师：同学们，今天我们复习细胞的生命历程之细胞分化、衰老、凋亡和癌变。细胞分裂产生一系列相同细胞后，会分化出不同类型细胞执行特定生理功能。下面我们来看什么叫细胞分化。细胞分化是指由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构、生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程。细胞分化贯穿整个生命活动过程，在胚胎时期达到最大限度。细胞分化的结果是形成不同的组织和器官。在个体发育中，细胞分化能增加细胞类型，不同类型细胞构成生物体的组织和器官，执行不同生理功能。细胞分化具有普遍性、持久性、不可逆性和稳定性。那么是什么原因使得细胞发生分化呢？我们来看这幅图，卵细胞受精后形成受精卵，受精卵经有丝分裂产生许多胚胎细胞。这些细胞之后分化成不同类型细胞，执行不同功能。请问这些细胞含有的基因都一样吗？这些细胞都是由受精卵有丝分裂后分化来的，所以它们基因应该全部一样，含有全套基因。但最后为什么长得不一样呢？人体细胞大约有3万个基因，每个细胞并非3万个基因都要表达，每个细胞只表达一部分基因。不同类型细胞正是因为表达了不同基因，所以细胞分化的原因是基因进行了选择性表达。再问大家，这些不同类型细胞中表达的基因全都不一样吗？它们有没有一些基因是都要表达的？显然是有的，例如每个细胞都要合成ATP，都要合成ATP合成酶，这个基因每个细胞都要表达。细胞分化是生物体个体发育的基础，是生物界普遍存在的生命现象。细胞分化使得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。1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞做组织培养实验，发现胡萝卜韧皮部细胞仍然发育成一株完整的胡萝卜。这就叫做细胞的全能性。细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。我们可以分为植物细胞全能性和动物细胞全能性来讨论学习。植物细胞全能性指高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，原因是已经分化的植物细胞仍然保留本物种的全套遗传物质。但一株植物，花是花，叶是叶，并非所有细胞都表达出全能性，需要哪些条件呢？首先需要离体，还需要无菌、适宜的营养物质、激素、光照以及温度等条件。相对而言，动物细胞全能性比植物细胞全能性难以表达。随着动物细胞分化程度提高，全能性逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。我们都知道动物可以克隆，但体细胞克隆不是培养一个动物体细胞就能发育成完整个体，而是要通过细胞核移植以及胚胎移植来实现。目前科学研究只能说明已经分化的动物体细胞核具有全能性。我们来看一些判断：

