高三一轮复习生物03细胞分化衰老凋亡课件

拓展提升——曲线分析问题E之前：减数分裂曲线E点：受精作用E之后：有丝分裂判断：1.有丝分裂后期，成对得同源染色体分开2.植物细胞通过有丝分裂，遗传物质平均分配到两个子细胞中去3.高倍显微镜下，看不到黑藻叶绿体的双层膜结构4.观察植物细胞的有丝分裂，不宜选用黑藻成熟叶5.在低倍镜下可以观察到洋葱根尖分生区细胞的形态及大小6.被病原体感染的细胞的凋亡不受基因控制，凋亡后细胞功能可以恢复7.细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质8.细胞凋亡过程中既有新蛋白的合成，又有蛋白质的水解9.观察细胞分裂时，应选择分裂期长的10.在分裂期由于染色质高度螺旋变成染色体而无法解旋，很难进行复制和转录。11.染色体解旋于DNA解旋同步DNA复制和有关蛋白质的合成纺锤体的形成机制不同形态、结构和生理功能基因的选择性表达全套遗传物质同源染色体分离

着丝粒分裂

执行正常功能的分子缩短一截基因控制的细胞自动结束生命1．(2022·山东高考)

某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的 (

)A．细胞核中的APOE可改变细胞核的形态B．敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老C．异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解D．异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用C2.(2023·山东高考T3)考点：干细胞衰老的机理、细胞衰老的特点、溶酶体的功能考点：细胞焦亡、细胞凋亡细胞焦亡与免疫调节的联系2021山东3.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L基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能考点：分子伴侣介导的自噬、溶酶体的功能、细胞分化的调控细胞衰老的体系细胞分化的体系学习活动3细胞凋亡的体系探究学习学习活动5学习活动4细胞自噬的概念及意义1.自主完成相应的任务，小组合作交流解决问题2.认真规范展示，全面回答问题，点评同学全面高效引领3.高效科研小组发挥榜样引领作用，全员参与，高效完成任务学习活动3：探究干细胞分化的实质​​​​干细胞具有多向分化潜能，在体外能分化为心肌细胞、内皮细胞和血管平滑肌细胞。研究发现干细胞可以分化成新生血管，这有助于提高缺血性心肌病患者的心功能。移植的干细胞可通过释放细胞因子、化学趋化因子、生长因子或微粒进入周围组织而诱导心肌修复。这些物质能促进再生过程，包括内源性干细胞的激活、新血管形成、抑制凋亡，抑制肥大增生等，这些作用提高了心室功能，改善灌注，促进心肌修复。细胞分化的原因是基因的选择性表达。根据基因的表达情况可以将基因分为管家基因和奢侈基因,管家基因是指所有细胞中均要表达的一类基因,其产物是维持细胞基本生命活动所必需的；而奢侈基因是指不同类型细胞中特异性表达的基因,其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。1.下图为人体三种细胞中部分基因及它们的活动状态，请对a、b、c、d四种基因进行分类，并结合所学列举其他实例。

2.下列①—④能说明某干细胞已经发生分化的是哪个？①进行ATP的合成

②进行mRNA的合成

③可合成抗体

④存在纤维蛋白原基因3.若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则是否能与其形成杂交带？若用该探针检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？重点突破1：细胞分化的实质思考1：个体发育的起点是什么？个体发育过程中，细胞数目增多的方式是什么？

