1、第 2、3、4 节 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变基础自主梳理 一、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)特点:普遍性、持久性、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。(4)意义 生物个体发育的基础使多细胞生物体中细胞趋向专门化,有利于提 高各种生理功能的效率 基础自主梳理 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 植物组织培养实验说明植物细胞具有全能性克隆羊多利的培育成功说明动物细胞核具有 全能性 一般情况下
2、,同一受精卵分化形成的不同细胞内核DNA的数目及结构完全相同吗?提示:核 DNA 的数目及结构相同,只是不同细胞内基因表达的情况不同。基础自主梳理 二、细胞的衰老和凋亡1.细胞的衰老(1)特征(2)假说 自由基学说端粒学说 基础自主梳理 2.细胞的凋亡(1)概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。(2)类型 个体发育中细胞的编程性死亡成熟个体中细胞的自然更新被病原体感染的细胞的清除(3)意义 保证多细胞生物体完成正常发育维持内部环境的稳定抵御外界各种因素的干扰 基础自主梳理 老年人头发变白与白化病的形成机理相同吗?试分析原因。提示:不同。老年人头发变白是酪氨酸酶活性降低,而白化病是由于基因
3、突变导致机体不能合成酪氨酸酶。基础自主梳理 三、细胞的癌变1.概念:受致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生变化,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,能够无限增殖。(2)形态结构发生显著变化。(3)癌细胞表面发生变化,细胞膜上糖蛋白等物质减少,癌细胞之间黏着性显著降低,容易分散和转移。基础自主梳理 3.癌变机理(1)致癌因子:物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。(2)致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变。(3)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。基础自主梳理 1.下列有关细胞分化、衰老、凋亡和癌
4、变的说法,正确的是()A.细胞分化和衰老对机体有利,细胞凋亡和癌变则对机体不利B.衰老细胞细胞膜的通透性和酶活性都降低C.体内的癌细胞与正常体细胞的遗传物质不同D.细胞凋亡是不利因素影响的正常生命活动受损导致的细胞死亡答案:C基础自主梳理 2.凋亡细胞具有这样一种能力:它们能够通过“找到我”信号的释放来表示自己的存在,从而招来吞噬细胞,立即启动吞噬清除过程。下列有关叙述错误的是()A.在该清除过程中吞噬凋亡细胞的方式是主动运输B.该吞噬生理过程的完成依赖于细胞膜的流动性C.吞噬清除过程需要消耗ATPD.细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一个被动的过程,而是主动过程答案:A基础自主梳理 3.细
5、胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。下列有关叙述正确的是()A.人体各种组织细胞的衰老是同步进行的B.人的早期胚胎有尾,尾部细胞随着发育逐渐凋亡C.细胞癌变是细胞高度分化的结果D.皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物答案:B4.下列关于细胞癌变的叙述,错误的是()A.癌细胞在条件适宜时可无限增殖B.癌变前后,细胞的形态和结构有明显差别C.病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变D.原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖答案:D基础自主梳理 5.如图为人体细胞生长、分裂、分化、衰老和死亡的过程示意图,图中为各个时期的细胞,ac 表示细胞所进行的生理过程。请据图判断下列叙述正误。(1)过程 a
6、是细胞的生长,当达到一定体积后细胞就停止生长。()(2)过程 b 是细胞增殖,该过程可以增加细胞的数目,为细胞分化打下基础。()(3)过程 c 是细胞分化,其实质是基因的部分丢失和选择性表达。()(4)与细胞相比,细胞的表面积增大,物质运输的效率增高。()答案:(1)(2)(3)(4)要点归纳探究 细胞分化、细胞全能性的比较细胞分化细胞全能性原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点持久性稳定性和不可逆性:一般说来,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡普遍性:在生物界中普遍存在高度分化的植物体细胞具有全能性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要点一要点归纳探究
