4.2细胞分化衰老和死亡课件高一上学期生物必修1

第二节细胞分化、衰老和死亡第四章细胞增殖、分化、衰老和死亡课标内容要求核心素养对接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。1．生命观念——利用结构和功能观，说明细胞分化的实质和意义，以及衰老的特征。2．科学思维——通过比较和分类，明确不同细胞全能性大小的不同，以及细胞死亡方式的不同。3．社会责任——关注我国的老龄化问题。一、细胞分化和细胞全能性1．细胞分化形成复杂的多细胞生物体(1)细胞分化概念：在个体发育中，由____________细胞经细胞分裂产生的_____细胞，在________和_________上逐渐发生__________的过程，称为细胞分化。必备知识·自主预习储备或一种子代形态结构生理功能稳定性差异一个(2)细胞分化实例①骨髓中_________细胞分裂产生的细胞发生_____________，形成_______、_______和多种_______。②在被子植物中，叶表皮细胞外侧有_______，具有_____作用；叶肉细胞内有大量的__________，能进行光合作用；营养组织细胞能______营养物质；______组织参与营养物质的运输。造血干特异性变化红细胞血小板白细胞角质层保护叶绿体储藏输导(3)细胞分化特点①细胞分化是一种_______的变化。②一般来说，分化后的细胞将一直保持______的状态，直到死亡。③细胞分化是生物界________的生命现象，是生物体____的基础。(4)细胞分化意义在个体发育中，细胞分化能____细胞的类型，不同类型的细胞构成了多细胞生物体的各种____和____，执行不同的________，从而有利于____各种生命活动的效率。持久性分化后普遍存在发育增加组织器官生理功能提高2．分化后的细胞仍然具有全能性(1)植物细胞的全能性：________的植物细胞仍然具有发育成__________的能力，即植物细胞具有全能性。(2)细胞的全能性：细胞分裂和分化后，仍然具有产生__________或分化成其他各种细胞的潜能和特性。高度分化完整植株完整有机体(3)动物细胞核移植技术①实例a．美洲爪蟾的核移植b．克隆羊多莉核去核的未受精成体②结论：高等动物已分化的体细胞的细胞核仍然保持着_____的遗传物质，是具有全能性的。③与植物细胞相比，由单个高度分化的动物体细胞培育成新个体的过程更具有_____性。全套复杂二、细胞衰老和细胞死亡1．细胞衰老(1)定义：细胞衰老是一系列复杂的_____________过程，发生的变化最终反映在细胞的_________和_________上。(2)特征①细胞_____，细胞内的水分_____，体积_____。②细胞核体积_____，核膜_____，_______固缩。③细胞质膜通透性_____，物质运输功能_____。④细胞内_____________降低，_________减慢，_____逐渐积累。⑤细胞内_________和_________受阻。生理生化反应形态结构生理功能萎缩减少变小增大皱折染色质改变降低多种酶的活性代谢速率色素物质交换信息传递(3)细胞衰老机制的学说①端粒学说a．端粒是真核生物___________________________，能维持染色体的_______。b．端粒酶是细胞中一种_________的酶，可以_____细胞的衰老。c．端粒学说：每次细胞分裂后，_______________就会缩短一截，随着细胞分裂次数的增多，_____不断缩短，当_____________到一定程度时，细胞就无法_________，从而导致_______________。染色体末端的DNA重复序列稳定性延长端粒延缓端粒DNA序列端粒端粒长度缩短继续分裂细胞衰老与死亡②自由基学说细胞内活泼的______________在氧化反应中会产生大量的______。自由基常带有____________，表现出高度的__________，会攻击和破坏细胞内各种具有________的生物分子。当自由基破坏生物膜成分中的________时，又会产生许多新的______，这些自由基将会参与攻击____________，如__________________，最终导致细胞衰老。带电分子或基团自由基未配对的电子反应活跃性正常功能磷脂分子自由基其他生物分子DNA或蛋白质分子2．细胞死亡(1)概念：受细胞内________决定的“死亡程序”控制，是一个____而非被动的生理过程，所以细胞死亡常被称为______________。(2)方式：主要包括由细胞自噬导致的______________、________和________。遗传机制主动细胞程序性死亡自噬性细胞死亡细胞坏死细胞凋亡

