必修1 第五单元 第二讲 细胞的分化、衰老、凋亡与癌变

细胞分化细胞全能性原因细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传信息特点①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中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细胞分化细胞全能性结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体关系①两者的遗传物质都不发生变化②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小(1)细胞分化不会改变细胞内的遗传物质，只是基因的选择性表达导致同一生物个体不同种类的细胞中RNA存在差异，进而导致蛋白质存在差异，从而使细胞在形态、结构和功能上出现差异。(2)细胞分化与全能性的关系①已分化的细胞都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。②全能性高低：受精卵>生殖细胞>体细胞；能够增殖的细胞>停止增殖的细胞；植物细胞>动物细胞。1．下列有关细胞分化的叙述，正确的是(

)A．同一生物个体不同的细胞中DNA、mRNA、蛋白质的种类和数量互不相同

B．红细胞的形成与基因表达有关而与细胞分化无关

C．胡萝卜叶肉细胞脱分化形成愈伤组织后不具全能性

D．分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果解析：细胞分化的结果是使细胞的形态、结构和生理功能发生改变，而遗传物质没有发生变化，因此同一生物个体不同的细胞中DNA相同，mRNA、蛋白质的种类和数量互不相同。红细胞为高度分化的细胞，因此其形成与细胞分化有关。脱分化形成的植物愈伤组织具有全能性。分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。答案：D2．以下不能说明细胞全能性的实验是(

)A．胡萝卜韧皮部细胞培育出植株

B．紫色糯性玉米种子培育出植株

C．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株

D．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株解析：细胞全能性是指生物体的细胞具有发育成完整个体的潜能的特性。种子中的胚(包括胚芽、胚轴、胚根、子叶)发育成植株是个体发育中的部分过程，不是细胞全能性。答案：B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项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变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3．(2010·南京调研)下列有关细胞衰老、凋亡、坏死和癌变的说法中正确的是(

)A．细胞内酶活性增高是导致细胞趋向衰老的主要原因

B．细胞凋亡与极端的物理、化学等因素关系十分密切

C．细胞凋亡和坏死时释放的细胞内容物都会伤害周围细胞

D．各种致癌因子可改变正常细胞的遗传物质进而诱发癌变解析：衰老细胞中多种酶的活性下降；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，细胞坏死与极端的物理、化学等因素关系十分密切；细胞凋亡时不会伤害周围的细胞。答案：D

下列有关哺乳动物个体发育的叙述，错误的是(

)A．胚胎发育过程中也会出现细胞衰老

B．幼鹿经过变态发育过程长出发达的鹿角

C．胚后发育过程中伴有细胞分化

D．来自原肠胚同一胚层的细胞经分化可发育成不同的组织[解析]

动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育。原肠胚分为外胚层、中胚层、内胚层，这三个胚层经过细胞分化形成不同的组织、器官，最后发育成一个完整的幼体。细胞分化发生在生物体的整个生命进程中。多细胞生物体细胞寿命不等于个体寿命，在个体的任何阶段都有细胞的衰老死亡。幼鹿经过发育长出角并不属于变态发育。变态发育指动物在胚后发育过程中，形态结构和生活习性都发生显著的变化，而且这些变化又是集中在短期内完成的。[答案]

B细胞分裂、分化与生长发育的关系(1)细胞分裂→细胞数目增多生物体生长。(2)细胞分化→细胞形态、结构、功能专门化。(3)发育是基因顺序表达的过程，是一系列分化(基因选择性表达)的结果。(4)生物的生长发育在性成熟前是同步的，性成熟后则有可能出现生长(如体重增加)，但不再出现发育。(5)生物体一生中始终存在着细胞分裂和分化。

下列有关细胞生命活动的叙述，正确的是

(

)A．分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成

B．免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新能力

C．凋亡细胞内的基因表达都下降，酶活性减弱

D．原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变[解析]

