高三生物一轮复习 413细胞的分化衰老凋亡及癌变教学案 新人教版.docx

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高三生物一轮复习413细胞的分化衰老凋亡及癌变教学案新人教版

第13讲　细胞的分化、衰老、凋亡及癌变

[考纲要求]　1.细胞的分化和细胞的全能性（Ⅱ）。

2.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系（Ⅱ）。

3.癌细胞的主要特征及防治（Ⅱ）。

一、细胞的分化与全能性

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）意义：

①细胞分化是生物个体发育的基础。

②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。

（4）实质：

在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达，转录出不同的mRNA，控制合成出不同的蛋白质。

（5）标志：

①分子水平：

合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等；②细胞水平：

控制合成不同种类的细胞。

解惑　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，DNA却都相同。

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）全能性差异：

高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的能力，说明植物细胞仍然具有全能性；实验表明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。

（3）干细胞：

动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。

判一判　

（1）蜜蜂由未受精卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有全能性（　√　）

（2）转入抗虫基因的棉花细胞或番茄、马铃薯细胞杂交后培育出植株，证明了植物细胞的全能性（　√　）

（3）壁虎断尾后重新长出尾部证明动物细胞具有全能性；紫色糯性玉米种子培育出植株，

证明了植物细胞的全能性（　×　）（4）细胞的全能性以产生个体为标志，若无个体产生，不能体现全能性（　√　）

二、细胞的衰老、凋亡和坏死

1．衰老的特征

判一判　

（1）细胞衰老等于多细胞生物个体衰老（　×　）

（2）人体红细胞衰老时细胞核增大（　×　）

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

（3）意义

解惑　细胞凋亡，即细胞编程性死亡，是一种自然生理过程；与细胞凋亡密切相关的细胞器是溶酶体。

三、细胞的癌变

1．癌变实质：

原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。

2．癌细胞的特征

（1）在适宜的条件下，能够无限增殖。

（2）形态结构发生显著变化，如成纤维细胞由扁平梭形变成球形。

（3）表面发生了变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致癌细胞容易分散和转移。

3．致癌因子分类（连一连）

考点一　聚焦细胞分化与细胞的全能性

1．比较细胞分裂与细胞分化的区别和联系

（1）细胞分裂使细胞数目增多，细胞类型不变。

（2）细胞分化使细胞类型增多，数目不变。

（3）细胞分裂是细胞分化的基础。

2．比较细胞分化与细胞的全能性

细胞分化

细胞的全能性

原因

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、不可逆性、普遍性

①分化程度的高低与全能性大小呈负相关

②受精卵>配子>体细胞

结果

形成形态、结构、功能不同的细胞群

形成新的个体

3．总结细胞全能性表达的条件

（1）离体（必要条件）。

（2）一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）。

（3）激素。

（4）适宜的条件（适宜的温度、pH等）。

易错警示　有关细胞全能性的3个易错点

（1）植物种子发育成植株不叫全能性。

（2）胚胎干细胞发育成各种组织器官（未形成个体——体现全能性的终点）不叫全能性。

（3）动物细胞因具有该物种全套的遗传物质，尽管没有实验成功，但理论上具有全能性；而动物克隆只体现细胞核的全能性，二者并不矛盾。

1．（2011·山东卷，2）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

答案　D

解析　玉米种子中的胚由受精卵发育而来，不是分化了的体细胞，故胚发育形成新植株的过程不能体现体细胞的全能性；小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，并没有发育成个体，所以不能体现细胞的全能性；小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株，体现的是植物生殖细胞的全能性。

2．如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段的示意图，图中甲、乙为两个阶段的细胞，a、b表示发育变化的模式过程。

下列叙述正确的是（　　）

①a过程有可能发生基因突变　②乙细胞不同的基因重组导致b过程产生不同的细胞　③上皮细胞与甲细胞遗传物质相同，因此它们的全能性高低应该相同　④b过程中遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质

