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细胞分化、衰老、凋亡和癌变、细胞的分化1知识清单©1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
2、细胞分化的特点普遍性、稳定性、不可逆性细胞分化的实质基因的选择性表达,即不同细胞中遗传信息的执行情况不同
3、细胞分化的意义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
1.科学家提取了某动物的输卵管细胞、红细胞(有细胞核)和胰岛细胞,提取并检测了这3种细胞中的蛋白质,结果如表所示(注“+”表示检测发现相应的分子,”「表示检测未发现相应的分子)此外人的骨髓中有许多造血干细胞,它们通过增殖和分化,能不断产生其他种类的细胞,下图展示了造血干细胞分化成多种细胞的潜能下列相关叙述错误的是—细胞种类血红蛋白卵清蛋白胰岛素丙酮酸激酶红细胞+——+输卵管细胞—+—+胰岛细胞——++9多细胞生物个体衰老的过程,也是组成个体的细胞普遍衰老的过程10细胞代谢产生的自由基,会攻击蛋白质分子,致使细胞衰老11端粒DNA序列变短后,细胞活动渐趋异常12衰老细胞的体积减小,从而使细胞的相对表面积增大,物质运输效率增大13上述实验结果可知,在稳定的培养环境下,细胞衰老由细胞自身因素决定14细胞分裂潜力主要取决于细胞核和细胞质15随着分裂次数增加,细胞质中自由基积累,导致细胞衰老16随着分裂次数增加,核染色体端粒逐渐缩短,导致细胞衰老[知识点]细胞的分化、衰老、死亡[答案]1235679101113[解析]
1、端粒学说随着细胞分裂次数的增加,端粒逐渐缩短,从而导致端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤,使细胞活动趋于异常
2、衰老细胞的特征包括多种酶活性降低,色素积累,呼吸速率减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩等1细胞衰老是生物体内正常的生命历程,根据遗传决定学说推测,控制衰老的基因普遍存在于体细胞中,正确;2自由基产生后,即攻击和破环细胞内各种执行正常功能的生物分子自由基还会攻击DNA,可能引起基因突变;攻击蛋白质、使蛋白质活性下降,导致细胞衰老,正确;3端粒的DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,随着细胞分裂次数的增加,截短的部分会逐渐向内延伸,在端粒DNA序列被截短后,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,正确;4衰老细胞中水分减少,细胞核体积变大,细胞体积变小,细胞代谢速率减慢,错误5衰老细胞内的水分减少,细胞萎缩,细胞体积减小,细胞核体积增大,新陈代谢速率减慢,正确;6衰老细胞内的多种酶的活性降低,因而细胞代谢速率减慢,正确;7衰老细胞物质转运速率下降,因而会导致细胞内的色素会随着细胞衰老而堆积,正确;8衰老细胞内核膜内折,染色质固缩、染色加深,细胞核的体积变大,错误9单细胞生物的衰老就是个体衰老的过程,从总体上看,多细胞生物个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程,正确;10根据细胞衰老机制的自由基学说可知,细胞代谢产生的自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的蛋白质分子,导致细胞衰老,正确;11随着分裂次数增加,端粒DNA序列会变短,使细胞活动渐趋异常,正确;12衰老的细胞,其细胞膜通透性改变,物质运输功能降低,错误13由第一组实验结果可知,两种细胞在同样条件下培养结果不同,故细胞衰老是由细胞自身因素决定的,正确;14对比第二组、第三组实验结果可知,男性细胞核使细胞分裂停止,女性细胞核使细胞分裂旺盛,实验能说明细胞分裂潜力主要取决于细胞核而非细胞质,错误;1516本实验没有涉及自由基、端粒的比较,无法得出细胞质中自由基积累,核染色体端粒逐渐缩短,导致细胞衰老的结论,错误、细胞的癌变3Q知识清单
1、癌细胞形成的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变;
2、癌细胞的主要特征
①细胞形态发生显著改变;
②细胞表面的糖蛋白减少;
③获得无限增殖的能力;
3、致癌因子
①物理致癌因子;
②化学致癌因子;
③病毒致癌因子
