高三一輪復習生物：細胞的分化、衰老和死亡課件

第4單元細胞的生命歷程第20講細胞的分化、衰老和死亡細胞的分化及全能性細胞的衰老細胞的死亡

在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。干細胞紅細胞神經元脂肪細胞心肌細胞小腸上皮細胞軟骨細胞上皮細胞受精卵細胞分裂細胞分化分化的對象：產生形態(tài)、結構、功能不同的細胞。一個或一種細胞。分化的結果：細胞分化概念：1時間結果意義特點細胞分化發(fā)生在整個生命進程中，胚胎時期達到最大限度。形成不同的組織和器官是生物個體發(fā)育的基礎，使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率

①持久性貫穿于生物體整個生命歷程中②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)③普遍性生物界中普遍存在細胞分化概念：1管家基因：所有細胞都要表達的基因，如呼吸酶基因、ATP合成酶基因奢侈基因：不同類型細胞特異性表達的基因，如血紅蛋白基因、胰島素基因細胞分化的原因（實質）：在個體發(fā)育過程中，不同細胞中遺傳信息的表達情況不同（即基因的選擇性表達）細胞分化的實質2(1)細胞分化的標志：標志分子水平細胞水平合成了某種細胞特有的蛋白質，如血紅蛋白、唾液淀粉酶、胰島素等。形成了不同種類的細胞。相同核DNA轉錄不同mRNA不同蛋白質翻譯不同形態(tài)結構和功能的細胞表現(xiàn)即：在同一個體的不同細胞中，DNA相同，mRNA和蛋白質不完全相同細胞分化的關鍵點3（2）分化細胞表達的基因：表達基因管家基因奢侈基因所有細胞均表達的一類基因，其表達產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。不同類型細胞特異性表達的一類基因，其產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。細胞分化的五個關鍵點3DNA、tRNA、rRNA、細胞的數(shù)目(3)細胞分化的“變”與“不變”細胞分化變mRNA、蛋白質的種類，細胞的形態(tài)、結構和功能不變原因是：親代細胞的染色體經過復制之后，精確的平均分配到兩個子細胞中細胞分化的五個關鍵點3細胞分裂與分化區(qū)別分裂→分化→使細胞的數(shù)目增多使細胞的種類增多聯(lián)系：分裂是分化的基礎，通過細胞的分裂和分化，生物體才能完成生長、發(fā)育和繁殖的過程；一般分化程度越高、分裂能力越低有絲分裂細胞分化受精卵唾液腺細胞肌肉細胞胰島細胞免疫細胞共同點：遺傳信息(DNA、基因)都不改變細胞分化與細胞分裂的關系4

細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性1.概念：2.原因：

細胞內含有形成完整個體所需的全套遺傳物質【注意】細胞“具有”全能性與“體現(xiàn)”全能性的辨析：有全能性≠表現(xiàn)出全能性(1)理論上活細胞(哺乳動物成熟的紅細胞等除外)都具有全能性。(2)只有發(fā)育為完整有機體或分化成其他各種細胞，才能“體現(xiàn)”或“表現(xiàn)”細胞的全能性。細胞的全能性5例：①B細胞分化為漿細胞，體現(xiàn)了細胞的全能性②壁虎斷尾后長出新尾體現(xiàn)了細胞的全能性③蜜蜂受精卵發(fā)育成工蜂，卵細胞發(fā)育成雄蜂，體現(xiàn)了細胞的全能性3.表現(xiàn)全能性的條件：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；3適宜的外界條件（適宜的溫度、pH等）、無菌無毒的環(huán)境。4.全能性的比較：植物細胞＞動物細胞分化程度低的細胞＞分化程度高的細胞如受精卵＞生殖細胞＞體細胞幼嫩的細胞＞衰老的細胞細胞的全能性5[易錯提醒]未脫離植物體的細胞不能表現(xiàn)出全能性植物組織培養(yǎng)植物體細胞具有全能性

