【高中生物】高三生物一轮复习课件第16讲+细胞的分化、衰老与死亡

第4单元

细胞的生命历程第16讲

细胞的分化、衰老与死亡课标要求

细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程，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的分化,形成了复杂的多细胞生物体；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。考点一

细胞的分化与细胞的全能性（1）细胞分化的概念受精卵系统人体骨细胞上皮细胞肌肉细胞神经细胞上皮组织肌肉组织神经组织结缔组织器官有丝分裂细胞分化有何联系和区别?

个体发育

: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、功能上发生

稳定性差异

的过程。细胞分裂导致细胞数目的增多；细胞分化导致细胞形态、结构和生理功能的改变。1.细胞分化鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞中的DNA和mRNA检测。项目DNA检测结果RNA检测结果输卵管细胞成人红细胞胰岛B细胞输卵管细胞成人红细胞胰岛B细胞核糖体蛋白基因＋＋＋＋＋＋卵清蛋白基因＋＋＋＋－－β-珠蛋白基因＋＋＋－＋－胰岛素基因

＋＋＋－－

＋说明：“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。②这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？

有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成，因此这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。①3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因，但每种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？这一事实说明，基因的表达存在选择性。③核糖体蛋白基因是否发生了选择性表达？核糖体蛋白基因在所有的细胞中均表达，未发生选择性表达。①细胞分化过程中，遗传信息是否发生改变？②细胞的形态、结构以及生理功能的差异是由哪种物质直接表现出来的？不变蛋白质（2）实质在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，即基因的选择性表达。2.细胞分化的两个关键点（1）细胞分化的标志①分子水平：合成了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：形成不同种类的细胞(尤其是

种类和数量有较大差异)。（2）细胞分化的“改变”与“不变”mRNA细胞器（3）分化表达的基因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水解酶基因等。②奢侈基因

不同类型细胞特异性表达的一类基因，其表达产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因等。

下列事实分别说明了细胞分化的什么特点？资料一：细胞分化发生在整个生命进程中。资料二：黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，

始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。资料三：分化后的细胞将一直保持分化后的状态，不能再回到分化前的状态，直到死亡；资料四：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。持久性（稳定性）不可逆性普遍性（4）特点（稳定性）不可逆性①持久性发生在生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度。②普遍性在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。③遗传物质不变性一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。④不可逆性，稳定性一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。（4）特点（5）结果产生形态、结构、功能不同的细胞，不同类型的细胞构成不同的器官和组织。（6）意义①生物界中普遍存在的生命现象，它是个体发育的基础。②使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。必备知识·整合1.细胞分化细胞重编程：诱导多能干细胞。分化程度：体细胞＞生殖细胞＞受精卵拓展：细胞分化的影响因素？为什么在动物核移植的实验中通常将去核卵母细胞作为受体？主要是由于去核次级卵母细胞细胞质中含有活性较高的促进核表达全能性的物质即成熟促进因子(MPF)。内因：基因组的整体表达情况和该细胞所经历的发育过程或所处的发育阶段。外因：该细胞所处的周边环境，如与之相邻的细胞、所接收的信号分子。细胞是否分化及分化的方向取决于：（多选）下列哪项可以说明细胞已发生分化(

)

A.细胞中有生长激素基因B.细胞进行无氧呼吸产生乳酸C.细胞中出现血红蛋白的mRNAD.细胞中ATP的合成与分解速度发生改变E.细胞膜上具有神经递质的受体F.RNA聚合酶结合到DNA上CE2.细胞的全能性

注意：种子萌发长成新植株并没有体现细胞的全能性，因为种子的胚本身就是植株的幼体，其萌发长成植株是正常发育的过程。雌蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了动物生殖细胞具有全能性。（

）√分化程度高的细胞全能性一定低。（

）×分化程度高一定不分裂？分化程度高全能性一定低？细胞分化细胞全能性原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点①持久性；②稳定性（不可逆性）③普遍性；④不变性①高度分化的植物体细胞具有全能性②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性。结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成完整有机体大小比较细胞分化程度有高低之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵细胞全能性有大小之分，如受精卵>生殖细胞>体细胞关系①两者的遗传物质都不发生变化②一般细胞的分化程度越高，具有的全能性越小3.干细胞动物和人体内仍保留着少数具有____________能力的细胞,这些细胞叫作干细胞。注意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。分裂和分化全能干细胞多能干细胞专能干细胞如：受精卵和早期胚胎细胞如：造血干细胞如：神经干细胞教材基础诊断1.

