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2015高三生物一轮复习细胞的分化、衰老和癌变_图文


考点一 细胞分化与细胞的全能性 考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变 网络构建

第12讲 细胞的

分化、
衰老、 凋亡及 癌变
高考模拟 提能训练 强化审答 规范解题

练出高分

考点一 细胞分化与细胞的全能性
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。

胚胎 时期达到最大程度。 (2)时间:发生在整个生命进程中, (3)结果:形成 形态、结构、功能不同的细胞群 。
(4)特点:稳定性 、 持久性 、 不可逆性 和普遍性。 (5)意义:是生物个体发育的基础;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。 (6)实质:基因的不同的细胞中遗传信息的执行情况不同 。

考点一 细胞分化与细胞的全能性
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)动、植物细胞全能性的区别:高度分化 的植物细胞 仍具有全能性;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的少数具有 分裂和
分化 能力的细胞。
3.细胞的全能性表达的条件 离体、一定的营养物质 和适宜的环境条件等。

(2)把实例和相对应的原理或过程连线:

考点一 细胞分化与细胞的全能性

1.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 原理 不同的细胞中遗传信息的执行情 况不同 细胞全能性 含有本物种 全套遗传物质 .

① 持久性 . ①高度分化的植物体细胞具有 ②稳定性和 不可逆性 :一般来说, 全能性 . 特点 分化了的细胞将一直保持分化后的 ②动物高度分化的体细胞全能性 状态,直到死亡 受限制,但 细胞核 仍具有全能 ③ 普遍性 :在生物界中普遍存在 性 结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成新的 个体 . 大小 细胞分化程度有高低之分,如体细 细胞全能性有大小之分,如受精 卵 > 生殖细胞 > 体细胞 比较 胞 > 生殖细胞 > 受精卵 ①两者的遗传物质一般都不发生变化 关系 ②细胞的分化程度越高,具有的全能性越 低 .

考点一 细胞分化与细胞的全能性

1.判断下列有关细胞分化和干细胞的叙述: (1)白细胞和红细胞都是由造血干细胞分化来的 (2)基因突变可使已分化的正常细胞变成癌细胞 (√ ) (√ ) (3)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同 ( × ) (4)同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强 (5)自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应 (√ ( √ ) )

(6)胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化 ( × )

【通关题组】
1.(细胞分化)(2014·西城区模拟)下列关于细胞分化的叙述错误的是 ( A.细胞分化意味着不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质 B.细胞分化是动物和植物发育的基础,且贯穿于其整个生命进程中 C.通常体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡

D)

D.具有分裂能力的细胞一定会分化,且分化程度越高分裂能力就越低

【互动探究】题中“C项”的描述体现了细胞分化的什么特点?
提示:细胞分化的稳定性和不可逆性。

2.(细胞全能性)关于细胞全能性的理解不确切的是

(

A)

A.动物细胞培养获得大量骨髓瘤细胞,证明了动物体细胞也具有全能


B.细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在因素 C.经植物组织培养得到的试管苗,是植物细胞在一定条件下表现全能 性的结果 D.大量的科学事实证明,高度分化的植物体细胞仍具有全能性

【互动探究】A项中的动物细胞培养和C项中的植物组织培养 结果不同,说明了什么? 提示:植物细胞的全能性比动物细胞高。

【解题金手指】
正确解读图形信

息,掌握细胞生命
历程发展规律

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②中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。

1.根据下图判断下列叙述不正确的是

(

D)

A.①→②, ①→④的根本原因是细胞中遗传信息执行情况不同 B.抑制 DNA 复制可使①→③过程停止 C.经②④变化的细胞会逐渐呈现出酶的活性降低, 细胞核变大 等衰老特征 D.细胞经⑤变化后,其物质运输效率提高

【加固训练】
1.科学家研究发现,人和其他哺乳动物一样,体内也存在一种被称为
“ISL1”的心脏祖细胞,它可以分化为心肌、心血管等。下列有关心脏 祖细胞的说法错误的是 (

D)

A.心脏祖细胞分化程度比心肌细胞低 B.心脏祖细胞的分化性能比胚胎干细胞低 C.心脏祖细胞与心肌细胞的核遗传信息相同 D.心脏祖细胞与造血干细胞形态结构不同的直接原因是mRNA不同

考点二

植物组织培养

1.植物组织培养的含义、原理及过程 ?(1)含义:在无菌和人工控制条件下,将 离体 的植物器官、组 织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件, 完整的植株 诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成 。

