第3講細(xì)胞的分化衰老和凋亡-2022年高考一輪生物單元復(fù)習(xí)

第3講細(xì)胞的分化、衰老和凋亡一、細(xì)胞分化1、定義在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在_______、_______和_________上發(fā)生__________的過程。形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能穩(wěn)定差異2、特點(diǎn)①普遍性是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。多細(xì)胞生物的細(xì)胞分化是為了形成各種組織和器官。②持久性細(xì)胞分化貫穿于生物體整個(gè)生命活動(dòng)過程中。③不可逆性一般情況下，已分化的細(xì)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(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到細(xì)胞死亡。一、細(xì)胞分化3、意義①細(xì)胞分化是_______________的基礎(chǔ)。能形成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的組織和器官。②細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞___________，有利于提高各種生理功能的效率。生物個(gè)體發(fā)育趨向?qū)ｉT化一、細(xì)胞分化基因蛋白質(zhì)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(xì)胞++++－－唾液腺細(xì)胞+++－+－胰島B細(xì)胞+++－－+實(shí)驗(yàn)證據(jù)1：科學(xué)家用基因探針技術(shù)對人體內(nèi)幾種體細(xì)胞含有的基因情況進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果如下：“+”表示有，“－”表示無體細(xì)胞分化過程中遺傳物質(zhì)沒有改變得出結(jié)論：4、機(jī)理(原因或?qū)嵸|(zhì))一、細(xì)胞分化基因蛋白質(zhì)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(xì)胞++++－－唾液腺細(xì)胞+++－+－胰島B細(xì)胞+++－－+“+”表示有，“－”表示無實(shí)驗(yàn)證據(jù)1：科學(xué)家用抗原抗體雜交技術(shù)對人體內(nèi)這三種體細(xì)胞中相應(yīng)的蛋白質(zhì)情況進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果如下：一、細(xì)胞分化基因的選擇性表達(dá)基因

蛋白質(zhì)相同不同？基因蛋白質(zhì)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(xì)胞++++－－唾液腺細(xì)胞+++－+－胰島B細(xì)胞+++－－+“+”表示有，“－”表示無實(shí)質(zhì)：不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同(即基因的選擇性表達(dá))一、細(xì)胞分化細(xì)胞分化小積累小積累判斷細(xì)胞發(fā)生分化的方法高度分化的細(xì)胞完整植株高度分化的細(xì)胞，能否像受精卵一樣，再分化成一個(gè)完整的個(gè)體呢？二、細(xì)胞全能性1.在不脫離生物體的前提下，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。2.高度分化的細(xì)胞在自然狀態(tài)下往往失去細(xì)胞分裂能力。事實(shí)：探究歷程1902年，德國科學(xué)家哈伯蘭特提出細(xì)胞全能性的理論。1937年，美國科學(xué)家將煙草形成層細(xì)胞培育成植株。1958年，斯圖爾德將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成植株。1965年，沃索將煙草單細(xì)胞培養(yǎng)成植株。1970年，斯圖爾德將胡蘿卜單細(xì)胞培養(yǎng)成植株。（激素、營養(yǎng)等條件）設(shè)想：脫離母體脫分化再分化新個(gè)體（切割）（激素、營養(yǎng)等條件）二、細(xì)胞全能性胡蘿卜的根部放入含有植物激素、無機(jī)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(shí)驗(yàn)1958年，美國科學(xué)家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細(xì)胞，成功地培育出完整植株。說明高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了什么？二、細(xì)胞全能性已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。２.原因：體細(xì)胞中都具有該物種全套的遺傳物質(zhì)，都具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因。３.細(xì)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(zhì)(無機(jī)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(xì)胞全能性植物細(xì)胞全能性的應(yīng)用：快速繁殖花卉、蔬菜拯救瀕危物種和基因工程結(jié)合培育作物新類型動(dòng)物細(xì)胞是否具有全能性？黑面羊B卵細(xì)胞

