生物第四单元 细胞的生命历程 第3讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变 新人教版必修1

第四单元细胞的生命历程第四单元细胞的生命历程(含减数分裂和受精作用含减数分裂和受精作用)必 修 一第三讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变第三讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变考纲要求考纲要求全国卷五年考题全国卷五年考题考点命题考点命题1.细胞的分化和细胞的全能细胞的分化和细胞的全能性性2细胞的衰老和凋亡以及与细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系人体健康的关系3癌细胞的主要特征及防治癌细胞的主要特征及防治2016卷卷T12015卷卷T22015卷卷T52014卷卷T12014卷卷T2联系生活和生命现联系生活和生命现象考查细胞分化、凋象考查细胞分化、凋亡、癌变的原因和特点亡、癌变的原因和特点以及细胞凋亡与细胞死以及细胞凋亡与细胞死亡的区别亡的区别1 1考点一考点一2 2考点二考点二3 3课 末 总 结课 末 总 结1细胞分化细胞分化(1)概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在_ _上发生稳定性差异的过程。上发生稳定性差异的过程。(2)时间：个体发育的整个生命进程均可发生，但在时间：个体发育的整个生命进程均可发生，但在_时期达到最大时期达到最大限度。限度。(3)结果：形成不同的结果：形成不同的_。考点一细胞的分化和细胞的全能性考点一细胞的分化和细胞的全能性形态、形态、 结构和生理功能结构和生理功能胚胎胚胎细胞和组织细胞和组织普遍普遍持久持久稳定稳定不可逆不可逆遗传信息遗传信息选择性表达选择性表达 知识拓展知识拓展 分化细胞表达的基因分化细胞表达的基因管家基因：所有细胞均表达的一类基因，基因产物是维持细胞基本生命管家基因：所有细胞均表达的一类基因，基因产物是维持细胞基本生命活动所必需的基因，如呼吸酶基因、活动所必需的基因，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。水解酶基因。奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。2细胞的全能性细胞的全能性判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。(1)细胞分化后的不同细胞中核细胞分化后的不同细胞中核DNA、mRNA和蛋白质均不相同和蛋白质均不相同()(2)细胞分化导致细胞种类增多细胞分化导致细胞种类增多()(3)细胞全能性以产生个体为标志，若无个体产生，则不能体现全能性细胞全能性以产生个体为标志，若无个体产生，则不能体现全能性()(4)植物种子发育成植株叫全能性植物种子发育成植株叫全能性()(5)胚胎干细胞发育成各种组织器官不叫全能性胚胎干细胞发育成各种组织器官不叫全能性()(6)用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性。用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性。() 1分化后的细胞一定不会再进行细胞分裂吗？分化后的细胞一定不会再进行细胞分裂吗？(举例说明举例说明) 提示提示 可能会恢复分裂能力，如可能会恢复分裂能力，如B淋巴细胞。淋巴细胞。2植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定性因素是植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定性因素是_(填编号填编号)。细胞膜细胞膜细胞核细胞核线粒体线粒体叶绿体叶绿体3细胞分化在任何条件下都是不可逆的吗？细胞分化在任何条件下都是不可逆的吗？ 提示提示 不是。在生物体内，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件不是。在生物体内，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下，高度分化的细胞能够脱分化恢复全能性。下，高度分化的细胞能够脱分化恢复全能性。