【课堂新坐标】2021版高三生物二轮复习 第1部分 专题3 第2讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变(含解析)新人教版.doc
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1、第2讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变(对应学生用书第33页)(对应学生用书第34页)维度1善归纳基础回扣细胞的分化1.概念和实质(1)图中字母代表细胞所进行的生理过程,则a为细胞的分裂;其中b代表细胞的分化,原因是经过该过程,细胞的形态、结构和生理功能发生了稳定性差异。(2)上图中的核基因相同,细胞内的蛋白质种类和数量则不相同,说明细胞分化的实质是基因的选择性表达。2意义细胞分化使细胞生物体内中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。是生物个体发育的基础。3细胞的全能性下列实例是否符合细胞的全能性的含义?并说明理由。(1)能,因为未成熟的花粉是已分化的细胞,且培养成了一个植株。(2)不能
2、,因为受精卵尚未发生分化。(3)克隆动物的培育流程不能,因为此实例只能说明动物细胞核的全能性。细胞的衰老和凋亡1.细胞衰老巧记细胞衰老的特征:2细胞凋亡(1)实质:基因决定的细胞编程性死亡。(2)时期:个体发育的每一个过程。(3)意义:对机体是有利的。有利于机体完成正常发育,维持内部环境的稳定。细胞的癌变1.机理2特征(1)能无限增殖。(2)形态结构发生显著变化。(3)细胞表面的糖蛋白减少,导致癌细胞容易分散和转移。维度2巧深化疑难突破细胞分化、细胞全能性的比较1. 区别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:一般来说,分化了的细胞将一直保持
3、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到限制,但细胞核仍具有全能性结果形成形态、结构、生理功能不同的组织、器官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2.联系(如图)一般分化程度越高的细胞,分裂能力越低,其全能性越低,但卵细胞、花粉细胞除外,它们的分化程度虽很高,但仍具较高的全能性。细胞分化过程中遗传物质不会发生改变。【特别提醒】1同一个体的不同体细胞中核遗传物质完全相同,基因的选择性表达只会导致mRNA和蛋白质不同。2在生物体内,细胞分化是一种稳定的
4、程序性变化,这种变化一般是不可逆转的,但在人工条件下,分化的组织细胞能脱分化,脱分化的组织细胞,经人工培养可诱导发育成新的完整植株。3具有细胞全能性不等同于实现细胞全能性。一般来说,活细胞都具有全能性,但只有发育成完整个体后才实现了细胞的全能性。1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【解析】题干中的一个关键信息是“体细胞”所以可以排除选项C。从一个细胞发育成一个个体才能体现细胞的全能性,所以只有选项D是正确的。【答案】D细胞分裂、分化、癌变
5、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增殖,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2.联系生物体受精卵(单个细胞)多个细胞组织、器官(正常体细胞),畸形分化癌细胞注意:(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衰老并不同步,不是相同过程。2(2013山东高考)将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞,细胞分化及肌纤维形成过程如下图所示
6、。下列叙述正确的是()A携带myoD基因的载体以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞B检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否C完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维D肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变【解析】将小鼠myoD基因表达载体用显微注射法导入未分化的肌肉前体细胞,不存在基因表达载体的跨膜运输,A项错误。核糖体蛋白基因是所有细胞都要表达的基因,因此无法通过检测该基因是否表达来确定细胞分化与否,B项错误。肌肉细胞是高度分化的细胞,不再具有进行有丝分裂的能力,C项错误。肌肉前体细胞分化形成肌肉细胞,分化后的肌肉细胞进一步成熟形成肌纤维。由于肌肉前体细胞
