第3講細胞的分化衰老和凋亡-2022年高考一輪生物單元復習

第3講細胞的分化、衰老和凋亡一、細胞分化1、定義在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在_______、_______和_________上發(fā)生__________的過程。形態(tài)結構生理功能穩(wěn)定差異2、特點①普遍性是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象，是生物個體發(fā)育的基礎。多細胞生物的細胞分化是為了形成各種組織和器官。②持久性細胞分化貫穿于生物體整個生命活動過程中。③不可逆性一般情況下，已分化的細胞一般不能再回到分化前的狀態(tài)。④穩(wěn)定性一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到細胞死亡。一、細胞分化3、意義①細胞分化是_______________的基礎。能形成具有特定形態(tài)、結構和功能的組織和器官。②細胞分化使多細胞生物體中的細胞___________，有利于提高各種生理功能的效率。生物個體發(fā)育趨向專門化一、細胞分化基因蛋白質卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰島素基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰島素輸卵管細胞++++－－唾液腺細胞+++－+－胰島B細胞+++－－+實驗證據1：科學家用基因探針技術對人體內幾種體細胞含有的基因情況進行了調查，結果如下：“+”表示有，“－”表示無體細胞分化過程中遺傳物質沒有改變得出結論：4、機理(原因或實質)一、細胞分化基因蛋白質卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰島素基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰島素輸卵管細胞++++－－唾液腺細胞+++－+－胰島B細胞+++－－+“+”表示有，“－”表示無實驗證據1：科學家用抗原抗體雜交技術對人體內這三種體細胞中相應的蛋白質情況進行了調查，結果如下：一、細胞分化基因的選擇性表達基因

蛋白質相同不同？基因蛋白質卵清蛋白基因唾液淀粉酶基因胰島素基因卵清蛋白唾液淀粉酶胰島素輸卵管細胞++++－－唾液腺細胞+++－+－胰島B細胞+++－－+“+”表示有，“－”表示無實質：不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同(即基因的選擇性表達)一、細胞分化細胞分化小積累小積累判斷細胞發(fā)生分化的方法高度分化的細胞完整植株高度分化的細胞，能否像受精卵一樣，再分化成一個完整的個體呢？二、細胞全能性1.在不脫離生物體的前提下，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。2.高度分化的細胞在自然狀態(tài)下往往失去細胞分裂能力。事實：探究歷程1902年，德國科學家哈伯蘭特提出細胞全能性的理論。1937年，美國科學家將煙草形成層細胞培育成植株。1958年，斯圖爾德將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成植株。1965年，沃索將煙草單細胞培養(yǎng)成植株。1970年，斯圖爾德將胡蘿卜單細胞培養(yǎng)成植株。（激素、營養(yǎng)等條件）設想：脫離母體脫分化再分化新個體（切割）（激素、營養(yǎng)等條件）二、細胞全能性胡蘿卜的根部放入含有植物激素、無機鹽和糖類等的培養(yǎng)液中愈傷組織脫分化再分化1958年斯圖爾德[美]實驗1958年，美國科學家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細胞，成功地培育出完整植株。說明高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力。實驗結果說明了什么？二、細胞全能性已經分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。２.原因：體細胞中都具有該物種全套的遺傳物質，都具有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因。３.細胞全能性表現(xiàn)的必要條件：(1)離體(必要條件)；(2)一定的營養(yǎng)物質(無機鹽、維生素、氨基酸等)和植物激素；１.概念：

(3)適宜的外界條件(適宜的溫度、pH等)、無菌無毒的環(huán)境。二、細胞全能性植物細胞全能性的應用：快速繁殖花卉、蔬菜拯救瀕危物種和基因工程結合培育作物新類型動物細胞是否具有全能性？黑面羊B卵細胞

