细胞增殖细胞的分化癌变和衰老.docx
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细胞增殖细胞的分化癌变和衰老
细胞增殖细胞的分化、癌变和衰老
细胞是生物结构和功能的基本单位，细胞增殖对生物的生长发育和繁殖的基础；细胞的分化和衰老对于生物的正常生活有着重要的意义；细胞的癌变则是异常的分化。
细胞增殖的主要方式是有丝分裂，有丝分裂的动态过程以及能够连续分裂的细胞具有的周期性变化是重点。
一、内容提要
本单元我们将要学习的内容主要是细胞的增殖方式、意义，尤其是有丝分裂过程和其过程中脱氧核糖核酸、染色体和染色单体的数量变化；有丝分裂实验，以及重要概念“细胞分化”和细胞癌变及衰老的特点和原理。
生物的体细胞一般是通过有丝分裂得到增殖的。
对有丝分裂过程的学习应特别注意分裂过程中染色体数和DNA分子数目的变化规律和分裂期各阶段图形变化。
二、重点知识
1．细胞增殖的意义：
细胞增殖是生物生长、发育、繁殖和遗传的基础。
2．细胞增殖的方式
（1）有丝分裂
细胞周期：
连续分裂的细胞，从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成为止为一个细胞周期
意义：
将亲代细胞的染色体经复制后精确地平均分配到两子细胞中去，保持生物亲子代（细胞）间遗传性状的稳定性。
（2）
（3）减数分裂：
一种特殊的有丝分裂，与成熟生殖细胞的形成有关。
3．实验观察植物细胞的有丝分裂
4.细胞的分化：
在生物发育中，相同细胞后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程
5.细胞的癌变
癌细胞：
不受有机体控制的连续进行分裂的恶性增殖细胞
特征：
无限增殖；形态结构发生变化；表面发生变化
6．细胞的衰老
细胞衰老的假说：
细胞突变和DNA损伤论；自由基理论；细胞程序死亡理论
三、难点剖析
1．染色质、染色体和染色单体的关系
染色质是细胞分裂间期遗传物质存在的特定形态，呈细长的丝状，并交织成网状；染体是细胞分裂期遗传物质存在的特定形态，呈圆柱状或杆状。
第一，染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在形式。
在细胞分裂初期，细丝状的染色质逐渐高度螺旋化形成染色体；在细胞分裂末期，杆状的染色体逐渐解螺旋化变成染色质。
第二，染色单体是染色体经过复制（染色体数量并没有增加）后仍连接在同一个着点的两个子染色体（姐妹染色单体）；当着丝点分裂后，两染色单体就成为独立的染色体（姐妹染色体）。
见上图。
2．染色体数、染色单体数和DNA分子数的关系和变化规律
细胞中染色体的数目是以染色体着丝点的数目来确定的，无论一个着丝点上是否含有染色单体。
在一般情况下，一个染色体上含有一个DNA分子，但当染色体（染色质）复制后且两染色单体仍连在同一着丝点上时，每个染色体上则含有两个DNA分子。
设间期DNA复制前的数目为2a,染色体的数目为2n（a＝n），此时染色单体数目为0；则在一个细胞周期内三者的变化规律表示如下：
注意：
整个细胞周期中，发生数量变化的只有间期、后期、末期。
我们没有必要死记其具体的数量变化，而是应该想一想，这三个阶段数量为什么会发生变化，这样通过推导，就能得出结论。
3．植物细胞有丝分裂实验的操作要点
植物细胞的有丝分裂实验难度较高，但它是基本的生物实验操作，需要认真练习掌握。
在做该实验时，应理解和注意：
（1）培养根尖时：
要经常换水（保证根细胞呼吸作用所需的氧气）；置温暖处（满足细胞分裂、代谢所需的温度条件）。