7、比肌肉细胞分化程度低,分裂能力强,所以在受到电离辐射时更容易发生原癌基因和抑癌基因的突变而导致癌变,D项正确。【答案】D(对应学生用书第36页)1(2013天津高考T3B)细胞分裂使细胞趋向专门化,提高了机体生理功能的效率。()【提示】细胞分裂只是增加细胞的数量,细胞分化可使细胞趋向专门化。2(2013江苏高考T7C)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。()【提示】癌变是在体细胞中发生的,不遗传给后代。3(2013海南高考T6D)同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强。()【提示】分化程度越低的细胞其分化能力越强,茎尖、根尖等分生组织细胞分化程度低,全能性高
8、。4(2012安徽高考T3C)神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡。()【提示】导致细胞凋亡的主要因素是细胞中的相关基因,但同时受到外界因素的影响。5(2011山东高考T2A)玉米种子萌发长成新植株发生了细胞分化是体现细胞的全能性。()【提示】种子属于器官,其中含植物幼体,生长过程发生了分化,但不能体现细胞的全能性。6(2012新课标全国卷T2C)病毒癌基因可整合到寄主基因组诱导癌变。()【典例】端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构,由DNA重复序列和结合蛋白组成。研究发现,随细胞不断增殖,端粒逐渐缩短。当细胞端粒缩至一定程度时,细胞停止分裂。端粒酶由RNA和蛋白质组成,其中RNA是一段模板
9、序列,可指导合成端粒DNA的重复序列。人体内大多数癌细胞都表现出较高的端粒酶活性。请分析回答问题:(1)白细胞和淋巴细胞都起源于骨髓中的_。其中_细胞在胸腺发育成熟。(2)端粒酶的作用相当于HIV病毒中的_。结合端粒酶的作用推测,癌细胞表现出恶性增殖而不衰老死亡的特点可能是由于_。(3)双歧杆菌是人体肠道内的自然菌群,具有抗肿瘤作用。研究人员从双歧杆菌中提取出双歧杆菌脂磷壁酸(LTA),加入细胞培养液中培养人白血病细胞株HL60,检测LTA对细胞增殖的影响。LTA浓度和实验结果如图1所示。图1图2此实验中还有一组对照实验,其处理是_。图1结果说明LTA能_,且LTA作用的效果受_的影响。 选用
10、LTA浓度为40 g/mL的培养液中培养的细胞,测定端粒酶活性,结果如图2所示。综合两个实验结果,可以得出的结论是,LTA通过_。【研析】此题考查细胞分化、癌变、抗癌研究和获取信息的能力、实验探究能力,解题过程如下:审题信息1:端粒由DNA重复序列和结合蛋白组成信息2:端粒酶由RNA和蛋白质组成,其中RNA是一段模板序列,可指导合成端粒DNA的重复序列信息3:随细胞不断增殖,端粒逐渐缩短。当细胞端粒缩至一定程度时,细胞停止分裂信息4:癌细胞的端粒酶有较高的活性信息5:图1的实验结果显示:随着双歧杆菌脂磷壁酸(LTA)的浓度增大和培养天数的增加,癌细胞增殖的抑制率增大信息6:图2的结果显示:随着
11、培养天数的增加端粒酶活性的相对值降低破题思考1:血细胞是造血干细胞分化来的,在胸腺中发育成熟的是T淋巴细胞思考2:RNA指导DNA的合成是逆转录过程思考3:癌细胞表现出恶性增殖而不衰老死亡的特点,可能是端粒酶活性较高造成的思考4:五组实验按照一定的浓度梯度加入了LTA,还应设置不加入LTA的对照组思考5:随着培养天数的增加,癌细胞增殖的抑制率增大,而端粒酶活性的相对值降低,因此,推测LTA通过抑制端粒酶的活性来抑制癌细胞的增殖答题(1)设问(2)前者易错答成“遗传物质”或“RNA”;后者答成“端粒酶”不正确(2)设问(3)提取“癌细胞都表现出较高的端粒酶活性”这一信息,是准确组织语言回答该小题
12、的关键【答案】(1)造血干细胞T淋巴(2)逆转录酶端粒酶有较高活性 (3)培养液中不添加LTA 抑制白血病细胞(癌细胞、肿瘤细胞)的增殖LTA的浓度和作用时间抑制端粒酶的活性来抑制白血病细胞(癌细胞、肿瘤细胞)的增殖常考实验探究影响细胞的凋亡、癌变的因素【考情分析】近三年来,将会以对细胞凋亡的原因、机理及癌症的靶向治疗等知识为载体考查有关细胞凋亡的本质、癌细胞的致癌因素及预防等。常以非选择题形式呈现。如2013安徽高考T29、天津高考T3;2012江苏高考T20等。【真题例证】(2013安徽高考)近年来,有关肿瘤细胞特定分子的靶向治疗研究进展迅速。研究发现,蛋白X是细胞膜上的一种受体,由原癌基
13、因X编码。在一些肿瘤细胞中,原癌基因X过量表达会持续激活细胞内的信号传导,启动细胞DNA的复制,导致细胞异常增殖。利用动物细胞融合技术制备的单克隆抗体,可用于诊断和治疗原癌基因X过量表达的肿瘤。请回答下列问题。(1)同一个体各种体细胞来源于受精卵的分裂与分化。正常情况下,体细胞核遗传信息相同的原因是_。(2)通过检测原癌基因X的_和_可判断其是否转录和翻译。检测成人多种正常组织后,发现原癌基因X只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达,这说明_。(3)根据以上信息,可推测原癌基因的主要功能是_。(4)制备该单克隆抗体时,免疫动物的抗原可以是_。B淋巴细胞识别抗原并与之结合,之后在适当的信号作用下
