细胞分化、衰老、凋亡和癌变

细胞分化、衰老、凋亡和癌变 1细胞分化是指在个体发育中，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、细胞分化的特点：普遍性、稳定性、不可逆性。细胞分化的实质：基因的选择性表达，即不同细胞中遗传信息的执行情况不同。

3、细胞分化的意义：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。

1. 科学家提取了某动物的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，提取并检测了这3种细胞中的蛋白质，结果如表所示（注：“+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子）。此外人的骨髓中有许多造血干细胞，它们通过增殖和分化，能不断产生其他种类的细胞，下图展示了造血干细胞分化成多种细胞的潜能。下列相关叙述错误的是 ①

细胞种类 血红蛋白 卵清蛋白 胰岛素 丙酮酸激酶 红细胞 + - - + 输卵管细胞 - + - + 胰岛细胞 - - + + ①同一个体不同细胞中合成的蛋白质均不相同 ②胰岛细胞可以增殖分化为造血干细胞等细胞 ③丙酮酸激酶可能是维持该动物基本生命活动所必需的 ④输卵管细胞只有与卵清蛋白、丙酮酸激酶合成相关的基因 ⑤过程b表示细胞分化，得到的各种细胞内的遗传物质均发生改变 ⑥红细胞、巨核细胞和单核细胞不同的根本原因是基因的选择性表达 ⑦造血干细胞分化成血小板和巨噬细胞，不能说明造血干细胞具有全能性 ⑧各种干细胞的发现，为治疗某些由组织或器官受损引起的疾病提供了可能 ⑨造血干细胞可通过不同的细胞分裂方式形成不同的血细胞 ⑩脐带血中的造血干细胞尚未分化，可以直接分化为各种体细胞 ⑪在造血干细胞形成红细胞过程中，某些基因处于关闭状态 ⑫脐带血中的造血干细胞不具有全能性，可移植用于治疗白血病 ⑬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 ⑭细胞分化的主要标志是同一个体不同种类细胞中蛋白质的种类不完全相同 ⑮同一个体不同细胞形态、结构和功能发生稳定性差异的根本原因是DNA发生改变 ⑯细胞分化是个体发育的基础，可以发生在个体生长发育的任何时期 [知识点] 细胞的分化、衰老、死亡 [答案] ①②④⑤⑨⑩⑫⑮ [解析]

1、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，叫作细胞分化。

2、就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息但形态、结构和功能却有很大差异，这是细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。

3、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。

4、动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。人的骨髓中有许多造血干细胞，它们能够通过增殖和分化，不断产生红细胞白细胞和血小板，补充到血液中去。

5、在体外保存和培养各种干细胞，使之形成组织或器官，可以对受到损伤的组织或器官进行修复或更换。

6、细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。 ①同一个体不同细胞中合成的蛋白质可能相同，如表中三种细胞均合成了丙酮酸激酶，①错误；

②胰岛细胞是高度分化的细胞，没有增殖分化能力，②错误； ③由表可知，丙酮酸激酶的蛋白质在所有细胞中都能合成，说明丙酮酸激酶基因的表达产物是维持该动物的基本生命活动所必需的，③正确；

④输卵管细胞中含有所有的基因，只是基因发生了选择性表达，④错误； ⑤图中a表示细胞分裂，b是细胞分化，得到的各种细胞遗传物质不发生变化，⑤错误； ⑥红细胞、巨核细胞和单核细胞都是由造血干细胞分化来的，细胞分化的实质是基因的选择性表达，⑥正确；

⑦细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。题目中只涉及造血干细胞分化成血小板和巨噬细胞，没有分化成其他各种细胞，只能说明其具有分裂和分化能力，不能体现细胞具有全能性，⑦正确；

⑧各种干细胞的发现，为治疗某些由组织或器官受损引起的疾病提供了可能，例如多能干细胞可以分裂分化产生新的细胞，用于组织修复和再生等，⑧正确；

⑨造血干细胞通过有丝分裂后，再通过细胞分化形成不同的血细胞，⑨错误； ⑩脐带血中的造血干细胞分化程度较低，可以直接分化为各种血细胞，⑩错误； ⑪造血干细胞形成红细胞的过程，即细胞分化的过程，其实质是基因的选择性表达，即某些基因处于关闭状态，某些基因处于活跃状态，⑪正确；

⑫细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。脐带血中的造血干细胞能分化形成血细胞等各种细胞，具有全能性，移植可用于治疗白血病，⑫错误；

⑬细胞的分化可以使多细胞生物体中的细胞趋于专门化形成各种不同细胞，进而形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，而每一种器官都可以相对独立地完成特定的生理功能，这样就使得机体内可以同时进行多项生理活动，而不相互干扰，这样有利于提高各种生理功能的效率，⑬正确；

