4.2細胞分化衰老和死亡課件高一上學期生物必修1

第二節(jié)細胞分化、衰老和死亡第四章細胞增殖、分化、衰老和死亡課標內容要求核心素養(yǎng)對接說明在個體發(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。1．生命觀念——利用結構和功能觀，說明細胞分化的實質和意義，以及衰老的特征。2．科學思維——通過比較和分類，明確不同細胞全能性大小的不同，以及細胞死亡方式的不同。3．社會責任——關注我國的老齡化問題。一、細胞分化和細胞全能性1．細胞分化形成復雜的多細胞生物體(1)細胞分化概念：在個體發(fā)育中，由____________細胞經(jīng)細胞分裂產(chǎn)生的_____細胞，在________和_________上逐漸發(fā)生__________的過程，稱為細胞分化。必備知識·自主預習儲備或一種子代形態(tài)結構生理功能穩(wěn)定性差異一個(2)細胞分化實例①骨髓中_________細胞分裂產(chǎn)生的細胞發(fā)生_____________，形成_______、_______和多種_______。②在被子植物中，葉表皮細胞外側有_______，具有_____作用；葉肉細胞內有大量的__________，能進行光合作用；營養(yǎng)組織細胞能______營養(yǎng)物質；______組織參與營養(yǎng)物質的運輸。造血干特異性變化紅細胞血小板白細胞角質層保護葉綠體儲藏輸導(3)細胞分化特點①細胞分化是一種_______的變化。②一般來說，分化后的細胞將一直保持______的狀態(tài)，直到死亡。③細胞分化是生物界________的生命現(xiàn)象，是生物體____的基礎。(4)細胞分化意義在個體發(fā)育中，細胞分化能____細胞的類型，不同類型的細胞構成了多細胞生物體的各種____和____，執(zhí)行不同的________，從而有利于____各種生命活動的效率。持久性分化后普遍存在發(fā)育增加組織器官生理功能提高2．分化后的細胞仍然具有全能性(1)植物細胞的全能性：________的植物細胞仍然具有發(fā)育成__________的能力，即植物細胞具有全能性。(2)細胞的全能性：細胞分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生__________或分化成其他各種細胞的潛能和特性。高度分化完整植株完整有機體(3)動物細胞核移植技術①實例a．美洲爪蟾的核移植b．克隆羊多莉核去核的未受精成體②結論：高等動物已分化的體細胞的細胞核仍然保持著_____的遺傳物質，是具有全能性的。③與植物細胞相比，由單個高度分化的動物體細胞培育成新個體的過程更具有_____性。全套復雜二、細胞衰老和細胞死亡1．細胞衰老(1)定義：細胞衰老是一系列復雜的_____________過程，發(fā)生的變化最終反映在細胞的_________和_________上。(2)特征①細胞_____，細胞內的水分_____，體積_____。②細胞核體積_____，核膜_____，_______固縮。③細胞質膜通透性_____，物質運輸功能_____。④細胞內_____________降低，_________減慢，_____逐漸積累。⑤細胞內_________和_________受阻。生理生化反應形態(tài)結構生理功能萎縮減少變小增大皺折染色質改變降低多種酶的活性代謝速率色素物質交換信息傳遞(3)細胞衰老機制的學說①端粒學說a．端粒是真核生物___________________________，能維持染色體的_______。b．端粒酶是細胞中一種_________的酶，可以_____細胞的衰老。c．端粒學說：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_____________到一定程度時，細胞就無法_________，從而導致_______________。染色體末端的DNA重復序列穩(wěn)定性延長端粒延緩端粒DNA序列端粒端粒長度縮短繼續(xù)分裂細胞衰老與死亡②自由基學說細胞內活潑的______________在氧化反應中會產(chǎn)生大量的______。自由基常帶有____________，表現(xiàn)出高度的__________，會攻擊和破壞細胞內各種具有________的生物分子。當自由基破壞生物膜成分中的________時，又會產(chǎn)生許多新的______，這些自由基將會參與攻擊____________，如__________________，最終導致細胞衰老。帶電分子或基團自由基未配對的電子反應活躍性正常功能磷脂分子自由基其他生物分子DNA或蛋白質分子2．細胞死亡(1)概念：受細胞內________決定的“死亡程序”控制，是一個____而非被動的生理過程，所以細胞死亡常被稱為______________。(2)方式：主要包括由細胞自噬導致的______________、________和________。遺傳機制主動細胞程序性死亡自噬性細胞死亡細胞壞死細胞凋亡