代孕羊C重組細胞發(fā)育成胚胎

乳腺細胞

白面羊A多利克隆羊“多利”證明動物細胞核具有全能性目前為止,人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養(yǎng)成新的個體。細胞核含有本物種遺傳所需的全套基因。克隆猴“中中”和“華華”在中科院神經科學研究所非人靈長類平臺育嬰室的恒溫箱里世界首例克隆猴在中國誕生二、細胞全能性細胞全能性的大小①細胞分化程度越高，全能性越低；細胞分化程度越低，全能性越高。②植物細胞的全能性>動物細胞全能性③受精卵>生殖細胞(精卵細胞)>體細胞二、細胞全能性小積累關于細胞全能性的注意事項1.定義：一類具有______和______能力的細胞。在一定條件下，它可以分化成多種功能細胞。三、干細胞分裂分化a:分裂，干細胞自我更新b:分化，形成其他類型的細胞2.種類：1）全能干細胞，如：胚胎干細胞2）多能干細胞，如：造血干細胞3）專能干細胞，如：神經干細胞胚胎干細胞必須從胚胎中獲取，這涉及倫理問題，因而限制了它在醫(yī)學上的應用。2006年，科學家通過體外培養(yǎng)誘導小鼠成纖維細胞，獲得了類似胚胎干細胞的一種細胞，將它稱為誘導多能干細胞(inducedpluripotentstemcell，簡稱iPS細胞)，并用iPS細胞治療了小鼠的鐮狀細胞貧血?，F(xiàn)在，用iPS細胞治療阿爾茨海默病、心血管疾病等領域的研究也取得了新進展。因為誘導過程無需破壞胚胎，而且iPS細胞可以來源于病人自身的體細胞，將它移植回病人體內后，理論上可以避免免疫排斥反應，所以科學家普遍認為iPS細胞的應用前景優(yōu)于胚胎干細胞。拓展：誘導多能干細胞(iPS)日本東京大學和京都大學的科學家研究出人耳鼠，就是在老鼠背上種植出人耳，他們稱要將這項技術用于人體。人造耳朵[深挖教材·長句溯源]1.(必修1P118)人的胰島B細胞和神經細胞的核基因的種類和數(shù)量是相同的，請分析原因：

。因為都是由同一個受精卵經有絲分裂而形成的，不同體細胞在形態(tài)、結構和功能上不同的根本原因是基因的選擇性表達，直接原因是細胞中的蛋白質不同2.(必修1P119)分化后的細胞是否還具有全能性，為什么？提示

具有細胞分化不會改變遺傳物質。已分化的細胞都含有保持該物種遺傳性狀所需要的全套遺傳物質，因而都具有全能性。3.(必修1P120“與社會的聯(lián)系”)為什么可以利用干細胞培養(yǎng)組織、器官來修復受到損傷的組織、器官？

提示因為干細胞具有分裂、分化的能力，可培養(yǎng)出組織或器官。4.(必修1P120拓展題改編)可否用肌細胞代替干細胞在體外培育出組織器官用于器官移植等，實現(xiàn)對臨床疾病的治療？

提示動物細胞特別是高等動物細胞隨著胚胎的發(fā)育，細胞分化潛能變窄。肌細胞是高度分化的細胞，它通常不能轉化為其他類型的細胞，因而不能用肌細胞代替干細胞在體外培育組織和器官。考向1以細胞分化為載體考查生命觀念1.(2016·全國卷Ⅱ，1)在細胞的生命歷程中，會出現(xiàn)分裂、分化等現(xiàn)象。下列敘述錯誤的是(

) A.細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有貢獻 B.哺乳動物的造血干細胞是未經分化的細胞 C.細胞分化是細胞內基因選擇性表達的結果 D.通過組織培養(yǎng)可將植物葉肉細胞培育成新的植株2.(2020·成都市診斷)下表是人體內紅細胞(未成熟)、胰島B細胞、漿細胞內所含有的核基因及這些基因表達的情況(“＋”表示該基因能表達，“－”表示該基因未表達)。下列有關說法正確的是(

)細胞血紅蛋白基因胰島素基因抗體基因有氧呼吸酶基因紅細胞＋－－＋胰島B細胞－①－＋漿細胞－－②③A.①②③均表示“＋”B.此表說明細胞分化導致基因的選擇性表達

C.三種細胞中mRNA和蛋白質種類完全不同D.三種細胞的形態(tài)、結構和生理功能不同的根本原因是核基因種類不完全相同解析題表說明細胞分化的原因是基因選擇性表達的結果，B錯誤；三種細胞中有氧呼吸酶基因都表達，C錯誤；三種細胞是同一個體中的體細胞核基因種類相同，只是表達的基因不同，D錯誤。答案A3.(2020·重慶聯(lián)考)如圖為人體某早期胚胎細胞所經歷的生長發(fā)育階段示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個時期的細胞，a、b表示細胞所進行的生理過程。下列敘述錯誤的是(

)A.a過程是有絲分裂，b過程是細胞分化B.丁與戊因遺傳物質不同而發(fā)生分化C.乙和丙的染色體組成相同

D.甲、丁、戊的功能不同解析細胞分化遺傳物質未發(fā)生改變，只是基因的選擇性表達。答案B考向2結合細胞分化及全能性，考查分析推斷能力4.(2016·海南卷，9)下列關于植物細胞的敘述，錯誤的是(

