细胞结构与功能五细胞的分化癌变和衰老

细胞结构与功能（五）

-------细胞的分化、癌变和衰老

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。②稳定性和不可逆性：一般说来，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：是生物界普遍存在的生命现象。（3）结果：增加细胞的类型，产生出不同形态、结构、功能的细胞，不同类型的细胞构成不同的组织和器官。（4）分化的实质：基因选择性表达的结果。同一生物个体不同部位细胞DNA、基因、tRNA相同，但mRNA、蛋白质的种类不同。（5）分化的意义：个体发育的基础；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）概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，即细胞的全能性。（2）基础：细胞中有发育成生物体所需要的全套遗传信息。（3）表现条件：一是离体；二是一定的营养物质、激素；三是适宜的外界条件。（4）动物细胞和植物细胞全能性的差异：分化的动物细胞只有细胞核具有全能性，在一定的条件下经过培养只能形成细胞群；而植物细胞在一定的条件下经过培养可以形成植物体。细胞的全能性（5）全能性高低的比较①受精卵＞卵细胞（精子）＞体细胞（同种生物）即受精卵全能性最高，生殖细胞一般大于体细胞，自然条件下卵细胞全能性高于精子，更易发育成新个体。②植物体细胞＞动物体细胞植物体细胞全能性已由科学家通过实验进行了验证，但动物体细胞全能性未得到证实，只证实了动物体细胞核的全能性。③囊胚期细胞＞原肠胚期细胞同一生物个体发育时期越早，其全能性越高。（1）类型：按分化潜能的大小，干细胞基本上可分为3种类型：①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；②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体的能力，如造血干细胞；③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。干细胞（2）各种干细胞的相互关系红细胞↑专能骨髓造血干细胞↑↑↑↑↑多能骨髓造血干细胞全能胚胎干细胞高度分化细胞能分化成各种血细胞能分化成各种血细胞能分化成各种血细胞————（1）能够无限增殖。（2）癌细胞的形态结构发生了变化。（3）癌细胞的表面也发生了变化。由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此之间的黏着性减小，导致癌细胞容易在有机体内扩散和转移。1.癌细胞的特征2.衰老细胞的主要特征（1）衰老细胞内水分减少，导致细胞萎缩，体积变小，细胞代谢速度减慢。（2）衰老的细胞内，有些酶的活性降低。（3）细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累。（4）衰老的细胞呼吸速度减慢，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。3.个体衰老与细胞衰老的关系

单细胞生物的细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；多细胞生物体内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。易错点提醒（1）原癌基因存在于几乎所有的体细胞中，并非只存在于癌细胞中，其区别是该基因在癌细胞中处于激活状态，而在其它细胞则处于抑制状态未表达。（2）个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中有衰老的细胞，老年个体中有新产生的细胞。（3）细胞的癌变是细胞分化的结果，只不过是畸形分化的结果，对机体有害。（4）细胞衰老和死亡对机体的正常发育都是有利的。（5）哺乳动物红细胞衰老时不具备“细胞核体积增大”这一特征，因为已无细胞核。细胞分裂、细胞分化和细胞癌变的关系1.细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础（1）细胞以分裂的方式进行增殖，细胞分裂使细胞数目增加。①单细胞生物新个体

②多细胞生物细胞分裂（2）细胞分裂可将复制的遗传物质平均地分配到两个子细胞中去。个体长大补充衰老死亡细胞2.细胞分化是生物体发育的细胞学基础细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞分化的结果是形成各种不同的细胞和组织。因此仅有细胞的分裂，没有细胞的分化，生物体是不能进行正常生长发育的。3.细胞癌变是细胞的畸形分化在生物个体发育过程中，大多数细胞是能够正常完成细胞分化的。有些细胞受到致癌因子作用，细胞内原癌基因被激活，不能正常地完成细胞分化，变成不受机体控制的连续进行分裂的恶性增殖细胞。4.细胞分裂、分化和癌变的关系（如下图）区别

表现主要特点原因意义或结果细胞生长细胞体积：小→大是量变同化作用>异化作用是生物体生长的原因之一细胞分裂细胞数目：少→多具有周期性受细胞核与细胞质以及细胞表面积与体积比的制约是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础细胞分化细胞形态和功能改变普遍性、不可逆转的、持久性基因的选择性表达增加细胞类型，产生形态、结构、功能不同的细胞，构成不同的组织和器官细胞癌变细胞形态改变，膜表面糖蛋白减少无限增殖；易扩散和转移；形态结构发生改变由致癌因子引起，原癌基因被激活导致癌细胞的产生，机体病变成癌症误区警示

