一轮复习新教材苏教版第四单元第3课细胞的分化衰老和死亡课件VIP

第3课细胞的分化、衰老和死亡【课标要求】1.说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性分化,形成了复杂的多细胞生物体。2.描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。【素养目标】1.比较细胞的分化、衰老和死亡,建立细胞是一个统一整体的生物学观念。(生命观念)2.分析细胞衰老、凋亡的特点,关注人体健康和科技发展。(社会责任)主干知识·多维自查【主干·梳理与辨析】一、细胞的分化和细胞的全能性1.细胞分化:(1)概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在______________________上发生稳定性差异的过程。(2)特点。①普遍性:_______生物普遍具有。②持久性:贯穿于生物体整个_________中。③稳定性:已分化的细胞将一直保持_____________,直至死亡。④不可逆性:一般来说,细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞,不能反向进行。形态、结构和生理功能多细胞生命进程分化后的状态(3)实质:在个体发育过程中,不同细胞中_________的表达情况不同,即基因的____________。(4)意义。①生物个体发育的基础。②使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。遗传信息选择性表达2.细胞的全能性和干细胞:(1)细胞的全能性:(2)干细胞。①概念:动物和人体内保留着少数具有___________能力的细胞。②类型:项目胚胎干细胞成体干细胞来源来自_________或原始性腺组织来自各种各样的组织功能可以分化成_____组织和器官具有分化成_________细胞的能力举例来自囊胚的内细胞团细胞骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞分裂和分化早期胚胎各种特定功能【思考辨析】1.肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。 ()分析:肌细胞与幼红细胞中基因相同,但是mRNA、蛋白质不完全相同。2.同一个体,茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强。 ()3.哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。 ()4.克隆羊“多莉”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性。 ()分析:克隆羊“多莉”的诞生只证明了动物体细胞的细胞核具有全能性。5.高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖。 ()分析:高度分化的细胞在给予一定的条件时,可以进行分裂增殖,如植物组织培养。6.造血干细胞分化形成红细胞和白细胞时遗传物质发生改变,导致二者寿命不同。 ()分析:细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果,遗传物质没有发生改变。×√√×××二、细胞的衰老和死亡1.细胞衰老:(1)特点:(2)个体衰老与细胞衰老的关系:2.细胞的死亡:(1)细胞凋亡:(2)细胞坏死:在不利因素影响下,细胞_____________受损或中断引起的细胞损伤或死亡。正常代谢活动【思考辨析】1.衰老细胞内染色质收缩影响DNA复制和转录。 ()2.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除。 ()3.细胞衰老时,细胞体积和细胞核体积均减小。 ()分析:细胞衰老时,细胞核体积变大,细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小。4.细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 ()分析:细胞凋亡是细胞基因控制下的程序性死亡。各种不利因素引起的细胞死亡属于细胞坏死。√√××【教材·挖掘与延伸】1.资料延伸:人体许多疾病或意外伤害,都是由组织或器官受到损伤而引起的。如果能够在体外保存和培养各种干细胞,使之形成组织或器官,可以对受到损伤的组织或器官进行修复和更换。(1)利用干细胞可以培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官,原因是:______________________________________________。(2)用肌细胞_____代替干细胞在体外培育出组织、器官用于器官移植等,实现对临床疾病的治疗。理由是:______________________________________________________________________________________________________________。干细胞具有分裂、分化的能力,可培养出组织或器官不能动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育,细胞分化潜能变窄。肌细胞是已分化的细胞,它通常不能转化为其他类型的细胞2.图形探究:如图表示骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞的示意图,回答下列问题:(1)红细胞、白细胞和血小板核基因的种类和数量是相同的,原因是:__________________________________________。(2)图示细胞形态、结构和功能各不相同,直接原因和根本原因分别是:__________________________________________。

它们都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的蛋白质的种类和数目不同;基因的选择性表达高频考点·通法悟道★考点1细胞分化和细胞的全能性【核心·归纳与整合】1.澄清有关细胞分化的四个易错易混点:(1)分化的细胞不一定不再进行分裂,如B淋巴细胞,接受抗原刺激后仍可再分裂。(2)并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化,成为具有特定功能的组织细胞;还有一部分保持分裂能力,用于干细胞本身的自我更新。(3)分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,细胞分化程度越低,全能性越高,但卵细胞的分化程度较高,其全能性也较高。(4)分化一般不会改变遗传物质。细胞分化是基因选择性表达的结果,一般不会导致遗传物质改变。已分化的细胞一般都含有保持该物种遗传所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性。2.“三看法”确认细胞“全能性”:【高考警示钟】细胞分化的“变”与“不变”(1)“变”。①从细胞水平分析:细胞的形态、结构和生理功能发生改变。②从亚显微结构水平分析:细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。③从分子水平分析。a.基因角度:基因选择性表达,即遗传信息的表达情况不同,这是细胞分化的根本原因。b.蛋白质和RNA角度:同一个体,不同类型的细胞蛋白质和mRNA不完全相同。(2)“不变”:细胞数目和细胞内的遗传物质不变。