4、人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因原癌基因和抑癌基因一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖或促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应的蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变o典型例题
1.癌症的发生是一个多因子、多步骤的复杂过程科研工作者发现,在一定范围内,随着青蒿琥酯Art浓度升高,某种癌细胞中凋亡蛋白Q含量增多,癌细胞存活率降低下列叙述不合理的是
①1癌症发生的根本原因是多个相关基因发生了突变2成纤维细胞癌变后变成球形,其结构和功能会发生相应改变3正常细胞变成癌细胞,主要是因为正常基因突变成了原癌基因4用药物作用于癌细胞,抑制DNA分子复制可抑制癌细胞无限增殖5癌细胞中启动细胞编程性死亡的信号通路出现障碍6与正常组织细胞相比,癌细胞的形态会发生显著变化7编码凋亡蛋白Q的基因可能属于一种原癌基因・8Art可能促进了该种癌细胞中凋亡蛋白Q基因的表达9癌细胞能无限增殖且易分散和转移,使得癌症不易治疗10健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因11原癌基因过量表达和抑癌基因突变均可能引发细胞癌变12远离致癌因子,保持健康的生活方式即可避免细胞的癌变13癌细胞的形态结构未发生变化14糖蛋白减少导致癌细胞能无限增殖15癌细胞中酶的活性降低导致代谢减慢16人体不同癌细胞中的基因不一定相同[知识点]基因突变和基因重组[答案]3712131415[解析]癌细胞的特征无限增殖;形态结构发生显著变化;细胞表面发生改变,细胞膜上的糖蛋白减少,细胞膜之间的黏着性降低,失去接触抑制1癌症发生不是单一基因突变的结果,而是多个相关基因突变的累积效应,正确;2成纤维细胞癌变后变成球形,其结构和功能会发生相应改变,正确;3人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因原癌基因和抑癌基因,错误;4用药物作用于癌细胞,抑制DNA分子复制可使癌细胞停滞在分裂间期,故可抑制癌细胞无限增殖,正确;5癌细胞异常增殖,启动细胞凋亡的信号通路出现障碍,细胞不能凋亡,恶性增殖,正确;6与正常组织细胞相比,癌细胞表面糖蛋白减少,癌细胞的形态结构会发生显著变化,易扩散转移,正确;7根据题意,凋亡蛋白Q增多,癌细胞存活率降低,则推测凋亡蛋白Q可能是一种抑癌基因,错误;8根据题意,可知Art可能促进了该种癌细胞中凋亡蛋白Q基因的表达,使凋亡蛋白Q含量增多,正确;9癌细胞能无限增殖,糖蛋白减少,细胞间黏着性降低,易分散和转移,使得癌症不易治疗,正确;io健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因,原癌基因和抑癌基因共同表达可调控细胞正常的细胞周期和分裂,正确;11细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因突变,原癌基因突变或过量表达以及抑癌基因突变都可能引起细胞癌变,正确;12远离致癌因子,保持健康的生活方式可降低癌症发生的几率,但不能完全避免细胞的癌变,错误;13癌细胞的形态结构发生显著变化,错误;14癌细胞适宜条件下可以无限增殖,但不是糖蛋白减少所致,癌细胞膜上的糖蛋白等物质减少,导致细胞彼此间的黏着性减小,易于扩散转移,错误;15癌细胞由于无限增殖而代谢旺盛,细胞内的酶的活性并未降低,错误;16癌细胞的发生通常是原癌基因和抑癌基因等癌变基因突变后累积的结果,人体不同癌细胞中的基因不一定相同,正确红细胞
①同一个体不同细胞中合成的蛋白质均不相同
②胰岛细胞可以增殖分化为造血干细胞等细胞
③丙酮酸激酶可能是维持该动物基本生命活动所必需的
④输卵管细胞只有与卵清蛋白、丙酮酸激酶合成相关的基因
⑤过程b表示细胞分化,得到的各种细胞内的遗传物质均发生改变
⑥红细胞、巨核细胞和单核细胞不同的根本原因是基因的选择性表达
⑦造血干细胞分化成血小板和巨噬细胞,不能说明造血干细胞具有全能性
⑧各种干细胞的发现,为治疗某些由组织或器官受损引起的疾病提供了可能
⑨造血干细胞可通过不同的细胞分裂方式形成不同的血细胞⑩脐带血中的造血干细胞尚未分化,可以直接分化为各种体细胞造血干细胞形成红细胞过程中,某些基因处于关闭状态领带血中的造血干细胞不具有全能性,可移植用于治疗白血病■田胞分化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⑭田胞分化的主要标志是同一个体不同种类细胞中蛋白质的种类不完全相同演一个体不同细胞形态、结构和功能发生稳定性差异的根本原因是DNA发生改变⑯田胞分化是个体发育的基础,可以发生在个体生长发育的任何时期[知识点]细胞的分化、衰老、死亡[答案]
