的半保留复制C.同源染色体的分离 D.姐妹染色单体的分开答案 C解析 受精卵发育成原肠胚的过程，也是细胞分化的过程，细胞分化是基因选择性表达的结果。受精卵发育的过程中细胞进行有丝分裂，因而有DNA的半保留复制和姐妹染色单体的分开。同源染色体的分离出现在减数分裂。2.(2011全国)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答案 C解析 本题考查细胞的分化相关知识。ATP是生命活动的直接能源物质，活细胞里都有ATP的合成，A不符合题意。蛋白质是生命活动的体现者，无论是分化程度低的干细胞，还是分化程度高的特化细胞中都有蛋白质的合成，即有相关mRNA的合成，B不符合题意。血红蛋白只存在于高度特化的红细胞中，C符合题意。来自同一机体的所有细胞都由同一个受精卵经过有丝分裂而来，其中的DNA都相同；结构完整的细胞中都存在纤维蛋白原基因，D不符合题意。考点二 细胞衰老、凋亡和癌变核心突破1.细胞衰老的特征(1)大：细胞核变大，染色质收缩、染色加深。(2)小：细胞内水分减少，细胞体积萎缩变小，代谢速率减慢。(3)多：细胞内色素逐渐积累、增多。(4)低：膜的物质运输功能降低，多种酶的活性降低。2.癌细胞的特征与癌变机理(1)特征分析不死性：条件适宜时，癌细胞可以无限增殖，而且分裂迅速，细胞内的核糖体数目大量增加，代谢异常活跃。迁移性：癌细胞分泌一些酶类分解细胞表面的某些结构，导致癌细胞黏着性降低，易于扩散。失去接触抑制性：正常细胞贴壁生长汇合成单层后停止生长，称为接触抑制。而癌细胞即使堆积成群，仍然可以生长。如下图：(2)癌变机理：（3）原癌基因与抑癌基因的关系：原癌基因是维持机体正常生命活动所必需的基因，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过程。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。抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增殖，从而遏制肿瘤形成的基因，抑癌基因的丢失和失活，可能导致肿瘤发生。原癌基因和抑癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。【特别提醒】 癌细胞是一种只分裂而不能分化或畸形分化的细胞。知能拓展细胞分裂、分化、癌变、衰老及凋亡的关系（1）区别：遗传物质不发生变化 细胞正常死亡 细胞 凋亡 遗传物质不发生变化 细胞正常死亡 细胞 衰老 遗传物质发生变化 无限增殖的癌细胞 细胞 癌变 遗传物质不发生变化 形成不同的组织、器官 细胞 分化 遗传物质复制后均分 单细胞生物完成生殖，多细胞生物产生新细胞 细胞 分裂 遗传物质的变化 结果 （2）联系：针对训练3.（2012江苏）研究表明细胞癌变是细胞从已分化转变到未分化状态的过程，下列叙述正确的是( )A.癌细胞具有和正常分化细胞相近的细胞类型B.癌细胞的分裂能力与分化程度成正相关C.诱导癌细胞的正常分化是癌症治疗的一种策略D.癌细胞类似于胚胎细胞都脱离了细胞的正常分化答案 C解析 从题干可知癌细胞是未分化状态，与正常分化状态不同，A错；分裂能力与分化程度成反相关，B错；诱导癌细胞的正常分化，使之失去癌细胞的特性成为正常细胞，C正确；胚胎细胞属于正常分化的细胞，D错。4.（2012山东）细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是( )A.细胞普遍衰老会导致个体衰老B.效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡C.细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡D.衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录答案 C解析 个体的衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A对；靶细胞是被病原体侵染的细胞，其清除也是通过细胞凋亡完成的，B对；细胞凋亡是编程性死亡，不同于细胞坏死，后者往往是由各种不利因素导致的，C错；由于染色质固缩，DNA的复制和转录会受到影响，这是衰老细胞的特征之一，D对。u方法技能方法技能细胞生命历程的图示信息解读从上图可解读到以下信息：（1）图中细胞特征相似：细胞核大，细胞质浓，液泡小或无，都应具有较旺盛的细胞分裂能力。其中表示通过细胞分裂使细胞数目加倍；表示通过细胞生长使细胞体积增大。（2）图中细胞形态特征与有较大区别，所以和均表示细胞分化过程。（3）图中表示图中的某些细胞失去了最高分裂次数限制，无限增殖，发生了细胞癌变。（4）图中表示从图中取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的植株，体现了植物细胞的全能性。