克隆動物的培育動物細胞核具有全能性5實例: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或其他細胞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細胞的分化程度越高，具有的全能性越小（呈反比）干細胞6人的骨髓中有許多____________能通過增殖和分化，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板。(1)特點:(2)舉例:①動物和人體內，數(shù)量少。②具有________________。分裂和分化能力造血干細胞

[易錯提醒]

1.并非所有干細胞都要發(fā)生分化2.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。a.干細胞移植治療白血病；b.在體外培養(yǎng)出組織和器官，并最終通過組織和器官移植實現(xiàn)對臨床疾病的治療。(3)應用:課堂延伸思維拓展1．同一生物體不同細胞的遺傳物質都相同，為什么不同組織器官中細胞的形態(tài)、結構和功能差異很大？提示

同一生物體內不同細胞的核基因都是相同的，但在個體發(fā)育不同的時期和機體不同的部位，細胞內表達的基因是不相同的，從而形成的組織器官中細胞形態(tài)、結構和功能差異很大。2．同一個體分化形成的不同細胞為什么遺傳物質相同？提示

因為這些不同的細胞是由一個受精卵通過有絲分裂和細胞分化形成的。3．細胞分裂與細胞分化有怎樣的相關性？提示細胞分裂是細胞分化的基礎，二者相伴相隨，一般來說，隨著細胞分化程度的加大，細胞分裂能力降低。突破訓練提升素養(yǎng)

1．管家基因是指所有細胞中均要穩(wěn)定表達的一類基因，奢侈基因是指不同類型的細胞特異性表達的基因。基因的選擇性表達與DNA的甲基化(將甲基從活性甲基化合物上轉移到特定部位的堿基上)有關，甲基化能抑制某些基因的活性。下列敘述錯誤的是(

)A．管家基因結構應保持相對穩(wěn)定，且一般情況下持續(xù)表達B．管家基因表達產物是維持細胞基本生命活動必需的C．有些奢侈基因的表達產物賦予不同類型細胞特異的形態(tài)、結構和功能D．DNA的甲基化改變了基因的堿基種類與排序使生物的表型發(fā)生變化突破訓練提升素養(yǎng)2．造血干細胞可增殖分化為B細胞，B細胞受特定抗原刺激后增殖分化為漿細胞。下列相關敘述錯誤的是(

)A．造血干細胞能分化為B細胞，體現(xiàn)了全能性B．造血干細胞和漿細胞中的呼吸酶基因都能表達C．與造血干細胞相比，漿細胞中有豐富的內質網、高爾基體等D．衰老的漿細胞中水分減少，細胞核增大3.如表所示為不同類型細胞中DNA和mRNA的檢測結果,說法錯誤的是(

)檢測的3種細胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細胞++++--紅細胞+++-+-胰島細胞+++--+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。A.由表可說明同一生物體不同類型的細胞中,基因是相同的B.在生物體中,三種細胞合成的蛋白質都不相同C.胰島素mRNA的形成可以體現(xiàn)細胞分化的實質D.生物體多種性狀的形成,都是以細胞分化為基礎的細胞在分化過程中基因不發(fā)生改變在生物體中,三種細胞中存在奢侈基因和管家基因,奢侈基因在特定的細胞表達,而管家基因在所有細胞中表達,因此合成的蛋白質不完全相同細胞分化的實質，基因的選擇性表達細胞分化的意義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。具有以下特征：1.形態(tài)結構方面(1)細胞萎縮，體積

。(2)細胞膜

改變，使物質運輸功能

。(3)細胞核的體積

，核膜內折，染色質收縮、染色

。變小通透性降低增大加深影響DNA的解旋，進而影響基因的表達細胞的衰老1細胞衰老正常細胞(1)水：水分

。(2)酶：多種酶的活性

，呼吸速率減慢，新陳代謝速率

。(3)色素：細胞內的色素逐漸

，妨礙細胞內物質的

?？梢钥偨Y為：減少降低減慢積累交流和傳遞如酪氨酸酶活性↓，黑色素↓，頭發(fā)變白與溶酶體的功能降低有關2.細胞內的物質方面細胞的衰老1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人體衰老的主要表現(xiàn)及原因分析細胞內的水分減少，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【易錯提示】：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導致的?！杂苫鶎W說2.細胞衰老的原因①自由基本質：異?；顫姷?/p>

