1、一、细胞的分化和全能性,二、细胞衰老,三、细胞的凋亡,四、细胞的癌变,细胞分化和细胞的全能性,1细胞分化、细胞全能性及相互比较,知识拓展 (1)分化细胞基因组所表达的基因可分为两种类型：管家基因和奢侈基因。 管家基因指所有细胞均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因。 奢侈基因是指不同类型细胞特异性表达的基因，其产物赋予不同细胞特异的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。 (2)由于基因的选择性表达，不同类型的细胞中mRNA和蛋白质种类大部分相同，只有少部分不同，但DNA却都相同。,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
2、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)医学上的应用：干细胞的研究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。,1下列关于细胞分化的说法错误的是( ) A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 B细胞分化是由于遗传物质的改变 C正常情况下，细胞分化是稳定、不可逆的 D从分子水平看，细胞分化意味着各种细胞内合成了不同的专一蛋白质 解析： 细胞分化不会改变细胞的遗传物质。分化一般是不可逆的，具有稳定性和普
3、遍性。分化的实质是基因的选择性表达，不同细胞内合成的蛋白质不完全相同。 答案：B,2细胞具有全能性，但在生物体内细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，原因是 ( ) A细胞丧失了全能性 B不同的细胞内基因不完全相同 C基因的表达具有选择性 D在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化 解析：生物的每一个细胞都包含有该物种的全套遗传信息，都有发育成完整个体的潜在能力，所以每一个细胞都有全能性，在生物体内之所以没有表现出来，是因为基因选择性表达的结果。 答案：C,细胞的衰老、凋亡与癌变,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。 (1)单细胞生物的细
4、胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 (2)对多细胞生物而言，细胞的衰老不等于细胞机体的衰老，如幼年个体中每天也有细胞的衰老；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癌细胞的主要特征 (1)适宜条件下，无限增殖。 (2)癌细胞的形态结构发生了变化,例如，体外培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形，转化成癌细胞后变成球形。,(3)癌细胞的表面发生了变化 由于细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性显著降低，导致癌细胞容易在体内到处游走分散，进行分裂、繁殖，形成肿块。,正常细胞相互接触后，就会停止运动和增殖，即有接触抑制
5、现象。而癌细胞无接触抑制现象，在培养条件下可生长成多层。,3细胞癌变,(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进程。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，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。 知识拓展癌细胞是一种只分裂而不能分化或畸形分化的细胞。,4细胞的凋亡、坏死与癌变的比较,3关于衰老细胞特征的描述，不正确的是( ) A细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩。
6、中年人鱼尾纹的出现就缘于此，所以中年妇女设法保水以葆青春 B细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，体现在老年人身上的是皱纹的出现 C细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，体现在老年人身上的是吸收能力下降 D细胞内多种酶的活性降低，体现在老年人身上的是头发变白 解析：细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，体现在老年人身上就是出现“老年斑”，皱纹的出现则是细胞内水分减少、细胞萎缩导致的。 答案：B,4(2011年长春市模拟)用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养某种细胞一段时间后，再移至普通培养基中培养，不同间隔时间取样，进行放射显影，在显微镜下观察计数，统计标记细胞的百分数。图中A：细胞核开始被标记；
