1、第 14 课时 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变 回扣基础构建网络 一、细胞的分化及全能性1细胞分化 (1)概念：在个体发育中，由增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生的过程。(2)特点：普遍性、持久性、稳定性和。(3)意义：细胞分化是生物的基础。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向，有利于提高各种生理功能的效率。(4)实质：在个体发育中，不同的细胞中的执行情况不同。即基因的表达，转录出不同的，控制合成出不同。一个或一种细胞稳定性差异不可逆性个体发育专门化遗传信息mRNA蛋白质选择性想一想(1)同一生物不同部位的细胞如人的胰岛 B细胞和唾液腺细胞，下列结构或物质是否相同？染色体DNA 基因 m
2、RNA 蛋白质 tRNA(2)细胞分化一定不可逆转吗？提示(1)相同，不同。(2)在生物体内不可逆转，但离体人工条件下，可脱分化回到未分化状态。2细胞全能性(1)概念：的细胞，仍然具有发育成的潜能。(2)全能性差异：高度分化的植物细胞具有发育成的能力，说明植物细胞仍然具有全能性；实验表明已分化的动物体细胞的具有全能性。(3)干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有能力的细胞。已经分化完整个体完整植株细胞核分裂和分化判一判(1)蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有全能性。(2)转入抗虫基因的棉花细胞或番茄、马铃薯细胞杂交后培育出植株，证明了植物细胞的全能性。(3)壁虎断尾后重新长出尾部证明
3、动物细胞全能性；紫色糯性玉米种子培育出植株，证明了植物细胞的全能性。提示(1)、(2)对；(3)错，全能性强调已分化的细胞发育成完整个体且在人为条件下。二、细胞的衰老、凋亡和坏死1衰老的特征减少变小 新陈代谢速率活性降低酪氨酸逐渐积累体积增大内折收缩加深通透性改变 物质运输巧记快忆 可据图结合细胞结构从外向里联想记忆，也可按下列方法记忆：一大(核大)、一小(水少体积小)、一多(色素积累)和两低。2细胞凋亡和细胞坏死细胞凋亡细胞坏死与基因关系受控制不受基因控制影响因素严格受遗传机制决定的死亡电、热、冷、机械等因素与机体关系机体控制的主动性死亡，对机体不受机体控制的死亡，对机体有害实例胚胎发育过程
4、中人尾消失、五指分开股骨头坏死基因程序性不利被动性有利三、细胞癌变1概念：受致癌因子的作用，细胞中发生变化，成为不受控制的、连续进行分裂的细胞。2主要特征：(1)适宜条件下，能够。(2)发生显著变化。(3)癌细胞表面发生了变化。等物质减少，癌细胞之间显著降低，容易分散和转移。3致癌因子：大致分为致癌因子、致癌因子、致癌因子三类。遗传物质恶性增殖无限增殖形态结构糖蛋白黏着性物理化学病毒机体4细胞癌变的原因：(1)致癌因子使和发生突变。(2)原癌基因主要负责调节，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是。原癌基因抑癌基因细胞周期阻止细胞不正常的增殖判一判 原癌基因和抑癌基因只存在于癌细胞中。提示
5、错，正常细胞也存在。练一练(2009安徽卷，2)细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。下列有关叙述正确的是()A人体各种组织细胞的衰老是同步进行的B人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡C细胞癌变是细胞高度分化的结果D皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物B解析 人体细胞要经过未分化、分化、衰老和凋亡的过程，各细胞的发生过程并不是同步的；细胞凋亡对生物体组织器官的形成及生物体的发育是必不可少的，如人早期胚胎尾的消失、手部五指的形成、蝌蚪尾的消失等；细胞癌变是细胞畸形分化的结果；皮肤上“老年斑”的形成是由于细胞衰老色素沉积的结果。构建知识网络 突破考点提炼方法考点 40 细胞的全能性 1细
6、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。2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、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)。3细胞全能性大小的比较植物细胞动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)受精卵生殖细胞(精子、卵细胞)体细胞幼嫩的细胞衰老的细胞分化程度低的体细胞分化程度高的
