2019高考生物一轮复习 第14讲 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变教案 新人教版必修1.doc

第14讲细胞的分化、衰老、凋亡及癌变1细胞的分化和细胞的全能性()2细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系()3癌细胞的主要特征及防治()细胞的分化及全能性学生用书P791细胞的分化(1)概念：在个体发育中由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。(2)特点：持久性、普遍性、稳定性和不可逆性。(3)分化的实质：基因的选择性表达。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，DNA却都相同。(4)细胞分化的意义：形成各种不同的细胞和组织。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)分析下列实例所依据的原理植物组织培养：植物细胞具有全能性。克隆羊多利培养：动物体细胞核具有全能性。3实例分析连一连(深入追问)如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请思考：(1)上述基因属于管家基因(基因产物是维持细胞基本生命活动所必需)的是_，属于奢侈基因(基因产物赋予不同细胞特异性的生理功能)的是_。提示：ab、c、d。(2)这三种细胞是否包括红细胞？细胞A、B分别是什么细胞？提示：不包括。因为这三种细胞的“血红蛋白基因”均不能表达，所以不包括红细胞；A细胞可产生“胰岛素”，应为胰岛B细胞；B细胞可产生“生长激素”，应为垂体细胞。结合细胞分化图解突破以下问题： 突破1细胞分化的机理相同的核DNA不同的mRNA不同的功能不同的蛋白质不同的形态结构。 突破2细胞分化的过程分析 突破3细胞分化与细胞全能性的比较项目细胞分化细胞的全能性原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点(1)持久性；(2)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)普遍性：在生物界中普遍存在(1)高度分化的植物体细胞具有全能性；(2)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结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体1通过图示法深入理解基因选择性表达机理(1)如图所示，经过有丝分裂、分化得到的心肌细胞、神经细胞和唾液腺细胞中所含遗传物质与亲代细胞的相同(均用A、B、C、D、E代表)。分化时，心肌细胞中A、D基因处于活跃状态(能表达的状态)，神经细胞中C、D基因处于活跃状态，唾液腺细胞中D、E基因处于活跃状态。(2)由于表达的基因不同，因此指导合成的蛋白质有差异，每种细胞中含有自身特有的蛋白质，如心肌细胞中，A基因指导合成了肌动蛋白；唾液腺细胞中，E基因指导合成了唾液淀粉酶。(3)细胞中D基因都表达了，这说明D基因指导合成的蛋白质可能是细胞基础生命活动所必需的，如与呼吸作用有关的酶。2细胞分化与全能性及分裂的比较(1)分化与全能性的关系分化程度越低，全能性越高；分化程度越高，全能性越低。全能性的体现是细胞分裂、分化的结果。特例：生殖细胞是高度分化的细胞，但全能性很高。(2)细胞分裂与细胞分化的区别细胞分裂：细胞数目增多，类型不变。细胞分化：细胞数目不变，类型增多。3植物细胞表现全能性的条件：离体；无菌；营养和激素；适宜外界环境条件光照、温度、pH等。细胞在生物体内不能表现出全能性，这是基因选择性表达的结果。【感知考题】(2016高考全国卷甲，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解析细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，从而使细胞在亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，A项叙述正确；哺乳动物的造血干细胞是一种多能干细胞，分化程度不高，但也是经过分化了的细胞，B项叙述错误；细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C项叙述正确；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培育成新植株，D项叙述正确。答案B不同体细胞内的mRNA种类和数量存在差异，其原因是基因选择性表达(不同细胞中遗传信息执行情况不同)的结果。 高分点拨类题通法判断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、血红蛋白基因表达可以证明细胞发生了分化，且分化的结果是产生了相应的组织器官。【跟进题组】 命题1细胞的分化过程、实质1(2017长沙长郡中学高三模拟)国际杂志Cell Systems上刊登了来自美国加州大学旧金山分校的一项研究成果，科研人员利用蓝色光脉冲开启了一种名为Brn2的基因，当Brn2信号足够强时，干细胞就会快速转化为神经元。下列有关分析错误的是()A该实验证明了蓝色光脉冲可以促使干细胞分化为神经元 BBrn2基因在神经细胞的形成过程中具有重要作用 C蓝色光脉冲使Brn2基因的碱基序列发生了改变 D干细胞和神经元这两种细胞中，蛋白质的种类不完全相同 解析：选C。