2022-2023學(xué)年 蘇教版 必修一 細胞分化、衰老和死亡（46張）課件

第二節(jié)細胞分化、衰老和死亡第四章2022內(nèi)容索引0102基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)重難探究?能力素養(yǎng)全提升課程標準1.說出細胞分化的概念,理解細胞分化的特點、實質(zhì)及意義。2.舉例說明細胞的全能性,認識到細胞全能性在生產(chǎn)生活中的實用價值。3.闡述細胞衰老的特征、機理、細胞凋亡的概念和實質(zhì),理解生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律,探究人類健康的奧秘。基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)知識點一細胞分化的概念及特點1.概念2.舉例:造血干細胞分化為

、血小板和多種白細胞。

個體發(fā)育

形態(tài)結(jié)構(gòu)

生理功能

紅細胞

3.特點(1)細胞分化是一種

的變化。

(2)細胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象。4.結(jié)果:能夠增加

,不同類型的細胞構(gòu)成了多細胞生物體的各種

,執(zhí)行不同的生理功能,從而有利于提高各種生命活動的效率。

5.意義:細胞分化是生物體

的基礎(chǔ)。

持久性

細胞的類型

組織和器官

發(fā)育

知識點二細胞的全能性1.概念:細胞

后,仍然具有產(chǎn)生

或分化成其他各種細胞的潛能和特性。

2.植物細胞具有全能性——斯圖爾德實驗(1)過程:胡蘿卜根韌皮部的組織塊(2)結(jié)論:

的植物細胞能夠發(fā)育成

。

分裂和分化

完整有機體

愈傷組織

試管苗

離體

完整的植物體

3.動物細胞全能性的研究(1)格登實驗美洲爪蟾小腸上皮細胞的

+

的未受精的卵細胞

?

蝌蚪

?

蛙

(2)克隆羊多莉的誕生乳腺細胞

+

的未受精的卵細胞

?

多莉羊

(3)結(jié)論:高等動物已分化的體細胞的細胞核仍然保持著全套的

,是具有

的。

細胞核

去核

細胞核

去核

遺傳物質(zhì)

全能性

知識點三細胞衰老1.主要特征

項目結(jié)構(gòu)或物質(zhì)特征細胞結(jié)構(gòu)變化細胞質(zhì)膜通透性改變,物質(zhì)的運輸功能

細胞核核體積增大,核膜皺折,染色質(zhì)

細胞內(nèi)的物質(zhì)變化水水分減少(特別是自由水減少),細胞

,體積變小

酶多種酶的活性

,代謝速率減慢

色素色素逐漸積累降低

固縮

萎縮

降低

2.細胞衰老的原因(1)端粒學(xué)說:每次細胞分裂后,

就會縮短一截,隨著細胞分裂次數(shù)的增多,

不斷縮短,當端粒長度縮短到一定程度時,細胞就無法繼續(xù)分裂,從而導(dǎo)致細胞衰老與死亡。

(2)自由基學(xué)說:細胞代謝過程中會產(chǎn)生自由基。自由基會攻擊和破壞細胞內(nèi)各種具有正常功能的生物分子,如磷脂分子、

或

,導(dǎo)致細胞衰老。

(3)基因時鐘學(xué)說:基因像調(diào)節(jié)機體發(fā)育一樣,

細胞的衰老速度。端粒DNA序列

端粒

DNA蛋白質(zhì)分子

調(diào)節(jié)

知識點四細胞死亡1.細胞死亡(1)概念:受細胞內(nèi)遺傳機制決定的“死亡程序”控制,是一個主動而非被動的生理過程,因此也被稱為

。

(2)類型:細胞死亡包括

導(dǎo)致的自噬性細胞死亡、

和

。

(3)意義:細胞程序性死亡對生物個體的

、生命活動

的維持以及

外界各種因素的

等方面,具有重要作用。

細胞程序性死亡

細胞自噬

細胞壞死

細胞凋亡

正常發(fā)育

穩(wěn)定狀態(tài)

抵御

干擾

2.細胞自噬(1)概念:細胞通過溶酶體(動物)或液泡(酵母菌和植物)與雙層膜包裹的細胞自身物質(zhì)融合,從而降解細胞自身物質(zhì)的過程。在一定條件下,細胞自噬也可以導(dǎo)致細胞死亡。(2)意義:正常的動物細胞需要不斷降解功能失?；虿恍枰募毎Y(jié)構(gòu),以維持細胞內(nèi)環(huán)境的

