2020版高考生物一轮复习 第12讲 细胞的分化、衰老、凋亡与癌变课件 新人教版

第12讲细胞的分化、衰老、凋亡与癌变[考纲要求]1.细胞的分化(Ⅱ)。2.细胞的全能性(Ⅱ)。3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系(Ⅱ)。4.癌细胞的主要特征及防治(Ⅱ)。考点一细胞的分化与全能性1．细胞分化稳定性持久性不可逆性基因的选择性表达专门化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)实例①植物组织培养实验说明__________具有全能性②克隆羊多利的培育成功说明已分化的动物体细胞的________具有全能性植物细胞细胞核1.细胞的分化(1)细胞分化的过程和结果受精卵――→有丝分裂各方面都相同的细胞――→分化首先出现化学成分上的不同，如酶的不同――→继续分化继而出现形态、结构和生理功能上的不同（染色体数、核DNA仍彼此相同）(2)细胞分化的实质实质：基因的选择性表达。同一生物体不同部位的细胞DNA、基因、tRNA相同，但mRNA和蛋白质不同。(“三同”“两不同”)(3)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逆转的。细胞的分裂与分化往往是相伴相随的，随着细胞分化程度的加深，细胞的分裂能力逐渐下降。②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，因而经一定条件人工培养后理论上可发育成一个完整生物体。2．区分细胞分化与全能性表达的标志(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已经发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因的表达、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。(2)由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。判断全能性表达的标志是能否发育成“个体”。3．干细胞(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。(2)类型项目胚胎干细胞成体干细胞来源来自早期胚胎或原始性腺组织来自各式各样的组织功能可以分化成各种组织和器官具有分化成特定功能细胞的能力举例来自囊胚的内细胞团细胞骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞[教材对接高考]1．(2018·高考全国卷Ⅲ，T2D)哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。()探源：必修1P119文字信息。2．(2016·高考海南卷，T9A)高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能。()探源：必修1P119文字信息。√×3．[必修1P118]图6－10中分化形成的不同细胞遗传物质相同吗？为什么？提示：相同，因为这些不同的细胞是由一个受精卵通过有丝分裂分化形成的。4．[必修1P119“相关信息”]在转基因动物的培育中为什么将目的基因导入受体细胞必须选用受精卵或早期胚胎细胞？提示：因为受精卵或早期胚胎细胞具有发育的全能性。思维探究1．下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图分析：(1)上述基因属于管家基因的是______，属于奢侈基因的是______。提示：ab、c、d(2)这三种细胞“血红蛋白基因”均________表达，所以这三种细胞不包括________；A细胞可产生“胰岛素”，应为________细胞；B细胞可产生“生长激素”，应为________细胞。提示：不能红细胞胰岛B垂体(3)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则其杂交带状况如何？若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？提示：A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带，但改为检测胰岛素基因的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。2．体细胞与早期胚胎干细胞都起源于受精卵，理论上都具有全能性；下列是研究细胞全能性的历程中的几个事实：事实1：通过培养体细胞到目前为止还没有得到任何动物个体；事实2：通过早期胚胎干细胞培养已经得到了某些动物个体；事实3：通过将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中形成重组细胞，已经培育出某些动物个体。通过上述事实进行推理，得出结论：_______________________。提示：动物细胞的全能性会随着分化程度的提高而逐渐受到抑制，已分化的动物细胞的细胞核是具有全能性的题点一细胞分化和全能性的分析1．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C解析：选C。细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，题干未说明该杂种细胞可以发育为完整个体，不能证明其具有全能性，A项错误；题干仅涉及抗性基因，不能证明该胞质杂种细胞具有无限增殖能力，B项错误；假设携带抗M基因、不带抗N基因的鼠细胞为A细胞，携带N基因、不带抗M基因的鼠细胞为B细胞，A细胞去除细胞核后，与B细胞融合，胞质杂种细胞具有A细胞的细胞质和B细胞的细胞核和细胞质，同时具有M、N两种抗性，证明抗M基因均位于A细胞的细胞质中，但不能证明抗N基因位于B细胞的细胞核中，故C项正确，D项错误。2．ACC合成酶是植物体内乙烯合成的限速酶，下表是科学家以番茄ACC合成酶基因为探针，研究番茄果实不同成熟阶段及不同组织中该基因的表达情况。