高中生物浙科版必修1教学案第四章第二三节细胞的分化细胞的衰老和凋亡含答案.docx

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高中生物浙科版必修1教学案第四章第二三节细胞的分化细胞的衰老和凋亡含答案

2019-2020年高中生物浙科版必修1教学案：

第四章第二、三节细胞的分化细胞的衰老和凋亡（含答案）

1．生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的；细胞的分化是细胞的后代在形态、结构和功能上发生差异的过程。

细胞分化一般是不可逆的。

2．细胞异常分化的结果是形成癌细胞。

癌细胞重要的两个特点是：

①能无限增殖；②能在体内转移。

3．一般来说，细胞分化的程度越高，细胞全能性相对越低，细胞分裂的能力也越低。

4．对于单细胞生物体来说，细胞的衰老就是个体的衰老；对于多细胞生物来说，细胞的衰老不等于个体的衰老；细胞的衰老是细胞生命活动的必然规律。

5．细胞凋亡是细胞一种正常的重要的生命活动，是一个由基因决定的细胞自动结束生命的过程。

细胞的分化和细胞的全能性

1．结合下图完成有关细胞分化的问题

（1）b的过程叫细胞分化。

生物的个体发育是通过b过程来实现的。

（2）由②③④细胞变为⑤⑥⑦细胞，细胞在哪些方面发生了稳定差异：

形态、结构和功能。

（3）图中b过程形成的细胞一般情况下不能分裂，可说明细胞分化的特点是不可逆的。

（4）正常情况下，①②③④⑤⑥⑦细胞的遗传物质都相同。

2．细胞的全能性[判断]

（1）细胞的全能性是指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

（√）

（2）植物组织培养说明高度分化的植物细胞具有全能性。

（√）

（3）克隆羊多利的培育说明高度分化的动物细胞具有全能性。

（×）

（4）玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性。

（×）

1．细胞分化中细胞内的遗传物质是否发生改变？

提示：

细胞分化中遗传物质并未发生改变。

2．为什么分化的细胞，其遗传信息并没有改变？

提示：

细胞是以有丝分裂的方式进行增殖，而有丝分裂的特点是遗传物质维持稳定；分化的细胞都是来自同一个受精卵。

3．人的神经细胞和心肌细胞都是由受精卵分裂而来的，但它们的形态、结构和功能不同，其原因是什么？

提示：

基因选择性表达。

4．阅读课本P115有关科学家利用植物组织培育技术把胡萝卜韧皮部细胞培育成新植株；利用细胞核移植技术，将蝌蚪肠细胞的细胞核植入去核的蛙卵细胞中，结果培养出了新蝌蚪；1997年，英国科学家将绵羊乳腺细胞的细胞核植入另一只绵羊的去核的卵细胞中，诞生了“多莉”羊。

