高三生物036.doc

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期数： 0511 SWG3 036
学科：生物 年级：高三 编稿老师：郭彩凤
审稿老师：高毅

预　习 篇
[同步教学信息]

细胞的分化、癌变和衰老
【教材阅读提示】（重要内容提示）
1． 细胞分化、癌变和衰老的概念（A知道）
2． 细胞分化与细胞分裂的区别（C理解）
3． 细胞全能性的概念（C理解）
4． 癌变细胞的特征（C理解）
5． 癌细胞形成的原因(B识记)
6． 防止癌变出现的各种因素（A知道）
7． 细胞衰老的机理（A知道）
8． 细胞衰老的特征（C理解）
【学习方法导航】
1．本部分内容是在细胞结构和细胞分裂基础上对细胞的特性的深入介绍，是对细胞知识整体了解的必要环节，又与生物体的生长发育密切相关，所以是学好必修第五章的前提。
2．这部分知识涉及到细胞的全能性，癌变的内容都是选修本中细胞工程的知识铺垫。
3．细胞的癌变和衰老是生物学前沿研究的内容，涉及相关的生物学领域的新发展，应会联系理论解决一些基本的信息和资料。
【高考命题范围及复习策略】
本节内容在高考中常与细胞结构、细胞分裂，以及细胞工程的相关知识一起命题，考查分化的知识，另外癌变的内容常与细胞分裂等内容直接相关，考查癌变的机理、特点等。
【基础知识构建】
（一）细胞的分化
1． 概念：在个体发育中，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。
增殖
分化