溶酶體液泡雙層膜自身物質內環(huán)境細胞死亡(4)細胞壞死①概念：多為細胞在強烈的_____因素或_____因素作用下受到嚴重損傷，引起_________的過程。②表現(xiàn)：細胞脹大、_____和細胞_____破裂、__________外溢等。③結果：對_____細胞產(chǎn)生傷害，并引發(fā)_____反應。理化生物自身死亡核膜質膜細胞內容物周圍炎癥(5)細胞凋亡①概念：由_____所決定的細胞_____結束生命的過程。②過程凋亡開始——細胞與周圍細胞脫離，染色質凝集、

↓_____并沿_____分布，_____發(fā)生皺縮________的形成——細胞質膜_____，包裹_______等碎片

↓

細胞的解體——_________被_________吞噬基因自動分離核膜細胞凋亡小體反折細胞器凋亡小體吞噬細胞③意義：在_____________過程中具有重要作用。例如，蝌蚪在變態(tài)發(fā)育過程中，尾的消失；在雞胚胎發(fā)育過程中，趾間蹼狀物的消失；在人胚胎發(fā)育過程中，胎兒手的發(fā)育。生物個體發(fā)育判一判(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．細胞分化是一種持久性的變化，一般分化后的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)。 (

)2．細胞分化只發(fā)生于個體發(fā)育的胚胎時期。 (

)3．植物組織培養(yǎng)說明高度分化的植物細胞具有全能性。 (

)4．干細胞具有分裂和分化能力。 (

)5．細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡。 (

)6．細胞凋亡和細胞壞死的本質是一回事。 (

)7．生物體都存在著細胞衰老的現(xiàn)象。 (

)8．端粒受損可能會導致細胞衰老。 (

)√×√√××√√提示：1．√2．×細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。3．√

4．√5．×細胞凋亡是由基因控制的。6．×細胞凋亡是由基因控制的，細胞壞死是不利的因素引起的，兩者的本質不同。7．√

8．√核心點一

細胞分化和細胞全能性1．細胞分化(1)過程①概念圖關鍵能力·重難探究達成②模式圖(2)基礎：各種細胞具有完全相同的遺傳物質，即攜帶有本物種的全部遺傳信息。(3)特點歸納①持久性：細胞分化貫穿于生物體整個生命進程中。②穩(wěn)定性和不可逆性：一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。③普遍性：生物界中普遍存在，是生物個體發(fā)育的基礎。④不變性：分化后的細胞內的遺傳物質并未發(fā)生變化。知識拓展細胞分化的實質就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳物質，但不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，控制合成的蛋白質不同。細胞分化的實質就是基因的選擇性表達。如圖：2．細胞分化和細胞全能性的比較

細胞分化細胞全能性原因細胞內基因的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)定性和不可逆性：一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡③普遍性：在生物界中普遍存在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

細胞分化細胞全能性結果形成形態(tài)、結構、功能不同的細胞群形成新的個體大小比較細胞分化程度有高低之分，如體細胞＞生殖細胞＞受精卵細胞全能性表達的難易程度不同，如受精卵＞生殖細胞＞體細胞聯(lián)系①兩者的遺傳物質都不發(fā)生改變②已分化的細胞仍然保持全能性③一般情況下，細胞分化程度越高，全能性相對越低易錯提醒細胞分化與細胞全能性易錯辨析(1)多細胞生物的個體發(fā)育離不開細胞的分化，但細胞分化后的不同細胞中核DNA相同，蛋白質一般不同。細胞分化過程中，改變的是細胞的形態(tài)、結構、功能，不變的是細胞內的遺傳物質。(2)細胞分化不改變細胞數(shù)目，卻導致細胞種類增多。(3)細胞全能性的體現(xiàn)以產(chǎn)生個體為標志，若無個體產(chǎn)生，不能體現(xiàn)全能性。(4)細胞全能性表達的條件是離體、一定的營養(yǎng)物質和適宜的環(huán)境條件等。

知識拓展(1)愈傷組織：一個沒有分化的細胞團塊。愈傷組織的細胞排列疏松而無規(guī)則，液泡比較大，細胞無固定形狀。愈傷組織可經(jīng)過進一步誘導再分化，長出根、葉、芽、莖，形成完整植株。(2)胚狀體：愈傷組織經(jīng)再分化后形成的具有類似于胚芽、胚軸、胚根的結構，能進一步發(fā)育成完整植株。[對點練習]1．如圖表示人體骨髓造血干細胞的生命歷程，下列相關敘述錯誤的是(

