學案16細胞的分化、衰老、凋亡和癌變考綱要求1.細胞的分化和全能性(Ⅱ)。2.細胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關系(Ⅱ)。3.癌細胞的主要特征及防治(Ⅱ)。一、細胞的分化1．概念：在個體發育中，由__________________增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生______________的過程。2．特點：具有________、穩定性和不可逆性。3．實質：在個體發育過程中，不同細胞中________的執行情況不同，即基因的選擇性表達。4．意義(1)細胞分化是生物________的基礎。(2)細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向________，有利于提高各種________的效率。想一想細胞分化過程中細胞內的遺傳物質改變了嗎？二、細胞全能性1．概念：________的細胞，仍然具有____________的潛能。2．原因：細胞含有本物種的________________。3．干細胞：動物體內的少數具有________________的細胞。4．實例(1)植物組織培養的實驗表明已分化的________仍具有全能性。(2)克隆羊多利的培育成功說明已分化的____________具有全能性。判一判(1)蜜蜂的未受精卵細胞發育成雄蜂證明了動物細胞具有全能性。(2)轉入抗蟲基因的棉花細胞或番茄、馬鈴薯細胞雜交后培育出植株，證明了植物細胞的全能性。(3)壁虎斷尾后重新長出尾部證明動物細胞全能性；紫色糯性玉米種子培育出植株，證明了植物細胞的全能性。三、細胞的衰老和凋亡1．衰老細胞的特征2．細胞凋亡(1)概念：由________所決定的細胞________________的過程。(2)意義：對于多細胞生物體完成________，維持________________，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關鍵的作用。四、細胞癌變1．概念受________的作用，細胞中的________發生變化，成為不受________控制的、________________的惡性增殖細胞。2．主要特征(1)適宜條件下，無限________。(2)____________發生顯著變化。(3)癌細胞的________發生了變化。3．致癌因子(1)________致癌因子，主要指輻射，如紫外線、X射線等。(2)________致癌因子，如亞硝胺、黃曲霉毒素等。(3)________致癌因子，如Rous肉瘤病毒等。4．細胞癌變的原因(1)致癌因子使________和抑癌基因發生突變。(2)原癌基因主要負責調節________，控制細胞的____________的進程，抑癌基因主要是阻止細胞________________。辨一辨原癌基因和抑癌基因只存在于癌細胞中。()思考據癌細胞具有的特性可以推測，在癌細胞中，最有可能缺乏或功能不足的細胞器是哪一種？為什么？探究點一細胞的分化和全能性1．分析下圖，回答有關問題。(1)生理過程①表示________，②表示________。(2)生理過程②的實質是________________。(3)植物A、B、C的形成除了離體，還需________條件和必需的________條件等。(4)植物B、C的形成說明了________________________。2．完成表格填空，比較細胞分化和細胞的全能性。細胞分化細胞全能性原理細胞內基因選擇性表達細胞含有本物種的全套遺傳物質特點①______；②穩定性；③________；④普遍性；⑤不變性①高度分化的植物______具有全能性②動物已分化的體細胞全能性受到限制，但______仍具有全能性結果形成形態、結構、功能不同的____進而形成組織、器官等形成新的____大小比較細胞分化程度有高低之分，如體細胞____生殖細胞____受精卵細胞全能性有大小之分，如受精卵____生殖細胞____體細胞關系兩者的遺傳物質都__________②細胞的分化程度越高，具有的全能性____思維拓展1．