幻灯片 1第二课时 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
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幻灯片 2一、细胞的分化及全能性
1.细胞分化
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幻灯片 3(1)概念:在个体发育中,由一个或多个细胞增殖产生的 后代,在①形态、结构和生理功能上发生一系列稳定性 差异的过程。
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幻灯片 4(2)特征:细胞分化具有②持久性、③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)原因:在个体发育中,不同的细胞④遗传信息执行的 情况不同,即在特定的时间和空间条件下基因的选择性 表达。
(4)意义:细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是 生物⑤个体发育的基础;细胞分化使生物体中的细胞趋 向⑥专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
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幻灯片 52.细胞的全能性
(1)概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成⑦完整个体 的潜能。
(2)实例:已分化的植物细胞具有发育成完整个体的全 能;高度分化的动物细胞无全能性,但⑧细胞核具有全 能性。
(3)原因:细胞核中含有本物种生长发育的全套⑨遗传 物质。
(4)干细胞:动物和人体内保留着少量具有⑩分裂和分
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幻灯片 6化能力的细胞。
(5)全能性比较:植物细胞>动物细胞;受精卵> 生殖细
胞>体细胞。
(6)细胞分化程度与全能性的关系:分化程度越 低的
细胞全能性越 高。
二、细胞的衰老、凋亡和坏死
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幻灯片 71.衰老的特征
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幻灯片 82.细胞凋亡与细胞坏死的比较
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幻灯片 10三、细胞的癌变
1.概念:细胞由于受到 致癌因子的作用,细胞中的 遗
传物质发生变化,变成了不受机体控制的、连续进行分 裂的恶性增殖细胞。
2.特征
(1)在适宜条件下,能够 无限增殖。
(2)癌细胞的形态结构发生显著变化。
(3)癌细胞的表面发生了变化。由于细胞膜上的糖蛋白
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幻灯片 11等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低, 导致癌细胞容易在体内分散和转移。
3.致癌因子的种类
(1)物理致癌因子:主要指辐射,如紫外线、X射线等。
(2) 化学致癌因子:如砷、苯、煤焦油、石棉等。
(3)病毒致癌因子:能使细胞发生癌变的病毒。
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幻灯片 124.癌变机理
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幻灯片 13一、细胞分化及细胞的全能性
1.细胞分裂和细胞分化的关系
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幻灯片 162.细胞具有全能性的原因
体细胞都是受精卵有丝分裂的后代细胞,有丝分裂前后 细胞中染色体数、核DNA分子数不变,其遗传特性也 不变。花药离体培养时所用的花粉是减数分裂形成的, 虽然只有正常体细胞遗传物质的一半,但携带着控制一 种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。细胞的全 能性是生物组织培养和克隆的理论依据。
3.细胞全能性表达的条件
离体(必要条件)、一定的营养物质(无机盐、维生素、
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幻灯片 17氨基酸等)、激素(细胞分裂素、生长素)、适宜的条件 (适宜的温度、pH等)。
规律精讲精析
1.干细胞类型
按分化潜能的大小,干细胞基本上可分为3种类型:全能 干细胞,它具有形成完整个体的分化潜能,胚胎干细胞 就属于此类;多能干细胞,它具有分化出多种细胞组织 的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力,如造血干 细胞;专能干细胞,只能向一种类型或密切相关的两种 类型的细胞分化,如皮肤生发层的干细胞。
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幻灯片 182.各种干细胞的相互关系
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幻灯片 19 典例1 (2011年山东理综)下列发生了细胞
分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 ( )
A.玉米种子萌发长成新植株
B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
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幻灯片 20【思路剖析】体细胞全能性是指体细胞经过细胞增 殖、分化后形成完整个体的潜能,属于无性生殖。玉 米种子经生殖细胞的结合,由受精卵发育而来,属于有 性生殖,不能体现体细胞的全能性。造血干细胞形成 各种血细胞,是细胞增殖、分化的结果,由于没有发育 成个体,没有体现全能性。小麦花粉属于生殖细胞,因 此花粉培育成单倍体植株只体现了生殖细胞的全能 性。
