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2013届高考生物总复习一轮课件:必修1 3.2细胞的分化、衰老、凋亡与癌变


(对应学生用书P75) 知识梳理 一、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:具有普遍性、稳定性和不可逆性。
3.实质:在个体发育过程中,不同细胞中遗传信息的执行情况不 同,即基因的选择性表达。

4.意义 (1)细胞分化是生物个体发育的

基础。 (2)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各 种生理功能的效率。 问题探究1:细胞分化过程中,细胞内的遗传物质会发生改变吗? 提示:细胞分化不会改变细胞内的遗传物质,只是基因的选择性 表达。

二、细胞全能性 1.概念:已分化的细胞,仍然具有发育为完整个体的潜能。 2.实例 (1)植物组织培养的实验表明已分化的植物细胞仍具有全能性。 (2)克隆羊多利的培育成功说明已分化的动物细胞核具有全能性。 提示:一般来说,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。

问题探究2:高度分化的细胞其全能性得以表现的基本条件是什么?

三、细胞的衰老和凋亡 1.衰老细胞的特征 (1)细胞内多种水分减少,细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的 速率减慢。 (2)细胞内多种酶的活性降低。 (3)细胞内的色素逐渐积累。 (4)细胞内呼吸速率减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收 缩、染色加深。

(5)细胞膜通透性改变,物质运输功能降低。

2.细胞凋亡 (1)概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。 以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。 问题探究3:细胞死亡主要有哪几种形式?正常情况下,对多细胞 生物而言,哪种形式对生物体是有利的? 提示:细胞死亡主要有细胞凋亡和细胞坏死。细胞凋亡对于多细 胞生物个体是有利的。

(2)意义:对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,

四、细胞癌变 1.概念 有的细胞受到致癌因子的作用,细胞中的遗传物质发生变化,就 变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。 2.主要特征 (1)适宜条件下,无限增殖。 (2)细胞的形态发生显著变化。 (3)癌细胞的表面发生了变化。

3.致癌因子
(1)物理致癌因子,主要指辐射,如紫外线、X射线等。 (2)化学致癌因子,亚硝胺、黄曲霉毒素等。

(3)病毒致癌因子,如Rous内瘤病毒等。

4.细胞癌变的原因 (1)致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变。 (2)原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞的生长和分裂的进 程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。 问题探究4:只有癌细胞才具有原癌基因和抑癌基因吗? 提示:(1)不是癌细胞才有原癌基因和抑癌基因,正常细胞中也存 在。 (2)癌细胞在形态、结构、功能等方面与正常细胞不同的根本原因

是细胞内遗传物质发生改变。

自主检测

一、判断题
1.细胞分化具有普遍性、持久性和绝对不可逆性。( 【答案】 【答案】 【答案】 【答案】 【答案】 【答案】 × )

2.理论上,活细胞都具有全能性。(


)
)

3.被病原体感染的细胞的清除属于细胞坏死。( × ) ) √ × 4.细胞衰老后的自然更新是细胞凋亡。( 5.在任何条件下,癌细胞都能无限增殖。(

6.癌细胞与正常细胞相比,遗传物质发生了改变。( √

)

二、选择题 7.(2011·宝鸡质检)脐血是新生婴儿脐带被结扎后由脐带流出的 血,其内含有大量的造血干细胞。下面有关叙述不正确的是( A.从免疫学角度分析,脐血自身移植的优点是排斥反应小 B.干细胞的功能特点说明它具有一定的全能性 C.由造血干细胞形成淋巴细胞的过程实质是基因的选择性表达 D.造血干细胞通过有丝分裂就可以形成各种血细胞 【解析】 【答案】 造血干细胞属于多能干细胞,由造血干细胞形成各种 D )