同一生物體內的不同細胞中核DNA、tRNA相同，mRNA、蛋白質不同；各種細胞均表達的基因稱為管家基因，不同細胞特異性表達的基因稱為奢侈基因。2．一般來說，細胞分化是不可逆的，但在離體狀態、人工條件下，高度分化的細胞能夠脫分化。3．干細胞的類型及相互關系(1)類型：干細胞分為3類，即全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。(2)相互關系(以干細胞分化為紅細胞為例)eq\x(紅細胞)……eq\x(終端分化細胞)↑eq\x(專能骨髓造血干細胞)……eq\x(能分化成紅細胞)↑eq\x(多能骨髓造血干細胞)……eq\x(能分化成各種血細胞)↑eq\x(全能胚胎干細胞)……eq\x(能分化成各種體細胞)探究示例1(·鹽城質檢)下列關于細胞分化的說法，正確的是()①分化是穩定的，而且一般是不可逆的，一旦細胞沿一定方向分化，便不會再脫分化到原先的狀態②細胞分化后，細胞中mRNA不同，tRNA相同③分化的結果是賦予不同種類的細胞特異的結構和功能④一般不會出現細胞核遺傳物質的改變⑤細胞分化的實質是基因的選擇性表達A．②③④⑤B．①②④⑤C．①②③⑤D．①②③④⑤聽課記錄：探究點二細胞的衰老和凋亡1．個體的衰老與細胞的衰老有何關系？2．完成下列填空，巧記細胞衰老的特征一大：______________一?。篲___________一多：______________一少：______________兩慢：____________________________________兩低：____________________________________3．細胞凋亡、細胞壞死項目細胞凋亡細胞壞死與基因的關系受____控制________控制細胞膜的變化____破裂形態變化細胞變____，與周圍細胞脫離細胞外形______變化影響因素受嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控________________等不利因素影響對機體的影響對機體有____對機體有____思維拓展1．生物體內細胞的衰老和凋亡都是正常的生理現象，細胞壞死為非正?，F象。2．細胞的凋亡與溶酶體的功能有關，衰老、凋亡的細胞最終被機體免疫系統清除。探究示例2(·天津理綜，4)下面為動物機體的細胞凋亡及清除示意圖：據圖分析，不正確的是()A．①過程表明細胞凋亡是特異性的，體現了生物膜的信息傳遞功能B．細胞凋亡過程中有新蛋白質合成，體現了基因的選擇性表達C．②過程中凋亡細胞被吞噬，表明細胞凋亡是細胞被動死亡過程D．凋亡相關基因是機體固有的，在動物生長發育過程中發揮重要作用聽課記錄：思維拓展1．細胞凋亡的三種主要類型(1)細胞的編程性死亡；(2)細胞的自然更新；(3)被病原體感染的細胞的清除。2．正常的細胞凋亡可以保證人體的正常發育和身體各個器官功能的正常發揮，而不正常的細胞凋亡會導致許多疾病。腫瘤的發生、自身免疫疾病等與細胞凋亡不足有關，而帕金森氏綜合癥、再生障礙性貧血等與細胞凋亡過盛有關。探究點三細胞的癌變1．細胞癌變的機理是什么？2．分析下列有關正常細胞與癌細胞的圖表信息，總結癌細胞有哪些主要特征？(1)細胞來源細胞周期分裂次數時間正常人肝細胞22h50～6045.8～55d海拉的宮頸癌細胞22h∞≈25483.61951年至今思維拓展原癌基因與抑癌基因不是簡單地相互拮抗(1)原癌基因是維持機體正?；顒铀匦璧幕?，在細胞分裂過程中它負責調節細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程。只有當原癌基因突變成癌基因(或稱激活、活化)后，細胞才會惡性增殖。(2)抑癌基因是一類抑制細胞過度生長、增殖，從而遏制腫瘤形成的基因，抑癌基因的丟失或失活，可能導致腫瘤發生。