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第3讲 细胞的分化、衰老和死亡
课标要求：
1.说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体。
2. 描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
第四单元 细胞的生命历程
本节聚焦：
细胞增殖
增加细胞的数目
增加细胞的类型
细胞分化
细胞衰老、死亡
细胞的生命历程
基因的选择性表达
结果
结果
实质
细胞生长
结果
增大细胞的体积
细胞分化
1
受精卵
　 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，
在 上发生 的过程。
1. 概念：
2. 意义：
①生物个体发育的基础；
②使细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
形态、结构和生理功能
稳定性差异
？
？
细胞增殖
细胞分化
遗传物质不改变！！
3. 特点：
①普遍性
②持久性
细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
细胞分化贯穿于生物体整个生命活动过程中，且在 时期达到最大限度。
胚胎
③稳定性、不可逆性
黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；
离体培养的上皮细胞， 始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。
细胞分化
1
一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到细胞死亡。
细胞分化发生的时间？
4.原因（实质）
——基因的选择性表达（不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同）
细胞分化的实质：
基因的选择性表达（不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同）
【典例】下图是某人三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图分析：
1.细胞A、B 、C分别是什么细胞
3种细胞中的遗传物质相同吗 为什么
3种细胞中基因的表达情况是否相同？
2.若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，形成杂交带的细胞是
细胞，但改为检测A、B、C三类细胞mRNA，形成杂交带的细胞是____细胞。
A、B、C
A
胰岛B细胞
垂体细胞
神经细胞
相同，它们是同一个受精卵分裂、分化来的，
分裂、分化不会改变遗传物质。
2.取同一生物体的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如下图所示。下列分析正确的是
B
A.基因1～6中控制ATP水解酶合成的基因最可能是基因4
B.细胞a～g中生理功能最为近似的应该是细胞b和细胞e
C.组成1～6基因的脱氧核苷酸种类、数量和排列方式均不同
D.a～g各个细胞中染色体上所含基因的种类和数量完全不同
相同
基因2
(2)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 mRNA检测结果 输卵管细胞　 成熟红细胞 胰岛 B细胞 输卵管细胞 成熟红细胞 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？
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。
细胞分化
1
细胞分化的“变”与“不变”
遗传物质DNA
细胞的数目
mRNA的种类
蛋白质的种类
细胞器的种类和数量
细胞的形态、结构和功能
变
不变
判断分化的依据
细胞分化
1
分子水平
细胞水平
【练习】下列能说明某细胞已经发生分化的是 (填序号)。
①进行ATP的合成　
②能合成多种mRNA
③细胞中出现血红蛋白的mRNA
④可合成抗体
⑤细胞中有生长激素基因
⑥细胞膜上具有神经递质的受体
⑦RNA聚合酶结合到DNA上
⑧含有叶绿体
③④⑥⑧
→细胞器的种类和数量；细胞的形态、结构和功能
→mRNA、蛋白质的种类
①细胞 是 的基础，共同完成生物个体生长发育过程；
②分化程度越高，分裂能力 。
越低
分化
分裂
注意：分化的细胞不一定不再进行分裂，
如B淋巴细胞，接受抗原刺激后仍可再分裂。
分裂 vs 分化
条件：离体、适宜营养、激素、培养条件等
全能性的高低：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
细胞的全能性
2
指细胞经分裂和分化后，仍具有产生 或分化成_____________的潜能和特性。
完整有机体
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
实例：①植物组织培养→证明：
②动物克隆→证明：
概念
基础
表达
植物细胞具有全能性
动物细胞核具有全能性
>
>
>
>
干细胞
3
1.定义:
动物和人体内仍保留着少数 的细胞，叫作干细胞。
如造血干细胞、脐带血干细胞等。
2.种类
①全能干细胞
②多能干细胞
③专能干细胞
(如：造血干细胞）
具有分裂和分化能力
（如：胚胎干细胞）
（如：神经干细胞）
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。
【对点训练】下列关于细胞分化的相关说法正确的是（ ）
A.红细胞和心肌细胞因DNA、mRNA、蛋白质不同而功能不同
B.细胞分化是一切生物都存在的生命现象，是生物个体发育的基础
C.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
D.受精卵和早期胚胎细胞都是具有全能性的细胞
F.高度分化的叶肉细胞具有完整的遗传信息，具备发育成完整植株的潜能
G.克隆羊“多利”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性
H.动物和人体内仍保留着少数干细胞，这些细胞只增殖不分化
I.造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性
J.玉米种子经培育长成植株的过程体现了细胞的全能性
H.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变
DF
细胞衰老
4
细胞衰老是细胞 和 发生复杂变化的过程，
最终表现为细胞的 发生变化。
１.概念：
２.特征：
细胞衰老特征
皮肤干燥、发皱
头发变白、无力
出现老年斑
吸收能力下降
分析下列现象，总结衰老特征
生理状态
化学反应
形态、结构和功能
DNA的复制和转录
都受到影响
细胞核___________,核膜______，染色质收缩，染色______