思考2：个体发育过程中，形成了许多形态、结构和功能各异的体细胞，根据有丝分裂的意义分析，这些不同的细胞含有的遗传信息有何特点？

思考3：细胞的形态、结构和功能主要由哪种化学物质直接体现？

思考4：为什么体细胞基因相同，但却翻译出不同的蛋白质呢？

总结1：细胞分化实质:基因的选择性表达一同：基因相同/遗传物质相同二不同：①转录的mRNA不同②翻译的蛋白质不同管家基因：是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。举例：ATP合成酶基因、ATP水解酶基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。奢侈基因：即组织特异性基因，是指不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。举例：血红蛋白基因只在血细胞内表达，所以血红蛋白基因便是奢侈基因；胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达，所以胰岛素基因就是胰岛B细胞的奢侈基因。思考5：对于红细胞和胰岛A细胞，下列哪些基因表达，哪些基因不表达？细胞呼吸酶系编码基因、核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、血红蛋白基因、胰岛素基因③总结2：细胞分化的标志：①分子水平:奢侈基因的表达-------转录形成奢侈基因的mRNA-------合成某种细胞特有的蛋白质(如唾液淀粉酶、胰岛素等)②细胞水平:形成不同形态、结构和功能的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异）练一练：1.下列①~④能说明某细胞已经发生分化的是

①进行ATP的合成②进行mRNA的合成③可合成抗体④存在纤维蛋白原基因1.左图3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？2.上述三种基因属于哪类基因？细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。（3）若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则是否能与其形成杂交带?若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？abcd均能形成杂交带只有A细胞中的mRNA能与探针形成杂交带体验高考：

(2010上海)（七）分析有关基因表达的资料，回答问题。取同种生物的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如图。45.基因1～8中有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因，则该基因最有可能是基因

。46.

图所示细胞中功能最为近似的是细胞

。

6

与5

3

547.

判断图中细胞功能近似程度的依据

48.若用基因1作探针检测细胞的DNA分子,形成杂交带的细胞是________________________细胞,但改为检测基因1的mRNA,

形成杂交带的细胞是________细胞。表达的相同基因最多，差异表达的基因最少2A1、2、3、4、5、6、71、4、7小结：细胞分化及其意义1.概念：细胞分化是指在个体发育中，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。2.时间：发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度（原肠胚）。3.结果：形成不同的组织和器官。4.特点①持久性：贯穿于生物体整个生命历程中。②稳定性、不可逆性：分化了的细胞将一直保持分化后的状态。③普遍性：生物界中普遍存在。④遗传物质不变性：细胞分化后形态、结构和功能发生改变，但细胞内的遗传物质却不变。5.意义：是生物个体发育的基础；使多细胞生物体中细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。6.细胞分化的原因在于：不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的/基因的选择性表达思考6：已分化的体细胞含有的遗传物质和受精卵相同，是否也能够发育成一个完整的个体呢？1.概念：细胞经分裂分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性2.细胞具有全能性的原因：都由一个受精卵分裂而来,每个细胞中都含有个体发育的全套遗传信息。3.动植物细胞全能性发挥所用到的技术

植物——植物组织培养；动物——动物细胞核移植思考：动植物全能性的比较（理论基础）4.细胞分化程度与全能性的关系：5.植物细胞全能性的表达的条件：离体、营养、无菌、植物激素等重点突破2：细胞的全能性①高度分化的植物细胞具有全能性②动物已分化的体细胞的全能性受到限制，但已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性一般来说，分化程度越高，全能性相对越低体细胞>胚胎干细胞>生殖细胞>受精卵T6:审题下列细胞发生了细胞分化，且能体现体细胞全能性的过程是（）C:小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D:胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株全能干细胞：受精卵、胚胎干细胞多能干细胞：骨髓中造血干细胞(多种血细胞)专能干细胞：只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的

成肌细胞、神经干细胞1.概念：动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞2.分类：胚胎干细胞、成体干细胞重点突破3：干细胞项目胚胎干细胞成体干细胞来源来自早期胚胎

或原始性腺组织来自各式各样的组织功能可以分化成各种

组织和器官具有分化成特定功能

细胞的能力举例桑椹胚、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[易错警示]有关细胞全能性的易错点