。

動態(tài)平衡

3.細胞壞死(1)概念:是指細胞在強烈的

或

作用下受到嚴重損傷,引起自身死亡的過程。

(2)細胞壞死的過程①壞死的開始——

不發(fā)生凝集,線粒體膨大,細胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹。

②細胞質(zhì)膜破損,破碎的細胞器、染色質(zhì)片段釋放出去。③細胞解體后,釋放細胞內(nèi)容物。④結(jié)果——引起

。

理化因素

生物因素

染色質(zhì)

炎癥

4.細胞凋亡(1)概念:由基因所決定的

的過程。(2)細胞凋亡的過程①凋亡的起始——細胞與周圍細胞脫離,

凝集、分離并沿核膜分布,細胞發(fā)生皺縮。

②凋亡小體的形成——核膜破裂,染色質(zhì)斷裂成大小不等的片段,與一些細胞器聚集后被內(nèi)陷的細胞質(zhì)膜包圍,形成凋亡小體。③細胞的解體——

逐漸與細胞分離,脫落至細胞間質(zhì),最終被鄰近的細胞或

吞噬并消化。

(3)意義:細胞凋亡在生物

過程中具有重要作用。

細胞自動結(jié)束生命

染色質(zhì)

凋亡小體

吞噬細胞

個體發(fā)育

結(jié)論語句

辨一辨(1)細胞分化使細胞趨向?qū)ｉT化,提高了機體生命活動的效率。(

)(2)一般來說,同一個體不同分化細胞的遺傳信息相同。(

)(3)同一個體骨髓干細胞與胰島細胞的遺傳信息不同,遺傳信息的執(zhí)行情況也不同。(

)(4)細胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象,是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)。(

)(5)衰老的生物體中,細胞都處于衰老狀態(tài)。(

)(6)細胞死亡是細胞凋亡的同義詞。(

)(7)細胞衰老和細胞凋亡是生物體異常的生命活動。(

)(8)細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡。(

)√√×√××××重難探究?能力素養(yǎng)全提升主題一細胞分化情境探究下圖是細胞分化的示意圖,請分析回答下列問題。1.基因A和B中,細胞甲、乙含有的基因和表達的基因分別是哪種?答案

細胞甲含有的是基因A和B,表達的是基因A;細胞乙含有的是基因A和B,表達的是基因B。2.細胞甲、乙都要進行細胞呼吸,都要合成相關(guān)的酶,據(jù)此推斷細胞甲、乙中DNA和蛋白質(zhì)的種類是否相同。答案

DNA相同,蛋白質(zhì)不完全相同。3.通過以上推理可知,細胞分化的實質(zhì)是

。

4.細胞分裂和細胞分化與個體的生長發(fā)育有什么關(guān)系?答案

細胞分裂使細胞數(shù)量增多,是個體生長的基礎(chǔ);細胞分化使細胞種類增多,是個體發(fā)育的基礎(chǔ)。個體生長發(fā)育是細胞分裂和細胞分化共同作用的結(jié)果?；虻倪x擇性表達(程序性表達)方法突破1.細胞分化的機制(1)不同細胞中基因“執(zhí)行情況”不同,即基因“選擇性表達”,如胰島細胞中胰島素基因表達,水解麥芽糖的基因關(guān)閉,而小腸腸腺細胞則與之相反。(2)由于基因的選擇性表達,導(dǎo)致含遺傳信息相同的細胞中mRNA和蛋白質(zhì)“各不相同”,從而導(dǎo)致出現(xiàn)細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)或生理功能的“與眾不同”(即分化)。2.對細胞分化過程的理解(1)從細胞水平分析:細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生改變。(2)從亞顯微結(jié)構(gòu)水平分析:細胞器的數(shù)目及細胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能發(fā)生改變。(3)從分子水平分析①蛋白質(zhì)角度:蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能發(fā)生改變。②核酸角度:基因選擇性表達,即遺傳信息的執(zhí)行情況不同,這是細胞分化的根本原因。3.細胞分裂、細胞分化與個體發(fā)育的關(guān)系(1)圖示:(2)聯(lián)系:個體發(fā)育是細胞分裂、分化的結(jié)果。大多數(shù)多細胞生物是由受精卵發(fā)育而來的,在細胞分裂的基礎(chǔ)上,通過細胞分化逐漸發(fā)育為成熟個體,其中,細胞分化是生物個體發(fā)育的主要過程。探究應(yīng)用1.如圖中甲、乙、丙分別表示某人體內(nèi)的幾種細胞,它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能各不相同的根本原因是(

