【高中生物】高三生物一輪復習課件第16講+細胞的分化、衰老與死亡

第4單元

細胞的生命歷程第16講

細胞的分化、衰老與死亡課標要求

細胞會經(jīng)歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進程，說明在個體發(fā)育過程中,細胞在形態(tài)、結構和功能方面發(fā)生特異性的分化,形成了復雜的多細胞生物體；描述在正常情況下,細胞衰老和死亡是一種自然的生理過程。考點一

細胞的分化與細胞的全能性（1）細胞分化的概念受精卵系統(tǒng)人體骨細胞上皮細胞肌肉細胞神經(jīng)細胞上皮組織肌肉組織神經(jīng)組織結締組織器官有絲分裂細胞分化有何聯(lián)系和區(qū)別?

個體發(fā)育

:個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，

在形態(tài)、結構、功能上發(fā)生

穩(wěn)定性差異

的過程。細胞分裂導致細胞數(shù)目的增多；細胞分化導致細胞形態(tài)、結構和生理功能的改變。1.細胞分化雞的輸卵管細胞、紅細胞和胰島細胞中的DNA和mRNA檢測。項目DNA檢測結果RNA檢測結果輸卵管細胞成人紅細胞胰島B細胞輸卵管細胞成人紅細胞胰島B細胞核糖體蛋白基因＋＋＋＋＋＋卵清蛋白基因＋＋＋＋－－β-珠蛋白基因＋＋＋－＋－胰島素基因

＋＋＋－－

＋說明：“＋”表示檢測發(fā)現(xiàn)相應的分子，“－”表示檢測未發(fā)現(xiàn)相應的分子。②這3種細胞中合成的蛋白質種類有什么差別？

有些蛋白質在所有的細胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白質只在特定的細胞中合成，因此這3種細胞中合成的蛋白質種類不完全相同。①3種細胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰島素基因，但每種細胞中只檢測到其中一種基因的mRNA，這一事實說明了什么？這一事實說明，基因的表達存在選擇性。③核糖體蛋白基因是否發(fā)生了選擇性表達？核糖體蛋白基因在所有的細胞中均表達，未發(fā)生選擇性表達。①細胞分化過程中，遺傳信息是否發(fā)生改變？②細胞的形態(tài)、結構以及生理功能的差異是由哪種物質直接表現(xiàn)出來的？不變蛋白質（2）實質在個體發(fā)育過程中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同，即基因的選擇性表達。2.細胞分化的兩個關鍵點（1）細胞分化的標志①分子水平：合成了某種細胞特有的蛋白質，如唾液淀粉酶、胰島素等。②細胞水平：形成不同種類的細胞(尤其是

種類和數(shù)量有較大差異)。（2）細胞分化的“改變”與“不變”mRNA細胞器（3）分化表達的基因①管家基因

所有細胞均表達的一類基因，其表達產(chǎn)物是維持細胞基本生命活動所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。②奢侈基因

不同類型細胞特異性表達的一類基因，其表達產(chǎn)物賦予不同細胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因等。

下列事實分別說明了細胞分化的什么特點？資料一：細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。資料二：黑色素細胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細胞，

始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。資料三：分化后的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，不能再回到分化前的狀態(tài)，直到死亡；資料四：細胞分化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。持久性（穩(wěn)定性）不可逆性普遍性（4）特點（穩(wěn)定性）不可逆性①持久性發(fā)生在生物體的整個生命過程中，在胚胎時期達到最大限度。②普遍性在生物界中普遍存在，是生物個體發(fā)育的基礎。③遺傳物質不變性一般情況下，分化后的細胞內遺傳物質不發(fā)生改變。④不可逆性，穩(wěn)定性一般來說，分化的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。（4）特點（5）結果產(chǎn)生形態(tài)、結構、功能不同的細胞，不同類型的細胞構成不同的器官和組織。（6）意義①生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象，它是個體發(fā)育的基礎。②使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率。必備知識·整合1.細胞分化細胞重編程：誘導多能干細胞。分化程度：體細胞＞生殖細胞＞受精卵拓展：細胞分化的影響因素？為什么在動物核移植的實驗中通常將去核卵母細胞作為受體？主要是由于去核次級卵母細胞細胞質中含有活性較高的促進核表達全能性的物質即成熟促進因子(MPF)。內因：基因組的整體表達情況和該細胞所經(jīng)歷的發(fā)育過程或所處的發(fā)育階段。外因：該細胞所處的周邊環(huán)境，如與之相鄰的細胞、所接收的信號分子。細胞是否分化及分化的方向取決于：（多選）下列哪項可以說明細胞已發(fā)生分化(

