第2节 细胞的分化
问题导学
一、细胞分化的概念、特点、原因及意义
活动与探究1
情景材料：
红细胞（哺乳动物）的前世今生
在人体不同的发育时期，生成红细胞的组织器官是不完全相同的。胚胎期，红细胞先后在卵黄囊、肝、脾和骨髓生成；出生之后至青春期，生成红细胞的器官则为全身红骨髓；成年后，红骨髓主要局限于扁骨如胸骨、椎骨、肋骨、髋骨和颅骨等。红骨髓中有髓系多潜能干细胞，能分化出各系定向祖细胞；定向祖细胞又增殖分化成各种母细胞。例如，红系定向祖细胞在促红细胞生成素的作用下，能增殖分化为原红母细胞。接着，在分裂增殖和成熟过程中主要的变化有细胞体积逐渐变小、核逐渐消失、血红蛋白逐渐增多等。每一个原红母细胞经3～5次有丝分裂、增殖为8～32个晚幼红细胞，直至发育成为网织红细胞，大约要3～7天时间。再经过大约2～3天的时间，网织红细胞才发育成为成熟红细胞。
结合以上材料并联系教材P117～118的内容，回答以下问题。
1．由髓系多潜能干细胞→红系定向祖细胞→原红母细胞→晚幼红细胞→网织红细胞→成熟红细胞的变化过程在细胞的生命历程中，可称为什么？
2．给“细胞分化”下一个定义并结合红细胞的生成简述细胞分化的表现。
3．下列事实分别说明了细胞分化的哪一特点？
①细胞分化发生在整个生命进程中。
②黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。
③髓系多潜能干细胞→红系定向祖细胞→原红母细胞→晚幼红细胞→网织红细胞→成熟红细胞→死亡。
④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。
4．总结细胞分化的意义。
5．分析细胞分化的原因（实质）。
资料：在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。
（1）红细胞为什么能合成血红蛋白，而不合成肌动蛋白？肌细胞为什么能合成肌动蛋白？
（2）同一生物体的红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？
（3）基因相同，合成的蛋白质不同的根本原因是什么？
迁移与应用1
细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。下列属于奢侈基因的是（ ）。
A．血红蛋白基因 B．ATP合成酶基因
C．DNA解旋酶基因 D．核糖体蛋白基因
1．细胞分化的实质
基因的选择性表达。同一生物体不同部位的细胞DNA、基因、tRNA相同，但mRNA和蛋白质不同。
2．管家基因与奢侈基因
管家基因：在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。奢侈基因：只在特定细胞中选择性表达的基因，控制细胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因等。
3．从不同的水平分析细胞分化
（1）从细胞水平分析：是细胞形态、结构和生理功能改变的结果。
（2）从亚显微结构水平分析：是细胞器的数目及细胞质基质成分和功能改变的结果。
（3）从分子水平分析：①蛋白质角度：是蛋白质种类、数量、功能改变的结果。②基因角度：基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本原因。
二、细胞的全能性
活动与探究2
1．请将下表中说明细胞全能性的实例补充完整。
实例 全能性说明
①________ 说明高度分化的植物细胞具有发育成完整个体的能力
克隆绵羊 说明高度分化的动物细胞的②______具有全能性
花药离体培养 说明生殖细胞（③______）具有全能性
雄蜂的发育 说明生殖细胞（④______）具有全能性
2．以下是全能性高低比较，请将“＞”或“＜”填入相应空白处。
（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____造血干细胞____皮肤生发层干细胞。
3．细胞分化与细胞全能性的关系可用下列图解表示，请将图中①②③④表示的全能性高低的程度补充完整。
迁移与应用2
下列有关细胞全能性的叙述，错误的是（ ）。
A．植物细胞离体培养在一定适宜条件下，能表现出全能性
B．受精卵细胞全能性最高
C．在生物体内由于细胞的分化，全能性难以表达
D．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高
细胞分化和细胞全能性的比较
项目 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：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高度分化的植物体细胞具有全能性表现条件：a.离体b．营养物质充足c．激素调节d．无菌环境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。例如，动物克隆技术
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已分化的细胞仍保持全能性，但细胞的分化程度越高，具有的全能性越小
三、干细胞
活动与探究3
阅读教材P119最后一自然段，并讨论回答下列问题。
1．除受精卵外，生物体内还有没有具有分裂分化能力的细胞？
2．红细胞、白细胞、血小板来源于哪里？
迁移与应用3
动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对右图的相关叙述中，错误的是（ ）。
A．a过程表示干细胞能自我更新
B．b、c过程表示干细胞具有分化能力
C．a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同
D．b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用
干细胞按能力可以分为三类：全能干细胞（胚胎干细胞）、多能干细胞（组织干细胞）和专能干细胞。
全能干细胞的一大特点是具有发育的全能性，可以参与整个生物体的发育，构成人体的各种组织和器官。受精卵便是一个最初始的全能干细胞。多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，但不能发育成完整的个体，如血液组织干细胞、神经组织干细胞和皮肤组织干细胞等。多能干细胞进一步分化，可形成专能干细胞。专能干细胞只能分化成某一类型的细胞，如神经组织干细胞可以分化成各种类型的神经细胞，血液组织干细胞可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。
答案：活动与探究1：
1．答案：细胞分化。
2．答案：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。细胞分化表现为：蛋白质的种类和含量出现差异（红细胞成熟过程中血红蛋白含量增多）、细胞的形态结构出现差异（例如红细胞在成熟过程中，体积逐渐变小、细胞核逐渐消失）。
3．答案：①持久性；②稳定性；③不可逆性；④普遍性。
4．答案：（1）细胞分化是个体发育的基础；（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。
5．（1）答案：在红细胞中血红蛋白的基因处于活动状态，控制合成了血红蛋白，而肌动蛋白的基因处于关闭状态。而肌细胞中正好相反。
（2）答案：相同，因为都是由一个受精卵经有丝分裂而来。
（3）答案：基因选择性表达的结果。
迁移与应用1：A 解析：只有在红细胞中，控制血红蛋白合成的基因才能选择性地表达。而其他选项中的ATP合成酶基因、DNA解旋酶基因、核糖体蛋白基因是在每一个具有生命活动的细胞中都要表达而分别合成ATP合成酶、DNA解旋酶、核糖体蛋白。
活动与探究2：
1．①植物组织培养 ②细胞核 ③精子 ④卵细胞
2．（1）> > （2）> （3）> >
3．①高 ②低 ③高 ④最高
迁移与应用2：D 解析：细胞的全能性要在离体和一定条件下才能实现，所以A项和C项正确。受精卵未分化，全能性最高，故B项正确。卵细胞虽分化程度较高，但其全能性也较高，故D项错误。
活动与探究3：
1．答案：植物体内：分生组织细胞；动物体内：干细胞。
2．答案：造血干细胞的增殖和分化。
