第四讲 胞的分化、衰老、凋亡和癌变
知识体系——定内容 核心素养——定能力 通过比较细胞的分化、衰老、凋亡、生命观念 癌变及细胞的全能性，明确彼此间的区别和联系，建立起细胞是一个统一整体的生物学观点 社会责任 通过对干细胞和癌变的有关问题分析，养成学以致用，关注科技发展和人体健康的态度
[基础知识·系统化]
知识点一 细胞分化与细胞的全能性 1．细胞分化
2．细胞的全能性
(1)概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。 (2)把实例和相对应的原理或过程连线：
知识点二 细胞的衰老和凋亡 1．细胞衰老的特征
2．细胞凋亡
知识点三 细胞的癌变
[基本技能·问题化]
1．据图回答有关细胞分化与细胞全能性的问题
(1)细胞分化是在个体发育中，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)由图可知，细胞分化的实质是基因的选择性表达。 (3)分化后的细胞是否还具有全能性，为什么？ 有，因为分化前后的细胞都含有全套的遗传物质。 2．据图回答下列问题
(1)①→③细胞数目增加，细胞大小几乎没变化(或略小)，该过程表示细胞分裂(有丝分裂)。
(2)③→⑤细胞数目没有变化，细胞形态基本不变，但细胞体积增大，该过程表示细胞生长。
(3)①→②和①→④，细胞形态发生改变，是由相同形态结构功能的细胞形成了组织，所以该过程表示细胞分化。
(4)①③⑤三个细胞群的细胞具有分裂能力，具有分裂能力的细胞的特征是：细胞壁薄，细胞质浓，细胞核大，液泡小或无。
(5)⑥⑦⑧表示从②中取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的植株，体现了植物细胞的全能性。
考点一细胞分化与细胞的全能性
1．图解细胞分化与细胞的全能性
2．澄清五个易错易混点
(1)分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。 (2)并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。
(3)同一个体不同类型细胞的RNA不完全相同。同一个体的体细胞中核遗传物质相同，但由于不同细胞选择性表达的基因不完全相同，因而转录生成的RNA及翻译生成的蛋白质不完全相同。
(4)分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性越高，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。
(5)分化不会改变遗传物质。细胞分化是基因的选择性表达，不会导致遗传物质改变。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。
[对点落实]
1．下列能说明人体细胞已经发生分化的是( ) A．存在胰岛素基因 C．形成组织和器官
B．产生RNA聚合酶 D．进行葡萄糖氧化分解
解析：选C 人体所有细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的，都具有胰岛素基因，这与细胞分化无关；人体几乎所有细胞都能合成mRNA，因此都能产生RNA聚合酶；形成组织和器官的过程中发生了细胞分化；所有细胞均会进行细胞呼吸，分解葡萄糖。
2．(2017·潍坊期末)科学家将糖尿病患者的骨髓干细胞植入其胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗的目的。下列相关叙述正确的是( )
A．上述资料表明骨髓干细胞具有全能性
B．骨髓干细胞移入胰腺后发生了基因的选择性表达
C．骨髓干细胞能够植入胰腺说明其细胞形态与胰腺细胞相同 D．胰岛样细胞与骨髓干细胞相比遗传物质发生了改变
解析：选B 骨髓干细胞植入其胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，但没有形成完整个体，因此不能表明骨髓干细胞具有全能性；骨髓干细胞移入胰腺后可分化为胰岛样细胞，而细胞分化的实质是基因的选择性表达；骨髓干细胞与胰腺细胞的形态不同；胰岛样细胞与骨髓干细胞相比遗传物质没有发生改变。
[归纳拓展] 对细胞全能性的理解
(1)“关键点法”区分细胞分化与细胞全能性的表达：
(2)从五个方面比较细胞全能性的大小：
①植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。 ②受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。 ③幼嫩的细胞>衰老的细胞。