依题意可知：蓝色光脉冲通过开启Brn2基因使干细胞分化为神经细胞，A、B项正确；蓝色光脉冲的作用是诱导基因表达，而不是诱导基因突变，因此，Brn2基因的碱基序列没有发生改变，C项错误；干细胞和神经元这两种细胞中，既有相同的蛋白质，又有不同种类的蛋白质，因此，干细胞和神经元这两种细胞中，蛋白质的种类不完全相同，D项正确。2(2015高考江苏卷，6)如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解析：选C。A项，人体不同组织的体细胞中核DNA含量相等，但是细胞质中的DNA含量不一定相同，卵细胞和精子中的核DNA减半。B项，同一人体不同体细胞中携带的核基因相同，但基因的选择性表达(细胞分化)导致不同细胞的形态和功能不同。C项，活细胞中含量最多的化合物是水。D项，人体内不同细胞吸收葡萄糖的方式不同，有协助扩散和主动运输两种方式。3(2017陕西第一次联考)如表是人体内的红细胞(未成熟)、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的核基因及这些基因表达的情况(“”表示该基因能表达，“”表示该基因未表达)。下列有关说法正确的是()细胞血红蛋白基因胰岛素基因抗体基因有氧呼吸酶基因红细胞胰岛B细胞浆细胞A均表示“”B此表说明细胞分化导致基因的选择性表达C三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同D三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同解析：选A。胰岛B细胞合成并分泌胰岛素，胰岛素基因表达；浆细胞合成、分泌抗体，抗体基因表达；三种细胞都进行有氧呼吸，有氧呼吸酶基因都表达，A正确。题表说明细胞分化是基因选择性表达的结果，B错误。三种细胞中有氧呼吸酶基因都表达，C错误。三种细胞是同一个体中的体细胞，基因种类相同，只是表达的基因不同，D错误。4甲和乙为某一个体中的两种体细胞(如图所示)，下列叙述错误的是()A甲为浆细胞，乙为胰岛B细胞B甲和乙的mRNA不同导致其形态结构和功能不同C甲和乙细胞中的蛋白质不完全相同D在显微镜下甲和乙细胞中都能观察到染色体解析：选D。只有浆细胞能够产生抗体，所以甲是浆细胞；只有胰岛B细胞能够分泌胰岛素，所以乙是胰岛B细胞，A正确。甲和乙来自同一个体，因此二者的基因型相同，形态结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达，B、C正确。甲和乙细胞都是高度分化的细胞，不再进行细胞分裂，观察不到染色体，D错误。 命题2细胞全能性的判断5(2017执信中学、广雅中学、广州六中联考)下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是()A只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因B高度分化的细胞在离体状态和非离体状态时都能表现出全能性C植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一D从一粒玉米种子长成一棵植株体现了植物细胞具有全能性解析：选C。体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全部基因；离体状态下，高度分化的细胞才可能表现出全能性；植物组织培养的理论基础之一是植物细胞的全能性；一粒玉米种子具有胚芽、胚轴、胚根，其长成一棵植株不能体现植物细胞具有全能性。6(2016高考天津卷，4)将携带抗M基因、不带抗N基因的鼠细胞去除细胞核后，与携带抗N基因、不带抗M基因的鼠细胞融合，获得的胞质杂种细胞具有M、N两种抗性。该实验证明了()A该胞质杂种细胞具有全能性B该胞质杂种细胞具有无限增殖能力C抗M基因位于细胞质中D抗N基因位于细胞核中解析：选C。将携带抗M基因、不带抗N基因的去核的鼠细胞与携带抗N基因、不带抗M基因的完整鼠细胞融合，获得的胞质杂种细胞具有M、N两种抗性，说明抗M基因位于去核鼠细胞的细胞质中，但无法确定抗N基因在细胞中的位置；因无该胞质杂种细胞发育成完整个体的信息和培养后的增殖信息，故该实验无法证明胞质杂种细胞是否具有全能性、是否具有无限增殖能力。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“已分化的体细胞”，终点是发育成“个体”。 命题3理解干细胞的特征及应用7(2015高考海南卷，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解析：选B。人的成熟红细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，而造血干细胞可进行有氧呼吸，两种细胞中的酶存在差异，A正确；细胞分化一般是不可逆的，且人的成熟红细胞没有细胞核和细胞器，不可能再分化为造血干细胞，B错误；健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中，C正确；人体造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同，D正确。依据信息材料，考查细胞分化8(2017重庆巴蜀中学高三月考)科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说：成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞，使其成为成体干细胞，同时将含有相对新的DNA链染色体分配给另一个子代细胞，开始分化并最终衰老死亡(如图所示)。