7、B：一个被标记细胞X开始进入分裂期；C：细胞X着丝点开始分裂；D：细胞X分裂成两个子细胞，被标记细胞数目在增加；E：标记细胞第二次进入分裂期；F：被标记细胞的比例在减少；G：被标记细胞的数目在减少。试回答：,(1)该细胞分裂一次平均经历的时间为_h。图中_期和_期(用图中字母表示)DNA分子稳定性最低，适于进行诱发突变。 (2)图乙所示分裂状态位于图甲的_(用图中字母表示)期的前段，细胞内含有_个染色体组。 (3)当细胞完成一个细胞周期后，将可能有以下三种变化： 继续进入下一个细胞周期； 暂停分裂，但保留分裂能力； 停止分裂，分化成特定功能的细胞。 以上几种特殊细胞的分裂属于哪一类型？(填序号
8、)癌细胞_；浆细胞_。造成这种状态的根本原因是_。 解析：AB段是分裂间期，DNA进行复制，稳定性最低。图示乙为有丝分裂后期，处于图甲中的CD段，此时细胞内含有4个染色体组。癌细胞是无限增殖的细胞；浆细胞为高度分化的细胞，是不增殖的细胞。造成细胞分化的根本原因是细胞内基因的选择性表达。 答案：(1)10 AB DE (2)CD 4 (3) 基因选择性表达,相关实验设计的思路分析,1根据细胞癌变比例检测有毒物质的毒性主要步骤 (1)利用待测物质配制成动物细胞培养液。 (2)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已经分化的动物细胞全能性受
9、到限制，但它的细胞核仍具有全能性 设计实验并证明如下： (1)方法步骤： 从同一只母羊(A)身上取出乳腺上皮细胞分成两组，编号为甲、乙。 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)的去核卵细胞电激融合，观察结果。 将中发育形成的早期胚胎移植到第三只羊(C)的子宫内，继续发育，观察最终结果。 (2)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。 (3)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。,3科学历程启示：探索动物细胞分化发育潜能 (1)用两栖类做的细胞核移植试验 20世纪50年代里，用
10、两栖类做的细胞核移植试验首先取得成功。从豹蛙囊胚期胚中分离单个细胞，取出细胞核，移植到预先去核的卵母细胞中，经过精心培育，这个核移植细胞居然分化发育成蝌蚪，并进而变态发育为正常可育的成体豹蛙。 后来，又有人从爪蟾的蝌蚪肠上皮细胞中提取细胞核，移入经紫外线照射破坏了染色体的未受精的卵中，所得到的核移植细胞，也分化发育长成成体爪蟾。 (2)核移植试验在哺乳类亦取得成功 20世纪80年代用试验动物小鼠做的核移植试验取得成功。把囊胚期细胞的细胞核移入到去核的受精卵中，核移植细胞在体外培育至囊胚期，再移入受体小鼠子宫内。后来生出的子鼠，其遗传特征与供给细胞核的小鼠一致。 1997年英国罗林斯研究所威尔穆
11、特所领导的研究小组克隆羊试验的成功更引起极大的轰动。,以上介绍的核移植试验，说明两个问题： 动物细胞分化发育进程中，发育潜能的变窄并不是由于细胞核中基因的丢失。 几次实验供给核的细胞尽管在分化程度上跨度很大，从囊胚期细胞到高度分化的体细胞，但它们的细胞核中都仍保持着足以分化发育成完整个体的全套基因。 决定发育潜能能否发挥出来的因子在细胞质中。因为接受细胞核的一方都是未受精的或刚受精的卵细胞。用不同方法去核就是破坏核物质，关键的细胞质成分保持未变。在以后的培育中，正是接受细胞中细胞质的成分，才能够使移入的细胞核中的全套遗传信息能够“全面施展”开来。,5(2011年连云港模拟)下表为环腺苷酸(cA
12、MP)和环鸟苷酸(cGMP)的浓度(M1、M2、M3、M4表示浓度，且M1M2M3M4)对细胞分化的影响情况(“”表示促进分化，“”表示抑制分化)，下列叙述正确的是( ),A.cAMP和cGMP对细胞分化具有调控作用 BcGMP含量增高时，则促进细胞分化 CcAMP含量增高时，则抑制细胞分化 DcAMP和cGMP对细胞分裂没有影响 解析：依据表格中的内容，可以确定随着cAMP浓度的增加其促进细胞分化的作用增强，随着cGMP浓度的增加其抑制细胞分化的作用增强，得出cAMP和cGMP对细胞分化具有调控作用，细胞分化是伴随着细胞分裂而进行的，cAMP和cGMP对细胞分化有调控作用，对细胞分裂也有影响
13、。 答案：A,6.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， 右图中代表癌细胞生长曲线的是_。在体内，癌细胞可能侵袭周围正常组织，说明癌细胞具有_的特性。 (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，这些蛋白质会成为_，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_。 解析：(1)癌细胞具有无限增殖的特性，所以图中代表癌细胞生长曲线的为a。癌细胞由于细胞膜上糖蛋白的减少，所以具有易扩散、转移的特性。(2)这些不同于正常细胞的蛋白质，能引起机体免疫应答，所以这些蛋白质会成为抗原；裂解靶细