7、体细胞细胞分裂能力强的体细胞细胞分裂能力弱的体细胞4热点链接(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。(2)各种干细胞的相互关系 红细胞 高度分化细胞 专能骨髓造血干细胞 能分化成红细胞 多能骨髓造血干细胞 能分化成各种血细胞 全能胚胎干细胞 能分化成各种体细胞对位训练1(2010广东理综，3)骨髓移植是治疗白血病常用的有效疗法之一，最主要的
8、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B解析 造血干细胞为多能干细胞，在体内能增殖并分化为多种细胞。2有关植物细胞全能性的叙述，正确的是()A植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因B高度分化的植物细胞只要处于离体状态就能表现出全能性C植物细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础D植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同C解析 植物体的生殖细胞中也含有发育成完整个体所必需的全部基因，因此生殖细胞也具有全能性；高度分化的植物细胞只有在离体条件下、适宜的环境中才有可能表现出全能性；动物细胞培养的理论基础是细胞
9、增殖；植物体细胞都是由受精卵通过有丝分裂和分化形成的，因此它们所含的基因相同。考点 41 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。3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。4.致癌原理致癌因子物理致癌因子化学
10、致癌因子病毒致癌因子细胞中的DNA损伤原癌基因、抑癌基因发生突变正常细胞癌细胞失控注意 细胞中既有原癌基因，又有抑癌基因，其中原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因则主要是阻止细胞不正常的增殖。对位训练3下列有关细胞衰老和凋亡的说法中，正确的是()A健康的成人体内，每天有一定量的细胞凋亡B细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制C老年人头发变白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起的D胚胎发育期生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行解析 衰老和凋亡是细胞正常的生命现象，在健康的成人体内，每天有一定数量的细胞凋亡是正常的。细胞的凋亡是一种程序性死亡，是受机体基因组调控的细胞正常的死
11、亡。白化病是由基因突变导致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。胚胎发育期细胞的衰老并不代表机体的衰老，从整体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。答案 A4下列关于细胞增殖、分化、衰老、癌变的叙述，不合理的是()幼年个体中没有衰老的细胞，老年个体中没有新细胞产生由胚胎干细胞诱导分化成肾脏体现了细胞全能性 细胞凋亡对机体有利，细胞坏死对机体有害 细胞分化导致细胞中遗传物质改变 癌细胞是畸形分化的结果 衰老的人红细胞呼吸代谢速率减慢，细胞体积减小，核体积增大ABCDC解析 不是同步进行的；必须发育成个体才能体现全能性；只是基因选择性表达，基因及遗传物质未变；人的红细胞无细胞核。5.下列细胞
12、中，可能已发生癌变的是()A细胞的形态结构发生显著变化的细胞B细胞核增大的细胞C自由水含量减少的细胞D被细菌侵染的细胞A解析 可根据癌细胞的特点加以选择，癌细胞的主要特点是：(1)癌细胞连续进行分裂，恶性增殖；(2)癌细胞的形态发生了改变，一般呈球形；(3)癌细胞的表面发生了变化，主要表现为糖蛋白减少，黏着性下降，导致癌细胞容易随血液转移扩散。方法体验细胞癌变与人体健康细胞癌变是细胞畸形分化的结果。癌症是危害人体健康的重要疾病之一，是社会热点之一，所以高考特别关注。可以从以下几点突破该难点：1从基因的角度分析癌变的原因癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生了突变，而突变需要一定的诱发因素(物理
13、因素、化学因素和生物因素)，在生活中要注意远离这些因素。2细胞癌变和细胞衰老的区别比较项目细胞癌变细胞衰老细胞特点无限增殖；形态结构变化，易变成球形；细胞表面变化，易分散和转移水分减少、体积变小，代谢减慢；有些酶活性降低；色素积累；呼吸减慢，细胞核变大，染色质固缩、染色加深；膜通透性改变，物质运输功能降低成因原癌基因和抑癌基因发生突变正常的生命现象，可能是内因和外因共同作用的结果对生物的影响完全对生物有害有利于生物体不断产生和补充有旺盛生命力的新细胞，但细胞衰老过多过快对生物也不利3.癌症的治疗方法(1)化疗：原理是抑制癌细胞增殖过程中的 DNA 复制，使癌细胞无法完成分裂，从而达到抑制癌细胞
