高考生物一輪復習 用書 第四單元 第2講細胞的分化 新人教版必修1

第2講細胞的分化、衰老和凋亡、癌變知識點一細胞的分化與全能性想一想：受精卵發(fā)育成一個具有各種組織器官的生物體，其中重要的細胞活動是什么？知識點二細胞的衰老和凋亡議一議：細胞死亡主要有哪幾種形式？哪種形式對生物體是有利的？知識點三細胞的癌變判斷正誤1．細胞分化不會改變細胞內的遺傳物質()。2．細胞分化具有普遍性、持久性和絕對不可逆性()。3．細胞分化的實質是不同細胞中基因的選擇性表達()。4．理論上，活細胞都具有全能性()。5．細胞凋亡是由于細胞衰老的緣故()。6．被病原體感染的細胞的清除屬于細胞壞死()。7．不是只有癌細胞中才存在原癌基因和抑癌基因，正常細胞中也存在()。8．原癌基因和抑癌基因的作用不是簡單的拮抗關系，二者共同對細胞的生長和分化起著調節(jié)作用()。9．在任何條件下，癌細胞都能無限增殖()。10．細胞衰老和癌變都能引起細胞膜成分或功能的改變，且原因相同()。人體衰老的特征一個癌變的腦部細胞自我校對：①一個或一種細胞②穩(wěn)定性差異③普遍性、持久性④個體發(fā)育⑤專門化⑥遺傳信息⑦完整個體⑧愈傷組織⑨再分化eq\o(○,\s\up1(10))分裂和分化?細胞萎縮?降低?增大?改變?自動結束生命?內部環(huán)境?遺傳物質?惡性增殖?無限增殖?形態(tài)結構eq\o(○,\s\up1(21))細胞膜上的糖蛋白eq\o(○,\s\up1(22))病毒eq\o(○,\s\up1(23))原癌基因eq\o(○,\s\up1(24))抑癌基因eq\o(○,\s\up1(25))細胞周期eq\o(○,\s\up1(26))不正常想一想：細胞分裂和細胞分化。議一議：細胞死亡主要有細胞凋亡和細胞壞死。細胞凋亡對于多細胞生物個體是有利的?？匆豢矗焊驹蚴羌毎麅冗z傳物質發(fā)生了改變。判斷正誤：1.√2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.√9.×10.×,細胞分化與細胞全能性及其應用1．細胞分化、細胞全能性的比較細胞分化細胞全能性原理細胞內基因的選擇性表達含有本物種全套遺傳信息特點持久性：細胞分化貫穿于生物體整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度穩(wěn)定性和不可逆性：一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡③普遍性：生物界中普遍存在，是生物個體發(fā)育的基礎①高度分化的植物細胞具有全能性。植物細胞在離體的情況下，在一定的營養(yǎng)物質、激素和其他適宜的外界條件下，才能表現(xiàn)其全能性②動物已分化的體細胞全能性受到限制，但細胞核仍具有全能性。例如，動物克隆技術結果形成形態(tài)、結構、功能不同的細胞形成新的個體大小比較細胞分化程度有高低之分，如體細胞>生殖細胞>受精卵細胞全能性有大小之分，如受精卵>生殖細胞>體細胞關系兩者的遺傳物質一般都不發(fā)生變化②細胞的分化程度越高，具有的全能性越小2.干細胞的類型和在醫(yī)學上的應用(1)概念干細胞是一類具有自我更新和分化發(fā)育潛能的原始細胞。機體內的各種細胞、組織和器官都是由干細胞分化發(fā)育而來的。(2)類型干細胞分為3類：全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。下面以干細胞分化成紅細胞的過程為例，說明它們之間的關系：(3)應用醫(yī)學上，干細胞的研究為器官移植提供了新的思路，為癌癥、癲癇、糖尿病等疾病的根治帶來了希望?！疽呻y辨析】1．細胞分化的不可逆性及脫分化(1)在生物體內，細胞分化是一種穩(wěn)定的程序性變化，這種變化一般是不可逆轉的。(2)但在人工實驗條件下，分化的組織細胞能脫分化，脫分化的組織細胞由于含有發(fā)育成完整生物體的全部遺傳物質，因而經一定人工培養(yǎng)后理論上可發(fā)育成一個完整生物體。2．