7、结果形成形态、结构、功能不同的细胞群形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分,如体细胞生殖细胞受精卵细胞全能性表达的难易程度不同,如受精卵生殖细胞体细胞关系两者的遗传物质都不发生改变已分化的细胞仍然保持全能性一般情况下,分化程度越高,全能性相对越低 要点归纳探究(1)细胞分化使细胞类型增多,数目不变;细胞分裂使细胞数目增多,但细胞类型不变;细胞分裂是细胞分化的基础。(2)干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞,分为全能干细胞(可形成完整个体)、多能干细胞(分化成多种细胞组织)、专能干细胞(只能形成一种或一类细胞)。要点归纳探究【对点训练】关于细胞分化的叙述，错误的是()A.白细胞和红细胞都
8、是由造血干细胞分化来的B.基因突变可使已分化的正常细胞变成癌细胞C.同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同D.同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强解析：造血干细胞是多能干细胞，可分化出多种组织细胞，其中包括多种血细胞；分化过程中如果发生基因突变可能导致癌变；同一个体的不同组织细胞来源于同一个受精卵，所含基因相同；茎尖分生组织细胞比叶肉细胞分化程度低，故分化能力强。答案：C要点归纳探究 细胞衰老、细胞癌变与细胞凋亡1.细胞衰老(1)个体衰老与细胞衰老的关系细胞的衰老与机体的衰老都是生物体正常的生命现象。对多细胞生物而言,细胞的衰老不等于机体的衰老,如幼年个体中每天也有细胞的衰
9、老;机体的衰老也不等于细胞的衰老,如老年个体中每天也有新的细胞产生。但个体衰老时,组成该个体的细胞往往表现为普遍衰老的现象。(2)细胞衰老的特征“一大”:细胞核变大,染色质收缩、染色加深。“二小”:细胞内水分减少,体积变小。“一多”:细胞内色素逐渐积累、增多。“三低”:膜的物质运输功能降低,多种酶的活性降低,代谢速率减慢。要点二要点归纳探究 2.细胞癌变(1)机理(2)原癌基因与抑癌基因的关系原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因,在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程。只有当原癌基因突变成癌基因(或称激活、活化)后,细胞才会恶性增殖。抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增殖
10、,从而遏制肿瘤形成的基因抑癌基因的丢失或失活,可能导致肿瘤发生。抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。要点归纳探究 3.细胞凋亡、坏死和癌变的比较 项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变影响因素由基因决定不受基因控制,由电、热、冷、机械等不利因素造成受基因控制,由物理、化学、病毒等致癌因子诱发特点是主动的、细胞自动结束生命的自然过程是被动的,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的病理过程无限增殖细胞形态、结构发生变化细胞表面糖蛋白减少,黏着性降低,容易转移 要点归纳探究 实例女性月经期子宫内膜的脱落成熟个体中细胞的自然更新被病原体感染的细胞的清除烫伤后的皮肤、黏膜的脱落骨折时部分骨细胞死亡
11、吸烟者肺部细胞因尼古丁作用而死亡受紫外线照射的皮肤癌细胞的产生长期大量吸烟者的体内发现了肺部癌细胞对机体的影响有利有害有害 要点归纳探究 4.细胞分裂、分化、癌变和衰老的关系(1)区别 结果遗传物质的变化细胞分裂单细胞生物完成生殖,多细胞生物产生新细胞遗传物质复制后均分细胞分化形成不同的组织、器官遗传物质不发生变化细胞癌变无限增殖的癌细胞遗传物质发生变化细胞衰老细胞正常死亡遗传物质不发生变化 要点归纳探究(2)联系 组织、器官(正常体细胞)生物体(1)细胞癌变是细胞的畸形分化,细胞的形态结构发生了改变。(2)细胞死亡并不是对机体都有害,细胞凋亡对机体是有利的。(3)多细胞生物细胞的衰老和机体的