14、增殖的目的。方法是通过静脉注射将药物送入血管，再通过血液循环运输至癌细胞。由于药物对其他细胞也起作用，所以对身体的副作用很大，不能连续进行。(2)放疗：放射疗法是用 X 射线、射线等照射癌组织。由于放射线的生物学作用，能大量杀伤癌细胞，破坏癌组织，使其缩小。放射疗法对周围正常组织副作用小。(3)手术切除另外，随着现代生物科技的发展，用生物导弹进行治疗是一种安全有效的措施。将药物(具有杀伤力)和单克隆抗体(相当于瞄准装置)制成生物导弹，然后定向地运输到癌组织，不伤害其他生物组织。典例某医院病理室为了确诊一患者的肿瘤是良性还是恶性，切取了一小块肿瘤组织进行培养。请回答下列与肿瘤细胞的培养及癌症的治
15、疗有关的一些问题：(1)显微镜下观察到的癌细胞在形态上发生的改变是_，细胞膜上发生的物质变化是_。(2)与正常细胞相比，肿瘤细胞明显增多的细胞器是_(至少写出两种)。(3)化学治疗可采用药物，如 5氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，可以干扰_的过程，从而影响癌基因的表达。(4)人体中产生癌变的机理是_。(5)某科研单位研制了一种新药 X，为了验证此药物对此类肿瘤有较好的疗效，将肿瘤细胞悬浮液分成等细胞数的 A、B 两组。A 组加入 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B 组应加入_。相同条件下培养一段时间后，洗去培养液，将两组细胞做相应处理，分别检测两组细胞的放射性强度。如果出现的实现现象为_，
16、则说明此药物的疗效好。解析 人体细胞癌变的机理是环境中致癌因子损伤细胞中的 DNA，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞生长和分裂失控。癌细胞的形态结构发生了改变，形态上变成球形，容易在组织中转移，癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少，使得细胞之间的黏着性显著降低。由于癌细胞具有无限增殖的特点，所以细胞中的线粒体(为细胞增殖提供能量)、核糖体(为癌细胞合成蛋白质)等细胞器显著增多。5氟尿嘧啶与尿嘧啶非常相似，而利用尿嘧啶合成 mRNA 的过程是转录过程。在设计实验时，只要注意了单一变量原则和对照原则应很容易作答。答案(1)细胞变成球形 糖蛋白等物质减少(2)线粒体、核糖体(其他正确答案也可)
17、(3)转录(4)环境中致癌因子损伤细胞中的 DNA，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞生长和分裂失控(5)等量的3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和药物 X A 组的放射性强度大于 B 组 易错警示易混淆细胞分化、衰老和癌变的特点典例如图为人体细胞的分裂、分化、衰老和死亡过程示意图，图中为各个时期的细胞，ac 表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是()(1)由细胞分裂产生细胞的方式有三种(2)与细胞的基因型相同，mRNA 的种类不同(3)和细胞内遗传信息的流动方向为DNARNA蛋白质(4)细胞的衰老与死亡就会引起人体的衰老与死亡(5)细胞死亡受基因控制，细胞癌变不受基因控制(
18、6)的分化程度比的分化程度高，全能性也高(7)细胞坏死，膜通透性降低；细胞癌变，膜黏着性增强(8)细胞癌变，细胞周期延长；细胞凋亡，细胞周期变短A只有一项正确 B只有两项正确C只有三项正确D只有四项正确错因分析 此题不易做出正确判断的原因主要是基础不牢固，审题不仔细。如细胞分裂的三种方式并不适合于所有细胞；对细胞分化程度与全能性的关系不明确；对细胞坏死、癌变的特点及区别记忆不清。解析 该图所示人体细胞的分裂方式为有丝分裂，细胞分化是基因选择性表达的结果，分化产生的细胞基因型相同，但表达的基因不同，产生的mRNA的种类不同，分化过程的遗传信息流动方向是DNARNA蛋白质，因此(2)(3)正确；细
19、胞与人体的衰老与死亡一般是不同步的；细胞衰老、死亡、分化等现象都是基因程序性表达的结果，发生癌变的细胞恶性增殖，细胞周期变短，细胞膜表面的糖蛋白减少，黏着性降低。答案 B纠错笔记(1)细胞分化过程中遗传物质未改变，只是基因选择性表达。(2)细胞全能性必须由细胞发育成完整个体才能体现，若发育成某个器官不叫全能性。(3)精子、卵细胞是高度分化的细胞，但全能性很高。(4)目前，没有任何实验证明动物细胞的全能性，只是证明动物细胞核具全能性。(5)原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。(6)个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中有衰老
