高三一轮复习生物细胞的分化衰老与死亡课件

第十六讲

细胞的分化、衰老与死亡主要考点

必备知识考点一细胞的分化与细胞的全能性考点二细胞的衰老和死亡

细胞的分化与全能性考点一1.细胞分化的概念、特点、实质、意义2.细胞全能性的概念，哪些实例证明细胞具有具有全能性？3.什么是干细胞，干细胞有什么特点，有哪些应用前景？4.细胞衰老的特征（代谢变化、细胞核的变化）5.说明细胞衰老的原因（自由基学说、端粒学说）6.细胞凋亡的概念（举例：人尾的消失、蝌蚪尾的消失、人手的发育）7.举例在成熟生物体中，有哪些过程也是通过细胞凋亡完成的？问题导引1.概念

在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。有丝分裂细胞分化受精卵唾液腺细

胞肌肉细

胞胰岛细

胞免疫细

胞细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增加。

一、细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。2.时间分化程度：体细胞＞生殖细胞＞受精卵。3.结果产生形态、结构、功能不同的细胞，不同类型的细胞构成不同的器官和组织。4.意义（1）生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。（2）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。

一、细胞分化5.特点(1)持久性发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。细胞分化是一种持久性的变化。(2)普遍性在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。(3)遗传物质不变性一般情况下，分化后的细胞内遗传物质不发生改变。(4)不可逆性，稳定性一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，不能再回到分化前的状态，直到死亡。

一、细胞分化

科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。项目DNA检测结果RNA检测结果输卵管细胞成人红细胞胰岛B细胞输卵管细胞成人红细胞胰岛B细胞核糖体蛋白基因＋＋＋＋＋＋卵清蛋白基因＋＋＋＋－－β-珠蛋白基因＋＋＋－＋－胰岛素基因

＋＋＋－－

＋说明：“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。

一、细胞分化（1）这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？

有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成，因此这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。（2）3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、

胰岛素基因，但每种细胞中只检测到其中一种基因的

mRNA，这一事实说明了什么？这一事实说明，基因的表达存在选择性。

一、细胞分化（3）核糖体蛋白基因是否发生了选择性表达？核糖体蛋白基因在所有的细胞中均表达，未发生选择性表达。

一、细胞分化6.实质6.实质

在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，即基因的选择性表达。(1)细胞分化过程中，遗传信息是否发生改变？(2)细胞的形态、结构以及生理功能的差异是由哪种物质直接表现

出来的？不变蛋白质

一、细胞分化相同核DNA基因的选择性表达不同mRNA不同蛋白质合成不同形态、结构和功能。表现思考？细胞分化过程中的“变”与“不变”原因是：亲代细胞的染色体经过复制之后，精确的平均分配到两个子细胞中不完全相同

一、细胞分化7.分化表达的基因①管家基因

所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。②奢侈基因

不同类型细胞特异性表达的一类基因，其表达产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因等。

细胞分化的标志:①分子水平:合成某种细胞特有的

(如唾液淀粉酶、胰岛素等)。

②细胞水平:形成不同种类的细胞(尤其是

种类和数量有较大差异)。

蛋白质细胞器

一、细胞分化例.（多选）下列哪项可以说明细胞已发生分化(

)

A.细胞中有生长激素基因B.细胞进行无氧呼吸产生乳酸C.细胞中出现血红蛋白的mRNAD.细胞中ATP的合成与分解速度发生改变E.细胞膜上具有神经递质的受体F.RNA聚合酶结合到DNA上CE

一、细胞分化比较细胞分裂细胞分化不同点细胞变化发生时间意义相同点联系细胞数量增多从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂细胞形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，细胞种类增加发生在整个生命进程中遗传信息都不变先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，通过细胞的分裂和分化，生物体才能完成生长、发育和繁殖的过程。辨析：细胞分裂与细胞分化保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性没有细胞分化，生物体就不能进行正常发育①是生物

的基础②使多细胞生物体中的细胞趋向

，有利于提高生物体各种

的效率在个体发育中，由______________细胞增殖产生的后代，在______、结构和生理功能上发生______________的过程形成___________________普遍性、_______性、

一般不可逆是细胞中的基因_______________的结果，即在个体发育的过程中，不同种类的细胞中遗传信息的______________不同一个或一种稳定性差异个体发育专门化生理功能不同类型的细胞选择性表达表达情况形态持久总结1.概念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。2.原因细胞内含有本物种的全套遗传信息。体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带有相同的DNA分子。

