细胞分化和凋亡
(细胞生物学基础)第十章细胞分化、衰老与凋亡
细胞衰老与疾病的关系
肿瘤
肿瘤细胞通常具有永生化和抗凋亡的特性，可以 逃避机体免疫系统的监视和清除，导致肿瘤的发 生和发展。
心血管疾病
心血管系统中的血管内皮细胞和心肌细胞的衰老 可能参与心血管疾病的发生和发展。
神经退行性疾病
神经元细胞的衰老和凋亡可能与神经退行性疾病 的发生和发展有关，如阿尔茨海默病、帕金森病 等。
参与免疫反应
细胞凋亡在免疫反应中也起着 重要作用，能够清除被感染或 异常的细胞，防止疾病的发生 和扩散。
05
细胞分化、衰老与凋亡的相互关系
细胞分化与衰老、凋亡的相互影响
细胞分化
细胞分化是细胞在发育过程中获得各自特有形态 和功能的过程，是生物体发育的基础。
细胞衰老
细胞衰老是指细胞随着时间的推移，逐渐失去其 增殖和分化的能力，表现为细胞活性降低、代谢 减缓等。
细胞类型特异性的非编码RNA
非编码RNA在细胞分化过程中发挥重要作用，它们 可以调控基因的表达。
细胞分化的调控因子
80%
转录因子
转录因子是调控细胞分化的关键 因子，它们可以激活或抑制特定 基因的表达。
100%
信号分子
信号分子可以影响细胞的分化命 运，通过与细胞膜上的受体结胞骨架和细胞膜蛋白也可以影 响细胞的分化，通过改变细胞的 形态和功能。
细胞分化的信号转导途径
1 2
MAPK信号转导途径
MAPK信号转导途径在细胞分化过程中发挥重要 作用，它可以传递生长因子和激素的信号。
PI3K信号转导途径
PI3K信号转导途径也可以影响细胞的分化，它可 以通过影响细胞的代谢和生长来调控细胞的命运。
2023届高三生物一轮复习课件细胞的分化、衰老、凋亡与癌变
例如： 维
效应T细胞
使靶细胞
裂解死亡
2．细胞凋亡和细胞坏死的区别（三维设计P94）
例如： 效应T 细胞使靶细胞 裂解死亡
例如： 病毒 在靶细胞内迅 速增殖使靶细 胞裂解死亡
知识点四 细胞的癌变
细胞生长
分裂
分化 癌变
衰老 凋亡
癌细胞 P125：
与正常分化有何不同？
有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化， 变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
训练2：有人把细胞分化中表达的基因形象地分为“管家基因” 和“奢侈基因”。“管家基因”在所有细胞中表达，是维持 细胞基本生命活动所必需的；而“奢侈基因”只在特定组织
细胞中表达。下列属于“奢侈基因”表达产物的是（ B ）
A. 呼吸酶
B. 胰高血糖素
C. 膜蛋白
D. ATP水解酶
训练3：同一生物不同部位的细胞如人的肝脏细胞和肌肉 细胞，下列结构或物质是否相同？
3．干细胞
(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有分___裂__和__分__化__能力的细胞，这些细胞 叫做干细胞。
(2)类型
项目
胚胎干细胞
成体干细胞
来源 来自早___期__胚__胎__或原始性腺组织
来自各式各样的组织
功能 可以分化成_各__种__组织和器官 具有分化成_特__定__功___能_ 细胞的能力
细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡； 限制，但细胞核仍具有全能性
③普遍性：生物界中普遍存在
结果 形成形态、结构、生理功能不同的细胞
形成新的个体
大小 细胞分化程度有高低之分：体细胞>生殖细 细胞全能性有大小之分：受精卵>
细胞凋亡与细胞分化的关系分析
细胞凋亡与细胞分化的关系分析细胞凋亡和细胞分化是生物学中常见的两个概念。
虽然这两者并非完全相关，但它们是密切相关的。
本文旨在探讨细胞凋亡和细胞分化之间的关系。
一、什么是细胞凋亡？细胞在其生命周期中会发生许多机制，其中之一是细胞凋亡。
细胞凋亡是指一类可逆或不可逆的自我毁灭性机制，该机制存在于多种细胞类型中，包括免疫细胞、神经细胞和肿瘤细胞等。
细胞凋亡通常涉及几个关键步骤，包括形成凋亡体、克隆状变、核膜破裂、染色体脱离和细胞碎片的形成。
细胞凋亡的主要功能是清除老化、受损或有害的细胞，从而保护正常组织和生理环境。
二、什么是细胞分化？相比较细胞凋亡，细胞分化是一种细胞生命周期中的可逆性现象。
细胞分化是指原始、未分化的细胞转化为特定类型的细胞，从而执行特定的功能。
这种过程涉及许多变化和机制，如基因表达、蛋白质发生改变、细胞形态学变化和发育过程等。
当细胞分化后，它们会具有特定的形态和功能，如血液细胞、肌肉细胞和神经细胞等。
三、细胞凋亡与细胞分化的关系尽管细胞凋亡和细胞分化是两个不同的生物学现象，但它们之间的联系非常密切。
尽管这种联系仍未完全研究清楚，但是当前的理论认为，细胞凋亡和细胞分化之间存在以下关系：1. 调控细胞分化的因素可以通过影响细胞凋亡来调节细胞发育。
例如，细胞分化调节蛋白（DRGs）由于在神经元分化过程中起作用而被广泛研究。
此外，在这个过程中，细胞凋亡的发生率通常与细胞类型的生存和适应相关。
因此，在特定的细胞类型和环境中，细胞凋亡和细胞分化可能会紧密相互作用。
