2013细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

细胞的分化、衰老、凋亡和癌变1．概念：细胞分化是在个体发育中，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。2．特点：①持久性②普遍性③不可逆性3．意义：(1)细胞分化是生物个体发育的基础。(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。细胞分化4．实质：在个体发育中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同(或基因的选择性表达)5．结果：形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。6．细胞分化与细胞增殖的区别与联系细胞分裂细胞分化不同点实质遗传信息传递基因的选择性表达遗传物质DNA复制后平均分配到两个子细胞中DNA种类和数量不变结果增加细胞数目增加细胞种类联系细胞分裂是细胞分化的基础，在分裂过程中伴随细胞分化，在分化过程中分裂能力降低特别提醒：单细胞生物不存在细胞分化问题。(2010·广州质检)下表表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况：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√√√√√√下列有关说法不正确的是()A．甲基因可能是控制胰岛素合成的基因B．丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因C．三种细胞不同的根本原因是细胞中遗传信息不同D．三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵【解析】三种细胞都含有甲、乙、丙、丁几种基因，甲、乙、丙基因分别只在胰岛B细胞、眼晶状体细胞、神经细胞中选择表达，说明几种细胞功能不同。丁基因在几种细胞中都可以表达，说明它们存在着共同的生理过程，而它们共同生理过程有可能就是细胞呼吸。三种细胞来自同一人体，都由同一个受精卵发育而来，因此细胞中的遗传信息相同。【答案】C【技巧点拨】细胞分化是细胞内的基因选择性表达的结果，细胞分化前后遗传物质并没有改变，但基因控制的代谢等会有差异，如酶的种类、mRNA等。1．（2012·广州一模）下列叙述不正确的是()A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA中B．细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定C．溶酶体可消化细胞器碎片D．受精卵中含有本物种全部种类的蛋白质答案：D解析：生物的遗传物质——DNA或RNA；细胞膜的功能一—将细胞与外界环境分隔开（保障了细胞内部环境的相对稳定）等；溶酶体——内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器；受精卵虽然含有本物种的全套遗传信息，但只表达了部分基因，所以不可能含有本物种的全部种类的蛋白质。1．细胞具有全能性的根本原因含有本物种全套遗传信息2．植物细胞全能性表现的条件一般是离体的组织或细胞，在无菌、营养物质充足、温度及酸碱度适宜等条件下，植物细胞的全能性才能表现。细胞的全能性3．细胞全能性的大小比较一般情况下，分化程度越高，全能性越低，二者呈负相关。同一生物体内细胞的全能性高低为：受精卵生殖细胞体细胞；增殖细胞不增殖细胞。4．动植物细胞全能性的差别理论上讲动植物细胞都具有全能性，但植物细胞的全能性已经被实验证明，而动物细胞的全能性现在无法证明。现在只能证明动物细胞的细胞核具有全能性。5．植物组织培养(1)理论基础：植物细胞的全能性。(2)过程：离体的组织或细胞(外植体)――――→脱分化愈伤组织―――――――→分化发育胚状体→幼体→新植株。6．干细胞及其在医学上的应用(1)概念：干细胞是一类具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。(2)类型及相互关系①类型：干细胞分为3类：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。②相互关系(以干细胞分化为红细胞为例)：③干细胞的研究意义举例a．克隆动物：由体细胞作为核供体，进行克隆动物，虽然易于取材，但克隆动物个体中表现出严重的生理或免疫缺陷，而且多为致命性的；b．转基因动物：以胚胎干细胞作为载体，可大大加快转基因动物生产的速度，提高成功率；c．细胞工程：人工诱导胚胎干细胞定向分化，培育出特定的组织和器官，用于医学治疗；(2010·厦门质检)细胞的全能性是指()A．已经分化的细胞全部能进一步分化B．已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能C．细胞既能分化，也能恢复到分化前的状态D．细胞具有全面的生理功能【解析】已经分化的细胞有的能进一步分化，有的不能进一步分化，其实即使能进一步分化也不是细胞的全能性，A错；细胞分化具有不可逆性，B错；多细胞生物由于细胞分化，细胞趋向专门化，D错。【答案】B【技巧点拨】只有当一个已经分化的细胞发育成为一个完整个体的时候，才能体现细胞的全能性。2．下列实例中能体现细胞全能性的是()①用悬浮液将胡萝卜单个细胞培养成可育的植株②植物用种子繁殖后代③用菊花茎段组织培养出了可育的完整植株A．①②B．①③C．②③D．①②③答案：B解析：①和③都是属于由分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全能性。植物的种子繁殖后代，实际上就是由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育成新个体，是由未分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程，因此不是细胞的全能性。1．细胞衰老的过程：是细胞的生理和生化发生复杂变化的过程，最终反应在细胞的形态结构和功能上发生了变化。细胞的生长、分化、衰老、凋亡是生命的必然，都是正常的生命现象。2．