1、高考资源网（） 您身边的高考专家胞的分化、癌变和衰老【自学导引】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。2特点：(1)细胞分化是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命进程中；(2)细胞分化是稳定的，不可逆转的。3细胞的全能性：指已经分化的细胞，仍然具有发育的潜能。4细胞分化的结果：经过细胞分化，在多细胞生物体内就会形成各种不同的细胞组织。二、细胞的癌变1癌细胞：细胞由于受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化，而形成了不受有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。2癌细胞的特征：(1)能够无限增殖。(2)癌细胞的
2、形态结构发生了变化。(3)癌细胞的表面也发生了变化。癌细胞容易在有机体内扩散、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少。3致癌因子的种类有三类：物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。4细胞癌变的原因：致癌因子使细胞的原癌基因从抑制状态变为激活状态正常细胞转化为癌细胞。根据癌变原因分析：要用药物彻底治疗癌症，药物的作用在于使原癌基因由激活状态变为抑制状态。三、细胞的衰老1细胞衰老的过程：是细胞的生理和生化发生复杂变化的过程，最终反应在细胞的形态、结构和功能上发生了变化。2衰老细胞的主要特征：(1)在衰老的细胞内水分减少。(2)衰老的细胞内有些酶的活性降低。(3)细胞内的色素会
3、随着细胞的衰老而逐渐积累。(4)衰老的细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，染色质固缩，颜色加深。(5)细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。【思考导学】1人体内的胃腺细胞能产生胃蛋白酶，肠腺细胞能产生肠蛋白酶，两种细胞功能不同遗传物质也不相同，对吗?为什么?答案：不对。两种细胞都由同一个受精卵分裂分化而来，所以它们的遗传物质是相同的。由于在个体发育过程中，相同的细胞后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，使细胞内形成不同的具有特定功能的细胞和组织。2取单个的高度分化的植物细胞，经培养，可以形成完整的植株，而取单个的高度特化的动物细胞进行培养，很难形成完整的个体，这说明_。答案：高度分
4、化的植物细胞仍具有全能性，高度分化的动物细胞全能性受到限制3老年人的皮肤干燥龟裂、头发变白、出现老人斑的原因各是什么？_答案：细胞内的水分减少，细胞中的酪氨酸酶活性降低，细胞内的色素随着细胞的衰老而逐渐积累。【学法指导】1细胞分化概念及意义细胞在形态结构和生理功能上发生变化的过程，叫做细胞分化。分化一般发生在分裂间期，即两次细胞分裂之间，或是发生在细胞永久停止分裂以后。细胞分化是质变，而细胞分裂则是量变，但二者也并非截然分开，因为细胞在增殖过程中也有分化，而在分化过程中也能继续增殖。通常，分化程度高的细胞，增殖能力较差或失去增殖能力。神经细胞达到高度分化的地步，因此它们不再能转变为其他类型的细
5、胞，而且也失去了分裂的能力。在这种发育下，分化是永久的，而且是不可逆的。但在另一些情况下，分化又是暂时的和可逆的，这些细胞的分化程度较低，如造血器官中的网状细胞，能形成血细胞或结缔组织中的各种细胞。细胞分化过程主要受亲本的遗传性所控制，同时也受它所处的周围环境条件的影响。个体发育是通过细胞分化过程来实现的。实验证明，细胞内的环腺苷酸（）和环鸟苷酸的浓度对细胞分裂和分化具有调控作用。当CAMP的含量增高时，抑制细胞分裂，而CGMP的作用与此相反，含量高则导致细胞分裂。2细胞分裂、细胞分化和细胞癌变的区别细胞的有丝分裂具有周期性，连续分裂的细胞在分裂间期染色体复制，通过分裂期染色体精确地平均分配到