同一人体内的上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞。(

)√2.

B细胞（一种免疫细胞）与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。(

)×3.

非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞核移植实验证明了动物体细胞具有全能性。(

)×4.

脐带血中含有大量的干细胞，可以培养并分化成人体的各种血细胞。(

)√5.

自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，基因表达情况与胰岛B细胞相同，可以替代损伤的胰岛B细胞，治疗糖尿病。(

)√6.

自体造血干细胞移植不改变后代的血型，异体造血干细胞移植可以改变后代的血型。(

)×教材深度拓展人体的上皮细胞和神经细胞的核基因的种类和数量是相同的，请分析原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

两种细胞都是由同一个受精卵经分裂和分化而形成的，不同体细胞在形态、结构和功能上不同的根本原因是基因的选择性表达，直接原因是细胞中的蛋白质不同关键能力·提升考向一

考查对细胞分化的理解

C

2.

下图表示体外培养胚胎干细胞使其形成不同类型细胞的过程。下列有关叙述正确的是(

)A

题后悟道“四看”法判断细胞分化考向二

考查细胞全能性与干细胞3.

（2021辽宁，9，2分）被子植物的无融合生殖是指卵细胞、助细胞和珠心细胞等直接发育成胚的现象。助细胞与卵细胞染色体组成相同，珠心细胞是植物的体细胞。下列有关某二倍体被子植物无融合生殖的叙述，错误的是(

)A.

由无融合生殖产生的植株有的是高度不育的B.

由卵细胞直接发育成完整个体体现了植物细胞的全能性C.

由助细胞无融合生殖产生的个体保持了亲本的全部遗传特性D.

由珠心细胞无融合生殖产生的植株体细胞中有两个染色体组C[解析]

根据题意可知，卵细胞、助细胞可以直接发育成胚，二者的染色体数目只有体细胞（二倍体）的一半，所以由无融合生殖产生的植株有的是高度不育的，A正确；细胞的全能性指的是细胞经分裂和分化后，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，所以卵细胞直接发育成完整个体可以体现植物细胞的全能性，B正确；助细胞和卵细胞都只含有母本细胞核遗传物质的一半，所以由助细胞无融合生殖产生的个体不能保持亲本的全部遗传特性，C错误；该被子植物是二倍体，珠心细胞是植物的体细胞，所以由珠心细胞无融合生殖产生的植株体细胞中有两个染色体组，D正确。溯源教材细胞“具有”全能性与“体现”全能性的辨析（1）

细胞具有全能性的原因：________________________________。细胞中含有该物种的全套遗传信息（2）

细胞全能性表达的标志：__________________________________________。细胞发育成完整有机体或分化成其他各种细胞（3）

干细胞发育成组织或器官______（填“能”或“不能”）体现细胞的全能性。不能

C

考点二

细胞的衰老和死亡必备知识·整合1.细胞衰老（1）细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为________________________________。细胞的形态、结构和功能发生变化（2）衰老细胞的特征（3）细胞衰老的原因①自由基学说②端粒学说(1)不是所有引物切除后的空缺都会被修复，位于子链起始端的引物空缺部分无法修复，原因是__________________________________，这会导致DNA复制后双链出现“不平齐”的现象。(2)DNA复制后双链不平齐的现象会使DNA分子随着复制次数的增加而持续缩短，端粒酶则可以使缩短部分得以恢复，机理如图2所示。①端粒酶实际是一种________酶，端粒酶作用的直接结果使DNA双链不平齐程度_____(选填“加大”或“减小”)。②较短的DNA链的“补长”主要是由_________酶完成的。②端粒学说图1