。帶電分子或基團

②自由基的來源及機理：細胞中的氧化反應輻射有害物質入侵自由基自由基磷脂DNA蛋白質生物膜損傷基因突變活性下降攻擊和破壞細胞衰老（正反饋）①端粒概念：一段特殊序列的

復合體。②端粒位置：

兩端。DNA—蛋白質染色體端粒內側正常的DNA序列受損傷細胞衰老細胞分裂端粒DNA序列縮短端粒③作用機理：2.細胞衰老的原因—端粒學說在細胞衰老過程中端粒逐漸變小，端粒酶可利用某段RNA序列作為模板合成端粒DNA，對端粒有延伸作用。端粒酶屬于逆轉錄酶2.端粒學說【拓展延伸】通過以上學習，請思考腫瘤細胞為什么能無限增殖呢？腫瘤細胞端粒酶：是一種反轉錄酶，能以自身的RNA為模板合成端粒DNA，在精原細胞和腫瘤細胞中有較高的端粒酶活性，而正常體細胞中端粒酶的活性很低，呈抑制狀態(tài)。3.細胞衰老與個體衰老的關系細胞衰老和個體衰老的關系個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。單細胞生物：多細胞生物：老年人體內有幼嫩的細胞，如造血干細胞；年輕人體內也有衰老的細胞，如皮膚的角質層細胞等體內總有一部分細胞處于處于衰老或走向死亡的狀態(tài)草履蟲細菌衣藻細胞衰老或死亡=個體衰老或死亡細胞衰老的意義：正常的細胞衰老利于機體更好地實現(xiàn)自我更新課堂延伸思維拓展1．衰老個體中是否所有細胞都衰老？衰老細胞中是否所有酶活性都降低？提示

衰老個體中并非所有細胞都衰老，并且衰老細胞中并非所有酶活性都降低。多細胞生物個體衰老時，其細胞普遍衰老，但衰老個體中也會有“新生細胞”(如造血干細胞)生成，細胞衰老時，其多數(shù)酶活性降低，然而與衰老相關基因表達的酶的活性升高。2．衰老細胞中染色質收縮有何影響？色素逐漸積累與哪種細胞器功能降低直接相關？提示

染色質收縮影響DNA解旋，進而影響基因的表達；色素逐漸積累與溶酶體功能降低直接相關。3．結合現(xiàn)實生活，怎樣的生活方式能夠延緩衰老？提示延緩衰老的方法有很多，比如：高營養(yǎng)飲食、多運動、多用腦、不吸煙和保持心情愉悅等。突破訓練提升素養(yǎng)1．(2024·湖南衡陽模擬)我國科學家篩選鑒定出能促進細胞衰老的基因—組蛋白乙酰轉移酶編碼基因kat7，研究表明，kat7基因失活會延緩細胞衰老，從而延長實驗動物的壽命。下列說法正確的是(

)A．衰老的細胞中細胞核體積減小，染色質呈收縮狀態(tài)B．衰老細胞中呼吸酶的活性降低，組蛋白乙酰轉移酶的活性升高C．細胞正常的衰老和細胞壞死有利于機體更好地實現(xiàn)自我更新D．通過轉基因技術將kat7基因導入受體細胞并表達有助于治療阿爾茨海默病2.異?；顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F稱為自由基，自由基學說是一種解釋細胞衰老原因的假說，相關內容如圖所示。下列敘述不正確的是(