2. 细胞凋亡和细胞分化之间的紧密联系可以通过一些共同的分子机制来解释。
例如，c-Myc和bcl-2是两种在细胞凋亡和细胞分化之间均起作用的蛋白质。
c-Myc 在细胞分化前通过促进细胞增殖来影响细胞生长，而bcl-2可以通过抑制细胞凋亡来保持细胞稳态。
3. 细胞凋亡和细胞分化也在发育过程中扮演着重要角色。
在胚胎发育过程中，凋亡可以使细胞处于正确的地址分化；而在某些生殖器官中，细胞凋亡则有助于调节器官大小和形态。
细胞分化、衰老、凋亡和癌变教案
细胞分化、衰老、凋亡和癌变教案第一章：细胞分化1.1 教学目标让学生了解细胞分化的概念理解细胞分化的过程和机制掌握细胞分化的意义和应用1.2 教学内容细胞分化的定义和特点细胞分化的过程和机制细胞分化的意义和应用1.3 教学活动通过图片和实例介绍细胞分化的概念引导学生了解细胞分化的过程和机制组织学生进行小组讨论，探讨细胞分化的意义和应用1.4 教学评价学生能准确描述细胞分化的概念和特点学生能理解细胞分化的过程和机制学生能列举细胞分化的意义和应用实例第二章：细胞衰老2.1 教学目标让学生了解细胞衰老的概念理解细胞衰老的原因和机制掌握细胞衰老的意义和应对策略2.2 教学内容细胞衰老的定义和特点细胞衰老的原因和机制细胞衰老的意义和应对策略2.3 教学活动通过图片和实例介绍细胞衰老的概念引导学生了解细胞衰老的原因和机制组织学生进行小组讨论，探讨细胞衰老的意义和应对策略2.4 教学评价学生能准确描述细胞衰老的概念和特点学生能理解细胞衰老的原因和机制学生能列举细胞衰老的意义和应对策略实例第三章：细胞凋亡3.1 教学目标让学生了解细胞凋亡的概念理解细胞凋亡的过程和机制掌握细胞凋亡的意义和应用3.2 教学内容细胞凋亡的定义和特点细胞凋亡的过程和机制细胞凋亡的意义和应用3.3 教学活动通过图片和实例介绍细胞凋亡的概念引导学生了解细胞凋亡的过程和机制组织学生进行小组讨论，探讨细胞凋亡的意义和应用3.4 教学评价学生能准确描述细胞凋亡的概念和特点学生能理解细胞凋亡的过程和机制学生能列举细胞凋亡的意义和应用实例第四章：细胞癌变4.1 教学目标让学生了解细胞癌变的概念理解细胞癌变的原因和机制掌握细胞癌变的预防和治疗方法4.2 教学内容细胞癌变的定义和特点细胞癌变的原因和机制细胞癌变的预防和治疗方法4.3 教学活动通过图片和实例介绍细胞癌变的概念引导学生了解细胞癌变的原因和机制组织学生进行小组讨论，探讨细胞癌变的预防和治疗方法4.4 教学评价学生能准确描述细胞癌变的概念和特点学生能理解细胞癌变的原因和机制学生能列举细胞癌变的预防和治疗方法实例第五章：综合应用5.1 教学目标让学生能够综合运用所学知识分析和解决实际问题培养学生的批判性思维和创新能力提高学生的团队合作和沟通能力5.2 教学内容综合分析细胞分化、衰老、凋亡和癌变的实际案例批判性思考和解决问题团队合作和沟通5.3 教学活动教师提供综合应用案例，学生分组进行讨论和分析学生进行批判性思考，提出解决问题的方法和策略学生进行团队合作，进行小组汇报和讨论5.4 教学评价学生能准确分析和解决综合应用案例学生能提出批判性思考和解决问题的方法和策略学生能进行团队合作和沟通第六章：细胞分化的临床应用6.1 教学目标让学生了解细胞分化在临床治疗中的应用理解细胞分化治疗的优势和挑战掌握细胞分化治疗的研究进展和未来方向6.2 教学内容细胞分化治疗的定义和原理细胞分化治疗在临床治疗中的应用案例细胞分化治疗的优势和挑战6.3 教学活动通过图片和实例介绍细胞分化治疗的定义和原理引导学生了解细胞分化治疗在临床治疗中的应用案例组织学生进行小组讨论，探讨细胞分化治疗的优势和挑战6.4 教学评价学生能准确描述细胞分化治疗的定义和原理学生能理解细胞分化治疗在临床治疗中的应用案例学生能列举细胞分化治疗的优势和挑战实例第七章：细胞衰老与疾病7.1 教学目标让学生了解细胞衰老与疾病的关系理解细胞衰老在疾病发生和发展中的作用掌握细胞衰老相关疾病的预防和治疗方法7.2 教学内容细胞衰老与疾病的关系和机制细胞衰老相关疾病的实例和特点细胞衰老相关疾病的预防和治疗方法7.3 教学活动通过图片和实例介绍细胞衰老与疾病的关系和机制引导学生了解细胞衰老相关疾病的实例和特点组织学生进行小组讨论，探讨细胞衰老相关疾病的预防和治疗方法7.4 教学评价学生能准确描述细胞衰老与疾病的关系和机制学生能理解细胞衰老相关疾病的实例和特点学生能列举细胞衰老相关疾病的预防和治疗方法实例第八章：细胞凋亡与疾病8.1 教学目标让学生了解细胞凋亡与疾病的关系理解细胞凋亡在疾病发生和发展中的作用掌握细胞凋亡相关疾病的预防和治疗方法8.2 教学内容细胞凋亡与疾病的关系和机制细胞凋亡相关疾病的实例和特点细胞凋亡相关疾病的预防和治疗方法8.3 教学活动通过图片和实例介绍细胞凋亡与疾病的关系和机制引导学生了解细胞凋亡相关疾病的实例和特点组织学生进行小组讨论，探讨细胞凋亡相关疾病的预防和治疗方法8.4 教学评价学生能准确描述细胞凋亡与疾病的关系和机制学生能理解细胞凋亡相关疾病的实例和特点学生能列举细胞凋亡相关疾病的预防和治疗方法实例第九章：细胞癌变与基因突变9.1 