第2節(jié) 細(xì)胞分化、癌變和衰老
1951年，有黑人婦女海拉的宮頸癌細(xì)胞分裂建立的“海拉細(xì)胞系”至今已有半個世紀(jì)，它仍然在世界上許多實驗室中廣泛傳代使用，道理何在？
細(xì)胞像生物體一樣，也要經(jīng)歷出生、生長、成熟、繁殖、衰老、死亡的過程。本章沿著細(xì)胞的生命歷程這條主線，既介紹了細(xì)胞的增殖、細(xì)胞的分化、細(xì)胞的衰老和凋亡等正常的生理過程，也介紹了給人類健康造成巨大威脅的細(xì)胞癌變。
許多學(xué)生會認(rèn)為細(xì)胞衰老就會導(dǎo)致個體衰老。對于單細(xì)胞生物來說，的確如此。但是對于多細(xì)胞生物，生物體內(nèi)每時每刻都在進(jìn)行新陳代謝，都有細(xì)胞衰老或死亡，也都有新細(xì)胞在產(chǎn)生。細(xì)胞衰老的過程是細(xì)胞的生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。當(dāng)然從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程。
?研習(xí)教材重難點
? 教材文本研習(xí)
研習(xí)點1細(xì)胞的分化（識記）
1）細(xì)胞分化的概念： 細(xì)胞分化是在個體發(fā)育中，相同細(xì)胞的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。
細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現(xiàn)象。個體發(fā)育是從一個受精卵開始的，受精卵通過細(xì)胞的增殖、分化，最后發(fā)育成一個完整的個體。在胚胎發(fā)育的早期，各個細(xì)胞彼此之間是很相似的。通過體細(xì)胞的有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量越來越多。與此同時，這些細(xì)胞又逐漸向不同方面發(fā)生了變化，形成在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能等方面出現(xiàn)顯著的差異。細(xì)胞分化的結(jié)構(gòu)是形成各種不同的組織，再由許多不同的組織形成器官，由許多不同的器官組成系統(tǒng)，直至形成一個完整的個體。
2）細(xì)胞分化的特征
細(xì)胞分化是一個漸變的過程。 在胚胎發(fā)育的早期，細(xì)胞外觀上尚未出現(xiàn)明顯的變化，但細(xì)胞的分化方向已經(jīng)確定，即細(xì)胞分化方向的確定早于細(xì)胞形態(tài)差異的出現(xiàn)。細(xì)胞分化的方向一經(jīng)確定，以后依次漸變，不能逆轉(zhuǎn)。分化是一種持久的、穩(wěn)定的變化。
【領(lǐng)悟?整合】 細(xì)胞分化的機(jī)理
1、在個體發(fā)育過程中，細(xì)胞分化的過程是在遺傳物質(zhì)的控制下合成特異性組織蛋白質(zhì)的過程。
分化的細(xì)胞所呈現(xiàn)出的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能的變化，源于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的變化，特別是組成結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)和催化化學(xué)反應(yīng)的酶。如在動物發(fā)育過程中，紅細(xì)胞和心肌細(xì)胞都是來自中胚層。但在分化發(fā)育過程中，紅細(xì)胞能夠合成血紅蛋白，而心肌細(xì)胞則能夠合成肌動蛋白和肌球蛋白（肌動蛋白和肌球蛋白之間的滑動可使肌細(xì)胞產(chǎn)生運動）。
2、細(xì)胞質(zhì)在細(xì)胞分化中的作用
受精卵細(xì)胞質(zhì)的不均勻分配在一定程度上決定著細(xì)胞分化的方向。
卵細(xì)胞完成受精后即進(jìn)行細(xì)胞分裂，這一過程稱為卵裂。 卵裂過程的每次分裂，核物質(zhì)都均勻地分配到子細(xì)胞中，但由于受精卵細(xì)胞質(zhì)中的物質(zhì)分布是不均勻的，因此在有絲分裂的末期，細(xì)胞質(zhì)分配時，在各子細(xì)胞之間是不均等的，這種不均等分配在一定程度上決定著細(xì)胞分化的方向。
3、細(xì)胞核在細(xì)胞分化中的作用
在生物的個體發(fā)育過程中，受精卵具有分化出各種組織和細(xì)胞，并建立起一個完整個體的潛能，這種細(xì)胞稱為全能細(xì)胞。細(xì)胞核是真核細(xì)胞貯存遺傳物質(zhì)的場所，具有個體發(fā)育所需要的全部遺傳物質(zhì)，所以細(xì)胞的全能性在很大程度上是指細(xì)胞核的全能性。
細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育的潛能。大量科學(xué)實驗證明，高度分化的植物細(xì)胞仍然有發(fā)育成完整植枝的能力，即保持著細(xì)胞的全能性。如1958年美國科學(xué)家斯圖爾德（F.C.Steward）將胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),由于細(xì)胞分化而最終發(fā)育成完整的新植株。
在動物的個體發(fā)育過程中，受精卵具有全能性，但隨著發(fā)育，囊胚細(xì)胞及原腸胚細(xì)胞等，雖然具有分化出多種組織的潛能，但卻不能發(fā)育成完整個體，這類細(xì)胞稱為多能細(xì)胞。在動物成體中，仍存在著保持增殖能力的細(xì)胞，它們產(chǎn)生的細(xì)胞后代可分化為多種組織細(xì)胞，有的只有分化出一種細(xì)胞，這種只能分化出一種細(xì)胞的類型稱為單能細(xì)胞。由此可見，動物體中，隨著細(xì)胞分化程度的提高，細(xì)胞分化潛能越來越窄，但它們的細(xì)胞核仍然保持著原有的全部遺傳物質(zhì)，具有全能性。1996年英國生物學(xué)家維爾莫特（J.Wilmut）首次用羊的體細(xì)胞（乳腺細(xì)胞）成功地克隆出一只小母羊。這一實驗說明高度分化的動物細(xì)胞的細(xì)胞核仍然具有全能性，但高度分裂的動物細(xì)胞，從整個細(xì)胞來說，它的細(xì)胞全能性是受到限的。
【遷移? 體驗】
典例1：下列關(guān)于細(xì)胞分化和細(xì)胞分裂的敘述，錯誤的是（ ）
A、生物體的生長發(fā)育是細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化的結(jié)果
B、細(xì)胞分化發(fā)生在生物體的整個生命進(jìn)程中
C、細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)
D、細(xì)胞分化的過程中細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)逐漸減少
研析：細(xì)胞分化是生物界普遍存在的一種生命現(xiàn)象，生物體的生長和發(fā)育是細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化的結(jié)果。如果只有細(xì)胞分裂，而沒有細(xì)胞的分化，生物體是不能進(jìn)行正常的生長發(fā)育的。細(xì)胞分化是一種持久性的變化，它發(fā)生在生物體的整個生命進(jìn)程中，但是在胚胎時期達(dá)到最大限度。沒有細(xì)胞分裂細(xì)胞就不可能分化，所以細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)。在細(xì)胞分化過程中遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生變化，因為細(xì)胞核中含有保持物種遺傳性所需要的全套遺傳物質(zhì)，正因為如此，一個細(xì)胞就能培養(yǎng)成一個生物體。在細(xì)胞分化過程中，有的基因被抑制，有的基因被激活，如果要使一個分化了的細(xì)胞培養(yǎng)成一個生物體，必須設(shè)法使該細(xì)胞中所有的基因都被激活，像克隆羊的培育過程就是如此。本常見錯誤是選C，這是把細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化割裂開來，其實細(xì)胞的分化離不開細(xì)胞的分裂。
答案：D
典例2：左下圖為某植物根示意圖，右下圖是左下圖中的P、Q、R的放大示意圖�；卮�:哪個細(xì)胞表面積最大？哪一個細(xì)胞最老？哪一個細(xì)胞生長速率最快？哪一對細(xì)胞是剛剛由一個細(xì)胞分裂而成的？以上依次是（ ）
A、7；1；7；4和7 B、2或3；1；2或3；5和6?