迁移与应用3：D 解析：b、c代表细胞分化，分化的细胞首先组成组织，由不同的组织构成器官。
当堂检测
1．细胞分化不会导致（ ）。
A．细胞形态出现差异
B．细胞器的种类和数量出现差异
C．蛋白质的种类和数量出现差异
D．细胞的数量增加
2．下列实例中能体现细胞全能性的是（ ）。
①用悬浮液培养的胡萝卜单个细胞也培养成了可育的植株 ②植物用种子进行繁殖后代 ③用烟草组织培养的单个细胞培养出了完整植株
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
3．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象。下列有关叙述不正确的是（ ）。
A．细胞分化发生在生物体的整个生命进程中
B．细胞分化是赋予不同种类细胞特异结构和功能的过程
C．细胞分化过程是细胞内遗传物质逐渐缺失的过程
D．细胞分化能使细胞趋向专门化，提高生理功能的效率
4．成人体内绝大多数处于分化终端的各种细胞（ ）．
A．遗传信息相同 B．基因表达相同
C．mRNA种类相同 D．蛋白质种类相同
5．通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是（ ）。
A．类胚胎干细胞能够分化成多种细胞
B．分化的体细胞丢失了某些基因
C．二者功能有差异，但形态没有差异
D．二者基因组成相同，且表达的基因相同
答案：1．D 2.B 3.C
4．A 解析：细胞分化的过程中，细胞内的遗传信息不会发生改变，A项正确；细胞分化的实质是基因选择性表达，所以基因的表达过程不同，B项错误；基因选择性表达实际上就是控制合成不同的蛋白质，需要合成不同的mRNA，C、D两项错误。
5．A 解析：干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。类胚胎干细胞与胚胎干细胞具有相似的特性，能够分化成多种细胞。
提示：用最精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记。第4节 细胞的癌变
问题导学
一、癌细胞的概念和主要特征
活动与探究1
阅读教材P125～126的内容，思考并回答以下问题。
1．正常机体的细胞按照细胞的生命历程可分哪几种类型并举例说明。
2．处于正常生命历程中的细胞是否会有遗传物质的改变？如果细胞有了遗传物质的改变有可能演变为何种细胞？
3．总结癌细胞的特征。
4．接触性抑制是指正常细胞在体外培养时，表现为贴壁生长和汇合成单层后停止生长的现象。下图甲和乙为细胞培养过程中的生长情况，其中哪个图表示的是正常细胞？哪个图表示的是癌细胞？
迁移与应用1
研究表明细胞癌变是细胞从已分化转变到未分化状态的过程，下列叙述正确的是（ ）。
A．癌细胞具有和正常分化细胞相近的细胞类型
B．癌细胞的分裂能力与分化程度呈正相关
C．诱导癌细胞的正常分化是癌症治疗的一种策略
D．癌细胞类似于胚胎细胞都脱离了细胞的正常分化
几种细胞变化过程的比较
项目 细胞的变化 遗传物质变化 发生时期 联系
细胞分裂 细胞数目增多 遗传物质复制后均分 从受精卵开始，有的终生保持，有的停止分裂
细胞分化 细胞形态、结构、功能发生稳定性差异，细胞种类增多 遗传物质不发生改变 整个生命进程中，胚胎期达到最大限度
细胞癌变 细胞膜上的糖蛋白减少，细胞之间黏着性降低，细胞无限增殖 遗传物质发生改变 渐变的过程，具积累效应
细胞衰老 代谢变慢、酶的活性降低、水分减少 遗传物质不发生改变 多细胞生物全部生命过程中都有，个体的衰老是组成个体的细胞普遍衰老的结果 ①分裂是分化的基础②分裂和分化是生物体生长、发育的基础③癌变是细胞的畸形分化④衰老是细胞正常生命过程之一
二、致癌因子的种类、癌变机理和诊治
活动与探究2
情景材料：
空气污染导致肺癌高发
2月4日是“世界癌症日”，在中国，有数据显示，全国每分钟就有6人被诊断为癌症。而与空气污染相关的肺癌发病率更是逐年上升。
近年来，癌症已经成为威胁人类健康的最常见疾病之一，发病率越来越高。针对癌症高发的趋势，北京医院肿瘤内科副主任张永强医生说，目前肺癌是所有癌症中发病率最高的恶性肿瘤。
最近，由于雾霾天气频袭，PM2.5（细颗粒物）与肺部疾病尤其是肺癌的关系也成为民众最为关心的话题之一。虽然目前还没有PM2.5与肺癌发病的直接研究数据，但可以肯定的是，PM2.5对呼吸系统尤其是肺部健康会造成影响。中国工程院院士钟南山日前曾表示，PM2.5会对人体健康造成长远影响，其中就包括肺癌。
研究表明，癌症的发病和许多因素有关系，包括个人生活习惯、环境污染、遗传等等。而对于肺癌来说，其最大的影响因素是吸烟和二手烟，烟草已被证实与肺癌的发病有明确关系。其次是环境污染，PM2.5作为一种细颗粒污染物，容易在肺泡里造成累积，因此对肺部的影响比较大。
2013年世界癌症日的主题就是“你了解癌症吗？”，旨在消除人们对癌症的错误认知，消除公众对癌症治疗的恐惧，引导公众养成健康的生活方式。中国抗癌协会相关专家提示，预防癌症要注意24个字：始于英年，饮食清淡，坚决戒烟，适当锻炼，豁达乐观，定期体检。
根据情景材料并结合教材内容回答以下问题。
1．癌症的发病和哪些因素有关？肺癌的发病主要和哪种因素有关？
2．从理化属性，可把致癌因子分哪些种类？PM2.5和吸烟属于哪类致癌因子？
3．癌症的发生和遗传因素有关吗？如果答案是肯定的，请写出具体基因的名字。
4．有人说切除正常人体与癌变有关的基因就可避免癌症的发生，你认为该方案可行吗？为什么？
5．尝试用图解表示癌变的机理。
6．你准备从哪些方面预防癌症？
迁移与应用2
癌症是严重威胁人类健康的疾病之一。引起细胞癌变的内在因素是（ ）。
A．细胞中酪氨酸酶活性降低
B．致癌因子激活原癌基因
C．长期受到电离辐射或X射线照射
D．霉变或熏制食物中所含有的致癌物质
癌症的治疗
目前，治疗癌症主要有化疗、放疗、手术切除等疗法。这三种疗法，在治疗中各有其优点和不足。
化疗，是用化学药物对癌细胞进行杀伤的疗法。其特点是药力猛，可杀伤癌细胞，见效快；但由于选择性差，在杀伤癌细胞的同时，对正常细胞也有杀伤，副作用大。此法适用于癌症早期且体质较好的患者。治疗中所引起的副作用，还需用其他药物进行矫治或辅助治疗。
放疗，是用放射线杀伤局部癌细胞的疗法。适宜于局部肿瘤患者；此法对癌症早期效果较好；不足之处是副作用大，无法根除病根。
手术，即切除局限肿瘤。适宜于早期无转移、肿瘤单一的患者。优点是能最快地切除癌症原发病灶，对癌症早期治疗效果较好。但手术只能切除可见肿瘤，对分散的、不可见的癌细胞无法消除，不能根除病因，不适宜于晚期和年老体弱的患者。
答案：活动与探究1：
1．答案：分以下几种类型：有持续分裂能力的细胞（例如皮肤的生发层细胞）；高度分化的细胞（例如肌肉细胞、神经细胞等）；衰老凋亡细胞（例如衰老的血细胞等）；保留分裂能力但处于休眠状态的细胞（例如肝细胞等）。
2．答案：处于正常生命历程中的细胞不会有遗传物质的改变，但有遗传物质的选择性表达。如果细胞有了遗传物质的改变有可能演变为癌细胞。
3．答案：能够无限增殖（不死性）；癌细胞的形态结构发生了变化；癌细胞的表面也发生了变化。由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使癌细胞彼此之间的黏着性下降，癌细胞容易在有机体内分散转移。
4．答案：图甲表示的是正常细胞，图乙表示的是癌细胞。
迁移与应用1：C 解析：癌细胞是畸形分化的细胞，其形态和结构均发生了较大变化；癌细胞分裂能力很强而分化程度很低，是负相关的关系；由于癌细胞已转变到未分化的状态，诱导癌细胞的正常分化是癌症治疗的一种策略；胚胎细胞的分化程度低，但分化过程是正常的，癌细胞则是畸形分化。
活动与探究2：
1．答案：癌症的发病和个人生活习惯、环境污染、遗传等因素有关。肺癌的发病主要与吸烟、二手烟和空气污染有关。
2．答案：致癌因子分物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。PM2.5和吸烟属于化学致癌因子。
3．答案：癌症的发生和遗传因素有关，相关联的基因是原癌基因和抑癌基因。
4．答案：不可行。因为正常人体与癌变有关的基因主要包括原癌基因和抑癌基因，它们都是正常的基因，都行使着正常的功能。
5．答案：
6．答案：远离致癌因子（戒烟、戒酒和去除不正常的饮食方式等）、适当锻炼、豁达乐观、定期体检等。