個體發(fā)育、細胞分化、基因表達三者之間的關系(1)個體發(fā)育是以細胞的分裂和分化為基礎，因為只有通過細胞分裂，才能增加細胞的數(shù)目；只有通過細胞的分化，才能形成不同的組織、器官和系統(tǒng)。細胞分化是個體發(fā)育中的主要過程：受精卵eq\o(→,\s\up7(細胞分裂、細胞分化),\s\do5(胚胎發(fā)育＋胚后發(fā)育))成熟的生物個體(2)細胞的分裂和細胞的分化是以基因的表達為基礎的，特別是細胞分化，它是細胞內的遺傳信息(基因)有序表達的結果。如紅細胞的形成是以控制血紅蛋白合成為主的基因表達的結果。(3)從上述三者之間的關系可以看出，個體水平上的發(fā)育是以細胞水平的分裂與分化為基礎的，細胞水平的分裂與分化是以分子水平的基因表達為基礎的。★★★本考點是歷年高考命題的重點，考查內容不僅局限于教材上的基本概念和原理，往往結合社會(科技)熱點或生活實例考查學生提取、處理信息并靈活應用的能力，考查形式多以選擇題為主。【典例1】?(·安徽卷)干細胞移植現(xiàn)已成為治療糖尿病的一種臨床技術。自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為胰島樣細胞，以替代損傷的胰島B細胞，達到治療糖尿病的目的。下列敘述正確的是()。A．骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成不同，基因表達產物不同B．骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成相同，基因表達產物不同C．胰腺組織微環(huán)境造成骨髓干細胞基因丟失，分化成為胰島樣細胞D．胰腺組織微環(huán)境對骨髓干細胞分化無影響，分化是由基因決定的解析考察細胞分化。由信息知胰島樣細胞由自體骨髓干細胞分化而來，胰腺組織是體細胞有絲分裂、分化的細胞，基因與體細胞相同，所以骨髓干細胞與胰島樣細胞及胰腺組織的基因組成相同，但基因選擇性表達產物不同。答案B【訓練1】?(·全國卷)下列能說明某細胞已經發(fā)生分化的是()。A．進行ATP的合成B．進行mRNA的合成C．存在血紅蛋白D．存在纖維蛋白原基因解析本題考查細胞的分化相關知識。ATP是生命活動的直接能源物質，活細胞里都有ATP的合成，A不符合題意。蛋白質是生命活動的體現(xiàn)者；無論是分化程度低的干細胞，還是分化程度高的特化細胞中都有蛋白質的合成，即有相關mRNA的合成，B不符合題意。血紅蛋白只存在于高度特化的紅細胞中，C符合題意。來自同一機體的所有細胞都由同一個受精卵經過有絲分裂而來，其中的DNA都相同；結構完整的細胞中都存在纖維蛋白原基因，D不符合題意。答案C特別提醒同一生物體不同部位細胞的DNA、基因、tRNA相同，但mRNA和蛋白質不同。拓展提升管家基因：在所有細胞中都表達的基因，與細胞分化無關，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。奢侈基因：只在特定細胞中選擇性表達的基因，控制細胞分化，如胰島素基因、血紅蛋白基因等?！居柧?】?下列對于細胞分化不同水平的分析，不正確的是()。A．從細胞水平分析，細胞分化是細胞的形態(tài)、結構和功能改變的結果B．從細胞的亞顯微結構水平分析，細胞分化是細胞器的數(shù)目、形態(tài)、結構、功能及細胞質基質成分和功能改變的結果C．從蛋白質分子的角度分析，細胞分化是蛋白質種類、數(shù)量、功能改變的結果，這是細胞分化的根本原因D．從核酸分子的角度分析，細胞分化是基因選擇性表達的結果解析在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。從核酸分子的角度分析，細胞分化是基因選擇性表達的結果，這是細胞分化的根本原因。答案C,細胞的衰老、凋亡和癌變1．個體衰老與細胞衰老的關系(1)單細胞生物的細胞衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。