1、第第1313讲细胞的分化、衰老、讲细胞的分化、衰老、死亡死亡考点一细胞的分化与细胞的全能性1.细胞分化细胞分化(1)概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在上发生稳定性差异的过程。形态、结构和生理功能(2)特点普遍性:生物普遍具有。持久性:贯穿于生物体整个中。稳定性:分化的细胞将一直保持,直到死亡。不可逆性:一般来说,细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞,不能反向进行。多细胞分化后的状态生命进程(3)分化细胞表达的基因管家基因:在细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的,如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。奢侈基因:只在某类细胞中特异性表达的基因
2、,如卵清蛋白基因、胰岛素基因。(4)意义(5)实质:细胞中的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中。所有基因选择性表达遗传信息的表达情况不同2.细胞的全能性细胞的全能性完整有机体其他各种细胞形成完整个体所需的全套基因细胞核3.干细胞的概念干细胞的概念:动物和人体内仍保留着少数具有能力的细胞,这些细胞叫作干细胞。分裂和分化1.同一人体内的上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞。(必修1P118思考讨论)()2.肌细胞与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。(必修1P119正文)()3.细胞分化普遍发生在单细胞生物和多细胞生物个体中。(必修1P119正文
3、)()4.非洲爪蟾肠上皮细胞核移植实验证明了动物体细胞具有全能性。(必修1P120思考讨论)()5.利用植物组织培养技术快速繁殖花卉、蔬菜的原理是植物体细胞的全能性。(必修1P121正文)()6.脐带血中含有大量的干细胞,可以培养并分化成人体的各种血细胞。(必修1P121正文)()1.(必修1P119正文拓展)一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡。在什么条件下,这些分化的细胞不再保持分化后的状态呢?。在离体人工培养条件下,高度分化的细胞能够脱分化恢复分裂和分化能力2.(必修1P122拓展应用2拓展)利用干细胞的分离和体外培养在体外培育出组织和器官,并最终通过组织或器官移植实现对
4、临床疾病的治疗,将干细胞体外培育出组织和器官的过程(填“是”或“否”)体现了体细胞的全能性,理由是。细胞全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,将干细胞体外培育出组织和器官不能否体现细胞的全能性1.细胞分化的实质细胞分化的实质(如图所示如图所示)在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达。2.细胞分化的两个关键点细胞分化的两个关键点(1)细胞分化的标志分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等。细胞水平:形成不同种类的细胞。(2)细胞分化的“改变”与“不变”不变:DNA、细胞的数目,tRNA、rRN
5、A的种类。改变:mRNA、蛋白质的种类,细胞的形态、结构和功能。3.细胞分化与全能性的比较细胞分化与全能性的比较项目 细胞分化细胞全能性原因 细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传信息结果 形成形态、结构、功能不同的细胞形成完整有机体或其他各种细胞大小比较细胞分化程度有高低之分:体细胞生殖细胞受精卵细胞全能性有大小之分:受精卵生殖细胞体细胞关系 细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性;一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达;细胞分化程度越低,全能性就越高考向一围绕细胞分化的理解与分析考向一围绕细胞分化的理解与分析,考查生命