C、7；1；7；2和3 D、1；1；2或3；5和6
研析：本題考查學(xué)生能通過對圖的分析與綜合，正確獲取信息，并做出正確判斷的能力。涉及的知識點有細(xì)胞的生長，細(xì)胞的分裂，以及初中的相關(guān)知識：植物根尖的結(jié)構(gòu)。分析圖可知：P為成熟區(qū)，Q為伸長區(qū)，R為生長點。成熟區(qū)的細(xì)胞特點是表皮向外突出形成根毛，增大了與土壤溶液的接觸面積，因此表面積最大，且細(xì)胞不再分裂與生長，因此也最老。伸長區(qū)的細(xì)胞特點是生長速度最快，體積不斷增大。生長點的細(xì)胞特點是具有很強(qiáng)的分裂能力，不斷分裂增加細(xì)胞的數(shù)目，細(xì)胞5與細(xì)胞6是由同一個細(xì)胞分裂而成的。由上推斷可知，本題的正確選項為D。
答案：D
研習(xí)點2 細(xì)胞的癌變（識記）
1）癌細(xì)胞
在個體發(fā)育中，有的細(xì)胞由于受到致癌因子的作用，不能正常地完成細(xì)胞分化，而變成不受機(jī)體控制的，連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞，這種細(xì)胞稱為癌細(xì)胞。
2）癌細(xì)胞的特征
①能夠無限增殖 在人的一生中，體細(xì)胞能夠分裂50－60次，而癌細(xì)胞卻不受限制，可以長期增殖下去。如１９５１年由一位名叫海拉（Henrietta Lacks）的宮頸癌細(xì)胞分離建立的HeLa細(xì)胞系，至今仍在世界許多實驗室中廣泛傳代使用，成為研究癌癥的材料。但這位患者已死去四十多年。
②癌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化 細(xì)胞培養(yǎng)中的正常的成纖維細(xì)胞是呈扁平梭形的，當(dāng)這種細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞后就變成球形了；癌細(xì)胞的細(xì)胞核也較正常細(xì)胞的大，有時形態(tài)也變得不規(guī)則，核仁也變大了，染色時核的著色也明顯加深。
③細(xì)胞膜的表面也發(fā)生了變化 細(xì)胞膜上有糖脂、糖蛋白等物質(zhì)，這些物質(zhì)在細(xì)胞識別、細(xì)胞通訊和細(xì)胞連接中起著重要的作用，但癌細(xì)胞的表面這些物質(zhì)明顯減少，糖鏈短缺不全，彼此間的粘著性減小，在機(jī)體內(nèi)到處游走，穿入到各種組織器官中去，這就是所謂的“癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移”，到處分裂、繁殖，形成腫塊。癌細(xì)胞失去接觸抑制，正常細(xì)胞生長相互接觸后，其運動和分裂活動都要停頓下來。在體外培養(yǎng)條件下則表現(xiàn)為細(xì)胞貼壁生長匯合成單層后即停止生長。癌細(xì)胞則不同，其分裂和增殖并不因細(xì)胞相互接觸而終止，在體外培養(yǎng)時細(xì)胞可堆累成立體細(xì)胞群，故癌細(xì)胞接觸對癌細(xì)胞的增殖無抑制作用。
3）致癌因子
①物理致癌因子 物理致癌因子主要是指輻射致癌。
最早發(fā)現(xiàn)具有致癌作用的是放射性物質(zhì)發(fā)出的電離輻射，后來發(fā)現(xiàn)象X射線、紫外線等均可致癌。卓越的物理學(xué)家，放射性元素發(fā)現(xiàn)者貝克勒爾（A.H.Begueral，1852～1908）和居里夫人（M.Curie，1967～1934）均因長期接觸放射性物質(zhì)受到輻射損傷而為科學(xué)事業(yè)損軀（居里夫人最后死于白血�。�1903年他們因發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)而獲得諾貝爾獎金。40年后（1945年）日本廣島和長崎兩地的原子彈受害者因受輻射損傷而誘發(fā)了大批的白血病患者。
②化學(xué)致癌因子 迄今為止，已知的具有致癌作用的化學(xué)物質(zhì)達(dá)數(shù)千種之多，有無機(jī)物也有有機(jī)物。無機(jī)物中有砷、石棉、鉻化合物、鎳化合物等。有機(jī)物中有苯、聯(lián)苯胺、雜環(huán)烴、煤焦油、黃曲霉素、亞硝酸胺等。由于致癌物質(zhì)具有時間和劑量效應(yīng)，故還可能有若干化學(xué)致癌物質(zhì)尚未發(fā)現(xiàn)。
③病毒致癌因子 能引起細(xì)胞癌變的病毒稱為腫瘤病毒或致癌病毒�，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有150余種病毒可引起動物或植物產(chǎn)生腫瘤，腫瘤病毒中有DNA病毒，也有RNA病毒。
④癌基因?qū)W說 在人和動物細(xì)胞的染色體上普遍存在著原癌基因，在正常情況下，原癌原因處于抑制狀態(tài)。如果由于某種原因，如紫外線照射，使原癌基因本身發(fā)生改變，就有可能使原癌基因從抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)變成激活狀態(tài)，從而使正常細(xì)胞發(fā)生癌變轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞。
在1969年，R.Huebner和G.Todaro在反轉(zhuǎn)錄病毒致癌的研究中發(fā)現(xiàn)，許多脊椎動物的基因組中含有內(nèi)源性的反轉(zhuǎn)錄病毒，這些動物的細(xì)胞在一些誘導(dǎo)劑的作用下可產(chǎn)生出反轉(zhuǎn)錄病毒粒子。因此，腫瘤病毒引起細(xì)胞癌變是由病毒的某一基因造成的。根據(jù)這一研究成果提出了癌基因?qū)W說。該學(xué)說主張：細(xì)胞癌變是由于病毒基因組中的癌基因引起的，癌基因是病毒基因組的一部分。如果癌基因受到阻抑，則細(xì)胞可以保持在正常狀態(tài)，一旦這種阻遏被打破，細(xì)胞就發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。致癌因子，如化學(xué)物質(zhì)、輻射等，能激活這種潛在的內(nèi)源病毒。他們認(rèn)為細(xì)胞的癌基因是病毒基因組遺跡。細(xì)胞癌基因與病毒癌基因有同源關(guān)系。但在以后的研究中發(fā)現(xiàn)，有的細(xì)胞癌基因也存在于酵母中，而在人體腫瘤中分離出的一些具轉(zhuǎn)化活性的基因，并沒有在病毒中找到相應(yīng)的序列。因此，關(guān)于病毒癌細(xì)胞和細(xì)胞癌基因的關(guān)系，上前普遍的一種看法是：細(xì)胞癌基因不同病毒癌基因的同源物，在進(jìn)化上病毒癌基因是來源于細(xì)胞癌基因。細(xì)胞癌基因稱為原癌基因。在正常情況下，細(xì)胞癌基因的存在不僅是無害的，而且在個體發(fā)育、細(xì)胞生長、組織再生等方面需要這些基因按程序控制表達(dá)，如某些為生長因子或生長因子受體編碼的基因等。
【歸納?整理】
細(xì)胞生長到一定的時期受到細(xì)胞體積增大而相對表面積減少的制約，進(jìn)入到分裂狀態(tài)。絕大多數(shù)生物個體發(fā)育都是從一個受精卵開始的，按下列方式進(jìn)入到其后的生命活動狀態(tài)：
【遷移? 體驗】
典例3：癌細(xì)胞通常是由正常細(xì)胞的基因發(fā)生改變后形成的。癌細(xì)胞的特性包括細(xì)胞的無休止和無序的分裂，并有侵襲性(向周圍組織浸潤)和轉(zhuǎn)移性。如下圖所示：
在過去的幾十年中出現(xiàn)了多種治療癌癥的方法，主要包括手術(shù)治療、放療、化療、激素治療、基因治療和免疫治療等。
請回答下列一組有關(guān)癌癥及其治療的問題。
（1）通常能夠引起基因改變的因素可能有 。(填寫序號)
A．紫外線 B．甘油 C．肝炎病毒 D．煤焦油及其衍生物苯