)√A．a(chǎn)過程表示細胞生長，該過程中細胞與外界環(huán)境進行物質交換的效率提高B．b過程是細胞增殖，該過程是c過程的基礎C．c過程是細胞分化，該過程中基因進行了選擇性表達D．三種血細胞一般不會再變成細胞③或④A

[a過程引起細胞體積增大，所以為細胞生長，細胞體積變大后細胞表面積與體積的比值變小，所以細胞與外界環(huán)境進行物質交換的效率降低，A錯誤；b、c過程分別是細胞增殖與細胞分化，細胞增殖是細胞分化的基礎，細胞分化是基因選擇性表達的結果，B、C正確；細胞分化一般是不可逆的，所以三種血細胞一般不會再變成細胞③或④，D正確。]2．下列有關細胞全能性的敘述，正確的是(

)A．不能分裂的細胞一定不具有全能性B．細胞全能性的表現(xiàn)需經(jīng)歷細胞分化過程C．一般情況下，細胞分化程度越高，全能性越容易表現(xiàn)出來D．細胞分化過程中通過改變遺傳物質形成各種各樣的細胞B

[高度分化的植物細胞不能分裂，但仍具有全能性，A錯誤；細胞全能性的表現(xiàn)需經(jīng)歷細胞分裂和分化過程，B正確；一般情況下，細胞分化程度越高，全能性越不容易表現(xiàn)出來，C錯誤；細胞分化的實質是基因的選擇性表達，遺傳物質一般不變，D錯誤。]√核心點二

細胞衰老和細胞死亡1．對細胞衰老的理解通過以上圖示更能說明組成→結構→功能的關系。衰老細胞的結構行使正常功能的能力降低。從分子水平上看，有用的功能分子含量降低，而色素或有害分子出現(xiàn)并增加。2．細胞凋亡與細胞壞死

細胞壞死細胞凋亡原因細胞在強烈的理化因素或生物因素作用下受到嚴重損傷由基因所決定的細胞自動結束生命

細胞壞死細胞凋亡過程染色質不發(fā)生凝集，線粒體膨大→細胞質膜破損，破碎的細胞器、染色質片段釋放出去→解體后釋放細胞內容物細胞凋亡開始，細胞與周圍細胞脫離，染色質凝集、分離并沿核膜分布，細胞發(fā)生皺縮→凋亡中的細胞，細胞質膜反折，包裹細胞器等碎片，形成凋亡小體→凋亡小體被吞噬細胞吞噬

細胞壞死細胞凋亡影響或意義對周圍細胞產(chǎn)生傷害，并引發(fā)炎癥反應①影響：細胞的內容物沒有釋放到細胞外，不會導致炎癥②意義：清除被病原體感染的細胞；在生物個體發(fā)育過程中具有重要作用創(chuàng)新應用1．根據(jù)自由基學說，自由基攻擊磷脂分子，引發(fā)雪崩式的反應，對膜損傷比較大，據(jù)此可判斷人體細胞中哪些細胞器不會受自由基的影響？提示：核糖體和中心體。2．并指形成的可能原因是什么？提示：在胚胎發(fā)育過程中，手指細胞出現(xiàn)不正常的凋亡，導致出現(xiàn)并指。[對點練習]3．(多選)下列關于細胞衰老的敘述，正確的是(

)A．細胞衰老是細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程B．白化病病人的頭發(fā)呈白色，是毛囊中的黑色素細胞內酪氨酸酶活性降低所致C．衰老細胞的細胞質膜通透性改變，使物質運輸功能降低D．衰老細胞內水分減少，體積變小，新陳代謝速率減慢√√√ACD

[細胞衰老是細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程，A正確；老年人頭發(fā)呈白色，是毛囊中的黑色素細胞內酪氨酸酶活性降低所致，白化病是由酪氨酸酶缺乏或功能減退引起的一種遺傳病，患者的皮膚及附屬器官黑色素缺乏或合成障礙，B錯誤；細胞衰老的主要特征之一是細胞質膜通透性改變，使物質運輸功能降低，C正確；衰老細胞內水分減少，體積變小，新陳代謝速率減慢，D正確。]4．細胞凋亡與細胞壞死是兩個不同的過程，如圖所示。下列有關敘述不正確的是(

)A．細胞凋亡是由基因控制的，對生物的個體生長發(fā)育具有重要作用B．細胞壞死最終會導致細胞質膜破壞，胞漿外溢C．吞噬細胞吞噬凋亡小體與溶酶體有關D．在人胚胎發(fā)育過程中，胎兒手的發(fā)育是通過細胞壞死實現(xiàn)的√D