14、增殖分化为_和_。(5)用该单克隆抗体处理原癌基因X过量表达的某肿瘤细胞株,发现其增殖能力明显下降。这是因为_。【解析】解答本题首先要提取题干中有关原癌基因X过量表达与细胞癌变关系的有效信息,然后结合基因的复制与表达、单克隆抗体等知识进行解答。(1)同一个体的不同细胞有相同的来源受精卵,受精卵的增殖方式为有丝分裂,有丝分裂的间期核DNA进行复制,经分裂期又平均分配到子细胞中,可以将受精卵中的核遗传信息准确传递给子细胞。(2)原癌基因X转录的产物是mRNA,翻译的产物是蛋白质蛋白X,所以可以通过检测原癌基因X的mRNA和蛋白质来判断是否发生转录和翻译。原癌基因X只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱
15、表达,而在其他组织细胞中没有表达,充分说明了原癌基因的表达具有(组织)特异性。(3)原癌基因X过量表达可以导致细胞异常增殖,所以可以推测原癌基因的功能是调节细胞周期。(4)根据题意可知,制备单克隆抗体的目的是诊断和治疗原癌基因X过量表达的肿瘤,而原癌基因X导致细胞癌变是通过过量的表达产物蛋白X实现的,所以制备单克隆抗体所用的抗原是蛋白X。B淋巴细胞在抗原的刺激下,可以迅速增殖分化成浆细胞和记忆细胞。(5)由于制备的单克隆抗体能与蛋白X(抗原)结合,使蛋白X的含量减少,而蛋白X的作用是持续激活细胞内的信号传导,启动细胞DNA的复制,所以用制备的单克隆抗体处理原癌基因X过量表达的某肿瘤细胞株,会降
16、低蛋白X介导的信息传递功能,从而抑制了肿瘤细胞的增殖能力。【答案】(1)亲代细胞通过有丝分裂将复制后的核DNA平均分配到两个子细胞中(2)mRNA蛋白质原癌基因X的表达具有(组织)特异性(3)维持细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程(4)蛋白X浆细胞记忆细胞(5)该单克隆抗体与肿瘤细胞表面的蛋白X特异性结合,从而阻断蛋白X介导的信号传导细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的关系1.细胞的分裂、分化、衰老和凋亡是细胞的正常生命历程,而癌变则是细胞畸形分化的结果。2.生物的个体发育从细胞角度分析是细胞分裂、分化的结果;从分子水平分析则是基因选择性表达的结果。3.有丝分裂、细胞分化不改变细胞的遗传物质;而
17、减数分裂发生基因重组,癌变是基因突变,都会导致遗传物质发生改变。4.细胞衰老而导致的细胞自然更新是细胞凋亡的一个方面,除此之外,被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。5.判断细胞凋亡和细胞坏死的主要依据是细胞的死亡对机体是否有利,若细胞的死亡对机体是有利的,则为细胞凋亡,反之则为细胞坏死。(对应学生用书第37页)细胞的分化考点频度3年8考考查特点7选择题1非选择题(2013海南高考)关于细胞分化的叙述,错误的是()A白细胞和红细胞都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
18、细胞的强【解析】同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞都是由一个受精卵发育来的,所含基因相同,故选C;造血干细胞分化出白细胞、红细胞和血小板等,A项正确;正常细胞的原癌基因和抑癌基因发生基因突变变成癌细胞,B项正确;分化程度越低的细胞其分化能力越强,茎尖、根尖等分生组织细胞分化程度低,全能性高,故D项正确。【答案】C角度备考看点细胞分化与细胞的全能性1.细胞分化的特点。2.细胞分化的实质。3.细胞分化的意义。4.细胞分化与细胞全能性的关系。5.细胞的全能性与组织培养技术1(2013青岛高三模拟)2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家约翰格登和日本医学教授山中伸弥,以表彰他们在“体细胞重编程技
19、术”领域做出的革命性贡献。山中伸弥的团队通过向人体皮肤细胞中植入4个经过重新编码的基因,使皮肤细胞具备类似胚胎干细胞的功能,从而获得所谓的iPS细胞。下列相关叙述不正确的是()A一般情况下,分化了的细胞将一直保持分化后的状态B被重新编码的皮肤细胞中基因不再进行选择性表达C被重新编码的皮肤细胞中遗传物质发生了改变D人体内的干细胞也会衰老或凋亡【解析】由题干信息知皮肤细胞被编码后具备类似胚胎干细胞的功能,即iPS细胞,干细胞具备分裂分化的能力,能进行基因的选择性表达。【答案】B细胞生命历程的综合考查考点频度3年6考考查特点5选择题1非选择题(2013江苏高考)关于细胞的分化、衰老、凋亡与癌变,下面
20、选项中表述正确的是()A细胞的高度分化改变了物种的遗传信息B细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动C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D良好心态有利于神经、内分泌系统发挥正常的调节功能,从而延缓衰老【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞发生分化后遗传物质不变,A项错误;细胞的分化、衰老和凋亡是细胞正常的生命活动,对机体是有利的,B项错误;体细胞中发生的细胞癌变是不能遗传给后代的,C项错误;神经、体液和免疫调节是相互影响的,良好的心态能增强人体的免疫力,有利于神经调节和体液调节的正常进行,从而延缓衰老,D项正确。【答案】D角度备考看点细胞分裂、分化、衰老与凋亡的
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