)A．②①過程引起的作用效果屬于正反饋調節(jié)B．②過程可能直接導致血紅蛋白的合成場所受損C．③過程會使線粒體內丙酮酸的氧化分解速率減慢D．④過程中DNA被攻擊后可能導致細胞發(fā)生癌變自由基通過②過程攻擊磷脂分子，因此對生物膜損傷較大，血紅蛋白的合成場所為核糖體，核糖體為無膜結構，所以②過程不可能直接導致血紅蛋白的合成場所受損線粒體內丙酮酸的氧化分解需要酶，大多數(shù)的酶是蛋白質，③過程會導致蛋白質活性下降，所以③過程會使線粒體內丙酮酸的氧化分解速率減慢，④過程自由基攻擊DNA，其上的基因可能會發(fā)生突變，導致細胞發(fā)生癌變突破訓練提升素養(yǎng)細胞死亡2是在種種__________(如缺氧、高溫、高壓等)影響下，由細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞______和______。細胞死亡細胞凋亡細胞壞死概念類型意義由______決定的細胞自動結束生命的過程定義機制①細胞正常的__________②清除______________的細胞③正常發(fā)育過程中的程序性死亡由__________決定的________調控①保證多細胞生物體完成__________②維持__________的穩(wěn)定③抵御______________的干擾不利因素損傷死亡基因遺傳機制程序性自然更新被病原體感染正常發(fā)育內部環(huán)境外界各種因素[易錯提醒]細胞凋亡受內外因素的影響，也存在基因的選擇性表達?！继嵝选阶⒁鈪^(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。生理性細胞凋亡與細胞壞死的區(qū)別3不利生理性死亡主動被動有利有害（引發(fā)炎癥）（1）在胚胎發(fā)育時期清除多余的細胞建成器官。（2）胎兒尾的消失，手的發(fā)育，蝌蚪尾的消失。（3）在成體中，細胞衰老死亡后的自然更新（4）被病原體感染的細胞被吞噬細胞清除。（5）身體被燙傷判斷下列過程是凋亡還是壞死：細胞凋亡細胞凋亡細胞凋亡細胞凋亡細胞壞死項目因素結果遺傳物質細胞衰老細胞凋亡細胞壞死內因、外因共同作用受到由遺傳機制決定的程序性調控受外界不利因素影響細胞在形態(tài)、結構和功能上發(fā)生了變化細胞自動結束生命的正常死亡細胞膜破裂，對周圍細胞造成傷害，引起發(fā)炎不發(fā)生改變不發(fā)生改變不發(fā)生改變細胞凋亡、細胞壞死與細胞衰老的比較4在一定條件下，細胞會將受損或功能退化的細胞結構等，通過溶酶體降解后再利用。(2)意義：(1)概念：①處于營養(yǎng)缺乏條件下的細胞，通過細胞自噬可以獲得維持生存所需的___________；②在細胞受到損傷、微生物入侵或細胞衰老時，通過細胞自噬，可以清除__________________，以及感染的_____________，從而維持細胞________的穩(wěn)定，③有些激烈的細胞自噬，可能誘導__________。④細胞自噬機制的研究對許多疾病的__________有重要意義。物質和能量受損或衰老的細胞器微生物和毒素內部環(huán)境細胞凋亡細胞自噬5營養(yǎng)匱乏時進行自救維持細胞內部環(huán)境的穩(wěn)定防治病理性【易錯提示】凋亡和自噬的區(qū)別與聯(lián)系（1）形態(tài)學上的區(qū)別：凋亡是細胞膜內陷形成凋亡小體后細胞解體；自噬是形成雙層膜的自噬泡，包裹細胞質內的物質，然后與溶酶體融合消化掉內容物。（2）生理意義上的區(qū)別：凋亡一定引起細胞死亡;自噬不一定引起細胞死亡。（3）聯(lián)系：有些激烈的細胞自噬，可能誘導細胞凋亡。細胞自噬與細胞凋亡的關系6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。課堂延伸思維拓展資料二通俗地說，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，其局部過程如圖所示。1.比較細胞凋亡和細胞自噬的區(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。溶酶體一定不一定2.細胞凋亡與細胞自噬的聯(lián)系：有些激烈的細胞自噬，可能誘導細胞凋亡。3.自噬體內的物質被水解后，其產物可以被細胞重新利用。由此推測，當細胞養(yǎng)分不足時，細胞自噬作用會