1细胞分化、细胞全能性的比较细胞分化、细胞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：一般来说，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分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡状态，直到死亡普遍性：在生物界中普遍存在普遍性：在生物界中普遍存在高度分化的植物体细胞具有高度分化的植物体细胞具有全能性全能性动物已分化的体细胞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受限制，但细胞核仍具有全能性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、功能不同的细胞形成形态、结构、功能不同的细胞群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分，如体细细胞分化程度有高低之分，如体细胞胞)生殖细胞生殖细胞)受精卵受精卵细胞全能性表达的难易程度不细胞全能性表达的难易程度不同，如受精卵同，如受精卵)生殖细胞生殖细胞)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，分化程度越高，全能性相对越低一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低2细胞分化的不可逆性及脱分化细胞分化的不可逆性及脱分化(1)在生物体内，细胞分化是一种稳定的程序性变化，这种变化一般是不可在生物体内，细胞分化是一种稳定的程序性变化，这种变化一般是不可逆转的。逆转的。(2)但在人工实验条件下，分化的组织细胞能脱分化，脱分化的组织细胞由但在人工实验条件下，分化的组织细胞能脱分化，脱分化的组织细胞由于含有发育成完整生物体的全部遗传物质，因而经一定人工培养后理论上可发于含有发育成完整生物体的全部遗传物质，因而经一定人工培养后理论上可发育成一个完整生物体。育成一个完整生物体。3细胞分化的机制细胞分化的机制(1)不同细胞中基因不同细胞中基因“执行情况执行情况”不同，即基因不同，即基因“选择性表达选择性表达”，如胰岛，如胰岛B细胞中胰岛素基因表达，抗体基因关闭，而浆细胞则与之相反。细胞中胰岛素基因表达，抗体基因关闭，而浆细胞则与之相反。(2)由于基因的选择性表达，导致含遗传信息相同的细胞中由于基因的选择性表达，导致含遗传信息相同的细胞中mRNA和蛋白质和蛋白质“各不相同各不相同”，从而导致出现细胞形态、结构或生理功能的，从而导致出现细胞形态、结构或生理功能的“与众不同与众不同”(即分即分化化)。 高考警示高考警示 (1)关于干细胞的关于干细胞的2点提醒点提醒干细胞就是干细胞就是“什么都能干、干什么都可以什么都能干、干什么都可以”的细胞，能增殖、能分化。的细胞，能增殖、能分化。干细胞的应用：医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，因干细胞的应用：医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，因为自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应；另外，干细胞的研究为癌症、为自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应；另外，干细胞的研究为癌症、癫痫，糖尿病等疾病的根治带来了希望。癫痫，糖尿病等疾病的根治带来了希望。(2)细胞全能性表达的细胞全能性表达的4个条件个条件离体离体(必要条件必要条件)；一定的营养物质一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等无机盐、维生素、氨基酸等)；激素，尤其是生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性表达至关重要；激素，尤其是生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性表达至关重要；适宜的条件适宜的条件(适宜的温度、适宜的温度、pH等等)。C 例例 1 解析解析 受精卵的分化程度低，在自然条件适宜的情况下能形成完整个受精卵的分化程度低，在自然条件适宜的情况下能形成完整个体，因此全能性最高，体，因此全能性最高，A正确；由卵细胞直接发育成雄蜂的过程中发生了细胞正确；由卵细胞直接发育成雄蜂的过程中发生了细胞分裂和细胞分化，体现了生殖细胞的全能性，分裂和细胞分化，体现了生殖细胞的全能性，B正确；卵细胞属于已分化的细正确；卵细胞属于已分化的细胞，与受精卵相比，全能性较低，胞，与受精卵相比，全能性较低，C错误；处于离体状态的植物细胞，在一定错误；处于离体状态的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件作用下，能表现出全能性，的营养物质、激素和其他外界条件作用下，能表现出全能性，D正确。正确。