3-3 细胞的分化、衰老、死亡（导学案）-2025年高考生物大一轮复习扫易错攻疑难学案

S3.3eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,))细胞的分化、衰老、死亡★自主复习·精细梳理【要求】1．精读课本，了解知识被发现的情境。2．精细梳理知识，使知识条理化、简约化。3．将重点、错点、疑点用不同的符号标记出来。4．学习小组相互检查任务完成情况，抽查学习效果，签名以示负责。【任务】1．必修1P118～1302．学案第14讲【课堂抽测】上课开始时，对自主复习情况进行抽测，以学习小组为单位记分，作为优秀学习小组评选依据。★盲点错点·精准清除【扫盲点】1．（必修1P118“问题探讨”）骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同种类的血细胞。2．（必修1P119“图6-5”）植物的不同细胞的形态、结构、功能不同，而核基因的种类和数量是相同的，请分析原因。细胞在形态、结构和功能上不同的根本原因是基因的选择性表达，直接原因是细胞中的蛋白质不同。同一植物的不同细胞都来源于受精卵的有丝分裂和细胞分化，有丝分裂和细胞分化都不会改变核遗传物质。3．（必修1P120“思考·讨论）细胞的全能性（1）分化后的细胞是否还具有全能性，为什么？具有。细胞分化不会改变遗传物质。已分化的细胞都含有保持该物种遗传性状所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。（2）为什么可以利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官？因为干细胞具有分裂、分化的能力，可培养出组织或器官。（3）可否用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织器官用于器官移植等，实现对临床疾病的治疗？动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育，细胞分化潜能变窄。肌细胞是高度分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞，因而不能用肌细胞代替干细胞在体外培育组织和器官。4．（必修1P121“图6-7”）干细胞有哪些类型？干细胞研究有哪些意义？（1）类型类型全能性大小实例全能干细胞具有无限的分化潜能，能发育成完整个体胚胎干细胞（ES或KS细胞，受精卵发育2周内）多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能骨髓多能造血干细胞，可分化出至少11种血细胞，但不分化出造血系统以外的其他细胞专能干细胞只能分化成一种或密切相关两种类型的细胞专能造血干细胞，有的分化成红细胞，有的分化成白细胞等（2）意义①干细胞移植，可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。②干细胞体外诱导分化，培育出人造组织器官，解决目前临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥问题。5．（必修1P125“思考·讨论）人体细胞每天的更新率为1%～2%。其中肝细胞寿命约为18个月，皮肤细胞的寿命为十多天，消化道内壁细胞寿命只有几十个小时，红细胞寿命为120天左右，白细胞寿命为5～7天，那么人体细胞数量不会随着这些细胞的死亡而减少的原因是什么？细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗？细胞凋亡的生物学意义是什么？不同干细胞增殖分化产生新的细胞用于补充死亡的细胞。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维持生物体内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。【灭错点】细胞分化普遍发生在多细胞生物个体中，单细胞生物没有细胞分化。并非所有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。分化程度高的细胞其全能性不一定低。蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是DNA不同，人的红细胞与人的白细胞形态不同的原因是基因的选择性表达。当某细胞中的基因发生选择性表达时，则该细胞不一定在发生细胞分化。胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是基因选择性表达的结果。9．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性。正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老。16．衰老的细胞相对表面积变大，但物质交换效率降低。衰老的细胞会出现核质体积比例增大，染色质固缩，染色加深的现象。肝炎病毒的遗传物质可以整合到肝细胞的DNA上，但是肝炎并不能遗传。衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录。端粒酶是一种具有逆转录活性的核糖核蛋白聚合酶，但不能用于延缓细胞的衰老。饥饿状态下酵母菌的自噬作用增强，将自身物质或结构降解后作为细胞呼吸的原料。除细胞癌变发生了遗传信息改变外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡均未改变遗传信息。除细胞坏死外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变均与基因有关，即受基因控制。癌细胞可借助细胞自噬作用对抗营养缺乏造成的不利影响。细胞自噬受到自噬基因的调控，对细胞内物质的降解没有特异性。细胞的生长、分裂、分化、衰老、凋亡等生命活动都可在老年期发生。异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变。细胞凋亡涉及免疫应答、基因调控、信号传导等多种生理过程。★疑点难点·精心突破【解疑点】受精卵发育成生物体的过程中，怎样由一种细胞形成不同种类的细胞？在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。细胞分化的本质和意义是什么？细胞分化的本质是基因的选择性表达。合成基因的选择性表达体现执行合成基因的选择性表达体现执行相同的DNA————————→不同的mRNA——→不同的蛋白质——→不同的形态结构——→不同的功能。细胞分化是个体发育的基础；使细胞专门化，提高效率。细胞分化的“不可逆性”是绝对的吗？高度分化的细胞在什么条件下可“脱分化”？细胞分化的“不可逆性”不是绝对的，在自然条件下，细胞分化是不可逆的。在人工条件下细胞能够“脱分化”，恢复分裂能力。植物细胞在离体（必要条件）、一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）、激素（细胞分裂素、生长素等）、适宜的环境条件（适宜的温度、pH等）等条件下脱分化，恢复分裂能力。离体的动物细胞，将细胞核取出，移入去核的卵细胞中“脱分化”，恢复分裂能力。细胞分化的“变”与“不变”有哪些？（1）“变”①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。②从亚显微结构水平分析：细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。