第11讲_细胞的分化、癌变、衰老和凋亡

第2讲 细胞的分化、衰老、凋亡 与癌变
考纲定位
内容
细胞的分化
等级要求 B B A B
细胞的全能性 细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系 癌细胞的主要特征及恶性肿瘤的防治
1．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( B ) A．正常生长 C．分泌抗体 B．增殖并分化成多种细胞 D．杀死各种病原菌
一、细胞的分化 1 ．概念：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。 2．意义：细胞分化是生物个体发育的基础。 3 ．实质：一个个体的各种细胞具有完全相同的 遗传信 息，但是，在个体发育中，基因进行选择性表达。
二、细胞的全能性 1．概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体 的潜能。 2 ．实验表明：高度分化的植物细胞仍然具有发育成 完整植株的能力。目前人们还不能将单个已分化的动 物体细胞培养成新的个体，但是已分化的动物体细胞 的细胞核仍具有全能性。
①持久性：细胞分化贯穿于 生物体整个生命进程中，在 胚胎期达到最大限度； ②稳定性和不可逆性：一般 来说，分化了的细胞将一直 特点 保持分化后的状态，直至死 亡； ③普遍性：在生物界中普遍 存在，是生物个体发育的基 础
细胞分化 结果 大小 比较 关系
细胞全能性 形成新的个体
形成形态、结构、生 理功能不同的细胞
【例 1】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( D ) 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 【思路点拨】细胞分化伴随着细胞分裂进行，细胞分 裂是细胞分化的基础，细胞分化的实质是基因的选择 性表达，在细胞分化的过程中，细胞内的遗传物质并 没有发生改变。
(3)细胞全能性的应用
①植物组织培养
②干细胞 名称 全能干 细胞 多能干 细胞 专能干 细胞
特点 可分化成各种细胞，构成各种组 织和器官，最终发育成完整的个 体
实例 胚胎干 细胞
可发育形成一种器官的多种组织， 造血干 但不能发育成完整的个体 细胞 神经干 只能分化成某一类型的细胞 细胞
【例2】下列实例中能体现细胞全能性的是( B )
【解析】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，因此骨髓移植 是目前治疗白血病的一种比较有效的方法。
2． 某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述， 正确的是( D )
3．细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累。
4 ．细胞的呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜 内折，染色质收缩、染色加深。 5．细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
五、细胞凋亡 1．概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
2．意义：对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部 环境 的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非 常关键的作用。
4．细胞癌变的原因：致癌因子使 原癌基因 和抑癌基因 发 生突变。
5．细胞的凋亡、死与癌变的比较
项目 与基因 的关系 细胞膜 的变化 形态 变化 细胞凋亡 细胞坏死 不受基因控 制 破裂 细胞外形不 规则变化 细胞癌变
受基因控制
内陷 细胞变圆，与 周围细胞脱离
受突变基因控制
糖蛋白等减少，细 胞间黏着性降低 呈球形
【举一反三】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( C ) A．壁虎断尾后重新长出尾部 B．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人 C．蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂 D．小鼠腺细胞的自我复制
3．个体衰老与细胞衰老、细胞凋亡与细胞坏死的区别
(1)个体衰老与细胞衰老有关，但两者又不能画等号。这 是因为多细胞生物体内细胞总是不断更新的，总有一部 分细胞处于衰老或走向死亡状态。然而从总体上看，个 体衰老的过程体现了组成个体的细胞普遍衰老的过程。
生成不同的细胞，增加 细胞种类 (1) 组 织 、 器 官 的 形 成 与完善； (2)组织器官的修复 稳定性、差异性、不可 逆性(一般情况下)
细胞的分裂和细胞的分化都是生物体重要的生 命特征。在细胞分裂的基础上，通过细胞分化形成 不同的细胞、组织等，从而促进个体发育。细胞分 裂和细胞分化是个体发育的生理基础，但其中细胞 分化是个体发育的主要过程。在发育过程中，高度 分化的细胞逐渐丧失其分裂能力。
影响 因素
对机体 的影响
受严格的由遗 电、热、冷、 分为物理、化学和 传机制决定的 机械等不利 病毒致癌因子 程序性调控 因素影响
对机体有利
对机体有害
对机体有害
1．细胞分裂与细胞分化的区别
项目
细胞分裂
定义 细胞增殖的过程
细胞分化 相同细胞的后代产生稳 定性差异的过程
基因的选择性表达
(1) 细胞的表面积与体积 发展的不平衡； 原因 (2) 细胞核与细胞质发展 的不平衡； (3)生殖的需要 生成相同的细胞，增加 结果 细胞数目 (1) 促进多细胞生物个体 意义 的生长； (2)单细胞个体的增殖 特性 局部性、周期性