教学目标让学生了解细胞癌变与基因突变的关系理解基因突变在细胞癌变中的作用掌握细胞癌变的基因检测和治疗方法9.2 教学内容细胞癌变与基因突变的关系和机制基因突变在细胞癌变中的作用和特点细胞癌变的基因检测和治疗方法9.3 教学活动通过图片和实例介绍细胞癌变与基因突变的关系和机制引导学生了解基因突变在细胞癌变中的作用和特点组织学生进行小组讨论，探讨细胞癌变的基因检测和治疗方法9.4 教学评价学生能准确描述细胞癌变与基因突变的关系和机制学生能理解基因突变在细胞癌变中的作用和特点学生能列举细胞癌变的基因检测和治疗方法实例第十章：总结与展望10.1 教学目标让学生总结和回顾所学内容培养学生对细胞分化、衰老、凋亡和癌变研究的兴趣和热情引导学生思考和探索未来的研究方向10.2 教学内容总结和回顾细胞分化、衰老、凋亡和癌变的主要概念和知识点探讨细胞分化、衰老、凋亡和癌变研究的未来方向10.3 教学活动教师引导学生总结和回顾所学内容学生进行小组讨论，探讨未来的研究方向学生进行汇报和分享，展示对未来的思考和探索10.4 教学评价学生能准确总结和回顾所学内容学生能提出对未来研究方向的思考和探索重点解析重点：1. 细胞分化的概念、特点和意义。
细胞分化、衰老、凋亡和癌变
只有在红细胞中，控制血红蛋白合成的基因才能选
择性的表达。而其他选项中的ATP合成酶基因、
DNA解旋酶基因、核糖体蛋白基因是在每一个具有
生命活动的细胞中都要表达而分别合成ATP合成酶、
DNA解旋酶、核糖体蛋白。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
考点二 细胞的凋亡、坏死与癌变的比较
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（其他 合理答案也可，任选两点）
第二讲 细胞分化、衰老、凋亡和癌变
一、细胞的分化
1.实质：是基因 选择性表达 的结果，遗传物质没有
发生改变。
2.结果：一个或一种细胞增殖的后代细胞在 形态 、
结构 和
上发生稳定性差异，功能进一步特异
化。
3.特点
（1）生物界普遍存在。
（2）可持久贯穿于生物体整个生命进程中，是不可
逆的。
二、细胞的全能性 1.高度分化的细胞仍然具有本物种全套遗传物质 ， 即具有发育成完整个体的潜能。 2.已分化的 植物细胞 和动物细胞核的全能性已得到 了证实。 三、衰老细胞的主要特征 1.结构表现：细胞 变小而细胞核 变大 ，细胞膜通透 性改变，核膜内折，染色质收缩、染色 加深 。 2.代谢表现：水分 减少 ，新陈代谢速率减慢，物质 运输速率 降低 ，酶的活性降低， 色素积累 。
例1（09·天河区测试）对于多细胞生物而言，下列 有关细胞生命历程的说法，正确的是 ( C ) A.细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变 B.细胞癌变是所有细胞都要经历的一个阶段 C.细胞衰老时细胞呼吸的速率减慢 D.细胞死亡是细胞癌变的结果 解析 细胞分化的实质是基因进行选择性表达；细 胞死亡是所有的细胞都要经历的一个阶段；细胞癌 变是某些细胞原癌基因被激活导致的。
高中生物第六章细胞的分化衰老癌变和凋亡
4、细胞得凋亡 细胞得凋亡就是由基因决定得细胞自动结束生命
得过程。(受到严格得由遗传机制决定得程序性调控, 也称为细胞编程性死亡。就是一种自然得生理过程。)
(1)年龄最大得就是____C,其中CO2得释放量不同可能就 是细胞内_线__粒___体__(细胞器)得功能减弱所致 (2)三块骨骼肌细胞内,酶活性最强得就是___,物A质交换 能力最差得就是_____。C
(3)三块骨骼肌细胞内,代谢废物沉积最多得就是_____。
C
四、细胞得癌变特征与机理
1、癌细胞
唾液腺细胞正相反。对这一现象得解释就是( D)
A、唾液腺细胞没有合成乳蛋白得基因 B、乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶得基因 C、两种细胞都有合成乳蛋白和唾液淀粉酶得基因 D、两种细胞中相关基因选择性得表达
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
3、右图就是美国科学家得实
验,请据图分析:
4、下列哪一组就是细胞衰老得特征C( )
①细胞无限分裂 ②水分减少 ③畸形改变
④酶活性降低 ⑤色素沉着 ⑥易分散转移
⑦呼吸速率减慢 ⑧细胞膜通透性改变
A、①③⑥⑧ B、①②⑤⑦
C、②④⑤⑦⑧ D、②④⑥⑧
5、细胞凋亡就是哪项决定? (C )
A、 染色体
B、 DNA
C、 基因
D、脱氧核苷酸
9、科学家从正常生活状态得不同年龄阶段得三 个小白鼠体内分离出相同部位相同大小得骨骼肌 三块,分别为A、B、C,然后测定这三块骨骼肌释放CO2 得量,其比例为1、3 :1、2 :1、0。据此分析:
细胞分化、衰老和凋亡
2. 植物组织培养技术
(1) 概念：高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的潜能。
思考
01
植物组织培养技术在研究植物生理方面有何作用?