?(2)原理:植物细胞具有全能性。
(3)过程: 脱分化 再分化

2.培养基
(1)成分:大量元素、微量元素、有机成分、 激素 和琼脂。 (2)类型: MS培养基 、发芽培养基和生根培养基。 (3)作用:为植物组织或器官生长和发育提供 营养条件 。 (4)制备:配制各种母液→配制培养基→ 灭菌 。

3.菊花组织培养的影响因素及实验操作
? ?材料:种类 、 年龄 、保存时间长短等,菊花 ?的组织培养,一般选择 未开花 植株的茎 ? ?上部 新萌生 的侧枝 ? ? ? 大量元素 (1) ? ?无机营养? ? ? ? 影? ? 微量元素 营养? 响? ? ?有机营养: 维生素 、甘氨酸 、 烟酸 、肌 因? ? ?醇以及 蔗糖 等 ? 素 ? 细胞分裂素和生长素 激素: ? ?pH: 5.8 左右 ? 18~22 ℃ 温度: ? ? ?光照:每日 光照12 h

(2)实验操作步骤:制备MS培养基→外植体 消毒 → 接种 →培养 → 移栽 →栽培 ①外植体消毒 70%的酒精 消毒―→无菌水清洗―→ 0.1%氯化汞溶液消毒
―→ 无菌水 清洗 ②接种:始终在 酒精灯火焰 旁进行,对接种工具要用 火焰灼烧 灭菌。将菊花茎段插入培养基中时注意 不要倒插 。 ③培养与移栽:在18~22 ℃的 无菌箱 中培养,得到 试管苗后进 行移栽。

判断正误
(1)离体组织的细胞必须经过脱分化才能形成愈伤组织( √ )。 (2)可用高压蒸汽灭菌法对植物组织的培养液和培养材料进行灭菌 ( × )。 (3)菊花组织培养,一般选择开花植株的茎上部新萌生的侧枝 ( × )。 (4)植物激素的浓度可影响细胞分化,但作用的先后顺序及比例不 影响组织培养的过程 ( × )。 (5)pH、温度和光照等也影响植物组织培养 ( √ )。

植物组织培养的原理及过程
1 . (2013· 重庆卷 ) 某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉, 其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→ 移栽”。下列有关叙述,错误的是 ( )。 A .消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对 细胞的伤害 B .在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体 加倍的细胞 C.出芽是细胞再分化的结果,受基因选择性表达的调控 D.生根时,培养基通常应含α-萘乙酸等生长素类调节剂

B

?解析 植物体细胞杂交必须先用纤维素酶和果胶酶去掉细胞 壁,愈伤组织细胞有细胞壁,加入诱导剂,细胞也不能融合, 不能获得染色体加倍的细胞,B项错误。

? 互动探究 ? 某愈伤组织在如图甲所示的培养基中培养一段时间后得到如图乙 所示的结构,经分析可知该培养基中可能存在①~④中的哪种状 况?

? ①细胞分裂素多,生长素少 ? ②细胞分裂素少,生长素多 ? ③细胞分裂素和生长素用量 相等 ? ④只有生长素 ?提示 从图乙中可以看出该培养基有利于生根且抑制芽的形成, 所以可推断该培养基中生长素多,细胞分裂素少,故可存在 ①~④中的②状况。

?归纳提升

?

1.MS培养基(植物组织培养用的培养基 )的成分及各成分的 作用
成分 作用

微量元素和大量 提供植物细胞生活所必需的无 元素 机盐 蔗糖 提供碳源,维持细胞渗透压 满足离体植物细胞在正常代谢 甘氨酸、维生素、 途径受一定影响后所产生的特 烟酸、肌醇 殊营养需求

?2.脱分化和再分化的比较 过程 脱分 外植体成为 化 愈伤组织 愈伤组织成 再分 为丛芽或胚 化 状体结构 特点 条件 离体、营 养物质、 植物激素 和其他适 宜条件

排列疏松、高 度液泡化的薄 壁细胞团
有根、芽或有 生根发芽的能 力

?3.植物激素在组织培养过程中的作用
?生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键 性激素,其作用及特点为: 激素使用 实验结果