E．葡萄糖 F．尼古丁 G．丙酮酸 H．核輻射
（2）上述因素使正常細(xì)胞中的 由 狀態(tài)轉(zhuǎn)變成 狀態(tài)，從而導(dǎo)致癌變的發(fā)生。
（3）化療時采用的烷化劑如二氯甲二乙胺能夠與DNA分子發(fā)生反應(yīng)，從而阻止參與DNA分子復(fù)制的酶與DNA的相互作用。此類藥品作用于癌細(xì)胞周期的 期。化療還可以采用其他藥物，如5—氟尿嘧啶，它的結(jié)構(gòu)與尿嘧啶非常相似，可以干擾DNA復(fù)制以及 合成。
（4）放療是利用放射線如放射性同位素產(chǎn)生的α、β、γ射線和各類X射線治療或加速器產(chǎn)生的X射線、電子束、中子束、質(zhì)子束及其他粒子束等照射患處殺死癌細(xì)胞的一種方法。放療與化療相比，對患者全身正常細(xì)胞影響較小的是 。
（5）研究人員從人體的DNA中篩選克隆出內(nèi)皮抑素基因，將此基因轉(zhuǎn)移到雙歧桿菌中，使其能夠正常表達(dá)。用這樣得到的雙歧桿菌制成口服制劑，此制劑可以用于抑制癌癥。在這種藥物用于臨床治療之前，應(yīng)該先進(jìn)行動物實驗，以確定制劑對機(jī)體內(nèi)重要臟器的安全性。寫出簡要的實驗設(shè)計方案。
實驗材料：轉(zhuǎn)基因雙歧桿菌口服制劑；健康鼠4只，性別、體重如下表所示：
代號 甲 乙 丙 丁
性別 雌 雄 雌 雄
體重 78 g 76 g 99 g101g
實驗設(shè)計：
①第一步：將實驗鼠分為實驗組、對照組，其 為實驗組， 為對照組。(填寫代號)
②第二步： 。
③第三步：飼養(yǎng)相同時間后，分別解剖觀察實驗組、對照組的鼠，檢查重要臟器發(fā)生病變情況。
研析：人體細(xì)胞發(fā)生癌變對人類的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，也是人類關(guān)注的熱點問題，本題圍繞癌變的概念、原因、機(jī)理、癌細(xì)胞的特點以及治療癌癥的方法、原理、治療過程的評價和相關(guān)的實驗設(shè)計，全面考查學(xué)生的知識掌握情況以及運用知識分析問題、解決問題的能力。
癌細(xì)胞是一種不受機(jī)體控制的，連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞，它是由正常細(xì)胞受到致癌因子的作用，使正常細(xì)胞中的原癌基因由抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)化成激活狀，導(dǎo)致細(xì)胞不能正常地完成細(xì)胞分化的結(jié)果。致癌因子通常包括物理致癌因子，如電離輻射、X射線；化學(xué)致癌因子，如砷、苯、焦油等；生物致癌因子，如150多種病毒。根據(jù)癌變的機(jī)理，人們在治療癌癥時常采用化學(xué)療法與物理療法，它們的機(jī)理分別是阻止癌細(xì)胞的增殖及殺死癌細(xì)胞。癌細(xì)胞在增殖過程中，必須經(jīng)過DNA的復(fù)制，因此化療時常通過化學(xué)藥物抑制或阻止癌細(xì)胞的DNA復(fù)制，某些藥物還可干擾癌細(xì)胞中RNA與蛋白質(zhì)的合成。但化療有明顯的缺陷．即化學(xué)物質(zhì)抑制癌細(xì)胞增殖的同時對正常細(xì)胞的分裂也會產(chǎn)生不利的影響。放療即通過放射性同位素產(chǎn)生的α、β、γ射線和各類X射線治療機(jī)或加速器產(chǎn)生的X射線、電子束、中子束、質(zhì)子束及其他粒子束等照射患處殺死癌細(xì)胞。因此，放療對患者全身正常的細(xì)胞影響小。任何一種藥物在用于臨床之前，均應(yīng)該先進(jìn)行動物實驗以確定該制劑對機(jī)體內(nèi)重要臟器的安全性，在動物實驗中要設(shè)計實驗組與對照組，要遵循單—變量因子原則，同時又要保證實驗組與對照組的動物能夠進(jìn)行基本的新陳代謝，完成生長與發(fā)育，以免實驗動物在中途死亡而使實驗失敗。本題的閱讀量大，要從眾多信息中發(fā)掘解題線索，即具有收集和處理信息的能力也往往成為考查學(xué)生素質(zhì)的一種標(biāo)志。本題中重點要抓住癌細(xì)胞的特點和常規(guī)實驗要求進(jìn)行。
答案：（1）A、C、D、F、H （2）原癌基因 抑制 激活
（3）間 RNA和蛋白質(zhì) （4）放療
（5）①甲與丁(乙與丙) 乙與丙(甲與丁)
②每日為小鼠提供相同的食物、水；給實驗組定時服用雙歧桿菌制劑，同時給對照組服用等量的水。
典例4：生物學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞的無限增殖受某調(diào)控基因的控制，該調(diào)控基因能激發(fā)所有動物細(xì)胞大量增殖，為探究該調(diào)控基因是存在于細(xì)胞質(zhì)還是細(xì)胞核上，科研人員做了如下實驗設(shè)計：
根據(jù)以上思路，請繼續(xù)完成下列實驗設(shè)計方案：
A．實驗方案：（實驗提示：癌細(xì)胞能傳代培養(yǎng)，細(xì)胞形態(tài)發(fā)生明顯改變。如何觀察細(xì)胞形態(tài)不作實驗設(shè)計要求。）
①用胰蛋白酶分別處理宮頸癌細(xì)胞和小鼠肝臟使之分散成單個細(xì)胞。
②分別使單個癌細(xì)胞和單個肝臟細(xì)胞核質(zhì)分離。
③ 。
④取2只培養(yǎng)編號甲、乙，各加入等量的培養(yǎng)液。
⑤ 。
⑥ 。
B．預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論：
① 。
② 。
③ 。
研析：本題是探究性實驗，要牢牢抓住題中提供的信息來設(shè)計。而且要全面考慮可能出現(xiàn)的情況，及對應(yīng)的結(jié)論。
答案：A．③取癌細(xì)胞核和肝細(xì)胞質(zhì)形成重組細(xì)胞甲，取癌細(xì)胞質(zhì)和肝細(xì)胞核形成重組細(xì)胞乙
⑤分別取等量重組細(xì)胞甲和重組細(xì)胞乙，依次加入甲、乙兩只培養(yǎng)瓶中，進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。
⑥分別觀察甲、乙培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞形態(tài)。
B．①若甲瓶的細(xì)胞（或重組甲細(xì)胞分裂產(chǎn)生的細(xì)胞）形態(tài)發(fā)生明顯變化，則調(diào)控基因存在細(xì)胞核中。
②若乙瓶中的細(xì)胞（或重組乙細(xì)胞分裂產(chǎn)生的細(xì)胞）形態(tài)發(fā)生明顯變化，則調(diào)控基因存在細(xì)胞質(zhì)中。
③若甲、乙兩瓶中的細(xì)胞（或重組甲、重組乙細(xì)胞分裂產(chǎn)生的細(xì)胞）形態(tài)均發(fā)生明顯變化，則調(diào)控基因可能同時存在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。（其它答案合理酌情給分）
研習(xí)點3 細(xì)胞的衰老（識記）
1）細(xì)胞的衰老是細(xì)胞生命活動的基本特征之一
生物體內(nèi)的絕大多數(shù)細(xì)胞，都要經(jīng)過未分化、分化、衰老、死亡這幾個階段。在生物體內(nèi)每時每刻都有細(xì)胞在衰老、死亡，同時又有新增殖的細(xì)胞來代替它們。如人的紅細(xì)胞的壽命平均為120天，即在120后體內(nèi)所有的紅細(xì)胞都被更新。對多細(xì)胞生物而言，細(xì)胞的衰老與死亡和機(jī)體的衰老與死亡是兩個概念，機(jī)體的衰老并不等于所有細(xì)胞的衰老，但是細(xì)胞的衰老、死亡也不等于機(jī)體的衰老、死亡。