02
可以研究植物离体的组织或细胞在不受植物体其他部分干扰的条件下的生长和分化规律; 可以通过改变培养的条件来影响它们的生长和分化。
03
可以拯救濒危物种等。
在我们体内，红细胞的寿命为120d左右，白细胞的寿命为5-7d。 白血病患者的血液中出现大量异常的白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。
？为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少
？骨髓与血细胞的形成有什么关系
01
03
02
骨髓干细胞
单核
细胞
粒细胞
红细胞
血小板
人
1014
7200
[例]植物
受精卵 一群彼此相似的早期胚细胞 分裂 分化 植物体的不同细胞 继续分裂
[例]动物
受精卵 一群彼此相似的早期胚细胞 分裂 分化 动物体的不同细胞 继续分裂
一、细胞分化
新 课
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细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的考点解析
的种类和数量也不 同，Ｃ和 Ｄ选项错误。
（４）若从 ② 取一 个 细 胞 ，在 适 宜 条 件 下
０ 答案 Ｂ
进行 培养 ，结果 产生 了一个 个体 ，这体 现 了细
二 、细胞 的全 能性
胞 的全 能性 ，因为 细胞 全 能 性 的结 果 是 形 成 了新 的个 体 。
１．概 念 ：已经分 化 的细 胞 ，仍 然 具 有 发
有 少数 细胞 依 然具有 分化成 其他 细胞 类型 和
３．干细胞 ：动 物和人 体 内保 留着 少 量 具 构 建组 织器 官的能 力 ，这 类细胞 称为 千细胞 ，
有分 裂 和分化 能力 的细胞 。
如造 血干 细胞 。下 图 中最能 完整 显 示正 常机
４．全 能 性 的 大 小 ：一 般 而 言 ，细 胞 分 化 体 内干 细胞基 本特征 的是
①细胞分裂是 细胞分 化 的基 础 ，细胞 分裂 产 生 了相 同细胞 的后代 ，细胞 分化 使相 同细胞 的后代发生 了形 态 、结构 和生理 功能 上 的差 异 ，生物体 内的细胞并没有表现 出全能性 ，而 联系 是分化成为不 同的细胞 、组织 ，这是基 因在特 定 的时 间和空间条件下选择性表达 的结果 。 ②细胞分裂 只是增加 了细胞 数量 ，细 胞分 化 形成 了具有特 定形态 、结 构和功 能 的组织 和 器 官 ，没有 细胞 的分 化 ，多 细 胞 生 物 不 可 能 正 常 发 育
例 １ 下 图表 示 同一人 体 内的 几种
信 息完 全相 同。 图示 如下 ：
正常细胞 ，这些细胞的共 同点是 （ ）
］
）ｌ表现出不同的形态、 Ｊｆ 结构和功能
细胞
Ａ．全 能性 相 同
细胞的分化、衰老和凋亡、
细胞分化的过程
细胞分化起始于胚胎发育的早期阶段，当胚胎细胞 开始分裂时，它们就已经开始表现出分化迹象。
在细胞分化的过程中，细胞会经历一系列的基因表 达变化和蛋白质合成，最终形成具有特定功能的细 胞类型。
细胞分化的过程是可逆的，即已经分化的细胞在某 些条件下可以重新回到未分化状态。
细胞分化的影响因素
细胞收缩和膜泡化
细胞开始收缩，细胞膜出现泡状突起，形成所谓 的“膜泡”。
膜泡排出
膜泡被排出细胞外，成为所谓的“亡小体”。在 某些情况下，这些亡小体可以被周围的巨噬细胞 吞噬。
细胞凋亡的调控机制
基因调控
细胞凋亡是由一组特定的基因所调控的。这些基因在细胞生长、发育和维持内 环境稳定等方面发挥着重要作用。当这些基因发生异常时，可能会导致细胞凋 亡的异常，进而引发疾病。
细胞凋亡与细胞坏死
细胞凋亡和细胞坏死是两种不同的细胞死亡方式。细胞坏死是由 外界因素如物理、化学等引起的细胞死亡，而细胞凋亡则是细胞 按照自身程序主动结束生命的过程。
细胞凋亡的过程
凋亡起始
当细胞受到凋亡信号刺激时，细胞内部的信号转 导机制被激活，触发凋亡过程。
细胞碎片化
细胞膜泡化后，细胞逐渐被分割成多个小片段， 即所谓的“膜泡”或“膜小体”。
THANK YOU
感谢聆听
信号转导
细胞凋亡的过程涉及到一系列复杂的信号转导机制。当细胞受到凋亡信号刺激 时，这些信号转导机制会被激活，触发细胞内部的反应，导致细胞凋亡的发生。
04
细胞分化、衰老和凋亡的相互关系
细胞分化和凋亡的关系
细胞分化是细胞在形态、结构 和功能上发生稳定性差异的过 程，而细胞凋亡则是指细胞程 序性死亡的过程。细胞分化和 凋亡在个体发育和组织稳态中 起着重要作用。
细胞分化和凋亡详解演示文稿
卵裂后的细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运。
昆虫以表面卵裂的方式形成胚层细胞的。迁入卵的后端极质部的细胞 发育为原始生殖细胞，用紫外线照射这一区域，破坏极质，卵将发育 为无生殖细胞的不育个体。
第八页，共54页。
（二）细胞间的相互作用
1、胚胎诱导(embryonic induction) ：胚胎发育过程中， 一部分细胞影响相邻细胞向一定方向分化的作用。
第十四页，共54页。
Gene and Development
第十五页，共54页。
HOX mutant
Antenna—leg
第十六页，共54页。
Bithorax mutant
第十七页，共54页。
四 细胞分化的潜能
（一）全能性、多能性和单能性
全能性：一个细胞可分化为机体的所有细胞，如受精卵、植物细胞。
第五页，共54页。
二、细胞分化的机理
细胞分化的机理及其复杂，概括而言细胞的分化命运
取决于两个方面：一是细胞的内部特性，二是细胞的
外部环境，前者与细胞的不对称分裂（asymmetric division）以及随机状态有关，尤其是不对称分裂使细 胞内部得到不同的基因调控成分，表现出一种不同于其 它细胞的核质关系和应答信号的能力；后者表现为细胞 应答不同的环境信号，启动特殊的基因表达，产生不同 的细胞的行为，如分裂、生长、迁移、粘附、凋亡等， 这些行为在形态发生中具有极其重要的作用。
