第3讲细胞的分化衰老和凋亡-2022年高考一轮生物单元复习

第3讲细胞的分化、衰老和凋亡一、细胞分化1、定义在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在_______、_______和_________上发生__________的过程。形态结构生理功能稳定差异2、特点①普遍性是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。多细胞生物的细胞分化是为了形成各种组织和器官。②持久性细胞分化贯穿于生物体整个生命活动过程中。③不可逆性一般情况下，已分化的细胞一般不能再回到分化前的状态。④稳定性一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到细胞死亡。一、细胞分化3、意义①细胞分化是_______________的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。②细胞分化使多细胞生物体中的细胞___________，有利于提高各种生理功能的效率。生物个体发育趋向专门化一、细胞分化基因蛋白质卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰岛素基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰岛素输卵管细胞++++－－唾液腺细胞+++－+－胰岛B细胞+++－－+实验证据1：科学家用基因探针技术对人体内几种体细胞含有的基因情况进行了调查，结果如下：“+”表示有，“－”表示无体细胞分化过程中遗传物质没有改变得出结论：4、机理(原因或实质)一、细胞分化基因蛋白质卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰岛素基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰岛素输卵管细胞++++－－唾液腺细胞+++－+－胰岛B细胞+++－－+“+”表示有，“－”表示无实验证据1：科学家用抗原抗体杂交技术对人体内这三种体细胞中相应的蛋白质情况进行了调查，结果如下：一、细胞分化基因的选择性表达基因

蛋白质相同不同？基因蛋白质卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰岛素基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰岛素输卵管细胞++++－－唾液腺细胞+++－+－胰岛B细胞+++－－+“+”表示有，“－”表示无实质：不同的细胞中遗传信息的执行情况不同(即基因的选择性表达)一、细胞分化细胞分化小积累小积累判断细胞发生分化的方法高度分化的细胞完整植株高度分化的细胞，能否像受精卵一样，再分化成一个完整的个体呢？二、细胞全能性1.在不脱离生物体的前提下，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。2.高度分化的细胞在自然状态下往往失去细胞分裂能力。事实：探究历程1902年，德国科学家哈伯兰特提出细胞全能性的理论。1937年，美国科学家将烟草形成层细胞培育成植株。1958年，斯图尔德将胡萝卜韧皮部细胞培养成植株。1965年，沃索将烟草单细胞培养成植株。1970年，斯图尔德将胡萝卜单细胞培养成植株。（激素、营养等条件）设想：脱离母体脱分化再分化新个体（切割）（激素、营养等条件）二、细胞全能性胡萝卜的根部放入含有植物激素、无机盐和糖类等的培养液中愈伤组织脱分化再分化1958年斯图尔德[美]实验1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞，成功地培育出完整植株。说明高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。实验结果说明了什么？二、细胞全能性已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。２.原因：体细胞中都具有该物种全套的遗传物质，都具有发育成完整个体所必需的全部基因。３.细胞全能性表现的必要条件：(1)离体(必要条件)；(2)一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)和植物激素；１.概念：

(3)适宜的外界条件(适宜的温度、pH等)、无菌无毒的环境。二、细胞全能性植物细胞全能性的应用：快速繁殖花卉、蔬菜拯救濒危物种和基因工程结合培育作物新类型动物细胞是否具有全能性？黑面羊B卵细胞

代孕羊C重组细胞发育成胚胎

乳腺细胞

白面羊A多利克隆羊“多利”证明动物细胞核具有全能性目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。细胞核含有本物种遗传所需的全套基因。克隆猴“中中”和“华华”在中科院神经科学研究所非人灵长类平台育婴室的恒温箱里世界首例克隆猴在中国诞生二、细胞全能性细胞全能性的大小①细胞分化程度越高，全能性越低；细胞分化程度越低，全能性越高。②植物细胞的全能性>动物细胞全能性③受精卵>生殖细胞(精卵细胞)>体细胞二、细胞全能性小积累关于细胞全能性的注意事项1.定义：一类具有______和______能力的细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。三、干细胞分裂分化a:分裂，干细胞自我更新b:分化，形成其他类型的细胞2.种类：1）全能干细胞，如：胚胎干细胞2）多能干细胞，如：造血干细胞3）专能干细胞，如：神经干细胞胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。2006年，科学家通过体外培养诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞(inducedpluripotentstemcell，简称iPS细胞)，并用iPS细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。现在，用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。因为诱导过程无需破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。拓展：诱导多能干细胞(iPS)日本东京大学和京都大学的科学家研究出人耳鼠，就是在老鼠背上种植出人耳，他们称要将这项技术用于人体。人造耳朵[深挖教材·长句溯源]1.(必修1P118)人的胰岛B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：