(2)多細胞生物體內的細胞總是不斷地更新，總有一部分細胞處于衰老或走向死亡的狀態(tài)，但從整體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。2．癌細胞的特征與癌變機理(1)特征分析①不死性：條件適宜時，癌細胞可以無限增殖，而且分裂迅速，細胞內的核糖體數(shù)目大量增加，代謝異?；钴S。②遷移性：癌細胞分泌一些酶類分解細胞表面的某些結構，導致癌細胞黏著性降低，易于擴散。③失去接觸抑制性：正常細胞貼壁生長匯合成單層后停止生長，稱為接觸抑制。而癌細胞即使堆積成群，仍然可以生長。如下圖：(2)癌變機理(3)原癌基因與抑癌基因的關系①原癌基因是維持機體正常活動所必需的基因，在細胞分裂過程中它負責調節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程；而抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖。②抑癌基因和原癌基因共同對細胞的生長和分化起著調節(jié)作用。③癌變是由原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導致細胞異常分裂，對這種異常分裂機體又無法阻止而造成的。3．細胞的凋亡、壞死與癌變的比較項目細胞凋亡細胞壞死細胞癌變與基因的關系受基因控制不受基因控制受突變基因控制細胞膜的變化內陷破裂糖蛋白等減少，黏著性降低形態(tài)變化細胞變圓，與周圍細胞脫離細胞外形不規(guī)則變化呈球形影響因素受嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控電、熱、冷、機械等不利因素影響分為物理、化學和病毒致癌因子對機體的影響對機體有利對機體有害對機體有害知識歸納細胞分化、分裂、癌變及凋亡的關系★★★本考點觸及兩個層面：①癌變、衰老、凋亡是現(xiàn)代生理學研究的熱點，②延緩衰老、防治癌變是與人類健康相關的生活熱點。決定了該考點年年命題頻率高、信息類題多。復習時要高度重視。【典例2】?(·山東卷)下列有關細胞癌變的敘述，正確的是()。A．基因突變導致的各種細胞癌變均可遺傳B．石棉和黃曲霉素是不同類型的致癌因子C．人體的免疫系統(tǒng)對癌變細胞具有清除作用D．癌變細胞內酶活性降低導致細胞代謝減緩解析本題考查有關細胞癌變的相關知識。細胞癌變是基因突變的結果，是原癌基因和抑癌基因突變引起的，通常是物理、化學或病毒作用的結果?；蛲蛔內绻求w細胞不能遺傳給子代，如果是生殖細胞可以遺傳給子代，所以A選項是錯誤的；石棉和黃曲霉素都是化學致癌因子，所以B選項是錯誤的；C選項中病變的細胞是抗原，人體的免疫系統(tǒng)把其清除過程就是免疫，所以C選項是正確的；癌變細胞內酶活性提高，因為細胞代謝增強變成只分裂不分化的細胞，所以D選項是錯誤的。答案C題后反思本考點中考查基礎知識題偏多，新信息類試題，往往也是“高起點”，“低落點(考基礎)”，因此對癌變、衰老、凋亡的機理、特征等要準確記憶。【訓練3】?細胞凋亡又稱細胞編程性死亡，其大致過程如圖所示。下列有關敘述不正確的是()。細胞凋亡過程A．細胞凋亡是細胞在特定條件下的被動死亡過程B．細胞凋亡過程中以小泡形式形成凋亡小體，需要消耗能量C．細胞凋亡發(fā)生過程中，細胞內容物不釋放出來D．細胞凋亡過程中有新蛋白質合成，體現(xiàn)了基因的選擇性表達解析細胞凋亡是由基因調控的細胞自動結束生命的過程。答案A【訓練4】?(原創(chuàng)題)下列有關細胞凋亡、壞死與癌變的說法，正確的是()。A．細胞凋亡受基因控制；細胞癌變不受基因控制B．細胞壞死，代謝停止；細胞癌變，代謝增強C．細胞壞死，膜通透性降低；細胞癌變，膜黏著性增強D．細胞癌變，細胞周期延長；細胞凋亡，細胞周期變短解析癌變細胞的遺傳物質和細胞功能都發(fā)生改變，故細胞癌變受基因控制；細胞癌變，膜黏著性減弱；細胞壞死，膜通透性增加；細胞癌變，細胞周期縮短，凋亡的細胞沒有細胞周期。答案B,細胞分化與全能性的考查1．判斷正誤(1)(·江蘇生物－B)免疫系統(tǒng)中的記憶細胞既有分化潛能又有自我更新能力()。