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(共36张PPT)
第二节 细胞分化、衰老和死亡
被子植物
受精卵
复杂的多细胞生物体
积极思维：
开花、传粉、受精
细胞分裂等过程
天 竺 葵
营养器官：
生殖器官：
根、茎、叶
花、果实、种子
个体发育的起点
组成天竺葵不同器官的细胞形态一样吗？
思考：
细胞分裂只能增加细胞数量，那么天 竺 葵是如何具有多种多样的细胞、组织、器官的？
受精卵
早期胚胎细胞
神经细胞
骨细胞
小肠上皮细胞
肌细胞
红细胞
细胞分裂
细胞分化
细胞增殖 → 增加细胞数量；
细胞分化 → 增加细胞种类；
造血干细胞的分化：
一、细胞分化
在个体发育过程中，由一个或一种细胞经细胞分裂产生的子代细胞，在形态结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程；
1、概念：
2、特点：
在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础；
①普遍性：
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；
②持久性：
已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构；
③不可逆性：
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；
④稳定性：
分化后的细胞核内遗传物质不发生改变；
⑤遗传物质不变性：
3、细胞分化的原因/机理/实质：
基因选择性表达；
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
遗传信息没变
A B C D E
在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白合成有关的基因处于关闭状态。
在肌细胞中，与肌动蛋白合成有关的基因处于活动状态，而与血红蛋白合成有关的基因处于关闭状态。
积极思维：
同一个体中，未成熟的红细胞和肌细胞中所含基因是否相同？ ；红细胞和肌细胞的不同形态体现了 ；
相同
基因的选择性表达
产生形态、结构、功能不同的细胞（增加细胞类型），形成特定形态、结构、功能不同的组织和器官。
4、细胞分化的结果
骨细胞
结缔组织
器官
肌肉组织
神经细胞
肌肉细胞
上皮组织
上皮细胞
神经组织
系统
人体
细胞分化
有丝分裂
受精卵
5、细胞分化的意义
在个体发育中，细胞分化能增加细胞的类型， 不同类型的细胞构成了多细胞生物体的各种组织和器官，执行不同的生理功能，从而有利于提高各种生命活动的效率。教材P125
比较 细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞变化
发生时间
相同点 联系 增加细胞数目
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
增加细胞种类
发生在整个生命进程中（在胚胎时期最大）
遗传信息都不变
先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程
6、细胞分裂与细胞分化的比较：
叶肉细胞
表皮细胞
储藏细胞
思考：
植物的叶肉细胞、表皮细胞和储藏细胞具有的遗传信息与受精卵相同，既然受精卵能发育成一个完整的个体，上述三种细胞在特定条件下是否也可以发育成一个完整的个体呢？
二、分化后的细胞仍然具有全能性
1、细胞的全能性定义：
2、具有全能性的原因：
已分化的细胞内含有该物种的全套遗传物质；
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；
3、全能性实例一：植物组织培养
（1）原理：
植物细胞具有全能性；
（2）表达全能性条件:
离体，一定的营养条件，植物激素，无菌和适宜的温度、PH等；
1958年，美国植物学家斯图尔德等人，用胡萝卜根韧皮部的组织块进行离体培养，得到了完整的植株，且该植株能开花结果，即离体的植物细胞能发育成完整的植物体。
（3）过程：
离体的植物组织、器官或细胞（简称“外植体” ）
愈伤组织
脱分化
再分化
根、芽等胚状体
幼苗
植株
1962 年，英国科学家格登将美洲爪蟾小肠上皮细胞的核注入去核的未受精的卵细胞， 结果发现一部分卵细胞发育成蝌蚪， 其中的一部分蝌蚪又能继续发育为成熟的个体。
实验证明：已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性；
4、全能性实例二：动物细胞核具有全能性
克隆羊多莉的培育过程：
注：到目前为止，人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体；
5、全能性大小比较：
受精卵>生殖细胞>体细胞
分化程度低的细胞>分化程度高的细胞
分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞
幼嫩细胞>衰老细胞
植物细胞>动物细胞
注：细胞只有发育成完整个体才能称体现了细胞的全能性；
（1）快速繁殖花卉、蔬菜等
（2）拯救珍稀、濒危动植物
6、全能性应用：
三、细胞衰老
细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应过程，发生的变化最终反映在细胞的形态结构和生理功能 上。
1、细胞衰老定义：
⑤细胞质膜通透性改变，使物质运输功能降低；
④细胞核的体积增大，核膜皱折，染色质固缩、染色加深；
