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1第3讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变1.细胞的分化(Ⅱ)2．细胞的全能性(Ⅱ)3．细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系(Ⅱ)4．癌细胞的主要特征及防治(Ⅱ)1.细胞的结构变化与细胞分化、衰老和癌变的关系（生命观念）2.比较细胞的分化、衰老、凋亡和癌变特征的本质（科学思维）3.关爱生命，倡导健康的生活方式（社会责任）细胞分化和细胞的全能性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)过程图解(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(如图)，即基因的选择性表达。(4)特点①普遍性：是生物界普遍存在的生命现象。2②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。③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。(5)结果①分子水平的变化：mRNA种类不同→蛋白质种类不同。②细胞水平的变化：细胞形态、结构和生理功能的变化，逐渐失去分裂能力。③组织器官水平的变化：产生不同类型的细胞，构成不同的组织和器官。(6)意义①是生物个体发育的基础。②使细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。2．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)基础：每个细胞中都含有发育成生物体所需要的全套遗传信息。(3)动物细胞和植物细胞全能性的差异①虽然已分化的动物细胞的细胞核具有全能性，但分化的动物细胞全能性受到了限制，在一定的条件下经过培养只能形成细胞群。②植物细胞在一定的条件下经过培养可以形成植物体。(4)干细胞①概念：动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞。②类型胚胎干细胞：可以分化成各种组织和器官成体干细胞：具分化成特定功能细胞的能力(5)把实例和相应的原理或过程连线。实例依据原理或过程①花粉培养成单倍体植株a．动物细胞核具有全能性②克隆羊多利的培养b．植物细胞具有全能性③植物导管组织的形成c．细胞的有丝分裂④受精卵发育成个体d．细胞的分化[提示]①b②a③d④c、d1．人体肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。(×)[提示]基因相同，mRNA和蛋白质不完全相同。2．胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体。(×)[提示]人体的每个细胞的基因相同，表达有差异。3．ATP合成酶基因在不同细胞中选择性表达。(×)[提示]ATP合成酶基因在不同细胞中都表达。34．同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强。(√)5．克隆羊“多利”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性。(×)[提示]动物细胞的细胞核具有全能性。6．用动物胚胎干细胞培育出组织和器官体现了动物细胞的全能性。(×)[提示]体现全能性是指发育成完整的生物个体。细胞分化与细胞的全能性的比较细胞分化细胞的全能性原因基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点①普遍性；②持久性；③稳定性和不可逆性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形成形态、结构、功能不同的细胞群形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分，如体细胞生殖细胞受精卵细胞全能性表达的难易程度不同，如受精卵生殖细胞体细胞区分标志特定的细胞中基因进行了选择表达由已分化的细胞形成了新个体联系①两者的遗传物质都不发生改变；②已分化的细胞仍然保持全能性；③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低1．如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。(1)在所有细胞中均表达的基因称为管家基因，在特定的细胞中表达的基因称为奢侈基因。a、b、c、d属于管家基因的是哪一个？属于奢侈基因的是哪些基因？4(2)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则其杂交带状况如何？若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？[提示](1)ab、c、d(2)A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带，但改为检测胰岛素基因的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。2．从分子水平分析，细胞分化过程中不变和改变的生物大分子是什么？[提示]细胞分化过程中不变的是DNA、tRNA、rRNA等。改变的是mRNA和蛋白质的种类。3．与体细胞相比生殖细胞中的遗传物质减少了一半，是否还具有全能性？为什么？[提示]生殖细胞仍然具有全能性。在生物的体细胞中染色体是成对的，基因也是成对的。生殖细胞中的染色体数目减少了一半，基因也减少了一半，但基因的种类没有少，仍然含有控制生长发育的全部遗传信息，因此仍然具有全能性。考查细胞分化1．(2019·广州一模)下列关于人体内细胞分化的叙述，错误的是()A．细胞分化是基因在不同时间或空间选择性表达的结果B．细胞分化使细胞功能专门化，提高了各项生理功能的效率C．细胞内合成了血红蛋白是造血干细胞分化为红细胞的标志D．胚胎干细胞、成肌细胞及造血干细胞的分化程度依次降低D[细胞分化是基因选择性表达的结果，A正确；细胞分化形成不同组织，使多细胞生物体中的细胞功能趋向专门化，有利于提高各项生理功能的效率，B正确；红细胞来源于造血干细胞的增殖、分化，红细胞分化的标志是合成了其特有的血红蛋白，C正确；胚胎干细胞是全能干细胞，造血干细胞是多能干细胞，成肌细胞是专能干细胞，可见，成肌细胞、造血干细胞及胚胎干细胞的分化程度依次降低，D错误。]2．(2019·博雅闻道四月大联考)同一生物体内，不同组织中的细胞在形态上存在一定的差异，下列关于这些细胞说法，错误的是()A．通常情况下，这些不同形态的细胞中的核遗传物质是相同的B．遗传信息的执行情况不同导致了细胞形态的不同C．每种细胞具有的特定形态与其执行特定功能相适应D．