（2）取材时：
必须取在植物细胞有丝分裂的高峰期（一般在上午10时到下午2时）；一定要取从根冠开始的2－3mm长的根尖，因根尖分生区就在该部位，其间分裂旺盛的细胞较多，其它部位的细胞一般不处于分裂阶段。
（3）解离时：
解离液要用质量分数为15％的盐酸溶液和体积分数为95％的酒精溶液等量混合，时间3－5min；解离的目的是使细胞之间的连接（果胶层）破坏，使细胞彼此分离开，便于压片。
4．细胞的分化和全能性
细胞的分化是在个体发育过程中，相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生的稳定性差异。
多细胞生物个体是由多种多样的细胞构成的（如人体的细胞就多达200余种），细胞分化使多细胞生物中细胞功能趋向专门化，如执行支持、运输、营养、保护、运动、繁殖等多种功能，如果没有细胞的高度分化，就无法出现执行不同功能的细胞。
因此，分化是生物正常发育的基础．是进化的体现。
细胞分化与细胞分裂不同处在于：
细胞分裂能产生许多相同的细胞，使细胞数量增加；细胞分化使分裂后产生的子细胞发生内部化学物质的变化，并形成特定的形态和功能，而细胞数量并无变化。
细胞分化通常是稳定的，而且是不可逆的，一旦细胞沿一定方向分化，便不会再反分化到原来状态。
由于个体发育从受精卵开始，通过有丝分裂产生了大量的体细胞，因此，一般已分化的细胞都有一整套与受精卵相同的染色体，携带有本物种相同的DNA分子，即具有全套的遗传信息。
因此，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。
在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。
一般地，高度分化的植物细胞仍具有全能性，而动物细胞的全能性随细胞分化程度提高而分化潜能变窄，但高度分化细胞的细胞核仍具有全能性（如克隆动物的培育）。
四、【知识网络结构和知识点归纳】
细胞增殖
（一）、细胞增殖
⒈亲代细胞以分裂方式产生子代细胞的过程
⒉细胞增殖是通过细胞周期实现的
⒊细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础
⑴单细胞生物通过细胞分裂进行繁殖和传递遗传信息
⑵多细胞生物通过细胞分裂实现生长和发育
⒋细胞分裂有三种方式：
无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
（二）、有丝分裂–细胞分裂的主要方式
㈠细胞周期
⒈指细胞生长和增殖的周期性变化
⒉始于新细胞形成，持续到细胞自身分裂成两个新细胞为止
⒊一个细胞周期分为间期和分裂期两个阶段
㈡分裂间期
分 期
主 要 事 件
发生部位
G1（生长1）
细胞合成新的蛋白质、RNA和其他分子；细胞器可能复制；利用物质、能量和酶
细胞质
S（合成）
DNA分子进行自我复制；
动物细胞进行新的中心粒装配
细胞质
细胞核
G2（生长2）
与G1相似，但产生分子数量少；合成有丝分裂的引发物质
细胞质
㈢有丝分裂期
⒈植物细胞有丝分裂的动态变化
分期
核分裂相
质分裂相
前期
①染色体出现（呈无序排列）
②核仁逐渐解体，分散胞质中
④核膜崩解为小膜囊泡
③两极发出极微管（即纺锤丝）
中期
③染色体动粒两侧与牵引丝连接
④染色体有序排列指赤道板上
①出现连续微管，即纺锤体形成
②形成动粒微管（即牵引丝）
后期
①着丝粒分裂，染色单体分开
③染色体向极运动，平分为两组
②动粒微管缩短，连续微管延长
④子染色体之间出现区间微管
末期
①染色体表面小膜囊泡形成核膜
②染色体复原为染色质
