复习教案：细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

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：①细胞分化是生物________的基础。

②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________。

(5)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：控制合成不同种类的细胞。

练一练 (2011·大纲全国卷，1)下列能说明某细胞已经发生分化的是 ( )

A．进行ATP的合成

B．进行mRNA的合成

C．存在血红蛋白

D．存在纤维蛋白原基因

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。

判一判 (1)蜜蜂由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 ( )

二、细胞的衰老、凋亡和坏死

1．衰老的特征

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(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 胚胎发育过程中人尾消失、五指分开 股骨头坏死

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。

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________________________。

判一判 原癌基因和抑癌基因只存在于癌细胞中 ( )

1．教材117页阅读“细胞分化及其意义”，了解所列举的几种细胞名称及特点。

2．教材119页图6－12：了解造血干细胞的增殖分化过程。

3．教材122页小字部分：细胞衰老的两种学说，尤其关注端粒学说。

4．教材124页[技能训练]分析处理数据、得出结论。

5．教材126页防癌和治癌的方法、措施。

6．教材130页一中画概念图和二技能应用。

考点39 列表比较法——细胞分化和细胞全能性

1．2007年11月下旬，美国和日本的两个研究小组几乎同时宣布成功将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞相媲美的多功能干细胞——“iPS细胞”，人类iPS细胞可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法中，正确的是 ( )

A．“iPS细胞”分化为人体多种组织细胞的过程表现了细胞的全能性

B．“iPS细胞”有细胞周期，它分化形成的神经细胞没有细胞周期

C．“iPS细胞”既可分化形成神经元，也可用于制造心肌细胞，说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变

D．“iPS细胞”只能分化成人体多种组织细胞是因为它不具有人体的全套遗传物质

排雷 (1)单细胞生物与多细胞生物分化形式的不同：单细胞生物的细胞分化不表现为细胞间的差异，而是在生活史中有规律地发生形态和生理上的阶段性变化。多细胞生物通过细胞分化形成特定形态、结构和功能的组织和器官，各自完成特定的功能。

(2)在个体发育过程中，细胞分化的实质是基因的选择性表达。同一个体的不同体细胞中核遗传物质完全相同，但由于基因的选择性表达，转录生成的mRNA及翻译生成的蛋白质不同，这是不同细胞出现形态、结构和生理功能差异的根本原因。

细胞分化和细胞全能性的比较

项目 细胞分化 细胞全能性

原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质

特点 ① 持久性：细胞分化贯穿于生物体

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：一般来说，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：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础 ① 高度分化的植物体细胞具有全能

性(植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条

件下，才能表现其全能性)；

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。例如，动

物克隆技术

结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成新的个体

大小比较 细胞分化程度有高低之分；体细胞＞生殖细胞＞受精卵 细胞全能性有大小之分：受精卵＞生殖细胞＞体细胞

关系 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物种遗传特性

所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性；

② 一般情况下，细胞分化程度越高，全能性越难以实现；细胞分化程度越低，

全能性就越高

特别提醒

(1)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)已分化的细胞发育成完整个体的潜能——全能性

①植物种子发育成植株不叫全能性。

②胚胎干细胞发育成各种组织器官(未形成个体——体现全能性的终点)不叫全能性。

③动物细胞因具有该物种全套的遗传物质，尽管没有实验成功，但理论上具有全能性；而动物克隆只体现细胞核的全能性，二者并不矛盾。

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

1．管家基因：所有细胞都需要表达的基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的，例如，与呼吸有关酶的基因、ATP合成与水解酶的基因、转录翻译有关酶及解旋酶相关基因。

2．奢侈基因：某类细胞特有蛋白质的相关基因，即只在特定细胞表达的基因，其产物赋予不同细胞特异的生理功能，例如控制胰岛素、唾液淀粉酶、生长激素、血红蛋白、卵清蛋白等合成的基因。

3．细胞分化实质——基因的选择性表达——奢侈基因表达的结果―→合成特定的蛋白质(细胞分化分子水平的标志——如血红蛋白合成意味着造血干细胞分化成红细胞)。

1．(2011·山东卷，2)下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 ( )

A．玉米种子萌发长成新植株

B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞

C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株

D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株

考点40 关注生物学热点和人体健康知识——细胞的衰老、凋亡和癌变

2．(2011·江苏卷，5)关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是 ( )

A．细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多

B．细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小

C．细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发育

D．细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移

排雷 (1)关注生物学方面因果关系，将因果颠倒或不相干的知识点牵在一起都是错误的。例上题A就属第一种情况；由于纺锤丝的牵引，使着丝点断裂属第二种情况，着丝点断裂不是纺锤丝牵引拉断的，其作用只是将染色体牵引到两极。

(2)细胞增殖、分化、凋亡、衰老都是有利于机体生长发育的，而细胞坏死和细胞癌变不利于机体健康。

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就是个体的衰老或死亡。

(2)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。但从整体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

2．细胞凋亡

(1)是由基因控制的。

(2)蝌蚪尾消失的有关激素——甲状腺激素；与之有关的细胞器——溶酶体。

(3)实例：人胚胎发育过程中指间细胞的消失；蝌蚪尾消失；人的红细胞、白细胞、角质层细胞正常死亡更新；白细胞吞噬细菌后的死亡及效应T细胞将靶细胞裂解死亡，对机体有利，这些都是细胞凋亡。

(4)股骨头坏死、早衰症等属于细胞坏死。

3．细胞癌变

(1)机理

(2)原癌基因与抑癌基因的关系

①原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因，在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程。只有当原癌基因突变成癌基因(或称激活、活化)后，细胞才