高中生物新苏教版必修1细胞分化衰老和死亡教案

第二节细胞分化、衰老和死亡

新课标核心素养

1.生命观念——结构与功能观：不同细胞遗传

信息执行不同，合成蛋白质不同决定了细胞

1.阐明细胞分化的概念、过程、特点和实质。形态、结构、生理功能的不同。

2.举例说明细胞的全能性。2.科学思维一归纳与概括：基于基因选择性

3.说出干细胞的概念和研究意义。表达的本质，掌握细胞分化的特点；基于各

4.阐明细胞衰老的特征及原因。类细胞的遗传信息，理解细胞的全能性。

5.说明个体衰老与细胞衰老的关系。3.生命观念——结构与功能观：基于细胞衰老

6.阐明细胞凋亡的概念和意义。的物质及结构变化，理解细胞衰老的特征。

4.科学思维—演绎与推理：基于细胞凋亡与

坏死的特点，理解二者区别。

知识点(一)细胞分化

遇gjjj自主学习

1.含义

在个体发育中，由一个或一种细胞经细胞分裂产生的子代细胞，在形态结构和生理功能上逐

渐发生稳定性差异的过程。

2.特点(连线)

丽I特点理.解I

①普遍性a•贯穿于生物体整个生命进程中

②持久性b.一般来说，已分化的细胞将一直

保持分化后的状态，直至死亡

③稳定性c.多细胞生物普遍具有

④不可逆性d.遗传物质不变

3.意义

(1)生物个体发育的基础。

(2)增加细胞的类型。有利于提高各种生命活动的效率。

4.原因

在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的表达情况不同。

【正误判断】

(1)已分化的细胞都能进一步分化成其他细胞(X)

（2）生物体内的所有细胞都要发生细胞分化（X）

（3）细胞分化使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率（J）

（4）不同分化细胞的遗传信息相同（J）

（5）骨髓干细胞与胰岛细胞的遗传信息不同，遗传信息的执行情况也不同（X）

（6）细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础（J）

r课堂,互动探究靖傀a

1.（生命观念）下图表示某种植物细胞分裂和分化的过程，探讨下列问题。

0①②》回细胞i＞（叶肉组织）

细胞aO—A细胞＜•（表皮组织）

⑴判断图中①②③分别代表的过程。

提示：①细胞分裂；②细胞分化；③细胞分化。

（2）细胞b能够再形成细胞a或细胞c吗？这说明细胞分化具有什么特点？

提示：一般不可以，说明细胞分化具有不可逆性。

2.（科学思维）细胞a、b、c的核遗传物质相同吗？为什么？

提示：相同，因为细胞在分化过程中细胞核中的遗传物质不改变。

3.（科学思维）造成细胞a、b、c在形态、结构和生理功能上出现差异的原因是什么？

提示：遗传信息的执行情况不同（或“基因的选择性表达”）。

4.（科学思维）细胞分化与细胞分裂有哪些区别和联系？

提示：（1）区别：细胞分化使细胞种类增加，细胞分裂使细胞数量增加。

（2）联系：①细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往相伴发生；②一般来讲，细胞分化程度

越高，细胞的分裂能力越低。

【针对训练】

1.下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为

各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是（）

①a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化

②乙和丙的染色体组成不同

③丁与戊因遗传物质不同而发生分化

④甲、乙、戊中的蛋白质不完全相同

A.②③④B.①②

C.①④D.③④

解析：选C由图可知，a过程为细胞有丝分裂，b过程为细胞分化；乙、丙的染色体组成

是相同的；b过程为细胞分化，其实质是基因的选择性表达，遗传物质不会发生变化，但蛋

白质不完全相同。

2.下列关于细胞生长、细胞分裂与细胞分化的叙述，错误的是()