①植物种子发育成植株不叫全能性。②胚胎干细胞发育成各种组织器官叫全能性。③动物细胞因具有该物种全套的遗传物质，尽管没有实验成功，但理论上具有全能性；而动物克隆只体现细胞核的全能性，二者并不矛盾。④将干细胞体外培育出组织和器官的过程，不能体现细胞的全能性（理由：概念）做题时应该注意的问题：明确题干的实质：T1：同一物种，两种蛋白质不同的原因：根本原因：控制合成这两种蛋白质的基因不同；直接原因：控制合成这两种蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠的空间结构不同T2：同一个体，不同细胞功能不同的原因：根本原因：基因的选择性表达；直接原因：不同细胞合成的蛋白质不同重点突破4：细胞衰老1.个体衰老和细胞衰老的关系（1）单细胞生物：细胞衰老就是个体衰老。（2）多细胞生物：个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。2.衰老特征：一大一小一多两低①水分减少,细胞萎缩，体积变小。②细胞内多种酶活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢（酪氨酸酶--头发变白）。③细胞内色素逐渐积累（脂褐素），妨碍细胞内物质的交流和传递。④细胞核的体积增大,核膜内折，染色质收缩,染色加深。⑤细胞膜透性改变,物质运输能力降低。酪氨酸黑色素头发发白：酪氨酸酶的活性降低白化病：控制酪氨酸酶的基因发生基因突变酪氨酸酶---不容易发生复制和转录（染色质收缩，不容易解旋）---细胞衰老后细胞的体积变小，细胞核变大，物质运输效率升高（）学习活动4：探究干细胞的衰老每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。当端粒缩短到一定程度，细胞停止分裂。在原始生殖细胞和癌细胞中有一定量的端粒酶，能够将变短的DNA末端重新加长，端粒酶作用机理如图所示。

原核细胞、线粒体中的DNA含有端粒吗？人体每个细胞的端粒DNA都会逐渐缩短吗？端粒酶是由什么组成的？端粒酶的作用实质是催化什么过程？变短的端粒DNA加长需要什么原料？人体除了生殖细胞以外的其他细胞含有端粒酶基因吗？抑制端粒酶的作用对癌细胞的增殖有何影响？三、细胞衰老的原因1.自由基学说自由基是指异常活泼的带电分子或基团。新陈代谢、辐射以及有害物质入侵可导致自由基的产生。自由基可以攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，如磷脂、DNA和蛋白质等，导致生物膜损伤、基因突变或蛋白质活性下降，致使细胞衰老。2.端粒学说端粒是指每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。端粒DNA序列随细胞分裂次数的增加而不断缩短，最终端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤，细胞活动趋于异常。思考：细胞衰老后，遗传物质会改变吗？细胞衰老对机体有利吗？原核细胞、线粒体中的DNA含有端粒吗？⁠1.（必修1

P123图6－8）细胞衰老过程中细胞代谢会减慢，原因有哪些？提示：水分减少，多种酶活性降低，细胞膜通透性改变，染色质收缩等。2.（必修1

P124正文）端粒酶是延长端粒的一种酶，是由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白复合体，属于逆转录酶。它以自身的RNA作为端粒DNA复制的模板，合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而稳定染色体的结构。据此从染色体水平分析癌细胞无限增殖的原因。提示：癌细胞能激活端粒酶活性，合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而稳定染色体的结构。P127思维训练答案：1.细胞的寿命和分裂能力之间没有必然的联系；例白细胞寿命短，不能分裂的；平滑肌细胞寿命长，能分裂2.细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能是有关系的，从表中看出，功能不同，分裂能力也不同3.由小肠上皮细胞可知，皮肤表皮细胞的寿命很短，且具有分裂能力P127拓展题答案：比较红细胞和白细胞-----------细胞凋亡速率不仅与细胞结构的完整性有关，还与细胞的功能有关正确的是：A.寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞B.细胞的寿命与分裂能力之间有明显的对应关系C.细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能可能有密切关系D据表可推测，皮肤表皮细胞的寿命较短，生发层细胞分裂能力较强学习活动5：解读细胞自噬细胞自噬是细胞在基因的调控下利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程，对更新某些细胞器、保障细胞代谢、维持细胞稳态有重要作用。下图为细胞外葡萄糖浓度变化时，细胞内发生的过程。请回答以下问题：1.据图分析，AKT酶被激活后，抑制了细胞凋亡过程，同时激活mTor酶抑制细胞自噬，除此之外，AKT酶还具有什么作用？（答出两点）2.两图中显示的细胞自噬与细胞凋亡过程的共同之处是什么?（至少答出两点）。

