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2012高考生物二轮复习


第二讲
一、考点解读

细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

1.内容: (1)细胞的分化 Ⅱ (2)细胞的全能性Ⅱ (3)细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系Ⅱ (4)癌细胞的主要特征及防治Ⅱ
2.学考分析: (1)结合白血病、癌症等考查细胞的分化与癌变是近几年高考热点, 所以考生要将知识点结合起来掌握。 (2)有关细胞坏死与细

胞凋亡的区别的知识点是新课标的新增知识, 易考,考生要重视。

二、知识结构

癌变

凋亡

减少 降低 积 变大 基因的 选择性 表达 不可 逆性



三、核心考点

一、细胞分化与细胞的全能性 1.细胞分化 (1)实质:是 基因选择性表达 的结果,遗传物质没有发生改变。 (2)结果:一个或一种细胞增殖产生的后代细胞在

形态、结构和生理功能 上发生稳定性差异,功能进一步特异化。 (3)特点
①生物界中普遍存在; ②

持久性



③一般说来,细胞分化是 不可逆的 。

2.细胞的全能性 (1)高度分化的细胞仍然具有本物种的全套 遗传物质 ,即具

有发育成完整个体的潜能。
(2)已分化的植物细胞和 动物细胞核 的全能性已得到了证实。 二、细胞的衰老和凋亡 1.衰老细胞的特征 (1)结构方面

①细胞体积 变小 ,而细胞核体积 变大 。
②细胞膜 通透性 改变。 ③核膜内折, 染色质 收缩,染色加深。

(2)代谢方面 ①水分 减少 ,酶活性降低,新陈代谢速率减慢。

②物质运输速率 降低 ,色素积累。
2.细胞凋亡和细胞坏死 (1)细胞凋亡是细胞在严格的 遗传机制 控制下实现的自动

结束生命的过程,也称为 细胞编程性死亡 。 (2)细胞坏死是在种种 胞 正常代谢活动 不利因素 影响下,由于细

受损或中断引起的细胞损伤和死亡。

三、细胞癌变与癌细胞的特征
1.癌变机理: 原癌基因和抑癌基因 发生突变。

2.致癌因子: 物理致癌因子 (如X射线、紫外线)、化学致癌 因子(如亚硝胺、尼古丁)、 病毒致癌因子 (如Rous肉瘤病毒)。 3.癌细胞的主要特征 (1) 无限增殖 ;(2)形态结构发生改变;(3)表面发生改变, 。

易于 分散和转移

核心要点突破
一、细胞的全能性及其表达

核心整合

要点突破 1.细胞具有全能性的原因是细胞内含有形成完整个体所需的全 套基因。

2.细胞全能性的证明实例
(1)植物组织培养证明了植物细胞具有全能性。 (2)克隆动物证明了高度分化的动物细胞核也具有发育的潜能。

(3)可作为证明细胞全能性的实例必须同时满足以下三个条件:
①起点:高度分化的细胞; ②终点:形成完整的个体; ③外部条件:离体、营养物质等。 3.细胞全能性比较 (1)动物与植物:植物细胞>动物细胞 (2)同一个体:受精卵>生殖细胞>体细胞 (3)同一细胞:刚产生的细胞>成熟细胞>衰老细胞。

二、细胞分裂、分化与细胞衰老、凋亡及癌变的关系 核心整合

细胞的凋亡、坏死与癌变的比较

[名师点睛] 细胞凋亡和细胞坏死遗传物质没有发生改变, 但癌变时却发生了遗传物质的改变。

要点突破 1.细胞的分裂、分化、衰老和凋亡是细胞的正常生命历程,而 癌变则是细胞畸形分化的结果。 2.生物的个体发育从细胞角度分析是细胞分裂、分化的结果; 从分子水平分析则是基因选择性表达的结果。 3.有丝分裂、细胞分化不改变细胞的遗传物质;而减数分裂发 生基因重组,癌变是基因突变,都会导致遗传物质发生改变。

4.细胞衰老而导致的细胞自然更新是细胞凋亡的一个方面,除 此之外,被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。 细胞衰老的学说如下: (1)自由基学说:自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子 或功能基团,普遍存在于生物系统。自由基的化学性质活泼,可 攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂质等大分子物质,造成损伤。 (2)端粒学说:端粒是染色体末端的具有一段特殊序列的DNA, 端粒在细胞分裂时不能被完全复制,因而随分裂次数的增加而缩 短。端粒酶由RNA和蛋白质组成,RNA含有与端粒DNA重复序 列互补的一个片段,是合成端粒DNA的模板,蛋白质催化端粒 DNA的合成。研究表明:如果细胞中不存在端粒酶的活性,染 色体将随每次分裂而变得越来越短,而且细胞的后代因必需基因 的丢失,最终死亡。

5.判断细胞凋亡和细胞坏死的主要依据是细胞的死亡对机体是 否有利,若细胞的死亡对机体是有利的,则为细胞凋亡,反之则 为细胞坏死。细胞凋亡的实例如下: (1)清除多余、无用的细胞。如蝌蚪的尾巴按照一定程序消失, 这里的“蝌蚪的尾巴”属于多余无用的细胞。