　　蛙胚胎发育过程中通过细胞分裂不断增加细胞数量，并在一定时期发生分化。这是正确的。

　　基因选择性表达是指不同细胞中表达的基因都不同。刚才说过，选择性表达是一些基因都要表达，一些基因选择性表达，所以二错误。

　　胰岛B细胞有胰岛素基因而无血红蛋白基因，故可以产生胰岛素而不能产生血红蛋白。这个错误，胰岛B细胞拥有全套遗传物质，所有基因都有。

　　克隆羊多莉的诞生证明动物体细胞仍然具有全能性。可能很多同学以为这个正确，但刚才说动物细胞全能性目前只能体现出细胞核具有全能性，所以4错误。

　　用动物胚胎干细胞培育出的组织和器官体现动物细胞全能性。我们说全能性体现要发育成完整个体，所以5也是错误。

　　肌肉细胞与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不相同。肌肉细胞与红细胞基因应该一样，mRNA和蛋白质有的相同，有的不同。这里补充一下，细胞中从功能上可分为两类基因，一类叫管家基因，一类叫奢侈基因。管家基因是所有细胞均要表达的一类基因，其产物是维持细胞生命活动必需的，例如刚才说的ATP合成酶基因、呼吸酶基因，这些相关基因每个细胞都要表达。奢侈基因是不同类型细胞特异性表达的基因，赋予细胞不同生理功能，例如血红蛋白基因在红细胞里表达，胰岛素基因在胰岛B细胞里表达。关于细胞分化和细胞全能性的判断，可通过这三个判断依据：第一，同一来源细胞形成形态结构不同的组织，这个过程叫细胞分化。第二，植物体细胞形成新个体，叫做全能性得到表达。而分化的动物细胞一般做动物细胞培养，培养成一群细胞不能体现细胞全能性，这只是动物细胞培养。下面看一道信息题。如图是人体三种细胞内部分基因及它们的活动状况，据图分析，a、b、c三种细胞形态各异，分别列举了这三种细胞中的4类基因，a是催化葡萄糖到丙酮酸的酶的基因，其实这就是与细胞呼吸有关的基因；b是生长激素基因；c是胰岛素基因；d是血红蛋白基因。涂黑阴影部分表示能表达的基因，空白表示不能表达的基因。上述基因在三种细胞内均表达的是字母a，特异性表达的是b和c。从图中看到血红蛋白基因在这三种细胞中均未表达，所以这三种细胞不包括血红蛋白基因表达的细胞，即不包括红细胞。a细胞可产生胰岛素，应为胰岛B细胞，b细胞可产生生长激素，产生生长激素的细胞是垂体细胞。第三问，若用胰岛素基因做探针检测a、b、c三类细胞的DNA分子，其杂交带状况如何？这三类细胞都有胰岛素基因，所以都会出现杂交带。现在将探针改为检测胰岛素基因mRNA，只有细胞中有胰岛素基因的mRNA才可杂交出现杂交带，所以杂交带出现状况是只有a细胞可形成杂交带。第4小题，下列叙述中能说明某细胞已经发生分化的是，发生分化要一些特异性基因表达，所以答案选c。细胞都有生命历程，随着时间推移会衰老。细胞衰老是一系列复杂生理生化反应过程，最终反映在细胞形态、结构和生理功能上。衰老细胞从代谢上讲，水分减少，酶活性降低，呼吸速率减慢，细胞膜通透性改变，物质运输效率下降，细胞内色素逐渐积累。衰老细胞的细胞核体积增大，核膜内折，染色质固缩，染色加深。细胞也会死亡，细胞死亡分为细胞凋亡与细胞坏死。细胞凋亡是细胞主动、由基因决定自行结束生命的过程，受到严格遗传机制决定的程序性调控，也称为细胞程序性死亡或编程性死亡（英文programmed cell death）。细胞坏死是细胞受到极端外界不利因素（物理或化学因素）影响，或严重病理性刺激，正常代谢过程受损或中断引起的细胞损伤和死亡。细胞凋亡实例主要分两类，一类是清除身体自然要更新的细胞，另一类是清除体内有害细胞和被病原体感染的异常细胞，例如吞噬过多细菌导致死亡的白细胞，这些都属于细胞凋亡。细胞凋亡意义重大，对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境稳定以及抵御外界各种因素干扰都起着关键作用。下面拓展提升一下细胞坏死和细胞凋亡的区别。图中左边表示细胞坏死，右边表示细胞凋亡。细胞坏死是细胞受外界物理化学因素损伤后，溶酶体膜受损，溶酶体内各种水解酶释放到细胞质中，进一步损伤细胞结构，细胞质出现空泡状，细胞膜受损，细胞内含物释放到细胞外，引起周围组织炎症反应。细胞凋亡首先细胞核有明显变化，染色质固缩、断裂，形成大小不等片段，并形成凋亡小体。这些凋亡小体包裹断裂染色质，最后细胞内含物不会泄露，由吞噬细胞摄取处理凋亡小体，所以细胞凋亡不会引起炎症反应。第三种细胞死亡补充一下，叫自噬性死亡。细胞自噬是细胞通过溶酶体与大的双层膜包裹的细胞自身物质融合，降解细胞自身物质的过程。自噬过程中形成自噬小体，细胞自噬特征是细胞中出现大的双层膜包裹的自噬泡，即自噬小体。自噬小体与溶酶体融合形成自噬溶酶体而被消化。其意义何在呢？细胞自噬可能是细胞存活的自我保护机制，在非常时期为细胞生存提供原料或ATP。第二，细胞自噬是一种自我清理功能。细胞自噬可能是细胞凋亡的补充途径。细胞依靠降解自身物质产生能量，但最终导致死亡。细胞自噬不需要吞噬细胞协助就可自我销毁，能在需要大量细胞死亡的变态过程中发挥作用。下面看细胞自噬过程示意图，图中来自内质网或细胞质中的双层膜会慢慢扩展形成膜泡，包裹细胞内将要降解的细胞器或内含物，闭合形成自噬小体，拥有水解酶的溶酶体与自噬体融合形成自噬溶酶体，内含物被消化分解。下面看几个判断：