【拓展延伸】细胞分化的两个关键点(1)细胞分化的“两个”标志:①分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如血红蛋白、唾液淀粉酶、胰岛素等。②细胞水平:细胞器的种类、数目,细胞质基质的成分和功能发生改变。(2)分化细胞表达的“两种”基因。①管家基因:所有细胞均表达的一类基因,其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因,其产物赋予不同细胞特异性的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因。【典题·剖析与精练】【典题示范】

(2022·淮安模拟)管家基因是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因,奢侈基因是指不同类型的细胞特异性表达的基因①。基因的选择性表达与DNA的甲基化(将甲基从活性甲基化合物上转移到特定部位的碱基上)有关,甲基化时能关闭某些基因的活性②。下列叙述错误的是 (

)A.管家基因结构应保持相对稳定,且一般情况下持续表达B.管家基因表达产物是维持细胞基本生命活动必需的C.有些奢侈基因的表达产物赋予各种类型细胞特异的形态结构D.DNA的甲基化过程改变了碱基种类与数量,使细胞呈现多样化【题眼破译】提升信息转化能力【解析】选D。根据题干信息“管家基因是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因”可知,管家基因结构应保持相对稳定,且一般情况下持续表达,A正确;管家基因在所有细胞都会表达,其表达的产物应该是维持细胞基本生命活动必需的,B正确;奢侈基因只在特定细胞表达,赋予细胞特定的功能和形态,C正确;DNA甲基化是在相关酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上的过程,这不会改变DNA中碱基的数量,D错误。信息转化信息(对接问题)信息①管家基因在所有细胞都会表达,其表达的产物应该是维持细胞基本生命活动必需的;奢侈基因为细胞中选择性表达的基因信息②甲基化影响到基因的选择性表达,不会改变DNA中碱基的数量

【变式延伸】提升长句应答能力(1)人体细胞中的ATP合成酶基因属于___________(填“管家基因”或“奢侈基因”),理由是:____________________________________________________________________________________。

(2)细胞中某些基因的去甲基化会导致细胞的分化,原因是__________________________________________________________________________________________。

管家基因所有细胞都需要ATP合成酶催化ATP的合成,因此细胞中ATP合成酶基因均要表达,属于管家基因甲基化能关闭某些基因的表达,去甲基化会使这些基因表达,从而导致细胞形态、结构和功能的改变【对点训练】1.(2022·淮安模拟)下列有关细胞分化的说法,正确的是 (

)A.细胞分化主要是功能发生特化,结构与分化前相比变化不大B.细胞分化前后,细胞中的DNA、RNA、蛋白质种类都发生变化C.细胞分化的方向与细胞所处的时间和空间有密切的关系D.细胞分化不仅增加了细胞数目,更重要的是增加了细胞种类【解析】选C。细胞分化使细胞的形态、结构和功能都发生了稳定性差异,A错误;细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此细胞分化后细胞中DNA种类不会发生改变,B错误;细胞分化是基因在特定的时间和空间条件下,选择性表达的结果,细胞分化的方向与细胞所处的时间和空间有密切的关系,C正确;细胞分化增加了细胞的种类,但没有增加细胞数目,D错误。2.(多选)近年来,通过体外对人胚胎干细胞的定向诱导分化,已成功获得了胰岛B细胞等多种体细胞,从而为细胞治疗和再生医学的临床应用打下基础,也为药物筛选和毒性评估提供了新的平台。如胰岛移植是治疗Ⅰ型糖尿病的有效方法,人们在体外定向分化胰岛B细胞,移植到糖尿病模型小鼠体内后,血糖明显地恢复到正常值。下列说法错误的是 (

)A.人胚胎干细胞能定向诱导分化成多种细胞类型是基因选择性表达的结果B.分化形成的各种细胞在形态、结构和生理功能上都具有稳定性差异C.胚胎干细胞的定向诱导分化体现了细胞的全能性D.分化形成的胰岛B细胞和骨髓干细胞的DNA和RNA的种类都相同【解析】选C、D。细胞分化的实质是基因的选择性表达,A正确;细胞分化使不同细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异,细胞分化一般是稳定的、不可逆的,B正确;胚胎干细胞的定向诱导分化只是产生多种类型的细胞,并没有发育成完整个体,没有体现细胞的全能性,C错误;细胞分化的过程中DNA保持不变,但基因的选择性表达使得RNA的种类不完全相同,D错误。