血细胞不仅经过细胞的有丝分裂过程,还需要经过细胞的分化过程。

8.(2011·佛山模拟)科学家已成功地利用人体表皮细胞制造出了 具备胚胎干细胞功能的细胞(即类胚胎干细胞),有关叙述错误的是( A.表皮细胞是高度分化的细胞 B.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞 C.表皮细胞和类胚胎干细胞具有相同的基因 D.表皮细胞在形成过程中丢失了某些基因 【答案】 D )

9.(2011·黑龙江模拟)下列关于细胞生命历程的叙述正确的是 ( ) A.已分化的细胞都能恢复到分化前的状态 B.细胞的衰老和死亡就意味着个体的衰老和死亡 C.细胞癌变的根本原因是基因选择性表达的结果 D.细胞都要经过出生、生长、成熟、衰老和死亡的过程 【答案】 D

10.(2011·广州模拟)下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙 述,正确的是( 和功能各不相同 B.个体发育过程中细胞的分裂、分化和凋亡对于生物体都是有 积极意义的 C.细胞分裂存在于个体发育的整个生命过程中,细胞分化仅发 生于胚胎发育阶段 ) A.细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异,导致细胞的形态

D.多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的
【解析】 熟悉细胞增殖、细胞分化、细胞衰老及凋亡的概念及 特点,注意相关名称之间的区别。

【答案】

B

三、非选择题 11.如图表示某生物细胞内发生的一系列重大生命活动,请据图 回答:

(1)对于人体来说,在A、B、C、D四项生命活动中,有积极意义 的是__________________________________(填字母代号)。 (2)B过程表示一个细胞增殖的后代在形态、结构和生理功能上发 生________的过程。 (3)该生物为________(填“原核”或“真核”)生物,其中A过程的 方式可能有________________________________________。 (4)在细胞有丝分裂末期,染色体的动态变化是指________,在高 度分化的生物体细胞中,基因的表达特点是__________________。

(5)若该生物是动物,则F→E过程的细胞信号主要来自________和
内分泌系统。 (6)由于某种原因,正常细胞发生了D过程,细胞中分子水平上发

生的变化是____________________________________________。

【答案】 (3)真核

(1)A、B、C

(2)稳定性差异 选择性表达

有丝分裂、无丝分裂和减数分裂

(4)染色体解旋形成染色质 (5)神经系统

(6)原癌基因和抑癌基因发生了突变

(对应学生用书P76)
考点1 细胞的分化与细胞的全能性

细胞分化

细胞全能性

原因

细胞内基因选择性表达 ①持久性:细胞分化贯穿于生 物体整个生命进程中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:生 物界中普遍存在,是生物个体 发育的基础
形成形态、结构、功能不同的 细胞

含有本物种全套遗传信息 ①高度分化的植物细胞在离 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
形成新的个体

特点

结果 关系

①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高,具有的全能性越小

典例1 (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 【解析】 本题考查的是植物体细胞的全能性。植物体细胞的全 能性必须是已分化的细胞在离体的条件下发育成一个完整个体。只有D

符合,胡萝卜根韧皮部细胞是已分化的体细胞,经组织培养发育成了新
植株。而C项是体现生殖细胞的全能性。 【答案】 D

1.细胞分化不会改变细胞内的遗传物质,只是基因的选择性表达 导致同一生物个体不同种类的细胞中mRNA存在差异,进而导致蛋白质 存在差异,从而使细胞在形态、结构和功能上出现差异。 2.细胞分化与全能性的关系 因而都具有全能性。 (2)全能性高低:

(1)已分化的细胞都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质,

受精卵>生殖细胞>体细胞;
能够增殖的细胞>停止增殖的细胞; 植物细胞>动物细胞。

3.管家基因和奢侈基因 (1)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。 (2)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。

举一反三 1.(2011·北京)下列生命过程中,没有发生细胞分化的是( A.断尾壁虎长出新尾巴 B.砍伐后的树桩上长出新枝条 C.蝌蚪尾巴消失的过程 D.胚胎发育中出现造血干细胞 【解析】 本题考查细胞的分裂、分化及凋亡的有关应用。壁虎 新尾巴的生长包括细胞的分裂与分化;树桩上长出新枝条也包括细胞的 )