6、两个子细胞中去，保证了亲子代细胞染色体数目的恒定性。细胞分裂产生的子细胞有的继续保持正常的分裂能力，继续分裂。有的逐渐失去分裂能力。高度分化的细胞失去了分裂能力，开始正常的细胞分化而形成具有一定形态功能的细胞和组织。但有的细胞受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化，而变成不受有机体控制的连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞，它能够无限增殖。正常的细胞都有一定的最高分裂次数，如人的细胞一生只能分裂5060次。然而癌细胞却失去了最高分裂次数，成为无限增殖的“不死”细胞，而且癌细胞形态结构发生了变化，细胞表面也发生了变化，由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此间的粘着性减小，导致
7、癌细胞在有机体内易分散和转移。3细胞的全能性在动物个体发育过程中，受精卵具有分化出各种组织和细胞，并建立起一个完整个体的潜能，这种细胞称为全能细胞。随着发育，囊胚细胞及原肠胚细胞等，虽然具有分化出多种组织的潜能，但却不能发育成完整个体，这类细胞称为多能细胞。在动物成体中，仍存在着保持增殖能力的细胞，它们产生的细胞后代，可分化为多种组织细胞，但有的只能分化出一种细胞。这种只能分化出一种细胞的类型称为单纯细胞。由此可见，动物体中，随着细胞分化程度的提高，细胞分化潜能越来越窄，但它们的细胞核仍保持着原有的全部遗传物质，具有全能性。研究也表明，高度分化的植物组织具有发育成完整植株的潜能，保持着发育的全
8、能性。【例题解析】例1用甲母羊的乳腺细胞的细胞核，与乙母羊的卵细胞的细胞质组成一个细胞，培育成功了“多利”羊，下列说法错误的是A高度分化的细胞有全能性B这个乳腺细胞核内含有该物种所需要的全套遗传物质C“多利”羊的特征与乙母羊几乎相同D“多利”羊的特征与甲母羊几乎相同解析：乳腺细胞是高度分化的细胞，一般认为这种细胞不能再继续分化，而现在能继续分化形成一个动物体，表明细胞具有全能性，这个细胞能发育成一个动物体，也说明乳腺细胞核内含有该物种所需要的全套遗传物质。所获得的“多利”羊特征与甲母羊的特征几乎相同，因为它的遗传物质主要来自甲母羊的细胞核。答案：C错因：这是联系生物科技新成就，新进展培养学生运
9、用生物学基础知识分析问题，解决问题的能力。需要学生开拓视野，掌握一些科技新进展，新成就的基本原理。否则易错。例2癌细胞具有的特征中，不正确的是A能够无限增殖 B癌细胞的形态结构发生了变化C癌细胞的表面发生了变化 D癌细胞与正常细胞都可以进行正常的细胞分化解析：根据癌细胞特征可知、三项都正确，由癌变的概念可知，癌细胞不能进行正常的细胞分化。答案：D错因：考查癌细胞特征和癌变的概念。不能熟记癌细胞的特征，不理解癌细胞与正常细胞的区别。导致误选。例3花药的离体培养是指把分裂旺盛的花药细胞用人工的方法用培养基培育成单倍体植株，这一成果是利用了细胞的A应激性 B全能性 C变异性 D适应性解析：花药离体培
10、养是组织培养的新技术，对研究生物的遗传具有重要的意义，与植物其他细胞一样，花药细胞也具有全能性。答案：B错因：对细胞全能性理解不深刻，就不能正确分析花药离体的原理。例4在生物的个体发育中，一个受精卵能形成复杂的生物体，主要是下列哪一生理过程起作用A细胞分裂B细胞生长C细胞成熟D细胞分化解析：细胞分裂使生物体细胞数目增多，细胞生长使其体积增大，只有细胞分化才能形成不同的细胞和组织，进而组成复杂的器官和系统。答案：D错因：不能正确理解一个受精卵形成复杂生物体的实质，这个过程是细胞分化成各种组织和细胞，器官和系统的过程。常误选A。【例题解析】一、选择题1下列哪种细胞的全能性最容易表达出来A青蛙的上皮