【加固训练·拔高】

1.研究人员用三种基因探针,通过分子杂交技术分别对某动物三种细胞中的mRNA进行检测,观察杂交带的出现情况,结果如表所示。下列说法错误的是 (

)A.三种探针的核苷酸序列不同B.有杂交带出现表明相应基因发生了转录C.用上述探针分别检测三种细胞的DNA,实验结果不变D.可用mRNA逆转录产生的DNA制作相应基因的探针探针输卵管细胞未成熟红细胞胰岛B细胞卵清蛋白基因探针有无无β-珠蛋白基因探针无有无胰岛素基因探针无无有【解析】选C。三种基因不同,三种探针的核苷酸序列也不相同,A正确;检测的是三种细胞的mRNA,可以说明特定细胞发生了特定基因的转录(基因的选择性表达),B正确;同种生物的三种不同细胞遗传物质相同,如果用上述探针分别检测三种细胞的DNA,都会出现杂交带,C错误;分子探针可以通过逆转录过程获得,D正确。2.(多选)上海生命科学研究院诱导人成纤维细胞重编程为肝细胞(hiHep细胞)获得成功,hiHep细胞具有肝细胞的许多功能,包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物等。下列相关叙述错误的是 (

)A.该项成果表明,分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的B.人成纤维细胞与hiHep细胞的核DNA完全相同C.人成纤维细胞重编程为hiHep细胞,体现了细胞的全能性D.hiHep细胞通过主动运输方式将血清白蛋白运出细胞【解析】选C、D。根据题干信息可知,人成纤维细胞可重编程为肝细胞(hiHep细胞),且hiHep细胞具有肝细胞的许多功能,这说明分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的;人成纤维细胞与hiHep细胞的核DNA完全相同,只是选择表达的基因不同;人成纤维细胞重编程为hiHep细胞,hiHep细胞具有肝细胞的许多功能,但没有形成完整个体或分化成其他各种细胞,因此并未体现细胞的全能性;血清白蛋白运出细胞的方式是胞吐。★考点2细胞的衰老和死亡【核心·归纳与整合】列表比较细胞分化、衰老、凋亡和坏死:项目实质遗传物质的变化结果对机体的影响细胞分化基因的选择性表达遗传物质不发生改变形成不同组织、器官有利细胞衰老内因和外因共同作用的结果遗传物质可能发生改变细胞走向死亡有利细胞凋亡由基因决定的程序性调控遗传物质不发生改变细胞走向死亡有利细胞坏死电、热、冷、机械等不利因素引起的,不受基因控制遗传物质不发生改变细胞走向死亡,同时伤害周围细胞,引发炎症等有害【典题·剖析与精练】【典题示范】

(2021·河北等级考)关于细胞生命历程的叙述,错误的是 (

)A.细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质①B.清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老②C.紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一D.已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性③【题眼破译】提升信息转化能力信息转化信息(对接问题)信息①细胞凋亡过程是在基因控制下进行的,需要新合成蛋白质信息②细胞衰老的原因信息③已分化的动物体细胞核具有形成该物种个体所需全部的遗传信息,因而具有全能性【解析】选A。本题考查的是细胞生命历程的知识。细胞凋亡是由基因控制的细胞程序性死亡。此过程中与细胞凋亡有关的基因进行表达形成新的蛋白质,A错误;细胞衰老的自由基学说中提到自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子致使细胞衰老,B正确;紫外线属于物理致癌因子,会诱发皮肤癌,C正确;克隆羊多莉是将乳腺细胞的核移植到去核卵细胞中培育的,说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,D正确。【变式延伸】提升长句应答能力已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性的原因是:__________________________________________________________________。动物体细胞的细胞核具有控制该物种生长、发育和繁殖的全部的遗传信息【对点训练】1.关于细胞衰老机制,科学家们提出了许多学说,其中的端粒学说目前被大家普遍接受。端粒是染色体末端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截,最终使细胞走向衰老。端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列DNA加到染色体DNA末端而修复缩短部分,下列说法错误的是 (