【答案】D
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幻灯片 21二、细胞的衰老、凋亡和癌变
1.细胞衰老与凋亡是一种正常现象,是生命活动的基本 特征之一,是由基因控制的程序性行为。
2.个体衰老和细胞衰老的关系
单细胞生物:个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步。
多细胞生物:个体衰老与细胞衰老有密切的关系。个体 衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程,但未衰老 的个体内也有细胞衰老。
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幻灯片 223.细胞凋亡的意义:在生物体的一生中,细胞凋亡与细胞 增殖共同维系细胞分化的动态发展,在胚胎发育过程中
保证组织分化和器官形成的正常进行,在胚后发育过程 中保证机体进行正常的细胞更新。
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幻灯片 234.细胞分化、分裂、癌变及凋亡的关系
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幻灯片 24(1)原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因,在细 胞分裂过程中它负责调节细胞周期,控制细胞生长和分 裂的进程;而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
(2)抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着 调节作用。
(3)癌变是由于原癌基因和抑癌基因发生突变,导致细 胞异常分裂,且对这种异常分裂机体又无法阻止而造成 的。
5.原癌基因与抑癌基因的关系
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幻灯片 25 思维误区规避
癌症的发生一般并不是单一基因的突变,而至少在一 个细胞中发生5~6个基因突变,才能赋予癌细胞所有 的特征,即癌细胞不仅增殖速度快,而且其子代细胞能 逃脱细胞衰老的命运,取代相邻正常细胞的位置,不断 从血液中获取营养,进而穿越血管壁,在新的组织部位 定着、存活与生长。
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幻灯片 26 典例2 (2011年江苏高考)关于人体细胞分
化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是 ( )
A.细胞分化导致基因选择性表达,细胞种类增多
B.细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小
C.细胞凋亡受基因控制,不利于个体生长发育
D.细胞癌变导致细胞黏着性降低,易分散转移
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幻灯片 27【思路剖析】由于基因选择性表达导致细胞分化,细 胞的种类增加;衰老的细胞中大多数酶的活性降低,细 胞核体积增大,细胞的体积变小;细胞凋亡属正常的生 命现象,受基因控制,对机体是有积极意义的;癌细胞 膜表面糖蛋白减少,细胞之间的黏着性降低,使癌细胞
容易分散、转移。
【答案】D
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幻灯片 28 典例3 (2011年山东理综)下列有关细
胞癌变的叙述,正确的是 ( )
A.基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传
B.石棉和黄曲霉毒素是不同类型的致癌因子
C.人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用
D.癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓
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幻灯片 29【思路剖析】基因突变导致的变异属于可遗传变异, 但并不一定都能遗传给下一代,如动物体细胞发生的 基因突变就不能够遗传。石棉和黄曲霉毒素都是化 学致癌因子。免疫系统除了具有防卫功能外,还有监 控和清除功能:监控并清除体内已经衰老或因其他因
素而被破坏的细胞,以及癌变的细胞。细胞癌变后,细 胞能够无限增殖,此时细胞代谢增强,酶的活性也较高。
【答案】C
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幻灯片 301.(2013年抚顺一中月考)细胞分化是生物界普遍存在 的一种生命现象,下列不正确的是 ( )
A.分化发生在生物体的整个生命进程中
B.分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达 的结果
C.未离体的体细胞不会表现出全能性
D.分化过程中遗传物质发生了改变
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幻灯片 31程中,细胞中的遗传物质没有改变。细胞只有脱离了 原有的生物体,在一定的外部因素作用下,才能表现出 全能性。
【答案】D
【思路剖析】细胞分化发生在生物体的整个生命过
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幻灯片 322.大多数老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞 内 ( )
A.物质转运加速
B.细胞中含水量降低
C.呼吸速率加快
D.与黑色素合成相关的酶活性降低
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幻灯片 33衰老细胞中含水量低是老年人出现皱纹等的原因。
【答案】D
【思路剖析】老年人头发变白的直接原因是头发基 部细胞内与黑色素合成相关的酶的活性降低导致的,