(2)清除完成正常使命的衰老细胞。如“脱落的人体皮肤表皮细
胞”是完成正常使命的衰老细胞,应当凋亡。 (3)清除体内有害细胞、被病原体感染的细胞等异常细胞。如

“白细胞吞噬过多的细菌导致死亡”和癌细胞的清除都属于此类。
(4)维持器官和组织中细胞数目的相对稳定的细胞凋亡。

四、高考真题

热点考向探究
细胞分化与干细胞

(2010年烟台模拟)科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——iPS 细胞,人类iPS细胞可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关说法 正确的是( ) A.iPS细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性 B.iPS细胞有细胞周期,它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期 C.iPS细胞可分化形成多种组织细胞,说明iPS细胞在分裂时很容易发 生突变 D.iPS细胞可分化成人体多种组织细胞,是因为它具有不同于其他细 胞的特定基因 【解析】 iPS细胞分化为神经细胞只是基因的选择性表达,并未发育 为完整个体,因此未实现细胞全能性。iPS细胞是连续分裂的细胞,具有 细胞周期。神经细胞是高度分化的细胞,不具有细胞周期,细胞分化的结 果是形成多种不同类型的细胞,并未发生基因突变。iPS细胞的基因组成 与其他细胞相同。 【答案】 B

细胞凋亡原理 (2009年高考天津理综)下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意 图。

据图分析,不正确的是(

)

A.①过程表明细胞凋亡是特异性的,体现了生物膜的信息传递功 能 B.细胞凋亡过程中有新蛋白质合成,体现了基因的选择性表达 C.②过程中凋亡细胞被吞噬,表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程 D.凋亡相关基因是机体固有的,在动物生长发育过程中发挥重要 作用

【解析】 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,叫细胞凋 亡。①过程是凋亡诱导因子与膜受体发生特异性结合,表明细胞 凋亡具有特异性,体现了生物膜的信息传递功能;细胞凋亡过程 中有新蛋白质合成,体现了基因的选择性表达;②过程中凋亡细 胞被吞噬,是细胞主动死亡的过程;凋亡相关基因在机体中本来 就存在,在动物生长发育过程中的不同时期表达,从而维持内部

环境的稳定。因此C项不正确。
【答案】 C

细胞癌变的原理 据科技日报消息,美国弗吉尼亚大学研究人员在最新一期癌 症研究杂志上发表论文,被他们发现了一种命名为RhoGD12的基 因,该基因有助于避免癌细胞扩散,带有该基因的癌细胞会失去 转移能力。对该基因的作用最可能的解释是( ) A.在癌细胞中表达产生一种糖蛋白,由此阻止癌细胞入侵其他 组织器官 B.在癌细胞中表达产生一种蛋白质,由此使癌细胞迅速分化为 其他组织器官 C.在癌细胞中表达产生一种蛋白质,使癌细胞迅速衰老 D.在癌细胞中表达产生一种蛋白质,使癌细胞迅速凋亡 【解析】 癌细胞容易扩散是由于细胞膜上糖蛋白等物质减少 ,使得癌细胞彼此之间的黏着性降低。若RhoGD12基因能使癌细 胞失去转移能力,最可能是由于癌细胞产生了糖蛋白使其无法转 移。 【答案】 A

癌细胞的特点及实验探究 近期统计数据显示,癌症已经成为我国城乡居民的首要死因。 请根据提供的材料回答问题: (1)体外分别培养某癌细胞和正常体细胞,图中代表癌细胞生长 曲线的是________ a 。在体内,癌细胞可能侵袭周围正常组织,说 明癌细胞具有 ____ ____ 的特性。 易分散转移 (2)细胞癌变后,膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质, 这些蛋白质会成为________ 抗原 ,引起机体的免疫应答,在应答中直 接使癌细胞裂解的免疫细胞是 __________ 效应 T细胞 。 (3)端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据 显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关,请完成下面的探究实验 : 细胞类型 增殖代数 端粒酶活性

正常体细胞
癌细胞

50~60
无限




实验目的:探究端粒酶活性与细胞癌变的关系。

实验材料:癌细胞、端粒酶活性抑制剂、细胞培养液等。
实验步骤:

将癌细胞分成A 、B两组 ①_______________ 。 A组加入端粒酶活性抑制剂, B组不加,进行培养 ②_______________ 。

记录并比较A、 ③_______________ 。B两组的增殖代数(分裂次数)
A组比B组增殖代数减少,说明端粒酶活性 与细胞癌变(连续分裂)有关; A组仍然能无限增殖,说明端粒酶活性与 结果预测及分析:______________。 细胞癌变(连续分裂)无关
(4)请根据上述内容,提出一种治疗癌症的新思路:

抑制癌细胞中端粒酶的活性 (或抑制细胞分裂 ____________________________ ______________ )或免疫治 疗(输入淋巴因子、DNA疫苗等)

