2020年高考生物一轮复习讲义:第14讲 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变
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1、第 14 讲 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变1细胞的分化() 2.细胞的全能性() 3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系() 4.癌细胞的主要特征及防治()细胞的分化及全能性1细胞分化(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)过程图解(3)特点普遍性:是生物界普遍存在的生命现象。持久性:细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度。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。(4)结果:产生不同形态、结构、功能的细胞,不同类型的细胞构成不同的组织和器官。(5)原因:在个体发育过程中
2、,不同的细胞中基因的选择性表达 的情况不同。即:相同的核 DNA 不同的 mRNA 不同的功能 不同的蛋白质 基 因 选 择 性 表 达 执 行 合 成 不同的形态结构。 表 现 2细胞的全能性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(必修 1 P120“与社会的联系 ”改编) 可利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官的原
3、因是_。答案:干细胞具有分裂分化的能力,可培养出组织或器官下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态,据图分析下列问题:(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_。(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。(3)下列能说明某细胞已经发生分化的是_(填序号)。进行 ATP 的合成 进行 mRNA 的合成 可合成抗体 存在纤维蛋白原基因(4)若用胰岛素基因作探针检测 A、B 、C 三类细胞的 DNA
4、 分子,形成杂交带的细胞是_细胞,但改为检测胰岛素基因的 mRNA,形成杂交带的细胞是_细胞。答案:(1) a b、c、d(2)不能 红细胞 胰岛 B 垂体(3) (4)A、B、C A考向 1 细胞分化的过程与实质1(2019长沙长郡中学高三月考 )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
5、 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,既有相同种类的蛋白质,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(
6、 )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。判断细胞分化的技巧(1)分化后细
7、胞的“一同二不同”一同:遗传物质(DNA)相同;二不同:mRNA 和蛋白质不同。(2)细胞分化后的两个标志分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等。细胞水平:形成不同种类的细胞。 考向 2 细胞的全能性的判断3(2019河北武邑中学高三模拟 )研究人员给中风小鼠脑内移植神经干细胞并注射了3K3AAPC 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 3K3
8、AAPC 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 3K3AAPC 化合物的浓度是该实验的无关变量,自变量为是否移植神经干细胞和是否注射 3K3AAPC 化合物,C 错误;神经干细胞发育为神经细胞的过程是细胞分化,该过程中细胞膜上的蛋白质种类、数量发生稳定
9、性改变,如出现能识别神经递质的蛋白质等,D 正确。“关键点法”区分细胞分化与细胞全能性的表达,(1)判断关键(2)实例同一来源的细胞形成形态、功能不同的组织细胞细胞分化。植物体细胞 新个体 细胞全能性表达。 形 成 考向 3 干细胞的特征及应用4下图表示人体造血干细胞在离体条件下,经诱导形成神经细胞和肝细胞的过程。下列有关叙述正确的是( )A该图说明造血干细胞具有全能性B图中各细胞的遗传信息的执行情况相同C过程可发生遗传信息从 DNADNA 的传递D过程的实质是基因数量的变化解析: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,图示内容仅得到肝细胞和神经细胞,没有得到个体