6、观念考查生命观念1.(不定项选择)(2020山东济宁线上检测)研究表明myoD基因在黄颡鱼雌雄成体的心、脑、肌肉等不同组织中均有表达,在肌肉组织中表达量最高。下列叙述正确的是()A.myoD基因在肌肉组织中表达量最高,不能说明肌肉细胞的分化程度最高B.心、脑、肌肉细胞中DNA和RNA相同,但蛋白质种类不一定相同C.myoD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同,可能导致雌雄个体出现性状差异D.通过检测组织细胞的myoD基因和呼吸酶基因是否表达,可确定细胞是否分化AC解析解析细胞分化的实质是基因的选择性表达,myoD基因在肌肉组织中表达量最高,不能说明肌肉细胞分化程度最高,A正确;心、脑、肌肉细胞中D
7、NA相同,但是RNA和蛋白质种类是不完全相同的,B错误;myoD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同,可能导致雌雄个体出现性状差异,C正确;所有细胞中呼吸酶基因都表达,因此不能通过检测组织细胞的呼吸酶基因是否表达,来确定细胞是否分化,D错误。2.(2020山东济南章丘四中3月模拟)如表数据是人体部分器官或细胞中所表达基因的估计数,有关叙述中不科学的是()器官或细胞所表达基因的估计数眼1932唾液腺186皮肤3043甲状腺2381血细胞23505心脏9400A.人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达的结果B.血细胞所表达的基因数目最多说明其遗传物质相对含量较高C.人体各器官基因表达数目
8、有差异,说明细胞中所含蛋白质有差异D.不同功能的细胞表达的基因不完全相同,这是与其不同功能相适应的答案答案B人体内的细胞均是由一个受精卵经增殖分化而形成的,所以不同细胞内的遗传物质相同,血细胞所表达的基因数目最多,这是与细胞的功能相适应的,B错误。题后悟道题后悟道方法方法“四看”法判断细胞分化考向二围绕对细胞全能性与干细胞的理解与分析考向二围绕对细胞全能性与干细胞的理解与分析,考查生命观念考查生命观念3.(2021黑龙江牡丹江一中高三月考)下列关于细胞全能性的理解,正确的是()A.从理论上讲,生物体的每一个具有完整细胞核的细胞都具有全能性B.未脱离植株的幼叶,在适当的情况下能表现出全能性C.在
9、个体发育的不同时期,由于细胞内的基因发生变化,细胞不能表现出全能性D.脱离了植株的芽,一定能表现出全能性A解析解析未脱离植株的幼叶,不能表现出全能性,B错误;在个体发育的不同时期,细胞内基因选择性表达,导致细胞不能表现出全能性,C错误;脱离了植株的芽,要表现出全能性,还需要一定的营养、植物激素等条件,D错误。4.(不定项选择)(2021江西名校高三联考)2019年,武汉同济医院首次使用了由人的干细胞体外定向分化获得的功能细胞来治疗半月板损伤。在充分知情的情况下,受试者接受了膝骨关节腔内的干细胞注射。下列有关叙述,正确的是()A.干细胞是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的未分化细胞群体B.在体
10、内,细胞分化一般是稳定的,而且是不可逆的过程C.体外诱导干细胞分化的过程与基因的选择性表达有关D.用自体干细胞移植法治疗半月板损伤可避免机体发生免疫排斥反应BCD解析解析骨髓中的造血干细胞是分化了的细胞,但分化程度低,分化能力强,A错误。题后悟道题后悟道方法方法“三看”法确认细胞“全能性”考点二细胞的衰老、死亡1.细胞衰老(1)细胞衰老的过程是细胞的的过程,最终表现为。生理状态和化学反应发生复杂变化细胞的形态、结构和功能发生变化(2)细胞衰老的特征代谢的变化细胞核的变化:体积、核膜内折,染色质、染色加深。水分降低色素增大收缩(3)细胞衰老的原因自由基学说:细胞代谢中产生的自由基会攻击、和等,致
11、使细胞衰老。端粒学说:染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短,导致损伤,使细胞逐渐衰老。(4)个体衰老与细胞衰老的关系磷脂DNA蛋白质正常基因的DNA序列单多2.细胞的凋亡(1)概念:由所决定的细胞自动结束生命的过程,是一种死亡。基因程序性自然更新稳定3.细胞坏死的概念:指在种种影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下,由细胞正常代谢活动引起的细胞损伤和死亡。不利因素受损或中断1.老年人体内有幼嫩的细胞,年轻人体内没有衰老的细胞。(必修1P123问题探讨)()2.衰老细胞内染色质收缩、染色加深,这样会影响DNA复制和转录。(必修1P123正文)()3.对单细胞生物来说,