分裂期的细胞不进行DNA复制，但可进行少量的蛋白质合成。免疫系统中的记忆细胞通过增殖，产生新细胞，一部分新细胞通过分化形成相应的效应细胞，即记忆细胞有分化潜能和自我更新能力。凋亡细胞内促使细胞凋亡的相关基因表达增强，相关酶活性也增强。原癌基因和抑癌基因发生突变导致细胞癌变。[答案]

B细胞生长、分裂、分化、癌变名称项目细胞生长细胞分裂细胞分化细胞癌变表现细胞体积：小→大细胞数目：少→多细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异的变化过程细胞癌细胞特点是量变具有周期性，量变是质变，具有持久性、稳定性无限增殖、形态结构改变、易分散和转移名称项目细胞生长细胞分裂细胞分化细胞癌变原因同化作用大于异化作用受细胞核与细胞质之比以及细胞表面积与体积比的制约不同细胞中基因的选择性表达，产生特定功能的细胞原癌基因与抑癌基因被致癌因子诱变意义或结果是生物体生长的原因之一是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础形成各种不同的细胞和组织，使生物体正常地生长发育癌细胞大量增殖，产生肿瘤名称项目细胞生长细胞分裂细胞分化细胞癌变联系

将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞(命名为M细胞)，再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠(胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠)体内，然后测定小鼠的血糖浓度，结果如图所示(虚线表示正常小鼠的血糖浓度值)。请回答相关问题：

(1)实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚，取出胚胎后一般用________酶将其分散成单个细胞。(2)根据实验结果可以判定M细胞已具有________细胞的功能。说明判定的理由___________________________________________________________________________。(3)用胰岛素基因片段做探针，对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结果(用“＋”表示能检测到，用“－”表示不能检测到)。用探针检测细胞的DNA用探针检测细胞的RNA胚胎干细胞M细胞胚胎干细胞M细胞

上述实验结果表明，胚胎干细胞通过________________定向分化为M细胞。(4)若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，重组细胞能否分化为其他类型细胞？________，请说明理由_________________________________________________。

[解析]

(1)用胰蛋白酶水解细胞间的胶原蛋白使细胞分散成单个。(2)由实验结果的曲线分析可知，移植了M细胞后糖尿病模型小鼠的血糖可恢复到正常水平，说明M细胞具有降低血糖的功能。而动物体内唯一降血糖的激素是胰岛B细胞分泌的胰岛素。(3)胚胎干细胞和由胚胎干细胞分化形成的M细胞均含有小鼠全套基因，所以均能检测到胰岛素基因。胚胎干细胞不表达胰岛素基因，所以其细胞中无胰岛素mRNA，而M细胞被诱导分化后能产生胰岛素，所以其细胞内含有胰岛素mRNA。实验结果说明细胞分化是基因选择性表达的结果。(4)已分化细胞的细胞核，移植到去核卵细胞中，能表达其全能性。[答案]

(1)胰蛋白酶

(2)胰岛B胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降血糖的激素

(3)

基因的选择性表达(胰岛素基因的表达)(4)能细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质(细胞核的全能性)＋＋－＋干细胞类型及在医学上的应用(1)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)：(2)医学上的应用：干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。本讲实验对照性原则

1．对照性原则实验中的无关变量很多，必须严格控制才能使实验具有说服力，对照实验的设计是控制无关变量的有效方法。2．设置对照组的4种方法(1)空白对照：即不给对照组做任何处理。例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照。(2)条件对照：是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。例如，在“动物激素饲喂小动物”的实验中，采用等组实验法，甲组为实验组(饲喂甲状激素)，乙组为条件对照(饲喂甲状腺抑制剂)。通过条件对照，实验说服力大大提高。(3)自身对照：指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组。例如，“质壁分离与复原”实验，自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。(4)相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。这种方法常用于等组实验中。“植物向光性”实验中，利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系。3．“实验组”与“对照组”的确认一个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。实验组是