三、细胞增殖 四、细胞分化、癌变和衰老
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2006年射阳县高三生物一轮复习教学案(七)【课题】细胞(五)细胞的分化、衰老、癌变【目标】1.细胞的分化;2.细胞的衰老;3.细胞的癌变。
【知识结构】一、细胞的分化概念过程:受精卵→生长→组织、器官→系统→生物体植物细胞的全能性动物细胞核的全能性二、细胞的癌变机理:正常细胞的致癌基因被激活从而变成癌细胞a特征 bc物理因子因子化学物质病毒生物预防三、细胞的衰老正常生命现象:发生→分化→衰老→死亡①②特征③④⑤原因:假说阶段,如【重点剖析及例题】1.细胞增殖和细胞分化的关系区别:细胞增殖使生物体的细胞数目增加,形态和功能不变;细胞分化使细胞的形态和功能都发生变化联系:细胞增殖是细胞分化基础,细胞分化是细胞增殖的升华。
二者在生物的个体发育过程中起着不可替代的作用例1、细胞分化与细胞增殖的主要区别是()A、细胞数量增多B、细胞形态和结构相同C、细胞生理功能相同D、相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定差异2.细胞的全能性例2、(多选题)能说明细胞(或细胞核)全能性的是()A、由胡萝卜韧皮部细胞长出小植株B、酵母菌出芽生殖C、马铃薯块茎繁殖D、1997年“多利”绵羊培育成功3.细胞分化、癌变和衰老的比较:例3、(多选)下列关于细胞分裂、分化、衰老和死亡的叙述,不正确的是()A、细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异,导致细胞的形态和功能各不相同B、个体发育过程中细胞的分裂、分化和死亡对于生物体都有积极意义C、细胞分裂存在于个体发育整个生命过程中,细胞分化仅发生于胚胎发育阶段D、多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的(【课堂检测】1、在生物体的个体发育中,能由一个受精卵形成复杂生物体,主要是因()A、细胞分裂B、细胞生长C、细胞成熟D、细胞分化2、植物细胞表现出全能性的必要条件是()A、给予适宜的营养和外界条件B、导入其它植物细胞的基因C、脱离母体后给予适宜营养和外界条件D、将成熟筛管细胞核移到去卵中3、1951年,科学家从黑人妇女海拉体内,经细胞分离建立了“海拉细胞系”,至今已有半个世纪,它仍在世界上许多实验室广泛传代。
细胞分化、癌变、衰老、高考生物知识点细胞分化、癌变和衰老高考生物知识点一、细胞分化细胞分化是指个体发育过程中,一种或一种细胞增殖产生的后代在形态、结构和生理功能上具有不同稳定性的过程。
它是一种永久性的变化,发生在生物体的整个生命过程中,但在胚胎期达到X极限。
细胞分化后,生物体内会形成各种细胞和组织,这种稳定性的差异是不可逆的。
细胞分化程度:体细胞;胚胎细胞;受精卵然而,科学研究证明,高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植物的能力,即保持全能性。
细胞全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。
生物体的每一个细胞都含有该物种特有的所有遗传信息,并拥有发育成完整个体所必需的所有遗传物质。
理论上,生物体的每个活细胞都应该是全能的。
细胞全能性的大小:受精卵;胚胎细胞;体细胞通常生物体内的细胞并不表现全能性,而是分化为不同的细胞和组织,这是特定时空条件下基因选择性表达的结果。
二、细胞的癌变在个体发育过程中,大多数细胞可以正常分化。
然而,在致癌物的作用下,有些细胞不能正常分化,而是成为不受生物体控制而不断分裂的恶性增殖细胞。
这种细胞就是癌细胞。
与正常细胞相比,癌细胞具有以下特点:可以无限增殖,形态结构发生显著变化;癌细胞表面糖蛋白减少;容易在体内扩散和转移。
由于细胞膜上糖蛋白等物质减少,细胞间的粘附力降低,导致癌细胞在机体内容易分散和转移。
目前认为引起癌变的因素主要有三种:第一种是物理致癌因素,如辐射致癌;第二类是化学致癌物,如砷、苯、煤焦油等。
另一种是病毒致癌物,引起癌症的病毒称为致癌病毒。
此外,科学家已经证实,癌细胞是由原癌基因激活成癌基因引起的。
第三,细胞老化体内大多数细胞经历未分化、分裂、分化和xx期。
因此,细胞衰老和xx是正常的生活现象。
衰老细胞的主要特征如下:(1)细胞含水量的降低导致xx细胞收缩,体积变小,代谢速度变慢;(2)衰老细胞中,酶的活性降低。
例如,人类头发变白是由于黑色素细胞老化时酪氨酸酶活性降低;(3)细胞内的色素会随着细胞的衰老而积累,影响细胞正常的生理功能,如物质交换和信息传递,X最终会导致细胞xx;(4)细胞膜通透性改变,物质转运能力下降。