溶酶体液泡双层膜自身物质内环境细胞死亡(4)细胞坏死①概念：多为细胞在强烈的_____因素或_____因素作用下受到严重损伤，引起_________的过程。②表现：细胞胀大、_____和细胞_____破裂、__________外溢等。③结果：对_____细胞产生伤害，并引发_____反应。理化生物自身死亡核膜质膜细胞内容物周围炎症(5)细胞凋亡①概念：由_____所决定的细胞_____结束生命的过程。②过程凋亡开始——细胞与周围细胞脱离，染色质凝集、

↓_____并沿_____分布，_____发生皱缩________的形成——细胞质膜_____，包裹_______等碎片

↓

细胞的解体——_________被_________吞噬基因自动分离核膜细胞凋亡小体反折细胞器凋亡小体吞噬细胞③意义：在_____________过程中具有重要作用。例如，蝌蚪在变态发育过程中，尾的消失；在鸡胚胎发育过程中，趾间蹼状物的消失；在人胚胎发育过程中，胎儿手的发育。生物个体发育判一判(正确的打“√”，错误的打“×”)1．细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态。 (

)2．细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。 (

)3．植物组织培养说明高度分化的植物细胞具有全能性。 (

)4．干细胞具有分裂和分化能力。 (

)5．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 (

)6．细胞凋亡和细胞坏死的本质是一回事。 (

)7．生物体都存在着细胞衰老的现象。 (

)8．端粒受损可能会导致细胞衰老。 (

)√×√√××√√提示：1．√2．×细胞分化发生在整个生命进程中。3．√

4．√5．×细胞凋亡是由基因控制的。6．×细胞凋亡是由基因控制的，细胞坏死是不利的因素引起的，两者的本质不同。7．√

8．√核心点一

细胞分化和细胞全能性1．细胞分化(1)过程①概念图关键能力·重难探究达成②模式图(2)基础：各种细胞具有完全相同的遗传物质，即携带有本物种的全部遗传信息。(3)特点归纳①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中。②稳定性和不可逆性：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。③普遍性：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。④不变性：分化后的细胞内的遗传物质并未发生变化。知识拓展细胞分化的实质就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同细胞中遗传信息的执行情况不同，控制合成的蛋白质不同。细胞分化的实质就是基因的选择性表达。如图：2．细胞分化和细胞全能性的比较

细胞分化细胞全能性原因细胞内基因的选择性表达含有本物种全套遗传物质特点①持久性②稳定性和不可逆性：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③普遍性：在生物界中普遍存在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

细胞分化细胞全能性结果形成形态、结构、功能不同的细胞群形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分，如体细胞＞生殖细胞＞受精卵细胞全能性表达的难易程度不同，如受精卵＞生殖细胞＞体细胞联系①两者的遗传物质都不发生改变②已分化的细胞仍然保持全能性③一般情况下，细胞分化程度越高，全能性相对越低易错提醒细胞分化与细胞全能性易错辨析(1)多细胞生物的个体发育离不开细胞的分化，但细胞分化后的不同细胞中核DNA相同，蛋白质一般不同。细胞分化过程中，改变的是细胞的形态、结构、功能，不变的是细胞内的遗传物质。(2)细胞分化不改变细胞数目，却导致细胞种类增多。(3)细胞全能性的体现以产生个体为标志，若无个体产生，不能体现全能性。(4)细胞全能性表达的条件是离体、一定的营养物质和适宜的环境条件等。

知识拓展(1)愈伤组织：一个没有分化的细胞团块。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，液泡比较大，细胞无固定形状。愈伤组织可经过进一步诱导再分化，长出根、叶、芽、茎，形成完整植株。(2)胚状体：愈伤组织经再分化后形成的具有类似于胚芽、胚轴、胚根的结构，能进一步发育成完整植株。[对点练习]1．如图表示人体骨髓造血干细胞的生命历程，下列相关叙述错误的是(