下列相关推测正确的是() A成体干细胞通过有丝分裂使生物体内成体干细胞的数量不断增长B从图中看出成体干细胞分裂时DNA永生链始终移向细胞同一极C成体干细胞的基因突变频率与其他细胞相同D成体干细胞分裂时等位基因随着同源染色体的分开而分离解析：选B。由图可知，细胞分裂前后染色体数目不变，可见成体干细胞的分裂方式为有丝分裂，产生的子细胞只有一半是成体干细胞，所以数量没有增加，A错误；从图中看出成体干细胞分裂时DNA永生链始终移向细胞同一极，都进入了子代成体干细胞，没有得到永生链的细胞分化并最终衰老死亡，B正确；高度分化的细胞不进行DNA的复制，基因突变频率低，成体干细胞能不断增殖，因此基因突变频率高，C错误；成体干细胞进行的是有丝分裂，而同源染色体的分离发生在减数分裂，D错误。关于干细胞的2点提醒(1)干细胞就是“什么都能干、干什么都可以”的细胞，能增殖、能分化。(2)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、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。细胞衰老、凋亡和癌变学生用书P821细胞的衰老和凋亡(1)细胞的衰老代谢速度的变化细胞核的变化：体积增大、核膜内折，染色质收缩、染色加深。细胞衰老特征的记忆口诀(2)细胞的凋亡概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。原因：细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。类型意义细胞凋亡，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。2细胞的癌变(1)癌变实质：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。(2)癌细胞的特征能够无限增殖。形态结构发生显著变化，如成纤维细胞由扁平梭形变成球形。表面发生了变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致癌细胞容易分散和转移。(3)致癌因子分类：物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。1(必修1 P123图614改编)如图是胎儿手的发育过程图，下列有关说法错误的是()A胎儿手的发育过程中细胞的凋亡使得五指分开B此时手的组成细胞中不存在衰老的细胞C若此时受到致癌因子的影响，细胞更容易发生癌变D此过程中存在着细胞的分化答案：B2(深入追问)原癌基因与抑癌基因只存在于癌细胞吗？提示：不是。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。1细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别项目细胞凋亡细胞衰老细胞癌变细胞坏死与基因的关系受基因控制可能有关基因突变不受基因控制细胞膜的变化内陷皱缩糖蛋白减少破裂形态变化形成凋亡小体细胞萎缩呈球形外形不规则变化对机体的影响对机体有利对机体有利对机体有害对机体有害2细胞凋亡的机理3细胞癌变的机理(1)不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因，正常细胞中也存在。(2)原癌基因和抑癌基因不是简单的拮抗关系，二者共同对细胞的生长和分化起着调节作用。【感知考题】(2016高考江苏卷，3)下列关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是()A线虫发育过程中细胞数量减少，是细胞衰老死亡的结果B恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性，所以不易被化疗药物杀死C人的造血干细胞是全能干细胞，可以分化为多种细胞D体外培养时，儿童的成纤维细胞传代次数多于成人的成纤维细胞解析线虫发育过程中经过细胞编程性死亡即细胞凋亡使细胞数目减少，结果构成了一个由959个体细胞组成的线虫，A项错误；化疗药物有不同的种类，有的通过抑制细胞增殖来杀死癌细胞，B项错误；人的造血干细胞是多能干细胞，可分化为红细胞、白细胞、血小板和淋巴细胞等，C项错误；人的一生中，体细胞一般能够分裂5060次，儿童的成纤维细胞在体内的分裂次数少，则体外培养时其传代次数多于成人的成纤维细胞，D项正确。答案D 高分点拨类题通法通过过程图理清细胞分化、分裂、癌变、坏死及凋亡的关系【跟进题组】 命题1细胞衰老和凋亡的过程分析1(2016高考海南卷，4)下列关于人体细胞的叙述，错误的是()A人的正常体细胞的分裂次数是有限的B自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老C细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除D衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的解析：选D。人的正常体细胞最大分裂次数为50次左右，A项正确；自由基攻击蛋白质可引起细胞衰老，B项正确；细胞中衰老的细胞器会被溶酶体清除，C项正确；衰老细胞代谢速率减慢，D项错误。2(2017大庆中学模拟)在人类中有时会出现一些返祖特征，如有尾巴、毛孩、多乳房等。出现这些现象的原因是细胞的下列哪一过程受阻()A细胞分裂 B细胞分化 C细胞衰老 D细胞凋亡答案：D3正常情况下，绝大多数细胞都会经历增殖、分化、衰老直至死亡的生命历程。