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人胚胎的发育人胚胎的发育受精卵第第2 2讲细胞的分化与衰老、凋亡讲细胞的分化与衰老、凋亡1、概念2、原因3、结果和意义4、应用：细胞全能性考点考点1细胞的分化细胞的分化细胞分化细胞分化受精卵有丝分裂细胞分化系统人体骨细胞上皮细胞肌肉 细胞神经细胞上皮组织肌肉组织神经组织结缔组织器官细胞分化细胞分化保卫细胞保卫细胞成熟区成熟区伸长区伸长区分生区分生区根冠根冠表皮细胞表皮细胞筛管筛管导管导管细胞分化1、概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在 、 和 上发生 差异的过程。形态结构生理功能稳定性细胞分化细胞分化有丝分裂有丝分裂细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化不同点不同点细胞数量细胞数量形态结构功能形态结构功能相同点相同点联系联系增加相同不变差异形成的细胞遗传物质一样（遗传信息都不变）共同完成生物个体发育过程细胞分裂是细胞分化的基础细胞分裂和细胞分化的比较细胞分裂和细胞分化的比较想一想：想一想：同一生物不同部位的细胞如人的幼嫩红细胞和肌肉同一生物不同部位的细胞如人的幼嫩红细胞和肌肉细胞，下列结构或物质是否相同？细胞，下列结构或物质是否相同？ 染色体染色体 DNA DNA 基因基因 mRNA mRNA 蛋白质蛋白质 答案：答案：相同，不同。相同，不同。 解析：人的幼嫩红细胞和肌肉细胞形态、结构和功解析：人的幼嫩红细胞和肌肉细胞形态、结构和功能不同的根本原因是细胞中能不同的根本原因是细胞中mRNA不同不同,不同的直接不同的直接原因是细胞中蛋白质不同。原因是细胞中蛋白质不同。管家基因：在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无管家基因：在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。水解酶基因等。mRNAmRNA与蛋白质一定不同吗？与蛋白质一定不同吗？不一定不一定红细胞肌肉细胞血红蛋白收缩和舒张收缩和舒张运输氧气运输氧气肌球蛋白细胞分化细胞分化2、原因：基因选择性表达的结果血红蛋白基因活动，血红蛋白基因活动，肌球蛋白基因关闭肌球蛋白基因关闭。血红蛋白基因关闭，血红蛋白基因关闭，肌球蛋白基因活动。肌球蛋白基因活动。细胞分化3、结果： 意义：形成多种不同的细胞（组织和器官）。使多细胞生物体中的细胞趋向 ，有利于提高 。专门化各种生理功能的效率细胞分化的特点：持久性、不可逆性、稳定性、普遍性。持久性、不可逆性、稳定性、普遍性。1、概念：2、原因：3、结果和意义：4、应用：细胞全能性在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。基因选择性的表达。形成多种不同的细胞（组织和器官）。使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。4、细胞的全能性：(1)概念：1958年，美国，斯图尔德年，美国，斯图尔德胡萝卜的组织培养成熟胡萝卜植株成熟胡萝卜植株试管苗试管苗在培养基中在培养基中离体培养离体培养发育成胚状体发育成胚状体转接转接移栽培养移栽培养 成活成活肉质根薄片肉质根薄片切取切取已经高度分化的植物细胞仍然具有形成完整个体的潜能(具有全能性)离体的组织或细胞愈伤组织脱分化胚状体新植株离体的组织离体的组织或细胞或细胞愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体试管苗试管苗新新植植株株在培养基上在培养基上生长增殖生长增殖再分化植物组织培养技术植物组织培养技术 1 1、植物细胞表现出全能性的必要条件是、植物细胞表现出全能性的必要条件是A A给予适宜的营养和外界条件给予适宜的营养和外界条件B B导入其他植物的基因导入其他植物的基因C C脱离母体后，给予适宜的营养和外界（无菌）脱离母体后，给予适宜的营养和外界（无菌）条件条件D D将韧皮部的细胞核移到去核的卵细胞内将韧皮部的细胞核移到去核的卵细胞内C 条件：一离体；二无菌；三营养和激素；条件：一离体；二无菌；三营养和激素； 四适宜外部条件四适宜外部条件光照、温度、光照、温度、pHpH等。等。4、细胞的全能性：(1)概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。(2)应用：植物：快繁花卉与蔬菜；拯救物种；培育新作物等4、细胞的全能性：(1)概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。