迁移与应用2：B 解析：细胞癌变是致癌因子激活原癌基因，而X射线、霉变、熏制食物只是外在因素。
当堂检测
1．下列关于癌细胞特征的叙述，正确的是（ ）。
A．DNA含量是正常体细胞的2倍 B．细胞呼吸速率显著减慢
C．细胞膜上的糖蛋白较少 D．以无丝分裂方式增殖
2．细胞癌变的机理主要是（ ）。
A．自然突变 B．原癌基因和抑癌基因发生突变
C．细胞分化中特化出来 D．细胞衰老过程中的必然产物
3．下列与癌症产生原因有关的叙述是（ ）。
①受到辐射作用 ②受到黄曲霉素的毒害 ③受到肿瘤病毒的感染 ④黄骨髓恢复细胞分裂 ⑤受到感冒病毒的感染
A．①②③ B．②③④
C．③④⑤ D．①③⑤
4．癌症是癌细胞在机体内恶性增殖形成恶性肿瘤及表现出相关症状的一种疾病。下列关于癌症的叙述，哪一项是不正确的？（ ）
A．癌细胞是由体内正常细胞的原癌基因被致癌因子激活所产生的
B．由于癌细胞易在机体内分散和转移，所以手术摘除肿瘤的患者仍有复发的可能
C．对手术治疗后的癌症患者进行放疗和化疗是为了杀死患者体内残余的癌细胞
D．从媒体广告上看，有的治癌药物的药效在95%以上，因而癌症的治疗并不困难
5．阅读下列材料，回答问题。
在对癌症的研究过程中，许许多多的科学家们付出了大量的努力和汗水。1911年，年仅30岁的劳斯（F.Peton Rous）研究一种鸡的肉瘤（恶性肿瘤生长在结缔组织中称为肉瘤，而生长在上皮组织中称为肿瘤），作了下面的实验：他把鸡肉瘤组织取出来磨成液体，用一种特别的“筛子”过滤，这种过滤装置连最小的细胞也通不过去。然后把滤液注射到健康的鸡体内，结果鸡很快长出了肉瘤。
（1）根据以上内容，推测劳斯当时提出了一个什么观点？
________________________________________________________________________。
（2）这个观点为以后细胞癌变的哪一种致癌因子的研究提供了证据？_________ _______________________________________________________________。
（3）请你设计一个模拟实验，来研究某种具体的物理或化学因子是否有可能致癌。
简单设计思路：__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结果预测与结论：________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：1．C 解析：癌变细胞DNA含量并不增加，癌细胞的形态结构发生显著改变，细胞膜表面的糖蛋白减少，使细胞易于分散和转移。
2．B
3．A 解析：人体内存在的骨髓有红骨髓和黄骨髓两种，红骨髓有造血功能，黄骨髓失去了造血功能，但当人体在大量失血等血量减少的情况下，黄骨髓能转变为红骨髓而恢复造血功能，这是人体一项正常的生命活动。
4．D
5．答案：（1）病毒致癌观点 （2）为病毒是致癌因子的研究提供了证据 （3）简单设计思路：①选择实验材料（某种动物），并分组；②用物理或化学因子处理实验动物，同时设置对照 结果预测与结论：如果实验组动物出现了肿瘤，说明这种因子是致癌因子；若没有出现肿瘤，说明这种因子不是致癌因子
提示：用最精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记。第1节 细胞的增殖
问题导学
一、相关的实验知识
活动与探究1
（一）“细胞大小与物质运输的关系”实验分析
1．写出本实验的原理和目的。
2．写出本实验的操作流程图。
3．讨论教材P111的实验讨论题，写出讨论1和讨论3的结果。
（二）观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
阅读教材P115～116的实验内容，回答以下问题。
1．写出实验的原理。
2．简述洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂装片的制作流程。
3．取材时间一般为上午10时至下午2时，其原因是什么？
4．解离的目的是什么？制片时要用拇指轻轻按压载玻片，其目的又是什么？
5．在显微镜视野中观察不到一个细胞连续分裂的动态变化，这与装片制作过程中的哪一步骤有关？原因是什么？
6．解离时间过长或者过短对实验会有什么影响？
7．分生区细胞具有什么特点？
8．细胞周期中，哪一时期的细胞数目最多？为什么？
迁移与应用1
有一位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如下图所示。造成这种情况的原因可能是（ ）。
①取材位置不合适 ②取材时间不合适 ③制片时压片力量不合适 ④解离时间不合适 ⑤视野选择不合适
A．②③ B．②⑤ C．①②⑤ D．①③④
1．限制细胞无限长大的因素
制约细胞体积的因素有三个方面：一是细胞的相对表面积与体积的关系，细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质交换效率越低，细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大；二是细胞核与细胞质之间的关系，细胞核内所含的遗传信息是有一定限度的，能控制的细胞的活动也就有一定的限度，使细胞不可能太大；三是细胞内物质的交流受到细胞体积制约，细胞体积过大，影响物质流动速率，细胞内的生命活动就不能灵敏地控制与缓冲。
2．“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验步骤分析
过程 方法 时间 目的
解离 剪取洋葱根尖2～3 mm，立即放入盛有盐酸和酒精混合液（1∶1）的玻璃皿中，在室温下解离 3～5 min 杀死根尖细胞，使细胞停留在不同的分裂时期；溶解细胞间质，使细胞相互分离开
漂洗 待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗 约10 min 洗去解离液，防止解离过度
染色 把根尖放进盛有质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中染色 3～5 min 龙胆紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色
制片 用镊子将这段根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片。然后，用拇指轻轻地按压载玻片 — 使细胞分散开来，有利于观察
观察 先用低倍镜找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密。再用高倍镜找到中期细胞，然后再找前期、后期、末期的细胞 — 正确分辨各期细胞及其特点，并绘制各时期分裂简图
二、细胞增殖的周期性
活动与探究2
1．什么叫细胞周期？请将下图中关于细胞周期概念的简图补充完整。
2．下图方法1和2都是细胞周期的表示方法，请用文字和箭头以及字母和箭头的形式表示图中的分裂间期、分裂期及细胞周期。
3．填空：细胞周期各时期的特点。
（1）观察染色体最好的时期是哪个时期？
（2）染色单体形成于哪个时期？出现于哪个时期？消失于哪个时期？
4．填表：动物细胞与植物细胞有丝分裂各时期特点比较。
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
相同点 分裂过程基本相同：染色体的形态、数目、行为的变化规律相同；分裂间期都完成了____________________；分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中去
不同点 前期 纺锤体的形成方式不同
由________发出纺锤丝形成纺锤体 两组______发出的星射线形成纺锤体
末期 形成两个子细胞的方式不同
植物细胞中部形成______，扩展形成新______，分裂成两个子细胞 动物细胞膜从中部向内____，把细胞____成两个子细胞
迁移与应用2
菠菜根的分生区细胞不断分裂，对该过程的叙述正确的是（ ）。
A．细胞分裂间期，DNA复制，DNA和染色体的数目增加一倍
B．细胞分裂前期，核膜和核仁逐渐消失，中心体发出星射线形成纺锤体