細(xì)胞的衰老是正常生理現(xiàn)象。正如生物體具有一定的壽命一樣，組成生物體的細(xì)胞也有一定的壽命。生物體的整個發(fā)育過程取決于一定次數(shù)的細(xì)胞分裂。卵細(xì)胞受精后就開始分裂，細(xì)胞數(shù)目大大增加，同時由于分化細(xì)胞的形狀、結(jié)構(gòu)、生理也發(fā)生變化，最后每個細(xì)胞在新個體的發(fā)育和生活中都執(zhí)行著一定的任務(wù)，當(dāng)一個生物體生長到它的最大體積時，多數(shù)細(xì)胞的分裂就停止了，而機(jī)體的生活中，執(zhí)行特定任務(wù)的細(xì)胞由于多種因素的復(fù)雜影響會逐漸發(fā)生功能衰退，直到死亡。細(xì)胞由生到死的過程是遺傳程序控制的，在每種生物中都相當(dāng)精確。衰老是發(fā)育的一個正常階段，老化過程的盡頭就是有機(jī)體的死亡。
2）衰老細(xì)胞的主要特征
細(xì)胞衰老的過程是細(xì)胞生理與生化發(fā)生復(fù)雜變化的過程，如呼吸速率減慢、酶活性降低等，最終反映在細(xì)胞開礦結(jié)構(gòu)的變化。
①在衰老的細(xì)胞內(nèi)水分減少，結(jié)果使細(xì)胞萎縮，體積變小，細(xì)胞新陳代謝的速度減慢。
人體內(nèi)的含水量，年輕從比老年人多，所以年輕人的生命活力比老年人強(qiáng)，新陳代謝代謝速度也快。老年人體內(nèi)含水的下降，導(dǎo)致細(xì)胞新陳代謝代謝速度減慢。
②衰老的細(xì)胞內(nèi)酶的活性降低
由于人的頭發(fā)基部的黑色素細(xì)胞衰老時，細(xì)胞中的酪氨酸酶活性降低，就會導(dǎo)致頭發(fā)變白。
③細(xì)胞內(nèi)的色素會隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累
許多細(xì)胞色素的生成，隨著衰而增加。有人發(fā)現(xiàn)獼猴的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)，脂褐素的增加與動物年齡增長存在著平行關(guān)系。在獼猴腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞內(nèi)色素含也隨著動物年齡增長而有增多的趨勢。脂褐素的堆積是細(xì)胞衰才中最明顯的變化，它阻礙了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和信息的傳遞，影響到細(xì)胞正常生理功能的進(jìn)行，最后導(dǎo)致衰老和死亡。
④衰老的細(xì)胞內(nèi)呼吸速度減慢，細(xì)胞核體積增大，染色質(zhì)固縮、染色加深
⑤細(xì)胞膜通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低
【知識鏈接】 細(xì)胞衰老的原因
近幾十年來，許多學(xué)者提出了各種假說來解釋細(xì)胞衰老發(fā)生的原因，如體細(xì)胞突變論、DNA損傷論、自由基理論和細(xì)胞程度死亡理論等。這些理論各有自己的證據(jù)，然而這些證據(jù)往往都強(qiáng)調(diào)了一個方面或比較片面的。細(xì)胞衰老的原因確實是有可能由多種因素引起的，所以存在多種有關(guān)細(xì)胞衰老的理論也是正常的，這可能也是至今沒有真正揭示細(xì)胞衰老機(jī)制的原因。
建議介紹最有發(fā)展前途的兩種理論：一種是自由基理論；另一種是細(xì)胞程序死亡理論。
1、自由基理論
細(xì)胞代謝過程離不開氧的存在，生物氧化過程是細(xì)胞獲得能量的過程，然而在這種生物氧化過程的同時，會產(chǎn)生一些高活性的化合物，它們是生物氧化過程的副產(chǎn)品。實驗已經(jīng)證明，這些生物氧化過程中的副產(chǎn)品或中間產(chǎn)物與細(xì)胞衰老直接相關(guān)，它們能導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的改變，這就是細(xì)胞衰老的自由基理論。
所謂自由基是指那些帶有奇數(shù)電子數(shù)的化學(xué)物質(zhì)，即它們都帶有未配對的自由電子，這些自由電子導(dǎo)致了這些物質(zhì)的高反應(yīng)活性。自由基在細(xì)胞內(nèi)的產(chǎn)生是有多種原因的。例如，生物氧化、輻射、受污染物的侵害，以及細(xì)胞內(nèi)的酶促反應(yīng)等過程中都會釋放自由基。
在細(xì)胞中正常的自由基反應(yīng)過程包括起始、擴(kuò)增、終止等3個過程。自由基一旦生成，它們就能不斷擴(kuò)增。自由基對細(xì)胞造成非常大的損傷，對許多細(xì)胞成分也造成損傷。但是，自由基的墳增過程是可以隨時被終止的，可以通過加入外源化合物來清除細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的多余的自由基。例如，加入保護(hù)性的酶，主要有超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT），兩者協(xié)同作用起保護(hù)性作用。再有，加入其他抗氧化物分子，如維生素E和維生素C，它們都是自由基反應(yīng)的有效終止劑。
2、細(xì)胞的程序死亡理論
動物的大多數(shù)細(xì)胞在發(fā)育的一定階段出現(xiàn)正常的自然死亡，稱為細(xì)胞程序死亡。細(xì)胞程序死亡和細(xì)胞病理死亡有根本的區(qū)別。
細(xì)胞程序死亡的現(xiàn)象是普遍存在的，它發(fā)生在依賴激素的組織中，淋巴細(xì)胞、胸腺細(xì)胞、肝細(xì)胞、皮膚和胚胎發(fā)生期間的細(xì)胞中。一般的細(xì)胞程序死亡過程的特性，最明顯的形態(tài)學(xué)變化是核內(nèi)染色質(zhì)濃縮，DNA降解成寡核甘酸片段，這與某些特異蛋白的表達(dá)有關(guān)。某個細(xì)胞進(jìn)入程序死亡的時間取決于它來自何種組織及誘導(dǎo)物。一旦細(xì)胞進(jìn)入程序死亡，幾乎是不可逆的�，F(xiàn)已證明，細(xì)胞程序死亡是一種細(xì)胞的生理控制機(jī)制。
【遷移? 體驗】
典例5：科學(xué)家從正常生活狀態(tài)的不同年齡階段的三個小白鼠的體內(nèi)分離出相同部位大小相同的骨骼肌三塊，分別為A、B、C，然后測定這三塊骨骼肌釋放CO2的量，其比為1．3：1．2：1。據(jù)此分析：
(1)年齡最大的是 ，其CO2釋放量不同可能是細(xì)胞內(nèi) (細(xì)胞器)的功能減弱所致。
(2)三塊骨骼肌細(xì)胞內(nèi)，酶活性最強(qiáng)的是 ，物質(zhì)交換能力最差的是 。
(3)三塊骨骼肌內(nèi)代謝廢物沉積最多的是 。
研析：本題用細(xì)胞衰老的特點來分析。
答案：(1)C 線粒體 (2)A C (3)C
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旁欄思考題（P40）細(xì)胞分化是否意味著細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)的改變？
答：不是，細(xì)胞分化是在個體發(fā)育中，相同細(xì)胞的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。是基因選擇性表達(dá)的過程，沒有改變細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)。
旁欄思考題（P42）為什么吸煙者容易患肺癌？
答：煙中含有尼古丁、煤焦油等致癌因子。
旁欄思考題（P42）你能舉出一些實例說明人體細(xì)胞具有衰老和死亡現(xiàn)象嗎？
答：人體的紅細(xì)胞壽命一般為120天。