12、细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。(必修1P124正文)()4.正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。(必修1P125正文)()5.细胞凋亡受基因调控,不利于个体生长发育。(必修1P126正文)()6.蝌蚪尾的消失、被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。(必修1P126正文)()1.(必修1P123正文拓展)细胞衰老过程中细胞代谢会减慢,原因有。水分减少,多种酶活性降低,细胞膜通透性改变,染色质收缩等2.(必修1P127思维训练拓展)有人认为“细胞寿命与细胞分裂能力之间有明显对应关系寿命越短的细胞,其分裂能力一定越强”,你认为题表数据是否支持上述观点?请分析说明。提示提示:不支持。表
13、中数据显示,细胞的寿命与分裂能力无明显对应关系。寿命短的细胞不一定能分裂(如白细胞),寿命长的细胞可能能分裂(如平滑肌细胞)。1.细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较实质遗传物质的变化结果对机体的影响细胞分化基因的选择性表达遗传物质不发生改变形成不同组织、器官有利细胞衰老内因和外因共同作用的结果遗传物质可能发生改变细胞走向死亡有利细胞凋亡由遗传机制决定的程序性调控遗传物质不发生改变细胞走向死亡有利细胞坏死电、热、冷、机械等不利因素引起的,不受基因控制遗传物质不发生改变细胞走向死亡,同时伤害周围细胞,引发炎症等有害细胞癌变物理、化学和病毒致癌因子影响下,原
14、癌基因和抑癌基因发生突变遗传物质发生改变形成可无限增殖的癌细胞,引发恶性肿瘤有害2.细胞各生命历程间的内在关系细胞各生命历程间的内在关系考向一围绕细胞衰老的特征与原因考向一围绕细胞衰老的特征与原因,考查生命观念与社会责任考查生命观念与社会责任1.(2020重庆一中高二月考)下列关于细胞衰老的说法,正确的是()A.衰老的细胞中黑色素含量增加,妨碍细胞内物质的交流和传递B.衰老细胞内的酶活性均下降C.衰老细胞体积变大,细胞核体积变小,物质运输效率低,代谢慢D.自由基学说认为,辐射会刺激细胞产生自由基攻击蛋白质和磷脂,使细胞衰老D解析解析衰老细胞中酪氨酸酶的活性降低,黑色素合成减少,A错误;衰老细胞
15、内多种酶的活性降低,而非所有酶的活性均下降,B错误;衰老细胞体积变小,细胞核体积变大,物质运输效率低,代谢慢,C错误;自由基学说认为,辐射会刺激细胞产生自由基攻击蛋白质和磷脂等,导致细胞衰老,D正确。2.(2020山东枣庄期末)端粒是真核细胞染色体末端的一段DNA蛋白质复合体,在新细胞中,细胞每分裂一次,端粒就缩短一小段,缩短到一定程度,细胞停止分裂。端粒酶是细胞中负责端粒延长的一种由蛋白质和RNA构成的核糖核蛋白体,可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使得细胞分裂的次数增加。下列分析错误的是()A.端粒、端粒酶、核糖体的完全水解产物中均有糖类B.组成端粒、端粒酶、T2噬菌体的化合物相同C.端
16、粒缩短可能是细胞衰老的原因之一D.在癌细胞等肿瘤细胞中端粒酶的活性可能较高B解析解析端粒、端粒酶、核糖体完全水解的产物中都有糖类,依次是脱氧核糖、核糖、核糖,A正确;组成T2噬菌体和端粒的化合物是蛋白质和DNA,组成端粒酶的化合物是蛋白质和RNA,B错误;随着细胞分裂次数的增加,端粒会逐渐缩短,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,使细胞活动渐趋异常,因此,端粒缩短可能是细胞衰老的原因之一,C正确;癌细胞具有无限增殖的能力,端粒酶能让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使得细胞分裂的次数增加,因此癌细胞等肿瘤细胞中端粒酶的活性可能较高,D正确。考向二围绕细胞的死亡考向二围绕细胞的死亡,考查生命观
17、念与社会责任考查生命观念与社会责任3.(不定项选择)下列关于细胞凋亡的叙述,正确的是()A.一般情况下,细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控B.细胞凋亡是在不利因素影响下,由细胞正常代谢受损或中断引起的C.脊椎动物神经系统在发育过程中约有50%的细胞凋亡,说明细胞凋亡对多细胞生物体完成正常发育起着非常关键的作用D.白细胞凋亡的速率比红细胞快,说明细胞凋亡的速率与细胞的功能有关ACD解析解析细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命活动的过程。在不利因素影响下,由细胞正常代谢受损或中断引起的细胞损伤和死亡是细胞坏死,B错误。4.(2020山东青岛黄岛一模)研究表明,决定细胞“命运”的内因是基