代孕羊C重組細(xì)胞發(fā)育成胚胎

乳腺細(xì)胞

白面羊A多利克隆羊“多利”證明動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性目前為止,人們還沒有成功地將單個(gè)已分化的動(dòng)物體細(xì)胞培養(yǎng)成新的個(gè)體。細(xì)胞核含有本物種遺傳所需的全套基因?？寺『铩爸兄小焙汀叭A華”在中科院神經(jīng)科學(xué)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(xì)胞全能性細(xì)胞全能性的大?、偌?xì)胞分化程度越高，全能性越低；細(xì)胞分化程度越低，全能性越高。②植物細(xì)胞的全能性>動(dòng)物細(xì)胞全能性③受精卵>生殖細(xì)胞(精卵細(xì)胞)>體細(xì)胞二、細(xì)胞全能性小積累關(guān)于細(xì)胞全能性的注意事項(xiàng)1.定義：一類具有______和______能力的細(xì)胞。在一定條件下，它可以分化成多種功能細(xì)胞。三、干細(xì)胞分裂分化a:分裂，干細(xì)胞自我更新b:分化，形成其他類型的細(xì)胞2.種類：1）全能干細(xì)胞，如：胚胎干細(xì)胞2）多能干細(xì)胞，如：造血干細(xì)胞3）專能干細(xì)胞，如：神經(jīng)干細(xì)胞胚胎干細(xì)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(xué)上的應(yīng)用。2006年，科學(xué)家通過體外培養(yǎng)誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞，獲得了類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞，將它稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(inducedpluripotentstemcell，簡稱iPS細(xì)胞)，并用iPS細(xì)胞治療了小鼠的鐮狀細(xì)胞貧血。現(xiàn)在，用iPS細(xì)胞治療阿爾茨海默病、心血管疾病等領(lǐng)域的研究也取得了新進(jìn)展。因?yàn)檎T導(dǎo)過程無需破壞胚胎，而且iPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)，所以科學(xué)家普遍認(rèn)為iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景優(yōu)于胚胎干細(xì)胞。拓展：誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS)日本東京大學(xué)和京都大學(xué)的科學(xué)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(xiàng)技術(shù)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(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的核基因的種類和數(shù)量是相同的，請分析原因：

。因?yàn)槎际怯赏粋€(gè)受精卵經(jīng)有絲分裂而形成的，不同體細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上不同的根本原因是基因的選擇性表達(dá)，直接原因是細(xì)胞中的蛋白質(zhì)不同2.(必修1P119)分化后的細(xì)胞是否還具有全能性，為什么？提示

具有細(xì)胞分化不會改變遺傳物質(zhì)。已分化的細(xì)胞都含有保持該物種遺傳性狀所需要的全套遺傳物質(zhì)，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(xì)胞培養(yǎng)組織、器官來修復(fù)受到損傷的組織、器官？

提示因?yàn)楦杉?xì)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(xì)胞代替干細(xì)胞在體外培育出組織器官用于器官移植等，實(shí)現(xiàn)對臨床疾病的治療？

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

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

)細(xì)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(xì)胞＋－－＋胰島B細(xì)胞－①－＋漿細(xì)胞－－②③A.①②③均表示“＋”B.此表說明細(xì)胞分化導(dǎo)致基因的選擇性表達(dá)

C.三種細(xì)胞中mRNA和蛋白質(zhì)種類完全不同D.三種細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)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(xì)胞分化的原因是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，B錯(cuò)誤；三種細(xì)胞中有氧呼吸酶基因都表達(dá)，C錯(cuò)誤；三種細(xì)胞是同一個(gè)體中的體細(xì)胞核基因種類相同，只是表達(dá)的基因不同，D錯(cuò)誤。答案A3.(2020·重慶聯(lián)考)如圖為人體某早期胚胎細(xì)胞所經(jīng)歷的生長發(fā)育階段示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞，a、b表示細(xì)胞所進(jìn)行的生理過程。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.a過程是有絲分裂，b過程是細(xì)胞分化B.丁與戊因遺傳物質(zhì)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(xì)胞分化遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變，只是基因的選擇性表達(dá)。答案B考向2結(jié)合細(xì)胞分化及全能性，考查分析推斷能力4.(2016·海南卷，9)下列關(guān)于植物細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A.高度分化的成熟葉肉細(xì)胞不具備發(fā)育成完整植株的潛能B.植物細(xì)胞在有氧條件下的呼吸終產(chǎn)物與無氧條件下的不同C.種子胚根和胚芽中的所有細(xì)胞都是由受精卵分裂分化而來的D.葉肉細(xì)胞和根尖細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上的差異是細(xì)胞分化的結(jié)果解析高度分化的植物細(xì)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(guān)于細(xì)胞的全能性的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A.離體的植物細(xì)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(xì)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(dòng)物細(xì)胞具有全能性D.卵細(xì)胞直接發(fā)育成雄蜂體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞具有全能性解析處于離體狀態(tài)的植物細(xì)胞，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、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(xì)胞的全能性，A正確；在生物體所有的細(xì)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(dòng)物細(xì)胞，其細(xì)胞的全能性受到限制，不容易表達(dá)，克隆羊的誕生證明了高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，C錯(cuò)誤；由卵細(xì)胞直接發(fā)育成雄蜂的過程體現(xiàn)了卵細(xì)胞的全能性，D正確。答案C6.(2020·武漢市調(diào)研)“細(xì)胞核重編程”即將人類成熟的體細(xì)胞重新誘導(dǎo)回干細(xì)胞狀態(tài)，它們就有再分化形成多種類型細(xì)胞的可能，可應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

