细胞的分化、癌变和衰老
近年来，关于细胞的分化、癌变和衰老的研究，已经成为细胞生物学的重要课题。这是因为细胞分化与生物发育有密切关系。细胞癌变与当今世界严重威胁人类生存的癌症有关。细胞衰老与人类及动植物的寿命有关。
细胞的分化 细胞分化是生物界中普遍存在的一种生命现象。多细胞生物体，一般是由一个受精卵，通过细胞的增殖和分化发育而成。也就是说，仅仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，生物体是不能进行正常的生长发育的。
在胚胎发育的早期，各个细胞彼此相似。通过体细胞的有丝分裂，细胞的数量越来越多。与此同时，这些细胞逐渐向不同方面发生了变化。像这样，在个体发育中，相同细胞的后代，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。细胞分化是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命进程中，但是在胚胎时期达到最大限度。经过细胞分化，在多细胞生物体内就会形成各种不同的细胞和组织。例如，在动物胚胎发育过程中，红细胞和心肌细胞都是来自中胚层。但是，后来红细胞能够合成血红蛋白，而心肌细胞则能够合成肌动蛋白和肌球蛋白。这两种细胞的稳定性变异是不可逆转的。
大量科学实验证明，高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的能力，也就
是保持着细胞全能性。细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育的潜能。例如，1958年曾有美国科学家将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，由于细胞分化而最终发育成完整的新植株(如图)。 高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，它的细胞全能性受到限制。但是，它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质。
细胞的癌变 在个体发育过程中，大多数细胞能够正常地完成细胞分化。但是；有的细胞由于受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化，而变成了不受有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。可见，细胞的畸形分化，与癌细胞的产生有直接关系。
癌细胞与正常细胞相比，它有一些独具的特征。(1)能够无限增殖。在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖。在人的一生中，体细胞能够分裂50次～60次，而癌细胞却不受限制，可以长期增殖下去。(2)癌细胞的形态结构发生了变化。例如，培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形，当这种细胞转化成癌细胞后就变成球形了。(3)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，使得细胞彼此之间的粘着性减小，导致癌细胞容易在有机体内分散和转移。除上述特征外，癌细胞还有其他特征。
目前认为，引起细胞癌变的致癌因子，大致归纳为三大类。一类是物理致癌因子，主要是辐射致
癌。长期接触放射性物质，使身体受到辐射损伤，可以引起癌变。例如电离辐射、X
射线、
紫外线都可以致癌。另一类是化学致癌因子，如砷、苯、煤焦油等。再有一类是病毒致癌因子，能引起细胞癌变的病毒，叫做肿瘤病毒或致癌病毒，现在已经发现有150多种病毒可以引起动物或植物产生肿瘤。
除上述三大类致癌因子外，有的科学家已经证明，癌细胞是由于致癌基因激活，细胞发生转化引起的。具体来说，人和动物细胞的染色体上普遍存在着致癌基因。在正常情况下，染色体上的遗传物质随着细胞分裂，一代一代传下去，致癌基因处于抑制状态。一旦细胞的正常调节过程受到阻碍，就可能使致癌基因转变成激活状态，这个细胞转化成为癌细胞。为了防止正常细胞发生癌变，我们要尽量避免接触物理的、化学的、病毒的等各种致癌因子。同时，要注意增强体质，保持心态健康，养成良好的生活习惯，从多方面积极采取防护措施。我们相信，人类征服癌症已经为期不远了。
细胞的衰老 生物体内的绝大多数细胞，都要经过未分化、分化、衰老、死亡这几个阶段。可见，细胞的衰老和死亡也是一种常见的生命现象。我们知道，生物体内每时每刻都有细胞在衰老、死亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们。例如，人体内的红细胞，每分钟要死亡数百万至数千万之多，同时，又能产生大量的新的红细胞递补上去。各种细胞的寿命很不一样。一般来说，能够保持继续分裂能力的细胞是不容易衰老的，寿命比较长。细胞衰老的过程是细胞内生理和生化发生复杂变化的过程，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生了变化，因而具有细胞衰老的主要特征：(1)在衰老的细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速度减慢。(2)衰老的细胞内，有些酶的活性降低。例如，由于人的头发基部的黑色素细胞衰老时，细胞中的酪氨酸酶活性降低，就会导致头发变白。(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累。由于细胞内脂褐素占有的面积增大，阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递，影响到细胞正常生理功能的进行，最后导致细胞的衰老和死亡。(4)衰老的细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，染色质固缩、染色加深。(5)细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。关于细胞衰老的原因，历来是研究人员极为关注又很难回答的课题。近几十年来，先后提出过多种假说，例如体细胞突变和DNA损伤论、自由基理论和细胞程序死亡理论，等等。但是，至今还没有一种假说能够真正揭示细胞衰老的原因。目前的科研工作表明，细胞衰老可能是多种内因和外因共同作用的结果。
1．什么是细胞分化？细胞分化和细胞分裂有什么区别？2．癌细胞形成的原因是什么？癌细胞有哪些与正常细胞不同的特征？3．细胞衰老是细胞生命活动的基本规律吗？细胞衰老表现在哪些方面？参考答案
细胞工程 随着细胞生物学和分子生物学突飞猛进的发展，80年代初期出现了细胞工程这一新概念。细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合技术科学。细胞工程涉及的领域相当广泛，就其技术范围而言，大致有细胞融合技术、细胞拆合技术、染色体导入技术、基因转移技术、胚胎移植技术和细胞组织培养技术等。细胞融合技术是指把两个细胞(可以是同种细胞，也可以是异种细胞)在融合因子的作用下，融合成一个细胞的技术。细胞拆合技术就是将细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的胞核体和胞质体重新组合成一个新细胞，这样就把从细胞中分离出来的染色体或基因转入另一个细胞中，赋于重建的细胞以某种新的功能，这就是染色体导入或基因转移的技术范畴。细胞培养或组织培养技术，是细胞生物学和工程学的有机结合。在某种意义上说，细胞工程和基因工程所构建的具有特殊功能的新物种，往往都可以通过细胞大量培养技术来转化为社会生产力。例如，人生长激素的制造，试管苗的大量生产。再有，用细胞核移植技术选育新型杂种鱼品种，既表现出两种鱼的特性，又能够将特性遗传给第二代，这就克服了以往远缘杂交不育的缺陷。用基因工程和细胞工程的密切配合，可以得到“超级动物”。凡此种种，都是细胞工程发展的范例。当今，细胞工程已经是生物科学家手中经常应用的技术之一，在这个领域已经取得许多惊人的成就。今后，一定会取得更大的成绩！