[細胞凋亡是由基因決定的，在個體發(fā)育過程中具有重要作用，A正確；細胞壞死最終導致細胞質膜破裂，細胞釋放其中的內容物，B正確；吞噬細胞吞噬凋亡小體與溶酶體中水解酶的水解作用有關，C正確；在人胚胎發(fā)育過程中，胎兒手的發(fā)育是通過細胞凋亡完成的，D錯誤。]如圖是青蛙的變態(tài)發(fā)育示意圖。蝌蚪在發(fā)育過程中，長出的尾巴又逐漸消失，請分析下列問題：應用創(chuàng)新·問題情境探究由圖分析可知，青蛙的發(fā)育過程中，由受精卵發(fā)育形成幼蛙時發(fā)生了一系列變化，尤其是尾部的出現(xiàn)和消失，這與溶酶體導致的細胞凋亡密切相關；而細胞凋亡與細胞壞死又有區(qū)別，由此形成生命觀念和科學思維的學科素養(yǎng)。(1)蝌蚪尾巴的消失與哪種細胞器有直接關系？為什么？(生命觀念)提示：溶酶體。溶酶體內含有多種水解酶，能夠使自動死亡的細胞發(fā)生分解。(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？(科學思維)提示：不相同。因為用濃鹽酸處理后的尾部潰爛消失是細胞壞死，而蝌蚪在發(fā)育過程中的尾巴逐漸消失是細胞凋亡。[課堂小結]1．在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞經(jīng)細胞分裂產(chǎn)生的子代細胞，在形態(tài)結構和生理功能上逐漸發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，稱為細胞分化。2．高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力，即植物細胞具有全能性。3．高等動物已分化的體細胞的細胞核仍然保持著全套的遺傳物質，是具有全能性的。4．細胞衰老是一系列復雜的生理生化反應過程，發(fā)生的變化最終反映在細胞的形態(tài)結構和生理功能上。5．有關細胞衰老機制的學說有多種，如端粒學說和自由基學說。6．不論單細胞生物還是多細胞生物，在正常情況下，細胞死亡往往受細胞內遺傳機制決定的“死亡程序”控制，是一個主動而非被動的生理過程，所以細胞死亡常被稱為細胞程序性死亡。7．細胞死亡方式主要包括由細胞自噬導致的自噬性細胞死亡、細胞壞死和細胞凋亡。8．對生物個體的正常發(fā)育、生命活動穩(wěn)定狀態(tài)的維持以及抵御外界各種因素的干擾等，細胞程序性死亡具有重要作用。1．造血干細胞分化為血細胞的實質是(

)A．蛋白質種類和數(shù)目的改變B．細胞的形態(tài)、結構和功能發(fā)生改變C．基因的選擇性表達D．細胞亞顯微結構的改變學習效果·隨堂評估自測243題號15√C

[細胞分化并不改變細胞原有的基因組成，表觀上看是蛋白質的種類、數(shù)量，細胞器種類等發(fā)生變化，實質上是基因的選擇性表達。]2．(多選)下列有關細胞分化和細胞全能性的敘述，正確的是(

)A．細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高生理功能的效率B．細胞分化使細胞類型和細胞數(shù)目增多C．上皮細胞與早期胚胎細胞遺傳物質相同，因此它們的全能性高低應該相同D．水稻種子萌發(fā)長成新植株不能體現(xiàn)植物細胞的全能性√243題號15√AD

[細胞分化是細胞內基因的選擇性表達，使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高生理功能的效率，A正確；細胞分化使細胞類型增多，細胞數(shù)目沒有增多，B錯誤；上皮細胞與早期胚胎細胞遺傳物質相同，但是早期胚胎細胞的全能性高于上皮細胞，C錯誤；水稻種子萌發(fā)長成新植株屬于自然生長過程，不能體現(xiàn)植物細胞的全能性，D正確。]243題號153．下列有關細胞衰老的敘述，錯誤的是(

)A．在衰老的細胞內水分減少，細胞萎縮，體積減小B．衰老的細胞新陳代謝緩慢C．衰老細胞的形態(tài)、結構和功能都發(fā)生了變化D．衰老細胞的細胞質膜選擇透過性增強，物質運輸功能增強√243題號15D

[衰老的細胞內水分減少，細胞萎縮，結果細胞體積變小，細胞新陳代謝的速度減慢，A、B正確；細胞衰老是細胞的生理狀態(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，C正確；衰老細胞的細胞質膜通透性改變，使物質運輸功能降低，D錯誤。]4．細胞自噬是細胞通過溶酶體與包裹細胞自身物質的雙層膜融合，從而降解細胞自身病變物質或結構的過程(如圖)。下列有關敘述正確的