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(共38张PPT)
第16讲 细胞的
分化、衰老和死亡
必修1一轮复习
概念
搭建知识框架
细胞的分化
细胞的全能性
细胞分化及其意义
干细胞
原因
证明（动植物细胞）
实质
概念
特点
意义
应用
概念
类型
表达条件及难易程度
单细胞生物
多细胞生物
细胞死亡的方式（2种）？
细胞凋亡的概念、原因、类型（3类）、意义
细胞坏死的概念（原因）
端粒学说
细胞的衰老和死亡
细胞衰老与个体衰老的关系
细胞的死亡
细胞衰老的特征
细胞衰老是怎么回事？
细胞衰老有哪些特征？
自由基学说
细胞衰老的原因
细胞生长
畸形
早期胚胎
多个相同的细胞
ABCDE.....
细胞衰老
癌变
受精卵
全套基因：ABCDE.....
卵裂
细胞增殖
ABCDE.....
细胞分化
表达ACDE....
表达BCDE....
组织
器官
系统
个体
自我更新
细胞凋亡
不正常死亡：
细胞坏死
个体发育的细胞学基础：细胞分化
细胞生命历程
形态、结构和生理功能
胚胎
组织和器官
持久性
不可逆性
普遍性
专门化
遗传信息
叶肉细胞
储藏细胞
表皮细胞
光合作用
保护功能
储藏营养物质
一.
2、细胞分化有哪些特点？请分析归纳。
普遍性
多细胞生物体在生长发育过程中，如果仅有细胞增殖，而没有细胞分化，就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，生物体就不可能正常发育。。
多细胞生物体从出生到死亡，体内一直进行着细胞分化，即细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大程度。
持久性
在生物体内，细胞确定分化方向后，在分化过程中会严格准确的按照预先的方向进行分化，不会发生改变。例如，造血干细胞在遗传物质的作用下确定分化为红细胞，在分化过程中将严格按照造血干细胞→幼红细胞→网织红细胞→成熟红细胞的程序进行；另外，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
不可逆性
在生物体内，细胞一旦完成分化，就再也无法逆向变回最初的分化状态。 例如，分化后的红细胞无法再逆向变成幼红细胞和造血干细胞等。
不可逆性
能力训练：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　 红细胞 胰岛B细胞 输卵管细胞 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。
①这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
②3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？
核糖体蛋白在三种细胞中都能合成，但这三种细胞也能各自合成某种特定的蛋白质，
因此这3种细胞中的蛋白质种类不完全相同。
这一事实说明，细胞内基因的表达存在选择性(特异性)。
③不同细胞特异性表达的是哪一类基因？
奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其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。
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。
能力训练：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　 红细胞 胰岛B细胞 输卵管细胞 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。
3.细胞分化的根本原因
在个体发育过程中，不同细胞中 不同，
即 。
遗传信息的执行情况
基因的选择性表达
相同核DNA
基因的选择性表达
不同mRNA
翻译
不同蛋白质
表现
不同形态结构和功能。
3.细胞分化与细胞分裂的区别和联系
细胞分裂与分化
区别
联系
分裂
分化
增加细胞数目，不增加细胞种类
增加细胞种类，不增加细胞数目
细胞分裂是细胞分化的基础
2．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，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
B
4、判断同一生物细胞间功能是否相似，以下不能作为依据的是 (　 )
A．细胞器的种类和数量 B．蛋白质的种类和数量
C．表达的基因的种类 D．DNA的种类和数量
3、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的复制方式不同
5、人的肌肉细胞和神经细胞的核基因的种类和数量相同，但功能不同，请解释原因。
两者最终都是由同一个受精卵经有丝分裂和分化而形成的，因此核遗传物质相同；不同体细胞在形态、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。
B
D
6、如图为统计同一生物不同细胞不同基因的表达情况，据图分析所得结论不正确的是(　　)
A．2号基因在所有细胞表达，2号基因有可能是呼吸酶基因
B．1号细胞与6号细胞的结构差异较大
C．5号细胞与7号细胞的功能差异最大
D．如果5号细胞是胰岛B细胞，那么8号基因很可能是胰岛素基因
B
A．细胞分化是基因在不同时间或空间选择性表达的结果
B．细胞分化使细胞功能专门化，提高了各项生理功能的效率
C．细胞内合成了血红蛋白是造血干细胞分化为红细胞的标志