①细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小；
③细胞内多种酶的活性降低，代谢速率减慢；如酪氨酸酶活性降低，使黑色素生成减少，头发变白；
②细胞内的色素逐渐积累，细胞内物质的交换和信息传递受阻，如老年斑；
2、细胞衰老特征：
3、细胞衰老原因：
①端粒的概念：每条染色体的两端含有的DNA重复序列，能维持染色体的稳定性；
②端粒的特点：每次细胞分裂，端粒DNA会缩短一截。随细胞分裂次数的增加，端粒不断缩短，当端粒长度缩短到一定程度时，细胞就无法继续分裂，从而导致细胞衰老和死亡；
（1）端粒学说
注：
①随着年龄的增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少；
②端粒酶可以延长端粒，延缓细胞的衰老；
端粒学说图解：
异常活泼的带电分子或基团；
细胞内的氧化反应产生，辐射和有害物质的入侵刺激细胞产生；
含有未配对的电子，有高度的反应活泼性；
自由基会攻击和破坏细胞内各种具有正常功能的生物分子。当自由基破坏生物膜成分中的磷脂分子时，又会产生许多新的自由基，这些自由基将会参与攻击其他生物分子，如DNA或蛋白质分子，最终导致细胞衰老；
（2）自由基学说
①自由基：
②自由基的特性：
③自由基的产生：
④自由基的作用：
多细胞生物细胞衰老、死亡 ≠ 个体衰老、死亡
单细胞生物细胞衰老、死亡＝个体衰老、死亡
四、细胞死亡（也称细胞的程序性死亡）
细胞自噬是细胞通过溶酶体（动物）或液泡（酵母菌和植物）与双层膜包裹的细胞自身物质融合，从而降解细胞自身物质的过程。
1、自噬性细胞死亡：
2、细胞坏死
细胞坏死多为细胞在强烈的理化因素或生物因素作用下受到严重损伤，引起自身死亡的过程，表现为细胞胀大、核膜和细胞质膜破裂、细胞内容物外溢等。
（1）定义：
（2）细胞坏死实例：
① 烫伤的皮肤细胞的死亡；
② 骨折后骨细胞的死亡；
③ 吸烟者肺部细胞因尼古丁作用的死亡；
3、细胞凋亡
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程；
注：
①细胞凋亡实质：与凋亡相关的基因选择性表达的结果；
②被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡；
（1）定义：
注：细胞凋亡过程中形成凋亡小体，无细胞内容物释放，因此不会发生炎症反应；
（2）凋亡实例：
①蝌蚪发育过程中尾的消失；
②人体胚胎时期，尾的消失；
③胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的自动死亡；
④鸡趾间蹼状物的去除；
区别点 细胞凋亡 细胞坏死
与基因关系
死亡原因
特点 生理性 病理性
对机体的影响
4、细胞凋亡与细胞坏死的区别：
不利因素影响
基因控制
受基因调控
与基因无关
对机体有利，不会发生炎症反应
对机体有害，会发生炎症反应
1、一个受精卵能发育成一个多细胞的生物体，这主要是通过下列哪两种生命现象实现的
A．细胞分裂和细胞生长
B．细胞生长和细胞分化
C．细胞分裂和细胞分化
D．细胞的无丝分裂和有丝分裂
习题巩固：
c
2、人胰岛B细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，那么胰岛B细胞中：
A．只有合成胰岛素的基因
B．在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化
C．既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因，但不同细胞遗传信息的执行情况不同
D．只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血红蛋白的基因
c
3. 下列实验中能体现细胞全能性的有
①玉米花粉粒培育出植株
②转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株
③烧伤病人的健康细胞培养出皮肤
④核移植获得的组装细胞培育出鲤鲫移植鱼
⑤植物用种子繁殖后代
⑥用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株
A.②③④⑤⑥ B.①②④⑥
C.②③④⑤ D.①②③④⑤⑥
b
4、下列有关衰老细胞特征的叙述，不正确的是
A．衰老的细胞新陈代谢速率加快
B．衰老的细胞内多种酶的活性降低
C．衰老的细胞呼吸速率减慢
D．细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
a
5、人衰老的红细胞具有下列哪些特征
①水分减少，细胞萎缩　②新陈代谢速率减慢　
③某些酶的活性降低　 ④细胞呼吸强度增大　
⑤色素积累增多　 ⑥细胞的呼吸速率减慢　
⑦细胞核体积增大　 ⑧细胞质膜的通透性改变
A． ①②③④⑤⑦⑧　 B．①②③⑤⑥⑦⑧
C． ①②③⑤⑥⑧ D． ①②③④⑤⑧
c
6.细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。下列有关叙述正确的是
A．人体各种组织细胞的衰老是同步进行的
B．人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡
C．细胞癌变是细胞高度分化的结果
D．皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物
b

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