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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,1细胞分化,2细胞的全能性 (1)概念：已经分化的细胞，仍然具有_的潜能。,(3)干细胞：动物和人体内少数具有_能力的细胞。,稳定性差异,持久性,不可逆性,基因的选择性表达,专门化,发育成完整个体,植物细胞,分裂和分化,(4)把实例与相应的原理或过程连线 实例 依据原理或过程 花粉培养成单倍体植株 a动物细胞核具有全能性 克隆羊多利的培养 b植物细胞具有全能性 植物导管组织的形成 c细胞的有丝分裂 受精卵发育成个体 d细胞的分化,b a d cd 3比较细胞分化与细胞的全能性,负相关,新的个体,【教材深挖】 1下图是细胞分化过程的图解，依图回答问题： (1)图示细胞ae中基因是否相同？ (2)胰岛素基因、呼吸酶基因、ATP合成酶基因、血红蛋白基因与图中A、B、C基因应如何对应？ 2细胞全能性的表达需要哪些条件？,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：其中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(适宜的温度、pH等)。,(1)相同。,(2)胰岛素基因、血红蛋白基因对应A、B，另两种基因对应C。,1.(2017北京海淀期中，22)来自同一人体的B淋巴细胞、造血干细胞、口腔上皮细胞和卵细胞( ) A. 细胞的全能性大小相同 B. mRNA种类不同 C. 细胞膜表面受体种类相同 D. O2的跨膜运输方式不同,B,【解析】细胞的全能性随细胞分化程度而不同，卵细胞的全能性最大，A错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不同种类的细胞mRNA的种类不同，B正确；不同细胞的功能不同，细胞膜表面受体种类也不相同，C错误；各种细胞上O2的跨膜运输方式均是自由扩散，D错误。,2下图表示人体内干细胞的增殖分化。下列有关叙述正确的是( ),A干细胞与白细胞的基因型不同，因此合成的mRNA和蛋白质种类也不相同 B血小板和红细胞内遗传信息的流动方向是DNADNARNA蛋白质 C图示所有的细胞中，干细胞不仅具有较强的分裂能力，而且分裂周期也较短 D白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞膜的选择透过性,C,【解析】白细胞由造血干细胞增殖分化形成，故干细胞与白细胞的基因型相同，A错误；血小板和成熟的红细胞内无细胞核及细胞器，不能进行DNA的复制和蛋白质的合成，B错误；图示细胞中，干细胞不仅具有较强的分裂能力，而且分裂周期也较短，C正确；白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞膜的流动性，D错误。,3.(2017黑龙江黑鸭山一中质检一，22)取同种生物的不同类型的细胞，检测其基因表达，结果如图。已知 4种基因分别是晶状体蛋白基因、胰岛素基因、呼吸酶基因和血红蛋白基因。则基因a、c和基因d最可能分别是( ),A B C D,B,【解析】晶状体蛋白基因、胰岛素基因、血红蛋白基因分别在晶状体细胞、胰岛B细胞和红细胞中表达；呼吸酶基因在所有活细胞中都表达。,4某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述正确的是( ),A肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中都有与细胞癌变有关的基因 B与纤维母细胞相比，经过程a形成的诱导干细胞的全能性较低 C过程b是诱导干细胞的形态、结构和遗传物质发生稳定性差异的过程 D上述细胞中具有细胞周期的是诱导干细胞和神经细胞,A,【解析】正常细胞中都有原癌基因和抑癌基因；诱导干细胞的全能性比纤维母细胞高；过程b是诱导干细胞的分化过程，细胞的形态、结构发生稳定性差异，遗传物质并未改变；具有细胞周期的是能进行连续分裂的细胞，神经细胞是高度分化的细胞，已失去了分裂能力。,细胞分化与全能性的标志 (1)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、ATP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胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。 (2)判断细胞全能性的标志 判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点、终点,由种子发育成个体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。,1细胞的衰老,巧记细胞衰老的特征,减少,增大,降低,2细胞的凋亡,3细胞的癌变 (1)实质：原癌基因和抑癌基因发生突变。 (2)特征,基因,遗传机制,无限增殖,形态结构,糖蛋白,扩散和转移,(3)连线致癌因子的类型与实例 类型 实例 物理致癌因子 aRous肉瘤病毒等 化学致癌因子 bX射线、紫外线等 病毒致癌因子 c亚硝胺、黄曲霉素等,4细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别,b c a,【教材深挖】 1正常细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？ 人和动物细胞的染色体上本来就存在着原癌基因和抑癌基因，在癌细胞中原癌基因与抑癌基因已发生突变。 2下图是细胞分化、衰老、凋亡及癌变过程图，依图回答问题。 (1)图中16过程中，遗传物质不发生改变的是哪些过程？ (2)图中3和6过程中都有新的蛋白质产生吗？6过程受环境因素影响吗？ (3)图中4过程产生的细胞内，由酶活性降低引起的细胞衰老特征有哪些？,1、2、3、4、6。,都有，受环境影响,色素积累、代谢减慢等。,1.(2017安徽六安一中开学考试，27)科学家利用人类干细胞在实验室中培育出了“微型人脑”，该组织已经达到9周胎儿大脑的发育水平，但不能独立思考。