A.细胞在生长、分裂、分化过程中，遗传物质并未发生改变

B.细胞分化使细胞数目增多，其形态结构和功能发生了变化

C.多细胞生物体能够由小长大离不开细胞的生长、分裂和分化

D.细胞的分化是建立在细胞生长和细胞分裂的基础上的，但分裂的细胞不一定进行细胞分

化

解析：选B细胞在生长、分裂、分化过程中，遗传物质并未发生改变；细胞分裂使细胞数

目增多，细胞分化使细胞形态、结构和功能发生变化；多细胞生物体来源于受精卵，受精卵

经过分裂与分化形成不同的组织和器官，进而形成生物体；细胞分化离不开细胞分裂和细胞

生长，分裂的细胞不一定进行细胞分化。

［归纳提升］

1.细胞分裂与细胞分化的区别和联系

项目细胞分裂细胞分化

发生在整个生命过程中，在胚胎时期达到

时间从受精卵开始

最大限度

原因细胞增殖的需要基因的选择性表达

细胞种类增多，生成不同的细胞，形成组

结果细胞数量增多，生成相同的细胞

织和器官

①多细胞个体形成、生长和发育的需要：

细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向

意义②单细胞生物形成新个体的需要;③保持

专门化,有利于提高各种生理活动的效率

了亲、子代之间遗传性状的稳定性

①细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的；②一般来说，随着细胞分

关系

化程度的增大，细胞分裂能力逐渐下降

2.细胞分裂、细胞分化与个体发育的关系

(1)从分子水平看，个体发育是基因选择性表达的结果;

(2)从细胞水平看，个体发育是细胞分裂、分化的结果。

知识点(二)细胞全能性

自主学习

1.植物细胞全能性的概念

高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,即植物细胞具有全能性。

2.原因：离体的植物细胞具有本物种的全套遗传信息。

3.动物的核移植技术：将供体细胞的细胞核注入去核的未受精的卵细胞。

【正误判断】

(1)人体内所有活细胞均具有全能性(义)

(2)种子发育成完整的个体可体现出全能性(X)

(3)一般来说，细胞的分化程度越高，全能性越低(J)

(4)皮肤被划破后,伤口重新愈合可以体现细胞全能性(X)

(5)克隆羊“多莉”的诞生证明了动物体细胞核仍然具有全能性(J)