C．细胞分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，适于染色体计数和形态观察
D．细胞分裂末期，在细胞中央赤道板的位置出现一个由膜构成的细胞板
1．细胞周期的不同表示方法
方法名称 表示方法 说明
扇形图 A→B→C→A为一个细胞周期
直线图 a＋b或c＋d为一个细胞周期
坐标图 a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期
2.赤道板与细胞板的区别：赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。
三、有丝分裂过程中的数据分析
活动与探究3
1．填表：DNA、染色体、染色单体的变化
项目 间期 前期 中期 后期 末期
DNA数（2n） ______ 4n 4n ____ 2n
染色单体数 ______ 4n 4n ______ 0
染色体数（2n） ____ 2n 2n ______ 2n
2．根据DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化曲线回答问题。
（1）A→B，L→M，P→Q的变化原因都是什么？
（2）C→D，G→H，N→O，R→S的变化原因都是什么？
迁移与应用3
下图甲表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系，图乙表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中错误的是（ ）。
A．图甲中AB段形成的原因是DNA分子复制
B．图甲中DE段可表示有丝分裂后期和末期
C．图乙中细胞处于图甲中的DE段
D．图乙中细胞含8条染色体、8个DNA分子、8条染色单体
记住染色体、染色单体、DNA的行为变化时期：DNA分子数目的加倍在间期，数目的恢复在末期；染色体数目的加倍在后期，数目的恢复在末期。观察染色体的最好时期是中期；染色单体的形成在间期，消失在后期。三者的数量关系：若有染色单体，则DNA数＝染色单体数＝2×染色体数；若没有染色单体，则DNA数＝染色体数。
答案：活动与探究1：
（一）1.答案：实验原理：当NaOH与含酚酞的琼脂块相遇时，其中的酚酞会变成紫红色。
实验目的：通过探究细胞大小，即细胞表面积与体积之比，与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。
2．答案：制备琼脂块→浸泡→切割→测量、记录、计算。
3．答案：讨论1：当NaOH与含酚酞的琼脂块相遇时，其中的酚酞变成紫红色，这是常用的检测NaOH的方法，从琼脂块的颜色变化就知道NaOH扩散到多远；在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。
讨论3：细胞越大，物质运输的效率越低，所以多细胞生物体是由许多细胞而不是由少数体积更大的细胞构成的。细胞体积越大，需要与外界环境交换的物质越多；但是，细胞体积越大，其表面积相对越小，细胞与周围环境之间进行物质交流的面积相对小了，所以物质运输的效率越低。
（二）1.答案：（1）高等植物根尖、茎尖的分生区细胞能进行有丝分裂。（2）在高倍显微镜下，可根据细胞内各个时期染色体的存在状态判断该细胞处于有丝分裂的哪个时期。（3）细胞核内的染色体容易被碱性染料（如龙胆紫溶液）着色。
2．答案：取材→解离→漂洗→染色→制片。
3．答案：此时洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多。
4．答案：解离的目的是使组织中的细胞相互分离开；用拇指轻轻按压载玻片的目的是使细胞相互分散开，有利于观察。
5．答案：解离。解离液杀死了细胞，各分裂细胞停留在死亡时的分裂相。
6．答案：解离时间过长，会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏；解离时间过短，会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。
7．答案：分生区细胞的特点是呈正方形；排列紧密；有的细胞正在分裂。
8．答案：处在分裂间期的细胞数目最多，原因是分裂间期时间长。
迁移与应用1：C 解析：此实验需找到呈正方形、排列紧密的分生区细胞，该视野中细胞多呈长方形，可能原因是取材位置不合适、取材时间不恰当或没找到分生区。
活动与探究2：
1．答案：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。①是分裂间期，②是分裂期，③是细胞周期。
2．答案：方法1：间期为乙→甲；分裂期为甲→乙；细胞周期为乙→乙。方法2：间期为a或c；分裂期为b或d；细胞周期为a＋b或c＋d。
3．间期 DNA复制 蛋白质 染色体 核膜 核仁 纺锤体 中期 着丝点 赤道板 数目 后期 着丝点 姐妹染色单体 加倍 染色质丝 核膜、核仁 细胞板 细胞壁
（1）答案：中期。
（2）答案：间期。前期。后期。
4．答案：DNA复制和有关蛋白质的合成 细胞两极 中心粒 细胞板 细胞壁 凹陷 缢裂
迁移与应用2：C 解析：本题主要考查细胞有丝分裂的过程。间期复制的结果是DNA加倍，染色体数不变；中心体发出星射线形成纺锤体只发生在动物细胞和部分低等植物细胞中；细胞板没有膜结构。
活动与探究3：
1．答案：2n→4n 4n 0→4n 4n→0 2n 2n→4n
2．（1）答案：DNA分子复制。
（2）答案：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。
迁移与应用3：D 解析：注意纵坐标为每条染色体上的DNA含量。图甲中AB段对应细胞周期的S期，DNA分子正在复制；有丝分裂后期染色单体分开成为染色体。染色体上的DNA含量减半，图甲中DE段可表示有丝分裂后期和末期；图乙中细胞处于后期，与图甲中的DE段对应；图乙中细胞已经没有染色单体，故选D。
当堂检测
1．细胞不能无限长大的主要原因是（ ）。
A．它的寿命有限
B．它所生活的环境有限
C．细胞表面积与体积的关系限制了细胞长大
D．因为细胞具有分裂周期
2．下图为同一植物细胞处在有丝分裂两个不同时期的模式图，下列表述错误的是（ ）。
A．a结构主要由纤维素和果胶组成
B．b表示细胞膜，c表示细胞核
C．d结构的形成需要高尔基体的参与
D．e的蛋白质成分是在G2期合成的
3．下图是细胞有丝分裂过程中一条染色体上的DNA含量变化图解，下列叙述中正确的是（ ）。
A．在AB段主要进行蛋白质的合成，细胞生长速度快
B．出现CD段变化的原因是细胞质分裂
C．该细胞中，在BC段始终有染色单体存在
D．若该细胞是植物细胞，则CD段高尔基体和内质网活动非常活跃
4．用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，下列叙述正确的是（ ）。
A．同一视野中各个细胞的染色体数目相等
B．在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等
C．观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到赤道板和染色体
D．每个细胞是独立分裂的，任选一个细胞可持续观察它的整个分裂过程
5．右图是一个植物细胞有丝分裂的示意图，请根据图回答下列问题。
（1）此细胞处于有丝分裂的________期。
（2）该细胞此时有染色体________条。
（3）此细胞分裂结束以后，子细胞内的染色体有________条。
（4）①和⑤两条染色体是经过______期______形成的。
（5）此时期继续发展，将在________位置出现________，逐渐扩展形成________，最终分裂为两个子细胞。
答案：1．C 解析：细胞体积越大，其表面积与体积的比值越小，这样细胞与外界的物质交换速率就越小。因此，细胞不能无限长大主要受限于细胞表面积与体积的比值。
2．B 解析：由题图可知a为植物细胞的最外层结构，故为主要由纤维素和果胶组成的细胞壁；细胞膜与细胞壁在生活状态下是紧贴在一起的，故b表示核膜，c表示核仁；细胞板逐渐形成细胞壁，此过程与高尔基体密切相关。
