内容正文:
第13讲 细胞的分化、衰老、凋亡与癌变
[内容要求] 1.说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性分化,形成了复杂的多细胞生物体。2.描述在正常情况下,细胞衰老和凋亡是一种自然的生理过程。3.癌变的原因及防治。
考点一 细胞分化与细胞的全能性
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)特点
①普遍性:多细胞生物普遍存在。
②持久性:贯穿于生物体整个生命进程中。
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。
(3)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,即基因的选择性表达。
(4)意义
2.细胞的全能性
3.细胞的分化和细胞的全能性的比较
项目
细胞的分化
细胞的全能性
原因
细胞内基因的选择性表达
细胞含有本物种全套的遗传物质
结果
形成形态、结构、功能不同的细胞
形成新的个体
大小比较
细胞分化程度有高低之分:体细胞>生殖细胞>受精卵
细胞全能性有大小之分:受精卵>生殖细胞>体细胞,植物细胞>动物细胞
关系
(1)细胞分化一般不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质;
(2)一般来说,细胞全能性的高低和分化程度呈负相关,分化程度越低,全能性越高,反之越低
4.干细胞
(1)概念:动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细胞。
(2)类型
项目
胚胎干细胞
成体干细胞
来源
来自早期胚胎或原始性腺组织
来自各式各样的组织
功能
可以分化成各种组织和器官
具有分化成特定功能细胞的能力
举例
来自囊胚的内细胞团细胞
骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞
[基础诊断]
判断正误
(1)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,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,提高了各种生理功能的效率。(√)
(3)克隆羊“多利”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性。(×)
(4)高度分化的叶肉细胞具有完整的遗传信息,具备发育成完整植株的潜能。(√)
(5)动物和人体内仍保留着少数干细胞,这些细胞只增殖不分化。(×)
1.细胞分化的三个关键点
(1)细胞分化的标志
①分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等。
②细胞水平:形成不同种类的细胞。
(2)分化细胞表达的基因
①管家基因:所有细胞均表达的一类基因,其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。
②奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因,其产物赋予不同细胞特异性的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因。
(3)细胞分化的“改变”与“不变”
①不变:DNA、细胞的数目、tRNA、rRNA的种类。
②改变:mRNA、蛋白质的种类、细胞的形态、结构和功能。
2.细胞全能性大小与细胞分化的关系
(1)细胞全能性大小的比较:一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以实现。
①受精卵(未分化)>精子或卵细胞(高度分化)>体细胞。
②植物体细胞>动物体细胞(克隆羊只证明动物细胞核具有全能性)。
③胚胎干细胞(全能干细胞)>造血干细胞(多能干细胞)>皮肤生发层干细胞(专能干细胞)。
(2)细胞分化使细胞种类增多,是细胞全能性表达的前提,没有细胞的分化,细胞的全能性无法得到表达。一般来说,细胞分化是不可逆的,但在离体的人工培养条件下,高度分化的细胞能够脱分化,从而发育成完整个体。生物体内的细胞不能表现全能性,只能进行基因选择性表达完成发育。
3.实验:探究动物细胞细胞核的全能性
设计实验并证明如下:
(1)方法步骤
①从同一只母羊(A)身上取出乳腺上皮细胞分成两组,编号为甲、乙。
②将甲组乳腺上皮细胞直接培养,观察结果;将乙组乳腺上皮细胞核与另一只母羊(B)的去核卵细胞电激融合,观察结果。
③将②中发育形成的早期胚胎移植到第三只母羊(C)的子宫内,继续发育,观察最终结果。
(2)实验结果:只有乙组乳腺上皮细胞核的全能性得以发挥,而甲组乳腺上皮细胞的全能性不能发挥。
(3)实验结论:已经分化的动物细胞全能性受到限制,但它的细胞核仍具有全能性。
[方法技巧] “三看”法确认细胞全能性
命题点1 细胞分化的过程与实质
1.(2021·河北衡水调研)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.细胞分化使多细胞生物体中的细胞功能专门化,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
解析:选D。胚胎干细胞是全能干细胞,造血干细胞是