。因为都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的，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2.(必修1P119)分化后的细胞是否还具有全能性，为什么？提示

具有细胞分化不会改变遗传物质。已分化的细胞都含有保持该物种遗传性状所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。3.(必修1P120“与社会的联系”)为什么可以利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官？

提示因为干细胞具有分裂、分化的能力，可培养出组织或器官。4.(必修1P120拓展题改编)可否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？

提示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。肌细胞是高度分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞，因而不能用肌细胞代替干细胞在体外培育组织和器官。考向1以细胞分化为载体考查生命观念1.(2016·全国卷Ⅱ，1)在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是(

) A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献 B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞 C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果 D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株2.(2020·成都市诊断)下表是人体内红细胞(未成熟)、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的核基因及这些基因表达的情况(“＋”表示该基因能表达，“－”表示该基因未表达)。下列有关说法正确的是(

)细胞血红蛋白基因胰岛素基因抗体基因有氧呼吸酶基因红细胞＋－－＋胰岛B细胞－①－＋浆细胞－－②③A.①②③均表示“＋”B.此表说明细胞分化导致基因的选择性表达

C.三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同D.三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同解析题表说明细胞分化的原因是基因选择性表达的结果，B错误；三种细胞中有氧呼吸酶基因都表达，C错误；三种细胞是同一个体中的体细胞核基因种类相同，只是表达的基因不同，D错误。答案A3.(2020·重庆联考)如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述错误的是(

)A.a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化B.丁与戊因遗传物质不同而发生分化C.乙和丙的染色体组成相同

D.甲、丁、戊的功能不同解析细胞分化遗传物质未发生改变，只是基因的选择性表达。答案B考向2结合细胞分化及全能性，考查分析推断能力4.(2016·海南卷，9)下列关于植物细胞的叙述，错误的是(

)A.高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能B.植物细胞在有氧条件下的呼吸终产物与无氧条件下的不同C.种子胚根和胚芽中的所有细胞都是由受精卵分裂分化而来的D.叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果解析高度分化的植物细胞仍具备发育成完整植株的潜能。答案

A5.(2020·四川成都七中零诊)关于细胞的全能性的叙述，错误的是(

)A.离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性B.在生物体所有的细胞中，受精卵的全能性最高C.克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性D.卵细胞直接发育成雄蜂体现了动物细胞具有全能性解析处于离体状态的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件下，可培养成完整植株，体现了植物细胞的全能性，A正确；在生物体所有的细胞中，受精卵的分化程度最低，全能性最高，B正确；高度分化的动物细胞，其细胞的全能性受到限制，不容易表达，克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，C错误；由卵细胞直接发育成雄蜂的过程体现了卵细胞的全能性，D正确。答案C6.(2020·武汉市调研)“细胞核重编程”即将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态，它们就有再分化形成多种类型细胞的可能，可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是(

) A.干细胞分化成多种类型的细胞体现了细胞的全能性 B.干细胞可用于治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病