12、衰老并不同步,不是相同过程。要点归纳探究【典题例析】下列关于细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的有几项()个体发育过程中细胞的衰老对生物体都是有害的 正常细胞癌变后在体外培养可无限增殖 由造血干细胞分化成红细胞的过程是可逆的 癌细胞容易在体内转移,与其细胞壁上糖蛋白等物质减少有关 人胚胎发育过程中尾的消失是细胞凋亡的结果 原癌基因和抑癌基因的变异是细胞癌变的内因 低温引起的细胞冻伤和死亡属于细胞坏死A.1 项B.2 项C.3 项D.4 项答案试解:D 要点归纳探究 解析:细胞分化、衰老、凋亡、癌变等内容虽然不是高考的重点、难点,但是由于其与人体的生长、发育、衰老和死亡,癌症的预防和治疗等密
13、切相关,事关人体健康,是人们关注的热点,易考查。个体发育过程中细胞的衰老、凋亡是生物体正常的生命现象,对生物体是有益的,有利于生物体保持旺盛的新陈代谢;由造血干细胞分化成红细胞的过程是不可逆的;癌细胞容易在体内转移,与其细胞膜上糖蛋白等物质减少有关。【规律方法】从基因的角度理解细胞的行为:细胞增殖是基因复制并平均分配的过程,一些基因可以发生局部改变如基因突变;细胞分化是基因选择性表达的结果,该过程中基因的数量和结构不发生改变,只是部分基因表达出特有的蛋白质;细胞衰老和凋亡也是相关基因表达的结果;细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变的结果。速效提升训练 1.下列关于个体衰老与细胞衰老关系的说法，正确
14、的是()A.个体衰老导致细胞衰老B.幼年个体内没有衰老细胞C.老年个体内没有新细胞D.没有细胞的衰老就不会有个体的衰老解析：老年个体内也有新细胞的产生，幼年个体内也有许多细胞在衰老，如红细胞；个体衰老与细胞衰老并不是同步的，但是从整体来说，没有细胞衰老就没有个体衰老。答案：D速效提升训练 2.(2015海南卷)关于人体造血干细胞的叙述，错误的是（）A.造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异B.造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的C.健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中D.造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同解析：细胞分化是个体生长发育过程中，来源于同一细胞的后代，在形态、结构、功能
15、上发生稳定性差异的现象；细胞分化是基因选择性表达的结果，其形态、结构、功能差异的直接原因是基因表达产物蛋白质的不同，因此A、D正确。成人造血干细胞主要存在于红骨髓，保持终生造血功能，C正确；细胞分化是一种普遍现象，但细胞分化过程是不可逆的，B错误。答案：B速效提升训练 3.(2013四川卷,7)哺乳动物红细胞的部分生命历程如图所示,图中除成熟红细胞外,其余细胞中均有核基因转录的 RNA。下列叙述错误的是()造血干细胞幼红细胞网织红细胞成熟红细胞凋亡A.成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳B.网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质C.造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同D.成熟红细胞衰
16、老后控制其凋亡的基因开始表达速效提升训练 解析:成熟红细胞只进行无氧呼吸,产生乳酸,不产生 CO2,A 项正确;网织红细胞没有细胞核,但仍有核基因转录形成的 mRNA 及核糖体,仍可以合成相应的蛋白质,B 项正确;造血干细胞经分化形成幼红细胞,两种细胞所表达的基因有所不同,C 项正确;成熟红细胞无细胞核及众多细胞器,其衰老至死亡过程中没有基因的表达,D 项错误。答案:D速效提升训练 4.德国公布了研发皮肤癌的新疗法:治疗时只需在患者发病区域放上一片外科手术专用金属箔,然后在上面涂上放射性的药剂,1 至 2 个小时后拿掉即可,简便快捷不留疤痕。下列有关叙述不科学的是()A.癌细胞是由自身细胞癌变
17、形成的,机体清除癌细胞主要靠体液免疫B.新疗法中,癌变部位的细胞修复是通过有丝分裂实现的C.癌变部位的细胞修复过程需要核糖体、线粒体、中心体等细胞器的参与D.在适宜条件下,癌细胞能无限增殖,所以要及早治疗速效提升训练 解析:机体清除癌细胞主要靠细胞免疫,A 项不正确;新疗法中,癌变部位的细胞修复是杀死癌细胞,正常细胞通过有丝分裂产生新的正常细胞,B 项正确;细胞有丝分裂过程中需要核糖体合成蛋白质、线粒体提供能量、中心体形成星射线,C 项正确;正常细胞都具有一定的最高分裂次数,而癌细胞却失去了最高分裂次数,在适宜条件下,癌细胞能无限增殖,所以要及早治疗,D项正确。答案:A速效提升训练 5.下列关