20、的细胞，老年个体中有新产生的细胞，但细胞总体衰老会导致个体的衰老。(7)细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体有害。(8)细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体有害。(9)哺乳动物红细胞衰老时不具备“细胞核体积增大”这一特征，因为已无细胞核。(10)细胞增殖只导致细胞数目增多，细胞种类不变；细胞分化导致结果正好相反。检测落实体验成功 题组一 细胞分化 1如图表示同一人体内的几种正常细胞，这些细胞的()A全能性相同 B细胞器的种类和数量相同C基因组成相同DmRNA 的种类和数量相同 C解析 细胞分化导致细胞中mRNA、蛋白质及细胞器的种类和数量不同，但遗传物质DNA和基因未改变
21、。2下列与细胞分化相关的叙述中，正确的是()A种子形成幼苗与细胞的分裂和分化直接相关B红细胞的形成与基因表达有关而与细胞分化无关C愈伤组织的形成是离体植物细胞再分化的结果D癌细胞的产生与细胞的畸形分化无关A解析 种子萌发的过程是细胞分裂和分化的过程，通过细胞分化形成植物体的各种器官，A正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，B错误；愈伤组织是离体植物细胞脱分化形成的而不是再分化的结果，C错误；癌细胞是细胞畸形分化的结果，D错误。题组二 细胞的全能性与干细胞3动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述中，错误的是()Aa 过程表示干细胞能自我更新Bb、c 过程表示干细胞具有
22、分化能力Ca、b、c 过程中细胞的遗传信息表达情况不同Db 过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用解析 据题图可知：a 表示干细胞生成干细胞，即干细胞的自我更新；干细胞通过 b、c生成了不同形态结构的细胞，表示细胞的分化过程；细胞分化的原因是遗传物质的选择性表达，故三条途径遗传信息的表达是不同的；细胞分化形成的是各种组织，不能直接构成器官。答案 D4通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关已分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是()A类胚胎干细胞能够分化成多种细胞B分化的体细胞丢失了某些基因C二者功能有差异，但形态没有差异D二者基因组相同，且表达的
23、基因相同解析 干细胞具有有丝分裂和分化成多种组织细胞的能力。有丝分裂产生的子细胞基因型相同。在细胞分化过程中，因基因的选择性表达在不同的细胞中产生不同的 mRNA 和蛋白质，从而使细胞在形态和功能上发生永久性、不可恢复的变化分化。由此可知：细胞分化的过程中，没有基因的丢失而有基因的选择性表达。细胞分化是细胞形态功能上的变化。答案 A题组三 细胞衰老5下列有关细胞衰老的叙述中，错误的是()A衰老的细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小B衰老的细胞新陈代谢缓慢C衰老细胞的形态、结构和功能都发生了变化D衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能增强D解析 细胞衰老的过程是细胞内生理状态和生化反应发生复杂变
24、化的过程，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生了变化。变化的结果是衰老的细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，且细胞新陈代谢速率减慢；细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低。题组四 细胞增殖、分化、衰老、凋亡及癌变的综合考查6如图是与细胞增殖和分化有关的图解，据图回答下列问题：(1)图中 A 表示的是_过程，B 表示的是_过程。(2)图中 b、c、d、e 具有相同的_。(3)图中 e 能合成血红蛋白，则 b、c、d 都_(不能或能)合成，其主要原因是_。(4)若 a 为植物细胞，而 d 能在体外条件下培养成一个植物体，说明 d 具有_性。(5)图中的 a、b、c、d、e 这五个细胞相比，哪一个细胞的全能性最大？_。(6)若 b 细胞已经衰老，则细胞内_积累会导致“老年斑”出现；若 c 细胞代表人个体发育中尾部的细胞，则发育到一定阶段该细胞会凋亡的原因是_；d 细胞若是异常分化产生的癌细胞，则癌变的根本原因是_。(7)b、c、d、e 细胞不同的根本原因是_(物质)不同，直接原因是_(物质)不同。答案(1)细胞增殖 细胞分化(2)遗传信息或染色体数(3)不能 控制合成血红蛋白的基因未表达(4)全能(5)a(6)色素 基因控制的程序性死亡 原癌基因和抑癌基因突变(7)mRNA 蛋白质返回