苏教版生物必修11718版 第5章 第2节 细胞分化衰老和凋亡.docx

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苏教版生物必修11718版第5章第2节细胞分化衰老和凋亡

第二节　细胞分化、衰老和凋亡

1．说出细胞分化及细胞全能性的概念。

（重点）

2．说明细胞分化的原因和结果。

（重点）

3．说明细胞全能性的原因并列举说明细胞具有全能性的实例。

（难点）

4．描述细胞衰老的特征、过程和原因。

（重点）

5．说出细胞凋亡的概念、原因和意义，及与细胞坏死的异同。

（重、难点）

细胞分化和细胞的全能性

1．细胞分化

（1）概念

上发生稳定性的差异。

（2）实例：

造血干细胞的分化

造血干细胞

（3）时期

发生在生物体的整个生命进程中。

（4）实质：

基因选择性表达的结果。

（5）结果

在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型，进而构成生物体的组织和器官，执行不同的生理功能。

2．细胞的全能性

（1）细胞的全能性：

已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

（2）植物组织培养

①原理：

植物细胞的全能性。

②基本过程：

离体植物组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→新植株。

（3）应用

①将离体的植物组织或细胞（如植物的花药、根尖、茎尖、幼胚等）培育成正常植株的技术。

②在较短时间内繁殖大量的苗木，产生较好的经济价值。

探讨

：

同一生物体的红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？

为什么？

不同细胞合成的蛋白质不同的根本原因是什么？

提示：

相同，因为都是由一个受精卵经有丝分裂而来。

基因的选择性表达的结果。

探讨

：

植物细胞具有全能性的原因是什么？

提示：

具有全能性的原因：

由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的，因此已分化的细胞仍具有全部遗传信息。

探讨

：

植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织器官，组织培养时要加入多种营养物质和植物激素等，据此推测植物细胞全能性表达需要什么条件？

提示：

（1）离体　

（2）营养　（3）植物激素　（4）无菌　（5）适宜的温度和pH等。

1．细胞分化的理解

（1）过程

①概念图

②模式图

（2）基础：

各种细胞具有完全相同的遗传物质，即携带有本物种的全部遗传信息。

（3）实质：

不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，控制合成的蛋白质也不同（或基因的选择性表达）。

如图示：

（4）特点归纳

①持久性：

细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中。

②稳定性和不可逆性：

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，是生物个体发育的基础。

④不变性：

分化后的细胞内的遗传物质并未发生变化。

细胞分化过程中，改变的是细胞的形态、结构、功能，不变的是细胞内的遗传物质。

2．细胞分化和细胞的全能性的比较

细胞分化

细胞的全能性

原因

细胞内基因选择性表达

含有本物种全套遗传物质

特点

①持久性

②稳定性和不可逆性；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：

在生物界中普遍存在

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、功能不同的细胞群

形成新的个体

大小

比较

细胞分化程度有高低之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵

细胞全能性表达的难易程度不同，如受精卵>生殖细胞>体细胞

联系

①两者的遗传物质都不发生改变

②已分化的细胞仍然保持全能性

③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低

细胞分化与细胞全能性易错辨析

1．多细胞生物的个体发育离不开细胞的分化，但细胞分化后的不同细胞中核DNA相同，mRNA和蛋白质一般不同。

2．细胞分化不改变细胞数目，却导致细胞种类增多。

3．细胞全能性的体现以产生个体为标志，若无个体产生，不能体现全能性。

4．细胞全能性表达的条件是离体、一定的营养物质和适宜的环境条件等。

1．如图所示的细胞类型转换过程为（　　）

A．细胞融合B．细胞生长

C．细胞分裂D．细胞分化

【解析】　由图可知，全能干细胞经过一系列转换过程形成了红细胞，细胞在形态、结构和生理功能上出现了稳定性差异，属于细胞分化。

【答案】　D

2．关于细胞分化的说法正确的是（　　）

①细胞分化后，细胞中蛋白质不同，DNA相同　②分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能

③一般不会出现细胞核遗传物质的改变　④细胞分化的实质是基因选择性表达

A．②③④B．①②④

C．①②③D．①②③④

【解析】　细胞分化是基因选择性表达的结果，由于形成的蛋白质不同，从而导致细胞的形态、结构不同，细胞分化时遗传物质一般不会出现变化。

【答案】　D

3．对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．在个体发育的不同时期，由于细胞内基因发生变化，导致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

【解析】　从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有本物种的全套遗传信息，所以具有发育成一个完整个体的潜能，应该具有全能性；植物细胞全能性表现的条件是：

在离体的情况下，在一定浓度的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下，细胞才能表现其全能性；细胞内基因发生变化，并不影响细胞全能性的表达。

【答案】　A

　细胞的衰老和凋亡

1．细胞衰老

（1）含义

细胞衰老的过程是一系列复杂的生理生化反应过程，最终反映在细胞的形态结构和生理功能上发生变化。

（2）主要特征

2．细胞凋亡

（1）概念

①决定因素：

基因。

②过程：

细胞自行结束生命。

③机制：

遗传机制决定的程序性调控。

④别名：

细胞程序性死亡。

（2）实例

①蝌蚪：

变态发育过程中尾的消失。

②女性：

月经期子宫内膜的脱落。

③鸡：

胚胎发育时蹼状物凋亡。

3．细胞坏死

（1）机理

是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。

（2）与细胞凋亡的区别

细胞坏死时，其内容物释放到细胞外，对周围细胞产生伤害，引发炎症反应；而细胞凋亡不会引发炎症反应。

探讨

：

新生婴儿体内是否有衰老细胞，老年人体内是否有新产生的细胞？

一般情况下，老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，试从细胞水平上分析其主要原因是什么？

提示：

新生婴儿和老年人体内均有新生细胞和衰老细胞，只是所占比例不同。

新生婴儿体内衰老细胞较少，新生细胞较多，老年人则相反。

衰老细胞代谢速率减慢。

老年人心肌细胞中酶活性降低，细胞呼吸速率减慢，功能较年轻人弱。

探讨

：

蝌蚪发育过程中尾巴部分的细胞消失、烫伤后皮肤溃烂细胞死亡，二者的机理一样吗？

提示：

不一样。

前者是细胞凋亡，后者是细胞坏死。

探讨

：

细胞凋亡是否意味着整个生命趋于死亡？

细胞凋亡对生物体有什么意义？

提示：

不是。

细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育、维持内部环境稳定以及抵御外界各种因素的干扰起关键作用。