④分化程度低的体细胞>分化程度高的体细胞。 ⑤细胞分裂能力强的体细胞>细胞分裂能力弱的体细胞。
细胞分化与干细胞是科学研究的热点，也是高考命题的重要素材，这体现了关注人体健康的命题主旨之一。
[对点落实]
3．研究表明，导致白血病的原因是造血干细胞增殖失控、分化障碍、凋亡失控等，患者体内常出现大量肿瘤白细胞。下列叙述错误的是( )
A．造血干细胞的增殖方式是有丝分裂
B．与正常白细胞相比，肿瘤白细胞的蛋白质种类和数量存在差异 C．造血干细胞增殖失控是基因突变的结果 D．造血干细胞凋亡失控与基因的表达无关
解析：选D 造血干细胞属于体细胞，其增殖方式是有丝分裂；肿瘤白细胞是异常分化的细胞，是细胞内基因异常表达的结果，与正常白细胞相比，其蛋白质的种类和数量存在差异；造血干细胞增殖失控是原癌基因与抑癌基因突变造成的；细胞凋亡是细胞在基因控制下自动结束生命的过程，与基因的表达有关。
4．(2018·滨州模拟)如图表示人体内干细胞的增殖分化。下列有关叙述正确的是( )
A．干细胞与白细胞的基因型不同，但合成的mRNA和蛋白质的种类相同 B．血小板和红细胞内遗传信息的流动方向是DNA→DNA→RNA→蛋白质 C．图示所有的细胞中，干细胞具有细胞周期，而且其分裂能力较强 D．白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞膜具有选择透过性
解析：选C 干细胞与白细胞的基因型相同，但合成的mRNA和蛋白质的种类不同；人成熟的红细胞与血小板没有细胞核；图示细胞中，除干细胞外，都是高度分化的细胞，失去了分裂能力；白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌，这是因为细胞膜具有流动性。
[归纳拓展] 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“变”与“不变”： ①不变：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。
②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。
考点二细胞的衰老、凋亡和癌变
1．巧记细胞衰老的特征
2．熟悉细胞凋亡的三种类型 (1)个体发育中细胞的编程性死亡。 (2)成熟个体中细胞的自然更新。 (3)被病原体感染细胞的清除。 3．图解细胞癌变的原理及特征
(1)细胞癌变的原理：
(2)癌细胞的特征： “不死” “变态” “扩散” [对点落实]
1．(2018·桂林模拟)正常情况下，甲胎蛋白(AFP)主要来自胚胎的肝细胞，胎儿出生后约两周AFP从血液中消失。但慢性肝炎、肝硬化患者的肝细胞再生时，AFP会升高，尤其当肝细胞发生癌变时，AFP会持续性显著增高，所以当血液中该指标超过正常值时需要进一步检查，以确认体内是否出现了癌细胞。下列有关叙述正确的是( )
A．肝细胞中的内质网和高尔基体会参与AFP的加工和运输 B．可以推测当肝细胞的分裂周期变长时，AFP合成会增加 C．指导合成AFP的基因属于原癌基因，发生突变后才表达 D．肝细胞发生癌变后，因细胞膜上糖蛋白增多而容易扩散
解析：选A 甲胎蛋白(AFP)主要来自胚胎的肝细胞，胎儿出生后约两周AFP从血液中消失，说明甲胎蛋白是由肝细胞分泌到血液中的分泌蛋白，需要内质网和高尔基体的加工；慢性肝炎、肝硬化患者的肝细胞再生时，AFP会升高，尤其当肝细胞发生癌变时，AFP会持续性显著增高，说明当肝细胞的分裂周期变短时， AFP合成会增加；甲胎蛋白在胎儿出生两周才消失，说明指导合成AFP的基因在突变前也表达了；肝细胞发生癌变后，因细胞膜上糖蛋白减少而容易扩散。
2．(2018·石家庄模拟)细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是( )
在适宜条件下能无限增殖 形态结构发生改变(各种形态―→球形) 细胞表面的糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，易在体内扩散和转移
A．细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用 B．细胞坏死最终细胞以细胞膜破裂，胞浆外溢而死亡 C．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关