▲小資料（P42）
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▲ 復(fù)習(xí)題（P43）
一、簡答題
1．在個體發(fā)育中，相同細(xì)胞的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和勝利功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細(xì)胞的分化。細(xì)胞分裂僅僅是體系報通過有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量增多的過程。
2．目前認(rèn)為，癌細(xì)胞形成的外因主要是三類因子，即物理致癌因子、化學(xué)致癌因子和病毒致癌因子。此外，科學(xué)證明：由于體內(nèi)致癌因子的激活，使細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化而引起癌變。癌細(xì)胞的主要特征是能夠無限增殖，形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，細(xì)胞表面發(fā)生了變化等等。
3．細(xì)胞衰老是細(xì)胞內(nèi)生理和生化發(fā)生復(fù)雜變化的過程，這是細(xì)胞生命活動的基本規(guī)律。細(xì)胞衰老反映在細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生了變化，如細(xì)胞內(nèi)水分的減少，有些酶的活性降低，細(xì)胞內(nèi)呼吸速度減慢，細(xì)胞膜的通透性功能改變等等。
【知識鏈接】 癌癥的治療
目前，常用的治療方法仍然是手術(shù)切除。這就需要盡可能在早期發(fā)現(xiàn)癌組織，用外科手術(shù)完全清除。然而，這種方法對癌病灶已有多處轉(zhuǎn)移的患者顯然很難實施。遇到這種情形，必須采取“化學(xué)療法”和“放射線療法”輔助治療。首先使用抗癌藥物和放射線照射縮小轉(zhuǎn)移的癌病灶，再對原發(fā)病灶的癌組織進(jìn)行切除。
放射線療法是使用高能X射線或γ射線集中照射患病部位，殺死癌細(xì)胞。這里利用的是射線對細(xì)胞DNA的損傷作用。放射線療法不適于病灶范圍已經(jīng)擴(kuò)大的患者。
化學(xué)療法主要利用抗癌劑殺死癌細(xì)胞。常用的抗癌劑包括細(xì)胞分裂抑制劑、細(xì)胞增殖蛋白合成的抑制劑等。多種抗癌劑混合使用往往可以獲得較好的療效，并且副作用小。
免疫療法主要通過提高機(jī)體免疫能力，特別是通過增殖和活化T淋巴細(xì)胞，增強(qiáng)機(jī)體免疫系統(tǒng)抵抗癌組織的能力。
?探究解題新思路
& 基礎(chǔ)思維探究
▲ 基礎(chǔ)發(fā)散型
【例1】細(xì)胞分化達(dá)到最大限度的時期是（ ）
A．受精卵時期 B．胚胎時期 C．有絲分裂時期 D．細(xì)胞的增殖時期
解析：細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現(xiàn)象。在個體發(fā)育中，相同細(xì)胞的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程叫做細(xì)胞分化。細(xì)胞分化是一個漸變過程，是一種特久的穩(wěn)定變化，這與細(xì)胞分裂不同，因其不具有周期性，是不可逆的。一般多細(xì)胞生物體的發(fā)育起點是一個細(xì)胞(受精卵)，細(xì)胞分裂只能繁殖出許多相同的細(xì)胞，只有經(jīng)過細(xì)胞的分化才能形成胚胎、幼體，并發(fā)育成成體。故而在胚胎時期是細(xì)胞分化最旺盛的時期。
答案：B
誤點警示：細(xì)胞分化發(fā)生在生物體的整個生命進(jìn)程中，但是在胚胎時期達(dá)到最大限度。
變式?拓展
(1)高等動物隨著胚胎發(fā)育，僅有少數(shù)細(xì)胞依然具有分化成其他細(xì)胞類型和構(gòu)建組織器官的能力，這類細(xì)胞稱為干細(xì)胞，如造血干細(xì)胞。下圖中最能完整顯示正常機(jī)體內(nèi)干細(xì)胞基本特征的是（ ）
▲基礎(chǔ)拓展型
【例2】2002年諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎授予三位科學(xué)家。這三位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了在器官發(fā)育和“程序性細(xì)胞死亡”過程的基因規(guī)則。這項工作對人類戰(zhàn)勝疾病將發(fā)揮重大作用。請回答下列問題：
(1)細(xì)胞的衰老和死亡是一種正常的生命現(xiàn)象。下列屬于衰老細(xì)胞特征的是（ ）
A、細(xì)胞內(nèi)水分減少 B、呼吸速率增加 C、物質(zhì)運輸能力下降 D、酶的活性降低
(2)人的受精卵分裂，逐步形成大量功能不同的細(xì)胞，從分子水平看，這是 的結(jié)果。
(3)人的胚胎發(fā)育初期是有尾的，但在胚胎發(fā)育成熟時已失去尾，從細(xì)胞水平看，這是由于 。
(4)后來的科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，控制“程序性細(xì)胞死亡”的基因有兩類。一類是控制細(xì)胞死亡的，另一類是啟動或促進(jìn)細(xì)胞死亡的。兩類基因相互作用控制細(xì)胞的正常死亡。如果該死亡的細(xì)胞沒有死亡，不該死亡的細(xì)胞大批死亡，人就會患病，如癌癥、艾滋病等。請你運用這個理論對癌癥、艾滋病的治療進(jìn)行大膽的設(shè)想。
解析：本題是以細(xì)胞的分化、衰老和死亡為知識背景，學(xué)科內(nèi)的綜合題。
答案：（1）ACD （2）不同基因表達(dá) （3）組成尾的細(xì)胞在胚肥發(fā)育過程過中程序性死亡
（4）找到與癌癥、艾滋病相關(guān)的所有調(diào)控基因，分析其功能，研究出能發(fā)揮或抑制這些基因功能的藥物，就可以加速癌細(xì)胞自殺，達(dá)到治療癌癥的目的，提高免疫細(xì)胞的生命力，達(dá)到抑御艾滋病的目的。
誤點警示：注意知識點間的聯(lián)系和區(qū)別。
變式?拓展
（2）觀察腫瘤切片，下列有關(guān)其細(xì)胞的敘述中，正確的是（ ）
A．所有細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂增殖
B．所有細(xì)胞中都可見到染色體
C．所有細(xì)胞都能合成蛋白質(zhì)
D．所有細(xì)胞中DNA含量相同
& 綜合思維探究
▲學(xué)科內(nèi)綜合型
【例3】化療是控制癌細(xì)胞生長的方法之一，藥物可以殺死癌細(xì)胞。正常骨髓細(xì)胞的細(xì)胞周期約為40分鐘。急性淋巴性白血病白細(xì)胞的細(xì)胞周期約為2小時到10小時。醫(yī)院采用化療的方法最大限度地殺傷腫瘤細(xì)胞。下圖給出的是一個典型的化療過程，每4小時給藥1次(圖中箭頭所示)，圖中記錄了化療過程中正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的數(shù)量變化。
（1）指出癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比的兩項不同點。
（2）為什么癌細(xì)胞最可能發(fā)生于高頻率分裂的組織(如器官的上皮組織)?
（3）據(jù)圖指出兩類細(xì)胞在化療的最初8小時內(nèi)和化療給藥后的反應(yīng)(數(shù)量變化)。
（4）化療過程中的給藥劑量加大或給藥周期縮短，癌細(xì)胞都會得到更有效的控制。為什么臨床上并不這樣做?