10、,因而没有体现细胞的全能性,A 错误;细胞分化的实质是细胞内基因的选择性表达,B 错误; 过程是细胞增殖,可发生遗传信息从 DNADNA 的传递,C 正确;过程是细胞分化,实质是基因的选择性表达,其基因种类和数量不变,mRNA 和蛋白质的种类和数量发生变化,D 错误。细胞分裂与细胞分化的区别和联系项目 细胞分裂 细胞分化使细胞数目增多 使细胞种类增多区别细胞种类不变 细胞数目不变联系 细胞分裂是细胞分化的基础细胞的衰老、凋亡与癌变1细胞衰老的特征(1)代谢的变化(2)细胞核的变化:体积_增大_、核膜内折,染色质_收缩 _、染色加深。2细胞凋亡3细胞的癌变(1)细胞癌变:_原癌基因和抑癌基因发生
11、突变,导致正常细胞的生长和分裂失控。(2)癌细胞的特征(3)致癌因子的类型和实例连一连 (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:B据下面细胞分裂、分化、衰老及凋亡等图形信息,分析以下问题:(1)经过 a、b 过程,一个细胞分成两个细胞,这是_。(2)c 过程中细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异,这叫细胞的分化。细胞分化的结果是产生了组织,_分别属于不同的组织。(3)d、f 过程
12、分别为细胞的 _,经过 e 过程,已分化细胞变为恶性增殖细胞,此为_过程。答案:(1)细胞的分裂 (2) (3) 衰老、凋亡 癌变考向 1 细胞衰老与凋亡1(2019湖南岳阳高三月考 )如图为人体细胞生命历程示意图,图中 为不同时期的细胞,ad 表示生理过程。下列有关叙述正确的是( )A过程 a 中细胞的表面积与体积的比增大B细胞中的 DNA 以及 mRNA 相同,蛋白质不同C过程 ad 受基因控制,但是细胞凋亡不受基因控制D过程 d 中细胞核体积增大,细胞膜的通透性改变解析:选 D。过程 a 表示细胞的生长,该过程中细胞的表面积与体积的比减小, A 错误;细胞分裂和分化过程中遗传物质不变,故
13、 DNA 相同,但合成了不同的蛋白质,所以mRNA 不相同,B 错误;细胞凋亡是受基因控制的细胞编程性死亡,C 错误;过程 d 表示细胞的衰老,衰老细胞的细胞核体积增大,细胞膜通透性改变,D 正确。2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
14、成多个有膜包裹的凋亡小体。“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死(1)从方式看 主 动 结 束 生 命 活 动 细 胞 凋 亡被 动 结 束 生 命 活 动 细 胞 坏 死 )(2)从结果看 对 生 物 体 是 有 利 的 细 胞 凋 亡对 生 物 体 是 有 害 的 细 胞 坏 死 )考向 2 癌变机理及癌症的预防与治疗3(2019苏北四市期中)下列关于细胞癌变的叙述,正确的是 ( )A人的正常细胞中没有原癌基因,有抑癌基因B造血干细胞与癌细胞中基因的表达情况相同C恶性肿瘤细胞容易扩散,有无限增殖的特性D细胞癌变是由于正常基因突变为原癌基因所致解析:选 C。人的正常细胞中也有原癌基因和抑癌基因,A
15、 错误;不同的细胞表达的基因不同,造血干细胞与癌细胞中基因的表达情况不同,B 错误;恶性肿瘤细胞容易扩散,有无限增殖的特性,C 正确;细胞癌变是由于原癌基因和抑癌基因发生突变的结果,D 错误。4(2019东北三校联考)有研究表明并非所有肿瘤细胞都能无限制生长。肿瘤细胞生长、转移和复发的特点与干细胞的基本特性十分相似。下列相关说法正确的是( )A干细胞分化形成各种组织、器官体现细胞具有全能性B肿瘤细胞发生转移的直接原因是细胞膜上的糖蛋白减少C采用放疗、化疗等常规手段必然导致癌细胞凋亡D定向杀死与肿瘤直接相关的致癌遗传物质是治疗的关键解析:选 B。细胞分化的根本原因是遗传信息的执行情况不同,即基因
16、的选择性表达,而细胞的全能性需要形成个体,A 错误;肿瘤细胞发生转移,直接原因是细胞膜上的糖蛋白减少,黏着性降低,B 正确;在治疗癌症时,采用化疗和放疗等常规手段,导致癌细胞的死亡属于细胞坏死,C 错误;体细胞一般都存在原癌基因和抑癌基因,定向杀死与肿瘤直接相关的癌细胞才是治疗的关键,D 错误。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