)A.高度分化的成熟葉肉細胞不具備發(fā)育成完整植株的潛能B.植物細胞在有氧條件下的呼吸終產物與無氧條件下的不同C.種子胚根和胚芽中的所有細胞都是由受精卵分裂分化而來的D.葉肉細胞和根尖細胞在結構和功能上的差異是細胞分化的結果解析高度分化的植物細胞仍具備發(fā)育成完整植株的潛能。答案

A5.(2020·四川成都七中零診)關于細胞的全能性的敘述，錯誤的是(

)A.離體的植物細胞在一定條件下培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性B.在生物體所有的細胞中，受精卵的全能性最高C.克隆羊的誕生證明了高度分化的動物細胞具有全能性D.卵細胞直接發(fā)育成雄蜂體現(xiàn)了動物細胞具有全能性解析處于離體狀態(tài)的植物細胞，在一定的營養(yǎng)物質、激素和其他外界條件下，可培養(yǎng)成完整植株，體現(xiàn)了植物細胞的全能性，A正確；在生物體所有的細胞中，受精卵的分化程度最低，全能性最高，B正確；高度分化的動物細胞，其細胞的全能性受到限制，不容易表達，克隆羊的誕生證明了高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性，C錯誤；由卵細胞直接發(fā)育成雄蜂的過程體現(xiàn)了卵細胞的全能性，D正確。答案C6.(2020·武漢市調研)“細胞核重編程”即將人類成熟的體細胞重新誘導回干細胞狀態(tài)，它們就有再分化形成多種類型細胞的可能，可應用于臨床醫(yī)學。下列有關敘述錯誤的是(