③核仁重新出现
④区间微管等形成细胞板，继而形成细胞壁，完成细胞质分裂
⒉动物细胞有丝分裂与植物细胞的比较
植物细胞
动物细胞
纺锤体微管来源
细胞核两端的极微管
中心粒周物质→星射线→极微管
细胞质分裂方式
形成细胞板及细胞壁
后期末开始的质膜中部缢缩起沟
⒊有丝分裂的特征
⑴细胞间期染色体复制一次
⑵分裂期复制的染色体平均分配到两个子细胞中去
⑶亲子细胞中染色体保持恒定
⑷染色体数目与DNA含量的动态变化
（三）、无丝分裂
㈠过程
⒈间期：
DNA复制
㈡特征
⒈核分裂过程不出现染色体
⒉无纺锤体结构
细胞的分化、衰老与癌变
（一）、多细胞生物发育中的细胞变化
（二）、细胞分化
㈠概念要素
⒈相同来源的细胞发生稳定性差异的过程
⒉发生在整个生命过程，以胚胎期为最大限度
⒊组织形成是细胞分化的必然结果
⒋已分化细胞保持着全能性
㈡细胞全能性的应用——细胞工程
1. 细胞全能性：
生物体的每一个细胞都包含该物种生物所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因，因而具有发育为完整个体的潜能，称为细胞的全能性。
2. 植物细胞工程技术：
植物组织培养、植物体细胞杂交
3. 动物细胞工程技术：
动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等
（三）、细胞癌变
㈠癌细胞是正常细胞的畸形分化细胞
⒈能够无限增殖
⒉形态结构发生变化
⒊细胞分散和转移
⒋产生新的膜抗原
㈡致癌因素
⒈物理因子：
主要是辐射线
⒉化学因子：
无机物和有机物两大类
⒊生物因子：
约150多种肿瘤病毒或致癌病毒
㈢致癌原因
（四）、细胞衰老
㈠衰老细胞的特征
⒈细胞水分减少，体积变小
⒉酶活性降低，代谢缓慢
⒊色素沉积影响物质交换和信息传递
⒋细胞呼吸减慢，物质通透性差
㈡细胞衰老是多种内因与外因共同作用的结果
【重点、难点、拓展知识解析】
1、着丝点
长期以来，着丝粒和着丝点这两个术语是作为染色体上纺锤体附着区域的同义语使用。
后来，在电镜下研究哺乳类染色体超微结构时发现，在主缢痕区存在着丝粒，在分裂前期和中期着丝粒把两个姐妹染色单体连在一起，到后期两个染色单体的着丝粒分开。
着丝粒的两侧各有一个蛋白质构成三层的盘状或球状结构，成为着丝点，着丝点与纺锤体的纺锤丝连接，在后期把分开的两条姐妹染色单体拉向两极。
并非各种生物的染色体都有这种分化的结构。
2、无丝分裂
无丝分裂主要见于高度分化的细胞，如肝细胞、肾小管上皮细胞、肾上腺皮质细胞等。
无丝分裂是最早发现的一种细胞分裂方式，早在1841年就在鸡胚的血细胞中看到了。
因为分裂时没有纺锤丝出现，所以叫做无丝分裂。
又因为这种分裂方式是细胞核和细胞质的直接分裂，所以又叫做直接分裂。
3、特化细胞的细胞核仍保持全能性
动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。
可是细胞核则不同，它含有保持物种遗传性所需的全套基因，而且并没有因细胞分化失去基因，因此高度分化细胞的细胞核仍具有全能性。
这可以从细胞核移植实验，分子杂交试验和细胞杂交实验得到证实。
细胞核移植实验，首先是在体积较大的两栖类卵中获得成功。
将豹蛙胚囊的细胞核移入去核的卵母细胞中，指导该细胞发育成了蝌蚪，甚至有少数几例能变态发育成为可育的成体。
我国科学家童第周等将黑斑蛙成体红细胞的细胞核移入未受精的去核卵中，卵子也发育成正常的蝌蚪。
四、【例题解析】
1、动物细胞有丝分裂区别于植物细胞有丝分裂的特点是
A 核膜、核仁消失 B 形成纺锤体
C 中心粒周围发出星射线 D 着丝点分裂，染色单体分离