二、细胞的全能性

1958年，美国科学家斯图尔德(F.C.Steward)取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这些细胞旺盛地分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根、茎和叶，移栽到花盆后，长成了一株新的植株。（1）高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，植物细胞具有全能性二、细胞的全能性（2）已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。科学家曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。二、细胞的全能性3.细胞分化与全能性的关系：细胞的分化程度越高，具有的全能性越低。全能性的大小：受精卵＞生殖细胞＞体细胞植物细胞＞动物细胞①雌蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了动物生殖细胞具有全能性。（

）√②分化程度高的细胞全能性一定低。（

）如生殖细胞由性原细胞分化而来，属于高度分化的细胞，但全能性依然很高。×注意：种子萌发长成新植株并没有体现细胞的全能性，因为种子的胚本身就是植株的幼体，其萌发长成植株是正常发育的过程。二、细胞的全能性分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞4.细胞细胞全能性表达的条件离体(必要条件)；适宜营养物质和条件、激素③全能性表达的标志：细胞发育成完整有机体或分化成其他各种细胞。④分化程度高的细胞其全能性不一定低，一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但花粉、卵细胞（生殖细胞）的分化程度较高，其全能性也较高。特别提醒①细胞分化程度越高，细胞分裂的能力一般就越低。高度分化的细胞一般不再进行细胞的分裂。如神经细胞等。②已分化的细胞不一定不再进行分裂，如造血干细胞分化产生的B淋巴细胞等，接受抗原和细胞因子等刺激后仍可再分裂。细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整__________或分化成_________________的潜能和特性。有机体其他各种细胞细胞的全能性细胞内含有形成完整个体所需的全套遗传信息证明：①植物组织培养（植物细胞具有全能性）

②动物克隆（动物细胞核具有全能性）条件：离体、适宜营养、激素等

难易程度：受精卵>生殖细胞>体细胞

植物细胞>动物细胞；分化程度低的细胞>分化程度高的概念基础表达总结4.干细胞(1)概念动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。(2)按功能分类①全能干细胞：能分化成各种细胞，如胚胎干细胞。②多能干细胞：能分化成多种细胞，如造血干细胞。③专能干细胞：只能向特定细胞分化，如二、细胞的全能性

举例:

人骨髓中的许多____________，能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去。造血干细胞

上皮基底层干细胞成肌干细胞神经元干细胞上皮细胞神经细胞肌细胞项目胚胎干细胞成体干细胞来源来自__________或原始性腺组织来自各式各样的组织功能可以分化成_______组织和器官具有分化成__________细胞的能力举例来自囊胚的内细胞团细胞骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞早期胚胎各种特定功能二、细胞的全能性4.干细胞a——分裂，干细胞自我更新b和c——分化，形成具有特定功能的组织细胞并非所有的干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。1.同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同(

)2.蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因选择性表达的结果(

)3.同一细胞内往往含有不同的蛋白质，这是基因选择性表达的结果(

)4.成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化(

)5.壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性(

)6.造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性(

)7.细胞分化程度越高，其全能性一定越低(

)8.肌细胞与红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同()9.胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体()×××××××××细胞的衰老与死亡考点二

一、细胞衰老

1.细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为________________________________。细胞的形态、结构和功能发生变化2.衰老细胞的特征（1）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。

（2）细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。（3）细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小。（4）细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。（5）细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率

减慢。单细胞生物多细胞生物细胞的衰老或死亡=个体的衰老或死亡细胞衰老或死亡≠个体衰老或死亡

一、细胞衰老3.个体衰老与细胞衰老的关系多细胞生物体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。从总体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。4.细胞衰老的意义细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。5.人体衰老的主要表现及原因分析表现原因分析皮肤干燥、发皱头发变白出现老年斑吸收能力下降无力细胞内的水分减少，使细胞萎缩细胞内酪氨酸酶活性降低，黑色素的合成减少细胞内的色素(主要是脂褐素)积累物质运输功能降低细胞呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢，能量供应不足

一、细胞衰老6.细胞衰老的原因(1)自由基学说

德纳姆•哈曼（DenhamHarman）在1956年提出，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生自由基的有害作用造成的。概念：代谢过程中产生的异常活泼的带电分子或基团，称为自由基。特点：自由基含有未配对的电子，表现出高度的反应活泼性。种类：氧自由基（如·OH）、氢自由基（·H）、碳自由基、脂自由基等