)A.DNA的結(jié)構(gòu)不同B.遺傳信息的表達情況不同C.遺傳物質(zhì)不同D.線粒體結(jié)構(gòu)不同B解析

題圖中甲、乙、丙是由同一受精卵經(jīng)過細胞增殖、分化形成的,它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能各不相同的根本原因是基因的選擇性表達,即遺傳信息的表達情況不同。2.動物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞。下列相關(guān)敘述,錯誤的是(

)A.a過程表示干細胞能自我更新,主要通過有絲分裂實現(xiàn)B.b、c過程表示干細胞具有分化能力,是遺傳信息表達情況不同的結(jié)果C.通過b、c過程形成的兩種細胞中不可能含有相同的蛋白質(zhì)D.通過a、b、c過程形成的三種細胞一般都具有相同的遺傳信息C解析

a過程表示干細胞能自我更新,主要通過有絲分裂實現(xiàn),A項正確;由題圖可看出b、c過程形成的是不同的細胞,說明b、c過程表示干細胞具有分化能力,是遺傳信息表達情況不同的結(jié)果,B項正確;通過b、c過程形成的兩種細胞也可能含有相同的蛋白質(zhì),如呼吸酶,C項錯誤;細胞增殖和細胞分化不會改變細胞中的遺傳信息,因此a、b、c過程中形成的三種細胞一般都具有相同的遺傳信息,D項正確。3.(多選)下圖表示某生物體細胞發(fā)生的一系列變化過程,有關(guān)分析正確的是(

)A.過程①表示細胞生長B.過程②表示細胞分裂C.過程③表示細胞分化D.過程②染色體數(shù)目會減半ABC解析

①表示細胞體積由小到大,為細胞生長;②表示細胞一分為二,細胞數(shù)目增加,為細胞分裂;③表示細胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異,為細胞分化;體細胞分裂的方式為有絲分裂,子細胞和母細胞染色體數(shù)目一致。主題二細胞的全能性情境探究1.下圖是胡蘿卜的組織培養(yǎng)過程。(1)植物體上的細胞沒有表現(xiàn)出全能性,而是分化成了不同的組織和器官,這說明植物細胞全能性的表達需要什么條件?答案

植物細胞全能性的表達需要在離體條件下并需要一定的外界條件。(2)圖中試管里的培養(yǎng)液應(yīng)該含有哪些物質(zhì)?答案

植物激素、無機鹽和糖類等物質(zhì)。(3)植物細胞具有全能性的根本原因是什么?答案

已分化的細胞都有一整套和受精卵相同的遺傳物質(zhì),具有發(fā)育成一個完整個體所需要的全部遺傳信息。2.下圖是克隆羊的培育過程,請分析回答下列問題。

(1)如果直接用B羊的乳腺細胞進行培養(yǎng),能不能形成完整的個體?和植物細胞相比,有什么不同?答案

不能發(fā)育成完整個體。這說明和植物細胞相比,動物分化的體細胞的全能性受到限制,但是細胞核仍具有全能性。(2)得到的克隆羊的性別及絕大部分的性狀應(yīng)該和哪只羊相同?答案

和B羊相同。方法突破細胞分化與細胞的全能性比較內(nèi)容細胞分化細胞的全能性原因細胞內(nèi)基因選擇性表達含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點持久性、穩(wěn)定性、不可逆性、普遍性①分化程度的高低與全能性大小呈負相關(guān)②全能性比較:受精卵>配子>體細胞結(jié)果形成形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能不同的細胞群形成新的個體或其他各種細胞探究應(yīng)用1.將蝌蚪腸細胞的細胞核移植到去核的蛙卵中,形成重建的“合子”。有些“合子”發(fā)育成正常的蝌蚪,而單獨培養(yǎng)腸細胞卻不能發(fā)育成蝌蚪。下列敘述錯誤的是(