【典例】 (2011山东潍坊)下图表示人体骨髓造血干细胞的生命历程。请据图回答：(1)区分细胞与植物细胞最主要的依据是_，细胞不能无限长大的原因有_、_。(2)c过程的实质是_，请用箭头和文字简要表明该过程中遗传信息的流动途径：_。(3)成熟的红细胞结构非常特殊，我们使用的教材中以红细胞为材料的实验是_，镰刀型细胞贫血症患者的红细胞形状发生改变的直接原因是_。(4)若白细胞发生了癌变，根本原因是细胞中的_基因发生了突变，癌细胞无限增殖过程中直接参与a、b过程的无膜细胞器依次是_。 【课堂笔记】 _ _【解析】 (1)为人体骨髓造血干细胞，属于动物细胞，与植物细胞最大的区别是没有细胞壁；细胞不能无限长大的原因主要有两个方面：一是细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低，二是细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的。(2)c过程表示细胞的分化，分化的实质是基因的选择性表达，表达包括转录和翻译两个过程。(3)哺乳动物的红细胞无细胞器膜和核膜，是制备和研究细胞膜的良好材料。镰刀型细胞贫血症患者的红细胞形状发生改变的根本原因是控制血红蛋白的基因发生了突变，直接原因是血红蛋白分子结构改变。(4)细胞中含有原癌基因和抑癌基因，二者之一发生基因突变就可能导致细胞过度增殖，引起癌变，癌变的细胞代谢十分旺盛，参与增殖的非膜细胞器有核糖体和中心体。【答案】 (1)有无细胞壁 细胞核中的DNA不会随细胞增大而增加 细胞表面积与体积的比例关系限制了细胞的长大(2)基因的选择性表达S+1(3)体验制备细胞膜的方法 血红蛋白分子中发生了氨基酸的替换(血红蛋白分子结构改变)(4)原癌基因和抑癌 核糖体、中心体实验精讲实验精讲课题2 探究性实验的设计思路理论指导1实验前的准备(1)器具、材料的选取并编号(要保证等同和等量)。 (2)自变量的确定(根据实验目的确定自变量，如探究X射线是否会引起癌变，自变量是X射线)。 (3)对照组的设置(要保证除自变量外，实验组和对照组的其他条件完全相同)。 2实验过程的处理 除自变量外，要保证等条件、等时间，如温度、湿度、压强、材料大小等相同。(充分体现单一变量原则) 3结果的比较与分析 对于探究性实验来说，结果是不唯一的，一般有三种可能，即正相关、不相关和负相关。 4结论的得出 对于探究性实验来说，结论是根据实验结果得出的，不同的结果会有不同的结论。 5实验操作步骤的设计程序 分析实验原理明确实验目的提出实验思路设计实验步骤预测实验结果操纵实验变量施加干扰随机分组无关变量控制设置对照条件适宜重复实验反应变量捕获观察现象测量数值实战演练【例】 2009年诺贝尔生理学或医学奖授予三位美国科学家，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。端粒是染色体末端的一段特殊的DNA序列。端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据显示了细胞癌变与端粒酶活性的关系，据表完成下面的实验：有无限癌细胞无5060正常体细胞端粒酶活性增殖代数细胞类型（1）实验目的：探究端粒酶活性与细胞癌变的关系。（2）实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。（3）实验步骤：_（分组并编号）。_（体现单一变量和对照原则）。_（观察与记录）。（4）结果预测及结论：A组比B组增殖代数减少，说明_。A组仍然无限增殖，说明_。【答案】 （3）将癌细胞平均分成A、B两组 A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，相同条件下进行细胞培养 记录并比较A、B两组的增殖代数（分裂次数）（4）端粒酶活性与细胞癌变（连续分裂）有关 端粒酶活性与细胞癌变（连续分裂）无关u高考随堂考向一 细胞分化与全能性的考查1.判断正误(1)(2009江苏生物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。( )(2)(2009安徽理综C)细胞癌变是细胞高度分化的结果。( )(3)(2007江苏生物A)细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变。( )(4)(2010四川卷改编)某实验室做了下图所示的实验研究：A.与纤维母细胞相比，过程形成的诱导干细胞的全能性较低。( )B.过程是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程。( )答案 (1) (2) (3) (4)A. B.解析 (1)记忆细胞在二次免疫中，接受到抗原的再次刺激后会迅速增殖分化成相应的效应细胞和记忆细胞，具有分化和自我更新能力。(2)环境中的致癌因子损伤细胞中的DNA，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，是细胞不正常分化的结果。