①②④⑤⑨⑩[解析]
1、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,叫作细胞分化
2、就一个个体来说,各种细胞具有完全相同的遗传信息但形态、结构和功能却有很大差异,这是细胞中的基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同
3、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性
4、动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫作干细胞人的骨髓中有许多造血干细胞,它们能够通过增殖和分化,不断产生红细胞白细胞和血小板,补充到血液中去
5、在体外保存和培养各种干细胞,使之形成组织或器官,可以对受到损伤的组织或器官进行修复或更换
6、细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率
①同一个体不同细胞中合成的蛋白质可能相同,如表中三种细胞均合成了丙酮酸激酶,
①错误;
②胰岛细胞是高度分化的细胞,没有增殖分化能力,
②错误;
③由表可知,丙酮酸激酶的蛋白质在所有细胞中都能合成,说明丙酮酸激酶基因的表达产物是维持该动物的基本生命活动所必需的,
③正确;
④输卵管细胞中含有所有的基因,只是基因发生了选择性表达,
④错误;
⑤图中a表示细胞分裂,b是细胞分化,得到的各种细胞遗传物质不发生变化,
⑤错误;
⑥红细胞、巨核细胞和单核细胞都是由造血干细胞分化来的,细胞分化的实质是基因的选择性表达,
⑥正确;
⑦细胞全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性题目中只涉及造血干细胞分化成血小板和巨噬细胞,没有分化成其他各种细胞,只能说明其具有分裂和分化能力,不能体现细胞具有全能性,
⑦正确;
⑧各种干细胞的发现,为治疗某些由组织或器官受损引起的疾病提供了可能,例如多能干细胞可以分裂分化产生新的细胞,用于组织修复和再生等,
⑧正确;
⑨造血干细胞通过有丝分裂后,再通过细胞分化形成不同的血细胞,
⑨错误;⑩脐带血中的造血干细胞分化程度较低,可以直接分化为各种血细胞,⑩错误;⑪通血干细胞形成红细胞的过程,即细胞分化的过程,其实质是基因的选择性表达,即某些基因处于关闭状态,某些基因处于活跃状态,⑪正确;颔田胞全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性脐带血中的造血干细胞能分化形成血细胞等各种细胞,具有全能性,移植可用于治疗白血病,■昔误;
⑨田胞的分化可以使多细胞生物体中的细胞趋于专门化形成各种不同细胞,进而形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官,而每一种器官都可以相对独立地完成特定的生理功能,这样就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,⑬正确;⑭由于分化的细胞发生了基因的选择性表达,则同一个体不同种类细胞中蛋白质的种类不完全相同,包正确;⑮同一个体不同细胞形态、结构和功能发生稳定性差异的根本原因是基因的选择性表达,■昔误;⑱田胞分化是个体发育的基础,细胞分化发生在个体发育的任何时期,⑯正确故选
①②④⑤⑨⑩⑫颈
2.细胞的基因可分为管家基因(所有细胞中均要表达的基因)和奢侈基因(不同类型细胞中特异性表达的基因)两类,下表为人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况请回答下列问题基因存在情况基因表达情况甲乙丙T甲乙丙T胰岛B细胞M M MMq7眼晶状体细胞(胚胎中)N Nq777神经细胞【小题1】
1.四种基因中属于管家基因的是
①【小题2】
1.甲基因
①(填“能”或“不能”)表示控制胰岛素合成的基因,理由是
②【小题3】
1.细胞分化的实质是
①(填“管家基因”或“奢侈基因”)的选择性表达【小题4】
1.三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是
①三种细胞形态、功能表现不同,从细胞结构方面分析其原因是
②【小题5】1,这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别?