)

A.細胞中有生長激素基因B.細胞進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸C.細胞中出現(xiàn)血紅蛋白的mRNAD.細胞中ATP的合成與分解速度發(fā)生改變E.細胞膜上具有神經(jīng)遞質的受體F.RNA聚合酶結合到DNA上CE2.細胞的全能性

注意：種子萌發(fā)長成新植株并沒有體現(xiàn)細胞的全能性，因為種子的胚本身就是植株的幼體，其萌發(fā)長成植株是正常發(fā)育的過程。雌蜂未受精的卵細胞發(fā)育成雄蜂證明了動物生殖細胞具有全能性。（

）√分化程度高的細胞全能性一定低。（

）×分化程度高一定不分裂？分化程度高全能性一定低？細胞分化細胞全能性原理細胞內基因選擇性表達含有本物種全套遺傳物質特點①持久性；②穩(wěn)定性（不可逆性）③普遍性；④不變性①高度分化的植物體細胞具有全能性②動物已分化的體細胞全能性受限制，但細胞核仍具有全能性。結果形成形態(tài)、結構、功能不同的細胞形成完整有機體大小比較細胞分化程度有高低之分，如體細胞>生殖細胞>受精卵細胞全能性有大小之分，如受精卵>生殖細胞>體細胞關系①兩者的遺傳物質都不發(fā)生變化②一般細胞的分化程度越高，具有的全能性越小3.干細胞動物和人體內仍保留著少數(shù)具有____________能力的細胞,這些細胞叫作干細胞。注意并非所有干細胞都要發(fā)生分化。干細胞分裂后一部分細胞發(fā)生分化，成為具有特定功能的組織細胞；還有一部分保持分裂能力，用于干細胞本身的自我更新。分裂和分化全能干細胞多能干細胞專能干細胞如：受精卵和早期胚胎細胞如：造血干細胞如：神經(jīng)干細胞教材基礎診斷1.

同一人體內的上皮細胞、骨骼肌細胞、軟骨細胞、神經(jīng)細胞等都源自早期胚胎中一群彼此相似的細胞。(

)√2.

B細胞（一種免疫細胞）與紅細胞中的基因、mRNA、蛋白質均不同。(

)×3.

非洲爪蟾蝌蚪的腸上皮細胞核移植實驗證明了動物體細胞具有全能性。(

)×4.

臍帶血中含有大量的干細胞，可以培養(yǎng)并分化成人體的各種血細胞。(

)√5.

自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為“胰島樣”細胞，基因表達情況與胰島B細胞相同，可以替代損傷的胰島B細胞，治療糖尿病。(

)√6.

自體造血干細胞移植不改變后代的血型，異體造血干細胞移植可以改變后代的血型。(

)×教材深度拓展人體的上皮細胞和神經(jīng)細胞的核基因的種類和數(shù)量是相同的，請分析原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

兩種細胞都是由同一個受精卵經(jīng)分裂和分化而形成的，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關鍵能力·提升考向一

考查對細胞分化的理解

C

2.

下圖表示體外培養(yǎng)胚胎干細胞使其形成不同類型細胞的過程。下列有關敘述正確的是(

)A

題后悟道“四看”法判斷細胞分化考向二

考查細胞全能性與干細胞3.

（2021遼寧，9，2分）被子植物的無融合生殖是指卵細胞、助細胞和珠心細胞等直接發(fā)育成胚的現(xiàn)象。助細胞與卵細胞染色體組成相同，珠心細胞是植物的體細胞。下列有關某二倍體被子植物無融合生殖的敘述，錯誤的是(

)A.

由無融合生殖產(chǎn)生的植株有的是高度不育的B.

由卵細胞直接發(fā)育成完整個體體現(xiàn)了植物細胞的全能性C.

由助細胞無融合生殖產(chǎn)生的個體保持了親本的全部遺傳特性D.