3.图中显示，在细胞外葡萄糖浓度较低时，发生细胞自噬，而葡萄糖充足时，自噬过程被抑制，试分析其中的意义。1.概念:是指由基因

所决定的细胞自动结束生命的过程2.类型

3.意义：4.细胞凋亡与细胞坏死不同:细胞坏死是受不利因素影响的病理性死亡；细胞凋亡是正常状态下的生理性

死亡重点突破5：细胞凋亡保证多细胞生物体完成正常发育维持内部环境的稳定抵抗外界各种因素的干扰思考：（结合具体情境回答问题）①机体清除被病原体感染的细胞的意义？②成熟个体种细胞自然更新的意义？③人发育过程中尾部消失的意义？有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡注意：若是被病原体感染而死亡，则属于细胞坏死；若感染后被机体免疫系统清除，则属于细胞凋亡。资料1：蝌蚪有尾，而发育成青蛙后，尾巴消失；人的胚胎发育时期，要经历有尾的阶段；鸡的胚胎发育过程中，趾间存在蹼状物，但破壳而出的小鸡却没有蹼状物资料2：在脊椎动物的胚胎发育过程中产生了过量的神经细胞，这些神经细胞竞争肌肉细胞产生的神经生长因子，只有接受了足够量生长因子的神经细胞才能生存，其他的都发生凋亡。有机体通过这种方式来调节神经细胞的数量，建立正确的神经网络联系。神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。如果用基因敲除技术将小鼠有关基因敲除后，神经元不发生凋亡，小鼠大脑发育异常，胎死腹中。资料3：用某种药物处理大鼠，其肝细胞受到刺激开始分裂，导致肝体积增大，当药物作用停止后，发生凋亡的肝细胞数量会明显增加，使得一周之内大鼠的肝就恢复到原来的大小。健康成人的骨髓和肠中，每小时约有10亿个细胞凋亡资料4：机体内的正常细胞被病毒感染后，免疫系统中的一种杀伤性T淋巴细胞能分泌一种细胞因子——Fas配体作为死亡信号，与被感染细胞表面的受体结合，启动被感染细胞内的凋亡程序，致使被感染细胞发生凋亡。一些细胞在受损伤或受胁迫的情况下能够同时产生Fas配体和相关受体，结果导致自身的凋亡拓展——细胞凋亡资料分析资料1和资料2、资料3、资料4分别说明了什么问题？资料4：细胞凋亡是细胞的自我保护机制，抵御外界干扰，维持内部环境的稳定资料1和2：细胞凋亡保证生物体的正常发育资料3：细胞凋亡能维持正常组织中细胞数目的相对稳定与免疫的联系：免疫自稳图解细胞凋亡机理