分裂与分化;蝌蚪尾巴消失是细胞凋亡的结果;造血干细胞是细胞分化
形成的。 【答案】 C

2.(2011·福州模拟)通过特殊方法,科学家将小鼠和人已分化的 体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细 胞的描述,正确的是( ) A.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞 B.分化的体细胞丢失了某些基因 C.二者功能有差异,但形态没有差异 D.二者基因组相同,且表达的基因相同 【解析】 类胚胎干细胞分化程度低,全能性大,可分化出多种

不同的细胞。细胞分化过程中不会丢失基因;分化的体细胞和类胚胎干
细胞的最终来源是同一个受精卵,其核基因组是相同的。细胞分化的根

本原因是基因的选择性表达,产生出不同的蛋白质,表现出不同的形态、

结构和生理功能。
【答案】 A

3.(2011·北京西城区高三摸底)生长因子是人体内一类特殊的生 物活性物质。某种生长因子能与前脂肪细胞的质膜特异性结合,启动细 胞内一系列生化反应,最终导致前脂肪细胞增殖、分化形成脂肪细胞。 下列有关叙述不正确的是( ) A.前脂肪细胞的质膜上有能与生长因子特异性结合的受体 B.前脂肪细胞分化为脂肪细胞是基因选择性表达的结果 C.生长因子对前脂肪细胞的分裂和分化具有调节作用 D.生长因子启动的一系列生化反应仅指DNA分子复制

【解析】

DNA分子复制只是细胞分裂间期的一个变化,根据题

干信息,生长因子启动的一系列生化反应最终导致前脂肪细胞增殖、分 化形成脂肪细胞,因此这一系列生化反应不可能只包括DNA分子复制,

D错误。
【答案】 D

考点2

细胞的衰老、凋亡和癌变

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,萎缩变小,代谢速率减慢。 (3)多:细胞内色素增多。 (4)低:膜运输功能降低,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

①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。 ②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。

③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 ①原癌基因与抑癌基因 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。癌症就是一系列原癌基因与 抑癌基因的突变逐渐积累的结果。

3.细胞凋亡、细胞坏死与细胞癌变比较

项目

细胞凋亡

细胞坏死 不受基因控制
破裂

细胞癌变 受突变基因控制
糖蛋白等减少,黏 着性降低

与基因的关 受基因控制 系 细胞膜的变 内陷 化

形态变化
影响因素

细胞变圆,与周 细胞外形不规则 围细胞脱离 变化
受严格的由遗传 电、热、冷、机 机制决定的程序 械等不利因素影 性调控 响 对机体有害

呈球形
分为物理、化学和 病毒致癌因子 对机体有害

对机体的影 对机体有利 响

典例2 (2011·武汉检测)下列有关细胞衰老、凋亡、坏死和癌变的 说法中正确的是( ) A.细胞内酶活性增高是导致细胞趋向衰老的主要原因 B.细胞凋亡与极端的物理、化学等因素关系十分密切 C.细胞凋亡和坏死时释放的细胞内容物都会伤害周围细胞 D.各种致癌因子可改变正常细胞的遗传物质进而诱发癌变 【解析】 衰老细胞中多种酶的活性下降;细胞凋亡是由基因所 决定的细胞自动结束生命的过程,细胞坏死与极端的物理、化学等因素

关系十分密切;细胞凋亡时不会伤害周围的细胞。
【答案】 D

1.个体衰老与细胞衰老的关系 (1)单细胞生物的细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 (2)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。 2.细胞分化、分裂、癌变及凋亡的关系

