细胞的分化、癌变和衰老
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细胞分裂和细胞分化的区别和联系
项目
结果
细胞分裂
细胞分化
细胞数量增多,产生相 细胞形态、结构、生理 同的细胞 功能发生稳定性差异
从受精卵开始,有些部 发生于整个生命进程中, 时间 位的细胞(如干细胞)终 在胚胎时期达到最大限 生保持分裂能力 度
项目
部位 意义
细胞分裂
发生在生物体某些部位
细胞分化
生物体内普遍存在 没有细胞分化,生物 体就不能进行正常的 发育
1.(2011·成都质检)下图中甲、乙、丙、丁分别表示某
人体内的几种细胞,它们的形态结构和功能各不相同 的根本原因是细胞中 ( )
A.DNA的结构不同 C.遗传物质不同
B.信使RNA不同 D.线粒体结构不同
解析:来自同一个体的细胞都是由同一个受精卵分裂
而来,核内遗传物质(DNA)相同;细胞的形态结构和
4.人胰岛细胞能产生胰岛素,但不能产生血红蛋 白,那么胰岛细胞中( ) A.只有胰岛素基因 B.比人受精卵的基因要少 C.既有胰岛素基因,也有血红蛋白基因和其他 基因 D.有胰岛素基因和其他基因,但没有血红蛋白 基因 答案 C
• 1.细胞衰老 • (1)个体衰老与细胞衰老的关系 • 单细胞生物的细胞衰老或死亡就是个体的衰老 或死亡;多细胞生物体内的细胞总是不断地更 新,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状 态,但整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。
保持了亲代和子代之间遗
传性状的稳定性
①细胞分裂是细胞分化的基础,为细胞分化提供
材料 联系 ②细胞分化是细胞分裂的继续,使细胞朝着特定
的方向发生变化
③二者共同完成了个体的生长、发育
• 二、细胞的全能性 分化 • 1.概念:已 的细胞仍具有发育成 完整个体 的潜能。 遗传物质 • 2.原因:细胞含有本物种全套的 。 • 3.植物组织培养:(如胡萝卜韧皮部细胞→植株)所利 植物细胞的全能性 用的生物学原理是 ,在培养 糖类 等物质, 基中加入 植物激素、无机盐 和 分裂 和 生长 结果,这些细胞进行 ,形成一个 细胞团块, 再分化出 根、茎、叶 →植株。
• 1.细胞分化 • (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)特点 • ①持久性:细胞分化贯穿于生物体的整个生命 进程中,在胚胎时期达到最大限度。 • ②稳定性和不可逆性:一般说来,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:是生物界普遍存在的生命现象。
• (3)结果:增加细胞的类型,产生出不同形态、 结构、功能的细胞,不同类型的细胞构成不同 的组织和器官。 • (4)分化的实质:基因选择性表达的结果。 • (5)细胞分化的意义 • ①细胞分化是个体发育的基础。多细胞生物只 有经过细胞分化才能形成具有特定形态、结构 和功能的组织和器官。 • ②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门 化,有利于提高各种生理功能的效率。
列有关叙述正确的是 A.癌细胞和衰老细胞的代谢水平相同 B.衰老细胞的细胞膜通透性变大,使物质的运输功能 增强 C.细胞癌变是细胞高度分化的结果 D.细胞分化在胚胎时期达到最大限度 ( )
解析:癌细胞的细胞代谢活跃,衰老细胞则减弱。衰老细
胞的细胞膜通透性功能改变,使物质的运输功能减弱;细 胞癌变是细胞畸形分化的结果。 答案: D
• ①细胞分裂、分化、衰老、凋亡与癌变过程中, 只有细胞癌变时才发生遗传物质的变化,其余 过程均属细胞正常生命历程,并未发生遗传物 质的改变。 • ②被病原体感染的细胞的清除也是通过细胞凋 亡完成的,切不可看作细胞坏死。
2.正常分化的细胞和癌细胞 正常分化细胞 遗传物质 细胞表面 原因 能否行使 正常功能 联系 未变 糖蛋白正常 基因选择性表达 癌细胞 改变 糖蛋白减少 原癌基因被激活
[解析] (1)A细胞形成B细胞的过程是干细胞的自我复制,B细