(3)细胞分化不会引起细胞内遗传物质的改变。(4)本题考查细胞分化及细胞工程相关知识，考查学生的综合应用能力。过程1形成的诱导干细胞全能性高，A错。过程2是细胞的分化过程，分化时遗传物质不会发生变化，B错。2.（2012上海）成人体内绝大多数处于分化终端的各种细胞( )A.遗传信息相同 B.基因表达相同C.mRNA种类相同 D.蛋白质种类相同答案 A解析 分化终端的各种细胞指不再继续分裂、执行各自功能的细胞。同一个体的细胞都是由受精卵有丝分裂、分化形成，故各种体细胞含有的遗传信息相同，故A正确；处于分化终端的细胞，形态功能的差别是由于基因的选择性表达，B错误；不同的细胞，选择性表达的基因有差异，转录形成的mRNA有差异，翻译出的蛋白质也有差异，C、D错误。3.(2011山东)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答案 D解析 本题考查有关细胞分化和全能性的相关知识。细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果。细胞全能性是指已分化的细胞具有发育成个体的潜能，全能性的体现必须发育成个体；A选项玉米种子本身就是已经分化的胚，该过程能体现细胞分化，但不能体现细胞的全能性；B选项中小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞体现了细胞分化，但没有发育成个体，没有体现出全能性；C选项中小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株，小麦花粉是配子，能发育成个体，体现了生殖细胞的全能性，所以C错误；D选项中胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株，先进行了脱分化而后再分化，最后发育成一个个体，所以D正确。考向二 细胞的衰老、凋亡、癌变4.(2011天津)土壤农杆菌能将自身Ti质粒的TDNA整合到植物染色体DNA上，诱发植物形成肿瘤。TDNA中含有植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R)，它们的表达与否能影响相应植物激素的含量，进而调节肿瘤组织的生长与分化。据图分析，下列叙述错误的是( )A.当细胞分裂素与生长素的比值升高时，诱发肿瘤生芽B.清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后，肿瘤不再生长与分化C.图中肿瘤组织可在不含细胞分裂素与生长素的培养基中生长D.基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制肿瘤组织生长与分化答案 B解析 由题中信息知，基因S不表达，基因R表达，细胞分裂素与生长素比值升高，诱发了肿瘤生芽。土壤农杆菌将自身Ti质粒的TDNA整合到植物染色体上，诱发了植物肿瘤的形成，故清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后，肿瘤仍可继续生长、分化。含有细胞分裂素与生长素的培养基影响着肿瘤的分化，不影响肿瘤组织的生长；S(R)是通过控制生长素(细胞分裂素)合成酶控制生长素(细胞分裂素)的合成，故D正确。5.(2011江苏)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，易分散转移答案 D解析 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。6.（2012安徽）脊椎动物在胚胎发育过程中产生了过量的运动神经元，它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子，只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存，并与靶细胞建立连接，其他的则发生凋亡，下列叙述正确的是( )A.脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期B.一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接C.神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡D.神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡答案 D解析 脊椎动物的细胞凋亡发生在生长发育的任何时期，A错误；一个存活的神经元可以连接几个靶细胞，B错误；由题干可知，神经元凋亡与是否接受了足够量的神经生长因子有关，C错误；由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，D正确。