如图表示某细胞生命历程中的一个阶段，下列相关叙述正确的是()A这是由基因突变导致的细胞癌变过程B2中细胞处于凋亡状态C23发生的结果是形成多种类型的细胞D3表示细胞无限增殖形成大量子细胞解析：选B。图中123表示的是细胞凋亡过程。2中细胞是开始凋亡的细胞；3是凋亡中的细胞，细胞核裂解，细胞膜皱缩内陷，将细胞分割成多个有膜包裹的凋亡小体。 命题2癌细胞的特征及癌变的机理4(2017湖北襄阳四校高三联考)东京大学2016年6月3日发布公报说，该校一个研究小组开发出一项新的血液检测技术，能检测出胰腺癌患者血液中有一种含量较多的特殊物质，一种名为HSAT的非编码RNA(核糖核酸)，即不编码蛋白质的RNA，这一特殊RNA可以作为胰腺癌的生物标记，今后可望用于胰腺癌的早期诊断。下列有关叙述正确的是()A血液中含有多种血细胞，是人体重要的细胞外液B这一特殊RNA是在胰腺癌患者细胞的细胞质内合成的C胰腺癌变的根本原因是原癌基因突变D癌细胞的遗传物质、细胞形态结构和细胞表面均发生改变答案：D5(2016高考四川卷，7)研究发现，直肠癌患者体内存在癌细胞和肿瘤干细胞。用姜黄素治疗，会引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达，诱发癌细胞凋亡；而肿瘤干细胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白，能有效排出姜黄素，从而逃避凋亡，并增殖分化形成癌细胞。下列说法不正确的是()A肿瘤干细胞与癌细胞中基因的执行情况不同B肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出都需要消耗ATPC编码BAX蛋白和 ABCG2蛋白的基因都属于原癌基因D用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡解析：选C。肿瘤干细胞与癌细胞的差异在于两者中基因的执行情况不同，A正确；肿瘤干细胞的增殖包括染色体的复制、相关蛋白质的合成等，这些过程都需要消耗ATP，用姜黄素治疗时，肿瘤干细胞会逆浓度梯度排出姜黄素，该过程也会消耗ATP，B正确；原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞的生长和分裂进程，而BAX属于凋亡蛋白，因此编码BAX蛋白的基因属于控制细胞凋亡的基因，不属于原癌基因，C错误；姜黄素可引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达，诱发癌细胞凋亡，而ABCG2蛋白能使肿瘤干细胞有效排出姜黄素，从而使肿瘤干细胞逃避凋亡，因此抑制ABCG2蛋白的作用并联合姜黄素治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡，D正确。癌症的治疗策略(1)阻止细胞分裂，让癌细胞衰老、死亡。可利用药物进行化疗，抑制癌细胞遗传物质的复制，癌细胞将因不能分裂而衰老死亡。(2)“饿死”癌细胞。对供给癌细胞所在器官或组织血液的血管进行结扎，停止营养供给，使癌细胞因缺乏营养而“饿死”。(3)早期切除。早期发现癌变，在未扩散前将癌变部位切除，阻止癌细胞扩散，达到治疗的目的。(4)利用生物导弹单克隆抗体携带治疗药物进行治疗。 命题3细胞生命历程的综合考查6(2017吉林长春质量监测)下列关于人体细胞生命历程的叙述，错误的是()A白细胞和骨骼肌细胞有部分相同的mRNAB能进行细胞分裂的细胞都有细胞周期C衰老细胞内色素积累会妨碍细胞内物质的交流和传递D致癌病毒能将其基因组整合进入人的基因组中解析：选B。只有连续进行分裂的细胞才有细胞周期，进行减数分裂的细胞无细胞周期，B错误。7(2017四川南充二诊)下列有关细胞的分化、衰老、癌变和凋亡的叙述，正确的是()A细胞分化、衰老、癌变都与细胞中遗传信息的改变有关B衰老细胞内染色质固缩会影响DNA的复制和转录过程C皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的结果D衰老细胞代谢变慢，是因为细胞各种酶的活性都降低解析：选B。细胞分化、衰老过程中细胞的遗传信息不会改变，癌变细胞中遗传物质会改变，A错误；皮肤上的“老年斑”是色素积累的结果，属于细胞衰老现象，不是细胞凋亡，C错误；衰老细胞中并非所有酶的活性都降低，D错误。利用给予信息进行细胞凋亡的考查8如图表示细胞凋亡的部分原理，其中DNase为脱氧核糖核酸酶，能够切割DNA形成DNA片段；Caspases是一组存在于细胞质中具有相似结构的蛋白酶，负责选择性切割某些蛋白质。下列有关分析不正确的是()A图示表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能BDNase能够破坏细胞的生命控制系统，从而影响细胞代谢C细胞凋亡过程中既有蛋白质的合成，也有蛋白质的降解D在凋亡诱导因子的诱导下，相关凋亡基因发生突变，导致细胞凋亡解析：选D。根据图解，凋亡诱导因子需与细胞膜上的受体结合，这体现了细胞膜的功能之一进行细胞间的信息交流，信号分子与受体结合具有特异性，A正确；DNase能破坏细胞生命控制系统，从而影响细胞代谢，B正确；细胞凋亡过程中既有“凋亡相关基因”被激活，合成蛋白质(酶)，也有蛋白质被Caspases切割，发生降解，C正确；凋亡过程中相关凋亡基因被激活而不是发生突变，D错误。核心体系构建填空细胞数量基因的选择性表达原癌基因和抑癌基因突变细胞类型致癌因子规范答题必备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)酶的活性降低。(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。