14、胞的为效应T细胞。 答案：(1)a 易扩(分)散转移 (2)抗原 效应T细胞,细胞分化、衰亡、癌变的分析,(2010年高考山东理综)下列实例与基因的作用无关的是( ) A细胞分裂素延迟植物衰老 B极端低温导致细胞膜破裂 C过量紫外线辐射导致皮肤癌 D细菌感染导致B淋巴细胞形成效应B(浆)细胞 【解析】 植物的生长发育过程受到多种激素的共同调节，这种调节过程是基因在特定时间和空间上选择性表达的结果，细胞分裂素能延迟植物衰老是通过调控基因的表达来实现的；极端低温导致细胞膜破裂是不利环境的刺激导致细胞坏死的现象，与基因无关；细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变的结果；B淋巴细胞形成效应B(浆)细胞是细胞
15、的增殖分化现象，也是基因选择性表达的结果。 【答案】 B,细胞生命活动中的各种变化,(2009年高考江苏卷)下列有关细胞生命活动的叙述，正确的是( ) A分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成 B免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新能力 C凋亡细胞内的基因表达都下降，酶活性减弱 D原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变 【解析】 分裂期的细胞不进行DNA复制，但可进行少量的蛋白质合成。免疫系统中的记忆细胞通过增殖，产生新细胞，一部分新细胞通过分化形成相应的效应细胞，即记忆细胞有分化潜能和自我更新能力。凋亡细胞内促使细胞凋亡的相关基因表达增强，相关酶活性也增强。原癌基因和抑
16、癌基因发生突变导致细胞癌变。 【答案】 B,细胞生命历程的实验设计,2009年诺贝尔生理学或医学奖授予三位美国科学家，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。端粒是染色体末端的一段特殊的DNA序列。端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据显示了细胞癌变与端粒酶活性的关系，据表完成下面的实验：,(1)实验目的：探究端粒酶活性与细胞癌变的关系。 (2)实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。 (3)实验步骤 _(分组并编号)。 _(体现单一变量和对照原则)。 _(观察与记录)。 (4)结果预测及结论 A组比B组增殖代数减少，说明_。 A组仍然无限增殖，说明_。,【解析】
17、 本题考查探究性实验步骤的设计。该类实验设计的一般步骤是：根据实验目的处理实验材料、相同条件下进行实验、观察实验、得出结论。根据实验目的“探究端粒酶活性与细胞癌变的关系”可确定本实验的变量为“端粒酶的活性”，设计时除通过端粒酶抑制剂改变端粒酶的活性外，还要注意分组、编号和无关变量的影响。 【答案】 (3)将癌细胞分成A、B两组 A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，相同条件下进行细胞培养 记录并比较A、B两组的增殖代数(分裂次数) (4)端粒酶活性与细胞癌变(连续分裂)有关 端粒酶活性与细胞癌变(连续分裂)无关,1下列关于细胞分化的说法正确的是 ( ) 分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细胞沿一
18、定方向分化，便不会再脱分化到原先的状态 细胞分化后，细胞中mRNA不同，tRNA相同 分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能 一般不会出现细胞核遗传物质的改变 细胞分化的实质是基因的选择性表达 A B C D 解析：细胞分化具有不可逆性。mRNA是转录的结果，因基因的选择性表达，分化后的细胞发生转录的基因不同，mRNA也就不同，但tRNA的种类相同。细胞分化不会引起遗传物质的改变。 答案：D,2 (2011年漳州模拟)下列有关细胞凋亡的说法，正确的是( ) 细胞凋亡受基因调控 细胞凋亡等同于细胞坏死 细胞凋亡是在不利环境因素影响下形成的 感染病毒的细胞的清除也属于细胞凋亡 A B C
19、D 解析：细胞坏死是在不利环境因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 答案：D 3下列有关细胞凋亡、坏死与癌变的说法，正确的是( ) A细胞凋亡受基因控制；细胞癌变不受基因控制 B细胞坏死，代谢停止；细胞癌变，代谢增强 C细胞坏死，膜通透性降低；细胞癌变，膜黏着性增强 D细胞癌变，细胞周期延长；细胞凋亡，细胞周期变短 解析：细胞凋亡和细胞癌变都受基因的控制。细胞坏死后，生命活动停止即代谢停止。但细胞癌变后，由于要进行更快的增殖，所以细胞分裂周期缩短，代谢增强。 答案：B,4人头发基部的黑色素细胞衰老和白化病都会出现白发，白发的原因 ( ) A都是由于酪氨酸酶的活性降低