细胞分化与全能性的标志细胞分化与全能性的标志(1)细胞分化的标志细胞分化的标志在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解水解酶基因等不能证明细胞发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细酶基因等不能证明细胞发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因可以证明细胞发生了分化。胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因可以证明细胞发生了分化。技巧点拨技巧点拨 (2)细胞分化的实质与标志细胞分化的实质与标志图解：图解：实质：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即实质：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达，转录出不同的基因的选择性表达，转录出不同的mRNA，控制合成出不同的蛋白质。，控制合成出不同的蛋白质。标志：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。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：形成不同种类的细胞。细胞水平：形成不同种类的细胞。(3)判断细胞全能性的标志判断细胞全能性的标志由种子发育成个体能证明受精卵具有全能性，不能证明体细胞的全能性；由种子发育成个体能证明受精卵具有全能性，不能证明体细胞的全能性；由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。判断体细胞是否具有全能性由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点和终点，起点是的标志是看起点和终点，起点是“已分化的体细胞已分化的体细胞”，终点是发育成，终点是发育成“个个体体”。 解析解析 细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。变式训练变式训练 C 解析解析 同一个体的不同体细胞都是由受精卵经有丝分裂而来，所含基因同一个体的不同体细胞都是由受精卵经有丝分裂而来，所含基因应该相同。应该相同。C 1个体衰老与细胞衰老的关系个体衰老与细胞衰老的关系考点二细胞的衰老、凋亡和癌变考点二细胞的衰老、凋亡和癌变通透性通透性水分水分核膜核膜基因基因遗传机制遗传机制编程性死亡编程性死亡自然更新自然更新清除清除正常发育正常发育内部环境内部环境外界各种因素外界各种因素4细胞的癌变细胞的癌变(1)癌变实质癌变实质_发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。(2)癌细胞的特征癌细胞的特征能够能够_。_发生显著变化，如成纤维细胞由扁平梭形变成球形。发生显著变化，如成纤维细胞由扁平梭形变成球形。表面发生了变化，细胞膜上的表面发生了变化，细胞膜上的_等物质减少，导致癌细胞容易等物质减少，导致癌细胞容易分散和转移。分散和转移。(3)三种致癌因子三种致癌因子_、化学致癌因子和、化学致癌因子和_。原癌基因和抑癌基因原癌基因和抑癌基因无限增殖无限增殖形态结构形态结构糖蛋白糖蛋白物理致癌因子物理致癌因子病毒致癌因子病毒致癌因子判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。(1)细胞凋亡使细胞自主有序死亡，有利于生物体内部环境的稳定。细胞凋亡使细胞自主有序死亡，有利于生物体内部环境的稳定。()(2)衰老细胞内染色质固缩影响衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录。复制和转录。()(3)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。()(4)原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传。原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传。()(5)细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移。细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移。() 原癌基因与抑癌基因只存在于癌细胞吗？原癌基因与抑癌基因只存在于癌细胞吗？ 提示提示 原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。