细胞凋亡

细胞坏死原因由基因决定不利因素的影响（极端的物理、化学因素或病理性刺激）特点是正常、主动的、自行结束细胞生命的自然过程是不正常、被动的、由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的病理过程实例1.成熟个体中细胞的自然更新2.被病原体感染的细胞的清除1.骨折时部分骨细胞死亡2.烫伤后的皮肤、黏膜的脱落3.吸烟者因尼古丁的作用细胞死亡细胞坏死：在种种不利因素的影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由细胞代谢活动受损或中断引起的细胞损伤或死亡引发炎症反应细胞自噬：细胞吃掉自身的结构和物质1.细胞焦亡：1.概念：是由炎性小体引发的一种细胞程序性死亡，表现为细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物释放进而引起强烈的炎症反应。2.机理：炎性小体激活caspase，激活的caspase切割GSDMs蛋白，释放出其N端结构域，该结构域结合膜脂并在细胞膜上打孔，导致细胞渗透压的变化，进而发生胀大直至细胞膜破裂。细胞焦亡是机体一种重要的天然免疫反应，在抵抗感染中发挥着重要作用。特征：发生焦亡的细胞显示细胞肿胀、膜起泡、DNA断裂和最终细胞裂解等特征。但是，细胞核通常保持完整，这与凋亡和坏死性凋亡中观察到的细胞核破坏现象不同。相比于细胞凋亡（apoptosis），细胞焦亡发生的更快，并会伴随着大量促炎症因子的释放。铁死亡：没有染色质凝聚或质膜完整性丧失的现象，但存在线粒体浓缩、线粒体体嵴减少、膜密度增加。铁死亡主要受铁稳态和氧化应激的通路调节。小结：根据包裹物质及运送方式的不同，细胞自噬可分为3种类型:①巨自噬:通过来源于内质网和高尔基体的膜形成具有双层膜结构的自噬体包裹胞内物质，最终自噬体与溶酶体/液泡融合，溶酶体/液泡里面的酸性水解酶最终将自噬体包裹的物质降解的过程。。②微自噬:是指溶酶体或液泡膜直接内陷包裹胞质物质或者细胞器进行降解的过程③分子伴侣介导的自噬:具有特定序列的靶蛋白被分子伴侣识别后，与溶酶体膜上的特殊受体结合，进入溶酶体降解。拓展：细胞自噬的类型做题时应该注意的问题：知识方面：例：原癌基因和抑癌基因发生多次变异累计可导致癌症，因此癌症可以遗传（）明确题干的实质：T1：同一物种，两种蛋白质不同的原因：根本原因：控制合成这两种蛋白质的基因不同；直接原因：控制合成这两种蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及田联盘曲折叠的空间结构不同T2：同一个体，不同细胞功能不同的原因：根本原因：基因的选择性表达；直接原因：不同细胞合成的蛋白质不同细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制，它通过溶酶体途径对细胞内受损的蛋白质、细胞器或入侵的病原体等进行降解并回收利用，其局部过程如图:(1)衰老线粒体的功能逐渐退化，会直接影响细胞的______________。细胞内由内质网形成一个双膜的杯形结构，____________从杯口进入，杯形结构形成双膜的小泡。(2)细胞中水解酶的合成场所是_______，自噬溶酶体内的物质被水解后，其产物的去向是_________，由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会________(填“增强”“减弱”或“不变)。(3)神经退行性疾病是一类由于突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。研究发现，提高细胞的自噬能力能治疗该类疾病，这是因为细胞自噬能______________。(4)酵母菌液泡内富含水解酶，科学家在研究液泡与自噬的关系时，以野生型酵母菌为对照组，以液泡水解酶缺陷型酵母菌为实验组，在饥饿状态下，____________酵母菌细胞中出现自噬泡大量堆积现象。(1)

有氧呼吸

衰老线粒体(2)

核糖体

排出细胞或在细胞内被利用

增强(3)通过溶酶体途径对细胞内突变的蛋白质进行降解并回收利用(4)液泡水解酶缺陷型细胞分化细胞癌变细胞衰老细胞凋亡畸形分化实质特点特点机理①一大一小一多两低④基因的选择性表达⑤全能性③持久性、不可逆性、稳定性、普遍性、遗传物质不变性特点①发生于整个生命进程中，在胚胎时期达到最大；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。②意义①水分减少,代谢减慢（呼吸变慢），细胞萎缩，体积变小。②酶活性降低。③色素积累。④细胞核变大,核膜内折，染色质收缩,染色加深。⑤膜透性改变,物质运输能力降低。③无限增殖；细胞形态结构改变；细胞表面发生变化：糖蛋白减少，细胞间的黏着性降低，癌细胞易扩散转移。无接触抑制现象④原