由珠心細胞無融合生殖產(chǎn)生的植株體細胞中有兩個染色體組C[解析]

根據(jù)題意可知，卵細胞、助細胞可以直接發(fā)育成胚，二者的染色體數(shù)目只有體細胞（二倍體）的一半，所以由無融合生殖產(chǎn)生的植株有的是高度不育的，A正確；細胞的全能性指的是細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性，所以卵細胞直接發(fā)育成完整個體可以體現(xiàn)植物細胞的全能性，B正確；助細胞和卵細胞都只含有母本細胞核遺傳物質的一半，所以由助細胞無融合生殖產(chǎn)生的個體不能保持親本的全部遺傳特性，C錯誤；該被子植物是二倍體，珠心細胞是植物的體細胞，所以由珠心細胞無融合生殖產(chǎn)生的植株體細胞中有兩個染色體組，D正確。溯源教材細胞“具有”全能性與“體現(xiàn)”全能性的辨析（1）

細胞具有全能性的原因：________________________________。細胞中含有該物種的全套遺傳信息（2）

細胞全能性表達的標志：__________________________________________。細胞發(fā)育成完整有機體或分化成其他各種細胞（3）

干細胞發(fā)育成組織或器官______（填“能”或“不能”）體現(xiàn)細胞的全能性。不能

C

考點二

細胞的衰老和死亡必備知識·整合1.細胞衰老（1）細胞衰老的過程是細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程，最終表現(xiàn)為________________________________。細胞的形態(tài)、結構和功能發(fā)生變化（2）衰老細胞的特征（3）細胞衰老的原因①自由基學說②端粒學說(1)不是所有引物切除后的空缺都會被修復，位于子鏈起始端的引物空缺部分無法修復，原因是__________________________________，這會導致DNA復制后雙鏈出現(xiàn)“不平齊”的現(xiàn)象。(2)DNA復制后雙鏈不平齊的現(xiàn)象會使DNA分子隨著復制次數(shù)的增加而持續(xù)縮短，端粒酶則可以使縮短部分得以恢復，機理如圖2所示。①端粒酶實際是一種________酶，端粒酶作用的直接結果使DNA雙鏈不平齊程度_____(選填“加大”或“減小”)。②較短的DNA鏈的“補長”主要是由_________酶完成的。②端粒學說圖1

圖2DNA聚合酶不能沿5′端延伸DNA鏈逆轉錄加大DNA聚合端粒酶把長鏈補長端粒酶①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。③端粒酶在大多數(shù)細胞中的活性______，在癌細胞中的活性_____。②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②端粒學說人體衰老的主要表現(xiàn)及原因分析表現(xiàn)原因分析皮膚干燥、發(fā)皺頭發(fā)變白出現(xiàn)老年斑吸收能力下降無力細胞內的水分減少，使細胞萎縮細胞內酪氨酸酶活性降低，黑色素的合成減少細胞內的色素(主要是脂褐素)積累物質運輸功能降低細胞呼吸速率減慢，新陳代謝速率減慢，能量供應不足（4）個體衰老與細胞衰老的關系細胞衰老是人體內發(fā)生的正常生命現(xiàn)象，正常的細胞衰老有利于機體更好地實現(xiàn)________。自我更新單細胞生物個體衰老與死亡＝細胞衰老與死亡多細胞生物個體衰老與死亡≠細胞衰老與死亡①年輕個體中也有衰老的、走向死亡的細胞②老年個體中也有新生的細胞；③從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。2.細胞的死亡（1）細胞的凋亡和壞死提醒注意區(qū)分與病原體感染有關的細胞死亡的不同情況：若是被病原體感染而死亡，則屬于細胞壞死；若感染后被機體免疫系統(tǒng)清除，則屬于細胞凋亡。判斷細胞凋亡與細胞壞死的方法甲:細胞膜保持完整，細胞內容物沒有逸散，細胞是很“衛(wèi)生”的死，死的“干干凈凈”。乙:細胞膜破裂，細胞內容物釋放到組織液，會對周圍細胞造成影響，會引起炎癥反應。甲乙細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別（2）細胞自噬注意有些激烈的細胞自噬，可能誘導細胞凋亡。人類許多疾病的發(fā)生，可能與細胞自噬發(fā)生障礙有關，因此，細胞自噬機制的研究對許多疾病的防治有重要意義。必修1P126：請結合資料比較細胞自噬和細胞凋亡資料一：DNase酶和Caspase酶是細胞凋亡的兩種關鍵酶，在凋亡誘導因子與細胞膜受體結合后，通過細胞內信號轉導激活凋亡相關基因。這兩種酶一旦被激活，DNase酶能將DNA切割形成DNA片段，Caspase酶能將細胞內蛋白降解成多肽，導致細胞裂解形成凋亡小體，進而被吞噬細胞吞噬清除。資料二：通俗地說，細胞自噬就是細胞“吃掉”自身的結構和物質。在一定條件下，細胞可通過溶酶體的作用，分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或細菌，其局部過程如下圖所示。必修1P126：請結合資料比較細胞自噬和細胞凋亡區(qū)別：①形態(tài)學上的區(qū)別：凋亡會使細胞膜內陷形成凋亡小體，最后細胞解體；自噬是形成雙層膜的自噬泡，包裹細胞質內的物質，然后與