)A.端粒是真核细胞特有的结构,原核细胞中没有B.端粒酶是一种DNA聚合酶,能延缓细胞的衰老C.癌细胞中端粒酶的活性可能高于正常细胞D.同一个体的不同细胞中端粒的长度可能不相同【解析】选B。端粒存在于染色体的末端,而染色体是真核生物特有的结构,原核生物中没有,A正确;由题意“端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列DNA加到染色体DNA末端而修复缩短部分”可知,端粒酶是逆转录酶,B错误;癌细胞可以无限增殖,可能是因为端粒酶活性较高,可以修复因分裂而缩短的DNA,C正确;同一个体不同细胞分裂的次数不同,端粒的长度可能不同,D正确。2.(2022·苏北名校联考)科学研究发现,四种基因控制着某种线虫细胞凋亡的启动,四种基因的表达产物EGL-1、CED-9、CED-4、CED-3之间的关系如图。以下相关说法错误的是 (

)说明:“-”表示抑制,“+”表示促进A.调控该种线虫细胞凋亡全过程的基因应该多于四种B.正常情况下,发生凋亡的细胞内EGL-1、CED-3的含量增加C.若CED-4基因发生突变而不能表达,细胞凋亡过程会受很大影响D.若CED-9基因发生突变而不能表达,则不会引起细胞凋亡【解析】选D。控制细胞凋亡的启动的基因就有四种,则调控该种线虫细胞凋亡全过程的基因应该多于四种,A正确;EGL-1能解除抑制,CED-3起促进作用,所以正常情况下,发生凋亡的细胞内EGL-1、CED-3的含量增加,B正确;若CED-4基因发生突变而不能表达,则会影响CED-3基因的正常表达,进而影响细胞凋亡过程的启动,C正确;CED-9起抑制作用,所以CED-9基因发生突变而不能表达时,不会抑制CED-4基因的表达,会引起细胞凋亡,D错误。

【加固训练·拔高】

1.如图表示神经细胞凋亡的过程。下列叙述错误的是 (

)A.神经细胞形成大量的突起可提高物质运输的效率B.死亡信号能诱导神经细胞的基因进行选择性表达C.酶Ⅰ和酶Ⅱ可以进入巨噬细胞参与神经细胞的凋亡D.癌细胞的细胞膜表面可能缺乏凋亡诱导因子受体【解析】选C。神经细胞形成大量的突起可提高物质运输的效率,A正确;死亡信号能诱导神经细胞的基因进行选择性表达,B正确;酶Ⅰ和酶Ⅱ在神经细胞内激活,执行神经细胞的凋亡,C错误;癌细胞的细胞膜表面可能缺乏凋亡诱导因子受体,D正确。高考集训·命题前瞻【考题体验·悟透】角度一从生命观念角度,考查细胞分化的实质1.(经典考题)人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC),如图为MSC分裂、分化成多种组织细胞的示意图,下列叙述正确的是 (

)A.组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同B.MSC不断增殖分化,所以比组织细胞更易衰老C.MSC中的基因都不能表达时,该细胞开始凋亡D.不同诱导因素使MSC分化形成不同类型的细胞突破口:间充质干细胞(MSC)属于多能干细胞,MSC能分裂、分化成多种组织细胞。【解析】选D。组织细胞中的DNA与MSC细胞中的DNA相同,但是RNA不完全相同,A错误;组织细胞是MSC细胞增殖分化形成的,比MSC细胞的分化程度高,因此组织细胞比MSC细胞更容易衰老,B错误;当MSC中的基因都不能表达时,说明该细胞早就已经开始凋亡了,C错误;不同诱导因素能够使MSC分化形成不同类型的细胞,D正确。角度二从科学思维的角度,考查细胞分化、衰老和死亡的特点2.(2020·江苏高考)下列关于细胞生命活动的叙述,正确的是 (

)A.高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖B.癌变细胞内发生变异的基因都不再表达C.正常组织细胞在体外长时间培养,一般会走向衰老D.凋亡细胞内有活跃的基因表达,主动引导走向坏死突破口:高度分化的细胞不能再分裂增殖;癌变细胞变异的基因都不再表达;凋亡细胞走向坏死。【解析】选C。本题主要考查了细胞的增殖、分化、凋亡相关知识点。高度分化的细胞能执行特定的功能,但也可能继续分裂增殖,如精原细胞或卵原细胞能进行有丝分裂和减数分裂,A错误;癌变细胞是由原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而形成,发生突变的基因仍能表达,B错误;正常组织细胞在体外长时间培养,细胞分裂达到一定次数后一般都会走向衰老,C正确;细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡,细胞坏死与细胞凋亡不同,它是在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,D错误。

【易错警示】除细胞坏死外,细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变均与基因有关,即受基因控制。3.(2021·山东等级考)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是 (

)A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化C.抑制