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幻灯片 343.下列有关细胞生命活动的叙述,正确的是 ( )
A.分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成
B.免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新 能力
C.凋亡细胞内的基因表达都下降,酶活性减弱
D.原癌基因突变促使细胞癌变,抑癌基因突变抑制细胞 癌变
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幻灯片 35DNA的复制和有关蛋白质的合成;凋亡细胞内促使细 胞凋亡的基因进行表达,与之有关的酶的活性不减弱; 原癌基因和抑癌基因都发生突变,导致细胞癌变的发 生。
【答案】B
【思路剖析】分裂期的细胞在细胞质中也可以进行
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幻灯片 364.下图表示细胞内发生的一系列重大生命活动,请回答 下列问题:
(1)对于人体来说,在A、B、C、D四项生命活动中,无 积极意义的是 。
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幻灯片 37(2)B过程的实质是 。
(3)人在胚胎时期尾会自动消失,这是通过 实现的。
(4)具有图示各项生命活动的个体,在其体细胞增殖的 后期,染色体的动态变化是 、 。
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幻灯片 38(5)癌症患者的免疫系统,在 方面的功能比 较低下。
【思路剖析】(1)细胞癌变后会无限增殖,形成恶性肿 瘤。(2)细胞分化的实质是基因的选择性表达。(3)人 在胚胎时期尾会自动消失,属于细胞凋亡,是一种自然 的生理过程。(4)体细胞增殖的后期,染色体上的着丝 点分裂,姐妹染色单体分离,成为两条子染色体,在纺 锤丝的牵引下分别移向细胞的两极。(5)免疫系统具 有防卫、监控和清除功能,癌症患者的免疫系统的监
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幻灯片 39控、清除功能比较低下。
【答案】(1)D (2)基因的选择性表达 (3)细胞凋亡 (4)着丝点分裂,姐妹染色单体分离 两套子染色体 分别移向细胞两极 (5)监控(“和清除”可不答)
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幻灯片 40----
幻灯片 41一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分)
1.(基础再现)下列生命过程中,没有发生细胞分化的是 ( )
A.断尾壁虎长出新尾巴
B.砍伐后的树桩上长出新枝条
C.蝌蚪尾巴消失的过程
D.胚胎发育中出现造血干细胞
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幻灯片 42【思路剖析】该题解题的依据是细胞分化与细胞凋 亡的概念。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。根据这个概念可以判断出 选项A、B、D都发生了细胞分化,而C项发生了细胞 凋亡。
【答案】C
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幻灯片 432.(基础再现)骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法 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 B.增殖并分化成多种细胞
C.分泌抗体 D.杀死各种病原菌
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幻灯片 44髓移植是目前治疗白血病的一种比较有效的方法。
【答案】B
【思路剖析】考查学生的理解能力。白血病又称血 癌,病人产生大量的异常白细胞,而正常的白细胞、红 细胞和血小板产生量减少。移植骨髓中的造血干细 胞可以增殖分化形成各种血细胞和淋巴细胞,因此骨
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幻灯片 453.(基础再现)下列对于细胞分化不同水平的分析,不正 确的是 ( )
A.从细胞水平分析,细胞分化是细胞的形态、结构和功 能改变的结果
B.从细胞的亚显微结构水平分析,细胞分化是细胞器的 数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改 变的结果
C.从蛋白质分子的角度分析,细胞分化是蛋白质种类、 数量、功能改变的结果,这是细胞分化的根本原因
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幻灯片 46D.从核酸分子的角度分析,细胞分化是基因选择性表达 的结果
【思路剖析】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。从核酸分子的角度分析, 细胞分化是基因选择性表达的结果,这是细胞分化的 根本原因。
【答案】C
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幻灯片 474.(基础再现)肿瘤是21世纪人类最主要的杀手,它是一 种由环境因素与遗传因素相互作用所产生的复杂性疾 病,下列有关癌细胞的叙述不正确的是 ( )
A.癌变的内在因素是致癌因子使原癌基因和抑癌基因 发生突变
B.减少癌细胞的营养供应可以抑制癌细胞的增殖
C.所有癌细胞中DNA的含量都相同
D.用化学药剂抑制肿瘤细胞DNA的复制,使其停留在 间期
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幻灯片 48【思路剖析】癌变是由于环境中的致癌因子损伤细 胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基因发生突变。 因为癌细胞属于恶性增殖细胞,不同的癌细胞所处的 细胞分裂时期可能不同,所以所有癌细胞中的DNA含 量不一定相同。
【答案】C