下列相关描述正确的是( ) A将人体干细胞培育成微型人脑，体现了动物细胞的全能性 B在培育微型人脑的过程中发生了细胞分裂、分化、衰老等过程 C若培育过程中出现了细胞凋亡，其根本原因是遗传物质发生了改变 D若培育过程发生了细胞坏死，则属于基因控制下的编程性死亡,B,【解析】将人体干细胞培育成微型人脑，没有形成完整个体，因此不能体现动物细胞的全能性，A错误；由胚胎干细胞培育出微型人脑的过程中，发生了细胞分裂、分化、衰老等过程，B正确；若培育过程中出现了细胞凋亡，其根本原因是凋亡相关基因选择性表达的结果，遗传物质没有发生改变，C错误；若培育过程中出现了细胞坏死，则是在不利因素影响下，正常细胞代谢活动受损或中断引起，不受基因控制，D错误。,2(2017湖南师大附中月考，18)下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图，据图分析正确的是( ),A过程表明细胞识别的特异性，生物膜之间可以通过直接接触方式进行信息传递 B细胞凋亡过程中细胞内核酸的种类和数目会发生改变 C过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞的被动死亡过程 D凋亡细胞内的基因表达下降、酶活性减弱,B,【解析】分析题图可知，细胞凋亡之前，经过，凋亡诱导因子与将要凋亡的细胞膜上受体结合的过程，这一过程体现了生物膜的信息传递，但此过程不是生物膜之间通过直接接触完成的，A错误；细胞凋亡过程中存在基因的选择性表达，所以细胞内核酸的种类和数目会发生变化，B正确；细胞凋亡是细胞的编程性死亡，是由与凋亡相关的基因决定的，是细胞的主动死亡，C错误；细胞凋亡是基因程序性表达的结果，不是所有基因的表达都下降，而酶活性减弱是细胞衰老的特征，不是细胞凋亡的特征，D错误。,3.PNAS杂志最近在线发表了中国科学院生物物理研究所研究人员在肿瘤药物靶向输送领域的最新成果(如图所示)。下列叙述正确的是( ),A恶性肿瘤内有大量癌细胞，和正常细胞相比，癌细胞水分含量少，细胞呼吸速率加快 B细胞癌变后，位于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少，使癌细胞容易在体内分散和转移 C细胞癌变与细胞凋亡都是基因选择性表达的结果，前者是异常表达，后者是正常表达 D要控制肿瘤细胞的过度增殖，肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂前期纺锤体形成时,B,【解析】恶性肿瘤内有大量癌细胞，和正常细胞相比，癌细胞水分含量多，细胞呼吸速率加快，A错误；细胞癌变后，位于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少，使癌细胞容易在体内分散和转移，B正确；细胞癌变是基因突变的结果，细胞凋亡是基因选择性表达的结果，C错误；要控制肿瘤细胞的过度增殖，肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂间期DNA复制时，D错误。,4为探究物质P抑制癌细胞增殖的效应，研究人员使用不同浓度的物质P溶液处理人的离体肝癌细胞，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是( ),A随着物质P溶液浓度的增加，抑制癌细胞增殖作用越明显，但与处理时间无关 B随着物质P处理时间的延长，抑制癌细胞增殖作用越明显，但与浓度无关 C物质P对肿瘤细胞的作用机制，可能与调控细胞凋亡相关基因的表达有关 D通过本实验可以得出结论，物质P抑制癌细胞增殖的最适浓度为1.00 g/L,C,【解析】分析图中曲线可知，物质P溶液的浓度和处理时间影响抑制率，A、B项错误；从实验的结果看，该药物可以有效地抑制癌细胞增殖，其作用机理很可能是调控了癌细胞内凋亡基因的表达，使癌细胞进入自动编程性死亡的程序，C项正确；本实验只是设置了物质P溶液的部分浓度，虽然在1.00 g/L时抑制效果较另两组好，但不能确定该浓度为最佳浓度，D项错误。,1判断细胞凋亡与细胞坏死的方法,2细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的关系,注：通过细胞分裂使细胞数目增多，通过细胞分化使细胞种类增多，通过细胞生长使细胞体积增大，通过细胞凋亡使细胞数目减少。 细胞的分裂、分化、衰老和凋亡都属于正常的生理过程，而细胞的癌变则是细胞的一种不正常分化导致的,1(2016新课标，1)在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是( ) A细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献 B哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞 C细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果 D通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株,B,【解析】细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础，而细胞增殖的主要方式是有丝分裂，A正确；哺乳动物的造血干细胞是已经分化的细胞，B错误；细胞分化的实质是：在个体发育中，在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C正确；借助植物组织培养技术，可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株，D正确。