3．C 解析：AB段一条染色体中的DNA数目由1条变为2条，表示的是DNA的复制。出现CD段的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体成为染色体，每条染色体上又只含有一个DNA分子。BC段每条染色体上始终有2个DNA分子，说明始终有2条姐妹染色单体。若该细胞是植物细胞，CD段为有丝分裂后期，而不是末期，末期时高尔基体和内质网活动才开始活跃。
4．B 解析：同一视野中各个细胞所处的时期可能不一样，各个细胞的染色体数目不一定相等；在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等；观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到染色体，但看不到赤道板，赤道板是假想的一个结构；每个细胞是独立分裂的，但在解离的时候细胞已经死亡，所以我们看到的是细胞分裂某个阶段的静态图。
5．答案：（1）后
（2）8
（3）4
（4）间 复制
（5）赤道板 细胞板 细胞壁
提示：用最精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记。第3节 细胞的衰老和凋亡
问题导学
一、影响细胞衰老的内在因素及衰老特征
活动与探究1
1．填空识记细胞衰老的特征
（1）一大（结构变化）：______变大，染色质收缩，染色加深。
（2）二小（结构变化）：细胞内____减少，____变小，新陈代谢的速率减慢。
（3）一多（结构变化）：细胞内色素逐渐积累、增多。
（4）两低：膜的____________降低，多种酶的____降低。
2．在细胞衰老过程中，起决定作用的是细胞质还是细胞核？
迁移与应用1
人衰老的红细胞具有下列哪些特征？（ ）
①水分减少，细胞萎缩 ②新陈代谢的速率减慢 ③某些酶的活性降低 ④呼吸速率上升 ⑤色素积累增多 ⑥细胞的呼吸速率减慢 ⑦细胞核体积增大 ⑧细胞膜的通透性功能改变
A．①②③④⑤⑦⑧ B．①②③⑤⑥⑦⑧
C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧
1．细胞衰老与人类健康
（1）细胞的正常衰老对于实现有机体的自我更新非常有利。如红细胞的快速更新，使血液中始终有足够量的新生红细胞来运输氧气。
（2）细胞异常衰老会给人类带来健康上的威胁，如儿童早衰症就是细胞过早衰老产生的一种疾病。
（3）人体衰老是生理功能下降和紊乱的综合表现，是不可逆的生命过程。其基本特征为：皮肤干燥、皱缩；代谢速率减慢；细胞数目减少；器官功能下降等。
（4）对人类来说，合理的饮食结构、良好的生活习惯、适当的体育锻炼和乐观的人生态度等都有益于延缓衰老。
2．衰老细胞引起的变化
（1）衰老细胞从总体上来说其生理功能降低了。
酶活性降低呼吸速率减慢新陈代谢速率减慢―→物质交流与信息传递效率下降
（2）衰老细胞中细胞器数量减少，如代谢强度减慢，线粒体数量减少。
3．导致细胞衰老的内在因素
（1）年龄：细胞分裂的能力或寿命随生物体的年龄增长而减弱。
（2）物种：细胞分裂次数与具体物种的特异性有关，一般来讲，寿命越长的物种体细胞分裂的最高次数越多。
（3）细胞的衰老速度与性别有关。
（4）细胞核是决定细胞衰老的重要因素。
二、细胞凋亡与细胞坏死
活动与探究2
1．细胞死亡的方式有哪两种？
2．列表比较细胞凋亡与细胞坏死的区别
细胞凋亡 细胞坏死
与基因关系 __________ __________
影响因素 严格受遗传机制决定的程序性死亡 电、热、冷、机械等不利因素
与机体关系 机体控制的主动性死亡，对机体有利 不受机体控制的被动性死亡，对机体有害
实例 胚胎发育过程中人尾消失、五指分开 股骨头坏死、烧伤、烫伤等
3．从以下各种类型的死亡实例中找出属于细胞凋亡的实例并归纳走向凋亡的细胞类型。
（1）人胚胎早期的手和足形似桨板，某些“多余”细胞死亡后，形成正常的指或趾；（2）蝌蚪变成青蛙时，尾部细胞的死亡；（3）女性月经期子宫内膜的脱落；（4）人胚胎时期出现的尾的消失；（5）因不慎而被烧伤部位细胞的死亡；（6）花冠在传粉后凋谢；（7）生冻疮后小块组织的糜烂死亡。
迁移与应用2
细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是（ ）。
A．细胞普遍衰老会导致个体衰老
B．效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡
C．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡
D．衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录
细胞凋亡的意义和实例
细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰起着非常重要的作用。具体表现如下：
①清除多余细胞。在胚胎发育至某阶段时，特定区域的细胞（群）就会发生自然凋亡，清除这些“多余”的细胞，有利于器官的发生。如人的肢体发育中，早期的手和足形似桨板，只有当某些多余细胞凋亡后，才能形成正常的指或趾。
②清除无用细胞。如蝌蚪变成青蛙时，尾部细胞的凋亡退化。
③清除体内的有害细胞。如某些被病毒感染的细胞和一些肿瘤细胞可以通过细胞凋亡的方式清除，作为自身的一种保护机制。
④清除已完成正常使命的衰老细胞。有序的细胞编程性死亡现象是维持个体正常生理活动及功能表达所需要的。
答案：活动与探究1：
1．（1）细胞核 （2）水分 体积 （4）物质运输功能
活性
2．答案：对细胞衰老起决定作用的是细胞核。
迁移与应用1：C 解析：衰老的细胞共具有以下五项特征：（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，新陈代谢的速率减慢。（2）多种酶的活性降低。（3）细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累。（4）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。根据上述特征判断：①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老细胞的特征，但由于红细胞没有细胞核，因此还应除去⑦。
活动与探究2：
1．答案：细胞凋亡和细胞坏死。
2．受基因控制 不受基因控制
3．答案：（1）（2）（3）（4）（6）属于细胞的凋亡。走向凋亡的细胞类型包括：为完成个体的正常发育没有存在必要的细胞；因衰老而功能降低的细胞；因病原体感染后被清除的细胞。
迁移与应用2：C 解析：个体的衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A项正确；细胞凋亡是正常机体在受到生理和病理刺激后出现的一种主动的死亡过程，被病原体侵入的细胞（靶细胞）的清除，是细胞凋亡，B项正确，C项错误；染色质固缩后将无法正常解旋，从而影响DNA的复制和转录，D项正确。
当堂检测
1．下列各项中不属于细胞衰老特征的是（ ）。
A．细胞内水分减少
B．细胞内有些酶的活性降低
C．细胞内色素大量积累
D．细胞内的呼吸加快，物质运输功能加强
2．关于细胞凋亡的叙述正确的是（ ）。
A．细胞凋亡就是细胞坏死
B．细胞凋亡导致细胞坏死，因而对生物体是有害的
C．细胞凋亡在生物体个体发育过程中起着重要作用
D．细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制
3．下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是（ ）。
A．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同
B．个体发育中细胞的分裂、分化和凋亡对于生物体都是有积极意义的
C．细胞分裂存在于个体发育整个生命过程中，细胞分化仅发生于胚胎发育阶段
D．多细胞生物体细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的
4．叶片衰老时，叶片细胞内发生一系列物质变化，其中蛋白质和RNA含量（ ）。
A．显著下降 B．显著上升
C．变化不大 D．蛋白质含量下降，RNA含量上升
5．细胞凋亡和细胞坏死的共同变化是（ ）。
A．基因的表达能力增强 B．细胞膜的运输功能增强
C．细胞的基因型发生改变 D．细胞的形态发生改变