18、于细胞增殖和分化的叙述,正确的是()A.已分化的细胞都失去了细胞周期B.细胞分化过程中会导致一些基因丢失C.受抗原刺激后记忆细胞的细胞周期将变长D.花药离体培养过程中,既有细胞增殖也有细胞分化解析:未达到终端分化的细胞仍可继续分裂;细胞分化是基因选择性表达的结果,并不会导致基因的丢失;抗原刺激记忆细胞后,记忆细胞会增殖、分化成浆细胞,细胞周期变短;花药离体培养包括脱分化和再分化两个过程,脱分化是通过细胞增殖实现的,再分化既有细胞增殖也有细胞分化。答案:D速效提升训练 6.脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元,它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子,只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存
19、,并与靶细胞建立连接,其他的则发生凋亡。下列叙述正确的是()A.脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期B.一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接C.神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡D.神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡解析:细胞凋亡贯穿于生物的整个生命历程中,A 项错误。一个神经元可通过突触结构与多个靶细胞建立连接,B 项错误。细胞凋亡是细胞在特定的内源和外源信息诱导下,其死亡途径被激活,并在有关基因的调控下发生的程序性死亡的过程。所以神经元的凋亡会受到环境因素的影响,C 项错误,D项正确。答案:D速效提升训练 7.(2014四川卷)TGF-1Smads 是一条抑制肿瘤的信号传递途
20、径。研究表明，胞外蛋白TGF-1 与靶细胞膜上受体结合，激活胞内信号分子 Smads，生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述错误的是()A.恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，因此易分散转移B.从功能来看，复合物诱导的靶基因属于抑癌基因C.复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递D.若该受体蛋白基因不表达，靶细胞仍能正常凋亡解析：恶性肿瘤细胞即癌细胞，癌细胞膜表面糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，易分散转移，A正确；抑癌基因能够抑制细胞不正常增殖，由题中信息可知，复合物能诱导靶细胞基因的表达从而阻止细胞异常增殖和恶性肿瘤的发生，说明复合物诱导的靶基因属
21、于抑癌基因，B正确；复合物转移到细胞核内，能诱导靶细胞的表达也表明了复合物传递了某种信息，故C正确；由题目所给情景可知该受体蛋白基因与细胞癌变有关，不能断定与靶细胞的凋亡有关，故D错误。答案：D速效提升训练 8.如图表示生物体生命历程中的一系列重大生理过程。请据图回答:速效提升训练(1)该图表示的一系列重大生命活动能在下列哪些生物体的生命历程中逐一体现？(填写序号)。噬菌体 酵母菌 乳酸菌 变形虫 海带 蚯蚓 玉米 山羊(2)在 A、B、C、D 四项生命活动中，对于人的一生来说有积极意义的是(填字母)。若某些细胞发生癌变，根本原因是细胞中的发生了突变；癌细胞无限增殖过程中直接参与 A 过程的无
22、膜细胞器是。(3)在真核类生物的生命历程中，A 过程的方式可能有。(4)D 过程是由基因所决定的细胞的过程。(5)B 过程是指一个细胞增殖的后代，在形态、结构和功能上发生的过程。速效提升训练 解析：(1)多细胞生物具有细胞增殖、细胞分化、细胞衰老和细胞凋亡的全过程，单细胞生物只有这些生命历程中的一部分，所以只有海带、蚯蚓、玉米和山羊才能在生命历程中逐一体现图中生命历程的全过程。(2)正常的细胞增殖、细胞分化、细胞衰老和细胞凋亡对人体都有积极意义。癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因的突变。细胞增殖过程中需要合成蛋白质，蛋白质的合成在核糖体上，动物细胞增殖还要进行中心体的复制。(3)真核细胞的增殖方式有：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。(4)细胞凋亡是由基因严格控制的编程性死亡。(5)细胞分化是指相同细胞的后代在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。答案：(1)(2)A、B、C、D原癌基因和抑癌基因核糖体、中心体(3)有丝分裂、无丝分裂和减数分裂(4)编程性死亡(或程序性死亡)(5)稳定性差异