1．对细胞衰老的理解

通过以上图示更能说明组成→结构→功能的关系。

衰老细胞的结构行使正常功能的能力降低，从分子水平上看，有用的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。

2．细胞凋亡的意义

综上可以看出，细胞凋亡是一个主动的、利于个体生存的过程，细胞坏死是一个被动的、对于个体生存有害的过程。

3．细胞凋亡与细胞坏死

（1）细胞凋亡，即细胞编程性死亡，是一种自然生理过程；与细胞凋亡密切相关的细胞器是溶酶体。

细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。

（2）病理性死亡是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。

编程性细胞死亡可以受许多因素（包括外部因素和内部因素）的诱导，如X射线、γ射线。

同时它也可以通过一些因素的作用而受到抑制，如白细胞介素－2。

1．下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是（　　）

【导学号：

21210050】

A．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同

B．个体发育过程中细胞的分裂、分化、衰老和凋亡对于生物体都是有积极意义的

C．细胞分裂存在于个体发育的整个生命过程中，细胞分化仅存在于胚胎发育阶段

D．多细胞生物体内细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的

【解析】　细胞分化是在细胞分裂（主要是有丝分裂）的基础上进行的，是细胞内遗传物质选择性表达的结果，因此分化后细胞内的遗传物质是一样的。

细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度。

多细胞生物体内细胞的衰老和机体的衰老是不同步的，从总体上看，多细胞生物个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

【答案】　B

2．细胞凋亡又称细胞程序性死亡，其大致过程如图所示。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程

B．细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量

C．细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来

D．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关

【解析】　细胞凋亡是由基因决定的细胞自行结束生命的过程；依图示可知，细胞凋亡过程中细胞崩溃，分解成多个凋亡小体，被小泡包裹，使细胞内容物不释放出来，然后被吞噬细胞吞噬，这一过程需要消耗能量。

吞噬细胞中含有大量的溶酶体，能释放出水解酶消化凋亡小体。

【答案】　A

1．同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是（　　）

A．二者所处的细胞周期不同

B．二者合成的特定蛋白不同

C．二者所含有的基因组不同

D．二者核DNA的数量不同

【解析】　不同种类细胞的产生是由于遗传基因的选择性表达，合成了不同的蛋白质；同一个体的体细胞由同一个受精卵分裂、分化而来，基因组相同。

【答案】　B

2．在多细胞生物体内，体细胞并没有表现出全能性，这是因为（　　）

A．由于细胞分化而丧失了全能性

B．细胞内的基因表达有特定的时空选择性

C．细胞经过多次分裂而丧失了全能性

D．不同细胞所含的基因不同

【解析】　在多细胞生物体内，体细胞内的基因在时间和空间上的表达具有选择性，故不能表现出全能性。

【答案】　B

3．下列关于细胞分化与细胞分裂的叙述，错误的是（　　）

A．生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果

B．细胞分化发生在生物体的整个生命进程中

C．细胞分裂是细胞分化的基础

D．细胞分化过程中细胞中的遗传物质逐渐减少

【解析】　细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，生物体的生长和发育是细胞分裂和细胞分化的结果。

如果只有细胞分裂，而没有细胞分化，生物体是不能进行正常的生长发育的。

细胞分化是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命进程中，但是在胚胎时期达到最大限度。

没有细胞分裂，细胞就不可能分化，所以细胞分裂是细胞分化的基础。

在细胞分化过程中遗传物质并没有发生变化，因为细胞核中含有保持物种遗传所需要的全套遗传物质，正因为如此，一个细胞才能培养成一个生物体。

【答案】　D

4．关于细胞衰老的说法中，正确的是（　　）

A．对于单细胞生物而言，细胞衰老过程等于个体衰老过程

B．对于多细胞生物而言，个体衰老过程中组成机体的细胞都处于衰老状态

C．细胞会随着分裂次数的增加而更旺盛

D．年幼的个体处于生长发育阶段，几乎没有细胞的衰老

【解析】　多细胞生物体内的细胞总是处于不断更新的过程中，在生长发育阶段中，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡；总体看，个体衰老的过程实际上是组成个体的细胞普遍衰老的过程，但并不等于组成机体的细胞全部处于衰老状态。

细胞会随着分裂次数增加而衰老。

【答案】　A

5．IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质，其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。

IAPs的核心结构是RING区域，如果去掉该区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡。

下列相关说法中，错误的是（　　）

A．细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡

B．去掉癌细胞中IAPs的RING区域，可有效促进癌细胞凋亡

C．IAPs的合成可以不受基因的控制

D．细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的

【解析】　细胞内物质的合成和分解都受到细胞内基因的控制，既然IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质，那么其合成也受基因的控制。

【答案】　C

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.细胞分化的实质是基因的选择性表达。

2.已分化的植物细胞具有全能性。

3.衰老的细胞内水分减少，核膜皱折、染色质固缩，线粒体变大且数目减少，酶活性降低，代谢速度减慢，膜通透性改变。

4.细胞凋亡是由基因调控的自行结束生命的过程。