第四页，共54页。
分化细胞基因组中所表达的基因可分为两类：
持家基因(housekeeping gene)：维持细胞最低限 度的功能不可缺少的基因，在各类细胞中任何时间 持续表达，其表达不受时空限制。
细胞的分化、衰老、凋亡、癌变
此次课程内容：细胞的分化、衰老、凋亡、癌变；注意不是题海战术，而是重在对相关知识点的理解与掌握，真正做到理解后再答题。
细胞的分化、衰老、凋亡、癌变细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变的区别和联系二、联系：1.细胞分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡是细胞的正常生理现象。
2.细胞分裂是生物生长发育、繁殖和遗传的基础，是细胞分化的基础。
3.细胞分化是生物个体发育的细胞学基础，仅有细胞分裂增殖而没有细胞分化，生物体不能进行正常的生长发育，经细胞分化，多细胞生物形成不同的组织和器官。
4.细胞癌变是正常细胞在致癌因子影响下畸形分化的结果，内在原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。
【提醒】1.细胞分化在自然条件下是不可逆的。
2.细胞分化的关键是特异性蛋白的合成，而特异性蛋白合成的实质是基因的选择性表达。
3.细胞分化程度越高，细胞分裂能力越弱，全能性越低。
4.细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种类型；细胞凋亡是正常生理现象，细胞坏死是异常现象，对机体有害。
题贵在精不在多例1．细胞分化与细胞增殖的主要不同是A．细胞数量增多B．细胞形态、结构相同C．细胞的生理功能上相似D．相同细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程例2．下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是A．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同B．细胞分裂存在于个体发育的整个生命过程中，细胞分化仅发生于胚胎发育阶段C．个体发育过程中细胞的分裂、分化和凋亡对于生物体都是有积极意义的D．多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的附：答案例1：D解析：细胞分化是指在生物个体发育中，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。
例2：C解析：C项，正确，细胞凋亡是正常生理现象，细胞坏死是异常现象，对机体有害。
A项，所有细胞都有全套基因，但只是选择性表达；B项，细胞分化在个体发育整个生命过程中都存在；D项，多细胞生物细胞的普遍衰老才导致个体衰老。
细胞的分化、衰老、凋亡和癌变 知识点总结与重难点
细胞的分化、衰老、凋亡和癌变知识点一 细胞的分化与全能性 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普遍性：多细胞生物普遍具有。
②持久性：贯穿于生物体整个生命进程中。
③稳定性：已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡。
④不可逆性：一般来说，细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向进行。
(3)实质在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达，转录出不同的mRNA ，控制合成不同的蛋白质。
(4)意义⎩⎪⎨⎪⎧①生物个体发育的基础②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【特别提醒】细胞分化的三个关键 (1)细胞分化的标志①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。
②细胞水平：形成不同种类的细胞。
(2)分化细胞表达的基因①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP 水解酶基因。
②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。
(3)细胞分化的“变”与“不变” ①不变：DNA 、tRNA 、rRNA 、细胞的数目。
②改变：mRNA 、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。
(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)分析下列实例所依据的原理(连线)①组织培养植物个体a．细胞具有全能性②克隆羊“多利” b．细胞核具有全能性③干细胞 c．细胞增殖分化3．干细胞(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
(2)类型项目胚胎干细胞成体干细胞来源来自早期胚胎或原始性腺组织来自各式各样的组织功能可以分化成各种组织和器官具有分化成特定功能细胞的能力举例来自囊胚的内细胞团细胞骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞知识点二细胞的衰老、凋亡与癌变1．细胞衰老(1)个体衰老与细胞衰老的关系①单细胞生物的细胞衰老或死亡是(填“是”或“不是”)个体的衰老或死亡。
细胞分化凋亡与肿瘤
基因表达调控的系列过程
染色质的结构变化 基因转录（主要） 转录后加工 转录产物（RNA）的稳定、转运和降解 翻译 翻译后加工
转录水平的调控