⑭由于分化的细胞发生了基因的选择性表达，则同一个体不同种类细胞中蛋白质的种类不完全相同，⑭正确；

⑮同一个体不同细胞形态、结构和功能发生稳定性差异的根本原因是基因的选择性表达，⑮错误；

⑯细胞分化是个体发育的基础，细胞分化发生在个体发育的任何时期，⑯正确。 故选①②④⑤⑨⑩⑫⑮。 2. 细胞的基因可分为管家基因（所有细胞中均要表达的基因）和奢侈基因（不同类型细胞中特异性表达的基因）两类，下表为人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况。请回答下列问题： 基因存在情况 基因表达情况 甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁 胰岛B细胞 √ √ √ √ √ √ 眼晶状体细胞（胚胎中） √ √ √ √ √ √ 神经细胞 √ √ √ √ √ √

【小题1】

1. 四种基因中属于管家基因的是 ① 。 【小题2】 1. 甲基因 ① （填“能”或“不能”）表示控制胰岛素合成的基因，理由是 ② 。 【小题3】 1. 细胞分化的实质是 ① （填“管家基因”或“奢侈基因”）的选择性表达。 【小题4】 1. 三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是 ① 。三种细胞形态、功能表

现不同，从细胞结构方面分析其原因是 ② 。 【小题5】 1. 这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ ① 【小题6】 1. 3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因，但每种细胞中只

检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？ ① 【小题7】 1. 核糖体蛋白基因是否发生了选择性表达？ ① [知识点] 细胞的分化、衰老、死亡 [答案] 【小题1】 丁基因 【小题2】 能甲基因只在胰岛B细胞中表达，胰岛素基因也只在胰岛B细胞中表达 【小题3】 奢侈基因 【小题4】 由于人体的不同细胞都来源于同一个受精卵，是由同一个受精卵经过有丝分裂、

分化产生的由于基因的选择性表达，使得三种细胞中细胞器的种类和数量的不同，因而不同细胞的形态、功能也表现不同 【小题5】 有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的

细胞中合成 【小题6】 3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因，但每

种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明基因的表达存在选择性，即发生了细胞分化。 【小题7】 未发生选择性表达。

[解析] 【小题1】

题意显示，管家基因在所有细胞中均要表达，丁基因在所有细胞都表达，因此丁基因属于管家基因。

【小题2】

甲基因只在胰岛B细胞中表达，胰岛素基因也只在胰岛B细胞中表达，因此甲基因能表示控制胰岛素合成的基因。

【小题3】

细胞分化的实质是基因的选择性表达，这里的基因表示奢侈基因。 【小题4】 由于人体的不同细胞都来源于同一个受精卵，是由同一个受精卵经过有丝分裂、分化产生的，因此不同的细胞都有相同的基因，但由于基因的选择性表达，使得三种细胞中细胞器的种类和数量的不同，因而不同细胞的形态、功能也表现不同。

【小题5】

有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成，因此这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。

【小题6】

3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因，但每种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明基因的表达存在选择性，即发生了细胞分化。

【小题7】

核糖体是蛋白质的合成场所，核糖体蛋白基因在所有的细胞中均表达，未发生选择性表达。

1、衰老细胞的特征： （1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深； （2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低； （3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积； （4）有些酶的活性降低； （5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。

1. 细胞衰老是一种普遍现象，关于细胞衰老的解释，除普遍接受的自由基学说和端粒学说外，还有一种遗传决定学说，认为控制衰老的基因会在特定时期有序地开启或关闭。在人的一生中，体细胞一般能够分裂50～60次。据此科学家利用分裂了40次的男性成纤维细胞和分裂了10次的女性成纤维细胞进行如下实验。 实验方案 继续培养10～20代实验结果

两种细胞等量混合培养 女性细胞的分裂依旧旺盛，男性细胞逐渐停止分裂 将女性细胞核注入到男性去核细胞中 融合细胞分裂依旧旺盛

将男性细胞核注入到女性去核细胞中 融合细胞逐渐停止分裂

下列说法正确的是 ① （1）根据遗传决定学说推测，控制衰老的基因普遍存在于体细胞中 （2）自由基产生后即会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子 （3）随细胞分裂次数的增加，端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤 （4）衰老细胞中水分减少，细胞核体积变小，细胞体积变小，细胞代谢速率减慢 （5）细胞内的水分减少，细胞萎缩，细胞体积减小，新陈代谢速率减慢 （6）细胞内的多种酶的活性降低 （7）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低 （8）核膜内折，染色质收缩、染色加深，细胞核的体积减小