(3)抑癌基因和原癌基因共同對細胞的生長和分化起著調節作用。對原癌基因和抑癌基因的研究，將使人類有可能真正從根本上治療癌癥。探究示例3關于人體癌細胞的敘述，不正確的是()A．癌變主要是因為人體細胞的原癌基因和抑癌基因發生突變B．癌細胞比所有正常細胞分裂周期長、生長快C．有些病毒能將其基因整合到人的基因組中，從而誘發人的細胞癌變D．癌細胞的形態結構和表面的物質都發生了明顯的變化聽課記錄：題組一細胞分化和全能性1．(·鎮江調研)如圖表示人小腸結構中的兩種細胞。關于這兩種細胞的敘述，不正確的是(多選)()A．所含遺傳信息相同B．所含蛋白質種類相似C．細胞結構相似D．細胞中細胞器在數量上相差不大2．(·鎮江質檢)據“朝聞天下”報道，目前英國科學家成功將人體皮膚細胞改造成成熟精子。下列與之有關的敘述不正確的是()A．人體皮膚細胞和精子都是高度分化的細胞B．該實驗已經證明動物細胞具有全能性C．如果該實驗屬實，可以給不育患者帶來福音D．成熟精子的染色體數目是人體皮膚細胞的一半3．(·廣州二模)下表表示人體三種不同細胞中的基因存在及表達情況：基因存在情況基因表達情況甲乙丙丁甲乙丙丁胰島B細胞√√√√√√眼晶狀體細胞(胚胎中)√√√√√√神經細胞√√√√√√下列有關說法不正確的是()A．甲基因可能是控制胰島素合成的基因B．丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因C．三種細胞不同的根本原因是細胞中遺傳信息不同D．三種細胞都有甲、乙、丙、丁四種基因的根本原因是人體細胞都來源于同一個受精卵4．據報道，哈佛大學的科學家研究發現，從懷孕婦女胎盤的羊水中發現的干細胞在實驗室培養后生成了多種人體器官組織，如骨骼、血管、肌肉、神經以及肝臟等。以下有關說法不正確的是()A．這個實驗證明了干細胞具有一定的全能性B．這些骨骼、肌肉、血管、神經、肝臟等的形成是細胞分裂與分化的結果C．從羊水中提取的干細胞與其生成的肌肉細胞中的染色體組成不一樣D．這些干細胞可以生成更多種類、更有價值的人體細胞，將有更多的醫學用途題組二細胞的衰老、凋亡和癌變5．(·濟南二模)年4月12日—17日是第15屆全國腫瘤防治宣傳周，主題為“規范癌癥治療，改善生活質量”。下列相關敘述不正確的是()A．放射性治療可以引發癌細胞凋亡B．癌變的實質是原癌基因或抑癌基因發生突變C．細胞的畸形分化與癌細胞的產生有直接關系D．吸煙、釀酒等不良生活習慣是引發癌癥的危險因素6．(·東北三校聯考)端粒是位于染色體兩端的特殊DNA序列，隨細胞分裂次數的增加而變短；癌細胞中因存在延長染色體端粒的端粒酶而可以無限增殖。據此推斷()A．正常細胞不含有端粒B．正常細胞缺少組成端粒的原料C．端粒與細胞分裂次數有關D．含有端粒酶是細胞癌變的根本原因7．(·南京調研)下列有關細胞衰老、凋亡、壞死和癌變的說法中正確的是()A．細胞內酶活性增高是導致細胞趨向衰老的主要原因B．細胞凋亡與極端的物理、化學等因素關系十分密切C．細胞凋亡和壞死時釋放的細胞內溶物都會傷害周圍細胞D．各種致癌因子可改變正常細胞的遺傳物質進出而誘發癌變題組三綜合應用8．(·泰州質檢)年9月14日，美國研究人員公布，他們利用基因技術使實驗鼠患上乳腺癌，并將這些實驗鼠分為兩組，其中一組同時接受化療和二甲雙胍治療，對照組僅接受化療。實驗結果顯示，在化療的同時讓實驗鼠服用糖尿病治療藥物二甲雙胍，可抑制實驗鼠體內的乳腺癌細胞擴散。下列有關描述不正確的是(多選)()A．正常鼠長期接觸患癌鼠，其細胞癌變幾率增加B．癌癥是致癌因子引發的，患病幾率與實驗鼠年齡無關C．一只切除胸腺的鼠與一只正常鼠患癌癥的幾率相同D．二甲雙胍不可能使細胞表面的糖蛋白減少9．下列關于細胞增殖、分化、衰老、癌變的敘述，不合理的是()①幼年個體中沒有衰老的細胞，老年個體中沒有新細胞產生②由胚胎干細胞誘導分化成腎臟體現了細胞的全能性③細胞凋亡對機體有利，細胞壞死對機體有害④細胞分化導致細胞中遺傳物質改變⑤癌細胞是畸形分化的結果⑥衰老的人紅細胞呼吸速率減慢，細胞體積減小，核體積增大A．