基因的活化 顺式作用元件（cis-acting elements) 反式活化因子(anti-activating factors)即
细胞分化与肿瘤
一些细胞不能完成正常的细胞分化—异 常的细胞分化
不能逆转。 体外培养中：某些分化细胞能重新分化， 且失去原来的结构和功能—“永生”细胞 株(去分化，dediffrentiation)
无限分裂（“婴儿期”，丧失部分或全 部原有功能）
肿瘤细胞的分化异常
肿瘤的分化程度也就是肿瘤组织的成熟程度。分 化在肿瘤病理学中常指肿瘤细胞在形态、功能、 代谢、行为等方面与其起源程序的成熟细胞（相 应的正常细胞）的相似程度。肿瘤细胞越相似于 相应的正常细胞，则为高分化。
诱导者(inductor) ：对其它细胞起诱导作用的细胞： –脊索可诱导其顶部的外胚层发育成神经板，神经沟和 神经管； –视胞可诱导其外面的外胚层形成晶体，而晶体又可诱 导外胚层形成角膜。
2、分化抑制：分化成熟的细胞可以产生抑素，抑制相 邻细胞发生同样的分化。 –如含有成蛙心组织的培养液培养蛙胚，则蛙胚不能 发育出正常的心脏。
结果是启动特定基因的表达。 根据对果蝇、家蚕等实验动物的研究表明：
–卵受精后，首先表达的是母体基因；母体基因的产 物是转录因子，沿胚的前后轴形成一个浓度梯度， 决定了胚的前后位置和头尾区域；控制其它基因的 表达：
–母体基因→ 间隙基因→ 成对基因→体节极性基因 →同源异形基因（homeotic gene，Hox）
卵裂后的细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运。 –昆虫以表面卵裂的方式形成胚层细胞的。迁入卵的 后端极质部的细胞发育为原始生殖细胞，用紫外线 照射这一区域，破坏极质，卵将发育为无生殖细胞 的不育个体。
文本： 细胞凋亡与细胞分化的区别点
细胞凋亡与细胞分化的区别点
（1）从定义上来看
细胞分化主要强调分化完成后各种细胞行使不同的特定功能，而细胞凋亡主要强调的是原来就行使各种特定生理功能的细胞主动进入功能衰退期。
来一个不成熟的比喻，假若把我们刚刚进入工作岗位后行使的各种职责看成是细胞分化的过程，那么细胞凋亡好比我们即将进入“退休”或“下岗”一直到结束生命为止的过程。
（2）从细胞数目上来看
细胞凋亡是细胞本身从有到无的变化过程，细胞分化是从不变到变的过程，细胞数目基本不变。
（3)从遗传物质上来看
细胞分化遗传物质基本保持不变，而细胞凋亡主要体现在DNA断裂的过程。
（4）从基因的选择性表达来看
虽然两者都有基因的选择性表达，但是控制的基因不同。
细胞分化中各种管家基因与组织特异性基因正常发挥各自的表达功能。
但对于细胞凋亡，管家基因与组织特异性基因表达会受到限制，反而caspase（一种蛋白酶）家族、原癌基因、肿瘤抑制基因能活跃的表达。
细胞分化是由于基因选择性的表达各自特有的专一性蛋白质而导致细胞形态、结构与功能的差异。
组织特异性基因表达的产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的生理功能。
参考《细胞生物学》翟中和等主编，2000年8月第一版，414页、454
基因选择性表达不一定是导致细胞分化，细胞分化是因为基因选择性表达。
细胞的分化衰老癌变和凋亡知识点
细胞分化衰老凋亡癌变背诵点9-09一、细胞分化细胞分化的定义：细胞的后代在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。
时期：发生在整个生命过程中，但是在胚胎时期达到最大限度。
结果：产生特定功能的细胞，进而形成不同的组织和器官意义：①是个体发育的基础②使细胞趋向专门化，提高细胞生理功能的效率实质：细胞分化的原因是基因选择性表达，合成了不同的蛋白质。
每个细胞中的基因没有丢失，也没有改变。
特点：①普遍性，除单细胞生物外②持久性，分化发生在生物的整个生命过程中③稳定性，一旦分化，细胞的形态结构功能将保持稳定（不可逆性）二、细胞的全能性1、定义：已分化的细胞仍具有发育成完整个体的能力2、植物细胞全能性实现的条件：植物组织培养，离体，无菌，营养，植物激素动物细胞核移植（克隆）3、植物细胞和动物细胞核具有全能性的根本原因：含有全套的遗传信息（遗传物质）4、动物细胞的全能型：整个动物细胞的全能性受到了一定程度的限制，但是其细胞核仍具有全能性。
（已分化的动物细胞质种的一些物质限制了细胞核全能性的表达，所以利用卵细胞的细胞质。
）三、细胞癌变1、癌变的原因：细胞异常分化导致的，实质是原癌基因和抑癌基因发生突变。
2、癌细胞的特征：①适宜条件下无限增殖②体内转移，原因是细胞表面的粘连蛋白（化学本质是具有识别作用的糖蛋白）很少或者确失③形态改变3、致癌因素：物理因素如各种射线，化学因素如苯，甲醛等，生物因素如许多种病毒四、干细胞不作考试要求，只作了解五、细胞衰老1、衰老细胞的特征：酶活性降低，细胞膜通透性降低，含水量降低，线粒体数量降低，代谢速率降低；细胞体积减小，细胞核体积增大，核膜内折。
一大：细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深，核膜内折；（导致基因活动减弱）一小：细胞水分减少，导致细胞体积缩小一多：细胞内色素增加三低：细胞膜通透性减低，细胞内酶活性降低，代谢速率降低（线粒体活性降低)六、细胞凋亡1、细胞凋亡：又称为细胞的编程性死亡，是受基因控制的过程2、细胞凋亡的实例及对应的意义：①蝌蚪尾的消失，胎儿手指的分开，植物胚柄的退化，花的退化，通气组织的形成等------个体正常发育的基础；②体内细胞衰老后凋亡更新-------维持内环境的稳定；③被病原体感染后的细胞的清除---------抵御外部环境的干扰3、细胞坏死：当细胞的正常代谢受到不利因素影响时发生中断或者受阻导致的细胞死亡。
细胞凋亡在细胞生长和分化过程中的作用机制
细胞凋亡在细胞生长和分化过程中的作用机制细胞凋亡是指生物体中细胞自毁的过程，通常是由于DNA损伤、受到化学物质或放射线等因素的影响，或者是由于某些遗传疾病的影响。