①【小题6】
1.3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、0-珠蛋白基因、胰岛素基因,但每种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA,这一事实说明了什么?
①【小题7】
1.核糖体蛋白基因是否发生了选择性表达?
①[知识点]细胞的分化、衰老、死亡[答案]【小题1]丁基因【小题2】能甲基因只在胰岛B细胞中表达,胰岛素基因也只在胰岛B细胞中表达【小题3】奢侈基因【小题4】由于人体的不同细胞都来源于同一个受精卵,是由同一个受精卵经过有丝分裂、分化产生的由于基因的选择性表达,使得三种细胞中细胞器的种类和数量的不同,因而不同细胞的形态、功能也表现不同【小题5】有些蛋白质在所有的细胞中都合成,但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成【小题6】3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、供珠蛋白基因、胰岛素基因,但每种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA,这一事实说明基因的表达存在选择性,即发生了细胞分化【小题7】未发生选择性表达[解析]【小题1】题意显示,管家基因在所有细胞中均要表达,丁基因在所有细胞都表达,因此丁基因属于管家基因【小题2】甲基因只在胰岛B细胞中表达,胰岛素基因也只在胰岛B细胞中表达,因此甲基因能表示控制胰岛素合成的基因【小题3】细胞分化的实质是基因的选择性表达,这里的基因表示奢侈基因【小题4】由于人体的不同细胞都来源于同一个受精卵,是由同一个受精卵经过有丝分裂、分化产生的,因此不同的细胞都有相同的基因,但由于基因的选择性表达,使得三种细胞中细胞器的种类和数量的不同,因而不同细胞的形态、功能也表现不同【小题5】有些蛋白质在所有的细胞中都合成,但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成,因此这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同【小题6]3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、如珠蛋白基因、胰岛素基因,但每种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA,这一事实说明基因的表达存在选择性,即发生了细胞分化【小题7】核糖体是雷白质的合成场所,核糖体蛋白基因在所有的细胞中均表达,未发生选择性表达、细胞的衰老和凋亡2C知识清单
1、衰老细胞的特征:
(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;
(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;
(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;
(4)有些酶的活性降低;
(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢O典型例题
1.细胞衰老是一种普遍现象,关于细胞衰老的解释,除普遍接受的自由基学说和端粒学说外,还有一种遗传决定学说,认为控制衰老的基因会在特定时期有序地开启或关闭在人的一生中,体细胞一般能够分裂50〜60次据此科学家利用分裂了40次的男性成纤维细胞和分裂了10次的女性成纤维细胞进行如下实验实验方案继续培养120代实验结果〜女性细胞的分裂依旧旺盛,男性细胞逐渐停止分裂两种细胞等量混合培养将女性细胞核注入到男性去核细胞中融合细胞分裂依旧旺盛将男性细胞核注入到女性去核细胞中融合细胞逐渐停止分裂下列说法正确的是
①
(1)根据遗传决定学说推测,控制衰老的基因普遍存在于体细胞中
(2)自由基产生后即会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子
(3)随细胞分裂次数的增加,端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤
(4)衰老细胞中水分减少,细胞核体积变小,细胞体积变小,细胞代谢速率减慢
(5)细胞内的水分减少,细胞萎缩,细胞体积减小,新陈代谢速率减慢
(6)细胞内的多种酶的活性降低
(7)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低
(8)核膜内折,染色质收缩、染色加深,细胞核的体积减小。