)A.腸細胞不能表達全能性是受某些物質(zhì)的限制B.“合子”第一次分裂后形成的細胞已失去全能性C.“合子”發(fā)育成正常蝌蚪的過程中伴隨著細胞分化D.細胞核具有全能性是由于其含有該物種的全套遺傳信息B解析

動物細胞經(jīng)過多次分裂后,細胞質(zhì)的成分已經(jīng)發(fā)生改變,原本能激發(fā)細胞全能性的物質(zhì)已經(jīng)消失,故腸細胞不能表達全能性是受到了細胞內(nèi)物質(zhì)的限制,A項正確;“合子”第一次分裂后形成的細胞仍具有全能性,B項錯誤;“合子”發(fā)育成正常蝌蚪個體的過程中,需要通過細胞分裂增加細胞的數(shù)量,通過細胞分化增加細胞的種類,C項正確;雖然細胞經(jīng)過多次分裂失去了激發(fā)全能性的物質(zhì),但細胞核仍含有該物種的全套遺傳信息,故動物細胞的細胞核具有全能性,D項正確。2.正常人體內(nèi)的造血干細胞能分裂產(chǎn)生各種血細胞,在體外和某些因素的誘導(dǎo)下,卻可以分化為神經(jīng)細胞和肝細胞,其根本原因是這些造血干細胞(

)A.有旺盛的分裂能力B.能合成神經(jīng)細胞或肝細胞需要的蛋白質(zhì)C.還沒有分化D.具有與受精卵相同的全套遺傳物質(zhì)D3.(多選)下列有關(guān)細胞全能性的敘述,不正確的是(

)A.受精卵在自然條件下能形成完整個體,因此全能性最高B.生物體內(nèi)的細胞由于分化,全能性不能表達C.卵細胞與受精卵一樣,細胞未分化,全能性很高D.動物細胞離體培養(yǎng),在一定營養(yǎng)條件下能表現(xiàn)出全能性CD解析

受精卵是個體發(fā)育的起點,在自然條件下,通過細胞分裂和細胞分化形成完整個體,所以其全能性最高;正常情況下,多細胞生物體內(nèi)的每一個體細胞都是由受精卵分裂、分化而來的,都含有發(fā)育成完整個體所必需的全套遺傳物質(zhì),理論上都具有全能性,但在個體發(fā)育過程中,因為基因的選擇性表達,所以沒有體現(xiàn)全能性;卵細胞是已分化的細胞;植物細胞在離體和一定營養(yǎng)條件下可表現(xiàn)出全能性。主題三細胞衰老情境探究1.新生嬰兒體內(nèi)是否有衰老細胞?老年人體內(nèi)是否有新產(chǎn)生的細胞?一般情況下,老年人的心臟不如年輕人的心臟收縮有力,試從細胞水平上分析其主要原因。答案

新生嬰兒和老年人體內(nèi)均有新生細胞和衰老細胞,只是所占比例不同。新生嬰兒體內(nèi)衰老細胞較少,新生細胞較多,老年人則相反。老年人心肌細胞中酶活性較年輕人的低,細胞呼吸速率較年輕的人慢,心肌細胞獲得的能量較年輕人的少,所以不如年輕人的心臟收縮有力。2.分析老年人為什么大多頭發(fā)花白,滿臉老年斑。答案

衰老細胞中酪氨酸酶活性降低,黑色素合成減少,故頭發(fā)變白;衰老細胞內(nèi)色素積累,出現(xiàn)老年斑。方法突破個體衰老與細胞衰老的關(guān)系個體衰老的特征細胞衰老的特征頭發(fā)變白細胞內(nèi)酶的活性降低老年斑細胞內(nèi)的色素積累皮膚干燥、發(fā)皺細胞內(nèi)的水分減少、體積縮小體能下降細胞呼吸速率減慢吸收能力下降細胞質(zhì)膜通透性改變,物質(zhì)運輸功能降低探究應(yīng)用1.下列關(guān)于細胞衰老的說法,錯誤的是(

)A.人一生中,體細胞分裂50~60次,因而各種細胞的壽命一樣B.機體內(nèi)細胞的壽命與分裂能力之間沒有明確的對應(yīng)關(guān)系C.生物體內(nèi)隨時有大量細胞衰老死亡,同時又有大量新增殖的細胞代替它們D.細胞的衰老是細胞遺傳程序所決定的正常生命現(xiàn)象A解析