先使用生长素,后 有利于细胞分裂,但细胞不分 使用细胞分裂素 化

使用顺序 先使用细胞分裂素, 细胞既分裂又分化 后使用生长素 同时使用 分化频率提高 比值高 利于根的分化、抑制芽的形成 生长素用 量和细胞 比值低 利于芽的分化、抑制根的形成 分裂素用 比值适中 促进愈伤组织的形成 量的比例

知能拓展

? (1)菊花的组织培养实验中,应选择未开花植株的茎上部新萌 生的侧枝。
? (2)组织培养时不用天然激素而是用人工合成的激素,是因为 植物中存在相应的分解天然激素的酶而没有分解相应的人工 合成激素的酶,所以天然激素在植物体内作用和存在的时间 短,人工合成激素作用和存在的时间长,效果明显。 ? (3)植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行,外植体消毒 所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化 汞溶液,所使用的清洗液是无菌水。

2.(2014·遂宁模拟)下列有关细胞全能性的叙述,正确的是 ( A.组织培养繁育花卉所利用的原理是细胞具有全能性

A)

B.克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性
C.用花粉培育成的植株往往高度不育,说明花粉细胞不具有全能 性 D.愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性

【解析】选A。本题考查细胞全能性的概念。细胞的全能性是

指已分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能,最终发育成
的一定是一个个体,不能是愈伤组织等。克隆羊的诞生说明动 物细胞的细胞核具有全能性。用花粉培育成的植株是单倍体, 往往高度不育,这是单倍体的特性,不能说明花粉细胞不具有全 能性。

考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变
1.细胞的衰老
减少 活性降低 逐渐积累

变小

新陈代谢速率
酪氨酸

体积增大

内折

收缩

加深

通透性改变 物质运输

细胞衰老的特征 细胞体积 细胞核的体积 增大;“一小”: “一大”: 变小; 色素 “一多”: 增多;“三低”: 代谢速率、多种酶的活 性、物质运输功能 均降低。

考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变
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。 编程性死亡 ? 个体发育中细胞的 ?
? (2)类型?成熟个体中细胞的 自然更新 ? ? ?被病原体感染的细胞的 清除

? ?保证多细胞生物体完成 正常发育 ? (3)意义?维持 内部环境 的稳定 ? ? ?抵御 外界各种因素 的干扰

考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变
3.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细胞的表面发生了变化,细胞膜上的 糖蛋白 等物质 减少,导致癌细胞在体内容易 分散和转移 。

考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变
3.癌变的机理 (1)癌变机理
原癌
致癌 抑癌

(2)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 裂过程中它主要负责调节细胞周期,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原癌基因和抑癌基因共同对细胞的 生长和分化 起着调节 作用。

考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变

(3)致癌因子分类(连一连)

考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变

1.细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别 项目 关系 细胞膜的 变化 细胞凋亡 细胞衰老 细胞癌变 细胞坏死 制 内陷 可能有关 基因突变 皱缩 糖蛋白 减少 不受基因 控制 破裂 与基因的 受基因控

考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变
外形不规则 变化

形态变化

破裂 受基因

细胞萎缩

呈球形

影响因素

严格的 控制

内、外因 共同作用 对机体
有利

物理、化学、电、 热、 冷、 病毒等致癌 机械等各种 因子 对机体
有害

不利因素 对机体
有害

对机体的 对机体 影响
有利

【通关题组】

1.(细胞衰老与凋亡)(2014·南京模拟)关于细胞衰老与凋亡的叙 述,正确的是 ( ) D A.衰老的生物体中,细胞都处于衰老状态

B.衰老细胞内所有酶的活性都降低
C.细胞凋亡的根本原因是病原体感染 D.细胞衰老与凋亡是细胞正常的生命历程

【互动探究】衰老细胞内,由酶活性降低引起的细胞衰老特征有
哪些? 提示:色素积累、代谢减慢等。

2.(细胞的癌变)(2014·湘潭模拟)鼻咽癌是种族差异非常明显
的恶性肿瘤,我国南方几省特别是珠江三角洲地区的鼻咽癌发病 率居全球首位。下列关于鼻咽癌发病诱因及防治方法的叙述,不 正确的是 (

A.食用咸鱼过多有可能是诱发鼻咽癌的重要因素

C)

B.致癌相关基因在家族中的稳定遗传可能是鼻咽癌高危家族存
在的原因 C.细胞膜上糖蛋白增加,导致癌细胞易发生转移 D.鼻咽癌的化疗主要是利用药物作用于癌细胞周期的间期