下列分析正确的是()果实成熟的不同阶段绿果变红桃红橙红亮红红透叶片雌蕊雄蕊根－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－＋－注：－表示该基因不表达，＋表示该基因表达，＋的数目越多表示表达水平越高。BA．该基因的表达水平在不同的组织和果实成熟的不同阶段无差异B．橙红和亮红的果实细胞中该基因转录产物可能相对较多C．绿果、雌蕊、叶片和根中无该基因及其转录产物，体现了细胞的基因选择性表达D．果实中该基因表达水平高于叶片，说明前者的分化程度高于后者解析：选B。根据表中信息可知，番茄的不同组织以及果实成熟的不同阶段ACC合成酶基因的表达水平存在明显差异，A错误；橙红和亮红的果实中，ACC合成酶基因表达水平较高，故其细胞中ACC合成酶基因的转录产物可能相对较多，B正确；番茄不同的组织和果实成熟的不同阶段该基因的表达水平不同，体现了不同细胞的基因选择性表达，而不是绿果、雌蕊、根和叶片无该基因，C错误；果实中该基因的表达水平高于叶片，说明该基因进行了选择性表达，但不能说明果实的分化程度高于叶片，D错误。3．研究人员给中风小鼠脑内移植神经干细胞并注射了3K3A－APC化合物，一个月后对小鼠进行测试，发现神经干细胞发育成的神经细胞数量增多，小鼠的运动和感觉功能明显恢复。下列对此研究的分析，正确的是()A．大多数神经干细胞的染色体数目是神经细胞的2倍B．神经干细胞发育为功能正常的神经细胞体现了细胞的全能性C．植入神经干细胞的数量和注射3K3A－APC化合物的浓度是该实验的自变量D．神经干细胞发育为神经细胞过程中，细胞膜上的蛋白质种类、数量发生了稳定性改变D解析：选D。大多数神经干细胞处在分裂间期，而分裂间期细胞中染色体数目与神经细胞的相等，A错误；已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，称为细胞的全能性，神经干细胞发育成功能正常的神经细胞，并没有发育成完整的个体，因此不能体现细胞全能性，B错误；植入神经干细胞的数量和注射3K3A－APC化合物的浓度是该实验的无关变量，自变量是是否移植神经干细胞和是否注射3K3A－APC化合物，C错误；神经干细胞发育为神经细胞过程是细胞分化的过程，该过程中细胞膜上的蛋白质种类、数量发生稳定性改变，如出现能识别神经递质的蛋白质等，D正确。“三看”法确认细胞“全能性”题点二干细胞的特征与应用分析4．近期国际杂志CellSystems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B．Brn2基因在神经元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C解析：选C。蓝色光脉冲通过开启Brn2基因使干细胞分化为神经元，A、B项正确；蓝色光脉冲的作用是诱导基因表达，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。考点二细胞的衰老、凋亡与癌变1．细胞的衰老减小新陈代谢速率酪氨酸酶逐渐积累体积增大通透性改变物质运输【巧记】细胞衰老的特征2．细胞的凋亡遗传机制基因自动死亡自然更新清除正常发育内部环境外界各种因素3．细胞的癌变(1)特征无限增值形态结构糖蛋白扩散和转移(2)癌变机理__________和__________发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。原癌基因抑癌基因细胞周期生殖和分裂阻止细胞不正常的增值(3)致癌因子的类型与实例(连线)表格法比较细胞衰老、凋亡、坏死与癌变实质结果遗传物质细胞衰老内因、外因共同作用细胞正常死亡细胞凋亡受到由遗传机制决定的程序性调控基因决定的细胞自动结束生命的正常死亡细胞坏死受种种不利因素影响；不受基因控制细胞膜破裂，对周围细胞造成伤害，引起发炎不发生改变细胞癌变致癌因子诱发基因突变形成能无限增殖的癌细胞发生改变[教材对接高考]1．(2017·高考全国卷Ⅲ，T2D)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。()探源：必修1P123文字信息。2．(2017·高考全国卷Ⅲ，T2C)癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞。()探源：必修1P125文字信息。√×3．[必修1P122]举例说出自由基对细胞的危害。提示：攻击生物膜造成生物膜损伤；攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质使蛋白质活性下降。4．[必修1P122]什么叫端粒？提示：端粒是每条染色体两端的一段特殊序列的DNA。思维探究白血病是一类造血干细胞的恶性克隆性疾病。据报道，我国各地区白血病的发病率在各种肿瘤中占第六位，而家庭装修中的挥发性油性涂料可能是诱发白血病的因素之一。欲探究装修所用油性涂料对小白鼠产生肿瘤的作用，请你写出实验思路、预期实验结果及结论。提示：实验思路：将月龄、体重与性别组成相同或生理状态相同的同种健康小白鼠，分成A、B两组；A组(实验组)小白鼠生活在使用油性涂料装修的环境中，B组(对照组)小白鼠生活在没有经过油性涂料装修的环境中；对两组小白鼠进行正常的饲喂，一段时间后检测两组小白鼠肿瘤的发生率。预期实验结果及结论：如果A组实验组小白鼠肿瘤发生率明显高于B组对照组，说明油性涂料能够诱发小白鼠产生肿瘤；如果A组(实验组)小白鼠肿瘤发生率明显低于B组(对照组)，说明油性涂料具有抑制小白鼠产生肿瘤作用；如果A、B两组小白鼠肿瘤发生率没有显著差异，说明油性涂料对小白鼠肿瘤的发生没有作用。题点一细胞衰老与凋亡的分析1．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D解析：选D。人的正常体细胞最大分裂次数约为50次，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．细胞凋亡诱导因子(AIF)是线粒体内膜上的跨膜蛋白，当细胞受到辐射等外界刺激因子作用后，AIF释放到细胞质，然后进入细胞核，使DNA断裂并最终诱发细胞凋亡。下列叙述错误的是()A．没有辐射等刺激，细胞不能合成AIFB．细胞凋亡的过程受相关基因控制C．DNA断裂可能导致部分RNA聚合酶识別位点缺失D．正常细胞受到大剂量辐射后细胞核内AIF蛋白的含量会增加解析：选A。细胞凋亡诱导因子(AIF