A．①④B．③④

C．①②D．②③④

答案　A

解析　识别图解中的过程和名称是解题的关键，识别的依据是细胞的数量和形态的变化。

a过程为细胞增殖过程，乙细胞为由甲细胞形成的子细胞；b过程为细胞的分化，其结果是形成多种细胞。

在细胞增殖的间期，由于要进行DNA复制，所以可能发生基因突变，①正确；因为该图解表示的是人体某早期胚胎细胞发生的变化，所以不可能是减数分裂过程，也不可能发生基因重组，②错误；上皮细胞的全能性明显低于甲细胞（甲细胞为多能干细胞），③错误；细胞分化过程中，基因要进行选择性表达，所以b过程内遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质，④正确。

技法提炼

正确解读有关细胞生命历程的图形信息

从上图可解读以下信息：

1．图中①③⑤细胞特征相似：

细胞核大，细胞质浓，液泡小或无，都应具有较旺盛的细胞分裂能力。

其中①→③表示通过细胞分裂使细胞数目加倍；③→⑤表示通过细胞生长使细胞体积增大。

2．图中②④细胞形态特征与①有较大区别，所以①→②和①→④均表示细胞分化过程。

3．图中⑥⑦⑧表示从图中②取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的植株，体现了植物细胞的全能性。

考点二　聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变

1．归纳细胞衰老的特征

“一大”：

细胞核的体积增大；“一小”：

细胞体积变小；“一多”：

色素增多；“三低”：

代谢速率、多种酶的活性、物质运输功能均降低。

2．比较细胞凋亡与细胞坏死

项目

细胞凋亡

细胞坏死

与基因的关系

受基因控制

不受基因控制

细胞膜的变化

内陷

破裂

形态变化

细胞变圆，与周围细胞脱离

细胞外形不规则

影响因素

由遗传机制决定的程序性调控

电、热、冷、机械等不利因素

对机体的影响

有利

有害

3．分析癌细胞的特征与癌变机理

（1）特征分析

①不死性：

条件适宜时，癌细胞可以无限增殖，而且分裂迅速，细胞内的核糖体数目大量增加，代谢异常活跃。

②迁移性：

癌细胞分泌一些酶类分解细胞表面的某些结构，导致癌细胞黏着性降低，易于扩散。

③失去接触抑制性：

正常细胞贴壁生长汇合成单层后停止生长，而癌细胞即使堆积成群，仍然可以生长。

如下图：

（2）癌变机理

（3）原癌基因与抑癌基因的关系

①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；而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。

②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。

易错警示　与细胞癌变、衰老、凋亡有关的5个易错点

（1）原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。

（2）个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中有衰老的细胞，老年个体中有新产生的细胞，但细胞总体衰老会导致个体的衰老。

（3）细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体有害。

（4）细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体有害。

（5）细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。

3．下列有关细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的说法，正确的是（　　）

A．衰老细胞的膜通透性降低，癌变细胞的膜黏着性增强

B．细胞凋亡受基因控制，细胞癌变不受基因控制

C．细胞坏死时代谢停止；细胞癌变时代谢增强

D．衰老、死亡的细胞可被浆细胞清除；癌细胞可被效应T细胞裂解

答案　C

解析　癌变细胞的膜黏着性降低，易扩散；细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，受基因控制；衰老、死亡的细胞可被吞噬细胞清除，效应T细胞可裂解癌细胞。

4．如图为人体细胞的分裂、分化、衰老和死亡过程示意图，图中①～⑥为各个时期的细胞a～c表示细胞所进行的生理过程。

据图分析，下列叙述正确的是（　　）

（1）由①细胞分裂产生③④细胞的方式有三种　

（2）⑤与⑥细胞的基因型相同，mRNA的种类不同　（3）⑤和⑥细胞内遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质　（4）细胞的衰老与死亡就会引起人体的衰老与死亡　（5）细胞死亡受基因控制，细胞癌变不受基因控制　（6）⑤⑥的分化程度比①的分化程度高，全能性也高　（7）细胞坏死，膜通透性降低；细胞癌变，膜黏着性增强　（8）细胞癌变，细胞周期延长；细胞凋亡，细胞周期变短