③从分子水平分析a．基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的执行情况不同，这是细胞分化的根本原因。b．蛋白质和RNA角度：同一个体不同类型的细胞蛋白质和mRNA不完全相同。（2）“不变”：细胞数目和细胞内的遗传物质不变。动物的克隆和蜜蜂的卵细胞发育成雄蜂分别体现了什么的全能性？动物克隆只能体现动物细胞核的全能性，不能体现整个动物细胞的全能性。动物细胞在理论上具有全能性，但实验上还没有成功。蜜蜂的卵细胞发育成雄蜂体现了动物生殖细胞的全能性，不能体现体细胞的全能性，到面前为止还没有高度分化的动物细胞直接培养成动物体的实验成功。细胞分化和细胞的全能性的标志分别是什么？（1）细胞分化的标志①分子水平：合成某种细胞特有的蛋白质（如唾液淀粉酶、胰岛素、血红蛋白等）。②细胞水平：形成不同种类的细胞（尤其是细胞器种类和数量有较大差异）。③组织水平：形成不同类型的组织。（2）细胞全能性的标志起点：经分裂和分化后的细胞；终点：完整有机体或其他各种细胞。由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性；由种子发育成个体能证明受精卵具有全能性，不能证明体细胞的全能性。细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡吗？（1）单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。（2）多细胞生物：生物体内的细胞总是在不断更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态，同时产生新细胞来补充。细胞凋亡和细胞增殖都是维持生物体细胞动态平衡的基本行为。个体衰老与细胞衰老并不总是同步，在幼年个体中有衰老细胞，老年个体中有新生的细胞，但细胞普遍衰老的过程会导致个体衰老。细胞衰老的原因是什么？能够防止细胞衰老吗？（1）自由基学说自由基是指异常活泼的带电分子或基团，带有未配对电子，具有高反应活性，如O2·和·OH等。细胞内的各种氧化反应、辐射以及有害物质入侵都会释放自由基。自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，攻击磷脂分子（雪崩式反应），对生物膜损伤比较大，攻击DNA，可能引起基因突变，攻击蛋白质，导致细胞衰老。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、维生素E、维生素C，是自由基反应的有效终止剂，可用于延缓细胞衰老。（2）端粒学说端粒：染色体两端特殊序列的DNA——蛋白质复合体。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。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，使细胞活动渐趋异常。端粒酶：在细胞中负责延长端粒的一种酶，是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端,延长缩短的端粒。在正常人体细胞中，端粒酶的活性受到相当严密调控，只有在干细胞等连续分裂细胞，这些必须不断分裂的细胞之中，才可以侦测到具有活性的端粒酶。在其他细胞中端粒酶的活性被抑制，在肿瘤中被重新激活，端粒酶可能参与细胞癌变。老年人的白发与白化病患者白发的原因相同吗?老年人的白发是由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少；白化病患者的白发是细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常，不能合成酪氨酸酶，细胞中缺少酪氨酸酶所致。与细胞凋亡密切相关的细胞器是什么？（1）1→2→3→4过程是细胞凋亡，吞噬细胞将泡状结构吞噬分解需要溶酶体的参与。（2）1→5→6过程是细胞坏死。怎样快速判断细胞凋亡与坏死？细胞死亡方式类型代表性实例判断方法凋亡自然更新小肠上皮细胞、皮肤表皮细胞不断凋亡，机体不断产生新细胞替换主动结束生命活动，对生物体有利免疫防御某些被病原体侵染的细胞被细胞毒性T细胞裂解死亡正常发育脊椎动物的神经系统在发育过程中，约50%以上细胞凋亡坏死代谢受损机械损伤、药物毒害、病原体侵染等引起细胞代谢受损或中断的死亡被动结束生命活动，对生物体有害【破难点】在生物体所有细胞中均表达的一类基因称为管家基因，其表达产物通常是维持细胞基本生命活动所必需的；在不同类型细胞中特异性表达的一类基因称为奢侈基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图分析：（1）上述基因属于管家基因的是a，属于奢侈基因的是b、c、d。（2）若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，有（填“有”“没有”或“不一定有”，下同）杂交带；若用该探针检测胰岛素基因转录出的mRNA，不一定有杂交带。（3）请解释（2）现象产生的原因：A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针检测DNA分子，三类细胞均可形成杂交带，但改为检测胰岛素基因转录出的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。（4）下列与管家基因一直处于活性转录状态，奢侈基因和细胞分化有关细胞全能性与细胞分化的区别和联系项目细胞分化细胞全能性原理细胞内基因选择性表达细胞中含有本物种全套遗传物质特点①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度；②不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡；③普遍性：生物界中普遍存在①高度分化的植物体细胞具有全能性；②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性结果形成形态、结构、功能不同的细胞产生完整有机体或分化成其他各种细胞大小比较体细胞>生殖细胞>受精卵受精卵>生殖细胞>体细胞区分方法终点是不同类型的细胞终点是完整有机体或其他各种细胞关系①细胞分化一般不会导致遗传物质改变，除某些特殊情况下，已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性；②一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性越容易表达细胞分化、衰老、凋亡、坏死的区别实质特点结果与意义细胞分化基因的选择性表达①持久性；②普遍性；③不可逆性产生各种不同的组织、器官细胞衰老内因和外因共同作用的结果①酶活性降低，呼吸速率减慢；②细胞体积变小，线粒体减少；③核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深①生物体的绝大多数细胞都经历未分化→分化→衰老→凋亡的过程；②细胞衰老时刻都在发生细胞凋亡受到由遗传机制决定的程序性调控细胞膜内陷，细胞变圆，与周围细胞脱离①清除多余无用细胞；②清除完成使命的衰老细胞；③清除体内异常细胞细胞坏死电、热、冷、机械等不利因素引起的，不受基因控制细胞膜破裂，正常代谢活动受损或中断伤害周围细胞，引发炎症细胞分裂、分化、衰老、凋亡图形分析下图为人体部分细胞的生命历程示意图，图中①～⑩为不同的细胞，a～f表示细胞所进行的生理过程，据图回答下列问题：（1）遗传信息发生了改变的有e，没有发生了改变的有a、b