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

C.“細(xì)胞核重編程”和干細(xì)胞的再分化均與細(xì)胞內(nèi)基因的選擇性表達(dá)相關(guān) D.該項(xiàng)研究為臨床上解決器官移植的免疫排斥反應(yīng)帶來希望解析干細(xì)胞分化成多種類型的細(xì)胞，但沒有形成個(gè)體，所以不能體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞的全能性，A錯(cuò)誤；細(xì)胞核重編程后形成的細(xì)胞，其細(xì)胞核是自身細(xì)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(yīng)，D正確。答案A細(xì)胞的衰老和凋亡1.細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老的關(guān)系？2.細(xì)胞衰老的特征？3.細(xì)胞衰老的原因？4,細(xì)胞凋亡和壞死的區(qū)別？單細(xì)胞生物體：個(gè)體衰老=細(xì)胞衰老大腸桿菌變形蟲酵母菌知識點(diǎn)1：個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系多細(xì)胞生物體：個(gè)體衰老≠細(xì)胞衰老多細(xì)胞生物體衰老是整體細(xì)胞的衰老人體細(xì)胞每天更新率為1%~2%。如：肝細(xì)胞壽命約為18個(gè)月，皮膚細(xì)胞的壽命為十多天，消化道內(nèi)壁細(xì)胞壽命只有幾十個(gè)小時(shí)。知識點(diǎn)1：個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系老年人體內(nèi)有沒有幼嫩的細(xì)胞？年輕人體內(nèi)有沒有衰老的細(xì)胞？知識點(diǎn)2：細(xì)胞衰老的特征1、細(xì)胞內(nèi)水分______，細(xì)胞_____，細(xì)胞體積______，細(xì)胞新陳代謝的速率_______；減少萎縮變小減慢2、細(xì)胞內(nèi)多種酶活性______，如：細(xì)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(diǎn)2：細(xì)胞衰老的特征3、細(xì)胞內(nèi)的色素會隨著細(xì)胞衰老而逐漸______，它們會_____細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的______________；增多妨礙交流和傳遞知識點(diǎn)2：細(xì)胞衰老的特征4、細(xì)胞核的體積______，核膜______，染色質(zhì)_____，染色_______；增大固縮加深內(nèi)折5、細(xì)胞膜通透性_______，物質(zhì)運(yùn)輸功能_______；降低改變6、線粒體體積增大、數(shù)量減少，細(xì)胞呼吸速率降低；知識點(diǎn)2：細(xì)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(xì)胞水分減少，體積變小細(xì)胞內(nèi)的酪氨酸等酶活性降低，產(chǎn)生的黑色素減少細(xì)胞內(nèi)色素(脂褐素)的累積細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢細(xì)胞膜通透性功能改變知識點(diǎn)2：細(xì)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(xì)胞核細(xì)胞酶物質(zhì)運(yùn)輸細(xì)胞新陳代謝色素水分線粒體線粒體知識點(diǎn)2：細(xì)胞衰老的特征知識點(diǎn)3：細(xì)胞衰老的原因1、自由基學(xué)說①自由基（含未配對電子）：異常活潑的帶電分子或基團(tuán)。細(xì)胞代謝或輻射及有害物質(zhì)入侵細(xì)胞時(shí)會產(chǎn)生自由基。②自由基攻擊細(xì)胞中的_____分子、______分子、______分子。磷脂DNA蛋白質(zhì)③超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延緩細(xì)胞衰老。2、端粒學(xué)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(diǎn)3：細(xì)胞衰老的原因環(huán)狀DNA沒有端粒，例如：細(xì)菌DNA、線粒體和葉綠體DNA沒有端粒。2、端粒學(xué)說②端粒DNA序列在每次細(xì)胞分裂后會縮短一截，隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加，截短的部分會逐漸向內(nèi)延伸。