细胞衰老的主要特征：①在衰老的细胞内水分减少；②衰老的细胞内有些酶的活性降低；细胞的衰老与凋亡③细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累；④衰老的细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深；⑤细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。•细胞衰老的特征口诀•(1)“一大”：细胞核变大，染色质收缩、染色加深。•(2)“二小”：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。•(4)“三低”：膜的物质运输功能降低，多种酶的活性降低，代谢速率减慢。4．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。(2)原因：受到严格的遗传机制决定的程序性调控。(3)意义：对于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起着非常重要的作用。5．细胞凋亡、细胞坏死和细胞癌变的区别项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变与基因的关系受基因控制不受基因控制受突变基因控制细胞膜的变化内陷破裂糖蛋白等减少，黏着性降低形态变化细胞变圆，与周围细胞脱离细胞外形不规则变化呈球形影响因素受严格的由遗传机制决定的程序性调控电、热、冷、机械等不利因素影响分为物理、化学和病毒致癌因子对机体的影响对机体有利对机体有害对机体有害(2010·杭州模拟)李白有诗云：“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”。从细胞学的角度分析，这个过程中不会出现的变化是()A．细胞核体积缩小B．细胞内水分减少C．酶的活性降低D．细胞内呼吸速率减慢【解析】本题考查衰老细胞的特征，衰老细胞的细胞核体积增大，细胞内水分减少，细胞内多种酶的活性降低，细胞内呼吸速率减慢。【答案】A【技巧点拨】准确识记衰老细胞的特征。3．(2010·华南师大附中综合测试)下列有关细胞衰老和凋亡的说法中正确的是()A．健康的成人体内，每天有一定量的细胞凋亡B．细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制C．老年人头发变白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起D．胚胎发育期生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行答案：A解析：衰老和凋亡是细胞的一种正常的生命现象，在健康的成人体内，每天有一定数量的细胞凋亡是正确的。细胞的凋亡是一种程序性死亡，是受机体基因组调控的细胞正常的死亡。白化病是由基因突变导致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。而头发变白是酪氨酸酶的活性降低导致的；胚胎发育期细胞的衰老并不代表机体的衰老，从整体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。1．癌细胞的主要特征(1)适宜条件下，无限增殖。(2)癌细胞的形态结构发生了变化例如，体外培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形，转化成癌细胞后变成球形。癌细胞的细胞核都较正常细胞的大，有时形态也变得不规则，核仁也变大了，染色时，核的着丝点颜色也明显加深。细胞癌变(3)癌细胞的表面发生了变化由于细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性显著降低，导致癌细胞容易在体内到处游走分散，进行分裂、繁殖，形成肿块。特别提醒：正常细胞存在接触抑制，而癌细胞无接触抑制，故可生长成多层。如下图：2．癌变机理辨析机理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进程。只有当原癌基因突变成癌基因(或称激活、活化)后，细胞才会恶性增殖。②抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增殖，从而遏制肿瘤形成的基因，抑癌基因的丢失或失活，可能导致肿瘤发生。③抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。特别提醒：致癌因子包括：物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子，这是导致癌症的外因；原癌基因与抑癌基因发生突变是导致癌症的内因。3．预防癌症避免接触各种致癌因子；增强体质；心态健康；习惯良好。4．细胞分裂、分化、癌变及衰老的关系结果遗传物质变化细胞分裂单细胞生物完成生殖，多细胞生物产生新细胞遗传物质复制后均分细胞分化形成不同组织器官遗传物质不发生改变细胞癌变无限增殖的癌细胞遗传物质发生改变细胞衰老细胞正常死亡遗传物质不发生改变(2010·南安三校联考)下列关于癌细胞的叙述不正确的是()A．癌细胞的遗传物质与正常细胞有所不同B．在适宜条件下，癌细胞能够无限增殖C．细胞癌变后，彼此之间的黏着性显著降低D．细胞癌变是完全不可逆转的，所以癌症是不治之症【解析】本题考查癌细胞的特征。癌细胞是正常细胞基因突变后产生的，其遗传物质与正常的细胞有所不同。在适宜条件下，癌细胞能够无限增殖，不受正常体细胞分裂次数的限制。细胞癌变后，细胞膜上的糖蛋白减少，彼此之间的黏着力下降，使细胞易于扩散和转移。如果控制了癌细胞的细胞周期，使其不能无限增殖，就可以使癌症得以控制。【答案】D【技巧点拨】在准确理解癌细胞特点的基础上，还要把握细胞癌变与细胞分化、衰老及凋亡的关系，理解癌症可防可治，形成良好的生活习惯和健康的心态。4．（2012·广州一模）下列对人体干细胞和癌细胞的叙述，正确的是()A．干细胞内没有原癌基因和抑癌基因B．干细胞和癌细胞都不会衰老或凋亡C．若抑制DNA复制会使这两种细胞都停留在分裂间期D．干细胞增殖产生的子细胞立即进入下一个细胞周期答案：C解析：原癌基因和抑癌基因——存在于人和动物细胞染色体上的与癌有关的基因，只有发生了突变，才会导致正常细胞变成癌细胞，A错；分裂间期--进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，之后才能进入下一时期，C正确；干细胞增殖产生的子细胞有可能继续保持分裂的能力，也由可能分化为特定种类的细胞而失去分裂能力，D错。