举一反三 1.(2011·厦门质检)一项新研究发现,海带的提取物——海带多糖 因抑制免疫细胞凋亡而具有抗辐射作用。以下相关叙述正确的是( A.海带多糖是一种抗体,参与人体的特异性免疫过程 B.免疫细胞的凋亡与遗传机制无关,而与糖类的多少有关 C.对放疗的癌症患者,可利用海带多糖进行辅助治疗 D.免疫细胞凋亡是一种病理现象,患者可服用海带多糖进行治 疗 )

【解析】

抗体的本质是蛋白质,不是多糖;细胞凋亡是基因决

定细胞自动结束生命的过程;海带多糖因抑制免疫细胞凋亡而具有抗辐 射作用,所以对放疗的癌症患者,可利用海带多糖进行辅助治疗;免疫

细胞凋亡是一种自然现象,可用服用海带多糖的方法进行治疗。
【答案】 C

2.(2011·烟台模拟)美国弗吉尼亚大学研究人员在有关癌症研究

的杂志上发表论文称,他们发现了一种名为RhoGD的基因,该基因有
助于避免癌细胞扩散,他们发现携带该基因的癌细胞会失去转移能力。 该基因的作用最可能是( 种糖蛋白 B.当这种基因添加到癌细胞中以后,在癌细胞中表达并产生一 )

A.当这种基因添加到癌细胞中以后,在癌细胞中表达并产生一

种蛋白质,由此使癌细胞迅速分化为其他组织、器官
C.该基因在癌细胞内表达后使癌细胞迅速衰老 D.该基因在癌细胞内表达后使癌细胞的DNA复制受阻,停止细 胞分裂 【解析】 【答案】 癌细胞的扩散与细胞膜上糖蛋白的减少有关。 A

(对应学生用书P77) 易错点:对细胞增殖、分化、衰老、凋亡与癌变的区别与联系理 解不到位 典例 如图为人体某细胞所经历的生长发育各个阶段示意图,图 ) 中①~⑦为不同的细胞,a~c表示细胞所进行的生理过程。据图分析, 下列叙述正确的是(

A.与①相比,②③④的分裂增殖能力加强,分化能力减弱 B.⑤⑥⑦的核基因相同,细胞内的蛋白质种类和数量也相同 C.②③④细胞的形成过程中发生了基因分离和自由组合 D.进入c过程的细胞,酶活性降低,代谢减慢继而出现凋亡小体 【错因分析】 易错 选项 A项 C项 错选A项和C项的原因主要是:

错因分析
概念混淆不清。混淆了细胞分裂与细胞分化,忽略了细胞分 裂与细胞分化的特点。

知识综合应用能力不强。错误地认为有丝分裂过程的基因变 化是基因分离和自由组合的表现。忽略了基因分离和自由组 合发生在减数分裂过程中。

【正确解答】

②③④是由①细胞增殖而来且能分化成其他细胞,

因而与①相比,②③④的分裂增殖能力减弱,分化能力加强。②③④细 胞的形成过程是有丝分裂,因而②③④细胞的形成过程中不会发生基因 分离和自由组合。选D。

如图为人体细胞的分裂、分化、衰老和死亡过程的示意图,图中 ①~⑥为各个时期的细胞,a~c表示细胞所进行的生理过程。据图分 析,下列叙述中正确的是( )

A.与①相比,②的表面积与体积的比值增大,与外界环境进行物 质交换的能力增强 B.⑤与⑥的基因型相同,蛋白质的种类也相同 C.若⑤⑥已失去分裂能力,则其细胞内遗传信息的流动方向为

D.细胞衰老与死亡最终会引起人体的衰老与死亡

【解析】

本题重点考查的是细胞的分化和衰老等知识。与①相

比,②的表面积与体积的比值减小,与外界环境进行物质交换的能力降

低。细胞分化的机理是基因的选择性表达,分化后细胞的基因型是相同
的,但在形态、结构、功能等方面都发生了稳定性差异,包括细胞膜的 结构、细胞器的种类及数量、内部化合物的含量等。细胞是人体结构和

功能的基础,其衰老与死亡最终会引起人体的衰老与死亡。
【答案】 D


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