（5）請從理論上對斷給藥的間隔時間并簡述理由。
解析：本題考查細(xì)胞周期的具有應(yīng)用。從細(xì)胞周期考慮，細(xì)胞分裂最容易受到影響的是分裂間期，若以白血病細(xì)胞周期為10小時計算，由于間期所占時間最長，大約為90%--95%，則間期長度為9小時左右。在此時間內(nèi)給藥對白血病細(xì)胞的殺傷力最強(qiáng)。而正常骨髓細(xì)胞由于細(xì)胞分裂旺盛，細(xì)胞周期短，給藥只影響其中的某一次分裂，因此受影響相對較小。也正因為如此才會出現(xiàn)圖中正常細(xì)胞和癌細(xì)胞不對稱的曲線差異。
答案；（1）癌細(xì)胞不受密度制約因素的限制而不斷分裂和生長，無正常細(xì)胞的接觸抑制現(xiàn)象；癌細(xì)胞代謝強(qiáng)度比正常細(xì)胞大 （2）遺傳物質(zhì)的改變是細(xì)胞癌變的原因之一。在不斷分裂的組織中由于DNA的復(fù)制等原因，遺傳物質(zhì)變異頻率增高 （3）給藥的最初8小時內(nèi)圖中兩類細(xì)胞數(shù)量都明顯減少，然后又回升，但癌細(xì)胞數(shù)目的減少量明顯多于正常細(xì)胞，而回升量少于正常細(xì)胞。給藥后癌細(xì)胞數(shù)目的回升量也少于正常細(xì)胞。（4）給藥劑量加大或給藥周期縮短，在有效控制癌細(xì)胞的情況下，對正常細(xì)胞的殺傷作用太強(qiáng)，可能會引起較強(qiáng)的負(fù)作用。（5）由于正常骨細(xì)胞的細(xì)胞周期短，恢復(fù)快，白血病細(xì)胞周期長，在第一次給藥后，待骨髓細(xì)胞恢復(fù)正常而白血病細(xì)胞尚未恢復(fù)前重復(fù)給藥，從理論上講可以消滅白血病細(xì)胞，所以給藥的間隔時間應(yīng)在2天后10天內(nèi)。
誤點警示：解答本題一定要明確細(xì)胞周期中最容易被終止的階段是間期，應(yīng)用上此時給藥最好。而細(xì)胞周期的計算要清楚各期大約所占時間。
變式?拓展
（3）將數(shù)量相等的兩組小鼠肝細(xì)胞，用含有3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)，A組加入某種物質(zhì)，B組不加，經(jīng)過一段時間培養(yǎng)后，洗去培養(yǎng)液，分別取出兩組的全部細(xì)胞，測量每組的總放射強(qiáng)度，結(jié)果A組明顯大于B組。A組中加入的物質(zhì)的作用是 ( )
A．促進(jìn)細(xì)胞分化 B．促進(jìn)細(xì)胞分裂
C．促進(jìn)細(xì)胞衰老 D．促進(jìn)細(xì)胞癌變
▲ 實驗探究型
【例4】2002年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予3位科學(xué)家，這3位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了在器官發(fā)育和“程序性細(xì)胞死亡”過程中的基因規(guī)則。這項工作對人類戰(zhàn)勝疾病將發(fā)揮重大作用。右圖示癌細(xì)胞內(nèi)的相關(guān)變化和及某種藥物治療導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡的過程．請回答下列問題：
（1）細(xì)胞的衰老和死亡是一種正常的生命觀象。下列屬于衰老紅細(xì)胞特征的是
①水分減少，細(xì)胞萎縮 ②新陳代謝的速度減
慢 ③某些酶的活性降低 ④呼吸速率上升
⑤色素積累增多 ⑥細(xì)胞的呼吸速率減慢
⑦細(xì)胞核體積增大 ⑧細(xì)胞膜的通透性改變
A．①②③④⑤⑥ B．①②③⑤⑥⑦⑧
C．①②③⑥⑧ D．①②③④⑤⑧
（2）人的受精卵開始分裂，逐漸形成大量功能不同的細(xì)胞，從分子水平看，這是 的結(jié)果。
（3）人的胚胎在發(fā)育初期是有尾的，但在胚胎發(fā)育成熟時失去尾，從細(xì)胞水平看，這是由于 。
（4）后來的科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，控制“程序性細(xì)胞死亡”的基因有兩類：一類是控制細(xì)胞死亡；另一類是啟動或促進(jìn)細(xì)胞死亡。兩類基因相互作用控制細(xì)胞的正常死亡。如果該死亡的細(xì)胞沒有死亡，不該死亡的細(xì)胞大批死亡，就會患病，如癌癥、艾滋病等。請你運用這個理論對癌癥、艾滋病的治療進(jìn)行大膽的設(shè)想。
解析：細(xì)胞的衰老和死亡是一種正常的生命現(xiàn)象，如何延緩細(xì)胞的衰老是人們關(guān)注的熱點之一。本題圍繞細(xì)胞的衰老、死亡及基因調(diào)控的知識，考查學(xué)生從材料中提取信息、解釋有關(guān)現(xiàn)象及解決有關(guān)問題的能力。
（1）衰老的細(xì)胞一般具有以下5項特征：1．在衰老的細(xì)胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變小，新陳代謝速度減慢；Ⅱ．衰老的細(xì)胞內(nèi)，有些酶的活性降低；Ⅲ．細(xì)胞內(nèi)的色素會隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累；Ⅳ．衰老的細(xì)胞內(nèi)呼吸速度減慢，細(xì)胞核體積增大，染色質(zhì)固縮，顏色加深；V．細(xì)胞膜通透性功能改變。根據(jù)上述特征可判斷①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老細(xì)胞的特征，由于衰老的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，也不含有色素，因此，還應(yīng)除去⑤⑦，故選C。
（2）人的受精卵分裂，逐步形成大量的功能不同的細(xì)胞，這些功能不同的細(xì)胞表現(xiàn)出來的形態(tài)特征或生理特性是由不同的基因控制的，而由受精卵分裂產(chǎn)生的體細(xì)胞中遺傳物質(zhì)相同，基因也相同，因此從分子水平看，是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。
（3）人的胚胎在發(fā)育初期是有尾的，但在胚胎發(fā)育成熟時失去尾，尾是由許多細(xì)胞構(gòu)成的。那么尾哪里去了呢?從細(xì)胞水平看，這是由于組成尾的細(xì)胞在胚胎發(fā)育過程中進(jìn)行了程序性死亡。
（4）根據(jù)科學(xué)家們的研究，我們知道人類的癌癥、艾滋病等就是由于該死亡的細(xì)胞沒有死亡，而不該死亡的細(xì)胞大批死亡所形成的病患。根據(jù)“程序性細(xì)胞死亡”的理論，我們對癌癥、艾滋病的治療可進(jìn)行下列設(shè)想：首先找到與癌癥、艾滋病相關(guān)的所有調(diào)控基因，分析其功能。然后，研究出能發(fā)揮或抑制這些基因功能的藥物，就可以讓癌細(xì)胞加速自殺死亡，從而達(dá)到治療癌癥的目的。同時，提高免疫細(xì)胞的生命力，以達(dá)到根治愛滋病的目的。
答案：見解析。
誤點警示：本部分內(nèi)容與人體健康密切相關(guān)，主要是要能從提供的信息提取有用的信。并能針對癌細(xì)胞的特點解釋或制定相應(yīng)的治療措施。
1．從癌細(xì)胞分裂的特征入手，治療的選擇應(yīng)為控制間期DNA復(fù)制或蛋白質(zhì)合成。而預(yù)防癌癥的主要方法則是盡量避免接觸有可能誘發(fā)原癌基因激活的致癌因子。
2．對最新科技成就的關(guān)注：本部分內(nèi)容是新教材的一大特色：注重理論與實際的結(jié)合，培養(yǎng)收集和處理信息的能力和獲取新知識的能力。這類試題往往題干很長，但基本原理并不復(fù)雜，有起點高落點低的特點。平和的心態(tài)是取勝的法寶。
變式?拓展
（4）化療是控制癌細(xì)胞生長的方法之一，藥物可以殺死癌細(xì)胞，下圖給出的是一個典型的化療過程，每3周給藥1次(圖中箭頭所示)，圖中記錄了化療過程中正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的數(shù)量變化。以下說法錯誤的是
A、癌細(xì)胞最可能發(fā)生于高頻率分裂的
組織(如器官的上皮組織)
B、癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比不受密度制約
因素的限制而不斷分裂和生長，無正常
細(xì)胞的接觸抑制現(xiàn)象
C、據(jù)圖可知最初給藥后兩類細(xì)胞數(shù)量都
明顯減少，然后又回升，而每次給藥后癌細(xì)胞回升量少于正常細(xì)胞
D、據(jù)圖可知為了使癌細(xì)胞得到更有效的控制，可以在化療過程中加大給藥劑量或縮短給藥周期而不會引起較強(qiáng)的負(fù)作用
& 創(chuàng)新思維探究
▲ 信息遷移型