答案：1．D 2.C 3.B 4.A
5．D 解析：细胞凋亡由基因决定，与凋亡有关的基因的表达能力增强，大部分基因的表达能力减弱，细胞坏死由不利的外界因素引起，与基因无关。细胞凋亡和细胞坏死均可以表现在细胞形态变化上。
提示：用最精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记。第3节 细胞的衰老和凋亡
1．描述细胞衰老的特征。
2．区别细胞凋亡与细胞坏死。
3．探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系。
一、个体衰老与细胞衰老的关系
对于单细胞生物来说，细胞的衰老和死亡就是______的衰老和死亡。
对于多细胞生物体来说，细胞衰老和个体衰老______一回事；个体衰老的过程也是组成个体的细胞__________的过程；细胞随______次数增多而衰老。
思考：老年人体内的细胞全是衰老细胞，年轻人体内全是幼嫩细胞，这种说法对吗？
二、细胞衰老的特征
1．细胞衰老的过程
细胞衰老的过程是细胞的__________和__________发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的______、______和______发生变化。
2．衰老细胞的特点
（1）水分______，代谢速率______。
（2）酶活性______。
（3）色素随细胞衰老而______。
（4）呼吸速率______，细胞核体积______，核膜内折、染色质______、染色加深。
（5）细胞膜通透性______，使物质运输功能______。
思考：白发老人的白发是怎样形成的？
三、细胞的凋亡
1．概念
由______决定的细胞自动结束生命的过程，叫细胞凋亡，也叫细胞__________。
2．机理
严格由__________决定的程序性死亡。
3．意义
细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常______，维持__________的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
四、细胞坏死的原因
各种不利因素影响；细胞______受损或中断引起细胞______和死亡。
答案:一、个体 不是 普遍衰老 分裂
思考
提示：不对。老年人体内也有幼嫩的细胞，如造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。
二、1.生理状态 化学反应 形态 结构 功能
2．（1）减少 减慢 （2）降低 （3）积累 （4）减慢 增大 收缩 （5）改变 降低
思考
提示：衰老细胞的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，导致头发变白。
三、1.基因 编程性死亡
2．遗传机制
3．发育 内部环境
四、代谢 损伤
1．理解个体衰老与细胞衰老的关系及细胞衰老的特征
（1）个体衰老与细胞衰老的关系
①对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
②对于多细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡与个体的衰老或死亡并不是一回事。多细胞生物体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡状态。从总体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
（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”：细胞内水分减少，体积变小。
③“一多”：细胞内色素逐渐积累、增多。
④“三低”：膜的物质运输功能降低，多种酶的活性降低，代谢速率减慢。
单细胞生物细胞的衰老与个体衰老同步进行；多细胞生物细胞的衰老与个体衰老不同步；衰老的个体中也有不衰老的细胞，如干细胞。
2．细胞凋亡与细胞坏死的区别
细胞凋亡 细胞坏死
原因 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程 在不利因素的影响下，细胞正常代谢受损或中断引起的细胞损伤或死亡
特征 必然事件。细胞在恰当的时间、恰当位置自然死亡 偶然事件。细胞受到环境因素如机械损伤、病原体入侵、化学试剂腐蚀、射线辐射等的影响而死亡
意义 具有积极意义。完成正常发育，维持内部环境的稳定 具有或多或少的消极意义。可使器官或机体受到不同程度的损伤，其受损的细胞可能被机体修复，也可能被免疫系统予以清除
题型一 细胞的生命历程
【例1】（2009·安徽理综）细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。下列有关叙述正确的是（ ）。
A．人体各种组织细胞的衰老是同步进行的
B．人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡
C．细胞癌变是细胞高度分化的结果
D．皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物
解析：人体细胞要经过未分化、分化、衰老和凋亡的过程，各细胞的发生过程并不是同步的；细胞凋亡对生物体组织、器官的形成及生物体的发育是必不可少的，如人早期胚胎尾的消失、手部五指的形成，蝌蚪尾的消失等；细胞癌变是细胞畸形分化的结果；皮肤上“老年斑”的形成是由于细胞衰老色素沉积的结果。
答案：B
反思领悟：细胞增殖、分化、衰老和凋亡是正常的生命现象，是细胞正常的生命历程。
题型二 细胞凋亡的原因和意义
【例2】 （2009·天津理综）下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。
据图分析，不正确的是（ ）。
A．①过程表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能
B．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达
C. ②过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程
D．凋亡相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中发挥重要作用
解析：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，叫细胞凋亡。①是凋亡诱导因子与膜受体发生特异性结合，表明细胞凋亡具有特异性，体现了生物膜的信息传递功能；细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达；②过程中凋亡细胞被吞噬，是细胞主动死亡的过程，因此C不正确；凋亡相关基因在机体中本来就存在，是固有的，在动物生长发育过程中的不同时期表达，从而发挥重要作用。
答案：C
反思领悟：细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是正常的生命现象，对生物体的生命活动有积极意义。
题型三 细胞凋亡与细胞坏死的区别
【例3】 下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述，错误的是（ ）。
A．细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的
B．细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的
C．细胞凋亡是由基因调控的，细胞坏死是由外界因素引起的
D．细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的
解析：细胞死亡是细胞生命活动的结束。在多细胞生物体中，细胞的死亡有两种不同的形式：细胞凋亡和细胞坏死。所谓细胞凋亡，是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，是细胞主动死亡的过程。细胞坏死是由强烈的外界因素造成的细胞损伤和急速死亡。细胞坏死是意外的、被动性的死亡，故又称病理性死亡。