融合消化掉內容物。②生理意義上的區(qū)別：凋亡

(填“一定”或“不一定”)引起細胞死亡；自噬

(填“一定”或“不一定”)引起細胞死亡。聯(lián)系：有些激烈的細胞自噬，可能誘導細胞凋亡。溶酶體一定不一定必修1P126：請結合資料比較細胞自噬和細胞凋亡教材基礎診斷1.

老年人體內有幼嫩的細胞，年輕人體內沒有衰老的細胞。

(

)×2.

衰老細胞內染色質收縮、染色加深，這樣會影響DNA復制和轉錄。(

)√3.

細胞的衰老、凋亡都是基因控制的細胞行為，與基因的選擇性表達有關，其遺傳物質不變。(

)√

×5.被病原體感染后細胞的死亡屬于細胞壞死(

)6.被病原體感染的細胞的清除屬于細胞凋亡(

)√√7.衰老的細胞相對表面積變大，但物質交換效率降低(

)√教材深度拓展1.

老年人的白發(fā)與白化病患者白發(fā)的原因有何不同？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。老年人的白發(fā)是由于毛囊中的黑色素細胞衰老，細胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少；白化病患者是細胞中控制合成酪氨酸酶的基因異常，不能合成酪氨酸酶，細胞中缺少酪氨酸酶所致的2.

壽命越短的細胞,其分裂能力不一定越強，請舉例分析：______________________________________________________________________________。

壽命短的細胞不一定能分裂（如白細胞）,壽命長的細胞可能能分裂（如平滑肌細胞）3.

白細胞與紅細胞的功能不同，凋亡的速率也不一樣，白細胞凋亡的速率比紅細胞快得多。請結合這一實例說明細胞凋亡的生物學意義：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

細胞凋亡的速率與它們的功能有關系。因為白細胞的主要功能是吞噬病菌等，所以白細胞凋亡的速率很快。細胞凋亡不僅保證了多細胞生物個體發(fā)育的正常進行，而且在維持生物體內部環(huán)境的穩(wěn)定、抵御外界各種因素的干擾方面也都起著非常關鍵的作用重難突破細胞各生命歷程間的內在關系關鍵能力·提升考向一

考查細胞衰老的特征與原因

C

C

考向二

考查細胞的死亡

D

4.

（2022江蘇鎮(zhèn)江中學上學期期中測試）細胞自噬是細胞通過溶酶體與雙層膜包裹的細胞自身物質融合，從而降解細胞自身物質的過程。如圖表示細胞自噬的過程，下列相關敘述正確的是(

)A.

自噬體的膜由兩層磷脂分子構成B.

細胞營養(yǎng)匱乏時細胞自噬過程減弱C.

溶酶體參與的細胞自噬過程由遺傳物質決定D.

溶酶體中合成的水解酶促進錯誤折疊蛋白水解C[解析]

由圖可知，自噬體具有2層膜，即由4層磷脂分子組成，A錯誤；細胞營養(yǎng)匱乏時細胞自噬過程增強，B錯誤；溶酶體所參與的細胞自動結束生命的過程屬于細胞凋亡，由基因決定，C正確；圖中的水解酶的化學本質是蛋白質，在核糖體中合成，D錯誤?？键c真題演練

C

2.

（2022浙江6月選考，4，2分）下列關于細胞衰老和凋亡的敘述，正確的是(

)A.

細胞凋亡是受基因調控的B.

細胞凋亡僅發(fā)生于胚胎發(fā)育過程中C.

人體各組織細胞的衰老總是同步的D.

細胞的呼吸速率隨細胞衰老而不斷增大A[解析]

細胞凋亡是由某種基因引發(fā)的