D．胚胎干细胞、成肌细胞及造血干细胞的分化程度依次降低
7．(2019·广州一模)下列关于人体内细胞分化的叙述，错误的是(　　)
D
升高
细胞分化的标志：
，构成不同的组织和器官
8．(2020·广州模拟)下列能说明细胞已发生分化的是(　　)
A．细胞膜上有葡萄糖的载体 B．膜上具有神经递质的受体
C．细胞中有ATP的合成与水解 D．RNA聚合酶结合到DNA上
B
已经高度分化的细胞,还能像早期胚胎细胞那样,再分化成其他细胞吗
思考：
植物组织培养技术
细胞核　
二.细胞的全能性
区分细胞分化与细胞全能性的表达
(1)判断方法:
(2)连线
细胞分化
分裂和分化
早期胚胎
各种
特定功能
全能干细胞
多能干细胞
专能干细胞
三.干细胞
全能胚胎干细胞
多能骨髓造血干细胞
专能骨髓干细胞
9．可利用干细胞在体外培育，并定向诱导培育出组织和器官。下列有关干细胞的叙述，错误的是(　　)A．人的干细胞具有连续分裂能力，是未分化的细胞B．利用干细胞培育出器官，未体现细胞核的全能性C．造血干细胞含有一整套基因，能分化出多种血细胞D．干细胞分化成相应组织细胞的过程中会合成特异性蛋白质
A
10．下图表示人体内干细胞的增殖、分化。下列有关叙述错误的是(　　)
A．干细胞不仅具有较强的分裂能力，而且分裂周期也较短
B．干细胞与白细胞的基因型不同，因此合成的mRNA和蛋白质种类也不相同
C．建立骨髓库有利于寻找HLA配型相同的干细胞进行移植
D．脐带血中有大量的干细胞，可用于治疗血液系统疾病
B
11．下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是(　　)A．只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因B．高度分化的细胞在离体状态和非离体状态时都能表现出全能性C．植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础D．从一粒玉米种子长成一棵植株体现了植物细胞具有全能性
C
(必修1 P121与社会的联系)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
12.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化出“胰岛样”细胞，以代替损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列说法正确的是
A.骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况也不同
B.骨髓干细胞可分化出“胰岛样”细胞，说明骨髓干细胞具有全能性
C.可通过检测糖尿病患者的胰岛素含量判断植入的骨髓干细胞是否成功
　分化出“胰岛样”细胞
D.若将“胰岛样”细胞提取出来后植入骨髓，会恢复成骨髓干细胞
C
(必修1 P118思考·讨论)上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞都源自早期胚胎细胞，正常情况下，它们________(填“能”或“不能”)恢复成早期胚胎细胞；就这四种组织来说，一种组织的细胞________(填“能”或“不能”)转变成其他组织的细胞。
不能
不能
(1)肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。(　　)
(2)因为人体内神经细胞和卵细胞所携带的基因不同，所以其形态、功能不同。(　　)
(3)小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株，说明已发生了细胞分化且体现了体细胞的全能性。(　　)
×
×
×
(4)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。(　　)
(5)人体内的所有活细胞均具有全能性。(　　)
(6)玉米种子萌发长成新植株体现了植物细胞的全能性。(　　)
×
×
×
1.个体衰老与细胞衰老的关系
单
多
年龄因素与细胞衰老的关系：
①随着年龄的增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少，这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
②细胞进入衰老状态，细胞核中的遗传物质会出现收缩状态，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活。
二.细胞衰老
5.衰老细胞内DNA复制和转录都会受到影响，
原因是什么
二.细胞衰老
思考与讨论：
1.老年人皮肤皱缩与皮肤细胞衰老过程中的什么物质含量减少有关
2.衰老细胞代谢减慢的原因有哪些？
3.老年人头发变白的原因是什么？
4.老年人皮肤上长“老年斑”的原因是什么？
水分减少；多种酶活性下降；细胞膜通透性改变，物质运输功能降低等
毛囊细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少
衰老细胞中色素积累
染色质收缩，DNA不能解旋
水
细胞内的水分减少
细胞内多种酶的活性下降，呼吸速率下降，新陈代谢速率减慢
细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
细胞萎缩，体积变小
生理生化变化
形态、结构、功能变化
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.细胞衰老的特征
自由基
带电分子或基团
生物膜损伤
基因突变
活性下降