胞仍具有分裂和分化能力。 (2)若D细胞是胰腺细胞,则结构⑦高尔基体对蛋白质可以进 行加工、转运、分类和包装。 (3)细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。
细胞衰老的主要特征 (1)“一大”:细胞核变大,染色质固缩、染色加 深 (2)“一小”:细胞内水分减少,体积变小。 (3)“一多”:细胞内色素逐渐积累、增多,阻碍 了细胞内物质的交流和信息的传递。 (4)“三低”:膜的物质运输功能降低,多种酶的 活性降低,呼吸速度及代谢速度降低。
2.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)实例:人尾的消失、人手指的形成等。 (3)意义:细胞凋亡对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。 3.细胞坏死 细胞坏死是在种种不利因素影响下,由于细胞正常 代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
(4)D细胞中具有核酸的细胞器有______________(填名称)。
(5)细胞里酚氧化酶与酚类底物是分开存放的,组织细胞
受损或衰老解体时,酚氧化酶便有机会与酚类底物接 触而使底物氧化成棕褐色的物质。上述文字中“细胞 里酚氧化酶与酚类底物是分开存放的”是由于细胞内 具有________系统的缘故。“分开存放”的现象也表 明物质进出该系统的结构具有________的生理特性。
功能各不相同的根本原因是细胞中基因的选择性表达。 答案: B
2.对于细胞全能性的理解正确的是
(
)
A.从理论上讲,生物体的每一个正常细胞都具有全能性 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
特点
含有本物种全套遗传 物质 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 大小 比较 关系
形成形态、结构、功 形成新的个体 能不同的细胞 细胞分化程度有高低 细胞全能性有大小之 之分,如体细胞>生殖 分,如受精卵>生殖细 细胞>受精卵 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
遗传机制决定 物理致癌因子、化学致癌
的程序性调控
有利
因子和病毒致癌因子
有害
[特别提醒]
①有致癌因子时,细胞癌变的几率升高,但并不是一定发
生癌变,无致癌因子时也不是一定不发生癌变,只是发生 的几率较低。 ②细胞癌变与基因突变有关,分裂活动旺盛的组织中发生 癌变的几率更大,因为DNA复制时,基因突变的几率增大。
状态,人工实验条件下才能通过脱分化、再分化发育成 完整植株,高度分化的动物细胞全能性受到限制,但细 胞核仍保持全能性。
• (4)“全能性”实例 • ①植物细胞(如胡萝卜根细胞)具有发育成完整 植株的能力。 • ②动物细胞核仍保留全能性 • 动物细胞的全能性受到限制,但“细胞核”仍 具全能性——蛙的核移植实验表明动物细胞核具 全能性。
4.细胞癌变 (1)概念 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 蛋白等物质减少,使得细胞彼此之间的黏着性 显著降低,容易在体内分散和转移。
(2011·西安模拟)下图表示干细胞的三个发育途 径。据图回答下列问题:
(1)由A细胞形成的B细胞仍然保持着其特有的________和 ________能力,C细胞易分散和转移的原因是____。 (2)若D细胞是胰腺细胞,则结构⑦所起的作用_________。
(3)A细胞分化成D细胞的根本原因是_______________。
[特别提醒] ①卵细胞和花粉的分化程度很高,但仍然具有较高的全能性。 ③同一生物体内,无论细胞分化程度高低,细胞核中的遗 传物质都相同,但选择表达基因不同,合成的蛋白质分子
不同。
细胞分化、细胞全能性及相互比较
细胞分化 原理
细胞全能性
细胞内基因选择性表 达
①持久性;②稳定性 ;③不可逆性;④普 遍性
根据图示填空
(1)图中①→③表示 细胞分裂 过程,判断理由是细胞形态
