自主梳理
一、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，叫做细胞分化。
2．意义：21世纪教育网
(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。
(3)细胞分化是一种持久性的变化。
3．实质：一个个体的各种细胞具有完全相同的遗传信息，但是在个体发育中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。
二、细胞的全能性
1．概念：已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
2．原因：细胞含有本物种全套的遗传物质。
3．植物组织培养：(如胡萝卜韧皮部细胞→植株)所利用的生物学原理是植物细胞的全能性，在培养基中加入植物激素、无机盐和糖类等物质，结果，这些细胞进行分裂和分化，形成一个细胞团，再分化出根、茎、叶→植株。
4．植物组织培养的意义：①快速繁殖花卉和蔬菜；②拯救珍稀濒危物种；③与基因工程相结合培育作物新类型。
5．干细胞：动物和人体内保留着的少量具有分裂和分化能力的细胞。
[互动探究] 1.同一受精卵分化的不同细胞内DNA的数目及结构“完全”相同 吗？
2．全能性最强的细胞是什么细胞？动物细胞有没有全能性？
[提示] 1.DNA的数目及结构相同，只是不同细胞内基因表达的情况不同。
2.受精卵；动物细胞核具有全能性。
2．受精卵；动物细胞核具有全能性。
(1)细胞分化的概念：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，称为细胞分化。
(2)细胞分化的特点
①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度。
②稳定性和不可逆性：一般地说，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：细胞分化在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
④不变性：分化后的细胞内的遗传物质并未发生变化。
(3)细胞分化的原因
①基础：各种细胞具有完全相同的遗传物质，即携带有本物种的全部遗传信息。
②实质：不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，控制合成不同的蛋白质。
③结果：形成形态、结构和功能都有很大差异的组织和器官。
(4)细胞分化 的意义
①经过细胞分化，在多细胞生物体内形成各种不同的细胞和组织，例如黑色素细胞能合成黑色素，肌肉细胞合成肌动蛋白和肌球蛋白，红细胞能够合成血红蛋白等，都是在特定时间和特定地点合成的，而邻近的其他细胞都不能合成这些蛋白质。这种细胞的稳定性差异是不可逆转的。
②一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞(受精卵)，细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞，只有经过细胞分化才能形成各种组织、器官和系统，才能形成胚胎、幼体，并发育成成体，因此，细胞的分化是生物体发育的细胞学基础。
2．细胞的全能性
(1)细胞全能性的概念：已分化的细胞，仍具有发育成完整生物个体的潜能，称为细胞的全能性。
(2)细胞全能性的物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，都有发育成整个个体的全套基因。即分化的细胞仍具有全能性。由于体细胞一般是通过有丝分裂产生的，根据有丝分裂的特征可知，一般分化的细胞都有一整套与受精卵相同的染色体，都携带决定本物种性状的DNA分子，因此高度分化的细胞仍具有发育成完整新个体的 潜能。
(3)实现全能性的条件及应用
①高度分化的植物体细胞具有全能性
a．植物细胞全能性表现的条件：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，细胞才能表现其全能性。
b．应用：利用植物组织培养技术，进行快速繁殖，拯球濒危物种，培育转基因植物等。
②已分化的动物体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性。例如，动物克隆技术。
感悟拓展
1．细胞分化、细胞全能性及相互比较
细胞分化细胞全能性
原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质
特点①持久性；②稳定性；③不可逆性；④普遍性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>受精卵细胞全能性有大小之分，如受精卵>生殖细胞>体细胞
关系①两者的遗传物质都不发生改变
②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小
2.植物组织培养的过程：已分化的细胞??→脱分化愈伤组织??→再分化根、茎、叶→植株。
3．早期胚胎细胞和干细胞都具有明显的全能性。
典例导悟
1花药离体培养是指把分裂旺盛的花药细胞用人工的方法在培养基上培育成单倍体植株。这一成果是利用了细胞的( )
A．应激性 B．全能性
C．变异性 D．适应性
解析 花药离体培养是组织培养的新技术，对研究生物的遗传起重要作用。与植物的其他细胞一样，花药细胞也具有全能性。
答案 B
人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，那么胰岛细胞中( )
A．只有胰岛素基因
B．比人受精卵的基因要少21世纪教育网
C．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因
D．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
答案 C
解析 人胰岛细胞是已经高度分化的细胞，虽然不产生血红蛋白，但由于它是由受精卵细胞经过多次有丝分裂产生的，细胞中含有与受精卵细胞相同的基因，既含有胰岛素基因，也含有血红蛋白基因和其他基因。
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一、细胞衰老的特征
1．细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，新陈代谢速率减慢。
2 ．细胞内酶活性降低。
3．色素在细胞内积累。
4．细胞呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
5．细胞膜通透性改变，物质运输功能降低 。
二、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．意义：对于生物个体正常发育、维持内部环境稳定、以及抵御外界各种因素的干扰起着非常关键的作用。
要点归纳
1．个体衰老与细胞衰老的关系