此次课程内容:细胞的分化、衰老、凋亡、癌变;注意不是题海战术,而是重在对相关知识点的理解与掌握,真正做到理解后再答题。
细胞的分化、衰老、凋亡、癌变细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变的区别和联系二、联系:1.细胞分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡是细胞的正常生理现象。
2.细胞分裂是生物生长发育、繁殖和遗传的基础,是细胞分化的基础。
3.细胞分化是生物个体发育的细胞学基础,仅有细胞分裂增殖而没有细胞分化,生物体不能进行正常的生长发育,经细胞分化,多细胞生物形成不同的组织和器官。
4.细胞癌变是正常细胞在致癌因子影响下畸形分化的结果,内在原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。
【提醒】1.细胞分化在自然条件下是不可逆的。
2.细胞分化的关键是特异性蛋白的合成,而特异性蛋白合成的实质是基因的选择性表达。
3.细胞分化程度越高,细胞分裂能力越弱,全能性越低。
4.细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种类型;细胞凋亡是正常生理现象,细胞坏死是异常现象,对机体有害。
题贵在精不在多例1.细胞分化与细胞增殖的主要不同是A.细胞数量增多B.细胞形态、结构相同C.细胞的生理功能上相似D.相同细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程例2.下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述,正确的是A.细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异,导致细胞的形态和功能各不相同B.细胞分裂存在于个体发育的整个生命过程中,细胞分化仅发生于胚胎发育阶段C.个体发育过程中细胞的分裂、分化和凋亡对于生物体都是有积极意义的D.多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的附:答案例1:D解析:细胞分化是指在生物个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
例2:C解析:C项,正确,细胞凋亡是正常生理现象,细胞坏死是异常现象,对机体有害。
A项,所有细胞都有全套基因,但只是选择性表达;B项,细胞分化在个体发育整个生命过程中都存在;D项,多细胞生物细胞的普遍衰老才导致个体衰老。
说明:没有复制的每个染色体含有一个DNA分子,复制后每个染色体的两个染色单体上,各含有一个DNA分子;减II期后期染色体数目加倍的原因是:姐妹染色单体分开,成为独立的染色体,而此时细胞没有完成分裂。
四、识别有丝分裂或减数分裂的不同时期图象前期:染色体是否有联会现象和体细胞相比,染色体的数量是否减半中期:染色体是否成对排列在细胞中央和体细胞相比,染色体的数量是否减半后期:着丝点是否分裂细胞中在一极的染色体数目是奇数还是偶数细胞质是否等大小分裂是否含有能配对的染色体末期:是否有具有姐妹染色单体的染色体;染色体的数目是否减半如判断下列细胞所处的时期五、细胞的分化、癌变和衰老①细胞分化和个体发育的关系细胞分化是指在个体发育过程中,相同来源的细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
细胞分裂使细胞的数量增加,而细胞分化则增加了细胞的种类。
细胞分化的必然结果是形成不同组织,进而形成器官、系统,因此细胞分化是生物发育的基础。
多细胞生物体一般就是由一个受精卵,通过细胞分裂、分化发育而成。
分化发生在整个生命过程中,以胚胎期为最大限度。
②分化细胞仍然保持全能性生物体的每一个体细胞最终来自于受精卵细胞的不断有丝分裂,有丝分裂的最主要特征是通过染色体的平均分配,使复制的遗传物质平均分配到子细胞中,使亲子细胞具有相同的遗传物质。
因而,生物体的体细胞核内含有和受精卵一样的保持该物种遗传性所需要的全套的遗传物质(全套的基因),即从理论上说,已经分化的细胞,和受精卵细胞一样,仍然具有发育成完整新个体的潜能,也就是保持着细胞的全能性。
以细胞全能性为理论基础的植物组织培养技术已广泛应用于植物的快速繁殖等实践中,而克隆羊“多莉”的培育成功则进一步证实动物细胞的细胞核仍然保持着全能性。