细胞凋亡在细胞生长和分化过程中扮演着极其重要的角色。
它能够确保细胞组织的正常发育和生长，并且帮助维持体内的生态平衡。
细胞凋亡的作用机制细胞凋亡过程中涉及到一系列的生化过程。
首先，由于声波、化学物质等外部因素对细胞DNA的直接或间接损伤，或者由于内部因素的突变造成了基因表达异常，导致细胞内部开始出现混乱。
为了确保这些异常的细胞不会继续分裂繁殖，细胞将会启动自破坏的过程，即细胞凋亡。
细胞凋亡的分子机制包含两个主要的信号通路：内源性通路和外源性通路。
内源性通路由白细胞介素1（IL-1）、肝素和其他因素驱动，而外源性通路则由细胞膜上的“死亡受体”激活。
这两个信号通路有着不同的起点，但最终都会在多个层面上相互作用来激活协同的细胞凋亡程序。
在细胞凋亡过程中，一些特殊的蛋白质被激活并被拆解，这些蛋白质的分解会引发其他的生化反应，从而使细胞凋亡进一步加速。
这些蛋白质包括卡坦平、半胱氨酸蛋白酶等。
卡坦平是一种和凋亡相关的蛋白，它被激活后可以促进细胞的凋亡。
半胱氨酸蛋白酶也是一种能够促进细胞凋亡的蛋白质，它能够通过激活表达凋亡相关因子来使细胞进入凋亡状态。
细胞凋亡的生理意义细胞凋亡在细胞生长和分化过程中的作用极其重要。
首先，它能够帮助保持细胞数量的稳定性。
当一些有问题的细胞开始大量繁殖时，细胞凋亡会被启动，以确保这些细胞不会继续繁殖造成更大的问题。
其次，细胞凋亡还能够协调细胞的组织发育。
在发育过程中，细胞分化为各种不同的类型。
如果没有细胞凋亡，某些细胞就会过早的进入分化状态，从而造成整个组织发育出现问题。
此外，细胞凋亡在一些疾病的预防和治疗中也具有重要作用。
例如，在肿瘤治疗中，通过激活细胞凋亡来引起肿瘤细胞的自我破坏，以达到治疗的目的。
同样，在心脏病的治疗中，细胞凋亡也被广泛的应用。
细胞分化、衰老和凋亡
第2讲
细胞的分化、衰老与凋亡
P87
一、细胞的分化
在生物个体发育过程中，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叫做细胞分化。 1.细胞分化的三大特点： ⑴持久性 贯穿于生物体的整个生命进程中，但是在胚胎时期达 到最大程度。 ⑵稳定性（不可逆性） 分化了的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡。 ⑶遗传物质保持不变
二、细胞的衰老、凋亡和癌变 1、什么是细胞的衰老? 细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反 应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞形态、 结构和功能上发生了变化。 2、衰老是一种正常的生命现象吗? 是的，生物体内的绝大多数细胞，都有经过 未分化、分化、衰老、死亡这几个阶段。
3、细胞衰老具有哪些特征?
5.细胞表现全能性的2个条件：
⑴离体；
⑵提供适宜的营养，激素及适宜的培养条件。在生物 体内细胞的全能性受到抑制，不能表现出来。 6.特别说明：
①细胞分化程度有高有低，如下列细胞分化程度由低到高
依次为：受精卵→干细胞→体细胞；
②高度分化的植物体细胞具有全能性，动物已分化的体细
胞的细胞核具有全能性； ③一般而言，细胞分化程度越高，细胞表现全能性的能力 越弱； ④干细胞是尚未分化，能生成各种组织器官的起源细胞。
环境改变着基因, 时光规定着基因, 基因控制着凋亡, 凋亡雕刻着形态, 形态体现着进化, 凋亡也雕琢进化.
4、细胞凋亡和细胞坏死的区别： 项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系
受基因控制
不受基因控制
影响因素
受到严格的由遗传机 受外界的不利因 制决定的程序性调控 素如：电、冷、 热、机械作用的 影响
对机体的影响 正常的生理过程，对 病理性过程，对 机体有利 机体有害
最强原创：13细胞分化、衰老、凋亡和癌变
相 同
1、分裂是分化的基础 联 2、分裂的同时伴随着分化 系 3、细胞分化程度越高，分裂能力越弱
二、细胞的全能性
1、定义：细胞的全能性是指已经分 化的细胞,仍然具有发育成完整个体的 潜能。
2、细胞全能性的原理：
体细胞内含有本生物种全套的遗传信息！
3、细胞全能性大小的比较：
细胞分裂能力越强，分化程度越低，全能性越高 受精卵>生殖细胞>体细胞 植物细胞>动物细胞
2、个体衰老和细胞衰老的关系
1）单细胞生物： 个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡 2）多细胞生物： 个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡 个体衰老死亡＝细胞普遍衰老死亡
3）细胞会随着分裂次数的增多而衰老。 个体衰老与细胞衰老都是正常的生命现象
3、细胞衰老的原因
近几年来，先后提出过多种假说，但是， 至今还没有一种假说能够完全提示细胞衰老 的原因。目前的科研工作表明，细胞衰老可 能是多种内因和外因共同作用的结果。已经 提出的假说有： 自由基学说 端粒学说 ………………
4.造血干细胞 原红细胞 早幼红细胞 中幼红细胞 晚幼红细胞 成熟红细胞 死亡
—不可逆性
3、细胞分化的实质（原因）：
神经细胞
血红蛋白基因 关闭 肌动蛋白基因 关闭
红细胞
开启 关闭
肌肉细胞
关闭
开启
3、细胞分化的实质（原因）：
在特定的时间和空间条件下， 基因选择性表达的结果。 • 基因的选择性表达 • 合成不同的蛋白质 • 表现出不同的性状 （形态结构和功能差异）
（4）癌细胞失去接触抑制现象
接触抑制：正常细胞在体外培养时表现 为贴壁生长和汇合成单层后停止生长。 正常组织
癌细胞
3、细胞癌变的原因
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细胞后代在形态、结构和功能上发生差异的过程。 每个人的一生中都在进行着细胞分化。 细胞分裂的不对称性和细胞间的相互作用是细胞分化