掘耳互动探究靖俄,

1.(科学思维)探讨下列实例是否体现了细胞的全能性，并说明理由。

(1)种子萌发形成植株。

判断：否(填“是”或“否”)。

理由：细胞全能性指的是高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，而种子是植

物的生殖器官，由它发育成植株不能体现细胞的全能性。

(2)诱导胚胎干细胞发育成特定的组织或器官。

判断：否(填“是”或“否”)。

理由：细胞全能性体现的发育终点是完整的生物个体，而不是某种组织或器官。

(3)在蜂群中，未受精的卵发育成雄蜂。

判断：是(填“是”或“否”)。

理由：未受精的卵是高度分化的细胞，且形成了新个体。

2.(科学思维)已分化的胡萝卜韧皮部细胞等植物细胞在体外培养时可长成植株，这体现了

细胞的全能性。植物细胞具有该特点的原因是什么？

提示：植物体内的每个细胞都具有该生物个体生长发育所需要的全套遗传信息。

3.(科学思维)克隆羊多莉能否说明分化的动物细胞具有全能性？

提示：不能。多莉的形成不是体细胞直接培育而来，不能说明动物细胞具有全能性，只能说

明动物细胞核具有全能性。

4.(科学思维)为什么已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性？

提示：已分化的动物体细胞的细胞核中具有本物种的全套遗传物质。

5.（科学思维）胡萝卜韧皮部细胞在胡萝卜植株上能够发育成一个完整的个体吗？为什么？

提示：不能。因为植物细胞必须在离体条件下才能发育成一个完整的个体。

【针对训练】

1.分析以下事实：①胡萝卜韧皮部细胞通过培养能发育成完整植株；②绵羊乳腺细胞核移

入去核卵细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。

基于上述事实，下列叙述错误的是（）

A.高度分化的动物细胞都具有全能性

B.动物细胞的细胞核具有全能性

C.分化的细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并未消失

D.植物细胞具有全能性

解析：选A事实①可证明植物细胞具有全能性，事实②只能证明动物细胞的细胞核具有全

能性。细胞具有全能性的原因是生物体的每个细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发

育成完整个体所必需的全部基因。

2.下列哪种细胞的全能性最容易表达出来（）

A.青蛙的上皮细胞B.胡萝卜根的韧皮部细胞

C.大白鼠的肝脏细胞D.人的皮肤生发层细胞

解析：选B细胞全能性是指高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。从理论上讲，

每一个分化的细胞中都含有一整套该生物个体的遗传物质（基因），在合适的条件下，它们都

有可能重新被激活并表达，即重新分裂和分化。就目前的研究成果看，受精卵的全能性最高，

其次是生殖细胞，再次是体细胞，而在体细胞中，无论植物细胞还是动物细胞，都能在一定

程度上表现出全能性，但动物细胞的全能性受到限制，不如植物细胞的全能性容易表达出来。

［归纳提升］

1.细胞全能性的概念

细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

2.细胞具有全能性的原因

生物体的每一个细胞都含有保持该物种遗传特性的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必

需的全套基因，在适宜的条件下，就能发育成完整的新个体。

3.植物细胞全能性实现的条件

离体（必要条件）的植物器官、组织或细胞，一定的营养物质（水、无机盐、维生素、氨基酸等）,

激素（细胞分裂素、生长素），其他适宜的条件（温度、pH等）。

4.植物组织培养技术

（1）理论基础：植物细胞的全能性。

（2）基本过程：

离体的植物器官、组织或细胞限空愈伤组织上注胚状体与试管苗一植物体。

教材延伸：(1)愈伤组织：指一团没有分化或处于“无分化”状态的细胞团块。愈伤组织的

特点是细胞排列疏松而无规则，高度液泡化，呈无定形状态，可诱导再分化长出根、叶、芽、

茎，形成完整的植株。

(2)胚状体：指植物组织培养中由植物体细胞诱导分化形成的胚状结构，能进一步发育成具

有根、茎、叶的完整植株。

(3)植物细胞全能性表达的标志：离体的植物组织或细胞形成了完整的植株。

(4)脱分化是在人工条件下细胞分化的逆过程，是使已分化细胞回到未分化状态的过程，但

在植物体内，细胞分化是不可逆的。

(5)动物细胞的全能性：对于高度分化的动物细胞来说，它的细胞的全能性受到限制。但是，

它的细胞核仍然具有全能性。例如，克隆羊多莉是将动物的一个乳腺细胞的细胞核，移入一

个已去掉细胞核的卵细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为新

的个体，说明动物细胞的细胞核具有全能性。

5.细胞分化与细胞全能性的比较

细胞分化细胞全能性

原理细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质

①持久性：细胞分化贯穿于生物体整①高度分化的植物体细胞具有全能性

个生命进程中，在胚胎期达到最大限(植物细胞在离体的情况下，在一定的

度；②不可逆性：一般来说，分化了营养物质、激素和其他适宜的外界条

特点

的细胞将一直保持分化后的状态，直件下，才能表现其全能性)；②己分化

到死亡；③普遍性：生物界中普遍存的动物体细胞全能性受到限制，但其

在，是生物个体发育的基础细胞核仍具有全能性

结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体

大小细胞分化程度有高低之分：体细胞＞细胞全能性有大小之分：受精卵＞生

比较生殖细胞〉受精卵殖细胞＞体细胞

①两者的遗传物质都不发生改变；

关系②一般来说，细胞分化程度越低，全能性越高，分化程度越高，全能性越难

以表达。但是卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高

知识点(三)细胞衰老

「课前自主学习

1.概念：是一系列复杂的生理生化反应过程,发生的变化最终反映在细胞的形态结构和生

理功能上。

2.衰老的表现

①细胞菱缩,细胞内的水分减少,体积变小;

②细胞核体积增大，核膜皱折,染色质固缩;

③细胞质膜的通透性改变，物质运输功能降低;

④细胞内多种酶的适性降低，代谢速率减慢,色素逐渐积累,细胞内物质交换和信息传递受

阻。

3.衰老的原因

①自由基学说：自由基攻击和破坏细胞内各种具有正常功能的生物分子。

②端粒学说：

a.端粒：是真核生物染色体末端的DNA重复序列。

b.特点：每次细胞分裂后,端粒DNA序列就会姬一截。

【正误判断】

(1)端粒存在于所有细胞中(X)

(2)同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关(V)

(3)自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老(X)

(4)衰老的生物体中，细胞都处于衰老状态(X)

(5)多细胞生物幼嫩的个体中也含衰老的细胞(J)

互动探究麒A

1.(生命观念)李白有诗云：“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”。从生物学的

角度分析，在这个过程中出现的变化有哪些?