细胞的衰老与机体的衰老都是生物体正常的生命现象。对多细胞生物而言，细胞的衰老不等于机体的衰老，如幼年个体中每天也有细胞的衰老；机体的衰老也不等于细胞 的衰老，如老年个体中每天也有新的细胞产生。但个体衰老时，组成该个体的细胞往往表现为普遍衰老的现象。
[提醒] 虽然细胞衰老与个体衰老不同，但个体的衰老是由细胞衰老决定的，衰老的个体内衰老的细胞较多。
2．细胞衰老的特征
(1)一大：细胞核变大，染色质收缩、染色加深。
(2)一小：细胞内水分减小、萎缩变小，代谢速率减慢。
(3)一多：细胞内色素逐渐积累、增多。
(4)两低：膜的物质运输功能降低，多种酶的活性降低。21世纪教育网21世纪教育网
3．细胞衰老和凋亡与人体健康的关系
(1)衰老的控制不仅在细胞内部，同时也与外部环境有密切的关系。良好的外部环境可以延缓细胞的衰老。对人类来说，合理的饮食结构、良好的生活习惯、适当的体育运动和乐观的人生态度等都有益于延缓衰老。
(2)正常的细胞凋亡可以保证人体的正常发育和身体各个器官功能的正常发挥，而不正常的细胞凋亡会导致许多疾病。肿瘤的发生、自身免疫疾病等与细胞凋亡不足有关，而帕金森氏综合症，、再生障碍性贫血等与细胞凋亡过盛有关。
感悟拓展
细胞的凋亡、坏死与癌变的比较
项目21世纪教育网细胞凋亡细胞坏死细胞癌变
与基因的关系[来源:21世纪教育网]是基因控制的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型不规则变化呈球形
影响因素[来源:21世纪教育网]严格的受由遗传机制决定 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21世纪教育网
对机体的影响对机体有利对机体有害对机体有害
典例导悟
2细胞衰老是一种正常的生命现象。人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是( )
A．细胞内有些酶活性降低
B．细胞内色素减少
C．细胞内水分减少
D．细胞内呼吸速率减慢
解析 考查了细胞衰老的特征。细胞的衰老主要有以下特征：①衰老细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢；②衰老的细胞内，有些酶的活性降低；③细胞内的色素会随 细胞衰老而逐渐积累；④衰老的细胞内呼吸速率减慢，细胞核体积增大，染色质收缩、染色加深；⑤细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低。
答案 B
蝌蚪变态成青蛙时，尾部消失的机制是( )
A．青蛙个体大，尾部相对小 B．青蛙上岸后，尾部组织脱水萎缩
C．尾部功能被四肢代替 D．尾部细胞产生水解酶，细胞自溶
答案 D
解析 由基因决定的细胞自动结束生命的过程，叫细胞凋亡，细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。蝌蚪变态成青蛙时尾部的消失，其直接原因是细胞产生水解酶，细胞自溶的结果。
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1．概念
有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、进行分裂的恶性增殖细胞。
2．主要特征
(1)适宜条件下，无限连续增殖。
(2) 形态结构发生显著变化。
(3)癌细胞的表面发生了变化。[来源:21世纪教育网]
3．致癌因子
(1)物理致癌因子，主要指辐射，如紫外线、X射线等。
(2)化学致癌因子，如亚硝胺 、黄曲霉毒素等。
(3)病毒致癌因子，如Rous肉瘤病毒等。
4．细胞癌变的原因
(1)致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变。
(2)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，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
要点归纳
1．癌细胞的主要特征
(1)适宜条件下 ，无限增殖(将癌细胞和正常细胞比较)
细胞来源细胞周期分裂次数时间
正常人肝细胞22h50～6045.8～55d
海拉的宫颈癌细胞22h∞≈25 483.61951年至今
[注意] 1951年科学家将黑人妇女海拉的宫颈癌细胞在实验室内培养，至今仍在分裂，而且还将继续分裂下去。
(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，核的着色也明显加深。
(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扩散，进行分裂、繁殖，形成肿块。
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[注意] 正常细胞相互接触后，就会停止运动和增殖，即有接触抑制现象。而癌细胞无接触抑制现象，在培养条件下可生长成多层。
2．癌变的机理
(1)原癌基因与抑癌基因
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；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。癌症就是一系列原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。
(2)机理
(3)原癌基因与抑癌基因不是简单地相互拮抗
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。对原癌基因和抗癌基因的研究，将使人类有可能真正从根本上治疗癌症。
感悟拓展
细胞分裂、细胞生长、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)使单细胞生物产生新的个体。
(2)使多细胞生物产生新细胞，使生物幼体由小长大。
(3)通过分裂将复制的遗传物质平均分配到两 个子细胞中。
2．细胞生长：生物体的生长包括细胞数目的增加和细胞体积 的增大两个方面。细胞分裂和细胞生长都是生物体生长的细胞学基础。
3．细胞分化：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础，经细胞分化，多细胞生物形成不同的细胞和组织。
4．细胞癌变：是受致癌因子的影响，导致细胞连续进行分裂从而超过最高分裂次数的无限增殖现象。
5．四者的联系
(1)细胞分裂是细胞分化的基础。
(2)仅有细胞分裂，生物体不能进行正常的生长发育。
(3)细胞正常分化能抑制细胞癌变，细胞癌变是细胞的畸形分化。
典例导悟
3在不断增长的癌组织中，癌细胞( )
A．通过减数分裂不断增殖
B．都有染色单体
C．都在合成蛋白质
D．DNA量都相等
解析 癌细胞的增殖是有丝分裂，染色单体是分裂前期、中期出现的结构，在有丝分裂的不同时期，某细胞中的DNA含量不相等，但每个细胞都能合成蛋白质。考查有关癌细胞的知识。
答案 C
下列细胞可能发生癌变的是( )
A．游离组织形态改变
B．核增大，染色质固缩
C．膜通透性增大，运输功能降低
D．酶的活性降低
答案 A