解析：
这道题考查动物细胞和植物细胞有丝分裂的特点，动物细胞有丝分裂区别于植物细胞的特点在于：
纺锤丝来源和质分裂方式的不同。
答案：
C
2、右图是一学生绘出的某高等植物的细胞分裂图像。
其中错误的是
A a和b B c和d
C b和d D e和f
解析：
这道题考查学生对植物细胞有丝分裂各时期细胞分裂相的识别能力，理解分裂细胞各时期的典型特征是辨别图像正确与否的前提。
答案：
C
3、细胞周期中，不属于G2期发生的生理活动是
A 复制DNA B 合成微管蛋白等特定蛋白质
C 合成RNA D 完成细胞分裂所必需的物质和能量准备
解析：
这道题主要是考查分裂间期细胞的各时期所发生的事件，对G1期和G2期所进行的具体活动不作过多要求，但一定记住DNA复制发生在S期。
答案：
A
4、在细胞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细胞中的染色体数和DNA含量分别是
A N和0 B N／2和Q／2
C N和Q／2 D N／2和Q
解析：
这道题考查有丝分裂过程中染色体数目的动态变化和DNA分子含量的动态变化，染色体数目变化依次为：
2、2、4、2，DNA分子数变化则依次为：
4、4、4、2。
，
答案：
C
5、下列哪一项属于克隆
A 将鸡的某个DNA片段，整合到小鼠的DNA分子中
B 将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内
C 将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D 将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
解析：
克隆属于现代新科技的热点问题，细胞水平的克隆是指细胞的无性繁殖系，其理论依据是细胞的全能性。
这道题显然是考查学生收集和处理信息的能力。
答案：
D
6、胚胎移植目前主要应用于：
①解决某些不孕症的生育问题；②治疗某些遗传病；③提高良种家畜的繁殖力；④提高动物的抵抗力
A ①② B ③④ C ①③ D ②④
解析：
胚胎移植技术也属于现代新科技的热点问题，这道题也是考查学生收集和处理信息的能力。
答案：
C
7、下列植物细胞中，属于高度分化的细胞是
A 筛管细胞 B 形成层细胞 C 根尖生长点细胞 D 叶原基细胞
解析：
高度分化的细胞是具有一定特定的结构且失去分化能力的细胞。
答案：
A
8、一个患有原发性胃癌的病人，体检时发现肝部也有癌细胞，这是因为
A 癌细胞能够无限增殖 B 胃部癌细胞形态结构发生变化
C 癌细胞分散和能够转移 D 癌细胞膜表面产生新的膜抗原
解析：
癌细胞具有能够无限增殖；细胞形态结构发生变化；细胞能够分散和转移；产生新的膜抗原等特征。
题干中的实例说明癌细胞能够分散和转移。
答案：
C
9、有些老年人的皮肤表面有色素堆积现象，俗称老人斑，出现这种情况的主要原因是
A 头发基部的黑色素细胞衰老
B 细胞内色素随细胞衰老而逐渐积累
C 衰老的细胞内水分减少，细胞颜色变深
D 衰老的细胞细胞核体积增大，染色质固缩、染色加深
解析：
老年人衰老的细胞增多，细胞内色素逐渐积累，色素堆积过多出现深色色斑。
答案：
B
测试
单项选择题（每题10分，共计100分）
1．生物的遗传物质是[]
A．DNAB.RNAC.DNA或RNAD.DNA和RNA
2．真核细胞中有双层膜结构的一组细胞器是[]
A．线粒体和叶绿体B．线粒体和高尔基体C．叶绿体和内质网D．中心体和核糖体
3.构成细胞膜的基本骨架是[]