【举一反三】“细胞程序性死亡”学说认为，生物在 发育过程中受到基因控制，许多细胞会正常地走向 死亡。因此，属于这种细胞死亡现象的不会是( D ) A．蝌蚪尾巴在发育中消失 B．人胚胎期的尾后来消失了 C．花冠在传粉后凋谢 D．寄主细胞因病毒的复制释放而消亡
【例 3】下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。据图 分析，不正确的是( C )
A．①过程表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信 息传递功能 B．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择 性表达 C．②过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞被动 死亡过程 D．凋亡相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中 发挥重要作用
细胞分化程度有高低 细胞全能性有大小之 之分，如体细胞＞生 分，如受精卵＞生殖 殖细胞＞受精卵 细胞＞体细胞 ①两者的遗传物质都不发生改变； ②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小
四、衰老细胞的特征 1．细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小，细胞新 陈代谢的速率减慢。 2．细胞内多种酶的活性降低。
3．下列实例与基因的作用无关的是( B ) A．细胞分裂素延迟植物衰老 B．极端低温导致细胞膜破裂 C．过量紫外线辐射导致皮肤癌 D．细菌感染导致B淋巴细胞形成效应B(浆)细胞 【解析】本题考查基因的作用与具体事例的综合分析。 细胞分裂素的合成过程受基因控制合成的相关酶的调控， 因此与基因作用有关；且细胞衰老是细胞正常的生理现 象，与基因表达有关。过量紫外线的辐射，可能使原癌 基因和抑癌基因发生突变。细菌感染导致 B 淋巴细胞形 成效应B(浆)细胞，是细胞分化的结果，细胞的分化是基 因的选择性表达的结果。极端低温条件下由于结冰导致 细胞破裂，与基因无关，因此B选项符合题意。
(2)细胞凋亡就是细胞编程性死亡，是一种自然生理过程。 细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内环境 的稳态及抵御外界各种因素的干扰都起关键作用。 (3)细胞凋亡和细胞坏死的区别：细胞凋亡受到机体程序 性调控，是细胞正常死亡的现象；细胞坏死是由于外界 不利因素导致细胞不正常死亡的现象，对生物体有一定 的危害。
①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株
②植物用种子繁殖后代
③用烟草组织培养的单个细胞培养出了可育的完整植株
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ 【思路点拨 】细胞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。其中①和③都是属于由 分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的 全能性。种子不是一个细胞而是一种器官，植物用种 子繁殖后代，没有体现细胞的全能性。
【举一反三】下列有关细胞分化的叙述，正确的是( D ) A．同一个生物体的不同细胞中 DNA、 mRNA 、蛋白 质的种类和数量各不相同 B．红细胞的形成与基因表达有关而与细胞分化无关
C．胡萝卜叶肉细胞脱分化形成的愈伤组织细胞不具 有全能性 D．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
A．与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能 性较低 B．过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差 异的过程 C．每个 Y细胞只产生一种抗体，故过程③不需用选择性 培养基进行筛选 D．过程④产生的单抗，不需细胞膜上载体蛋白的协助就 能释放到细胞外
【解析】本题考查细胞分化及细胞工程相关知识，考查学生的综合应用能力。过程①形成的诱导干 细胞全能性比纤维母细胞高，A错。过程②是细胞的分化过程，分化时遗传物质不会发生变化，B错。 每个Y细胞只产生一种抗体，但是小鼠不止接受过一种抗原，能产生抗体的Y细胞不一定产生同一种 抗体，过程③要用选择培养基才能选出能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞，C错。过程④分泌抗体蛋白， 是外排过程，不需载体蛋白协助，D正确。
2．细胞的全能性
(1)细胞全能性的体现
①正常生物体内的细胞虽然具有发育成完整生物体的潜能， 但其全能性受到限制，不能得以表现。 ②细胞在离体情况下，提供适宜条件方能表现其全能性。 提供的适宜条件除温度外，还要有适量的水分、无机盐、 有机营养及激素等。
(2)细胞全能性的大小
①根据生物种类不同：植物细胞>动物细胞 ②根据分化程度不同：受精卵>干细胞>体细胞 ③根据分裂能力大小：分裂能力强的细胞 >分裂能力弱的 细胞，如分生区细胞>成熟区细胞
六、细胞癌变
1． 概念：有的细胞受 致癌因子 的作用，细胞中 遗传物质 发生变化，成为不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增 殖细胞。
2．癌细胞主要特征 (1)适宜条件下，能够无限增殖。
(2)形态结构发生显著变化。
(3) 癌细胞的 表面 发生了变化， 糖蛋白 等物质减少，细胞 之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。 3．致癌因子：大致分为 物理 致癌因子、 化学 致癌因子、 病毒致癌因子三类。