③细胞癌变癌细胞特点:无限增殖,改变形态结构,细胞分散和转移致癌原因:④细胞衰老和死亡是正常的生命现象六、干细胞细胞分化、癌变和衰老补充资料干细胞在人和动物胚胎发育过程中,绝大多数细胞由于高度分化而失去再分裂的能力,但机体仍保留部分未分化的具有自我更新、高度增殖和分化潜能的细胞群体,即干细胞。
即这些细胞可以通过分裂维持自身细胞群的大小,同时又可以分化为各种不同的组织细胞,具有补充、修复、再生组织器官的作用,这就是干细胞。
如造血干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞、肠上皮干细胞、胚胎干细胞等。
1、干细胞的种类通常将干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。
全能干细胞:具有形成完整个体的分化潜能,如受精卵便是一个最初的全能干细胞。
胚胎干细胞(当受精卵在分裂期早期,尚未植入子宫前发育成囊胚时,内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞。
)是一种高度未分化细胞,它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,从而进一步形成机体,因此也是全能干细胞。
多能干细胞:是胚胎干细胞在进一步分化中形成的,它具有分化出多种细胞组织的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力。
例如造血干细胞即属于这一类,是造血组织中具有高度增殖能力、能分化形成各类成熟细胞并能自我更新的一类细胞。
专能干细胞:维持某一特定组织细胞的自我更新,如肠上皮干细胞、神经干细胞。
一般情况下,在整个发育过程中,细胞分化潜能逐渐受到抑制而变狭窄,即由全能性细胞转化为多能和单能干细胞,但是对于细胞核而言,却始终保持着其分化的全能性。
2、干细胞的应用(1)由于干细胞是未成熟未充分分化的细胞,具有再生各种组织器官的潜在功能,因此被称为“万用细胞”。
人们寄希望于利用干细胞在体外繁育各种组织和器官,并移植来代替各种病变的组织和器官,这将是干细胞应用的主要方向。
例如:经实验研究,科学家已使几只瘫痪的兔子在经过干细胞移植后开始爬行,神经干细胞的培育和移植,可以治疗多种因中枢神经细胞在体内最难再生而无法治愈的神经系统疾病。
(2)由于造血干细胞移植到体内后可重建各系的造血,并有可能在体外分离、培养、扩增、定向诱导分化等特点,使造血干细胞不仅成为治疗许多血液病的有效途径,而且成为细胞治疗、免疫治疗、基因治疗的理想靶细胞。
总之,干细胞工程除了将成为今后细胞治疗、器官移植和基因治疗的主角外,还将成为发现新基因和基因功能研究、动植物发育与品种改造研究、新药开发研究、新药及化学产品的毒性等的主要手段和主要模型,因此干细胞工程具有极其重要的理论意义和巨大的社会需求与市场价值。
中国造血干细胞捐献者资料库简介中国造血干细胞捐献者资料库亦称“中华骨髓库”,其前身是1992年经卫生部批准建立的“中国非血缘关系骨髓移植供者资料检索库”。
2001年12月,中央编办批准成立中国造血干细胞捐献者资料库管理中心,统一管理和规范开展志愿捐献者的宣传、组织、动员、白细胞抗原(HLA)分型、为患者检索相合的造血干细胞捐献者及移植治疗服务等。
建设“资料库”是人类文明和医疗事业的需要。
造血干细胞移植可以治疗白血病、急性放射病、重症再生障碍性贫血、重症地中海性贫血、重症免疫性疾病以及因癌症接受放化疗后的免疫功能低下等多种疾病。
在我国每年有近百万患者需要造血干细胞移植,仅白血病患者每年新增4万余人。
造血干细胞移植成功的关键在于患者与捐献者两者的HLA分型必须相合,这种相合率在同卵双生兄弟姐妹之间为100%,在有血缘关系的兄弟姐妹之间为25%。
现在大多数青少年是独生子女,如患病后很难找到与之相合的同胞供者。
要想进行造血干细胞移植,只能依靠社会上非血缘的志愿捐献者提供配型相合的造血干细胞,但非血缘关系中HLA相合率约为1/400——1/10000。
根据我国的实际情况,尽快建设30万人份以上的“资料库”,才能适应临床为白血病等患者进行造血干细胞移植的需要。
目前,全国已建立了24个省级分库、24个HLA定点组织配型实验室和1个质量控制实验室。
可用于为患者检索服务的白细胞抗原分型资料6万多份,截至2003年8月底己受理检索3000多人次,其中,近300份志愿者的资料与患者白细胞抗原型相合,已为50多例白血病患者提供了造血干细胞进行移植。