3.细胞衰老的原因
超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。
①自由基学说
细胞衰老
②端粒学说
3.细胞衰老的原因
DNA序列
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
基因
程序性死亡
自然更新
清除
三
三
.细胞死亡
拓展：源于必修1 P126 请结合资料比较细胞自噬和细胞凋亡
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。
资料二：通俗地说，细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。在一定条件下，细胞可通过溶酶体的作用，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，其局部过程如下图所示。
内质网
内质网
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.自由基学说是一种细胞衰老假说。下图是自由基学说示意图,下列叙述正确的是( )
A.由图可知，②①过程引起的作用效果属于负反馈调节
B.若过程③攻击的是酪氨酸酶，则会引起白化病
C.自由基可能引起细胞衰老，但不会引起细胞癌变
D.过程④可能导致细胞中蛋白质种类或数量发生改变
D
2.细胞凋亡对于多细胞生物维持机体内部环境稳定、抵御外界各种因素干扰具有非常重要的作用。下图表示细胞凋亡过程中的系列变化，下列相关叙述错误的是( )
A.细胞凋亡既受基因调控、又受环境影响，是正常细胞必经的生命历程
B.细胞凋亡过程不发生细胞膜的破裂，细胞膜仍具一定流动性
C.细胞凋亡产生的凋亡小体会引起炎症反应，导致组织损伤
D.细胞凋亡过程紊乱可能导致良性肿瘤和恶性肿瘤的发生
C
3.自噬意为自体吞噬，是真核细胞在自噬相关基因的调控下利用溶酶体降解自身细胞质蛋白和受损细胞器的过程。在鼻咽癌细胞中抑癌基因NOR1的启动子呈高度甲基化状态，NOR1蛋白含量低，而用DNA甲基化抑制剂处理后的鼻咽癌细胞，NOR1基因的表达得到恢复，自噬体囊泡难以形成，癌细胞增殖受到抑制。下列叙述不正确的是( )
A.细胞自噬在细胞废物清除、结构重建、生长发育中发挥着重要作用
B.鼻咽细胞癌变后，NOR1基因转录受到抑制，自噬作用增强
C.细胞自噬作用受到相关基因调控，与细胞程序性死亡无关
D.癌细胞增殖迅速，当处于营养缺乏状态时，可通过细胞自噬获得维持生存所需要的物质和能量
D
4.科学家对于衰老起因的研究仍在摸索前行，《衰老生物学》中将衰老的定义修正为“衰老是由时间推移，以及与环境相互作用而引起的分子、细胞和机体结构与功能的随机改变，衰老增加死亡的可能性”。下列说法正确的是
A.衰老细胞的细胞膜通透性降低，物质运输能力也减弱
B.细胞的死亡不利于机体更好地实现自我更新
C.胚胎发育过程中，细胞会衰老，但不会凋亡
D.细胞衰老后可通过细胞自噬将其清除，这与细胞内溶酶体有关
D
5.(2021·广东，4)研究表明，激活某种蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是( )
A.上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复
B.上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡
C.上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制
D.PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究
D
6.细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶，调控细胞内α-酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是( )
A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用
B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化
C.抑制L基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量
D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能
C
7.(2022·广州模拟)科学研究发现，四种基因控制着某种线虫细胞凋亡的启动，四种基因的表达产物EGL－1、CED－9、CED－4、CED－3之间的关系如下图。以下相关说法错误的是(　　)
A．调控该种线虫细胞凋亡全过程的基因应该多于四种
B．正常情况下，发生凋亡的细胞内EGL－1、CED－3的含量增加
C．若CED－4基因发生突变而不能表达，细胞凋亡过程会受影响
D．若CED－9基因发生突变而不能表达，则不会引起细胞凋
D
8.如图所示，哺乳动物机体中位于小肠绒毛基部的上皮细胞a不断增殖、分化，形成具吸收功能的细胞b后向上迁移，补充小肠绒毛顶端凋亡的细胞c。下列叙述错误的是
A.细胞a、b中基因的执行情况不同，但仍有相同的
　mRNA产生
B.细胞b不具有细胞周期，但细胞核仍具有全能性
C.细胞c与细胞a相比，核仁和细胞核体积都会增大
D.细胞c凋亡有利于具有吸收功能的细胞b更新，也有利于机体内部环境
　的稳定
C

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