1细胞凋亡、衰老、坏死、癌变的区别细胞凋亡、衰老、坏死、癌变的区别实质实质特点特点结果与意义结果与意义细细胞胞衰衰老老内因和外因内因和外因共同作用的共同作用的结果结果酶活性降低，呼吸速率减慢；酶活性降低，呼吸速率减慢；细胞体积变小，线粒体减少；细胞体积变小，线粒体减少；细胞核增大，核膜内折，染色细胞核增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深质收缩、染色加深生物体的绝大多数细胞生物体的绝大多数细胞都经历未分化都经历未分化分化分化衰衰老老死亡的过程；死亡的过程；细胞衰老是时刻都在发细胞衰老是时刻都在发生的生的实质实质特点特点结果与意义结果与意义细细胞胞凋凋亡亡受由遗传机制决定受由遗传机制决定的程序性调控的程序性调控细胞膜内陷，细胞变圆，与周细胞膜内陷，细胞变圆，与周围细胞脱离围细胞脱离清除多余无用细清除多余无用细胞；胞；清除完成使命的衰清除完成使命的衰老细胞；老细胞；清除体内异常细胞清除体内异常细胞细细胞胞坏坏死死电、热、冷、机械电、热、冷、机械等不利因素引起等不利因素引起的，不受基因控制的，不受基因控制细胞膜破裂细胞膜破裂伤害周围细胞，引发伤害周围细胞，引发炎症炎症细细胞胞癌癌变变物理、化学和病毒物理、化学和病毒致癌因子影响下，致癌因子影响下，原癌基因和抑癌基原癌基因和抑癌基因发生突变因发生突变恶性增殖的恶性增殖的“不死细胞不死细胞”；形状显著改变的形状显著改变的“变态细变态细胞胞”；黏着性降低的黏着性降低的“扩散细胞扩散细胞”癌细胞出现并大量增癌细胞出现并大量增殖殖2细胞分化、分裂、癌变、坏死及凋亡的关系细胞分化、分裂、癌变、坏死及凋亡的关系 高考警示高考警示 与细胞癌变、衰老、凋亡、坏死有关的四个易错点与细胞癌变、衰老、凋亡、坏死有关的四个易错点(1)原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。(2)细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体有害。细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体有害。(3)细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体有害。细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体有害。(4)细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。D 例例 2 解析解析 细胞分化发生在多细胞生物个体发育中，在个体发育的整个过程细胞分化发生在多细胞生物个体发育中，在个体发育的整个过程中细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或者走向死亡的状态。衰中细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或者走向死亡的状态。衰老细胞的细胞核体积变大。癌变的细胞受一些与癌相关的基因的控制，如原癌老细胞的细胞核体积变大。癌变的细胞受一些与癌相关的基因的控制，如原癌基因和抑癌基因等。细胞膜表面糖蛋白数量减少、有了甲胎蛋白等都是癌细胞基因和抑癌基因等。细胞膜表面糖蛋白数量减少、有了甲胎蛋白等都是癌细胞所特有的特征。所特有的特征。(1)除细胞癌变发生了遗传信息改变外，细胞的其余生命历程除细胞癌变发生了遗传信息改变外，细胞的其余生命历程(如细胞分裂、如细胞分裂、分化、衰老、凋亡分化、衰老、凋亡)均未改变遗传信息。均未改变遗传信息。(2)除细胞癌变与细胞坏死对细胞不利外，细胞的其余生命历程除细胞癌变与细胞坏死对细胞不利外，细胞的其余生命历程(细胞分裂、细胞分裂、分化、衰老、凋亡分化、衰老、凋亡)均对生命有积极意义。均对生命有积极意义。(3)除细胞坏死外，其余各类生命历程除细胞坏死外，其余各类生命历程(含癌变含癌变)均与均与“基因基因”有关，即受基有关，即受基因控制。因控制。 技巧点拨技巧点拨 变式训练变式训练 A 解析解析 胰岛素是由胰岛胰岛素是由胰岛B细胞分泌的，胰岛细胞分泌的，胰岛B细胞是已经分化的细胞，细胞是已经分化的细胞，A项正确；癌细胞的形成是原癌基因和抑癌基因突变所致，项正确；癌细胞的形成是原癌基因和抑癌基因突变所致，B项错误；细胞坏死是项错误；细胞坏死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而引起的细胞损伤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而引起的细胞损伤和死亡，不受基因控制，和死亡，不受基因控制，C项错误；人的成熟红细胞没有细胞核，不能分裂，项错误；人的成熟红细胞没有细胞核，不能分裂，染色体数目不会出现周期性变化，染色体数目不会出现周期性变化，D项错误。项错误。