高考一轮复习必修细胞的分化衰老和凋亡癌变.pptx
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1、第二十三课时细胞的分化、衰老和凋亡、癌变 考点一细胞的分化与细胞的全能性【基础知识整合】1细胞分化的概念:在个体发育中,由 增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生 差异的过程。2意义:(1)细胞分化是生物 的基础。(2)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向 ,有利于提高各种 的效率。3实质:一个个体的各种细胞具有完全相同的 ,但是,在个体发育中,不同细胞中 的执行情况不同。一个或一种细胞稳定性个体发育专门化生理功能遗传信息遗传信息4细胞全能性的概念:已经 的细胞,仍然具有 的潜能。5.实验表明:高度分化的植物细胞仍然具有发育成 的能力。人们还不能将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体,但是
2、已分化的动物体细胞的 仍具有全能性。6干细胞:动物和人体内保留着的少量具有 能力的细胞。分化发育成完整个体完整植株细胞核分裂和分化【知识拓展】1细胞分化、细胞全能性及相互比较 细胞分化细胞分化 细胞全能性细胞全能性 原理原理 细胞内基因选择性表达细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质含有本物种全套遗传物质 特点特点 持久性:细胞分化贯持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进穿于生物体整个生命进程中,在胚胎期达到最程中,在胚胎期达到最大限度大限度稳定性和不可逆性:稳定性和不可逆性:一般来说,分化了的细一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的胞将一直保持分化后的状态,直到死亡状态,直到死亡 普
3、遍性:生物界中普普遍性:生物界中普遍存在,是生物个体发遍存在,是生物个体发育的基础育的基础 高度分化的植物体细胞高度分化的植物体细胞具有全能性具有全能性 植物细胞在离体的情况下,植物细胞在离体的情况下,在一定的营养物质、激素在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下,和其他适宜的外界条件下,才能表现其全能性才能表现其全能性动物已分化的体细胞全动物已分化的体细胞全能性受限制,但细胞核仍能性受限制,但细胞核仍具有全能性。例如,动物具有全能性。例如,动物克隆技术克隆技术 结果结果 形成形态、结构、功能形成形态、结构、功能不同的细胞不同的细胞 形成新的个体形成新的个体 大小大小比较比较细胞分化程度有
4、高低之细胞分化程度有高低之分,如体细胞分,如体细胞生殖细胞生殖细胞受精卵受精卵 细胞全能性有大小之细胞全能性有大小之分,如受精卵分,如受精卵生殖细生殖细胞胞体细胞体细胞 关系关系 两者的遗传物质都不发生改变两者的遗传物质都不发生改变 细胞的分化程度越高,具有的全能性越小细胞的分化程度越高,具有的全能性越小 2干细胞及其在医学上的应用(1)概念:干细胞是一类具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。(2)类型及相互关系类型:干细胞分为3类,全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。相互关系(以干细胞分化为红细胞为例):(3)应用:医学上,干细胞的研究
5、为器官移植提供了新的思路,为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。【典例精析】【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D【考查类型】本题考查细胞的分化和细胞的全能性,考查考生对所学知识的理解和迁移能力。【解析】A选项中,玉米种子萌发长成新植株发生了细胞分化,但玉米种子的胚本身是一个新的个体,不能体现体细胞的全能性;B选项中,小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞,发生了细胞分化,但没有形成新的个体,不能体现体细胞的全能性;
6、C选项中,小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株既发生了细胞分化,也能体现细胞的全能性,但花粉是配子,与题干中“体细胞全能性”不符;D选项中,根韧皮部细胞是体细胞,经组织培养发育成新植株的过程既发生了细胞分化,也能体现体细胞的全能性。【方法归纳】细胞分化与细胞全能性是两个不同的概念,要注意区分,植物细胞能体现全能性,但动物细胞目前仅发现细胞核能体现全能性,而细胞尚不能体现全能性。【例2】(2011安徽)干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床新技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞,以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是()A骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同