)√A．a过程表示细胞生长，该过程中细胞与外界环境进行物质交换的效率提高B．b过程是细胞增殖，该过程是c过程的基础C．c过程是细胞分化，该过程中基因进行了选择性表达D．三种血细胞一般不会再变成细胞③或④A

[a过程引起细胞体积增大，所以为细胞生长，细胞体积变大后细胞表面积与体积的比值变小，所以细胞与外界环境进行物质交换的效率降低，A错误；b、c过程分别是细胞增殖与细胞分化，细胞增殖是细胞分化的基础，细胞分化是基因选择性表达的结果，B、C正确；细胞分化一般是不可逆的，所以三种血细胞一般不会再变成细胞③或④，D正确。]2．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(

)A．不能分裂的细胞一定不具有全能性B．细胞全能性的表现需经历细胞分化过程C．一般情况下，细胞分化程度越高，全能性越容易表现出来D．细胞分化过程中通过改变遗传物质形成各种各样的细胞B

[高度分化的植物细胞不能分裂，但仍具有全能性，A错误；细胞全能性的表现需经历细胞分裂和分化过程，B正确；一般情况下，细胞分化程度越高，全能性越不容易表现出来，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，遗传物质一般不变，D错误。]√核心点二

细胞衰老和细胞死亡1．对细胞衰老的理解通过以上图示更能说明组成→结构→功能的关系。衰老细胞的结构行使正常功能的能力降低。从分子水平上看，有用的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。2．细胞凋亡与细胞坏死

细胞坏死细胞凋亡原因细胞在强烈的理化因素或生物因素作用下受到严重损伤由基因所决定的细胞自动结束生命

细胞坏死细胞凋亡过程染色质不发生凝集，线粒体膨大→细胞质膜破损，破碎的细胞器、染色质片段释放出去→解体后释放细胞内容物细胞凋亡开始，细胞与周围细胞脱离，染色质凝集、分离并沿核膜分布，细胞发生皱缩→凋亡中的细胞，细胞质膜反折，包裹细胞器等碎片，形成凋亡小体→凋亡小体被吞噬细胞吞噬

细胞坏死细胞凋亡影响或意义对周围细胞产生伤害，并引发炎症反应①影响：细胞的内容物没有释放到细胞外，不会导致炎症②意义：清除被病原体感染的细胞；在生物个体发育过程中具有重要作用创新应用1．根据自由基学说，自由基攻击磷脂分子，引发雪崩式的反应，对膜损伤比较大，据此可判断人体细胞中哪些细胞器不会受自由基的影响？提示：核糖体和中心体。2．并指形成的可能原因是什么？提示：在胚胎发育过程中，手指细胞出现不正常的凋亡，导致出现并指。[对点练习]3．(多选)下列关于细胞衰老的叙述，正确的是(

)A．细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程B．白化病病人的头发呈白色，是毛囊中的黑色素细胞内酪氨酸酶活性降低所致C．衰老细胞的细胞质膜通透性改变，使物质运输功能降低D．衰老细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速率减慢√√√ACD

[细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，A正确；老年人头发呈白色，是毛囊中的黑色素细胞内酪氨酸酶活性降低所致，白化病是由酪氨酸酶缺乏或功能减退引起的一种遗传病，患者的皮肤及附属器官黑色素缺乏或合成障碍，B错误；细胞衰老的主要特征之一是细胞质膜通透性改变，使物质运输功能降低，C正确；衰老细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速率减慢，D正确。]4．细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述不正确的是(

)A．细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育具有重要作用B．细胞坏死最终会导致细胞质膜破坏，胞浆外溢C．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关D．在人胚胎发育过程中，胎儿手的发育是通过细胞坏死实现的√D