17、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。考向 3 综合考查细胞的生命历程5(2019河南八市测评)“细胞凋亡转向”假说认为,在生物体内,增殖失控的细胞大部分会发生凋亡并被免疫系统清除,极少数增殖失控的细胞在致癌条件下发展成为癌细胞。下列相关描述正确的是( )A细胞凋亡和癌变均是增殖失控的细胞正常的生命历程B在细胞凋亡过程中,细胞内酶的活性均降低C致癌条件可诱使细胞中的正常基因突变成原癌基因D细胞在癌变或凋亡的过程中表达的基因不完全相同解析:选 D。由题干信息可知,细胞凋亡是细胞的正常生命历程,A 错误;在细胞凋亡过程中,和凋亡相关的酶活性不会降低,B 错误
18、;原癌基因和抑癌基因是细胞中的正常基因,在致癌条件下,原癌基因和抑癌基因发生突变变成癌基因,C 错误;细胞在癌变或凋亡的过程中有相关基因的特异性表达,D 正确。6如图为人体细胞分裂、分化、衰老、凋亡的示意图,图中为各个时期的细胞,ac 表示细胞进行的生理过程,下列说法正确的是( )A图中 c 过程发生的根本原因是基因的选择性表达B一个人的和中的 mRNA 一定都不同C细胞凋亡是由不利因素引起的细胞坏死,不是由基因决定的细胞自动死亡的过程D癌细胞可能发生图中 ac 表示的所有过程解析:选 A。图中 c 过程是细胞分化过程,细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,A 正确;人体不同细胞中有的基因都表
19、达,有的基因选择性表达,因此和中的 mRNA部分相同,部分不同,B 错误;细胞凋亡是由基因控制的细胞编程性死亡,而细胞坏死是在不利条件下发生的,C 错误;癌细胞能够无限增殖,不能进行正常的细胞分化,D 错误。遗传物质的“变”或“不变”结果 遗传物质是否变化细胞分化形成不同组织和器官遗传物质不发生改变细胞癌变变成能无限增殖的癌细胞遗传物质发生改变细胞衰老 细胞正常死亡 遗传物质不发生改变细胞凋亡 细胞正常死亡 遗传物质不发生改变清一清易错点 1 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
20、所差别。易错点 2 澄清细胞全能性的理解误区点拨 (1)由一个细胞发育成一个完整个体才能称为体现全能性。判断的标准是“细胞个体”。如一个体细胞经植物组织培养形成幼苗,称为全能性。而将一个细胞培养成叶片不是全能性,因为叶片不是个体。将一个干细胞培养成一个幼小动物可以称为全能性,而培养成一个跳动的心脏不是全能性。(2)分化程度高的细胞全能性不一定低。如生殖细胞由性原细胞分化而来,属于高度分化的细胞,但全能性依然很高。易错点 3 老年人头发变白白化病点拨 老年人头发变白与白化病的白发机理不同。老年人头发变白是酪氨酸酶活性降低,合成的黑色素减少所致;而白化病病人的白发是由于病人体内缺少酪氨酸酶引起的。
21、易错点 4 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变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基因突变,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。判一判(1)细胞分化后的不同细胞中核 DNA、mRNA 和蛋白质均不相同( )(2)因为人体内神经细胞和卵细胞所携带的基因不同,所以其形态、功能不同( )(3)小麦花粉经离
22、体培养发育成单倍体植株,说明已发生了细胞分化且体现了体细胞的全能性( )(4)衰老细胞内染色质收缩影响转录( )(5)衰老细胞表现为酶活性降低,细胞核体积减小( 海南高考卷改编)( )(6)胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因( 山东高考卷)( )(7)被病原体感染的细胞可通过细胞衰老清除( 海南高考卷改编)( )(8)原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症,因此癌症可遗传( 江苏高考卷)( )(9)在蛙的发育过程中,细胞不断分裂,但不发生凋亡( )(10)细胞凋亡受基因调控,不利于个体生长发育( )(11)因创伤引起的细胞坏死属于细胞编程性死亡( )(12)神经元凋亡是不受环境影响的细胞
23、编程性死亡( )(13)癌细胞的分裂能力与分化程度呈正相关( )答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13)(2018高考江苏卷改编)人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC),如图为 MSC 分裂、分化成多种组织细胞的示意图,下列叙述正确的是 ( )A组织细胞中的 DNA 和 RNA 与 MSC 中的相同BMSC 不断增殖分化,所以比组织细胞更易衰老CMSC 中的基因都不能表达时,该细胞开始凋亡D不同诱导因素使 MSC 分化形成不同类型的细胞解析:选 D。组织细胞是高度分化的细胞,由于分化的实质是基因的选择
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