11、细胞B胡萝卜的韧皮部细胞C大白鼠的肝脏细胞D人皮肤生发层细胞解析：所谓全能性是指高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。无论植物细胞还是动物细胞，都在一定程度上表现出全能性，但动物细胞的全能性受到限制，不如植物细胞的全能性容易表现出来。答案：B2细胞畸形分化的结果是产生A癌细胞B松的管胞C白细胞D茎节瘤部分的细胞解析：“畸形分化”是指不正常分化，癌细胞就是分化不正常而形成的具有无限分裂能力的恶性增殖细胞，其他几个选项都经过了正常分化，D项茎节瘤部分的细胞不是由于分化不正常引起的，而是由于疏导组织受损，营养物质积聚而使该部分细胞增多造成的，它们也属于高度分化的细胞。答案：A3细胞癌变的机理是A
12、自然发生的B原癌基因被激活C细胞分化中特化出来的D细胞衰老的必然结果答案：B4克隆羊“多利”的培育成功证明了A动物细胞的再生能力B动物细胞的分化能力C动物细胞的全能性D动物细胞核的全能性解析：克隆羊“多利”是用体细胞的细胞核与卵细胞的细胞质融合形成的重组细胞培育成功的，体现了动物细胞细胞核的全能性，但这种全能性需借助卵细胞的细胞质才能表现出来，可见动物细胞的全能性受到了限制。答案：D5人的头发基部的黑色素细胞衰老时，头发就会变白。其原因是A细胞内水分减少B细胞内酪氨酸酶活性降低C细胞膜通透性降低D细胞的呼吸速度减慢答案：B6下列哪一组是细胞衰老的特征细胞无限分裂 水分减少 畸形改变 酶活性降低
13、 色素沉着 易分散转移 呼吸速率减慢 细胞膜通透性改变ABCD答案：C7细胞分化发生在个体发育的A胚胎期B受精卵分裂时C整个生命过程中D性成熟期答案：C8下列细胞具有分裂能力的是A根尖成熟区细胞B人的皮肤角质层细胞C癌细胞D高度分化的细胞解析：A、B、D三项都是高度分化的细胞，高度分化的细胞一般不再进行分裂，而癌细胞是不正常分化的，具有很强分裂能力的细胞。答案：C9下列叙述中，哪一项不是细胞衰老的特征A细胞新陈代谢的速度减慢B细胞内酶的活性降低C细胞的形态结构发生了变化D细胞膜通透性功能改变，使物质运输能力降低答案：C10具有分化能力的细胞是A心肌细胞B肝细胞C肠上皮细胞D中胚层细胞解析：A、
14、B、C都是经高度分化而形成的组织细胞，不能再发生分化，而中胚层细胞仍具有很强的分裂分化能力，能分化成多种组织、器官、系统，如循环系统、生殖系统、运动系统等。答案：D11癌细胞容易分散和转移，是因为细胞膜的化学成分发生了什么变化A蛋白质减少B磷脂减少C糖蛋白减少D糖蛋白增多答案：C12有关细胞分化的叙述不正确的是 A细胞分化不使细胞数目增加B分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，源于细胞内化学物质的改变C细胞分化的前途在胚胎发育的早期就已决定，不能逆转D动物细胞不具有发育成完整新个体的潜能解析：考查细胞分裂、细胞分化及细胞全能性的有关知识。细胞分裂使细胞数目增多，而细胞分化则形成不同的
15、细胞，分化的实质是合成了不同结构的蛋白质，从而使细胞的形态、结构和生理功能不同，细胞分化的方向在胚胎发育的早期就已决定，并且不可逆转。高度分化的细胞都具有发育成完整个体的潜能，只是动物细胞的这种潜能受到限制。答案：C13细胞分化与细胞增殖的主要不同是A细胞数量增多B细胞的形态、结构相同C细胞在生理功能上相似D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答案：D14细胞分化达到最大限度的时期是A受精卵时期B胚胎时期C有丝分裂时期D细胞的增殖时期答案：B15分化的细胞能够再恢复到原来分化前状态的是A神经细胞B人体表皮细胞C种皮细胞D以上三项都不是答案：D二、非选择题16大量科学实验证