答案：D
反思领悟：对相近概念的掌握宜采用列表比较的方法，例如，可将细胞凋亡与细胞坏死的区别进行如下总结：
细胞凋亡 细胞坏死
生理性过程，为正常死亡的过程 病理性过程
主要由与凋亡相关的基因引起 和基因无关
细胞分为一个个小体 胞浆外溢
细胞变圆，与周围的细胞脱开 细胞外形不规则变化
细胞膜内陷 细胞膜破裂
被周围细胞吞噬 引起炎症反应
1 下列有关细胞衰老和凋亡的说法中正确的是（ ）。
A．健康的成人体内，每天有一定量的细胞凋亡
B．细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制
C．老年人头发变白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起
D．胚胎发育期生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行
2 下列关于细胞增殖、分化、衰老、癌变的叙述，不合理的是（ ）。
①幼年个体中没有衰老的细胞，老年个体中没有新细胞产生 ②由胚胎干细胞诱导分化成肾脏体现了细胞全能性 ③细胞凋亡对机体有利，细胞坏死对机体有害 ④细胞分化导致细胞中遗传物质改变 ⑤癌细胞是畸形分化的结果 ⑥衰老的人红细胞呼吸代谢速率减慢，细胞体积减小，核体积增大
A．①②③④ B．①②④⑤ C．①②④⑥ D．③④⑤⑥
3 关于细胞衰老的说法错误的是（ ）。
A．人一生中，体细胞分裂50～60次，因而各种细胞寿命一样
B．机体内能保持具有不断分裂能力的细胞寿命较长
C．生物体内随时有大量细胞衰老、死亡，同时又有大量新增殖的细胞代替它们
D．衰老、死亡是由细胞遗传程序所决定的正常生命现象
4 （2009·海南卷）下列现象中属于细胞编程性死亡的是（ ）。
A．噬菌体裂解细菌的过程 B．因创伤引起的细胞坏死
C．造血干细胞产生红细胞的过程 D．蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡
答案:1．A 衰老和凋亡是细胞正常的生命现象，在健康的成人体内，每天有一定数量的细胞凋亡。细胞的凋亡是一种程序性死亡，是受机体基因组调控的细胞正常的死亡。白化病是由基因突变导致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。胚胎发育期细胞的衰老并不代表机体的衰老，从整体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2．C
3．A 同一种生物体内，细胞分裂的次数是一定的。但同一个体内不同组织的细胞分化程度不同，细胞的寿命也不同。有的细胞不完全分化，如表皮生发层的细胞、骨髓的造血干细胞等，可以不断分裂，这样的细胞寿命较长。有的细胞高度分化，如神经细胞、肾细胞等，这样的细胞在生物体内不再继续分裂，寿命相对较短。细胞的衰老是正常的生命现象。
4．D 本题考查细胞凋亡的定义，细胞编程性死亡又称为细胞凋亡，只有蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡是由基因控制的细胞程序性死亡。
探究方法
探究细胞衰老原因的方法：采用年轻细胞和衰老细胞单独培养、混合培养和交叉移植培养的方法进行比较对照，然后得出结论。
能力展示
科学家为了探究细胞衰老的影响因素，进行了如下实验。
实验Ⅰ：分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果见下表：
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2～4
实验Ⅱ：分别将老鼠、鸡、人和龟的细胞体外培养，结果见下图。
实验Ⅲ：将老年男性体细胞和年轻女性体细胞混合培养，当老年男性体细胞停止分裂时，年轻女性体细胞依然分裂旺盛。
实验Ⅳ：将年轻人体细胞去核后与老年人完整细胞融合；另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者分裂旺盛。
分析以上实验，回答下列问题。
（1）每个实验可以得出怎样的结论？
实验Ⅰ：______________________________________________________________。
实验Ⅱ：_____________________________________________________________。
实验Ⅲ：_________________________________________________________________。
实验Ⅳ：__________________________________________________________________。
（2）影响细胞衰老的内在因素有哪些？（至少写出两项）
________________________________________________________________________。
（3）上述哪一个实验设计不够严密？________________________。应怎样改进？
解析：对4个实验结果的比较，首先要确定出各自的自变量分别为：年龄、物种、年龄与性别、核或质，然后联系因变量作出解答，并在此基础上完成第（2）题。实验Ⅲ中有2个变量，故应再增加两个对照组，使因果关系更显著。
答案：（1）实验Ⅰ：细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱
实验Ⅱ：细胞分裂次数与具体物种的特异性有关，一般来讲，寿命越长的物种体细胞分裂的最高次数越高
实验Ⅲ：年轻女性体细胞比老年男性体细胞分裂旺盛
实验Ⅳ：细胞核是决定细胞衰老的重要因素
（2）影响细胞衰老的内在因素有：生物的物种、年龄、性别、细胞核的变化等
（3）Ⅲ实验设计不严密 应增加2个对照组，具体如下：第一组：同年龄的男性细胞和女性细胞一起混合培养，然后观察实验结果，以探究性别对细胞分裂能力有什么影响。第二组：同性别的男性或女性细胞分不同年龄一起混合培养，探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影响。第4节 细胞的癌变
1．说出癌细胞的主要特征。
2．讨论恶性肿瘤的防治。
3．搜集恶性肿瘤防治方面的资料
一、癌细胞及其主要特征
1．癌细胞的概念
有的细胞受到__________的作用，细胞中__________发生了变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的__________细胞，这种细胞就是癌细胞。
2．癌细胞的主要特征
（1）在适宜的条件下能够__________。
（2）癌细胞的__________发生了显著变化。
（3）癌细胞的______发生了变化，由于细胞膜上的________等物质减少，使得癌细胞彼此之间的________显著降低，容易在体内__________。
思考：癌细胞具有哪些主要特征？
二、致癌因子
1．物理致癌因子
物理致癌因子主要指辐射，如紫外线、__________等。
2．化学致癌因子
化学致癌因子有数千种之多，无机物如石棉、砷化合物等；有机物如黄曲霉素、________等。
3．病毒致癌因子
病毒致癌因子是指能使细胞发生癌变的病毒，如ROUS肉瘤病毒。
三、致癌机理
人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因：__________和__________。原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的______。环境中的致癌因子会损伤细胞中的______分子，使原癌基因和抑癌基因发生______，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
思考：为了预防癌症，我们应该怎么做？
四、癌症的诊断和治疗
在诊断方面，已经有____________观察、CT、核磁共振、癌基因检测等手段；在治疗方面，已经有手术切除、_________、放疗等手段。目前，科学家正在细胞和基因水平上对细胞的癌变进行深入的研究。
答案:一、1.致癌因子 遗传物质 恶性增殖