(填“增強”“不變”或“減弱”)。4.隨著年齡增長，肌肉細胞的自噬作用

(填“增強”“不變”或“減弱”)，使肌肉細胞衰老、凋亡，肌肉功能下降。增強減弱突破訓練提升素養(yǎng)1．下列與細胞凋亡有關的說法，正確的是(

)A．細胞被病原體感染后的死亡均屬于細胞凋亡B．人的成熟紅細胞衰老后控制其凋亡的基因開始表達C．凋亡細胞體積變大，線粒體數(shù)量減少，細胞核體積變小D．在細胞凋亡時，細胞的內容物通常不會釋放到內環(huán)境中突破訓練提升素養(yǎng)2．細胞的自噬作用是依賴溶酶體清除細胞內變性或錯誤折疊的蛋白質、衰老或損傷的細胞器的過程。下列有關分析錯誤的是(

)A．細胞的自噬作用普遍存在于真核細胞中B．細胞的自噬作用有利于細胞內穩(wěn)態(tài)的維持C．溶酶體內合成的水解酶能水解衰老的線粒體D．胞內異常蛋白質的降解產物可以留在細胞內再利用

有的細胞受到致癌因子的作用,細胞中遺傳物質發(fā)生變化,就變成不受機體控制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞。

1.癌細胞的概念2.細胞癌變的機理細胞癌變73.致癌因子無機化合物，如石棉；有機化合物，如黃曲霉素物理致癌因子主要指輻射，如紫外線、X射線病毒致癌因子化學致癌因子致癌病毒含有病毒癌基因以及與致癌有關的核酸序列細胞癌變74.癌細胞的特征形態(tài)結構細胞間黏著性降低細胞癌變75.癌細胞的治療方案新技術及發(fā)展：免疫治療、靶向藥物治療細胞癌變7高考真題演練1.（2024·吉林·高考真題）手術切除大鼠部分肝臟后，殘留肝細胞可重新進入細胞周期進行增殖；肝臟中的卵圓細胞發(fā)生分化也可形成新的肝細胞，使肝臟恢復到原來體積。下列敘述錯誤的是（

）

A．肝細胞增殖過程中，需要進行DNA復制

B．肝細胞的自然更新伴隨著細胞凋亡的過程

C．卵圓細胞分化過程中會出現(xiàn)基因的選擇性表達

D．卵圓細胞能形成新的肝細胞，證明其具有全能性肝細胞增殖過程中，會發(fā)生細胞的分裂使得細胞數(shù)目增多，需要進行DNA復制肝細胞的自然更新伴隨著細胞凋亡的過程，有利于維持機體內部環(huán)境的相對穩(wěn)定卵圓細胞分化過程中會出現(xiàn)基因的選擇性表達，合成承擔相應功能的蛋白質細胞的全能性是指細胞分裂分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性，卵圓細胞能形成新的肝細胞，未證明其具有全能性高考真題演練2.（2024·安徽·高考真題）在多細胞生物體的發(fā)育過程中，細胞的分化及其方向是由細胞內外信號分子共同決定的某信號分子誘導細胞分化的部分應答通路如圖。下列敘述正確的是（

）A．細胞對該信號分子的特異應答，依賴于細胞內的相應受體B．酶聯(lián)受體是質膜上的蛋白質，具有識別、運輸和催化作用C．ATP水解釋放的磷酸分子與靶蛋白結合，使其磷酸化而有活性D．活化的應答蛋白通過影響基因的表達，最終引起細胞定向分化由題圖可知，細胞對該信號分子的特異應答，依賴于細胞外側的酶聯(lián)受體酶聯(lián)受體位于質膜上，化學本質是蛋白質，能識別相應的信號分子，磷酸化的酶聯(lián)受體具有