高考真题体验
1.(2010年高考广东卷)骨髓移植是治疗白血病常用的有效疗法 之一,最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内 ( ) A.正常生长 C.分泌抗体 B. 增殖并分化成多种细胞 D. 杀死各种病原菌

解析:骨髓中含有造血干细胞,造血干细胞为多能干细胞,可 分化为多种血细胞。将正常人的骨髓移植到白化病患者体内, 其中的造血干细胞可增殖、分化形成多种血细胞,能有效治疗 白血病。
答案:B

2.(2009年高考海南卷)下列现象中属于细胞编程性死亡的是( ) A.噬菌体裂解细菌的过程 B.因创伤引起的细胞坏死 C.造血干细胞产生红细胞的过程

D.蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡
解析:考查细胞凋亡概念的理解。细胞编程性死亡即细胞凋亡, 是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。噬菌体通过产生特定 的酶,快速裂解细菌细胞壁,从而杀死细菌,A项不符合;因创 伤引起的细胞坏死,是由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的 细胞损伤和死亡,与凋亡不同,B项不符合;造血干细胞产生红 细胞为细胞分化,C项不符合;蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞 的死亡,是通过细胞凋亡清除多余的细胞,D项符合。 答案:D

3.(2009年高考宁夏、辽宁理综)下列关于动物细胞编程性死亡 的叙述,正确的是( )
A.细胞癌变属于细胞编程性死亡 B.细胞编程性死亡属于正常生理过程

C.细胞编程性死亡属于细胞分化过程
D.细胞编程性死亡与基因表达无关 解析:考查细胞的凋亡。由基因所决定的细胞自动结束生命的过 程,叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程 序性调控,所以也常常被称为细胞编程性死亡。细胞编程性死亡 属于正常生理过程,B项正确;细胞癌变是细胞中遗传物质发生 改变,变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞,A 项错误;细胞分化是指在个体发育中,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, 叫做细胞分化,故C项错误;细胞编程性死亡与基因表达有关, D项错误。

答案:B

4.(2009年高考山东理综)细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。 下列属于奢侈基因的是( ) A.血红蛋白基因

B.ATP合成酶基因
C.DNA解旋酶基因 D.核糖体蛋白基因

解析:本题以“奢侈基因”为素材,考查同学们理解和判断能力。 细胞内表达的基因分为两类:一类是维持细胞基本生命活动所必需 的,称管家基因。另一类是指导合成组织特异性蛋白的基因,对分 化有重要作用,称奢侈基因。血红蛋白基因控制合成的血红蛋白是 红细胞特有的蛋白质,所以属于奢侈基因,A项正确;ATP合成酶 基因控制合成的酶是细胞进行生命活动所必需的,属于管家基因, 故B项错误;DNA解旋酶基因控制合成的DNA解旋酶是转录必需的, 核糖体蛋白基因控制合成的核糖体蛋白是翻译所必需的,转录和翻 译都是活细胞基本生命活动所必需的,故C、D项错误。 答案:A

5.(2009年高考安徽理综)细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在 的生命现象。下列有关叙述正确的是( ) A.人体各种组织细胞的衰老是同步进行的 B.人的早期胚胎有尾,尾部细胞随着发育逐渐凋亡 C.细胞癌变是细胞高度分化的结果 D.皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物 解析:考查细胞的分化、衰老、凋亡和癌变及其之间的区别。 各种组织细胞的衰老是不同步的,例如神经细胞与红细胞的衰 老等。人的早期胚胎有尾,但是随着个体的发育,尾部细胞逐 渐发生细胞凋亡,尾部最终消失。细胞癌变是细胞在受到致癌 因子的作用后发生的畸形改变。皮肤上的“老年斑”是细胞衰 老的过程中细胞中的色素逐渐积累的结果。 答案:B

6.(2010年广州模拟)如下图是有关生物细胞生活史的概括, 请据图分析回答问题。

(1)③所示的变化,在生物学上称为__,其根本原因是____。 (2)目前认为引起⑤过程的因子,根据其属性不同可分为__、 ___、____三类。 (3)F→G→H过程的技术,在植物学上叫______,其理论基础 是____。该植株的产生与“克隆羊”的产生都属于___繁殖。 (4)⑥所示的过程叫______。 (5)假如A细胞的分裂只有①、②过程,那么该细胞的分裂方 式是___,其遗传物质分配的特点是_______________。

解析:(1)③所示来自同一细胞的后代具有了不同形态、结构, 应为细胞分化过程;根本原因应从遗传物质角度考虑。

(2)⑤为已分化的细胞恢复了无限增殖能力,应为癌变。
(3)①、②过程可以是有丝分裂也可以是减数分裂,若只有①、 ②过程,说明是减数分裂。

答案:(1)细胞分化 遗传信息的选择性表达的结果
(2)物理致癌因子 化学致癌因子 (3)组织培养 细胞的全能性 无性 (4)脱分化 (5)减数分裂 子细胞的染色体数是母细胞的一半 病毒致癌因子

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