【例5】(2002年廣東題)2001年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予三位科學(xué)家。這三位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了調(diào)控細(xì)胞周期的一系列基因，以及相關(guān)的酶和蛋白質(zhì)。這項工作對腫瘤研究等領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。請回答下列問題：
（1）同種生物不同類型細(xì)胞之間的細(xì)胞周期持續(xù)時間有差異。蛙胚卵裂期動物半球細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時間比植物半球細(xì)胞的 。
（2）測定某種細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時間長短時，通常需要考慮溫度因素。這是因為 。
（3）有人稱惡性腫瘤為細(xì)胞周期病，其根據(jù)是調(diào)控細(xì)胞周期的基因發(fā)生 ，導(dǎo)致細(xì)胞周期失控，癌細(xì)胞無限增殖。
（4）治療惡性腫瘤的途徑之一，是用藥物抑制 的合成，從而將癌細(xì)胞的細(xì)胞周期阻斷在分裂間期。如用藥物抑制紡錘體的形成，則癌細(xì)胞的細(xì)胞周期將阻斷在 期。
解析：不同生物及同一生物的不同細(xì)胞，細(xì)胞周期所需時間的長短不同，蛙胚卵裂期，動物半球細(xì)胞分裂得快，植物半球分裂得慢，所以動物半球細(xì)胞的細(xì)胞周期時間短；細(xì)胞分裂是在一系列酶的作用下完成的，酶的活性受到溫度的影響，因此，測定某種細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時間長短時，通常需要考慮溫度因素；惡性腫瘤表現(xiàn)為細(xì)胞無限增殖，從基因角度考慮則是由于基因突變；現(xiàn)在對癌癥晚期病人所采用的“放療”，“化療”則是通過物理、化學(xué)因素影響細(xì)胞分裂，對于絕大多數(shù)藥物則是抑制DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，從而使癌細(xì)胞停留在分裂間期，若用藥物抑制細(xì)胞紡錘體的形成，則細(xì)胞停留在分裂期。
答案：（1）短 （2）細(xì)胞周期受酶的影響，酶的活性受溫度的影響
（3）突變 （4）DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì) 分裂
誤點警示：以社會熱點或科學(xué)新成就作為情景來命題，但其考查的知識點在書本內(nèi)。這種高起點，低落點的題目，要求學(xué)生有一定的分析問題和解決問題的能力。
變式?拓展
（5）有關(guān)細(xì)胞分化的敘述，不正確的是（ ）
A．分化發(fā)生在人的整個生命進(jìn)程中
B．分化賦予了不同種類細(xì)胞特異的結(jié)構(gòu)和功能
C．分化是不同基因在特定時間和空間表達(dá)的結(jié)果
D．生物體生長發(fā)育過程是細(xì)胞發(fā)生分化的過程
& 高考思維探究
【例6】（2003年江蘇卷）下列關(guān)于細(xì)胞分裂、分化、衰老和死亡的敘述，正確的是（ ）
A、細(xì)胞分化使各種細(xì)胞的遺傳物質(zhì)有所差異，導(dǎo)致細(xì)胞的形態(tài)和功能各不相同
B、個體發(fā)育過程中細(xì)胞的分裂、分化和死亡對于生物體都是有積極意義的
C、細(xì)胞分裂存在于個體發(fā)育整個生命過程中，細(xì)胞分化僅發(fā)生于胚胎發(fā)育階段
D、多細(xì)胞生物細(xì)胞的衰老與機(jī)體的衰老總是同步進(jìn)行的
解析：多細(xì)胞生物體中，細(xì)胞的衰老與機(jī)體的衰老是二回事。細(xì)胞分化是在個體發(fā)育中，相同細(xì)胞的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。細(xì)胞分化是在細(xì)胞分裂（主要是有絲分裂）的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此各種細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是一樣的。細(xì)胞分化也存在于個體發(fā)育整個生命過程中，只是在胚胎發(fā)育階段達(dá)到最高。
答案：B
考向指南 本題考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的識記、理解和進(jìn)行知識遷移的能力，在學(xué)習(xí)過程中對基礎(chǔ)知識、基本概念進(jìn)行區(qū)別比較，理解后才記憶。
變式?拓展
（6）（多選）利用植物的莖尖或根尖、花藥、花粉等，在無菌的條件下，培養(yǎng)在玻璃器皿中人工配制的培養(yǎng)基上，使它發(fā)育成完整的植株。這種技術(shù)可以用來培育植物新品種，可以在較短的時間內(nèi)大量繁殖植物，還可以防止植物病毒的危害。下列關(guān)于這種技術(shù)的敘述，正確的是（ ）
A、這種技術(shù)利用了植物細(xì)胞的全能性
B、這種技術(shù)叫做組織培養(yǎng)，可以克隆生物體
C、這種技術(shù)是一種無性繁殖的方式
D、這項技術(shù)屬于細(xì)胞工程的應(yīng)用領(lǐng)域之一
?開拓學(xué)習(xí)新視野
& 教材知識拓展
【課題研究】
& 多彩生物漫步 癌 癥
到目前為止，癌癥仍然是人類的頭號敵人。盡管醫(yī)學(xué)發(fā)展到今天，科學(xué)家們已經(jīng)能夠?qū)υS多癌癥作出早期診斷，延長患者的生存期，但仍未能從根本上控制它的發(fā)生和徹底征服這個病魔。20世紀(jì)50年代以來，對腫瘤醫(yī)學(xué)的研究有兩項最為突出的成就：①癌基因的發(fā)現(xiàn)及其研究的深入；②染色體畸變與致癌基因表達(dá)相互關(guān)系的揭示。由于這兩方面研究的日益深入，使人們開始從一個全新的角度去認(rèn)識癌的發(fā)病機(jī)制和本質(zhì)。
隨著對癌基因的深入了解，科學(xué)家們在治癌的道路上看到了更多希望。然而，在大多數(shù)情況下，細(xì)胞的癌變絕非由單一因素引起，它可能是顯性的癌基因與隱性的抑癌基因經(jīng)過多階段的協(xié)同作用而形成�？梢钥隙ǖ卣f，在一種腫瘤中起主要作用的幾乎不可能是兩種以上的癌基因，但很可能涉及到兩個以上的抑癌基因突變。因此，科學(xué)家們感到路漫漫其修遠(yuǎn)兮，癌基因的復(fù)雜化，抑癌基因突變的異常化，讓治愈癌癥仿佛成了一道不可逾越的鴻溝。
同時，廣大患者在接受治療的過程中，承受了種種痛楚。理療、化療帶來的各種副作用，不徹底的根除性，以及對自身身體細(xì)胞、組織、器官的傷害性，讓癌癥愈發(fā)成為醫(yī)學(xué)界、科學(xué)界頭號的難題。
轉(zhuǎn)眼間，人類已跨過了2000年的文明歷程。在醫(yī)療技術(shù)高度發(fā)達(dá)的二十一世紀(jì)，在全世界科學(xué)志士的努力鉆研下，完全治愈癌癥是否還離我們很遠(yuǎn)呢？
結(jié)合以上信息，請完成以下探究：
1、下列細(xì)胞可能癌變的是（ ）
A．游離組織，形態(tài)改變 B．核增大，染色深
C．膜透性增大，運輸功能降低 D．酶活性降低
?優(yōu)化考題新演練
一、理解與應(yīng)用（共55分）
1．1958年，美國科學(xué)家通過培養(yǎng)一種什么植物的什么部位細(xì)胞，證明植物細(xì)胞具有全能性（ ）
A、洋蔥、鱗片葉葉肉細(xì)胞 B、胡蘿卜、韌皮部細(xì)胞
C、水稻、葉肉細(xì)胞 D、小麥、莖的皮層細(xì)胞
2．下列哪一組是細(xì)胞衰老的特征（ ）
①細(xì)胞無限分裂 ②水分減少，體積變小 ③畸形改變 ④酶活性降低 ⑤色素沉著⑥易分散轉(zhuǎn)移 ⑦呼吸速度減慢 ⑧膜透性改變
A、①③⑥ B、①②⑤⑦ C、②④⑤⑦⑧ D、②④⑥⑧
3．細(xì)胞畸形分化的結(jié)果產(chǎn)生（ ）
A、癌細(xì)胞 B、松的管胞 C、白細(xì)胞 D、莖節(jié)瘤部分的細(xì)胞
4．下列有關(guān)細(xì)胞增殖的敘述，錯誤的是（ ）
A、細(xì)胞分裂是可以無限進(jìn)行下去的 B、細(xì)胞都有一個發(fā)生、生長、分化、發(fā)育、衰老和死亡過程
C、高度分化成熟的細(xì)胞有可能永遠(yuǎn)失去增殖的能力 D、癌細(xì)胞具有無限增殖的特點
5．下列有關(guān)細(xì)胞分化的敘述，不正確的是（ ）
A、細(xì)胞的分化是指相同細(xì)胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程
B、細(xì)胞分化是一個持久性的變化過程
C、在動物細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞的分化是一個不可逆的過程
