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走出细胞分化的几个误区

[日期:2012-07-03]   来源:福建基础教育网  作者:生物百花园   阅读:222[字体: ]

细胞分化在高中生物学中占重要地位,它是生物体发育的基础与核心,是细胞的生命历程中的重要一个内容。课程标准的要求是“说明细胞的分化”和“列举说明细胞的全能性”,属于理解水平的要求。此内容对学生抽象思维能力和综合思维能力的要求都比较高,笔者结合教学实际及相关资料,总结出在高中生物学中学生对细胞分化认识容易出现的六大误区。

1.细胞分化具有不可逆性是相对的

细胞分化就是在个体发育中,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的差异的过程。其不可逆性主要是指分化的细胞在形态、结构和生理功能上逐步特化,不能回到原来的未分化状态。

值得我们注意的是细胞分化的不可逆行性是有条件的,即分化的细胞在生物体体内不具有不可逆性,但在离体条件下仍具有可逆性,如植物组织培养中外植体的脱分化。

2.单细胞生物也有细胞分化

一般认为,细胞分化是多细胞生物的专利。实际上,据翟中和《细胞生物学》所述,细胞分化并非多细胞生物有机体独有的特征。细胞分化的实质在于组织特异性基因(奢侈基因)在时间和空间上选择性表达。单细胞生物甚至原核生物也存在细胞分化,如枯草杆菌芽孢的形成枯草杆菌芽孢的形成,啤酒酵母单倍体孢子的形成及萌发形成的a和α两种交配型等过程均涉及一系列奢侈基因的表达。只是单细胞与多细胞有机体细胞分化的不同之处在于:前者多为适应不同的生活环境,而后者则通过细胞分化构建执行不同功能的组织与器官。

3.癌细胞并非真的不死

在实际教学过程中,学生对于“在适宜的条件下,癌细胞能够无限增殖”这一观点的理解也往往存在偏差。根据Hayflick界限我们知道,细胞的寿命都是有限度的。细胞的增殖能力往往与细胞供体的年龄正相关,越“年轻”的细胞增殖能力越强。癌细胞是由基因突变产生的新细胞,具有旺盛的生命力,它在其生命周期中表现出“细胞系不死”的假象。另外,细胞一旦分裂,就意味着自身的终结。只是癌细胞具比正常细胞更旺盛的分裂能力,能够通过分裂,将其遗传信息通过子细胞不断传递下去。由此看来,癌细胞并不是真正意义上的不死细胞,只能说它具有无限增殖的潜能。

4.严格意义上讲,癌变不属于细胞分化

“细胞的畸形分化,与癌细胞的产生有直接关系”的观点,导致在学生在学习过程中把癌变归结为细胞分化。众所周知,细胞分化以细胞全能性为理论基础,要求分化的细胞仍然具有与全能干细胞相同的遗传物质,最终形成不同类型的细胞并由此构件有机体的组织和器官。尽管在某些细胞分化之前,可能会出现染色体消减或基因重排现象,产生不同的分化结果,但是这对细胞分化过程没有实质性的影响。而癌变是某些致癌因子激活原癌基因,使之产生基因突变变成癌基因,同时抑癌基因失活,从而引发某些已经分化的细胞失控进行恶性增殖,产生趋于一致类型的细胞,破坏有机体的组织器官的过程。至于“癌细胞分化程度”则是病理上对癌细胞接近于正常细胞的程度的称呼,它反映的是癌细胞的恶性程度。由此看来,癌变不能算着细胞分化。

5.分裂和分化不是独立的两个过程

细胞分裂和分化是细胞生命周期中两个不同的生命活动,其中,分裂使细胞数量增多,分化使细胞种类增多。正因如此,学生们习惯把它们看成两个单独的过程。实质上细胞分化和分裂都涉及基因表达,二者是紧密联系的两个过程。一方面,细胞分裂是分化的基础。在细胞分裂的过程中甚至更早,细胞分化的命运就已被决定子所决定,细胞分裂完成后细胞分化的特征将体现的更明显。细胞分化需要借助细胞分裂产生细胞社会得以推进,如植物组织培养中的再分化。另一方面,细胞分化是分裂之后细胞生命的一种延续。细胞分化使分裂产生的子细胞功能更加完善、特化。当然,高度分化的细胞,一般不再具有分裂能力。可以说分化一定有分裂,分裂不一定有分化,它们不是独立的,而是紧密联系的两个过程。

6.再生与再分化有天壤之别

生物界普遍存在再生现象,再生是指生物体缺失部分后重建的过程,广义的再生可包括分子水平、细胞水平、组织与器官水平及整体水平的再生。狭义的再生是指生物的器官损伤后,剩余的部分长出与原来形态功能相同的结构的现象。如壁虎的尾、蝾螈的肢、螃蟹的足,在失去后又可重新形成,海参可以形成全部内脏,水螅、蚯蚓、蜗虫等低等动物的每一段都可以形成一个完整的个体等等。而再分化是脱分化之后的重新分化,实际上是再一次分化,以细胞全能性为基础。脱分化又称去分化,是指分化细胞失去其特有的结构与功能变成具有未分化细胞特征的过程。因此,再生的过程涉及细胞分化,但并没有形成完整个体,更谈不上再分化,二者之间存在天壤之别。
 


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