2020高考生物一轮复习教案 第四单元第十三讲-第六单元第十八讲
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第13讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
【考纲解读】
最新考纲 细解考点 核心素养
1.细胞的分化(Ⅱ)
2.细胞的全能性(Ⅱ)
3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系(Ⅱ)
4.癌细胞的主要特征及防治(Ⅱ) 1.说出细胞分化的概念、原因和意义
2.说出细胞全能性的概念和原因
3.说明细胞衰老与个体衰老的关系
4.说出细胞衰老的特征及原因
5.说出细胞凋亡的概念、机制和意义
6.说出细胞癌变的特征和原因
7.知道癌症的预防,了解癌症的治疗 1.生命观念——结构与功能观:细胞的结构变化与细胞分化、衰老和癌变的关系
2.科学思维——比较与分类:比较细胞的分化、衰老、凋亡和癌变特征的本质
3.社会责任——关爱生命,倡导健康的生活方式
考点一 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差异的过程。
(2)过程图解
(3)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。
(4)特点
①普遍性:是生物界普遍存在的生命现象。
②持久性:细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中,在胚胎时期达到最大
限度。
③稳定性和不可逆性:一般来说分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到
死亡。
(5)结果
①分子水平的变化:mRNA种类不同→蛋白质种类不同。
②细胞水平的变化:细胞形态、结构和生理功能的变化,逐渐失去分裂能力。
③组织器官水平的变化:产生不同类型的细胞构成不同的组织和器官。
(6)意义
①是生物个体发育的基础。
②使细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
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)基础:每个细胞中有发育成生物体所需要的全套遗传信息。 (3)动物细胞和植物细胞全能性的差异
①已分化的动物细胞的细胞核具有全能性,在一定的条件下经过培养只能形成细胞群。
②植物细胞在一定的条件下经过培养可以形成植物体。
(4)把实例和相应的原理或过程连线
实例 依据原理或过程
①花粉培养成单倍体植株 a.动物细胞核具有全能性
②克隆羊多利的培养 b.植物细胞具有全能性
③植物导管组织的形成 c.细胞的有丝分裂
④受精卵发育成个体 d.细胞的分化
提示:①—b ②—a ③—d ④—c、d
【深挖教材】
为什么可利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官?
提示:因为干细胞具有分裂分化能力,可培养出组织或器官。
1.如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。
(1)在所有细胞中均表达的基因称为管家基因,在特定的细胞中表达的基因称为奢侈基因。上述基因属于管家基因的是 ,属于奢侈基因的是 。 (2)这三种细胞“血红蛋白基因”均 表达;A细胞可产生“胰岛素”,应为 细胞;B细胞可产生“生长激素”,应为 细胞。
(3)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子,则其杂交带状况如何?若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA,其杂交带状况如何?
提示:(1)a b、c、d
(2)不能 胰岛B 垂体
(3)A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因,但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA,故用胰岛素基因作探针,三类细胞均可形成杂交带,但改为检测胰岛素基因的 mRNA,则只有A细胞能产生杂交带。
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信息
特
点 ①普遍性
②持久性
③稳定性和不可逆性 ①高度分化的植物体细胞具有全能性
②动物已分化的体细胞全能性受限制,但细胞核仍具有全能性
结
果 形成具有特定形态功能的细胞 形成新个体
区分
标志 特定的细胞中基因进行了选择性表达 由已分化的细胞形成了新个体
大细胞分化程度有高低之分,如体细细胞全能性表达的难易程度不同,如受小
比较 胞>生殖细胞>受精卵 精卵>生殖细胞>体细胞
联系 ①两者的遗传物质都不发生改变
②已分化的细胞仍然保持全能性
③一般情况下,分化程度越高,全能性相对越低
【深度思考】
与体细胞相比,生殖细胞中遗传物质减少了一半,为什么生殖细胞还具有全
能性?