20、 B前者由于细胞萎缩，后者由于细胞代谢 C前者由于外部环境导致，后者由于内部因素导致 D前者由于细胞中酪氨酸酶的活性降低，后者由于体内缺乏酪氨酸酶 解析：人头发基部的黑色素细胞，在衰老过程中由于细胞内酪氨酸酶的活性降低，导致酪氨酸向黑色素转化速率降低，出现白发。白化病患者由于基因突变，体内缺乏酪氨酸酶，使酪氨酸转化为黑色素的过程不能进行。 答案：D,5如图表示同一人体内的几种正常细胞，这些细胞的( ),A全能性相同 B细胞器的种类和数量相同 C基因组成相同 DmRNA的种类和数量相同 解析：图中不同细胞的分化程度不同，全能性也不同；同一人体内正常体细胞中基因组成是相同的，但细胞器的种类和数量、
21、mRNA的种类和数量可能不同，这主要与基因的选择性表达有关。 答案：C,6经研究发现，从孕妇的羊水中提取的干细胞在实验室经培养后形成了骨骼、血管、肌肉、神经以及肝脏等多种人体器官组织。以下有关叙述正确的是( ) A此过程体现了细胞的全能性 B神经细胞的分化程度比干细胞的分化程度低 C提取的干细胞与其形成的肌肉细胞染色体组成不同 D经培养后形成的多种人体组织细胞中mRNA存在差异 解析：细胞全能性是由细胞发育为完整个体的潜能。题干中干细胞并未发育为完整个体，因此未实现全能性。神经细胞的分化程度高于干细胞。分化不会改变细胞的遗传物质，因此干细胞与其形成的肌肉细胞染色体组成相同。细胞分化的实质是基因
22、的选择性表达，故不同组织细胞中mRNA不同。 答案：D,7如图表示细胞内发生的一系列重大生命活动，请据图回答：,(1)对于人体来说，在A、B、C、D四项生命活动中，有积极意义的是_。 (2)B过程表示一个细胞增殖的后代在形态、结构和功能上发生_的过程。 (3)该生物为_生物，其中A过程的方式可能有_。 (4)在细胞有丝分裂末期，染色体的动态变化是指_，在高度分化的生物体细胞中，基因的表达特点是_。 (5)在动物体内由F到E过程的细胞信号主要来自_和内分泌系统。 (6)由于某种原因，正常细胞发生了D过程，细胞中分子水平上发生的变化是_。,解析：(1)细胞分裂、分化、衰老都是正常生命活动，对人体来
23、说都有积极意义，细胞癌变对人体是有害的。(2)细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。(3)因有细胞分化，可判断此生物为多细胞生物，含有染色体，则为真核生物。(4)有丝分裂末期，染色体解旋成染色质状态，分化是基因的选择性表达。 (5)动物的生命活动主要受神经系统和内分泌系统的调节。 (6)癌变是细胞内原癌基因和抑癌基因发生了突变。 答案：(1)A、B、C (2)稳定性差异 (3)多细胞真核 有丝分裂、无丝分裂和减数分裂 (4)染色体解旋形成染色质 选择性表达 (5)神经系统 (6)原癌基因和抑癌基因发生了突变,8目前临床上癌症治疗的方法，一般是手术切除肿瘤，为防止体内残留癌
24、细胞，在手术后进行化疗，某生物兴趣小组的同学从资料上获知：二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推测：二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，能作为一种癌症的化疗药物，并就此问题设计实验进行了探究。 实验材料：肝部长有肿瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸馏水，生理盐水，含有全部营养物质的细胞培养液，显微镜，血球计数板，试管，吸管等。 (1)其中某位同学实验操作如下：(请将实验内容补充完整) 取洁净的培养皿一个，加入适量的培养液，从小鼠肝部切取肿瘤组织，剪碎，并用胰蛋白酶处理，使其分散开来，置于培养皿中培养。 取洁净的试管5支，加入等量的培养液，编号1、2、3、4、5，并在14号试管中加入等
25、量的不同浓度的二氯二乙胺溶液，5号试管中加入_。 从培养皿中吸取等量的培养液置于15号试管中，振荡后，在冰箱中培养一段时间。 从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于_内，在显微镜下计数，记录数据。,(2)请你纠正上面这位同学操作上的错误： _； _。 (3)另一位同学按照正确的方法进行实验，得到的结果如下：,在该实验中，遵循了实验设计的_原则和_原则。 根据实验结果，你能得出的结论是_。,解析：(1)要探究二氯二乙胺可以作为癌症的化疗药物，可以设计对照实验探究，这里的二氯二乙胺是自变量，实验组要加入不同浓度的二氯二乙胺，对照组要加入等量的生理盐水，因变量是肿瘤组织细胞数目多少。实验材料可以利用
26、题中步骤已给的分散的肿瘤组织细胞，肿瘤组织细胞数目多少可以参照血液细胞计数的方法，利用血球计数板计数。(2)实验中要注意实验条件要适合细胞的生长，这里不可以使用冰箱，冰箱温度太低，不是细胞生长的适宜温度，应使用适宜温度的恒温箱。另外，从试管中吸取细胞培养液时，要注意先振荡，使细胞分布均匀后，再吸取，这样能保证数据的准确性。(3)对照实验的最基本原则是对照原则和单一变量原则。 答案：(1)等量生理盐水 血球计数板 (2)在“冰箱中”应改为在“适宜温度下”或“恒温箱中” “从静置的5支试管中吸取适量的培养液”应改为“振荡摇匀后，从5支试管中吸取适量的培养液” (3)对照 单一变量 二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，且在一定范围内，随二氯二乙胺浓度的增大，抑制作用逐渐增强,本小节结束 请按ESC键返回,