(2)应用：植物：快繁花卉与蔬菜；拯救物种；培育新作物等动物：克隆动物、培养干细胞、培养组织器官等原理：高度分化的植物细胞具有全能性克隆羊过程克隆羊过程白面羊白面羊A黑面羊黑面羊B新的细胞新的细胞代孕母羊代孕母羊C“多莉多莉”体外培养体外培养 一段时间一段时间 乳腺细胞乳腺细胞（体细胞）（体细胞） 未受精的未受精的卵细胞卵细胞 融合融合去核卵细胞去核卵细胞提取细胞核遗传物质主要存在于细胞核中已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。4、细胞的全能性：(1)概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。(2)应用：植物：快繁花卉与蔬菜；拯救物种；培育新作物等动物：克隆动物、培养干细胞、培养体外组织器官等原理：高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性原理：高度分化的植物细胞具有全能性干细胞：干细胞干细胞概念：动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。类型：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞如，人骨髓的造血干细胞如，人骨髓的造血干细胞骨髓干细胞骨髓干细胞造血干细胞造血干细胞红细胞红细胞 高度分化细胞高度分化细胞 专能专能骨髓造血干细胞骨髓造血干细胞 能分化成能分化成红细胞红细胞 多能多能骨髓造血干细胞骨髓造血干细胞 能分化成能分化成各种血细胞各种血细胞 全能全能胚胎干细胞胚胎干细胞 能分化成能分化成各种体细胞各种体细胞 各种干细胞类型的相互关系各种干细胞类型的相互关系干细胞干细胞概念：动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。类型：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞应用：干细胞移植治疗白血病；组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。受精卵精子或卵细胞体细胞植物体细胞动物体细胞全能性高低(3)全能性的原因：已分化的细胞具有保持本物种遗传特性的全套遗传物质。 1.1.如图表示同一人体内的几种正常细胞，这如图表示同一人体内的几种正常细胞，这 些细胞的些细胞的 ( )( )A.A.全能性相同全能性相同 B.B.细胞器的种类和数量相同细胞器的种类和数量相同C.C.基因组成相同基因组成相同 D.mRNAD.mRNA的种类和数量相同的种类和数量相同C2.2.下列数据是人体部分器官或细胞中所表达基因的估下列数据是人体部分器官或细胞中所表达基因的估计数目，下列有关叙述计数目，下列有关叙述不不正确的是正确的是( )( ) 器官或器官或细胞细胞 眼眼 唾液腺唾液腺 皮肤皮肤 甲状腺甲状腺 血细胞血细胞 心脏心脏 所表所表达基达基因的因的估计估计数目数目 1 932 1 932 186 186 3 043 3 043 2 381 2 381 23 505 23 505 9 400 9 400 A.A.人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内基人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内基 因选择性表达形成的因选择性表达形成的B.B.血细胞所表达的基因的数目最多说明其遗传物血细胞所表达的基因的数目最多说明其遗传物 质相对含量较高质相对含量较高C.C.人体各器官基因表达数目有差异说明细胞中所人体各器官基因表达数目有差异说明细胞中所 含蛋白质有差异含蛋白质有差异D.D.不同功能的细胞表达的基因不相同，这是与细不同功能的细胞表达的基因不相同，这是与细 胞具有不同功能相适应的胞具有不同功能相适应的答案答案 B考点考点2 细胞的衰老细胞的衰老1 1、个体衰老与细胞衰老的区别、个体衰老与细胞衰老的区别 单细胞生物：个体衰老单细胞生物：个体衰老= =细胞衰老细胞衰老 多细胞生物：个体衰老多细胞生物：个体衰老细胞衰老细胞衰老 细胞时刻都在更新细胞时刻都在更新个体衰老与细胞衰老个体衰老与细胞衰老衰老症状衰老症状原因分析原因分析皮肤干燥、发皱皮肤干燥、发皱头发变白头发变白老人斑老人斑饮食减少饮食减少细胞水分减少，体积减小细胞水分减少，体积减小细胞内的酶活性降低细胞内的酶活性降低细胞内色素的累积细胞内色素的累积细胞膜通透性功能改变细胞膜通透性功能改变 细胞衰老的特征：可据图结合细胞结构从外向里细胞衰老的特征：可据图结合细胞结构从外向里联想记忆；也可按下列方法记忆：联想记忆；也可按下列方法记忆：一大（核大）、一大（核大）、一小（水少体积小）、一多（色素积累）和两低。