提示：细胞内有些酶的活性降低，细胞内呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜皱折，染色

质固缩等。

2.(科学思维)从细胞水平解释老年人心脏为什么没有年轻人的心脏收缩有力？老年人骨折

后为什么比年轻人恢复慢？

提示：老年人的细胞普遍衰老，衰老细胞的细胞质膜通透性改变，物质运输功能降低，细胞

呼吸速率减慢；老年人骨折后由于成骨细胞衰老，细胞代谢减慢，影响细胞的生长。

3.(科学思维)为什么老年人皮肤出现皱纹和老年斑？

提示：出现皱纹的原因：细胞内的水分减少，使细胞萎缩，从而出现皱纹；出现老年斑的原

因：细胞内色素的积累，表现为老年斑。

4.(科学思维)从分子水平分析老年人出现白发和肌肉无力的原因。

提示：白发原因：细胞内酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少；肌肉无力原因：细胞内酶活

性降低，细胞供能不足。

【针对训练】

1.下列有关细胞衰老主要特征的描述，属于结构改变并且错误的是()

A.细胞质膜通透性改变，使物质运输功能降低

B.细胞核体积增大，染色质固缩

C.细胞内色素积累

D.细胞萎缩，体积变大

解析：选D根据题意，A项的描述属于细胞功能的改变；B项的描述属于细胞结构的改变；

C项属于衰老细胞的特征，不属于细胞结构改变；D项属于衰老细胞的主要特征，描述的是

衰老细胞的结构变化，并且衰老细胞体积变大是错误的，与题意相符。

2.下列关于衰老的相关叙述，错误的是（）

A.多细胞生物个体衰老的过程，也是组成个体的细胞普遍衰老的过程

B.细胞代谢产生的自由基，会攻击蛋白质分子，致使细胞衰老

C.端粒DNA序列变短后，细胞活动渐趋异常

D.衰老细胞的体积减小，从而使细胞的相对表面积增大，物质运输效率增大

解析：选D多细胞生物个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A正确；自由基学说

认为，细胞进行的各种氧化反应会产生自由基，自由基攻击蛋白质分子，使细胞衰老，B正

确；随着分裂次数增加，端粒DNA序列会变短，使细胞活动渐趋异常，C正确；衰老的细

胞，其细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，D错误。

［归纳提升］

1.细胞衰老与个体衰老

个体衰老与细胞衰老都是生物体正常的生命活动，其对应关系如下表：

个体衰老的表现从细胞衰老的角度分析个体衰老的原因

皮肤干燥、发皱细胞内水分减少，细胞体积减小

头发变白细胞内的酶活性降低

老年斑细胞内色素（脂褐素）的累积

无力细胞内代谢速率减慢

吸收能力下降细胞质膜通透性功能改变

由上表可以看出，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

名师提醒：（1）单细胞生物的细胞衰老与个体衰老是同步的。

（2）多细胞生物的细胞衰老与个体衰老是不同步的，衰老个体中也存在没有衰老的细胞和新

生的细胞。

2.细胞衰老的特征可概括为“一大一小'一多一少、两低两慢”。

①一大：细胞核体积增大；

一小：细胞体积变小。

②一多：色素逐渐积累增多；

一少：细胞内水分减少。

③两低：酶活性降低，物质运输功能降低；

两慢：细胞代谢速率减慢，呼吸速率减慢。

知识点（四）细胞的死亡

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遇gjjj自主学习

1.死亡方式：自噬性细胞死亡、细胞坏死和细胞凋亡。

2.细胞自噬：是细胞通过溶酶体（动物）或液泡（酵母菌和植物）与双层膜包裹的细胞自身物质

融合,从而隆解细胞自身物质的过程。

3.细胞坏死：多为细胞在强烈的理化因素或生物因素作用下受到严重损伤,引起自身死亡

的过程。

4.细胞凋亡：是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。

【正误判断】

（1）在细胞凋亡过程中，细胞内酶的活性均降低（X）

（2）细胞的凋亡，从根本上来看，是基因选择性表达的结果（J）

（3）细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动（X）

（4）细胞凋亡和细胞坏死都属于细胞的死亡，二者死亡的机理相同（X）

岷耳互动探究端虢a