2。过程：受精卵　　　　细胞　　　　组织　　　器官　　　系统　　　生物体
3．特点：
　（1）细胞分化是一种持久的变化，它发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大程度。
　（2）细胞分化是稳定的，不可逆转的。
＊分化及分化细胞具有全能性的机理：虽然每个生物的所有体细胞都含有同样的全套基因，但是各个基因的活性有差别，细胞开始转化时，不同的细胞的不同的基因会在不同的时间内被激活。活化一段时间后，一批基因的活动可能停止而另一批基因的活动还在继续，从而产生了特定的蛋白质，进而产生了不同的组织。因此，虽然所有的细胞都具有同样的遗传信息，但由于不同的基因被活化，才有不同的发育。当然哪些基因表达且何时表达，取决于基因的环境因素和不同的调节分子，所以说，细胞分化是发育的主要过程。
　　分化后的细胞具有不同的功能，分化是不同基因表达的结果，这就是说，某些基因只能特异地在某种细胞中表达，细胞的关闭和开启某些基因，都是严格的控制作用下进行的，基因的这种特异性表达的调制机制，也是真核多细胞生物所特有的。高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的能力，也就是保持着细胞全能性。
4．细胞的全能性：指已经分化的细胞，仍然具有发育的潜能。
　（1）植物细胞的全能性，例如胡萝卜、花药离体培养
　（2）动物细胞的全能性，例如克隆羊多利
5．细胞全能性的大小
（1）受精卵最大；
（2）生殖细胞（卵细胞大于精子）〉体细胞
总体上植物细胞的全能性高于动物细胞。
（二）细胞的癌变
1．癌细胞
　在个体发育过程中，有的细胞由于受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化，而变成不受机体控制的，连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞叫癌细胞。
2．癌变过程
分化
　　　　　正常　　　组织　　　　器官　　　系统　　　生物体
畸形分化
不受机体控制
细胞分裂
恶性增殖
　　　　　正常 　　癌细胞　　　　　　　　癌细胞
3．癌细胞的特征：
　（1）能够无限增殖
　（2）癌细胞的形态结构发生了变化
　（3）易转移（癌细胞容易在有机体内分散、转移的原因是细胞膜上糖蛋白减少，使得细胞之间的粘着性减小）
4．细胞癌变的诱因
　　（1）外因
　　　①物理致癌因子：主要是辐射致癌，如电离辐射、X射线、紫外线等
②化学致癌因子：如砷、苯、煤焦油、石棉、黄曲霉素等
③病毒致癌因子：目前人们发现150多种
（2）内因
细胞内的原癌基因激活，细胞发生转化而引起的。
要用药物彻底治疗癌症，药物的作用在于使癌基因由激活状态变为抑制状态。
5．预防
　（1）避免接触致癌因子　　（2）保护身心健康，养成良好习惯
（三）细胞的衰老
1．衰老的过程：
是指细胞内的生理和生化发生复杂变化，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生变化的过程。
细胞有一定的寿命，在生物体内的细胞不断的衰老、死亡，同时由新生的细胞来补充替代。细胞衰老是细胞生命活动的一个组成部分，衰老的终结是死亡。所以，细胞的衰老和死亡是正常的发育过程，也是生物体发育的必然结果。
细胞的寿命长短不一，差异很大。一般高度分化的细胞，如神经细胞和肌细胞在出生后即停止分裂，其寿命可与个体寿命等长；红细胞在血液循环中生存120天；中性粒细胞在正常情况下寿命仅约8天。植物细胞类型很多，其寿命长短不一。保持分裂能力的细胞寿命长而不衰老，如多年生植物的茎尖和根尖分生组织细胞寿命长，并且保留周期性分裂能力，其他部位的细胞都会衰老而死亡。
2．衰老的主要特征：
　（1）衰老的细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速度减慢
　（2）衰老的细胞内，有些酶的活性降低，如白发
　（3）细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，如老年斑
　（4）衰老的细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积大，染色质固缩、染色加深
　（5）细胞膜通透功能改变，使物质运输功能降低。
3．衰老原因：
　假说阶段，如突变论、DNA损伤、自由基论，程序死亡论等。
【应用举例】
例1 细胞分化的结果是 （ ）
　　 A.细胞数目增加　　B.形成组织　　C. 生长　　D.细胞衰老
　解析：细胞分化是细胞成熟的过程。细胞内的遗传物质通过控制某些特异蛋白质的合成使细胞表现出特定的形态、结构发挥出特有的功能。这些相同或相似的细胞群构成的结构就是组织。细胞分化是生物发育的细胞学基础。细胞分裂可以使细胞的数目增加。新形成的细胞大量积累化合物后体积就会增大表现为细胞的生长。细胞分裂和细胞生长是生物体生长的细胞学基础。细胞衰老是分化成熟的细胞在行使生命功能之后，细胞内新陈代谢逐渐减缓导致的一种生命现象。
答案：B
例2 属于癌症的疾患是 （ ）
　　A.白血病　　B. 败血症　　C.坏血病　　D.血友病
解析： 癌症是机体调节功能平衡的机制出现异常导致的。通常上皮组织发生的恶性肿瘤称作癌；造血组织如骨髓造血干细胞发生的恶性病变称作白血病，白血病也称作血癌。白血病种类繁多，因此表现也会有差异。一般临床表现为：骨髓细胞恶性增生，原始细胞可高达60％～80％，白细胞血检可高达几万到几十万，其他血细胞明显少，多有贫血症状……。败血病是由于皮肤受伤后，细菌侵入体内并在血液中繁殖导致大面积感染严重时会导致死亡。坏血病是因为食物中缺少维生素C导致毛细血管脆性加强，容易造成皮下毛细血管破裂。血友病属于遗传病表现为凝血障碍。
答案：A
例3　组织培养和克隆技术应用的原理是 （ ）
　　A. 所有细胞都具有分化的能力
　　B.所有细胞都具有分裂的能力
　　C. 所有细胞的细胞核都具有全能性
　　D.所有的细胞都具有全能性
解析：绝大多数分化的细胞会永久地失去分裂的能力，因为细胞的分化是一般是稳定的不可逆的。已经分化的细胞不会再发生新的再次分化。细胞的全能性与细胞分化程度有关，分化明显的动物细胞会失去全能性，但是细胞分化过程中遗传物质并没有遭到破坏，细胞核内仍然保有该物种应有的全套遗传物质，只是细胞存在的环境使这些遗传信息得不到表达的机会。当细胞核处于适当的环境中时如将细胞核移入去核的卵细胞中后，细胞核的全能性就会得到表现——重新发育成一个功能健全的新个体。因此细胞内的细胞核是具有全能性的。组织培养和克隆技术就是利用这一原理，采用植物体的组织或动物细胞的细胞核来培养新个体或是生物体某一特定组织器官的。