一小（水少体积小）、一多（色素积累）和两低。1、细胞衰老的特征：、细胞衰老的特征：细胞凋亡细胞凋亡 细胞坏死细胞坏死 与基因关系与基因关系 受受 控制控制 不受基因控制不受基因控制 影响因素影响因素 严格受遗传机严格受遗传机制决定的制决定的 死亡死亡 电、热、冷、电、热、冷、机械等机械等 因因素素 与机体关系与机体关系 机体控制的主机体控制的主动性死亡，对动性死亡，对机体机体不受机体控别不受机体控别的的 死亡死亡, ,对机体对机体实例实例 股骨头坏死股骨头坏死 基因基因程序程序性性不利不利有利有利被动性被动性有害有害考点考点3 细胞凋亡细胞凋亡胚胎发育过程胚胎发育过程中人尾消失、中人尾消失、五指分开五指分开？1 1、癌细胞特征、癌细胞特征: : （1 1）无限增殖）无限增殖 （2 2）易分散转移：糖蛋白减少，癌细胞黏着性）易分散转移：糖蛋白减少，癌细胞黏着性降低，易于扩散降低，易于扩散转移转移。 （3 3）失去接触性抑制）失去接触性抑制考点考点4 4 细胞癌变细胞癌变（4 4）癌细胞的形态发生改变。大多成球形，这是细胞）癌细胞的形态发生改变。大多成球形，这是细胞癌变的重要观察指标。癌变的重要观察指标。2.2.癌变机理癌变机理 （1 1）原癌基因与抑癌基因）原癌基因与抑癌基因 原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生 长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不 正常的增殖。正常的增殖。癌症就是一系列原癌基因与抑癌癌症就是一系列原癌基因与抑癌 基因的突变逐渐积累的结果基因的突变逐渐积累的结果。3.3.癌症的预防与治疗癌症的预防与治疗预防在诱发癌症的因素中，吸烟和不健康的饮预防在诱发癌症的因素中，吸烟和不健康的饮食是诱发癌症最主要的两大因素。食是诱发癌症最主要的两大因素。治疗目前用于肿瘤治疗的主要手段有手术、放治疗目前用于肿瘤治疗的主要手段有手术、放疗、化疗。疗、化疗。构建知识网络构建知识网络易错分析：易错分析： 对细胞分化、衰老、凋亡和癌变有关知识点辨析不清对细胞分化、衰老、凋亡和癌变有关知识点辨析不清 （1 1）哺乳动物红细胞衰老时不具备）哺乳动物红细胞衰老时不具备“细胞核体积增大细胞核体积增大”这一特征，这一特征，因为已无细胞核。因为已无细胞核。（2 2）细胞全能性必须由细胞发育成完整个体才能体现，若发育成）细胞全能性必须由细胞发育成完整个体才能体现，若发育成某个器官不叫全能性。某个器官不叫全能性。（3 3）精子、卵细胞是高度分化的细胞，但全能性很高。）精子、卵细胞是高度分化的细胞，但全能性很高。（4 4）目前，没有任何实验证明动物细胞全能）目前，没有任何实验证明动物细胞全能性，只是证明动物细胞核全能性。性，只是证明动物细胞核全能性。3.3.下列有关细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述下列有关细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述, , 错误的有错误的有 ( )( )个体发育过程中细胞的衰老对于生物体都是有害的个体发育过程中细胞的衰老对于生物体都是有害的 正常细胞癌变后在体外培养可无限增殖正常细胞癌变后在体外培养可无限增殖 由造血干细胞分化成红细胞的过程是可逆的由造血干细胞分化成红细胞的过程是可逆的 癌细胞容易在体内转移，与其细胞膜上糖蛋白等物质癌细胞容易在体内转移，与其细胞膜上糖蛋白等物质减少无关减少无关 人胚胎发育过程中尾的消失是细胞凋亡的结果人胚胎发育过程中尾的消失是细胞凋亡的结果 原癌基因和抑癌基因的变异是细胞癌变的内因原癌基因和抑癌基因的变异是细胞癌变的内因 低温引起的细胞冻伤和死亡属于细胞坏死低温引起的细胞冻伤和死亡属于细胞坏死A.1种种 B.2种种 C.3种种 D.4种种C4.4.科学家为了探究影响细胞衰老的因素，进行科学家为了探究影响细胞衰老的因素，进行 了如下实验。了如下实验。 一、实验一、实验：分别在相同的条件下，体外培养：分别在相同的条件下，体外培养 胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果 如下表：如下表：细胞来源细胞来源 胎儿胎儿 中年人中年人 老年人老年人 增殖代数增殖代数 505020202 2 4 4 实验实验：分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外：分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养，结果如下图：培养，结果如下图：实验实验：将年轻人体细胞去核后与老年人细胞核：将年轻人体细胞去核后与老年人细胞核融合；将老年人体细胞去核后与年轻人的细胞核融合；将老年人体细胞去核后与年轻人的细胞核融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者旺盛分裂。