体积增大
细胞内水分______，
细胞萎缩，细胞体积变________
小
细胞内多种酶的活性______,
呼吸速率_______，
新陈代谢速率_______
降低
细胞内的色素____________，妨碍细胞内物质的交流和传递
细胞膜_____________，使_________功能降低
减慢
减慢
通透性改变
物质运输
内折
加深
逐渐积累
减少
①老年人的皮肤上会长出“老年斑”
②老年人白头发
细胞内色素（主要是脂褐素）的积累
毛囊中黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，
黑色素的合成减少
细胞衰老
4
3.细胞衰老的原因（机理）——
①自由基：
异常活泼的带电分子或基团。
含有未配对电子、表现出高度的反应活泼性。
特点：
来源：
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。
②导致细胞衰老机理：
攻击　　　 ，产生更多的自由基，损伤生物膜，致生物膜功能下降；
攻击　　　 ，可能引起基因突变；
攻击　　　 ，使其活性下降，导致细胞衰老。
磷脂分子
DNA
蛋白质
自由基学说
各种氧化反应、辐射及有害物质入侵
自由基学说、端粒学说
细胞衰老
4
3.细胞衰老的原因（机理）——
什么生物才有端粒？
真核生物
①端粒：
每条 的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。
端粒DNA序列在细胞每次分裂后就会 一截。随着细胞分裂次数的增加，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到受损，使细胞活动趋向异常。
②导致细胞衰老机理：
端粒学说
自由基学说、端粒学说
染色体
缩短
细胞衰老
4
5.意义：
是正常生命现象,有利于机体更好地实现 。
自我更新
4. 个体衰老与细胞衰老的关系
单细胞生物
细胞衰老与死亡 个体衰老与死亡
　　
多细胞生物
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。
细胞衰老与死亡 个体衰老与死亡
＝
≠
细胞死亡
5
教材 P126
细胞死亡包括 （主要）和 等方式。
由 所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以是一种程序性死亡。
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。
不正常病理性死亡
对生物体不利
细胞凋亡
细胞坏死
基因
正常的自然生理性死亡
对生物体有利
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
受基因控制
不受基因控制
细胞凋亡:
1.概念：
2.类型：
3.意义：
①个体发育过程中的细胞凋亡
②成熟个体中细胞的自然更新
③被病原体感染细胞的清除
①有利于生物的正常生长发育
②维持机体内部环境的稳定
③抵御外界各种因素的干扰
　由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到
严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以是一种程序性死亡。
细胞自噬
教材P126
通俗说，细胞自噬就是细胞吃掉自身的 。
2.意义：
①细胞处于营养缺乏时
②细胞受损、微生物入侵或衰老时
有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡。
细胞自噬发生障碍会引发疾病。
１.概念：
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 降解再利用，这就是细胞自噬。
→通过细胞自噬可获得生存所需要的物质和能量
→通过细胞自噬,可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。
溶酶体
结构和物质
1.被溶酶体降解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外。由此推测，当细胞养分不足时，细胞这种“自噬作用”会_________。（选填“增强”、“不变”或“减弱”）
2.研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会________（选填“促进”或“抑制”）肿瘤的发生，结合图中自噬过程，推测其原因可能是___。
增强
促进
癌细胞可利用自噬过程降解产物作为自身细胞代谢的原料，
以满足其增殖和生长的需要。
凋亡 vs 自噬
①形态学上的区别：
凋亡是细胞膜内陷形成凋亡小体后细胞解体；
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：凋亡一定引起细胞死亡;自噬不一定引起细胞死亡。
有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
凋亡中的细胞，细胞核裂解，细胞膜内陷形成凋亡小体，但细胞膜没有破裂。
开始凋亡的细胞
溶酶体
6.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
小结：细胞各生命历程间的内在关系
小结：细胞增殖、分化、衰老、凋亡、坏死
①属于细胞的正常生命生命活动的是：
②受遗传物质控制的是：
③受精卵通过 过程形成各种不同的组织器官。
细胞增殖、分化、衰老、凋亡
细胞增殖、分化、衰老、凋亡
细胞增殖、分化
【基因+环境】
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
【典例】根据下图判断下列叙述不正确的是(　 　)
A．①→②，①→④的根本原因是细胞中遗传信息执行情况不同
B．抑制DNA复制可使①→③过程停止
C．经②④变化的细胞会逐渐呈现出酶的活性降低，细胞核变大等衰老特征
D．细胞经⑤变化后，其物质运输效率提高
D
D
2.(2020·山东，6)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D.若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
C
易错辨析
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.细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动(　　)
9.被病原体感染后细胞的死亡属于细胞坏死(　　)
10.被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡(　　)
11.细胞衰老后，凋亡基因才开始表达(　　)
12.在严重病理性刺激下，细胞正常代谢中断也可能会引起细胞凋亡(　　)
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