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幻灯片 495.(视角拓展)下列能说明某细胞已经发生分化的是
( )
A.进行ATP的合成 B.进行mRNA的合成
C.存在血红蛋白 D.存在纤维蛋白原基因
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幻灯片 50【思路剖析】同一个体的不同细胞含有本物种全套的基因,所以D项错;分化和未分化的细胞都要合成自身的必需蛋白质,因此都有ATP和mRNA的合成,排除A、B项;血红蛋白是红细胞特有的蛋白质,因此存在血红蛋白的细胞是已经分化的细胞,故选C。
【答案】C
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幻灯片 516.(视角拓展)下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生 长发育阶段示意图,图中甲、乙为两个阶段的细胞,a、 b表示发育变化的模式过程。下列叙述正确的是 (
)
A.①④ B.③④ C.①② D.②③④
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幻灯片 52【思路剖析】DNA复制过程中基因易发生突变;a过 程为细胞增殖,间期要进行DNA的复制,故①正确。导 致b过程产生不同细胞的原因是基因的选择性表达,
故②错误。细胞的分化程度越高,全能性越低,因此, 与甲细胞相比,上皮细胞的分化程度高,全能性低,故 ③错误。b过程为细胞分化,其实质是基因的选择性 表达,基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实 现的,故④正确。
【答案】A
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幻灯片 537.(视角拓展)干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种 临床新技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化 为胰岛样细胞,以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿 病的目的。下列叙述正确的是 ( )
A.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同,基因表达 产物不同
B.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同,基因表达 存在差异
C.胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失,分化成为
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幻灯片 54胰岛样细胞
D.胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响,分化是由 基因决定的
【思路剖析】由题中信息知,胰岛样细胞由自体骨髓 干细胞分化而来,胰腺组织是体细胞有丝分裂、分化 的细胞,基因与体细胞相同,所以骨髓干细胞与胰岛样 细胞及胰腺组织的基因组成相同,但基因选择性表达, 产物不同,A项错,B项对;胰腺组织微环境不会造成骨 髓干细胞基因丢失,C项错;由骨髓干细胞植入胰腺组
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幻灯片 55织后可分化为胰岛样细胞,可知胰腺组织微环境对骨 髓干细胞分化有影响,D项错。
【答案】B
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幻灯片 568.(视角拓展)下列关于细胞增殖、分化、衰老和凋亡 的叙述中,不合理的是 ( )
A.细胞总体的衰老导致个体的衰老,但细胞衰老不等同 于机体的衰老
B.体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制
C.细胞分化是基因选择性表达的结果,细胞全能性的实 现与分化无关
D.被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡完成的
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幻灯片 57【思路剖析】细胞全能性的实现要经过脱分化和再 分化两个阶段,如果没有细胞分化就不会产生组织,也 就无法形成个体。
【答案】C
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幻灯片 589.(基础再现,14分)阅读以下资料,回答有关问题:
皮肤干细胞的研制成功被评为2007年国际十大科技新 闻之一。美国和日本的两个科研小组于2007年11月20 日同时宣布:成功地利用人体皮肤细胞制造出具备胚胎 干细胞功能的干细胞。随后,美国科学家利用皮肤干细 胞治疗老鼠的镰刀型细胞贫血症获得进展,病鼠的血液 功能恢复正常。这是科学界利用皮肤干细胞进行医疗 研究的首次尝试。随着研究的深入,这一技术将有望用 于人类糖尿病、癌症等疾病的干细胞研究和治疗,从而
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
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幻灯片 59避开利用胚胎干细胞研究面临的伦理争议,并且皮肤细 胞可以取自自体,所以不会发生身体排斥反应。
(1)皮肤细胞在体内无法转变成其他体细胞,这是因为 它是高度分化的细胞,其分化的根本原因是 。
(2)由皮肤干细胞可以诱导形成各种体细胞,其根本原 因是 。
(3)皮肤干细胞和癌细胞都具有旺盛的 能力 。但是皮肤干细胞却可以通过诱导而发生 ,
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幻灯片 60形成各种体细胞。而癌细胞由于细胞膜上的 等物质减少,容易在体内分散和转移。
(4)利用皮肤干细胞进行疾病研究和治疗,与利用胚胎 干细胞相比具有很多优势,请你说出其中两点。
① 。
② 。