,2(2015江苏高考，6)下图所示为来自同一人体的4种细胞，下列叙述正确的是( ) A因为来自同一人体，所以各细胞中的DNA含量相同 B因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、功能不同 C虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同 D虽然各细胞的生理功能不同，但吸收葡萄糖的方式相同,C,【解析】卵细胞核DNA数是其他体细胞核DNA数的一半，A错误；除卵细胞外，其他体细胞携带的核基因相同，由于基因的选择性表达，各细胞的形态和功能不同，B错误；各细胞中含量最多的化合物都是水，C正确；不同细胞吸收葡萄糖的方式可能不同，有的为主动运输，有的为协助扩散，D错误。,3(2015海南高考，6)关于人体造血干细胞的叙述，错误的是( ) A造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异 B造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的 C健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中 D造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同,B,【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以分化产生的红细胞表达的酶与造血干细胞中的酶存在差异，A正确；细胞分化是一种持久性的变化，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，是不可逆的，B错误；人体的骨髓中有许多造血干细胞，它们能够通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去，C正确；红细胞的寿命为120 d左右，白细胞的寿命为57 d，D正确。,4(2015山东高考，2)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,A,【解析】胚胎细胞来自受精卵，含有该生物的全套基因，当然有与细胞凋亡有关的基因，A正确。细胞中的原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。原癌基因和抑癌基因正常表达，细胞才不癌变，若二者基因突变，则导致细胞癌变，B错误。真核生物的细胞分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种，C错误。细胞分化的实质是基因的选择性表达，分化过程中蛋白质的种类和数量均发生变化，D错误。,5(2014新课标，2)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质不同 C二者所含有的基因组不同 D二者核DNA的复制方式不同,B,【解析】同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同是细胞分化的结果，其实质是基因的选择性表达，合成了特定的蛋白质，从而表现出特定的生理功能，B正确；二者都是高度分化的细胞，均不具有分裂能力，所以二者均没有细胞周期，核DNA也不能进行复制，A、D错误；细胞分化过程中基因组不变，所以二者基因组相同，C错误。,1细胞分化的实质 基因的选择性表达。 2细胞分化的4个特点 (1)持久性；(2)稳定性；(3)不可逆性；(4)普遍性。 3衰老细胞的5个特征 (1)水分减少，细胞新陈代谢的速率减慢。(2)酶活性降低。(3)色素积累增多。 (4)呼吸速率减慢，细胞核的体积变大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。 (5)细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。 4癌细胞的3个特征 (1)能够无限增殖。(2)形态结构发生显著变化。(3)易在体内分散和转移。 53类致癌因子 (1)物理致癌因子。(2)化学致癌因子。(3)病毒致癌因子。 6细胞凋亡的4点作用 (1)清除多余、无用的细胞。 (2)清除完成正常使命的衰老细胞。 (3)清除体内有害细胞。 (4)维持器官和组织中细胞数目的相对稳定。,易错点1 误认为种子发育成完整个体体现细胞全能性 【点拨】种子中含有胚根、胚芽、胚轴等构成的新的生命体，由种子长成新植株，是这个新生命体的发育过程，不体现细胞全能性。 易错点2 误认为同一个体不同细胞中遗传物质数量相等 【点拨】细胞核中遗传物质数量相等，细胞质中由于细胞分化导致线粒体、叶绿体等数量不等，因此细胞质中的DNA数量有所差别。 易错点3 误认为分化程度高的细胞其全能性一定低 【点拨】一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性越高，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。 易错点4 并非所有干细胞都要发生分化 【点拨】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。 易错点5 未脱离植物体的细胞不能表现出全能性 【点拨】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。,易错点6 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 【点拨】 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。 易错点7 混淆细胞编程性死亡与细胞病理性死亡 【点拨】 (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)编程性细胞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。 易错点8 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 【点拨】 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。,
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