A．蛋白质分子B．一层磷脂分子C．两层磷脂分子D．核酸分子
4.在白杨树的细胞和黄牛的细胞中，都能发现的细胞器有：
[]
A．中心体和内质网B．线粒体和质体
C．核糖体和线粒体D．核糖体和叶绿体
5.核糖体主要是由哪些物质组成的？
[]
A．DNA和蛋白质B．蛋白质、RNA和酶C．蛋白质和脂类D．酶、RNA和DNA
6.下列结构都含有RNA的一组是[]
A．叶绿体、高尔基体、中心体、染色体
B．叶绿体、线粒体、细胞核、核糖体
C．内质网、核糖体、细胞核、中心体
D．线粒体、核糖体、染色体、高尔基体
7.下列细胞中，含高尔基体和内质网较多的细胞是[]
A．神经胶质细胞B．软骨细胞
C．肌肉细胞 D．胰腺外分泌部细胞
8.人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程完成依靠细胞膜的 []
A．选择透过性B．保护作用C．流动性D．自由扩散
9.蛔虫的细胞内肯定没有下列哪种细胞器
A．核糖体B．内质网
C．中心体D．线粒体
10.牛奶中含有乳球蛋白和奶酪蛋白等物质，在奶牛的乳腺细胞中，与乳汁的合成与分泌功能有密切关系的细胞器有[]
A．核糖体、线粒体、内质网和高尔基体
B．线粒体、内质网、高尔基体和中心体
C．溶酶体、线粒体、核糖体和高尔基体
D．核糖体，白色体、高尔基体和内质网
答案及分析
1.D2.A3.C4.C5.B6.B7.D8.C9.D10.A
1.选D有些生物的遗传物质是RNA，如某些病毒。
2.选A高尔基体、内质网有一层膜；中心体、核糖体没有膜。
4.选C中心体只在动物和低等植物中存在；质体和叶绿体在动物体内不存在。
6.选B细胞核、叶绿体和线粒体中有RNA和DNA；高尔基体、内质网和中心体不含遗传物质；染色体含DNA；核糖体含RNA
7.选D高尔基体与分泌物的形成有关，内质网参与细胞内物质的合成、加工、储存、运输。
8.选C细胞膜的变形决定于它有一定的流动性。
9.选D此题是考查细胞器的功能，同时也要求考生了解蛔虫的生活知识。
蛔虫属于线形动物，一般动物细胞含有核糖体、内质网、中心体和线粒体等细胞器。
但是，蛔虫又是营寄生生活的，它的异化作用类型属于厌氧型（无氧呼吸型）。
线粒体是有氧呼吸的主要场所，在营无氧呼吸的蛔虫体内没有线粒体。
解答此题的关键是要把生物的代谢类型、种类与细胞器的功能结合起来，否则就会错答。
10.选A核糖体是蛋白质合成的场所，线粒体提供能量，高尔基体和内质网与分泌物的形成、加工、运输等有关。
五、阶段学习
第一阶梯
[例1]在细胞有丝分裂过程中，DNA分子数目相同，但染色体数目不同的时期是[]
A．间期和前期 B．前期和中期 C．前期和后期 D．间期和中期
解析：
DNA数目的加倍发生在间期，染色体数目加倍发生在后期，末期结束后形成的两个子细胞中各含有与亲代细胞数目相同的DNA和染色体。
依据题意，DNA含量相同，而染色体数目不同的时期是前期（或中期）与后期（或末期）的组合。
答案：
C
[例2]在显微镜下能观察到细胞核的是[]
A．根尖细胞有丝分裂的中期
B．根尖细胞有丝分裂的后期
C．正在分裂的细菌
D．正在分化的根尖表皮细胞
解析：
在细胞有丝分裂的前期，细胞中核膜发生解体，核仁最终也消失，所以，进入分裂中期后，已经看不到完整的细胞核，直至分裂末期才重新形成核膜、核仁，构成新的细胞核。
细菌是原核生物，细胞结构中本就没有成形的细胞核，在其分裂过程中当然就看不到细胞核了。
分化的细胞已不发生分裂，它保持原有的结构基本不变，可以看到成形的细胞核。
答案：
D
[例3]下列与动物细胞有丝分裂有关的细胞器是[]
A．中心体，线粒体,核糖体 B．线粒体、核糖体、叶绿体