) A.干細胞分化成多種類型的細胞體現(xiàn)了細胞的全能性 B.干細胞可用于治療因胰島B細胞受損而引起的糖尿病

C.“細胞核重編程”和干細胞的再分化均與細胞內基因的選擇性表達相關 D.該項研究為臨床上解決器官移植的免疫排斥反應帶來希望解析干細胞分化成多種類型的細胞，但沒有形成個體，所以不能體現(xiàn)動物細胞的全能性，A錯誤；細胞核重編程后形成的細胞，其細胞核是自身細胞的，形成的組織器官用于移植屬于自體移植，沒有免疫排斥反應，D正確。答案A細胞的衰老和凋亡1.細胞衰老與個體衰老的關系？2.細胞衰老的特征？3.細胞衰老的原因？4,細胞凋亡和壞死的區(qū)別？單細胞生物體：個體衰老=細胞衰老大腸桿菌變形蟲酵母菌知識點1：個體衰老與細胞衰老的關系多細胞生物體：個體衰老≠細胞衰老多細胞生物體衰老是整體細胞的衰老人體細胞每天更新率為1%~2%。如：肝細胞壽命約為18個月，皮膚細胞的壽命為十多天，消化道內壁細胞壽命只有幾十個小時。知識點1：個體衰老與細胞衰老的關系老年人體內有沒有幼嫩的細胞？年輕人體內有沒有衰老的細胞？知識點2：細胞衰老的特征1、細胞內水分______，細胞_____，細胞體積______，細胞新陳代謝的速率_______；減少萎縮變小減慢2、細胞內多種酶活性______，如：細胞中_________酶活性降低，老年人會出現(xiàn)白發(fā)。降低酪氨酸酶酪氨酸黑色素酪氨酸酶知識點2：細胞衰老的特征3、細胞內的色素會隨著細胞衰老而逐漸______，它們會_____細胞內物質的______________；增多妨礙交流和傳遞知識點2：細胞衰老的特征4、細胞核的體積______，核膜______，染色質_____，染色_______；增大固縮加深內折5、細胞膜通透性_______，物質運輸功能_______；降低改變6、線粒體體積增大、數(shù)量減少，細胞呼吸速率降低；知識點2：細胞衰老的特征衰老癥狀原因分析皮膚干燥、發(fā)皺頭發(fā)變白老人斑無力吸收能力下降細胞水分減少，體積變小細胞內的酪氨酸等酶活性降低，產生的黑色素減少細胞內色素(脂褐素)的累積細胞內呼吸速率減慢細胞膜通透性功能改變知識點2：細胞衰老的特征大：_______體積增大，_______體積增大小：______體積變小，____活性小，______________能力小多：______增多少：______減少，_______數(shù)量減少______________速率小細胞核細胞酶物質運輸細胞新陳代謝色素水分線粒體線粒體知識點2：細胞衰老的特征知識點3：細胞衰老的原因1、自由基學說①自由基（含未配對電子）：異?；顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F。細胞代謝或輻射及有害物質入侵細胞時會產生自由基。②自由基攻擊細胞中的_____分子、______分子、______分子。磷脂DNA蛋白質③超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延緩細胞衰老。2、端粒學說①端粒：每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA，稱為端粒。知識點3：細胞衰老的原因環(huán)狀DNA沒有端粒，例如：細菌DNA、線粒體和葉綠體DNA沒有端粒。2、端粒學說②端粒DNA序列在每次細胞分裂后會縮短一截，隨著細胞分裂次數(shù)的增加，截短的部分會逐漸向內延伸。在端粒DNA序列被截短后，端粒內側的正常基因的DNA序列就會受到損傷，結果使細胞活動逐漸趨異常。知識點3：細胞衰老的原因2、端粒學說③端粒酶：a.端粒酶負責端粒的延長，可以把DNA復制損失的端粒填補起來，使得細胞分裂的次數(shù)增加。c.端粒酶在大多數(shù)細胞中的活性______，在癌細胞中的活性_____。b.端粒酶是RNA和蛋白質組成的復合體，蛋白質部分起催化作用，RNA部分作為模板。因此，端粒酶具有_______酶的活性。逆轉錄很低較高知識點3：細胞衰老的原因細胞凋亡細胞凋亡1.定義基因所決定的，稱編程性死亡。2.類型發(fā)育中胚胎構建時細胞凋亡成體中細胞的自然更新被病原體感染的細胞的清除3.意義保證發(fā)育、維持內部環(huán)境穩(wěn)定、抵御外界干擾4.細胞壞死①定義②原因③與細胞凋亡的比較知識點1：定義：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，就叫細胞凋亡。又稱編程性死亡。知識點2：細胞凋亡的類型：2、在成熟的生物體中，細胞的自然更新3、被病原體感染的細胞的清除1、個體發(fā)育中細胞的編程性死亡①被病原體感染的細胞如果是由于病原體的損傷(病毒使宿主細胞裂解)而裂解死亡的是細胞壞死；②被病原體感染的細胞如果是由于效應T細胞的作用而裂解死亡的屬于細胞凋亡。知識點3：意義：舉例：1、保證多細胞生物體完成正常發(fā)育①胎兒受的發(fā)育②蝌蚪發(fā)育為青蛙的過程中，尾部細胞的凋亡知識點3：意義：舉例：1、保證多細胞生物體完成正常發(fā)育③在神經系統(tǒng)發(fā)育過程中，通過細胞凋亡使神經細胞的數(shù)目與靶細胞數(shù)目相匹配。a.靶細胞分泌神經存活因子b.沒有獲得足夠多的神經存活因子的神經細胞將會凋亡知識點3：意義：通過凋亡，能夠清除體內多余的、受損或危險的細胞，而不對周圍的細胞或組織產生損害。3、抵御外界各種因素的干擾2、維持內部環(huán)境的穩(wěn)定通過效應T來清除那些收到環(huán)境傷害或者被病原體感染的細胞。知識點4：細胞壞死1.定義：因病理而產生的被動死亡，對機體是有害的。細胞壞死：1→2→3→4細胞凋亡：1→5→6→72.原因：物理性或化學性的損害因子及缺氧與營養(yǎng)不良等均導致細胞壞死。細胞凋亡似秋葉的凋零，告別生命之輝煌；那難以計數(shù)的攻擊、誘導，輕啟著道道程序，逼細胞步步走向生命的末端；啊，活性氧處處肆虐，鈣波濤驚石裂岸，線粒體把生命之光一點一點擰淡;(多選)(2019匯編，6分)下列關于細胞衰老的敘述正確的是(

)A.細胞衰老過程中仍然存在某些基因的選擇性表達B.衰老細胞內染色質固縮影響DNA復制和轉錄C.衰老細胞中各種酶的活性顯著降低(2017江蘇單科)D.皮膚上的“老年斑”是細胞凋亡的產物E.細胞衰老最終表現(xiàn)為細胞的形態(tài)、結構、功能和遺傳物質均發(fā)生變化F.細胞衰老與個體衰老總是同步的AB(2019匯編，6分