(2)(·安徽理綜－C)細胞癌變是細胞高度分化的結果()。(3)(·江蘇生物－A)細胞分化導致細胞中的遺傳物質發(fā)生改變()。(4)(·四川卷改編)某實驗室做了下圖所示的實驗研究A．與纖維母細胞相比，過程①形成的誘導干細胞的全能性較低()。B．過程②是誘導干細胞的結構和遺傳物質發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程()。解析(1)記憶細胞在二次免疫中，在接受到抗原的再次刺激后會迅速增殖分化成相應的效應細胞和記憶細胞，具有分化和自我更新能力。(2)環(huán)境中的致癌因子損傷細胞中的DNA，使原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞，是細胞不正常分化的結果。(3)細胞分化不會引起細胞內遺傳物質的改變。(4)本題考查細胞分化及細胞工程相關知識，考查學生的綜合應用能力。過程1形成的誘導干細胞全能性高，A錯。過程2是細胞的分化過程，分化時遺傳物質不會發(fā)生變化，B錯。答案(1)√(2)×(3)×(4)A.×B．×2．(·北京卷)下列生命過程中，沒有發(fā)生細胞分化的是()。A．斷尾壁虎長出新尾巴B．砍伐后的樹樁上長出新枝條C．蝌蚪尾巴消失的過程D．胚胎發(fā)育中出現(xiàn)造血干細胞解析蝌蚪尾巴消失的過程是細胞凋亡造成的。答案C3．(·山東卷)下列發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學過程是()。A．玉米種子萌發(fā)長成新植株B．小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞C．小麥花粉經離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株D．胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株解析本題考查有關細胞分化和全能性的相關知識。細胞分化是細胞內基因選擇性表達的結果。細胞全能性是指已分化的細胞具有發(fā)育成個體的潛能，全能性的體現(xiàn)必須發(fā)育成一個個體；A選項玉米種子本身就是已經分化的胚，該過程能體現(xiàn)細胞分化，但不能體現(xiàn)細胞的全能性；B選項中小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞體現(xiàn)了細胞分化，但沒有發(fā)育成個體，沒有體現(xiàn)出全能性；C選項中小麥花粉經離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株，小麥花粉是配子，能發(fā)育成一個個體，體現(xiàn)了生殖細胞的全能性，所以C錯誤；D選項中胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株，先進行了脫分化而后再分化，最后發(fā)育成一個個體，所以D正確。答案D4．(·寧夏理綜，41)下圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖。請回答下列問題。(1)胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至________期的內細胞團或胎兒的________中分離得到的一類細胞。(2)圖中分化程度最低的干細胞是________。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入________因子，可誘導該種干細胞向不同類型的組織細胞分化。(3)在機體內，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因________的結果。(4)某患者不能產生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的，骨髓的治療的實質是將圖中的________細胞移植到患者體內。