特征相同只是数目增加。③→⑤表示 细胞生长 ,理由
是 细胞数目相同,体积增大。 (2)①→②、①→④表示 细胞分化 ,因为②④细胞与①细胞 相比,形态结构发生了改变。 (3)图中④→⑥表示④中某些细胞能够 无限增殖 ,发生了 细胞癌变 。 (4)⑦⑧⑨表示从②中取出一个细胞经 植物组织培养 获得了 完整植株,体现了 植物细胞的全能性 。
③细胞衰老、死亡是一种正常生命现象。
3.(2011·衡水模拟)下列关于细胞衰老的叙述,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 等同于有机体的衰老 B.细胞内水分减少,代谢速度减慢是衰老细胞的主 要特征之一 C.“老年斑”的出现表明细胞膜通透性降低
D.头发基部的黑色素细胞衰老时,细胞中的酪氨酸
酶不能合成,导致白发
解析:在个体发育成熟之前,每时每刻都有许多细胞的 衰老,因此细胞的衰老与机体的衰老是不同步的。细胞
衰老后,细胞膜的通透性下降,导致脂褐素积累,出现
“老年斑”。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,导致头发变白。
答案: D
4.细胞的分化、衰老和癌变是普遍存在的生命现象。下
(3)原因 ①外因:致癌因子的作用。 ②内因:原癌基因和抑癌基因发生突变。 a.原癌基因和抑癌基因 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:主要是阻止细胞不正常的增殖。 (注意:人和动物细胞的染色体上本来就存在原癌 基因和抑癌基因。)
• b.癌变的本质: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而变成癌细胞。 • ③癌变的机理
解析:离体的器官、组织或细胞,只有在适当的条件下 才能表现出全能性。生物体的每一个正常细胞都含有该
生物的全部遗传物质,都具有全能性。
答案: A
3(2009年山东理综)细胞分化是奢侈基因选择性表 达的结果。下列属于奢侈基因的是( ) A.血红蛋白基因 B.ATP合成酶基因 C.DNA解旋酶基因 D.核糖体蛋白基因 解析:细胞分化是基因选择性表达的结果,在分 化过程中选择性表达的基因的产物是特定细胞 才具有的。血红蛋白只存在于红细胞中,而 ATP合成酶、解旋酶、核糖体蛋白质则存在于 所有细胞中。 答案:A
• (5)细胞分化程度与全能性的关系 • 一般而言,细胞分化程度越高时,全能性表达 能力越低,但生殖细胞仍具较高的全能性,细 胞全能性大小可排序如下: • ①受精卵>生殖细胞>分化程度低的细胞>分化程 度高的细胞; • ②植物细胞全能性>动物细胞全能性; • ③高等动物受精卵第一次分裂形成的两个细胞 具备与受精卵类似的全能性。
细胞分化与细胞全能性
(1)细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有
保持本物种遗传性所需要的全套遗传物质,这是细胞具 有全能性的基础。
(2)细胞分化不影响细胞全能性的有无,只影响细胞全能性
的表达程度。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,全能性越高。
(3)细胞分化是不可逆的,已分化的植物细胞必须处于离体
• 5.细胞凋亡、坏死与癌变的比较 项目 与基因 的关系 细胞膜 的变化 形态 变化 影响 因素 对机体 的影响 细胞凋亡 受基因控制 内陷 细胞变圆, 与周围细胞 脱离 受严格的由 遗传机制决 定的程序性 调控 对机体有利 细胞坏死 不受基因控 制 破裂 细胞外形不 规则变化 电、热、冷 、机械等不 利因素影响 对机体有害 细胞癌变 受突变基因 控制 糖蛋白等减 少,黏着性 降低 呈球形 分为物理、 化学和病毒 致癌因子 对机体有害
是否增殖 不再分裂或暂时不分裂
能
ห้องสมุดไป่ตู้
无限增殖
不能
细胞正常分化抑制细胞癌变,细胞癌变是
细胞的畸形分化
3.衰老细胞与癌细胞 项目 与基因的关系 细胞膜的变化 衰老细胞 由基因决定 癌细胞 原癌基因被激活
膜通透性功能 糖蛋白等物质减少,黏着
改变 细胞变圆,与 周围细胞脱离 性降低
形态变化
呈球形
引发因素 对机体的影响