请根据以上材料，分析讨论下列问题：

（1）为什么胡萝卜高度分化的韧皮部细胞，经培养形成了与原来性状相似的植株，即表现出细胞的全能性？

提示：

胡萝卜韧皮部细胞内含有该物种的全部遗传信息。

（2）利用动物的体细胞，经核移植技术获得了新个体，说明了什么问题？

提示：

说明了动物细胞的细胞核具有全能性。

（3）动物细胞核和植物细胞具有全能性的基础是什么？

提示：

含有该物种的全套遗传信息。

5．断尾的小壁虎再次长出新的尾巴属于细胞的全能性吗？

提示：

不是。

细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

1．细胞分化的过程图示

2.细胞分化的概述和意义

（1）细胞分化的概述：

①基础：

各种细胞具有完全相同的遗传物质，即携带有本物种的全部遗传信息。

②实质：

不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，控制合成不同的蛋白质。

③结果：

形成形态、结构和功能都有很大差异的组织。

（2）细胞分化的意义：

细胞分化是个体发育的基础。

个体发育是通过细胞增殖和细胞分化来实现的。

细胞增殖只能使细胞的数目增多，细胞生长只能使细胞体积增大。

只有通过细胞分化才能产生出不同形态、不同结构、不同功能的细胞，由这些不同的细胞再构成组织，进而形成胚胎、幼体，并发育成成体。

3．细胞分化与细胞全能性

（1）两者的区别：

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物质

特点

①持久性；

②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；

③普遍性：

生物界中普遍存在

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

形成形态、结构、功能不同的细胞

形成新的个体

（2）两者的关系：

①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。

②一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以实现；细胞分化程度越低，全能性就越高。

细胞的癌变

1．什么是癌细胞

机体细胞受到致癌因素的作用，不能完成正常的细胞分化，变得不受机体控制而无限增殖，这种细胞为癌细胞。

癌细胞是细胞异常分化的结果。

2．癌细胞的特点

（1）癌细胞有许多共同的特点，其中，最重要的是有无限增殖的能力。

人的细胞一般只能分裂50～60次，可癌细胞的分裂次数是无限的。

（2）癌细胞的另一个特点是能在体内转移，正常细胞表面有一种粘连蛋白，使细胞彼此粘连，不能自由移动，癌细胞表面该物质很少或缺失，故细胞易在组织间转移。

此外，癌细胞的染色体不正常。

3．引起癌变的因素

引起癌变的因素很多，如各种射线，许多无机或有机化合物，许多种病毒等。

1．癌症是目前难以治愈的顽疾，原因之一就是癌细胞能无限增殖，你知道它的增殖方式吗？

有细胞周期吗？

提示：

有丝分裂。

有细胞周期。

2．正常人的肝细胞可以分裂50～60次，可活45.8～55天，而海拉宫颈癌细胞自1951年存活至今，目前已分裂约25484次，据此分析，癌细胞有什么特征？

提示：

癌细胞具有无限增殖的特点。

3．肿瘤有良性的，也有恶性的，良性肿瘤逐渐增长仅是压迫周围组织，而恶性肿瘤会不断侵入周围组织，被称为“癌”。

试分析癌细胞在体内为什么容易分散和转移呢？

提示：

癌细胞膜上粘连蛋白减少，使癌细胞间的粘着性显著下降，容易在体内分散和转移。

4．用于化疗的抗癌剂作用于癌细胞分裂的哪一时期？

作用机理是什么？

提示：

作用于分裂间期。

主要是抑制DNA的复制。

1．细胞分裂、癌变和分化的联系

2.对癌细胞的理解

（1）癌细胞是一类畸形分化的细胞，或不能正常分化的细胞，是细胞一种不正常的分化导致的。

（2）癌细胞的三个特征，可从“不死的细胞”、“变态的细胞”、“扩散的细胞”三方面来理解掌握。

3．引起细胞癌变的致癌因素

（1）物理致癌因素：

主要是辐射致癌。

例如电离辐射、X射线、紫外线都可以致癌。

（2）化学致癌因素：

有些无机物，如砷、石棉、铬化合物、镍化合物均有致癌作用。

有机致癌剂则更多，如环化致癌物、杂环烃、煤焦油、黄曲霉毒素等均可致癌。

（3）病毒致癌因素：

现在已经发现有150多种病毒可以引起动物或植物产生肿瘤。

（4）癌症是可以预防的，如尽量避免接触上述物理的、化学的和病毒致癌因子，就可避免引起细胞的癌变。

同时，要注意加强锻炼，增强体质，保持乐观健康的心态，养成良好的生活习惯。

从多方面采取防护措施，就能使我们远离癌症，不被疾病所困扰。

细胞的衰老和凋亡

1．细胞的衰老

（1）生物体内的细胞不断地衰老和死亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们。

（2）细胞之所以有一定的寿命，是因为它们不可避免地要衰老，这是细胞生命活动的必然规律。

（3）细胞衰老的特征：

①生化的变化：

许多种酶的活性降低；

②生理的变化：

呼吸变慢；

③形态和结构上的变化：

如线粒体的数量随年龄增大而减少，体积则随年龄增大而增大；细胞核体积不断增大，核膜不断向内折叠等。

2．细胞凋亡

（1）含义：

细胞凋亡或称编程性细胞死亡，是细胞发育过程中的必然步骤。

（2）原因：

是由某种基因引发的，是不可避免的，它不同于病变或伤害导致的死亡。

（3）实例：

人胚胎发育过程中所产生的过量的神经细胞，其数量的调整是通过细胞凋亡实现的。

细胞凋亡在植物体内也普遍存在。

1．年老的个体会有新生的细胞吗？

新生婴儿体内含有衰老的细胞吗？

提示：

老年人体内有新生的细胞，新生婴儿体内也有衰老的细胞，只是所占比例不同。

新生婴儿体内衰老细胞较少，新生细胞较多，老年人则相反。

2．一般情况下，老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，试从细胞水平上分析其主要原因是什么？