16、明，高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力，也就是保持细胞的_性。高度特化的动物细胞它的细胞_性受限制，但是它的_仍然保持着_性，这是因为它含有保持本物种遗传性所需要的全套_物质。答案：全能 全能 细胞核 全能 遗传17人体的表皮细胞和神经细胞同属外胚层细胞的后代，但它们的形态、结构和生理功能却炯然不同，这是_的结果。这两种细胞的差异是稳定不变的，它们都不能恢复到原来外胚层细胞的形态和结构，这说明_。解析：人体的表皮细胞和神经细胞同属外胚层细胞的后代，其形态、结构和生理功能发生差异，这显然是细胞分化的结果，细胞分化是稳定的，不可逆转的，并且在胚胎发育的早期细胞分化的方向就已确定，因此它们都
17、不能恢复到原来外胚层细胞的形态和结构。答案：细胞分化 细胞分化是稳定的、不可逆转的18七旬老翁与一岁婴儿相比，细胞核发生的主要变化有：_。答案：细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深19老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，从细胞水平上看，其主要原因是_。答案：细胞内水分减少，某些酶的活性降低，细胞的呼吸速率减慢，物质运输能力降低20科学家从正常生活状态的不同年龄阶段的三个小白鼠的体内分离出相同部位相同大小的骨骼肌三块，分别为A、B、C，然后测定这三块骨髓肌释放CO2的量，其比为13121。据此分析：（1）年龄最大的是_，其中CO2的释放量不同，可以是细胞内_（细胞器）的功能不同所致。（2）三块
18、骨骼肌细胞内，酶活性最强的是_，物质交换能力最差的是_。（3）三块骨髓肌内，代谢废物沉积最多的是_。解析：考查衰老细胞的特征。衰老的细胞内呼吸速度减慢，释放的CO2量减少，由此可以判定年龄最大的为C，由于细胞内有氧呼吸释放CO2的场所是线粒体，因此细胞内线粒体的功能有所下降。衰老的细胞内酶的活性降低，细胞膜的通透性改变，物质运输能力降低，细胞内色素的积累增多，阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递，使细胞内积累的废物增多。由此可断定，三块骨骼肌细胞内，酶活性最强的是年龄最小的，物质交换能力最差的和代谢废物积累最多的都是年龄最大的。答案：（1）C 线粒体 （2）A C （3）C【应用创新】1香烟中含
19、有大量的有害物质，如尼古丁等。试设计一个实验来探测香烟对昆虫生存的影响和危害。解析：本题旨在培养学生设计对照实验的能力。一般对照的方法是把一组昆虫放在正常环境中培养，另一组放在有香烟放出的浓烟的环境中生长，观察二者的生活状况。答案：设计对照实验组：一组吸收香烟放出的浓烟，另一组吸收空气，然后观察昆虫的生活状态。随时间的延长，吸收香烟放出的浓烟的那组昆虫提前死亡。2热带兰花的“工厂化”生产是这样的：用组织培养的方法，首先选用一个分生组织的细胞，然后通过细胞的分裂、分化，形成组织、器官，进而形成幼苗，生长发育成一株兰花。该生产过程利用了细胞的什么特性？说明了什么问题？答案：该生产过程利用了植物细胞
20、的全能性。说明了每一个植物细胞中都含有整个植物体正常生长、发育所必需的全套遗传信息。【备课资料】1神奇的干细胞2001年6月19日，上海母亲唐铮的造血干细胞被安全移植到白血病患者、沈阳学子郭娜的体内。经过医务人员近半个月的努力，郭娜未出现严重的排异反应，各项生命体征均正常。有关检验报告显示，郭娜的白细胞已由0升至8000，供体唐铮的造血干细胞在郭娜体内种植成活，并生长迅速。所谓干细胞，意为（树）干或起源，类似于一棵树干可以长出树杈、树叶，开花、结果。严格地说，干细胞是尚未分化发育、能生成各种组织器官的起源细胞。在生物界中的一些生物如蝾螈、水蛭和章鱼等，如果其手足和甚至半个躯干断了，很快就会长出