2．（1）无限增殖 （2）形态结构 （3）表面 糖蛋白 黏着性 分散和转移
思考
提示：癌细胞能够无限增殖，并且由于癌细胞膜上糖蛋白减少，癌细胞易分散和转移。
二、1.X射线
2．亚硝胺
三、原癌基因 抑癌基因 增殖 DNA 突变
思考
提示：尽量避免与致癌因子接触，食用含抗癌物质的食品，有一个健康的心态，心胸要开阔，善于与别人交流，不要压抑自己的情绪。
四、病理切片的显微 化疗
细胞的癌变
（1）癌细胞的概念：受到致癌因子的作用，遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
（2）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）。
②癌细胞的形态结构发生了变化：
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，导致癌细胞易分散、易转移。
（3）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（如下图）：
癌细胞不具备正常动物细胞培养具备的特点，即没有接触抑制和贴壁生长的特点。
题型一 癌细胞的特征
【例1】 癌细胞容易分散和转移的根本原因是（ ）。
A．细胞膜上的糖蛋白减少 B．细胞膜上的蛋白质减少
C．细胞内的遗传物质发生改变 D．细胞膜变成全透性
解析：癌细胞由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致接触抑制丧失，这是导致癌细胞易分散和转移的直接原因，其根本原因是细胞内的遗传物质发生改变，某些糖蛋白不能合成。
答案：C
反思领悟：直接原因一般从生命活动的体现者（蛋白质）方面来考虑，根本原因则一般从控制蛋白质的遗传物质（基因）方面来考虑。
题型二 细胞的癌变
【例2】 （2009·海南卷）下列关于癌细胞的叙述，错误的是（ ）。
A．癌细胞具有无限增殖的能力 B．细胞癌变可以由病毒感染引发
C．原癌基因只存在于癌细胞中 D．癌细胞的转移与细胞间黏着性下降有关
解析：正常的细胞都存在原癌基因和抑癌基因，它们发挥作用相互制约使细胞保持正常，当其中一个基因发生基因突变时，细胞将会发生癌变。
答案：C
反思领悟：细胞癌变是原癌基因突变的结果。癌细胞的特点是无限增殖；形态改变；细胞膜上糖蛋白减少，易分散、易转移。
1 下列属于癌症的疾病是（ ）。
A．白血病 B．败血症 C．坏血病 D．血友病
2 对于多细胞生物而言，下列有关细胞生命历程的说法，正确的是（ ）。
A．细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变
B．细胞癌变是所有细胞都要经历的一个阶段
C．细胞衰老时细胞呼吸的速率减慢
D．细胞死亡是细胞癌变的结果
3 人和动物细胞的染色体上普遍存在与癌有关的基因，但是大多数人不患癌症，而只有少数人患癌症，其原因是（ ）。
A．在正常情况下，与癌有关的基因处于正常状态
B．与癌有关的基因不能被激活
C．癌细胞是细胞畸形分化造成的
D．大多数人体内有抵抗癌细胞的免疫功能
4 据报道，辽宁省的某些村庄将霉烂的粮食加工后廉价出售给一些建筑民工，经过工商、公安部门的联合调查，对上述地区进行了治理整顿。霉烂的粮食不能食用的原因是其中含有大量（ ）。
A．物理致癌因子 B．尼古丁
C．病毒致癌因子 D．黄曲霉素
答案:1．A 癌症是机体调节功能平衡的机制出现异常导致的。通常上皮组织发生的恶性肿瘤称作癌；造血组织如骨髓造血干细胞发生的恶性病变称作白血病，白血病也称作血癌。白血病种类繁多，因此表现也会有差异。一般临床表现为：骨髓细胞恶性增生，原始细胞可高达60%～80%，白细胞血检可高达几万到几十万，其他血细胞明显少，多有贫血症状。败血症是由于皮肤受伤后，细菌侵入体内并在血液中繁殖，导致大面积感染，严重时会导致死亡。坏血病是因为食物中缺少维生素C导致毛细血管脆性加强，容易造成皮下毛细血管破裂。血友病属于遗传病，表现为凝血障碍。
2．C 细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞内的遗传物质并未改变；细胞癌变是在致癌因子的作用下，细胞内的原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果，细胞的癌变只是偶然发生；细胞衰老时发生细胞呼吸的速率减慢，细胞膜通透性改变，色素积累，细胞核体积增大、染色质收缩、染色加深等一系列的变化；细胞死亡是细胞正常完成未分化、分化、衰老、死亡的生命历程；癌变的细胞则脱离正常的历程，细胞畸形分化，形成不受有机体控制的恶性增殖细胞。
3．A 人和动物细胞的染色体上普遍存在着与癌有关的基因：原癌基因和抑癌基因，在正常情况下，二者处于正常状态。如果由于某种原因，如紫外线、化学药物等刺激，使原癌基因和抑癌基因本身发生突变，就有可能使正常的细胞发生癌变，成为癌细胞。
4．D 发霉的、熏制的食品，烤焦的以及高脂肪的食品都含有较多的致癌因子。其中霉烂的粮食中就含有致癌性很强的黄曲霉素。
探究方法
探究调控细胞增殖的基因是位于细胞质还是细胞核的方法：首先用胰蛋白酶处理获得的单个体细胞和癌细胞，然后分别用核质交叉移植培养的方法进行比较对照，最后分析讨论得出相应的结论。
能力展示
生物学家研究发现，癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制，该调控基因能激发所有动物细胞大量增殖，为探究该调控基因是存在于细胞质还是细胞核中，科研人员做了如下实验设计（见下图）：
根据以上思路，请继续完成下列实验设计方案：
A．实验方案（实验提示：癌细胞能继代培养，但细胞形态发生明显改变。如何观察细胞形态不作实验设计要求）：
（1）用胰蛋白酶分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝细胞，使之分散成单个细胞。
（2）分别使单个癌细胞和单个肝细胞核质分离。
（3）_________________________________________________________。
（4）取两个培养瓶分别编号甲、乙，各加入等量的培养液。
（5）_________________________________________________________。
（6）_________________________________________________________。
B．预期实验结果及结论：
（1）_________________________________________________________。
（2）_________________________________________________________。
（3）_________________________________________________________。
（4）_________________________________________________________。
解析：本题探究调控细胞增殖的基因是位于细胞质还是细胞核中，根据题中图示，应先利用动物细胞培养技术培养癌细胞和正常小鼠肝细胞。然后通过核质互移形成重组细胞，放到培养瓶中进行培养，观察细胞形态的改变，即可知道该调控基因是存在于细胞核还是细胞质中。由于是探究实验，因此实验结果和结论应作出多种可能性的预测。
答案：A.（3）取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞甲，取癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞乙
（5）分别取等量重组细胞甲和重组细胞乙，依次加入甲、乙两个培养瓶中，进行细胞培养
（6）分别观察甲、乙培养瓶中的细胞形态
B．（1）若甲瓶中的细胞（或重组甲细胞分裂产生的细胞）形态发生明显变化，则调控基因存在于细胞核中
（2）若乙瓶中的细胞（或重组乙细胞分裂产生的细胞）形态发生明显变化，则调控基因存在于细胞质中
（3）若甲、乙两瓶中的细胞（或重组甲、重组乙细胞分裂产生的细胞）形态均发生明显变化，则调控基因可能同时存在于细胞核和细胞质中
（4）若甲、乙两瓶中的细胞（或重组甲、重组乙细胞分裂产生的细胞）形态均没有明显变化，则其调控基因的表达需核质相互作用