同一個體內(nèi)不同組織的細胞分化程度不同,細胞的壽命也不同。有的細胞可以不斷分裂,這樣的細胞壽命較長;有的細胞高度分化,如神經(jīng)細胞、心肌細胞等,這樣的細胞在生物體內(nèi)不再繼續(xù)分裂,壽命也很長。細胞衰老是正常的生命現(xiàn)象。2.實驗表明,正常人體細胞在體外適宜條件下培養(yǎng),細胞也不能無限增殖下去,即使是機體中可以終生分裂的正常細胞,在體外適宜條件下培養(yǎng)時也有分裂次數(shù)的極限,而且細胞的分裂能力與個體年齡有關(guān),例如,從40歲人體中獲取的成纖維細胞在體外適宜條件下培養(yǎng),也只能分裂40次左右而不是80次。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.人體衰老的過程是組成人體的細胞普遍衰老的過程B.衰老的細胞內(nèi)水分減少,色素沉積,細胞質(zhì)膜通透性增大C.體外培養(yǎng)細胞的增殖能力可在一定程度上反映細胞在體內(nèi)的衰老狀況D.自由基攻擊蛋白質(zhì)使蛋白質(zhì)活性下降可能會導(dǎo)致細胞衰老B解析

對多細胞生物體來說,細胞衰老不等同于個體衰老,從總體上看,多細胞生物體衰老的過程是組成個體的細胞普遍衰老的過程,A項正確;衰老的細胞內(nèi)水分減少,細胞體積減小,細胞內(nèi)某些酶活性降低,色素沉積,細胞質(zhì)膜通透性改變,物質(zhì)運輸功能降低,B項錯誤;由題意可知,細胞的分裂能力與個體年齡有關(guān),從40歲人體中獲取的成纖維細胞在體外適宜條件下培養(yǎng)也只能分裂40次左右而不是80次,這說明體外培養(yǎng)的細胞的增殖能力可以在一定程度上反映細胞在體內(nèi)的衰老狀況,C項正確;根據(jù)細胞衰老的自由基假說,細胞代謝過程中產(chǎn)生的自由基攻擊蛋白質(zhì),使蛋白質(zhì)活性降低,可導(dǎo)致細胞衰老,D項正確。3.(多選)下列關(guān)于個體衰老和細胞衰老的敘述,不正確的是(

)A.個體衰老和細胞衰老是一致的B.細胞的衰老表示生物體各種功能的衰退,是一種不正常的狀態(tài)C.老年人骨折后很難愈合,與老年人成骨細胞的衰老有一定的關(guān)系D.在正常情況下,細胞會因為分裂次數(shù)增多而加速衰老AB解析

細胞衰老和個體衰老既有聯(lián)系又有區(qū)別,個體衰老和細胞衰老對于單細胞生物而言是一致的,對于多細胞生物來說,個體衰老與細胞衰老不是一回事;細胞衰老和個體衰老都是正?，F(xiàn)象,是一種自然規(guī)律;成骨細胞位于骨膜內(nèi),它對骨的生長和再生(如骨折后的愈合)有重要作用,老年人骨膜內(nèi)的成骨細胞逐漸衰老,因而骨折后難以愈合;在正常情況下,細胞會因為分裂次數(shù)增多逐漸喪失正常的功能而加速衰老。主題四細胞死亡情境探究蝌蚪在發(fā)育過程中,尾巴逐漸消失(如下圖)。1.蝌蚪尾巴的消失屬于哪種生命現(xiàn)象?與哪種細胞器的關(guān)系最密切?答案

這是細胞凋亡的結(jié)果,與溶酶體密切相關(guān)。2.將蝌蚪尾部用濃鹽酸處理后,尾部潰爛消失,這與上述現(xiàn)象相同嗎?答案

這是細胞壞死,與細胞凋亡不同。方法突破1.細胞凋亡的類型(1)細胞正常的自然更新。(2)清除被病原體感染的細胞。(3)正常發(fā)育過程中細胞的程序性死亡。2.易發(fā)生細胞凋亡的幾種細胞(1)無用細胞,如蝌蚪變成青蛙時尾細胞的退化,卵細胞減數(shù)分裂過程中極體的消失。(2)發(fā)育不正常的細胞。(3)有害細胞,如病毒感染的細胞、免疫細胞裂解的靶