[细胞凋亡是由基因决定的，在个体发育过程中具有重要作用，A正确；细胞坏死最终导致细胞质膜破裂，细胞释放其中的内容物，B正确；吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体中水解酶的水解作用有关，C正确；在人胚胎发育过程中，胎儿手的发育是通过细胞凋亡完成的，D错误。]如图是青蛙的变态发育示意图。蝌蚪在发育过程中，长出的尾巴又逐渐消失，请分析下列问题：应用创新·问题情境探究由图分析可知，青蛙的发育过程中，由受精卵发育形成幼蛙时发生了一系列变化，尤其是尾部的出现和消失，这与溶酶体导致的细胞凋亡密切相关；而细胞凋亡与细胞坏死又有区别，由此形成生命观念和科学思维的学科素养。(1)蝌蚪尾巴的消失与哪种细胞器有直接关系？为什么？(生命观念)提示：溶酶体。溶酶体内含有多种水解酶，能够使自动死亡的细胞发生分解。(2)将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后，尾部溃烂消失，这与上述现象相同吗？(科学思维)提示：不相同。因为用浓盐酸处理后的尾部溃烂消失是细胞坏死，而蝌蚪在发育过程中的尾巴逐渐消失是细胞凋亡。[课堂小结]1．在个体发育中，由一个或一种细胞经细胞分裂产生的子代细胞，在形态结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程，称为细胞分化。2．高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，即植物细胞具有全能性。3．高等动物已分化的体细胞的细胞核仍然保持着全套的遗传物质，是具有全能性的。4．细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应过程，发生的变化最终反映在细胞的形态结构和生理功能上。5．有关细胞衰老机制的学说有多种，如端粒学说和自由基学说。6．不论单细胞生物还是多细胞生物，在正常情况下，细胞死亡往往受细胞内遗传机制决定的“死亡程序”控制，是一个主动而非被动的生理过程，所以细胞死亡常被称为细胞程序性死亡。7．细胞死亡方式主要包括由细胞自噬导致的自噬性细胞死亡、细胞坏死和细胞凋亡。8．对生物个体的正常发育、生命活动稳定状态的维持以及抵御外界各种因素的干扰等，细胞程序性死亡具有重要作用。1．造血干细胞分化为血细胞的实质是(

)A．蛋白质种类和数目的改变B．细胞的形态、结构和功能发生改变C．基因的选择性表达D．细胞亚显微结构的改变学习效果·随堂评估自测243题号15√C

[细胞分化并不改变细胞原有的基因组成，表观上看是蛋白质的种类、数量，细胞器种类等发生变化，实质上是基因的选择性表达。]2．(多选)下列有关细胞分化和细胞全能性的叙述，正确的是(

)A．细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生理功能的效率B．细胞分化使细胞类型和细胞数目增多C．上皮细胞与早期胚胎细胞遗传物质相同，因此它们的全能性高低应该相同D．水稻种子萌发长成新植株不能体现植物细胞的全能性√243题号15√AD

[细胞分化是细胞内基因的选择性表达，使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生理功能的效率，A正确；细胞分化使细胞类型增多，细胞数目没有增多，B错误；上皮细胞与早期胚胎细胞遗传物质相同，但是早期胚胎细胞的全能性高于上皮细胞，C错误；水稻种子萌发长成新植株属于自然生长过程，不能体现植物细胞的全能性，D正确。]243题号153．下列有关细胞衰老的叙述，错误的是(

)A．在衰老的细胞内水分减少，细胞萎缩，体积减小B．衰老的细胞新陈代谢缓慢C．衰老细胞的形态、结构和功能都发生了变化D．衰老细胞的细胞质膜选择透过性增强，物质运输功能增强√243题号15D

[衰老的细胞内水分减少，细胞萎缩，结果细胞体积变小，细胞新陈代谢的速度减慢，A、B正确；细胞衰老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，C正确；衰老细胞的细胞质膜通透性改变，使物质运输功能降低，D错误。]4．细胞自噬是细胞通过溶酶体与包裹细胞自身物质的双层膜融合，从而降解细胞自身病变物质或结构的过程(如图)。下列有关叙述正确的