1.（生命观念）判断下列实例中属于细胞凋亡和细胞坏死的分别是哪些？

①成熟个体中细胞的自然更新②被病原体感染的细胞的清除③烫伤后的皮肤、黏膜的脱

落④骨折时部分骨细胞死亡⑤吸烟者肺部细胞因尼古丁而死亡

提示：细胞凋亡：①②；细胞坏死：③④⑤。

2.（科学思维）结合细胞器的知识思考，人的胚胎时期尾的消失、人类指间细胞的自动死亡

这些细胞凋亡现象与细胞中的哪种细胞器有直接关系？为什么？

提示：溶酶体。溶酶体内有多种水解酶，能够使自动死亡的细胞发生分解。

3.（科学思维）影响细胞凋亡和细胞坏死的因素分别是什么？

提示：影响细胞凋亡的因素：细胞内遗传物质的调控；影响细胞坏死的因素：由外界种种不

利因素引起，导致细胞被动死亡。

4.（科学思维）细胞凋亡会造成细胞数目的减少，这对生物体的生命活动是不利的，你认为

这句话正确吗？试分析原因。

提示：这句话的表述是不正确的。在胚胎发育阶段通过细胞凋亡清除多余的和已完成使命的

细胞，保证了胚胎的正常发育；在成年阶段通过细胞凋亡清除衰老和病变的细胞，保证了机

体的健康。

【针对训练】

1.下列关于细胞凋亡的叙述，错误的是（）

A.蝌蚪在变态期，尾部细胞将发生凋亡，从而使其能转变成正常的成体蛙

B.细胞凋亡有助于消除体内衰老的细胞

C.细胞凋亡是由致病因子引发的急性损伤，引起细胞破裂，导致炎症反应

D.细胞凋亡是由遗传物质控制的细胞正常死亡，机体无炎症反应

解析：选C细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，并非是由致病因子引发

的。

2.下列有关细胞凋亡与细胞坏死的说法错误的是（）

A.细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程

B.细胞坏死是细胞正常代谢受损或中断引起的损伤和死亡

C.凋亡细胞中可以发现与细胞凋亡有关的酶

D.细胞凋亡过程失控可以延长生物体的寿命

解析：选D细胞凋亡过程对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵

御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用，细胞凋亡失控不利于延长生物体的寿命。

［归纳提升］

细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死的区别

项目细胞衰老细胞凋亡细胞坏死

受电、热、冷、机械等

内因和外因共同作用受到由遗传机制决定

实质不利因素影响，与基因

的结果的程序性调控

无关

形态细胞萎缩，细胞质膜皱多为单个细胞，形成凋外形呈不规则变化，细

变化缩亡小体，细胞质膜内陷胞质膜破裂

①清除多余的，无用的

①生物体的绝大多数细胞；

细胞都经历未分化一②清除完成正常使命

分化一衰老一死亡的的衰老细胞；对周围细胞造成伤害，

意义

过程；③清除体内的有害细引发炎症

②细胞衰老是时刻都胞；

在发生的④维持器官和组织中

细胞数目的相对稳定

对机体

对机体有利对机体有利对机体有害

的影响

名师提醒：细胞凋亡#细胞坏死

细胞凋亡和细胞坏死都是细胞的死亡过程，但两者的死亡机理不同。细胞凋亡是一个主动的、

有利于个体生存的过程，细胞坏死是一个被动的、对个体生存有害的过程。

［学习小结］

、课堂检测,

1.下列关于细胞分化的叙述，错误的是（）

A.是基因选择性表达的结果

B,是生物界中普遍存在的现象

C.有利于提高多细胞生物体各种生理功能的效率

D.由于细胞分化，肌细胞中已经不存在血红蛋白基因了

解析：选D细胞分化是基因选择性表达的结果，A正确；细胞分化是生物界普遍存在的现

象，B正确：细胞分化有利于提高多细胞生物体各种生理功能的效率，C正确；细胞分化后

遗传物质不变，肌细胞中仍然存在血红蛋白基因，D错误。

2.生物体内各种类型的细胞中，分化程度最低的是（）

A.根尖细胞B.受精卵

C.卵细胞D.表皮细胞

解析：选B受精卵的分裂能力最强，分化程度最低。

3.下列关于细胞全能性的叙述，错误的是（）

A.从理论上讲，生物体的每一个活细胞都具有全能性

B.卵细胞虽然分化程度较高，但仍具有较高的潜在全能性

C.高度分化的动物细胞从整个细胞来说，它的全能性受到抑制

D.植物器官、组织或细胞，经过一定的培养、激素等因素作用，就能表现出全能性

解析：选D从理论上讲，生物体的每一个活细胞都含有本物种的全套遗传物质，都具有全

能性，A