①②③④B．①②④⑤C．①②④⑥D．③④⑤⑥10．如圖為人體細胞的分裂、分化、衰老和死亡過程示意圖，圖中①～⑥為各個時期的細胞，a～c表示細胞所進行的生理過程。據圖分析，下列敘述正確的是()(1)由①細胞分裂產生③④細胞的方式有三種(2)⑤與⑥細胞的基因型相同，mRNA的種類不同(3)⑤和⑥細胞內遺傳信息的流動方向為DNA→RNA→蛋白質(4)細胞的衰老與死亡就會引起人體的衰老與死亡(5)細胞死亡受基因控制，細胞癌變不受基因控制(6)⑤⑥的分化程度比①的分化程度高，全能性也高(7)細胞壞死，膜通透性降低；細胞癌變，膜黏著性增強(8)細胞癌變，細胞周期延長；細胞凋亡，細胞周期變短A．只有一項正確B．只有兩項正確C．只有三項正確D．只有四項正確題號12345678910答案11.“蘇丹紅Ⅰ”是一種紅色的工業合成染色劑，用于溶劑、油、蠟、汽油增色以及鞋、地板等的增光。全球多數國家都禁止將其用于食品生產。科學家通過實驗發現“蘇丹紅Ⅰ”會導致鼠類患癌，它在人類肝細胞研究中，也顯現出可能致癌的特性。請設計實驗探究蘇丹紅Ⅰ是否能誘導大鼠肝癌的發生。(1)實驗材料和用具：大鼠若干只；普通飼料；三種不同劑量的蘇丹紅Ⅰ溶液A、B、C(分別為低、中、高濃度)；其他所需條件均滿足。(2)實驗步驟：(請簡要寫出)步驟1：選取__________________________的大鼠若干，隨機平均分成____組，并編號甲、乙、丙、丁，分別飼養。步驟2：分組分類處理(“√”表示添加)普通飼料蘇丹紅Ⅰ溶液甲√A乙√B丙√C丁√等量水步驟3：將四組置于________________分籠飼養，定期測量體重，注意觀察記錄。步驟4：兩年后，檢查大鼠的健康狀況，統計各組大鼠肝癌的發生率。(3)結果預測與分析(至少寫出三種情況)：學案16細胞的分化、衰老、凋亡和癌變課前準備區一、1.一個或一種細胞穩定性差異2.普遍性3.遺傳信息4.(1)個體發育(2)專門化生理功能想一想沒有。二、1.已分化發育成完整個體2.全套遺傳信息3.分裂和分化能力4.(1)植物細胞(2)動物細胞核判一判(1)、(2)對；(3)錯，全能性強調已分化的細胞發育成完整個體且在人為條件下。三、1.減少變小新陳代謝速率活性降低酪氨酸逐漸積累體積增大內折收縮加深通透性改變物質運輸2．(1)基因自動結束生命(2)正常發育內部環境的穩定四、1.致癌因子遺傳物質機體連續進行分裂2．(1)增殖(2)細胞的形態(3)表面3．(1)物理(2)化學(3)病毒4.(1)原癌基因(2)細胞周期生長和分裂不正常的增殖辨一辨錯，正常細胞也存在。思考內質網。內質網是細胞內糖類、脂質等有機物合成的“車間”。課堂活動區1．(1)有絲分裂細胞分化(2)基因的選擇性表達(3)無菌營養(4)已分化的細胞仍具有全能性2．持久性不可逆性體細胞細胞核細胞個體＞＞＞＞不發生改變越小探究示例1D[細胞分化一般來說是不可逆的，且具有普遍性和持久性。細胞分化的實質是基因的選擇性表達，表達的基因不同，轉錄生成的mRNA不同，但tRNA都相同。細胞分化的結果是形成不同形態結構和功能的細胞。細胞分化不會改變遺傳物質。]eq\x(思路導引①細胞分化的本質是基因的選擇性表達；②分化的特性；③分化的結果。)探究點二1．對于單細胞生物來說，個體的衰老就是細胞的衰老；對于多細胞生物而言，細胞的衰老與個體的衰老不是一回事，因幼年個體體內有衰老細胞，老年個體體內也有剛剛產生的新細胞。2．細胞核體積增大細胞體積變小細胞內色素積累細胞內水分減少細胞新陳代謝的速率減慢；呼吸速率減慢酶活性降低；物質運輸功能降低3．基因不受基因內陷圓不規則電、熱、冷、機械利害探究示例2C[圖中①表示凋亡誘導因子與膜受體結合，這種結合具有特異性，且與信息交流有關。由圖可知凋亡信號激活凋亡相關基因，從而表達出與凋亡有關的蛋白質，該過程體現了基因的選擇性表達。細胞凋亡是在基因調控下的程序性死亡，是細胞主動死亡的過程。]探究點三12．(1)無限增殖；(2)形態顯著改變；(3)細胞間黏著性降低，易遷移，失去接觸抑制性。