一、细胞衰老①.细胞内进行的各种氧化反应中容易产生②.辐射以及有害物质入侵，刺激细胞产生产生原因：(1)自由基学说

一、细胞衰老6.细胞衰老的原因危害：自由基产生后，攻击或破坏细胞内执行正常功能的生物分子。使细胞各项功能下降，引发细胞衰老。①自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产生自由基，这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，造成生物膜的损伤②攻击DNA，可能引起基因突变。③攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。6.细胞衰老的原因(2)端粒学说由奥洛夫尼科夫（Olovnikov）提出，认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体，因此最后复制DNA序列可能会丢失，最终造成细胞衰老死亡。概念：每条染色体两端都有一段特殊序列的DNA－蛋白质复合体，称为端粒。特点：端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。

一、细胞衰老危害：在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。6.细胞衰老的原因端粒酶①端粒酶负责端粒的延长，可以把DNA复制损失的端粒填补起来，

使得细胞分裂的次数增加。③端粒酶在大多数细胞中的活性______，在癌细胞中的活性_____。②端粒酶是RNA和蛋白质组成的复合体，蛋白质部分起催化作用，

RNA部分作为模板。因此，端粒酶具有_______酶的活性。逆转录很低较高

一、细胞衰老(2)端粒学说细胞死亡包括细胞的凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。1.细胞凋亡：

由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，是细胞内遗传机制程序性调控的结果，又叫细胞程序性死亡。意义③抵御外界各种因素的干扰——清除受损、突变、被病原体感染细胞、无法完成正常使命的衰老细胞；①完成正常的发育——清除多余无用的细胞②维持内部环境稳定（细胞的自然更新）；二、细胞死亡1.细胞凋亡类型②成熟生物体中细胞的自然更新；人的胚胎经历有尾阶段①个体发育中细胞的程序性死亡；③被某些病原体感染的细胞的清除。

二、细胞死亡细胞凋亡机理：结合图解理解凋亡机理信息传递流动溶酶体2.细胞坏死

指在各种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或病理性刺激的情况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。过程正常细胞细胞损伤或死亡正常代谢活动种种不利因素进行受损中断二、细胞死亡烫伤后皮肤、黏膜的脱落骨折时部分骨细胞死亡吸烟者肺部细胞因尼古丁的作用而死亡项目细胞凋亡细胞坏死与基因的关系特点死亡原因死亡过程对机体的影响受凋亡基因控制的与基因无关生理性病理性对机体是有利，不发生炎症对机体是有害，发生炎症不利因素影响基因控制主动的被动的二、细胞死亡3.细胞凋亡和坏死的区别二、细胞死亡【检测】新型冠状病毒复制造成的宿主细胞损伤。新型冠状病毒主要在I型肺泡上皮细胞中复制，造成细胞裂解，引起组织损伤和破坏，损伤程度与体内病毒含量有关。被新型冠状病毒感染的宿主细胞的死亡属于

(“细胞坏死”或“细胞凋亡”)。细胞坏死【注意】与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况：若是被病原体感染而死亡，则属于细胞坏死；二、细胞死亡小结：细胞各生命历程间的内在关系4.细胞自噬

在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。通俗地说，细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。二、细胞死亡4.细胞自噬意义①处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存

所需的物质和能量。②在细胞受到损伤、微生物入侵，通过细胞自噬，可以清除受损或

衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环

境的稳定。

③有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。二、细胞死亡教材隐性知识资料一：DNase酶和Caspase酶是细胞凋亡的两种关键酶，在凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后，通过细胞内信号转导激活凋亡相关基因。这两种酶一旦被激活，DNase酶能将DNA切割形成DNA片段，Caspase酶能将细胞内蛋白降解成多肽，导致细胞裂解形成凋亡小体，进而被吞噬细胞吞噬清除。细胞自噬教材隐性知识请比较二者的区别与联系：区别：①形态学上的区别：凋亡会使细胞膜内陷形成凋亡小体，最后细胞解体；自噬是形成双层膜的自噬泡，包裹细胞质内的物质，然后与

融合消化掉内容物。②生理意义上的区别：凋亡

(填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡；自噬

(填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡。联系：有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。溶酶体

一定不一定1.细胞的衰老和凋