不同细胞间形态的差异是在细胞分裂完成时产生的5D[除了哺乳动物成熟的红细胞等一些特殊细胞外，同一生物体内不同形态的细胞中，核遗传物质是相同的，A项正确；遗传信息的执行情况不同即基因的选择性表达，基因的选择性表达导致细胞分化，细胞分化使得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，B项正确；生物的形态结构是与其功能相适应的，C项正确；细胞分裂只是使细胞数目增加。不同细胞间形态的差异是在细胞分裂后经细胞分化形成的，D项错误。]考查细胞的全能性3．有关细胞全能性的叙述，正确的是()A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性B[细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，因此同样具有全能性，A项错误；细胞表达全能性的前提是处于离体状态，B项正确；植物体内细胞没有表现出全能性是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C项错误；种子是器官，种子发育成植株是个体正常发育的过程，不能反映全能性，D项错误。]4．(2019·青州质检)下列有关细胞全能性的叙述，正确的是()A．植物成熟的体细胞比动物的成熟体细胞更容易实现全能性B．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高C．克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性D．愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性A[植物成熟的体细胞比动物的成熟体细胞更容易实现全能性，A正确；卵细胞已经分化了，B错误；克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，C错误；细胞全能性以细胞形成个体为标志，故愈伤组织的形成不能说明离体分化的植物细胞具有全能性，D错误。]判定细胞全能性是否表达的两大标准(1)起点——是否为“离体”的器官、组织或细胞。(2)终点——是否为“完整个体”。细胞的衰老、凋亡和癌变61．细胞衰老(1)个体衰老与细胞衰老的关系(2)细胞衰老的特征①代谢变化②细胞核体积增大，染色质收缩，核膜向内折叠。(3)细胞衰老的假说①自由基学说：细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA和蛋白质等，致使细胞衰老。②端粒学说：染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短，导致正常的DNA序列损伤，使细胞逐渐衰老。2．细胞的凋亡(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞编程性死亡。(2)原因：多基因严格控制。(3)类型个体发育中细胞的自动死亡成熟个体中细胞的自然更新被病原体感染的细胞的清除(4)意义保证多细胞生物体完成正常发育维持内部环境的稳定抵御外界各种因素的干扰3．细胞的癌变(1)癌细胞的概念：正常机体细胞在致癌因子的作用下，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。(2)癌细胞的特征(3)癌变机理7①致癌因子的类型(连线)类型实例Ⅰ.物理致癌因子a．肝炎病毒等Ⅱ.化学致癌因子b．X射线、紫外线等Ⅲ.病毒致癌因子c．亚硝胺、黄曲霉毒素等[提示]Ⅰ—bⅡ—cⅢ—a②原癌基因和抑癌基因a．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。b．抑癌基因：主要是阻止细胞不正常的增殖。③癌症的发生不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能导致细胞癌变，细胞癌变具有累积效应。1．细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动。(×)[提示]细胞的衰老和凋亡是正常生命活动。2．细胞普遍衰老会导致个体衰老。(√)3．衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录。(√)4．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。(×)[提示]细胞凋亡是基因控制的。5．细胞凋亡受基因调控，不利于个体生长发育。(×)[提示]细胞凋亡对个体的生长发育是有利的。6．原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传。(×)[提示]体细胞中发生的癌变不能遗传给后代。7．原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖。(×)[提示]原癌基因的功能是调控正常的细胞周期。8．只有癌细胞中才有原癌基因。(×)[提示]原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。9．癌细胞形态结构发生显著变化，因此容易扩散和转移。(×)[提示]癌细胞容易扩散和转移的原因是细胞膜上糖蛋白减少。1．细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较实质遗传物质的变化结果对机体的影响8细胞分化基因的选择性表达遗传物质不发生改变形成不同组织、器官有利细胞衰老内因和外因共同作用的结果遗传物质可能发生改变细胞走向死亡有利细胞凋亡由遗传机制决定的程序性调控遗传物质不发生改变细胞走向死亡有利细胞坏死电、热、冷、机械等不利因素引起的，不受基因控制遗传物质不发生改变细胞走向死亡，同时伤害周围细胞，引发炎症等有害细胞癌变物理、化学和病毒致癌因子影响下，原癌基因和抑癌基因发生突变遗传物质发生改变形成无限增殖的癌细胞引发恶性肿瘤有害2.细胞各生命历程间的内在关系1．如何区别细胞凋亡与细胞坏死？[提示]细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，也称细胞编程性死亡，对生物体是有利的。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，不受基因控制，对生物体是有害的。2．人体内有细胞发生癌变，就一定会患癌症吗？为什么？为什么老年人癌症的发病率会提高？[提示]人体内有细胞发生癌变，不一定会患癌症。因为正常情况下，人体免疫系统会监控并清除体内产生的癌细胞。老年人免疫能力弱，免疫系统的监控和清除功能弱，因此癌9症的发病率会提高。3．实验室中有癌细胞、细胞培养液，如何通过实验验证某种抗癌药物x的抗癌作用，请写出实验思路。[提示]将癌细胞分成两组用培养液进行培养。实验组培养液中加入抗癌药物x，对照组不加，一段时间后记录并比较两组癌细胞的增殖代数(分裂次数)。实验组比对照组增殖代数少，则证明药物x具有抗癌作用。4．根据你学习的知识，可以对身边的人进行怎样的防癌宣传？[提示](1)不吃发