答案：C
例4 下列有关细胞分化的叙述错误的是(　 )
　　A、细胞分化与发育有密切关系
　　B、细胞分化过程中，细胞核里的遗传物质发生了改变
　　C、细胞分化是细胞核里的基因选择性表达的结果
　　D、细胞分化发生在整个生命过程中　　
解析：细胞分化形成不同组织，进而形成各个器官和系统，所以分化是发育的基础；高度分化的细胞，各种特化细胞的核仍然含有完整的基因组，细胞分化是由于不同细胞的基因选择性表达的结果(有些基因起作用，有些基因被关闭)；细胞分化发生在整个生命过程中，如人的骨髓造血干细胞在人的一生中不断分化为各种血细胞。　　
答案：B　　
例5 取高度分化的月季木质部细胞，经离体组织培养出了月季幼苗，该事实说明植物细胞　　A、具有全能性
B、月季木质部细胞是未分化细胞
C、月季木质部细胞恢复增殖能力而发生癌变
D、该过程涉及到的细胞活动只有细胞分化　　
解析：木质部细胞是已经分化的成熟细胞，由于其具有全能性，离体培养后能发育为完整的月季幼苗。该过程中，木质部细胞首先脱分化，丧失原有的形态和功能，恢复分裂能力而形成愈伤组织，但细胞并没有发生癌变，因为愈伤组织细胞在特定的条件下，能再分化为根、茎、叶等，从而形成一颗幼苗。　　
答案：A
【高考典型习题解析】
例1。（03广东卷）下列关于细胞分裂、分化、衰老和死亡的叙述，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、个体发育过程中细胞的分裂、分化和死亡对于生物体都是有积极意义的
　　C、细胞分裂存在于个体发育全过程中，细胞分化主要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　　
解析：多细胞动物的各种体细胞来源于细胞的有丝分裂，所以含有相同的遗传物质，细胞分化是遗传物质上的基因选择性表达的结果。通过分裂基础上进行的细胞分化形成不同的组织，近而形成不同的器官和系统，因而是发育的基础。分化和分裂存在于个体发育整个生命过程中，如造血干细胞的分裂和分化。细胞的衰老和死亡是正常的生命现象，生物体内每时每刻都有细胞在衰老、死亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们，所以多细胞生物细胞的衰老和机体的衰老不总是同步的进行的。　　
答案：B
例2．(03全国理综卷)甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平，这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的
A．有丝分裂 B．分化
C．减数分裂 D．全能性
解析：题干叙述的是组织培养过程，包括脱分化和再分化，以及细胞数目的增多，是通过有丝分裂实现的，这个技术依据的原理是细胞的全能性，整个过程不涉及有性生殖细胞的形成，所以不涉及减数分裂。
答案：C
例3（03江苏卷）要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要
A．具有完整细胞核的细胞    B．离体状态
    C．导入外源基因        D．一定的营养物质和激素
解析：将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株是组织培养过程，原理是全能性，所以选A，但是高度分化达的细胞要表达全能性必须在离体状态下，由一定的营养物质和激素的培养和诱导才能实现脱分化和再分化。
答案：ABD
例4．（03江苏）用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是           
    A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
    B．该愈伤组织的细胞没有全能性
    C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成
    D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
解析：愈伤组织是离体的细胞经脱分化形成的薄壁细胞组织，其细胞内的遗传物质都是相同的，即仍具全能性。而且愈伤组织再分化将形成根、茎、叶的植株。
答案：B
【强化训练】
同步落实(基础级)
1、具有分化能力的细胞是（ ）
　　A.心肌细胞　　B.神经细胞　　C.早期胚胎细胞　　D.肝细胞
2、不具有分裂能力的细胞是（ ）
　　A.根毛细胞　　B.癌细胞　　C.根尖分生区细胞　　D.骨髓干细胞
3、有关癌症的正确描述是 （ ）
　　A. 肿瘤就是癌症　　B.癌症是细胞程序失控的结果
　　C. 癌症是遗传病因此环境因素不重要　　D.癌症属于传染病
4、衰老的细胞不具备的特点是 （ ）
　　A. 含水量减少　　B. 细胞膜表面缺少糖蛋白
　　C. 细胞形态异常　　D. 细胞酶活性加强呼吸速度加快
5、下列有关癌细胞的叙述，错误的是(　 )
　　A、细胞膜上的糖蛋白增加
　　B、是细胞畸形分化的结果，能够无限增殖
　　C、形态结构与正常细胞不同
　　D、具有易于浸润组织和转移的特性　　
6、下列关于细胞衰老的叙述错误的是(　 )
　　A、细胞的衰老和死亡是一种不正常的生命现象
　　B、细胞内色素积累
　　C、细胞内水分减少，有些酶的活性降低，细胞新陈代谢速度缓慢
　　D、细胞核体积增大，染色体固缩，细胞膜的通透性功能改变　
7、下列细胞中最有可能转化为癌细胞的是(　 )
　　A、肝细胞
　　B、成熟红细胞
　　C、肌细胞
　　D、神经细胞　　
8、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、导入其他植物细胞的基因
　　C、脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
　　D、将成熟叶肉细胞的细胞核移植到去核的卵细胞内
同步检测（提高级）
9、在生物的个体发育过程中，由一个受精卵形成复杂的生物体主要是下列哪种生理作用（ ）
　A细胞分裂；　　B．细胞生长 　　C．细胞成熟；　D．细胞分化。
10、在中国一个偏僻的山村许多人患有食管癌。发病率比周围地区高出近百倍，这一现象已经延续了几个世纪。外迁村民的后代发病率则明显降低。请拟定一个调查方案，目的是了解诱导发病的原因。