提示：

老年人体内衰老细胞多，衰老细胞代谢速率减慢。

3．细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞的衰老就代表个体衰老吗？

提示：

对于多细胞生物而言，细胞的衰老不等于机体的衰老，如幼年个体中每天都有细胞衰老；机体的衰老也不等于细胞的衰老，如老年个体中每天也有新的细胞产生。

但个体衰老时，组成该个体的细胞往往表现为普遍衰老现象。

4．细胞凋亡是否属于正常的生理过程？

提示：

是。

1．细胞衰老的主要特征

（1）衰老的细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞的新陈代谢速度减慢。

（2）衰老的细胞内，有些酶的活性降低。

例如，当人的头发基部的黑色素细胞衰老时，细胞中的酪氨酸酶的活性降低，就会导致头发变白。

（3）衰老细胞内线粒体数量减少，呼吸速度减慢。

细胞核体积变大，染色质固缩、染色加深，核膜向内折叠。

（4）细胞膜通透性功能改变，使物质运输能力降低。

（5）细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累。

由于细胞内脂褐素占有的面积增大，阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递，影响到细胞正常生理功能的进行，最后导致细胞的衰老或死亡。

2．个体衰老与细胞衰老的关系

（1）对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。

（2）对多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。

（3）多细胞生物体内的细胞总是在不断更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。

（4）从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

3．细胞分化、分裂、癌变及凋亡的关系

以多项知识信息为依托，考查对细胞分化和细胞全能性的理解

[例1]　细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

有关说法正确的是（　　）

①胡萝卜韧皮部细胞经组织培养产生了完整植株，证明植物细胞具有全能性　②将乳腺细胞核移植到去核卵细胞中培育而成的克隆羊多莉，证明动物细胞具有全能性　③骨髓中的造血干细胞能分化出各种血细胞，证明造血干细胞具有全能性　④通过植物组织培养的方法快速繁殖花卉是利用了植物细胞的全能性

A．①④　　B．①②③　　C．①②④　　D．①②③④

[精讲精析]　②将乳腺细胞核移植到去核卵细胞中培育出克隆羊多莉，证明了动物细胞的细胞核具有全能性。

③骨髓中的造血干细胞能分化出各种血细胞，但不能培养出个体，不能证明造血干细胞具有全能性。

[答案]　A

细胞“具有”全能性与“体现”全能性的辨析

（1）理论上活细胞（有细胞核）都具有全能性。

（2）只有发育为完整个体，才能“体现”或“实现”细胞的全能性，即：

1．细胞分化过程中，不会改变的是（　　）

①细胞表面结构　②细胞器的数量　③蛋白质种类和数量　④染色体数目　⑤细胞核遗传物质　⑥组成细胞的化学元素种类　⑦细胞的功能

A．①③⑤⑥　　　　　　　　B．②④⑥⑦

C．④⑤⑥D．③⑤⑥

解析：

选C　细胞分化是指细胞的形态、结构和功能产生稳定性差异的过程。

分化过程中细胞内的染色体数目、细胞核遗传物质和组成细胞的化学元素种类保持不变。

2．在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是（　　）

A．壁虎断尾后重新长出尾巴

B．蜜蜂的未受精卵发育成雄蜂

C．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人

D．小鼠腺细胞的自我复制

解析：

选B　细胞的全能性是指已经分化的细胞有发育成一个完整的个体的潜能，只有B项中蜜蜂的未受精卵发育成雄蜂体现了细胞的全能性。

以关系模式图为载体，考查细胞的癌变、衰老、凋亡

[例2]　下图是发生在人体内的一些重要的生命活动，有关下列说法正确的是（　　）

A．①过程的核膜在前期消失，后期再出现

B．②过程细胞中的遗传物质改变，使细胞形态、结构、功能发生稳定性差异

C．③过程中许多种酶的活性会降低

D．癌细胞是受机体控制、连续进行分裂的恶性增殖细胞

[思路点拨]