C．高尔基体，核糖体,中心体 D．中心体、叶绿体、高尔基体
解析：
审题时应注意本题讨论“动物”细胞有丝分裂，所以B和D（含叶绿体）首先排除。
A中有核糖体，C中有高尔基体，考虑到间期染色体复制时有蛋白质合成过程，而高尔基体与植物有丝分裂末期细胞新壁形成有关，因此应将C排除。
答案：
A
第二阶梯
[例1]若用化学药剂强烈地抑制肿瘤细胞的脱氧核糖核酸复制，这些细胞就停留在细胞周期的[]
A．前期 B．中期 C．后期 D．间期
解析：
在细胞周期中，分裂间期完成组成染色体的脱氧核糖核酸分子的复制和有关蛋白质的合成。
若用药物抑制脱氧核糖核酸的复制，那么细胞就会停留在分裂间期而不进入分裂期。
答案：
D
[例2]细胞核中有20条染色体的一个细胞，在连续进行两次有丝分裂后，产生的每个子细胞中有染色体[]
A．10条 B．20条 C.40条 D．5条
解析：
有丝分裂的重要特征是亲代细胞的染色体经过复制后平均分到两个子细胞中，故分裂后的子细胞中的染色体与亲代细胞中的染色体数目相等。
本题中讨论的是“有丝分裂”，当学完了“减数分裂”知识后，再来做这样类似的题型，很容易出现混淆，故审题要细心。
答案：
B
[例3]下列四图中能正确表示细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA变化的是[]
解析：
在一个细胞周期中，DNA的数量变化经历了通过间期复制加倍，通过末期平均分至两个子细胞中去而减半，其最终结果是恢复原有水平。
图中B、C都有数量较最初水平减半的现象，应予排除。
A与D曲线的区别在于复制阶段是缓慢过程，还是末期子细胞的形成更为缓慢。
根据间期在整个细胞周期中耗时较长，同时DNA复制确不是在很短的时间内完成的，因此选A更恰当。
答案：
A
第三阶梯
[例1]2001年，欧洲大地贫铀弹问题掀起了轩然大波，这是由于北约对南联盟进行轰炸时，大量使用了贫铀炸弹。
贫铀炸弹的残留物对环境有长期破坏作用，其原因是[]
①爆炸的弹片存在放射性②未炸的哑弹存在放射性③铀的衰变速率很快④铀的半衰期很长
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①②③④
解析：
本题涉及国际政治和生态环境，也是一个与理化知识相关的问题。
其中②是各个选项都有的，因此也是必选的。
根据常识，①是正确的，现在需要对矛盾的③与④作一抉择。
从题干的信息“贫铀炸弹的残留物对环境可长期破坏起作用”，我们理应选择④。
答案：
B
如果根据理化知识，我们能尽早排除③，则只有B能作为答案。
[例2]下图所示为某动物细胞有丝分裂过程中染色体的运动。
图中的曲线A表示染色体的着丝点与相应的极之间的平均距离。
（1）据图可知分裂期的后期开始于[]
A．0分钟 B．0和10分钟之间的某时刻 C．10分钟 D．十多分钟之后
（2）图中的曲线B表示[]
A．中心粒之间的距离
B．同源染色体之间的距离
C．姐妹染色单体分开后之间的距离
D．纺锤丝的长度
解析：
此题考查的知识点是：
有丝分裂后期染色体的行为和位置的变化。
此题也对学生识图的能力和分析应用知识的能力进行了考查。
（1）从图中曲线A的变化可以看出，10分钟以后，染色体上的着丝点与相应极之间的距离逐渐减小，这符合后期的特点：
染色体平均分成两组移向细胞的两极。
有丝分裂的后期一条染色体上的两条姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极，二者之间的距离逐渐加大，因此曲线B代表姐妹染色单体分开后之间距离的变化。
答案：
升级会员 