在端粒DNA序列被截短后，端粒內(nèi)側(cè)的正?；虻腄NA序列就會受到損傷，結(jié)果使細(xì)胞活動(dòng)逐漸趨異常。知識點(diǎn)3：細(xì)胞衰老的原因2、端粒學(xué)說③端粒酶：a.端粒酶負(fù)責(zé)端粒的延長，可以把DNA復(fù)制損失的端粒填補(bǔ)起來，使得細(xì)胞分裂的次數(shù)增加。c.端粒酶在大多數(shù)細(xì)胞中的活性______，在癌細(xì)胞中的活性_____。b.端粒酶是RNA和蛋白質(zhì)組成的復(fù)合體，蛋白質(zhì)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(zhuǎn)錄很低較高知識點(diǎn)3：細(xì)胞衰老的原因細(xì)胞凋亡細(xì)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(gòu)建時(shí)細(xì)胞凋亡成體中細(xì)胞的自然更新被病原體感染的細(xì)胞的清除3.意義保證發(fā)育、維持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定、抵御外界干擾4.細(xì)胞壞死①定義②原因③與細(xì)胞凋亡的比較知識點(diǎn)1：定義：由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程，就叫細(xì)胞凋亡。又稱編程性死亡。知識點(diǎn)2：細(xì)胞凋亡的類型：2、在成熟的生物體中，細(xì)胞的自然更新3、被病原體感染的細(xì)胞的清除1、個(gè)體發(fā)育中細(xì)胞的編程性死亡①被病原體感染的細(xì)胞如果是由于病原體的損傷(病毒使宿主細(xì)胞裂解)而裂解死亡的是細(xì)胞壞死；②被病原體感染的細(xì)胞如果是由于效應(yīng)T細(xì)胞的作用而裂解死亡的屬于細(xì)胞凋亡。知識點(diǎn)3：意義：舉例：1、保證多細(xì)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(xì)胞的凋亡知識點(diǎn)3：意義：舉例：1、保證多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育③在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中，通過細(xì)胞凋亡使神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)目與靶細(xì)胞數(shù)目相匹配。a.靶細(xì)胞分泌神經(jīng)存活因子b.沒有獲得足夠多的神經(jīng)存活因子的神經(jīng)細(xì)胞將會凋亡知識點(diǎn)3：意義：通過凋亡，能夠清除體內(nèi)多余的、受損或危險(xiǎn)的細(xì)胞，而不對周圍的細(xì)胞或組織產(chǎn)生損害。3、抵御外界各種因素的干擾2、維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定通過效應(yīng)T來清除那些收到環(huán)境傷害或者被病原體感染的細(xì)胞。知識點(diǎn)4：細(xì)胞壞死1.定義：因病理而產(chǎn)生的被動(dòng)死亡，對機(jī)體是有害的。細(xì)胞壞死：1→2→3→4細(xì)胞凋亡：1→5→6→72.原因：物理性或化學(xué)性的損害因子及缺氧與營養(yǎng)不良等均導(dǎo)致細(xì)胞壞死。細(xì)胞凋亡似秋葉的凋零，告別生命之輝煌；那難以計(jì)數(shù)的攻擊、誘導(dǎo)，輕啟著道道程序，逼細(xì)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(diǎn)一點(diǎn)擰淡;(多選)(2019匯編，6分)下列關(guān)于細(xì)胞衰老的敘述正確的是(

)A.細(xì)胞衰老過程中仍然存在某些基因的選擇性表達(dá)B.衰老細(xì)胞內(nèi)染色質(zhì)固縮影響DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄C.衰老細(xì)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(xì)胞凋亡的產(chǎn)物E.細(xì)胞衰老最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能和遺傳物質(zhì)均發(fā)生變化F.細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老總是同步的AB(2019匯編，6分