的两个基本机制。
一 细胞分化的基本概念
Cell differentiation：个体发育中，由一种相同 的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功 能上形成稳定性差异产生不同的细胞类群的过程。 简言之：细胞后代在形态结构和功能上发生差异 的过程。
HOX mutant Antenna—leg
Bithorax mutant
四 细胞分化的潜能
（一）全能性、多能性和单能性
全能性：一个细胞可分化为机体的所有细胞，如受精卵、植物细 胞。
干细胞 多能干细胞 单能干细胞（祖细胞）
成熟动物细胞不具备全能性。
60年代的爪蟾和80年代小鼠的核移殖，90年代末多利羊的诞生都证 明了分化细胞具有完整的DNA。
（一）细胞分裂的不对称性
卵细胞具有极性，细胞核靠近北极。
北极或动物极：极体释放的部位； 南极或植物极：相对北极而言，母体物质主要储存在于植物极。
动物卵细胞中贮存有大量mRNA，呈非均匀分布；
用转录抑制剂放线菌素D处理海胆受精卵，胚胎发育仍能进行 至囊胚期
用蛋白质翻译抑制剂嘌呤霉素处理受精卵，受精卵停止发育。
2、基因与细胞分化 无论是母体mRNA的作用还是细胞间的相互作用，其
结果是启动特定基因的表达。
根据对果蝇、家蚕等实验动物的研究表明：
卵受精后，首先表达的是母体基因；母体基因的产物是转录 因子，沿胚的前后轴形成一个浓度梯度，决定了胚的前后位 置和头尾区域；控制其它基因的表达：
母体基因→ 间隙基因→ 成对基因→体节极性基因→同源异 形基因（homeotic gene，Hox）
在人的一生中，皮肤、小肠和血液等组织需要不 断地更新，这个任务是由干细胞完成的。干细胞 是一类具有分裂和分化能力的细胞，多能干细胞 可以分化出多种类型的细胞，但它不可能分化出 足以构成完整个体的所有细胞，所以多能干细胞 的分化潜能称为多能性（pluripotent）。单能 干细胞来源于多能干细胞，具有向特定细胞系分 化的能力，也称为祖细胞（progenitor）。
诱导者(inductor) ：对其它细胞起诱导作用的细胞：
脊索可诱导其顶部的外胚层发育成神经板，神经沟和神经管； 视胞可诱导其外面的外胚层形成晶体，而晶体又可诱导外胚层
形成角膜。
2、分化抑制：分化成熟的细胞可以产生抑素，抑制相 邻细胞发生同样的分化。
如含有成蛙心组织的培养液培养蛙胚，则蛙胚不能发育出正 常的心脏。
三 分化研究的模式生物—果蝇
我们可以比较清晰的看到受精卵发育为新个体， 是受一系列基因调控的，这些基因在发育过程中， 按照时间、空间顺序启动和关闭，互相协调，对 胚胎细胞的生长和分化进行调节。细胞分化的实 质是在外界信号的作用下，胞内核质相互作用的 结果。
Gene and Development
卵裂后的细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运。
昆虫以表面卵裂的方式形成胚层细胞的。迁入卵的后端极质 部的细胞发育为原始生殖细胞，用紫外线照射这一区域，破 坏极质，卵将发育为无生殖细胞的不育个体。
（二）细胞间的相互作用
1、胚胎诱导(embryonic induction) ：胚胎发育过程 中，一部分细胞影响相邻细胞向一定方向分化的作用。
分化细胞基因组中所表达的基因可分为两类：
持家基因(housekeeping gene)：维持细胞最低 限度的功能不可缺少的基因，在各类细胞中任何 时间持续表达，其表达不受时空限制。
奢侈基因(luxury gene)：与各分化细胞的特殊性 状有直接关系的基因，丧失该基因对细胞生存无 影响，只在特定的分化细胞中表达，受时空的限 制。
3、细胞数量效应
小鼠胚胎胰腺原基在体外进行组织培养时，可发育成具有功 能的胰腺组织，但如果把胰原基切成8小块分别培养，则都不 能形成胰腺组织，如果再把分开的小块合起来，又可形成胰 腺组织。
4、细胞外基质的影响
干细胞在IV型胶原和层粘连蛋白上分化为上皮细胞； 在I型胶原和纤粘连蛋白上形成纤维细胞； 在II型胶原及软骨粘连蛋白上发育为软骨细胞。
5、激素的作用
如昆虫的保幼激素和脱皮激素。
（三）细胞核与细胞分化
1、染色体结构的变化 1）基因删除：原生动物、昆虫、甲壳动物。 2）基因扩增：果蝇多线染色体。 3）基因重排：免疫球蛋白基因（106~108种抗体）。 4）DNA的甲基化与异染色质化：胞嘧啶的甲基化使基因
失活。
（二）胚干细胞
根据个体发育过程中出现的先后次序不同，干细 胞又可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细 胞（embryonic stem cells，ESC）是指从胚胎 内细胞团或原始生殖细胞筛选分离出的具有多能 性或全能性的细胞，此外也可以通过体细胞核移 植技术获得。
二、细胞分化的机理
细胞分化的机理及其复杂，概括而言细胞的分化 命运取决于两个方面：一是细胞的内部特性，二 是细胞的外部环境，前者与细胞的不对称分裂 （asymmetric division）以及随机状态有关， 尤其是不对称分裂使细胞内部得到不同的基因调 控成分，表现出一种不同于其它细胞的核质关系 和应答信号的能力；后者表现为细胞应答不同的 环境信号，启动特殊的基因表达，产生不同的细 胞的行为，如分裂、生长、迁移、粘附、凋亡等， 这些行为在形态发生中具有极其重要的作用。
细胞分化不仅发生在胚胎发育中，而是在一生都
进行着，以补充衰老和死亡的细胞 。
通过细胞分化，使具有相同遗传组成的细胞，选 择性地表达不同的基因，产生不同的结构蛋白、 执行不同的功能，共同参与构成一个复杂的细胞 社会——个体，所以细胞分化的实质是基因选择 性表达。
选择性表达，又称差异性表达：个体发育过程中， 有的基因按一定时空顺序转录生成不同mRNA， 翻译出不同蛋白质，既决定细胞特殊性状的基因 按一定顺序相继活化的现象。