7、,基因表达产物不同B骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同,基因表达存在差异C胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失,分化成为胰岛样细胞D胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响,分化是由基因决定的B【考查类型】考查细胞分化的原因。【解析】细胞分化过程中遗传物质不变,由于基因选择性表达,使表达产物不同;分化由基因决定,同时也受细胞生活环境的影响。【方法归纳】自体骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因均来自同一个受精卵,基因组成是完全相同的。考点二细胞癌变【基础知识整合】1.概念:受 的作用,细胞中 发生变化,成为不受 控制的、连续进行分裂的 细胞。2.主要特征(1)适宜条件下,能够 。(2)发生显著变化。(3)
8、癌细胞 发生了变化,等物质减少,细胞之间 显著降低,容易 。致癌因子遗传物质机体恶性增殖无限增殖癌细胞的形态结构表面细胞膜上的糖蛋白黏着性在体内分散和转移3.致癌因子:大致分为 致癌因子、致癌因子、致癌因子三类。4.细胞癌变的原因(1)致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使 和 发生突变,导致正常细胞的 而变成癌细胞。(2)原癌基因主要负责调节 ,控制细胞 的进程;抑癌基因主要是阻止细胞 。物理化学病毒原癌基因抑癌基因生长和分裂失控细胞周期生长和分裂不正常的增殖【知识拓展】1与细胞癌变有关的常见实验设计思路根据细胞癌变比例检测有毒物质的毒性【主要思路】(1)利用待测物质配制成动物细胞培养液;(2
9、)选取正常的动物细胞进行培养;(3)一段时间后检测癌变细胞占所培养细胞的比例,推测物质的毒性。2证明已经分化的动物细胞全能性受到限制,但它的细胞核仍具有全能性。【实验分析】该实验的目的是要求证明分化的动物细胞全能性不能表达,而它的细胞核全能性能够表达,因此该实验的自变量应为分化的动物细胞和它的细胞核,因变量是全能性是否表达。【方法步骤】(1)从同一只母羊(A)身上取出乳腺上皮细胞分成两组,分别编号为甲、乙。(2)将甲组乳腺上皮细胞直接培养,观察结果;将乙组乳腺上皮细胞核与另一只母羊(B)的去核卵细胞电刺激融合,观察结果。(3)将(2)中发育形成的早期胚胎移植到第三只母羊(C)的子宫内,继续发育
10、,观察最终结果。【实验结果】只有乙组乳腺上皮细胞核的全能性得以发挥,而甲组乳腺上皮细胞的全能性不能发挥。【实验结论】已经分化的动物细胞全能性受到限制,但它的细胞核仍具有全能性。【典例精析】【例3】近期统计数据显示,癌症已成为我国城乡居民的首要死因。请根据提供的资料回答问题:(1)体外分别培养某种癌细胞和正常体细胞,图中代表癌细胞生长曲线的是 。在体内,癌细胞分别侵袭周围正常组织,证明癌细胞具有 的特性。a扩(分)散转移(2)细胞癌变后,膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质,这些蛋白质称为 ,引起机体的免疫应答,在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是 。(3)端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细
11、胞组分。表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关,请完成下面的探究实验:实验目的:研究端粒酶与细胞癌变的关系。细胞类型细胞类型增殖代数增殖代数端粒酶活性端粒酶活性正常体细胞正常体细胞5060无无癌细胞癌细胞无限无限有有实验材料:癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。实验步骤:。将癌细胞分成A、B两组抗原效应T细胞 。结果预测及分析:。(4)请根据上述内容,提出一种治疗癌症的新思路:。A组加入端粒酶抑制剂,B组加入等量蒸馏水,进行培养记录并比较A、B两组的增殖代数(分裂次数)A组比B组增殖代数减少,说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)有关;A组仍然无限增殖,说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)无关 抑制
12、癌细胞中端粒酶的活性(或抑制细胞分裂)或免疫治疗(输入淋巴因子、DNA疫苗)【考查类型】本题考查癌细胞的特点、癌症发生的原因和防治的探究。【解析】(1)癌细胞是不受机体控制的恶性增殖细胞,细胞周期短、繁殖快,没有最高增殖代数。由于癌细胞表面糖蛋白等物质减少,细胞之间黏着性降低,导致癌细胞容易分散和转移。(2)机体的免疫反应是针对抗原作出的免疫应答,效应T细胞可以攻击靶细胞,激活靶细胞内溶酶体酶,使靶细胞裂解。(3)实验设计两组,一组为实验组,加端粒酶抑制剂,一组为对照组不加端粒酶抑制剂,通过比较两组细胞增殖代数说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)是否有关。(4)癌症治疗是一项需要继续探讨的课题,因