D、細(xì)胞分化是一個可逆的過程
6．下列哪一項不可能是解釋細(xì)胞衰老的學(xué)說（ ）
A、體細(xì)胞突變和DNA損傷學(xué)說 B、自由基理論 C、細(xì)胞程序死亡學(xué)說 D、細(xì)胞癌變學(xué)說
7．從一個植物細(xì)胞或原生質(zhì)體可以長成一個完整的植株，這證明了（ ）
A、細(xì)胞的再生作用 B、細(xì)胞的全能性 C、細(xì)胞的分化 D、細(xì)胞的脫分化
8．當(dāng)今世界嚴(yán)重威脅人類健康的細(xì)胞變化是（ ）
A、細(xì)胞分裂 B、細(xì)胞衰老 C、細(xì)胞分化 D、細(xì)胞癌變
9．在細(xì)胞分化的過程中，遺傳物質(zhì)將（ ）
A、發(fā)生改變 B、部分改變 C、不改變 D、是隨機(jī)的
10．下列那性是癌細(xì)胞產(chǎn)生的根本原因（）
A、細(xì)胞分裂受阻 B、細(xì)胞分化受阻 C、致癌基因激活 D、人過度傷心
11．與生物的發(fā)育密切相關(guān)的過程是（ ）
A、細(xì)胞分化 B、細(xì)胞衰老 C、細(xì)胞癌變 D、以上三項均是
12．檢測某一植物組織細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其分解有機(jī)物緩慢，酶的催化效率極低。則該細(xì)胞正處在什么階段（ ）
A、分化 B、分裂 C、衰老 D、癌變
13．動物體內(nèi)各種類型的細(xì)胞中，具有最高全能性的細(xì)胞是（ ）
A、體細(xì)胞 B、生殖細(xì)胞 C、受精卵 D、肝細(xì)胞
14． 長期吸煙容易患肺癌的原因是（）
A、煤焦油能導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生原癌基因 B、煤焦油黏附于肺泡壁使肺泡失去彈性
C、少量吸煙對健康有好處 D、煤焦油能激活原癌基因使正常細(xì)胞發(fā)生癌變
二、拓展與創(chuàng)新（共35分）
15．（多選）下列關(guān)系癌細(xì)胞的敘述正確的是（）
A、癌細(xì)胞失去最高分裂次數(shù)的限制 B、致癌因子激活體內(nèi)的原癌基因?qū)е庐a(chǎn)生癌細(xì)胞
C、細(xì)胞間的黏性較正常細(xì)胞大 D、細(xì)胞畸形分化可能導(dǎo)致癌細(xì)胞
16．根據(jù)下圖回答：
(1) ①→②、①→④的過程叫做 。
(2) ①→③的過程叫做 。
(3) ③→⑤的過程叫做 。
(4) 組成②、③、④的細(xì)胞的 。不同，因此它屬于不同的 。
(5)①→④所示各細(xì)胞群中，具有分裂能力的是標(biāo)號 所示細(xì)胞群。
17．目前認(rèn)為，致癌因子有三類：一是 因子，如紫外線、X射線等；二是 因子，如砷、煤焦油等；三是病毒致癌因子，包括 病毒和 病毒兩大類。
18．胡蘿卜根和花藥均能培育成植物的幼苗，說明植物細(xì)胞具有 ，但一般說來，這種過程是一種 的變化，而且一般是不可逆的。
19．下圖是美國科學(xué)家斯圖爾德1958年將胡蘿卜韌皮部的細(xì)胞培養(yǎng)新植株的過程的示意圖，請據(jù)圖回答：
（1）4是由中單個細(xì)胞經(jīng)過 分裂
形成的細(xì)胞團(tuán)，再進(jìn)一步發(fā)育 稱。
（2）細(xì)胞團(tuán)中相同的細(xì)胞在發(fā)育成5和植物體的過程中，
細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和勝利功能上逐漸向不同方向發(fā)生了變
化，這種現(xiàn)象叫細(xì)胞的 。
（3）這一事實說明高度分化的植物細(xì)胞仍保持
著 。
三、綜合與探究（共10分）
20．下圖是用胡蘿卜根進(jìn)行組織培養(yǎng)的某些過程示意圖。請據(jù)圖回答：
A B C D
（1）該試管苗的形成經(jīng)歷了 等幾個過程。
（2）已知胡蘿卜有9對染色體，該試管苗的細(xì)胞核中含有 個DNA分子。
（3）愈傷組織是細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，在愈傷組織的形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得 和小分子有機(jī)物。
（4）從理論上講，植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性，這是 的表現(xiàn)。
答案與解析研讀
【變式?拓展】
（1）D
（2）C
（3）B 胸腺嘧啶脫氧核苷酸是組成DNA的單位，A組加入某種物質(zhì)，細(xì)胞中放射強(qiáng)度大于B組，說明A組細(xì)胞對胸腺嘧啶脫氧核苷酸利用比B組多，DNA的復(fù)制快，而細(xì)胞分裂間期要進(jìn)行的重要變化是DNA的復(fù)制。
（4）D
（5）D 生物體生長發(fā)育過程是既有細(xì)胞的增殖，也有細(xì)胞的分化。
（6）ABCD 植物細(xì)胞工程通常采用的手段有植物的組織培養(yǎng)和植物細(xì)胞雜交。這些技術(shù)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。題干中利用植物莖尖或根尖、花藥等在無菌條件下培養(yǎng)，進(jìn)而形成完整的植物體，叫做植物的組織培養(yǎng)，屬于植物體的“克隆”。本題以當(dāng)代熱門課題植物細(xì)胞工程為題材，考查對植物組織培養(yǎng)的理解程度。引導(dǎo)考生關(guān)注社會熱點問題。
【多彩生物漫步】
1、A（本題考查癌變細(xì)胞與衰老細(xì)胞之間的區(qū)別。衰老細(xì)胞只是本身發(fā)生衰變，不會游離組織，只是體積改變，不會形態(tài)改變。只有癌細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)到處游走，穿入到各種組織器官中去。）
創(chuàng)新訓(xùn)練
1．B，導(dǎo)解：1958年，美國科學(xué)家通過培養(yǎng)胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞，證明植物細(xì)胞具有全能性。
2．C，導(dǎo)解：細(xì)胞衰老水分減少，體積變小，酶活性降低，色素沉著，呼吸速度減慢，膜透性改變等特征。
3．A，導(dǎo)解：細(xì)胞畸形分化的結(jié)果產(chǎn)生癌細(xì)胞。
4．A，導(dǎo)解：正常細(xì)胞的分裂能力是有限的。
5．D，導(dǎo)解：細(xì)胞分化是穩(wěn)定的，不可逆的過程。
6．D，導(dǎo)解：細(xì)胞衰老和細(xì)胞癌變是兩回事。
7．B，導(dǎo)解：從一個植物細(xì)胞或原生質(zhì)體可以長成一個完整的植株，這體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。
8．D，導(dǎo)解：當(dāng)今世界嚴(yán)重威脅人類健康的細(xì)胞變化是細(xì)胞癌變。
9．C，導(dǎo)解：此題考查學(xué)生對細(xì)胞分化概念的理解，由于細(xì)胞一般都是通過有絲分裂增殖而來的，分化的細(xì)胞中都有一整套和受精卵相同的遺傳物質(zhì)。
10．C，導(dǎo)解：原癌基因激活是產(chǎn)生癌細(xì)胞的根本原因。
11．A，導(dǎo)解：與生物的發(fā)育密切相關(guān)的過程是細(xì)胞分化。
12．C，導(dǎo)解：植物組織細(xì)胞，分解有機(jī)物緩慢，酶的催化效率極低，這是衰老的特征。
13．C，導(dǎo)解：受精卵的全能性最高。
14．D，導(dǎo)解：煤焦油是一種化學(xué)致癌因素，能激活原癌基因使正常細(xì)胞發(fā)生癌變。
15．ABD，導(dǎo)解：癌細(xì)胞間的黏性較正常細(xì)胞小，容易轉(zhuǎn)移。
16．(1)細(xì)胞的分化 (2)細(xì)胞分裂 (3)細(xì)胞的生長 (4)形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能；組織 (5)①③⑤
17．物理致癌 化學(xué)致癌 DNA RNA
18．全能性 持久
19．（1）有絲 胚狀體 （2）分化 （3）全能性
20．（1）細(xì)胞分裂，細(xì)胞分化，組織、器官的形成，新個體 （2）18
（3）水、無機(jī)鹽、維生素 （4）全能性
導(dǎo)解：最新科技成果將是本節(jié)遇到較多的問題，如何應(yīng)用所學(xué)的知識來解決這些新問題是能力考查的重要內(nèi)容，接替時要運用所學(xué)的知識，解決情景困難。本題考查細(xì)胞全能性的概念及其多細(xì)胞生物體的形成過程，同時還考查了對有絲分裂過程中DNA變化的掌握情況。
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