细胞分化的原因是遗传物质的选择性表达。所有体细胞中都含有本物种的全套基因，即遗传物质相同，只是不同的细胞表达的基因不同，合成出了不同的信使RNA和蛋白质，表现出不同的形态结构和功能。癌细胞的产生也是细胞分化的结果，只是属于不正常的分化，是一种畸形分化。1.(08江苏卷)动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述中，错误的是（）A、a过程表示干细胞能自我更新B、b、c过程表示干细胞具有分化能力C、a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同D、b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用D解析干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞,它包括胚胎干细胞和成体干细胞，胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织细胞的能力。类胚胎干细胞与胚胎干细胞具有相似的特性，能够分化成多种细胞。2.(08年山东）通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是(）

A.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞

B.分化的体细胞丢失了某些基因

C.二者功能有差异，但形态没有差异

D.二者基因组相同，且表达的基因相同A3（08年海南）下列有关细胞癌变的叙述，错误的是()A.细胞癌变后细胞膜表面糖蛋白减少B.癌症病人的染色体上无抑癌基因C.经常食用腌熏制品易导致细胞的癌变D.癌症的发生与个人的身心状况有关解析正常细胞中，原癌基因和抑癌基因都存在，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，抑癌基因主要是抑制细胞不正常的增殖。当由于某种原因使原癌基因激活或抑癌基因失活时，都有可能导致癌变。B解析植物细胞质壁分离的复原只是细胞内部形式发生了一些变化，没有形成新类型的组织细胞，不符合细胞分化定义。4（08年宁夏）下列过程中不属于细胞分化的是()A.B淋巴细胞形成效应B细胞

B.胚胎干细胞形成神经细胞

C.质壁分离植物细胞的复原

D.蜥蜴断尾再生C

解析亚硝酸盐中含有亚硝酸根离子，它能够影响细胞核中DNA的复制，在细胞分裂时改变遗传物质，导致细胞癌变。5（08年广东）癌症是严重威胁人类健康的疾病之一，下列有关描述正确的是()A.长期接触癌症患者的人细胞癌变几率增加B.癌症是致癌因子引发的，患病几率与年龄无关C.艾滋病患者与正常人患癌症的几率相同D.亚硝酸盐可通过改变基因的结构而致癌D6（08年广东）导致正常细胞发生癌变的根本原因是()A.染色体上存在原癌基因B.原癌基因和抑癌基因协调表达C.致癌因子导致原癌基因发生突变D.原癌基因和抑癌基因以外的其它基因突变C解析细胞内存在的原癌基因会由于物理因子、化学因子或生物因子的诱导发生突变，使细胞变为不受控制的无限分裂的细胞。解析细胞的全能性是指高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。7（07年广东）在下列现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是()A.壁虎断尾后重新长出尾部

B.蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂

C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人

D.小鼠腺细胞的自我复制B8、据CCTV-1台2007年1月8日报道，哈佛大学的科学家研究发现，从怀孕妇女胎盘的羊水中发现的干细胞在实验室培养后生成了多种人体组织器官，如骨骼、血管、肌肉、神经以及肝脏等。以下有关说法不正确的是 （）A.这个实验证明了干细胞具有全能性B.从羊水中提取的干细胞与由其生成的肌肉细胞的染色体组成不一样C.这些骨骼、肌肉、血管、神经等的形成是细胞分裂与分化的结果D.这些干细胞可以生成更多种类的人体细胞，将有助于更多的医学用途解析：试题考查知识点是选修一的胚胎干细胞培养、应用和细胞分化等；考查学生对知识的理解能力。干细胞的细胞核具有物种遗传所需的全套遗传信息，因此具有全能性，A项正确；干细胞为未分化细胞，具分裂和分化能力，通过分化可生成了多种人体组织器官，C项正确；干细胞在实验室培养后生成了多种人体组织器官，可以用于移植解决器官来源，D项正确；干细胞发生分化是基因选择性表达的结果，遗传物质不发生改变，B9.对右图提供的信息进行解读，下列不正确的是（）A．大都数癌变在20岁以后发生，说明20岁以前细胞分裂为主，20岁以后细胞分化为主。B．在抽烟的人群中，肺癌发生的机率较高，说明环境能影响细胞分化。C．图示均为恶性肿瘤。D．白血病在人类中发生年龄较小应及早预防。

A10.分化是细胞行使功