【互动探究】由上题推断,恶性肿瘤与遗传有关吗?理由是什么? 提示:有关。有的具有家族性,可能是遗传因素导致的。

【解题金手指】
(2)联系:

【加固训练】
1.(2014·广州模拟)脊椎动物的神经系统在发育过程中,约有50%的细 胞凋亡。发育中神经细胞数量的调节如下图所示。下列说法错误的是 ( )

D

A.在发育过程中产生的神经细胞一般是过量的 B.神经细胞能够存活下来可能与获得足够的生存因子有关 C.细胞凋亡能够调节细胞的数量 D.神经细胞的死亡与生存因子的数量有关,与基因表达无关

【解析】选D。由题意可知,正常存活下来的神经细胞只
有一半,因此发育过程中产生的神经细胞一般是过量的。 细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程,因此与 基因的表达有关。

2.下列有关细胞癌变的叙述,错误的是 A.某些病毒可能导致细胞发生癌变

(

D

)

B.癌细胞黏着性降低,容易发生转移
C.癌细胞有可能被人体免疫系统清除 D.癌细胞的酶活性降低导致代谢减缓

考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变

1.下列有关细胞分化、衰老及凋亡的叙述,不正确的是 (

C

)

A.细胞分化能使细胞中细胞器的种类和数量发生改变 B.衰老细胞会出现线粒体减少、 酶活性降低及细胞核变 大等现象 C.细胞分化发生在胚胎期,细胞衰老与凋亡发生在老 年期 D.被病原体感染细胞的清除是通过细胞凋亡完成的

考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变
(4)某种抗癌药可以抑制 DNA 的复制,从而抑制癌细胞的增 殖,据此判断短期内使用这种药物对机体产生最明显的副作 用是 A.影响神经递质的合成,抑制神经系统的兴奋 B.影响胰岛细胞合成胰岛素,造成糖代谢紊乱 C.影响血细胞生成,使机体白细胞数量减少 D.影响脂肪的合成,减少脂肪的储存 ( C )

解析
高度分化的细胞不再进行细胞分裂(DNA 复制), 选项中只有 血细胞要不断由骨髓造血干细胞分裂、分化而来。

练出高分
2.如图为人体细胞所经历的生长发育的各个阶段,图中①~⑦ 为不同的细胞, a~c 表示不同的生理过程。下列叙述正确 的是 (

D)

A.与①相比,②③④的分裂增殖能力加强,分化能力减弱 B.②③④的形成过程中发生了基因的分离和自由组合 C.⑤⑥⑦的核基因相同,蛋白质种类和数量相同 D.进入 c 过程的细胞酶活性降低,代谢减慢

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a 过程属于细胞的增殖,b 过程属于细胞的分化,与①相 比,②③④的分裂增殖能力减弱,分化程度高,A 错误;

②③④细胞的形成通过细胞有丝分裂,有丝分裂过程中 不发生基因的分离和自由组合,B 错误;
⑤⑥⑦的核基因相同,但由于基因的选择性表达,其细 胞内的蛋白质种类和数量并不相同,C 错误。
答 案

D

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3.某实验室做了如图所示的实验研究,下列相关叙述中正确的 是 (

C)

A.过程 b 是诱导干细胞的形态、 结构和遗传物质发生稳定性 差异的过程 B.与纤维母细胞相比, 经过程 a 形成的诱导干细胞的全能性 较低 C. 肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中基因组成相同; mRNA 有相同的,也有不同的 D.上述细胞中具有细胞周期的是诱导干细胞和神经细胞

练出高分
解 析

a 过程是通过诱导基因作用, 使纤维母细胞脱分化为干细 胞,b 过程是再分化为其他组织器官细胞,经 a 过程后, 其全能性增强;细胞分化其遗传物质没有改变,只是基 因选择性表达,肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中 基因组成相同, mRNA 有相同的,也有不同的;神经细 胞是高度分化、不再分裂的细胞,不具有细胞周期,所 以 C 项正确。
答 案

C

考点一 细胞分化与细胞的全能性
技法提炼

细胞分化与细胞全能性的判断

(1)同一来源的细胞形成形态、功能不同的组织细胞→细 胞分化。
(2)植物体细胞——→新个体→细胞全能性表达。
形成

(3) 分化的动物细胞,在一定条件下经培养形成细胞群→ 不能体现细胞全能性,但动物细胞的细胞核具有全能性。


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