11、最终调查结果是：该村不存在有害射线源和致癌的病毒等传染源。村民常吃发霉的粮食，副食主要是腌菜和长期保存的酸菜，几乎不吃新鲜的蔬菜和水果。极少吃新鲜的肉食，肉制品主要是易于保存的熏、腊制品。饮用水中有亚硝酸盐含量较高。与邻近村落不同的还有土壤中缺少钼元素。根据调查结果你的推论是什么？

答案
1、C 2、A 3、B 4、D 5、A 6、A 7、A 8、C 9、D
10、由于外迁村民的后代发病率则明显降低。因此是遗传病的可能性不大，很可能是环境中存在致癌因素。所以要根据癌症的诱导因素制定方案。
　　（1）探测检查这一地区是否存在有害射线。
　　（2）重点了解村民的生活方式以及生活习惯。
　　由于是消化道癌症，因此应该侧重调查村民的饮食习惯；调查水源和食物成分中是否含有致癌物质。
　　（3）调查村中是否有致癌生物（如病毒）导致的传染源或传染病。
11、初步认为是化学因素致癌，根据村民的饮水和食品可以推测致癌物质主要是亚硝酸盐。新鲜水果和蔬菜中的维生素C和钼元素可能有抑制癌症发生的作用。

补充资料
1．癌症与诱因
　　癌症的种类非常多诱发因素也各有不同。癌症的发生与人体的生活方式、饮食习惯等都有密切的关系。癌症对人体的危害程度是不同的。最常见的是皮肤癌，它容易发现、也容易治疗，一般不会造成死亡。人群中最常见的癌症是肺癌、乳腺癌、子宫癌和结肠癌。婴幼儿、青年中白血病的发病率有逐年提升的趋势。死亡率最高的癌症主要是肺癌、结肠癌等。
　　引发癌症的因素多种多样，如高糖、高脂肪、低纤维的饮食习惯已患结肠癌；食品中的硝酸盐、亚硝胺、黄曲霉素对肝癌有诱发作用；常食烟熏食品人群中胃癌高发；吸烟可诱发肺癌、胃肠癌；苯类物质易诱发膀胱癌；射线辐射是诱发白血病的重要因素。
2．生物体的组织
组织的概念：由许多形态结构和功能相同或相似的细胞与细胞间质共同构成的结构。
（1）植物体的组织主要有：分生组织 如根尖分生区、茎的形成层等
营养组织 如叶肉、果肉（肉质化的果皮）、茎的皮层和髓等
保护组织 如表皮、根冠等
输导组织 如叶脉中的导管和筛管
机械组织 如茎干中的木纤维和韧皮纤维
分泌组织 如桔皮内的腺体等
（2）动物体的组织主要有：上皮组织 如呼吸道、消化道上皮以及腺体的主体等
肌肉组织 如心肌、骨骼肌和平滑肌的主体结构
结缔组织 如皮下组织、脂肪、骨质、肌腱、血液等
神经组织 如脑组织和神经的主体结构等
3．细胞的死亡
　　哺乳动物和人体的红细胞分化成熟后细胞核就会解体消失。没有细胞核的细胞自然不会活得太久，因此红细胞的寿命一般是120天左右。白细胞的寿命就差异很大，有的白细胞分化后不久就会在大量吞噬细菌的“自卫战”中与细菌“同归于尽”有的则会在“和平环境”中存活很久。
　　皮肤和消化道上皮每天都会有大量细胞死亡脱落，骨髓腔细胞死亡导致骨在加粗生长的时候不过度增重……。这些都属于正常的生理死亡。按正常程序死亡的细胞不会发生溶酶体和细胞膜的破裂也没有细胞物质的泄出。不会破坏机体内的平衡，对机体不会造成伤害。
　　细胞因内外伤害等病理原因异常死亡时，会引起炎症反应或次级伤害。如皮肤割伤以及骨折时造成的细胞死亡等。
　　老年性痴呆、癌症也与细胞死亡的调节异常密不可分。
4．细胞的无限增殖与扩散
　　执行正常程序的细胞每次分裂都会再DNA上留下痕迹，因此细胞分裂的次数是有限的。但是癌细胞在细胞分裂后会掩饰这些痕迹，使细胞分裂失去节制。正常的细胞细胞膜上的糖蛋白有细胞识别作用，会与相邻的细胞粘联在一起不分离。而异常细胞膜表面成分和结构异常，细胞识别功能消失接收信号的能力也减退消失。因此癌细胞不能启动细胞死亡程序，同时分裂又不能终止，因此造成细胞的恶性增生。与此同时由于细胞膜结构的改变还会造成细胞之间的连接能力消退，导致细胞四处随意扩散。
　　癌症造成的结果是细胞过度增生，该死的细胞不死；本该分化的细胞不能正常进入程序完成分化，组织细胞得不到及时补充，导致正常的生理功能不能维持；再加上癌细胞的随意扩散……。最终机体会因为调节平衡的机制紊乱而死亡。

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