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幻灯片 61干细胞可以避开利用胚胎干细胞面临的伦理争议 ②皮肤细胞可以取自自体,不会发生排斥反应 ③皮 肤细胞比胚胎细胞更容易采集(任选两点)
【答案】(1)在个体发育过程中遗传信息的执行情况 不同(或基因的选择性表达) (2)细胞含有一整套的 遗传信息 (3)分裂 分化 糖蛋白 (4)①利用皮肤
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幻灯片 6210.(视角拓展,14分)图甲为人体的部分细胞分化示意 图,图乙为人体细胞结构示意图。请据图回答:
(1)图甲中细胞全能性最高的是 细胞,骨髓 移植实质上是将图甲中的 细胞移植到患者 体内。(填字母)
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幻灯片 63(2)图甲中的皮肤细胞、肝细胞、白细胞结构和功能不 同的原因是 。
(3)图乙中不具有膜结构的细胞器是 。遗传 物质存在的场所是 。(填序号)
(4)若图乙所示细胞为浆细胞,则其抗体从产生到分泌 出细胞外,所经历的结构依次为 (填序号),研 究该过程一般采用的研究方法是 。
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幻灯片 64为受精卵;骨髓移植实质上是将图甲中的造血干细胞c 移植到患者体内。(2)图甲中的皮肤细胞、肝细胞、 白细胞结构和功能不同的实质是基因的选择性表达 。(3)图乙中不具有膜结构的细胞器是中心体和核糖 体,即②⑧。遗传物质存在的场所是线粒体和细胞核, 即⑥⑩。(4)若图乙所示细胞为浆细胞,则其抗体从产 生到分泌出细胞外,所经历的结构依次为核糖体、内 质网、高尔基体和细胞膜,即⑧⑦①⑨,研究该过程一 般采用的研究方法是放射性同位素标记法。
【思路剖析】(1)图甲中细胞全能性最高的是a细胞,a
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幻灯片 65【答案】(1)a c (2)基因选择性表达 (3)②⑧ ⑥ ⑩ (4)⑧⑦①⑨ 放射性同位素标记法
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幻灯片 6611.(高度提升,10分)白血病是一种常见的造血组织肿瘤 性疾病。该病是由于造血干细胞受到致癌因子的作用, 不能正常地完成分化,而变成了不受机体控制的、连续 进行分裂的恶性增殖细胞。这种细胞在骨髓中堆积,使 造血干细胞的分化增殖受阻。另据报道,近年来儿童中 白血病患者人数有上升的趋势。而北京儿童医院的一 份调查显示,最近就诊的白血病的儿童患者中,90%的 家庭曾进行过豪华装修。
请据上述资料回答下列问题:
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幻灯片 67(1)这种变异细胞的特点是 。
(2)以家庭装修为例,试说明造血干细胞产生这种变异 的诱因是 。
(3)目前治疗白血病的首选方法是 ,但前 提是找到配型相合的骨髓,否则会引起 反 应而失败。
(4)接受骨髓捐献,血型可发生改变,病人恢复健康后,其
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幻灯片 68出生子女的血型是否按原来的血型遗传?试分析说明 。 。
【答案】(1)无限增殖、形态结构发生改变、容易扩 散和转移
(2)化学致癌物质如苯、甲醛,物理致癌因素如辐射等 (3)骨髓移植 免疫排斥 (4)是 因为子女是由受 精卵发育而来,虽然母体血细胞的血型改变了,但生殖 细胞中决定血型的基因没有改变,因此子女的血型是按
原来的血型遗传的
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幻灯片 6912.(能力综合,14分)生物学家研究发现,癌细胞的无限 增殖受某调控基因的控制,该调控基因能激发所有动 物细胞大量增殖,为探究该调控基因是存在于细胞质 还是细胞核上,科研人员做了以下实验设计。请根据 以上思路,请继续完成下列实验设计方案:
A.实验方案:(实验提示:癌细胞能传代培养,细胞形态发 生明显改变。如何观察细胞形态不作实验设计要求 。)
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幻灯片 70①用胰蛋白酶分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝脏使之分 散成单个细胞。
②分别使单个癌细胞和单个肝脏细胞核质分离。
③
。
④取2只培养编号甲、乙,各加入等量的培养液。
⑤
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幻灯片 71
。
⑥ 。
B.预期实验结果及结论: 。
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幻灯片 72于细胞质还是细胞核,因此利用细胞工程实现细胞重 组就可以将癌细胞的细胞核和细胞质的作用相互分 开来研究,而不会相互干扰。因为癌细胞的形态结构 发生了显著变化,所以正常细胞和癌细胞可以从细胞 形态上加以区分。
【答案】A.③取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞 甲,取癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞乙 ⑤分别 取等量重组细胞甲和重组细胞乙,依次加入甲、乙两 只培养瓶中,进行细胞培养 ⑥分别观察甲、乙培养
【思路剖析】本实验的目的是探究调控基因是存在
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幻灯片 73瓶中的细胞形态 B.①若甲瓶的细胞(或重组甲细胞 分裂产生的细胞)形态发生明显变化,则调控基因存在 细胞核中。②若乙瓶中的细胞(或重组乙细胞分裂产 生的细胞)形态发生明显变化,则调控基因存在细胞质 中。③若甲、乙两瓶中的细胞(或重组甲、重组乙细 胞分裂产生的细胞)形态均发生明显变化,则调控基因 可能同时存在细胞核和细胞质中
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