13、此治疗思路是开放的。【方法归纳】解答本题可先针对癌细胞的特点进行理解和分析,再通过所给信息提出防治设想及癌症原因的探究。考点三细胞衰老【基础知识整合】1单细胞生物体,就是个体的衰老或死亡。多细胞生物体,个体衰老的过程就是 的过程。2细胞衰老的特征:(1)细胞内 减少,细胞萎缩,体积变小,速率减慢。(2)细胞内 降低。(3)细胞内的 逐渐积累、增多。细胞的衰老或死亡组成个体的细胞普遍衰老水分细胞新陈代谢多种酶的活性色素(4)细胞内呼吸速率 ,细胞核体积 ,核膜 ,染色质 、染色 。(5)细胞膜 改变,物质运输功能 。归纳起来:“一大”(核的体积增大)、“一小”(细胞体积变小)、“一多”(色素增多
14、)、“三低”(代谢速率、多种酶的活性、物质运输功能均降低)。思考感悟:老年人头发变白与白化病人的白发机理相同吗?减慢增大内折收缩加深通透性降低老年人头发变白是由于头发基部的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少引起;而白化病是基因突变导致酪氨酸酶不能合成,进而黑色素不能合成引起,两者存在本质区别。【知识拓展】细胞分裂、细胞生长、细胞分化和细胞癌变的关系1.细胞分裂:是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。(1)使单细胞生物产生新的个体。(2)使多细胞生物产生新细胞,使生物幼体由小长大。(3)通过分裂将复制的遗传物质平均分配到两个子细胞中。2.细胞生长:生物体的生长包括细胞数目的
15、增加和细胞体积的增大两个方面。细胞分裂和细胞生长都是生物体生长的细胞学基础。3.细胞分化:是生物界普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础,经细胞分化,多细胞生物形成不同的组织和器官。4.细胞癌变:是受致癌因子的作用,细胞连续进行分裂从而超过最高分裂次数无限增殖的现象。5四者的联系(1)细胞分裂是细胞分化的基础。(2)仅有细胞分裂,生物体不能进行正常的生长发育。(3)细胞正常分化能抑制细胞癌变,细胞癌变是细胞的畸形分化。特别提醒 细胞分裂并不意味着生物体一定由小长大。因为受精卵开始进行细胞分裂时,细胞数目虽然增多,但由于受卵膜的限制,胚胎体积并未增大。分化必须建立在分裂的基础上,即分化必然伴随
16、着分裂,但分裂的细胞不一定就分化。分化程度越高,分裂能力也就越差。【例4】(2011天津)下列叙述正确的是()A胚胎发育过程中不存在细胞衰老或凋亡的现象B用小鼠不同器官和组织构建的cDNA文库相同C垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象D刺激支配肌肉的神经,引起该肌肉收缩的过程属于反射【考查类型】本题综合考查细胞衰老、凋亡、基因工程、动物激素调节及神经调节等知识,难度较大。C【解析】A选项中,正常胚胎发育过程中存在细胞分裂、分化、衰老和凋亡等生理现象;B选项中,cDNA是由mRNA逆转录合成的基因构建的基因文库,由于基因选择性表达,不同器官组织中的细胞转录的mRNA不同,构建的cDNA文库
17、也不同;D选项中,反射活动应该由完整的反射弧这一结构基础来完成;C选项中,垂体功能受损可导致促甲状腺激素等相关激素合成分泌减少,促进代谢活动产能的能力下降,从而抗寒能力减弱。【方法归纳】涉及不同知识点时需要认真理解不同概念的内涵,仔细分析其中的表述。考点四细胞凋亡【基础知识整合】1.概念:由 所决定的 的过程。又称 。2.意义:在成熟的生物体中,、,也是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成 ,维持 的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。3细胞坏死是在种种不利因素影响下,由于 引起的细胞损伤和死亡。基因细胞自动结束生命细胞自动结束生命细胞的自然更新被病原体感染的细胞
18、的清除正常发育内部环境 细胞正常代谢活动受损或中断【知识拓展】细胞的凋亡、坏死与癌变的比较 项目项目细胞凋亡细胞凋亡细胞坏死细胞坏死细胞癌变细胞癌变与基因的与基因的关系关系受基因控制受基因控制不受基因控制不受基因控制受突变基因控受突变基因控制制细胞膜的细胞膜的变化变化内陷内陷破裂破裂糖蛋白等减少,糖蛋白等减少,黏着性降低黏着性降低形态变化形态变化细胞变圆,与细胞变圆,与周围细胞脱离周围细胞脱离细胞外形不规细胞外形不规则变化则变化呈球形呈球形影响因素影响因素受严格的由遗受严格的由遗传机制决定的传机制决定的程序性调控程序性调控电、热、冷、电、热、冷、机械等不利因机械等不利因素影响素影响分为物理、化
19、分为物理、化学和病毒致癌学和病毒致癌因子因子对机体的对机体的影响影响对机体有利对机体有利对机体有害对机体有害对机体有害对机体有害特别提醒 细胞衰老和凋亡与人体健康的关系衰老的原因不仅在细胞内部,同时也与外部环境有密切的关系。良好的外部环境可以延缓细胞的衰老。正常的细胞凋亡可以保证人体的正常发育和身体各个器官功能的正常发挥,而不正常的细胞凋亡会导致许多疾病。【典例精析】【例5】(2011江苏)关于人类细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是()A细胞分化导致基因选择性表达,细胞种类增多B细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小C细胞凋亡受基因控制,不利于个体生长发育D细胞癌变导致细胞黏着性降低
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