(5)若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，上述紅細胞、白細胞、神經細胞中不能選用作為供體的細胞是成熟的________，其原因是_______________________________________。(6)若某藥物可抑制肝腫瘤細胞DNA復制，使用該藥物可使肝腫瘤細胞停留在細胞周期的________期。(7)在制備單克隆抗體過程中的細胞融合階段，用________細胞與骨髓瘤細胞融合，經多次篩選最終得到能分泌________的雜交瘤細胞。解析(1)胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺細胞中分離得到的，發(fā)育至囊胚階段的內細胞團細胞可分離得到胚胎干細胞。(2)圖中胚胎干細胞分化程度最低、全能性最高，在體外培養(yǎng)條件下，在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子，可使其分化成不同類型的組織細胞。(3)細胞分化是基因選擇性表達的結果。(4)骨髓是人體的造血組織，存在造血功能干細胞，骨髓的治療的實質是將上圖的造血干細胞移植到患者體內。(5)克隆某種哺乳動物需要供體提供細胞核，而成熟的紅細胞沒有細胞核，所以不能作為供體。(6)DNA分子的復制在細胞分裂間期進行。(7)單克隆抗體由效應(或已免疫的)B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合形成的雜交瘤細胞分泌得到。答案(1)囊胚原始性腺細胞(2)胚胎干細胞分化誘導(3)選擇性表達(4)造血干(5)紅細胞細胞中無細胞核(6)間(7)效應(或已免疫的)B淋巴特異性抗體,細胞的衰老、凋亡、癌變5.(·天津理綜，5)土壤農桿菌能將自身Ti質粒的T-DNA整合到植物染色體DNA上，誘發(fā)植物形成腫瘤。T-DNA中含有植物生長素合成酶基因(S)和細胞分裂素合成酶基因(R)，它們的表達與否能影響相應植物激素的含量，進而調節(jié)腫瘤組織的生長與分化。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()。A．當細胞分裂素與生長素的比值升高時，誘發(fā)腫瘤生芽B．清除腫瘤組織中的土壤農桿菌后，腫瘤不再生長與分化C．圖中腫瘤組織可在不含細胞分裂素與生長素的培養(yǎng)基中生長D．基因通過控制酶的合成控制代謝，進而控制腫瘤組織生長與分化解析由題中信息知，基因S不表達，基因R表達，細胞分裂素與生長素比值升高，誘發(fā)了腫瘤生芽。土壤農桿菌將自身Ti質粒的T-DNA整合到植物染色體上，誘發(fā)了植物腫瘤的形成，故清除腫瘤組織中的土壤農桿菌后，腫瘤仍可繼續(xù)生長、分化。含有細胞分裂素與生長素的培養(yǎng)基影響著腫瘤的分化，不影響腫瘤組織的生長；S(R)是通過控制生長素(細胞分裂素)合成酶控制生長素(細胞分裂素)的合成。故D正確。答案B6．(·江蘇卷)關于人體細胞分化、衰老、凋亡和癌變的敘述，正確的是()。A．細胞分化導致基因選擇性表達，細胞種類增多B．細胞衰老表現(xiàn)為酶活性降低，細胞核體積減小C．細胞凋亡受基因控制，不利于個體生長發(fā)育D．細胞癌變導致細胞黏著性降低，易分散轉移解析由于基因選擇性表達導致細胞分化，細胞的種類增加；衰老的細胞中大多數(shù)酶的活性降低，細胞核體積增大，細胞的體積變??；細胞凋亡屬正常的生命現(xiàn)象，受基因控制，對機體是有積極意義的；癌細胞膜表面糖蛋白減少，細胞之間的黏著性降低，使癌細胞容易分散轉移。答案D7．(·安徽卷)細胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命現(xiàn)象。下列有關敘述正確的是()。A．人體各種組織細胞的衰老是同步進行的B．人的早期胚胎有尾，尾部細胞隨著發(fā)育逐漸凋亡C．細胞癌變是細胞高度分化的結果D．皮膚上的“老年斑”是細胞凋亡的產物解析在人體內，生物體與細胞的衰老不是同步的