探究示例3B[癌細胞的形態結構和功能都發生了改變。癌變的原因是原癌基因和抑癌基因發生突變。導致細胞癌變的因素有物理因素、化學因素和生物因素，某些病毒將其基因整合到人的基因組中，也可誘發癌變。癌細胞在適宜條件下能夠無限增殖，繁殖速度快，細胞周期短。]構建知識網絡①增加細胞數量②基因選擇性表達③細胞癌變④增加細胞類型課后練習區1．BD[同一生物個體的不同細胞所含的遺傳信息相同；但因基因的表達具有選擇性，所以不同的細胞中合成的蛋白質種類不完全相同；圖示不同的小腸細胞結構相似；因不同的細胞功能不同，所以不同的細胞中細胞器的種類和數量差別較大。]知識鏈接細胞分化圖解2．B[細胞全能性的實現是指由離體的細胞發育成完整個體，題中只是將皮膚細胞改造成精子，而沒有形成完整個體。]歸納提升細胞全能性的原因、表達條件及全能性差異分析(1)細胞具有全能性的原因體細胞都是受精卵有絲分裂的后代細胞，有絲分裂前后細胞中染色體數、核DNA分子數不變，其遺傳特性也不變?；ㄋ庪x體培養時所用的花粉是減數分裂形成的，雖然只有正常體細胞遺傳物質的一半，但攜帶著控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部信息。細胞的全能性是生物組織培養和克隆的理論依據。(2)細胞全能性表達的條件離體(必要條件)、一定的營養物質(無機鹽、維生素、氨基酸等)、激素(細胞分裂素、生長素)、適宜的條件(適宜的溫度、pH等)。(3)細胞全能性有差異：高度分化的植物細胞具有全能性；高度特化的動物細胞的全能性受到限制，但動物體細胞的細胞核仍然保持著全能性；在生物體內，分化的體細胞之所以沒有表達出全能性，是基因在時間和空間上選擇性表達的結果；經細胞分化，細胞的全能性降低。3．C[三種細胞都含有甲、乙、丙、丁四種基因，甲、乙、丙基因分別只在胰島B細胞、眼晶狀體細胞、神經細胞中選擇表達，丁基因在三種細胞中都可以表達。說明三種細胞功能不同，同時也存在著共同的生理過程，而它們共同生理過程有可能就是細胞呼吸。]解題技巧材料表格信息題解題策略如上題是用表格的形式表示人體三種不同細胞中的基因存在及表達情況。此類試題主要信息來自表格，關鍵是要看清、看懂材料。解決此類試題必須通過閱讀表格，理解表格中所表達的生物學內涵，啟用對比思維，提取有效信息并轉換成可以利用的信息(不同細胞中甲、乙、丙、丁四種基因存在情況相同，而基因表達情況既有相同——丁基因均表達，又有不同——甲、乙、丙表達不同)，然后進一步結合選項遷移到新情景中回答判斷。4．C[由細胞培養得到了各種組織和器官體現了細胞的全能性，這些器官的形成是干細胞分裂與分化的結果，但是細胞分化沒有改變遺傳物質，各種細胞的染色體組成還是一樣的。]5．A[細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，又稱細胞編程性死亡。而放射性治療引發的死亡不屬于編程性死亡；不良的生活習慣等可能使原癌基因和抑癌基因發生突變，引起細胞畸形分化而導致細胞癌變。]6．C[端粒是位于染色體兩端的特殊DNA序列，有染色體的細胞就有端粒，正常細胞不缺少組成端粒的原料；細胞癌變的根本原因是原癌基因和抑癌基因的突變，含有端粒酶是細胞癌變的直接原因。]7．D[衰老細胞中多種酶的活性下降；細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，細胞壞死與極端的物理、化學等因素關系十分密切；細胞凋亡時不會傷害周圍的細胞。]知識歸納細胞分裂、分化、衰老、凋亡、壞死、癌變之間的關系細胞分裂、分化、衰老和凋亡都是細胞正常的生命現象，而壞死、癌變都是異常生命現象。細胞分裂是生物生長發育、繁殖和遺傳的基礎，細胞分化是生物個體發育的細胞學基礎，僅有細胞增殖而沒有細胞分化，生物體就不能進行正常的生長發育。細胞凋亡是一種自然生理過程，與其密切相關的細胞器是溶酶體，其與基因選擇性表達有關，但不屬于細胞分化過程。細胞癌變是細胞畸形分化的結果，細胞壞死是細胞受到強烈