A．只有一项正确B．只有两项正确

C．只有三项正确D．只有四项正确

答案　B

解析　该图所示人体细胞的分裂方式为有丝分裂；细胞分化是基因选择性表达的结果，分化产生的细胞基因型相同，但表达的基因不同，产生的mRNA的种类不同，分化过程的遗传信息流动方向是DNA→RNA→蛋白质，因此

（2）（3）正确；细胞的衰老与死亡与人体的衰老与死亡一般是不同步的；细胞衰老、死亡、分化等现象都是基因程序性表达的结果，发生癌变的细胞恶性增殖，细胞周期变短，细胞膜表面的糖蛋白减少，黏着性降低。

细胞的分裂、分化、癌变及衰老的关系

1．区别

结果

遗传物质变化

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

形成不同组织和器官

遗传物质不发生改变

细胞癌变

无限增殖的癌细胞

遗传物质发生改变

细胞衰老

细胞正常死亡

遗传物质不发生改变

2．联系

序号

错因分析

正确答案

序号

错因分析

正确答案

①

表述不准确

细胞增殖

②

表述不完整

细胞分化

③

未按要求作答

不能

④

未按要求作答

a

⑤

画蛇添足，出现了知识性错误

色素

⑥

表述不完整

基因控制的程序性死亡

⑦

答案不全面

原癌基因和抑癌基因发生突变

⑧

对“细胞分化过程DNA不变”不理解

mRNA

教师备课资源

1．细胞分裂与细胞分化的区别与联系

细胞分裂

细胞分化

原因

①细胞表面积和体积发展不平衡；②细胞核与细胞质发展不平衡；③增殖的需要

基因的选择性表达

结果

生成相同的细胞

生成不同的细胞

意义

①促进多细胞个体形成，生长和发育的需要；②单细胞生物形成新个体的需要

①组织、器官的形成；②组织、器官的修复

特性

①局部性；②周期性

①持久性；②不可逆性；③普遍性；④差异性

关系

①细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分裂产生了相同细胞的后代，细胞分化使相同细胞的后代发生了形态、结构和生理功能上的差异。

生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的细胞、组织，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果；②细胞分裂只是增加了细胞数量，细胞分化形成了具有特定形态、结构和功能的组织和器官，没有细胞的分化，多细胞生物不可能正常发育

2．全能性表达需要的条件

（1）离体。

生物体内的活细胞尽管具有全能性，但受基因选择性表达的调控，一般都要进行定向的、不可逆转的细胞分化，不能表现其全能性。

（2）适宜的营养、适宜的环境条件、植物激素（生长素和细胞分裂素）。

3．细胞的分化、衰老、凋亡、坏死和癌变的比较

实质

特点

结果与意义

细胞

分化

基因的选择性表达

①持久性；②普遍性；③不可逆性；④差异性

产生各种不同的组织、器官

细胞

衰老

内因和外因共同作用的结果

①酶活性降低，呼吸速率减慢；

②细胞体积增大，线粒体减少；

③核增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深

①生物体的绝大多数细胞都经历未分化→分化→衰老→死亡的过程；②细胞衰老是时刻都在发生的

细胞

凋亡

由遗传机制决定的程序性调控

细胞膜内陷，细胞变圆，与周围细胞脱离

①清除多余无用细胞；②清除完成使命的衰老细胞；③清除体内异常细胞

细胞

坏死

受电、热、冷、机械等不利因素影响。

不受基因控制

细胞膜破裂

伤害周围细胞，引发炎症

细胞

癌变

物理、化学和病毒致癌因子影响下，原癌基因和抑癌基因的突变

①恶性增殖的“不死细胞”；

②形状显著改变的“变态细胞”；

③黏着性降低的“扩散细胞”

癌细胞的出现并大量增殖