[精讲精析]　人体细胞增殖的方式主要是有丝分裂，在有丝分裂过程中核膜前期逐渐消失，末期重新出现。

细胞分化是基因选择性表达的结果，遗传物质一般不会发生改变。

衰老的细胞中许多种酶的活性会降低，物质运输功能降低。

癌细胞的增殖不受机体控制。

[答案]　C

（1）注意“连续进行增殖”与“恶性增殖”的区别：

受机体控制的连续增殖的细胞不是癌细胞，能在体内移动的细胞也不一定是癌细胞。

（2）判断癌细胞可根据癌细胞的特点加以分析：

①连续进行分裂，恶性增殖；②癌细胞的表面发生了变化，主要表现为丧失粘连蛋白，黏着性下降，导致癌细胞容易在组织间转移。

（3）癌细胞从代谢方面分析：

线粒体和核糖体活动旺盛，为癌细胞分裂提供能量和蛋白质。

3．下列关于癌细胞的叙述，错误的是（　　）

A．癌细胞具有无限增殖的能力

B．细胞癌变可以由病毒感染引发

C．能在体内移动的细胞一定是癌细胞

D．癌细胞的转移与细胞间黏着性下降有关

解析：

选C　致癌因子包括物理致癌因子、化学致癌因子及病毒致癌因子；癌细胞具有无限增殖、易转移等特点。

能在人体内移动的细胞不一定是癌细胞。

4．分别在体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果见下表。

以下对此表的分析，不正确的是（　　）

细胞来源

胎儿

中年人

老年人

增殖代数

2～4

A．肺成纤维细胞以有丝分裂方式增殖

B．衰老程度大的细胞分裂能力弱

C．高等动物体细胞的分化程度不同，分裂能力也不一样

D．胎儿时期，肺成纤维细胞的细胞周期远大于成年人的

解析：

选D　依表分析，胎儿时期，肺成纤维细胞的细胞分裂较快，其细胞周期远小于成年人。

[课堂回扣练习]

一、概念原理识记题

1．关于细胞分化的说法正确的是（　　）

①分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细胞沿一定的方向分化，便不会再回到原先的状态②细胞分化后，细胞中合成的蛋白质完全不同③分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能④一般不会出现细胞核遗传物质的改变⑤细胞分化的实质是基因的选择性表达

A．②③④⑤　　　　B．①②④⑤　

C．①②③⑤　　　　D．①②③④⑤

解析：

选D　细胞分化是基因选择性表达的结果，会形成不同蛋白质，从而导致细胞的形态、结构不同，细胞分化具有稳定性、持久性以及不可逆性，在分化时遗传物质一般不会出现变化。

2．下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述，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、分化和凋亡对于生物体都是有意义的

C．细胞分裂存在于个体发育的整个生命过程中，细胞分化仅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：

选B　细胞分化是基因选择性的结果，导致了细胞形态和功能各不相同，在细胞分化过程中遗传物质并不发生改变；细胞分裂和细胞分化均存在于整个生命过程中，但细胞分化在胚胎时期达到最大限度；在生物体内，每时每刻都有细胞在衰老、凋亡，同时又有新的细胞生成。

二、易错易混辨析题

3．对于细胞全能性的理解正确的是（　　）

A．从理论上讲，只要是活的有细胞核的细胞都具有全能性

B．未脱离植株的幼叶，在适当的情况下能表现出全能性

C．在个体发育的不同时期，由于细胞内基因发生变化，导致细胞不能表现出全能性

D．脱离了植株的芽，一定能表现出全能性

解析：

选A　生物体每一个体细胞遗传物质完全相同，所以从理论上讲，每一个具核活细胞都具有全能性。

细胞的全能性需要脱离母体并给予一定的条件才能表现出来。

在生物体内，由于基因选择性表达，细胞不能表现出全能性；细胞分化过程中细胞的遗传物质并没有发生变化。

三、基本原理应用题

4．鼻咽癌是种族差异非常明显的恶性肿瘤，我国南方几省特别是珠江三角洲地区的鼻咽癌发病率居全球首位。

下列叙述不属于鼻咽癌发病诱因及防治方法的是（　　）

A．食用咸鱼过多可能是诱发鼻咽癌的重要因素

B．致癌相关基因在家族中的稳定遗传可能是鼻咽癌高危家族存在的原因

C．细胞膜上的粘连蛋白减少，导致癌细胞易发生转移

D．鼻咽癌的化疗主要是利用药物作用于癌细胞周期的间期

解析：

选C　A、B项的叙述均为诱发细胞癌变的原因，D项中化疗的理论依据是抑制癌细胞DNA的复制从而抑制细胞分裂，而DNA的复制发生在癌细胞周期的间期；C项为癌细胞的特征。