21、与原来一样的手足和躯干，经研究发现，这些动物在全身各处都有像胚胎细胞那样能进行全能分化为生物体的细胞即干细胞，因此它们才会在断足断手之后在原有的地方重新生长出手足甚至半个躯干。干细胞大致可以分为三种类型：胚胎干细胞、组织干细胞和专能干细胞。胚胎干细胞又称全能干细胞，是从哺乳动物包括人的早期胚胎中分离培养出来的。它的一大特点是具有发育的全能性，可以参加整个生物的发育，构成人体的各种组织和器官。受精卵便是一个最初的全能干细胞。胚胎干细胞在进一步的分化中，可形成各种组织干细胞，又称多能干细胞。它具有分化出多种细胞组织的潜能，但不能发育成完整的个体，如血液组织干细胞、神经组织干细胞和皮肤组织干细胞等。
22、多能干细胞进一步分化，可形成专能干细胞。专能干细胞只能分化成某一类型的细胞，如神经组织干细胞可以分化成各类神经细胞，血液组织干细胞可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。由于干细胞是未成熟的细胞，尚未开始分化，但具有再生各种组织器官的潜能，因此，人们寄希望于利用干细胞在体外繁育出各种组织或器官，并最终用这些组织或器官移植来代替病变的组织或器官。在现有技术下，研究人员已经能在体外鉴定、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞和各种组织干细胞。可以说，如果采用培养人体自身干细胞的方法，就可以治疗人的各种疾病，比如在器官的移植上，提取人自己的细胞，尤其是从胚胎中找到干细胞在体外进行培养，就可以生成各种器官
23、，以供患者移植使用，而且这样的器官还不会受到排斥，就像蝾螈的再生一样。此外，干细胞在治疗白血病、癌症、白癫风、心脏病、帕金森氏综合征、糖尿病、皮肤烧伤和老年痴呆等人类许多顽症方面都有不可替代的重大作用。最新的研究发现，干细胞不但能再生某些组织，而且可以衍生成与其不同的细胞类型。如把血液干细胞放在脑组织中，在大脑环境中，血液干细胞有可能分化成神经细胞。正是由于人的胚胎干细胞培养成功和组织干细胞对人类健康的潜在价值，因而引发了世界范围的干细胞研究热。2用核移植技术“组装”鲤鲫鱼鲫鱼和鲤鱼是两种常见的鱼。鲫鱼肉细味美，但个体小；鲤鱼生长迅速、个体大，但是肉质粗厚、味道差。如果能用这两种鱼杂交，培育出
24、生长快、肉味美的杂种鱼，该多好啊！可是，鲫鱼和鲤鱼在分类学上分别属于不同的属，有性杂交很难获得成功，偶然得到的杂种鱼，雄鱼也没有生育能力，无法繁衍后代。20世纪70年代，我国科学家运用核移植技术，成功地解决了这一难题。他们用极细的玻璃管，从鲫鱼的未受精的卵细胞中吸出细胞核，再用同样的方法，从鲤鱼的囊胚细胞中吸出细胞核，然后把鲤鱼囊胚细胞的核移植入去核的鲫鱼未受精卵中。经过精心培育，这种特殊的组装细胞，终于长成了能在水中游动的小鱼。鲤鲫移核鱼兼有鲫鱼和鲤鱼的特点，并且具有正常的生殖能力。经广西壮族自治区南宁营养研究所鉴定，鲤鲫移核鱼的肌肉蛋白质含量比鲤鱼高378%，脂肪含量比鲤鱼低558%。在四川省双流县做的养殖实验表明，鲤鲫移核鱼的生长速率比鲤鱼快22%。这种鱼已在北京市、四川省、湖北省、湖南省和广西壮族自治区等地推广养殖。核移植实验不仅在鱼类获得了成功，在此之前，国外的科学家用两栖类做实验也获得了成功。科学家们用核移植的方法获得了克隆鱼和克隆两栖动物之后，在20世纪八九十年代，又陆续培育出了克隆牛、羊、兔、猴、小鼠等克隆哺乳动物。克隆动物不仅可以作为生物学和医学研究的实验动物，而且对于改良动物品种、治疗人类疾病、保护濒危动物等，都有重要的应用价值。核移植技术的发展前景是十分广阔的。- 7 - 版权所有高考资源网