4下列关于细胞的叙述正确的是下列关于细胞的叙述正确的是()A细胞都会衰老和凋亡细胞都会衰老和凋亡B衰老的生物体中，细胞都处于衰老状态衰老的生物体中，细胞都处于衰老状态C细胞凋亡是由细胞内的遗传物质控制的细胞凋亡是由细胞内的遗传物质控制的D多细胞生物个体发育过程中所有细胞都会发生分化多细胞生物个体发育过程中所有细胞都会发生分化 解析解析 癌细胞不会衰老和凋亡，癌细胞不会衰老和凋亡，A错误；衰老的生物体中，大多数细胞处错误；衰老的生物体中，大多数细胞处于衰老状态，但也有幼年的细胞，如造血干细胞，于衰老状态，但也有幼年的细胞，如造血干细胞，B错误；细胞凋亡是基因控制错误；细胞凋亡是基因控制的生理性死亡，是由细胞内的遗传物质控制的，的生理性死亡，是由细胞内的遗传物质控制的，C正确；多细胞生物个体发育正确；多细胞生物个体发育过程中有些细胞不发生分化，如干细胞，过程中有些细胞不发生分化，如干细胞，D错误。错误。C课末总结课末总结 B 解析解析 通常，细胞分化程度越高分裂能力越低，通常，细胞分化程度越高分裂能力越低，A项正确；衰老细胞中多项正确；衰老细胞中多种酶的活性显著降低，但有些酶的活性会提高，种酶的活性显著降低，但有些酶的活性会提高，B项错误；细胞凋亡有利于清除项错误；细胞凋亡有利于清除多余的、受损的细胞，有助于机体维持自身的稳定，多余的、受损的细胞，有助于机体维持自身的稳定，C项正确；癌细胞的细胞项正确；癌细胞的细胞膜由于糖蛋白减少，会失去接触抑制特征，膜由于糖蛋白减少，会失去接触抑制特征，D项正确。项正确。B 解析解析 细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经复制后，精确细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，从而使细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的地平均分配到两个子细胞中，从而使细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，稳定性，A项正确；哺乳动物的造血干细胞是一种专能干细胞，分化程度不项正确；哺乳动物的造血干细胞是一种专能干细胞，分化程度不高，但已经分化，高，但已经分化，B项错误；细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，项错误；细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C项正项正确；高度分化了的植物细胞仍具有全能性，通过组织培养可以将植物叶肉细胞确；高度分化了的植物细胞仍具有全能性，通过组织培养可以将植物叶肉细胞培育成新植株，培育成新植株，D项正确。项正确。D 解析解析 根据题干信息可知，根据题干信息可知，Art可促进细胞中凋亡蛋白可促进细胞中凋亡蛋白Q的表达，从而使的表达，从而使癌细胞凋亡率升高，而细胞在凋亡过程中形态会发生变化，故用显微镜观察癌癌细胞凋亡率升高，而细胞在凋亡过程中形态会发生变化，故用显微镜观察癌细胞的形态变化可以初步了解细胞的形态变化可以初步了解Art对癌细胞的影响，对癌细胞的影响，A项正确；为了确定项正确；为了确定Art能能否进入细胞，可以用放射性同位素标记否进入细胞，可以用放射性同位素标记Art，加入癌细胞培养液中，加入癌细胞培养液中，B项正确；项正确；设置含有设置含有Art与不含与不含Art的对照实验，才能确定的对照实验，才能确定Art对凋亡蛋白对凋亡蛋白Q表达的影响，表达的影响，C项正确；用蛋白质饲喂患癌鼠，蛋白质会被消化成氨基酸，所以饲喂凋亡蛋白项正确；用蛋白质饲喂患癌鼠，蛋白质会被消化成氨基酸，所以饲喂凋亡蛋白Q不能确定该蛋白的作用，不能确定该蛋白的作用，D项错误。项错误。4(2015江苏卷，江苏卷，2)下列关于人体细胞增殖、分化、衰老、凋亡和癌变的下列关于人体细胞增殖、分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是叙述，正确的是()A细胞的分化程度越高，全能性越强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幼年个体生长需细胞增殖，成年后不需细胞增殖 解析解析 细胞的分化程度越高，全能性越低，细胞的分化程度越高，全能性越低，A项错误；癌细胞的原癌基因项错误；癌细胞的原癌基因和抑癌基因发生了突变，细胞增殖失控，和抑癌基因发生了突变，细胞增殖失控，B项正确；人在幼年时期也有正常细胞项正确；人在幼年时期也有正常细胞的衰老凋亡，的衰老凋亡，C项错误；人到成年后有些细胞需要继续增殖，如表皮的生发层项错误；人到成年后有些细胞需要继续增殖，如表皮的生发层细胞、小肠绒毛上皮细胞、造血干细胞等，细胞、小肠绒毛上皮细胞、造血干细胞等，D项错误。项错误。B