四．实验探究分析题

5.“苏丹红Ⅰ号”是一种红色的工业合成染色剂，用于汽车增色以及鞋、地板等的增光。

全球多数国家都禁止将其用于食品生产。

科学家通过实验发现“苏丹红Ⅰ号”会导致鼠类患癌，在人类肝细胞研究中，也显现出它可能致癌的特性。

请设计实验探究“苏丹红Ⅰ号”是否能诱导大鼠肝癌的发生。

（1）实验材料和用具：

大鼠若干只，普通饲料，三种不同剂量的苏丹红Ⅰ号溶液A、B、C（分别为低、中、高），其他所需条件均满足。

（2）实验方法步骤（请简要写出）：

步骤1：

选取____________________的大鼠若干，随机平均分成__________组，并编号甲、乙、丙、丁，分别饲养。

步骤2：

分类处理（“√”表示添加）

甲

乙

丙

丁

普通饲料

√

苏丹红Ⅰ号溶液

等量水

步骤3：

将四组大鼠置于____________，分笼饲养，定期测量体重，注意观察记录。

步骤4：

两年后，检查大鼠的健康状况，统计各组大鼠肝癌的发生率。

（3）实验结果预测与分析：

__________________________

____________________________________________________

_____________________（至少写出三种情况）。

解析：

本题中的自变量为“苏丹红Ⅰ号”，设置三个浓度，实验需分四组。

因对照组设置是必需的，结果是未知的，根据实验情况可能出现的结果都是预测结果。

一般结果的预测分成两类：

一是不能诱导肝癌的发生；二是能诱导肝癌的发生，在这里又可分为多种不同浓度的“苏丹红Ⅰ号”诱导导致结果不同的情况。

答案：

（2）身体健康、发育正常、体重相当　四　相同且适宜的环境条件下

（3）实验结果预测与分析：

①如果四个组的大鼠肝癌发生率相同，说明“苏丹红Ⅰ号”不会诱导大鼠肝癌的发生；②如果四个组的大鼠肝癌的发生率依次是：

丙＞乙＞甲＞丁，说明“苏丹红Ⅰ号”会诱导大鼠肝癌的发生，而且剂量越高，诱导大鼠肝癌的发生率越高；③如果甲组、乙组、丙组大鼠肝癌的发生率相近，且高于丁组，说明“苏丹红Ⅰ号”会诱导大鼠肝癌的发生，但跟剂量大小关系不大（其他合理的预测与分析也可）

[回扣知识点]

1．细胞分化的概念、特点、实质。

。

2．细胞分裂、分化、衰老和凋亡。

。

3．易误点提醒：

区别“离体”与“未离体”都能表现出细胞“全能性”。

4．能力迁移：

运用癌细胞的特点及癌症发病诱因分析有关癌症的预防与治疗的问题。

5．方法指导：

对实验“结果与结论”的描述

一般探究性实验的结论不是唯一的，需要分类讨论，需要把所有的可能都写出来，而验证性实验的结论是已知的、确定的，不需要进行讨论。

因此在写预期结果与结论时，应首先明确到底是验证性实验还是探究性实验。

如果是验证性实验，则结论就是唯一的，如果是探究性实验，讨论的是所有可能发生的情况，而讨论的形式是“如果出现……现象，则说明……结论”。

通过结果得出结论，结果应该写在结论之前。

[课下综合检测]

一、选择题

1．在由一个受精卵发育为一个多细胞生物体的过程中，主要通过（　　）

A．细胞分裂和细胞生长

B．细胞生长和细胞分化

C．细胞分裂和细胞分化

D．细胞的有丝分裂和减数分裂

解析：

选C　受精卵通过细胞的分裂可增加细胞的数目，通过细胞的分化可形成不同组织从而发育为多细胞生物体。

2．下图为某人体内几种类型的细胞模式图。

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