图2DNA聚合酶不能沿5′端延伸DNA链逆转录加大DNA聚合端粒酶把长链补长端粒酶①端粒酶负责端粒的延长，可以把DNA复制损失的端粒填补起来，使得细胞分裂的次数增加。③端粒酶在大多数细胞中的活性______，在癌细胞中的活性_____。②端粒酶是RNA和蛋白质组成的复合体，蛋白质部分起催化作用，RNA部分作为模板。因此，端粒酶具有_______酶的活性。逆转录很低较高②端粒学说人体衰老的主要表现及原因分析表现原因分析皮肤干燥、发皱头发变白出现老年斑吸收能力下降无力细胞内的水分减少，使细胞萎缩细胞内酪氨酸酶活性降低，黑色素的合成减少细胞内的色素(主要是脂褐素)积累物质运输功能降低细胞呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢，能量供应不足（4）个体衰老与细胞衰老的关系细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现________。自我更新单细胞生物个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡多细胞生物个体衰老与死亡≠细胞衰老与死亡①年轻个体中也有衰老的、走向死亡的细胞②老年个体中也有新生的细胞；③从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。2.细胞的死亡（1）细胞的凋亡和坏死提醒注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况：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。判断细胞凋亡与细胞坏死的方法甲:细胞膜保持完整，细胞内容物没有逸散，细胞是很“卫生”的死，死的“干干净净”。乙:细胞膜破裂，细胞内容物释放到组织液，会对周围细胞造成影响，会引起炎症反应。甲乙细胞凋亡和细胞坏死的区别（2）细胞自噬注意有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。必修1P126：请结合资料比较细胞自噬和细胞凋亡资料一：DNase酶和Caspase酶是细胞凋亡的两种关键酶，在凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后，通过细胞内信号转导激活凋亡相关基因。这两种酶一旦被激活，DNase酶能将DNA切割形成DNA片段，Caspase酶能将细胞内蛋白降解成多肽，导致细胞裂解形成凋亡小体，进而被吞噬细胞吞噬清除。资料二：通俗地说，细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。在一定条件下，细胞可通过溶酶体的作用，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，其局部过程如下图所示。必修1P126：请结合资料比较细胞自噬和细胞凋亡区别：①形态学上的区别：凋亡会使细胞膜内陷形成凋亡小体，最后细胞解体；自噬是形成双层膜的自噬泡，包裹细胞质内的物质，然后与

融合消化掉内容物。②生理意义上的区别：凋亡

(填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡；自噬

(填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡。联系：有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。溶酶体一定不一定必修1P126：请结合资料比较细胞自噬和细胞凋亡教材基础诊断1.

老年人体内有幼嫩的细胞，年轻人体内没有衰老的细胞。

(

)×2.

衰老细胞内染色质收缩、染色加深，这样会影响DNA复制和转录。(

)√3.

细胞的衰老、凋亡都是基因控制的细胞行为，与基因的选择性表达有关，其遗传物质不变。(

)√

×5.被病原体感染后细胞的死亡属于细胞坏死(

)6.被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡(

)√√7.衰老的细胞相对表面积变大，但物质交换效率降低(

)√教材深度拓展1.

老年人的白发与白化病患者白发的原因有何不同？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。老年人的白发是由于毛囊中的黑色素细胞衰老，细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少；白化病患者是细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常，不能合成酪氨酸酶，细胞中缺少酪氨酸酶所致的2.

寿命越短的细胞,其分裂能力不一定越强，请举例分析：______________________________________________________________________________。

寿命短的细胞不一定能分裂（如白细胞）,寿命长的细胞可能能分裂（如平滑肌细胞）3.

白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不一样，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。请结合这一实例说明细胞凋亡的生物学意义：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的主要功能是吞噬病菌等，所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维持生物体内部环境的稳定、抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用重难突破细胞各生命历程间的内在关系关键能力·提升考向一

考查细胞衰老的特征与原因

C

C

考向二

考查细胞的死亡

D

4.

（2022江苏镇江中学上学期期中测试）细胞自噬是细胞通过溶酶体与双层膜包裹的细胞自身物质融合，从而降解细胞自身物质的过程。如图表示细胞自噬的过程，下列相关叙述正确的是(

)A.

自噬体的膜由两层磷脂分子构成B.

细胞营养匮乏时细胞自噬过程减弱C.

溶酶体参与的细胞自噬过程由遗传物质决定D.

溶酶体中合成的水解酶促进错误折叠蛋白水解C[解析]

由图可知，自噬体具有2层膜，即由4层磷脂分子组成，A错误；细胞营养匮乏时细胞自噬过程增强，B错误；溶酶体所参与的细胞自动结束生命的过程属于细胞凋亡，由基因决定，C正确；图中的水解酶的化学本质是蛋白质，在核糖体中合成，D错误。考点真题演练

C

2.

（2022浙江6月选考，4，2分）下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是(

)A.

细胞凋亡是受基因调控的B.

细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中C.

人体各组织细胞的衰老总是同步的D.

细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大A[解析]

细胞凋亡是由某种基因引发的