提示:生殖细胞中遗传物质减少了一半,但仍含有控制生长发育的全套基因。
题型一 细胞分化的特点及实例
1.(2016·全国Ⅱ卷)在细胞的生命历程中,会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是( B )
A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献
B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果
D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
解析:有丝分裂是将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中,因而在亲代和子代之间保持了遗传的稳定性,可见细胞的有丝分裂对生物性状的遗传具有很大的贡献;哺乳动物的造血干细胞是由受精卵分裂分化而来的,属于已分化的细胞,只是分化程度不高,仍保留了分裂和分化能力;细胞分化的根本原因是在个体发育的过程中,同一生物的不同细胞中遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达;高度分化的植物细胞仍具有全能性,故通过植物组织培养技术可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株。
2.下列有关细胞分化的叙述,错误的是( B )
A.正常情况下,造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的
B.分化后的不同组织细胞中蛋白质种类完全不同
C.细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率
D.老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞
解析:细胞分化具有不可逆性;有些基因是各种细胞均表达的,这些基因的表达产物通常用以维持细胞正常的生命活动,而有些基因则是选择性表达的,表达产物使细胞结构和功能特化,因此分化后不同组织细胞中蛋白质种类不完全相同;细胞分化使各种细胞具备特定的功能,使得机体内可以同时进行多项生理活动,而不相互干扰,这样有利于提高各种生理功能的效率;多细胞生物个体衰老与细胞衰老并不是完全同步的,老年人体内也有诸如造血干细胞之类的具有分裂、分化能力的细胞。
题型二 细胞全能性的理解
3.下列关于细胞全能性的叙述,正确的是( A )
A.水稻的正常体细胞及其卵细胞均具有全能性
B.细胞的全能性是指细胞具有全面的生理功能
C.玉米种子萌发长成新植株能体现细胞全能性
D.造血干细胞形成各种血细胞能体现细胞全能性
解析:水稻正常的体细胞及其卵细胞均含有本物种全套的遗传物质,均具有全能性;细胞的全能性是指高度分化的细胞仍然具有发育为完整个体的潜能;玉米种子萌发长成新植株是正常发育的结果,不能体现细胞的全能性;造血干细胞形成各种血细胞,没有形成完整的个体,该过程不能体现细胞全能性。
4.在下列实例中,能说明“动物细胞具有全能性”的是( B )
A.壁虎断尾后重新长出尾部
B.蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂
C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
D.小鼠肝脏细胞的自我复制
解析:细胞全能性是指高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能,只有离体的单个细胞发育成完整的动物体才可体现出动物细胞的全能性,蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂说明卵细胞具有全能性;A、C、D项中细胞均未发育成完整个体,不能体现细胞的全能性。
考点二 细胞的衰老、凋亡和癌变
1.细胞衰老
(1)个体衰老与细胞衰老的关系
(2)细胞衰老的特征
①代谢变化
②细胞核体积增大,染色质收缩,核膜向内折叠。
(3)细胞衰老的假说 ①自由基假说:细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA和蛋白质,致使细胞衰老。
②端粒假说:染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短,导致正常的DNA序列损伤,使细胞逐渐衰老。
2.细胞凋亡
(1)概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(2)类型体育中胞的 程性死亡
成熟体中胞的 自然更新
被病原体感染的胞的 清除 个发细个细细编
(3)意义保多胞生物体完成 正常育
持 部境 的定抵御 外界各种因素 的干扰证细发维内环稳
3.细胞的癌变
(1)癌细胞的概念:正常机体细胞在致癌因子的作用下,细胞中遗传物质发生变化,就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞,这种细胞就是癌
细胞。
(2)癌细胞的特征
(3)癌变机理
①致癌因子的类型(连线)
类型 实例
Ⅰ.物理致癌因子 a.肝炎病毒等
Ⅱ.化学致癌因子 b.X射线、紫外线等
Ⅲ.病毒致癌因子 c.亚硝胺、黄曲霉素等 提示:Ⅰ—b Ⅱ—c Ⅲ—a
②原癌基因和抑癌基因
a.原癌基因:主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。
b.抑癌基因:主要是阻止细胞不正常的增殖。
③细胞癌变的机理:环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使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而变成癌细胞。
④特点:癌症的发生不是单一基因突变的结果,至少在一个细胞中发生5～6个基因突变,才能导致细胞癌变,细胞癌变具有累积效应。
【深挖教材】
原癌基因和抑癌基因只存在于癌细胞中吗?
提示: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,只不过在癌细胞中原癌基因和抑癌基因已发生突变。
1.据图分析细胞凋亡的机理
(1)过程A体现了生物膜的信息传递功能,说明细胞凋亡有特异性,在特定时期凋亡特定细胞。
(2)过程B中可以看出细胞凋亡是相关基因选择性表达的结果,该过程中形成具膜的凋亡小体,体现了膜的流动性。
(3)过程C中凋亡小体被吞噬消化,此过程需要溶酶体(细胞器)的参与。
2.细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较
实质 遗传物质 结果 对机