C.“细胞核重编程”和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关 D.该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来希望解析干细胞分化成多种类型的细胞，但没有形成个体，所以不能体现动物细胞的全能性，A错误；细胞核重编程后形成的细胞，其细胞核是自身细胞的，形成的组织器官用于移植属于自体移植，没有免疫排斥反应，D正确。答案A细胞的衰老和凋亡1.细胞衰老与个体衰老的关系？2.细胞衰老的特征？3.细胞衰老的原因？4,细胞凋亡和坏死的区别？单细胞生物体：个体衰老=细胞衰老大肠杆菌变形虫酵母菌知识点1：个体衰老与细胞衰老的关系多细胞生物体：个体衰老≠细胞衰老多细胞生物体衰老是整体细胞的衰老人体细胞每天更新率为1%~2%。如：肝细胞寿命约为18个月，皮肤细胞的寿命为十多天，消化道内壁细胞寿命只有几十个小时。知识点1：个体衰老与细胞衰老的关系老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？知识点2：细胞衰老的特征1、细胞内水分______，细胞_____，细胞体积______，细胞新陈代谢的速率_______；减少萎缩变小减慢2、细胞内多种酶活性______，如：细胞中_________酶活性降低，老年人会出现白发。降低酪氨酸酶酪氨酸黑色素酪氨酸酶知识点2：细胞衰老的特征3、细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐______，它们会_____细胞内物质的______________；增多妨碍交流和传递知识点2：细胞衰老的特征4、细胞核的体积______，核膜______，染色质_____，染色_______；增大固缩加深内折5、细胞膜通透性_______，物质运输功能_______；降低改变6、线粒体体积增大、数量减少，细胞呼吸速率降低；知识点2：细胞衰老的特征衰老症状原因分析皮肤干燥、发皱头发变白老人斑无力吸收能力下降细胞水分减少，体积变小细胞内的酪氨酸等酶活性降低，产生的黑色素减少细胞内色素(脂褐素)的累积细胞内呼吸速率减慢细胞膜通透性功能改变知识点2：细胞衰老的特征大：_______体积增大，_______体积增大小：______体积变小，____活性小，______________能力小多：______增多少：______减少，_______数量减少______________速率小细胞核细胞酶物质运输细胞新陈代谢色素水分线粒体线粒体知识点2：细胞衰老的特征知识点3：细胞衰老的原因1、自由基学说①自由基（含未配对电子）：异常活泼的带电分子或基团。细胞代谢或辐射及有害物质入侵细胞时会产生自由基。②自由基攻击细胞中的_____分子、______分子、______分子。磷脂DNA蛋白质③超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。2、端粒学说①端粒：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。知识点3：细胞衰老的原因环状DNA没有端粒，例如：细菌DNA、线粒体和叶绿体DNA没有端粒。2、端粒学说②端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被截短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动逐渐趋异常。知识点3：细胞衰老的原因2、端粒学说③端粒酶：a.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。c.端粒酶在大多数细胞中的活性______，在癌细胞中的活性_____。b.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。逆转录很低较高知识点3：细胞衰老的原因细胞凋亡细胞凋亡1.定义基因所决定的，称编程性死亡。2.类型发育中胚胎构建时细胞凋亡成体中细胞的自然更新被病原体感染的细胞的清除3.意义保证发育、维持内部环境稳定、抵御外界干扰4.细胞坏死①定义②原因③与细胞凋亡的比较知识点1：定义：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。又称编程性死亡。知识点2：细胞凋亡的类型：2、在成熟的生物体中，细胞的自然更新3、被病原体感染的细胞的清除1、个体发育中细胞的编程性死亡①被病原体感染的细胞如果是由于病原体的损伤(病毒使宿主细胞裂解)而裂解死亡的是细胞坏死；②被病原体感染的细胞如果是由于效应T细胞的作用而裂解死亡的属于细胞凋亡。知识点3：意义：举例：1、保证多细胞生物体完成正常发育①胎儿受的发育②蝌蚪发育为青蛙的过程中，尾部细胞的凋亡知识点3：意义：举例：1、保证多细胞生物体完成正常发育③在神经系统发育过程中，通过细胞凋亡使神经细胞的数目与靶细胞数目相匹配。a.靶细胞分泌神经存活因子b.没有获得足够多的神经存活因子的神经细胞将会凋亡知识点3：意义：通过凋亡，能够清除体内多余的、受损或危险的细胞，而不对周围的细胞或组织产生损害。3、抵御外界各种因素的干扰2、维持内部环境的稳定通过效应T来清除那些收到环境伤害或者被病原体感染的细胞。知识点4：细胞坏死1.定义：因病理而产生的被动死亡，对机体是有害的。细胞坏死：1→2→3→4细胞凋亡：1→5→6→72.原因：物理性或化学性的损害因子及缺氧与营养不良等均导致细胞坏死。细胞凋亡似秋叶的凋零，告别生命之辉煌；那难以计数的攻击、诱导，轻启着道道程序，逼细胞步步走向生命的末端；啊，活性氧处处肆虐，钙波涛惊石裂岸，线粒体把生命之光一点一点拧淡;(多选)(2019汇编，6分)下列关于细胞衰老的叙述正确的是(

)A.细胞衰老过程中仍然存在某些基因的选择性表达B.衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录C.衰老细胞中各种酶的活性显著降低(2017江苏单科)D.皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物E.细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构、功能和遗传物质均发生变化F.细胞衰老与个体衰老总是同步的AB(2019汇编，6分