18、因的选择性表达,而外因则取决于细胞对细胞外信号的特异性组合所进行的程序性反应。图为部分信号决定细胞“命运”的示意图,图中字母分别代表不同的胞外信号,则下列有关细胞外信号的说法正确的是()A.只要有胞外信号D和E,细胞就一定会进行分裂B.只有细胞外信号F和G能诱导细胞内的基因选择性表达C.对于癌细胞而言,细胞外信号AE可能会持续起作用D.由于细胞凋亡无胞外信号作用,可证明细胞凋亡与基因无关答案答案C由题图可知,胞外信号A、B、C是细胞存活的前提,只有胞外信号D、E时,细胞不能存活,也就不会进行分裂,A错误;细胞分裂和分化都需要合成特定的蛋白质,即两过程都存在基因进行选择性表达的过程,据图可知细胞
19、外信号F和G、D和E分别是细胞分化和分裂所必需的信号,都能诱导细胞内的基因选择性表达,B错误;细胞凋亡又称程序性死亡,受细胞中遗传物质的控制,无胞外信号不能证明细胞凋亡与基因无关,D错误。高考真题再现1.(2020海南单科,6,2)下列关于人体造血干细胞的叙述,错误的是()A.造血干细胞比胚胎干细胞的分化程度高B.造血干细胞分化产生的B细胞在胸腺中发育成熟C.造血干细胞可不断增殖和分化,捐献造血干细胞不影响人体健康D.造血干细胞移植是治疗白血病的有效手段B解析解析造血干细胞可以分化成红细胞、白细胞和血小板,胚胎干细胞可以分化为任何一种组织细胞,所以造血干细胞分化程度更高,A正确;造血干细胞分化
20、产生的T细胞在胸腺中发育成熟,B细胞在骨髓中成熟,B错误;骨髓中的造血干细胞可不断增殖和分化,捐献后可以由分裂得到补充,所以捐献造血干细胞不影响人体健康,C正确;造血干细胞移植可以取代白血病患者病变的造血干细胞,是治疗白血病的有效手段,D正确。2.(2020海南单科,11,3分)下列关于细胞生命历程的叙述,正确的是()A.细胞分裂和分化均可增加细胞数量B.细胞分化只发生在胚胎时期C.细胞衰老时,细胞膜的选择透过性功能提高D.细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成,又有蛋白质的水解D解析解析细胞分裂可增加细胞数量,细胞分化可增加细胞种类,但不增加细胞数目,A错误;细胞分化发生在个体发育的各个时期,是生
21、物个体发育的基础,B错误;细胞衰老时,细胞膜的通透性改变,使物质运输功能下降,C错误;细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成,又有蛋白质的水解,如清除被病原体感染的细胞时,需要合成凋亡相关的酶,也需要水解被感染细胞中的各种蛋白质,D正确。3.(2020江苏单科,4,2分)下列关于细胞生命活动的叙述,正确的是()A.高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖B.癌变细胞内发生变异的基因都不再表达C.正常组织细胞在体外长时间培养,一般会走向衰老D.凋亡细胞内有活跃的基因表达,主动引导走向坏死C解析解析高度分化的细胞在形态、结构、功能上发生了特化,分裂能力低,但有一些高度分化的细胞仍然具有分裂能力,A错
22、误;细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变后,会导致细胞癌变,癌变细胞的突变基因能表达出一些特殊的蛋白质,B错误;正常组织细胞在体外长时间培养不会无限增殖,分裂一定次数后细胞一般会走向衰老,C正确;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,在凋亡细胞中凋亡基因表达活跃,是自然的生理过程,而细胞坏死是在种种不利因素的影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,D错误。4.(2019课标全国,1,6分)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述,正确的是()A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象C.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象D.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程,属于细胞坏死B解析解析细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,包括细胞的自动死亡(如胎儿手发育过程中指间细胞的自动死亡)、自然更新(如小肠上皮细胞的自然更新)和被病原体感染的细胞的清除。而细胞坏死指在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,B正确。