[练习及解析]1、观察有丝分裂的过程中,哪些阶段的细胞中完全看不到核膜:A、在整个分裂期都看不到核膜B、从前期到后期看不到核膜C、中期和后期看不到核膜D、前期和中期看不到核膜[解析]前期的早期可以看到核膜,前期核膜的解体标志前期的结束,直到末期,核膜才重新形成。
答案:C2、在高倍显微镜下,观察处于有丝分裂的中期的植物细胞,都能看到的结构是:A、同源染色体、细胞壁、纺锤体B、染色体、赤道板、细胞膜C、细胞壁、细胞膜、核膜、核仁D、染色体、纺锤体、赤道板[解析]细胞壁是所有植物细胞具有的结构,在高倍镜下任何时候都能看到;染色体、同源染色体、纺锤体是在分裂期的细胞中可以看到的,中期最明显;细胞膜是各个时期的细胞中实实在在存在的结构,但普通光学显微镜不易看到;赤道板是细胞中央染色体着丝点排列的一个平面。
并不是一个有由物质组成的结构。
答案:A3、在细胞有丝分裂的过程中,每个染色体含有染色单体的时期是:①前期②中期③后期④末期A、①④B、②④C、②③D、①②[解析]间期染色体复制后,每个染色体就含有染色单体,直到后期着丝点的分裂导致染色单体的分开。
答案:D4、下图为某一高等生物细胞有丝分裂过程中某一时期的图象,下列叙述不正确的是:A、该生物为一种动物B、该生物的体细胞中含8条染色体C、该细胞处于有丝分裂后期D、该细胞中含有8条染色体[解析]此图表示动物细胞有丝分裂后期的细胞,染色体的数目加倍;该生物的体细胞中,应含有4条染色体。
答案:B5、下图是某动物细胞分裂的一组图像,下列叙述正确的是:A、具有同源染色体的细胞只有②③B、动物睾丸中可能同时出现以上细胞的状况C、图③表示发生了基因重组现象D、上述细胞中含有8个染色单体的是①②③[解析]四个图解所处的阶段分别为:①表示精原细胞有丝分裂后期,②表示精原细胞减数第一次分裂中期,③表示有丝分裂中期,④表示次级精母细胞减数第二次分裂后期。
①也含有同源染色体,基因重组发生在减数第一次分裂的过程中,姐妹染色单体分开后,称为子染色体,所以①有8条染色体,而不是8个染色单体。
答案:B6、某生物体细胞有三对同源染色体,其中A、b、C来自父方,a、B、c来自母方,该生物的配子中,含A、B、C 染色体组合的配子数占总数的比例是:A、l/4B、l/8C、l/16D、l/32[解析]减数第一次分裂时,同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合,非同源染色体的自由组合方式是:如果一个细胞中有n对同源染色体,则非同源染色体的自由组合的方式为2n,该生物细胞有三对同源染色体,配子中非同源染色体的可能的组合方式为23,而A、B、C只是其中的一种组合。
答案:B7、减数分裂时,与生殖细胞染色体数目减半相关的重要事件是:A、减I期同源染色体分离B、减II期姐妹染色单体分开C、减I期姐妹染色单体分离D、同源染色体分离[解析]减数分裂的过程中,在减I期,由于同源染色体的分离而导致染色体数目的减半,减II期实质上是在减I期染色体数目减半的基础上进行的有丝分裂(等数分裂)。
答案:A8、在兔子精细胞核中,DNA的重量为4×10-12g,那么在骨髓细胞有丝分裂前期和初级精母细胞减数第一次分裂的后期,核中DNA的重量分别为:A、4×10-12g,8×10-12gB、16×10-12g,8×10-12gC、8×10-12g,8×10-12gD、16×10-12g,16×10-12g[解析]精细胞作为生殖细胞,DNA含量为体细胞的l/2,所以兔子的体细胞中DNA含量为8×10-12g,有丝分裂前期,染色体的DNA完成复制。
故骨髓细胞核中含量为16×10-12g;初级精母细胞减数第一次分裂的后期,DAN完成复制,但细胞没有完成分裂,所以DNA含量是16×10-12g。
答案:D9、某生物一个性原细胞中含6个染色体,如果在减数分裂过程中不发生交换,经减数分裂后产生的精子类型或卵细胞的类型分别为:A、2种和1种B、4种和1种C、8种和8种D、8种和4种[解析]考察知识点:减数分裂过程中染色体的行为变化和产生的配子的种类的关系。
一个精原细胞减数分裂产生4个精子。
由于减数第二次分裂是有丝分裂,所以形成的四个精于两两相通,因而有两种类型。
一个卵原细胞减数分裂只产生一个卵细胞,所以形成的卵细胞的类型只有1种。
解答本题要注意提干的文字表述,如果本题问题为:精减数分裂后,产生的可能的精子或卵细胞的类型,则为23,8种。
对于一个特定的性原细胞,同源染色体分离的同时,非同源染色体的自由组合方式只能是其中的一种。
答案:A10、在有丝分裂的分裂期开始时,如果它的染色体数为N,DNA含量为Q,则该细胞分裂后每个子细胞中的染色体数和DNA含量分别是A、N和QB、N/2和Q/2C、N和Q/2D、N/2和Q[解析]有丝分裂的最主要特点是保证亲子代之间染色体数目的恒定和遗传物质的稳定。