旺盛分裂。（1 1）每个实验可以得出的结论是：）每个实验可以得出的结论是：实验实验： ；实验实验： ；实验实验： 。二、细胞衰老可能与端粒截短有关，每条染色体二、细胞衰老可能与端粒截短有关，每条染色体的两端都有一段特殊序列的的两端都有一段特殊序列的DNADNA即端粒。人体细即端粒。人体细胞分裂的次数与特异性染色体端粒的长短有关。胞分裂的次数与特异性染色体端粒的长短有关。随着每一次分裂，端粒的长度都要缩短一些，一随着每一次分裂，端粒的长度都要缩短一些，一旦达到旦达到“关键长度关键长度”，细胞增殖就结束。然而，细胞增殖就结束。然而, ,人人的骨髓细胞和癌细胞，在端粒酶的作用下的骨髓细胞和癌细胞，在端粒酶的作用下, ,会伸长会伸长已缩短的染色体末端。已缩短的染色体末端。因此因此, ,这些染色体就能快速这些染色体就能快速细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱；细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱；细胞分裂次数与物种的特异性有关；细胞分裂次数与物种的特异性有关；一般来讲，寿命越大的物种体细胞分裂的最高次一般来讲，寿命越大的物种体细胞分裂的最高次数越高数越高 细胞核是决定细胞衰老的重要因素细胞核是决定细胞衰老的重要因素地进行细胞分裂而不会达到地进行细胞分裂而不会达到“关键长度关键长度”, ,细胞就细胞就持续增殖。细胞衰老可能是在端粒持续增殖。细胞衰老可能是在端粒DNADNA序列序列“截截短短”后，端粒内侧正常基因的后，端粒内侧正常基因的DNADNA序列受到损伤序列受到损伤, ,结果使细胞活动渐趋异常。结果使细胞活动渐趋异常。（2 2）请指出端粒酶、端粒长度和细胞分裂次数的）请指出端粒酶、端粒长度和细胞分裂次数的关系：关系： 。（3 3）癌症发病的原因是原癌基因在致癌因子的作）癌症发病的原因是原癌基因在致癌因子的作用下转变为癌基因。请结合端粒的有关知识用下转变为癌基因。请结合端粒的有关知识, ,指出指出癌基因使细胞无限增殖的可能途径：癌基因使细胞无限增殖的可能途径： 。（4 4）请利用上述材料描述两种延缓细胞衰老的方）请利用上述材料描述两种延缓细胞衰老的方法：法： 。端粒酶可使端粒伸长，于是细胞可继续分裂端粒酶可使端粒伸长，于是细胞可继续分裂（3 3）癌基因指导合成端粒酶，端粒酶使已缩短的）癌基因指导合成端粒酶，端粒酶使已缩短的染色体末端伸长（即修复端粒）染色体末端伸长（即修复端粒）, ,从而使染色体不从而使染色体不会达到会达到“关键长度关键长度”，细胞就持续增殖，细胞就持续增殖（4 4）利用）利用基因工程基因工程对产生端粒酶对产生端粒酶基因基因进行进行修饰修饰, ,使之在部分或全部细胞中表达高活性的端粒酶使之在部分或全部细胞中表达高活性的端粒酶用脂质体包裹高活性端粒酶导入到某些细胞中用脂质体包裹高活性端粒酶导入到某些细胞中去，延缓其细胞衰老去，延缓其细胞衰老 利用利用蛋白质工程蛋白质工程修饰已有的端粒酶使其保持高活性修饰已有的端粒酶使其保持高活性 使用使用酶激活剂酶激活剂等等2、下列关于细胞分化的说法错误的是 A、细胞分化与生物发育密切相关。 B、细胞分化是细胞形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。 C、细胞分化仅发生在胚胎期。 D、细胞分化是生物界的一种普遍现象。3、花药离体培养是指把分裂旺盛的花药细胞用人工的方法培育成植株。这成果利用了细胞的 A应激性 B全能性 C变异性 D适应性CB4、下列哪种细胞的全能性容易表达出来A.蛙的口腔上皮细胞 B.蚕豆的叶肉细胞 C.蛔虫的卵细胞 D.水螅的神经细胞5、列人体细胞中分化程度最低的是 A.胚胎干细胞 B.造血干细胞 C.胰腺细胞 D.肌肉细胞AB6、用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是 A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B.该愈伤组织的细胞没有全能性 C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构B细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化不同点不同点细胞数量细胞数量形态结构功能形态结构功能相同点相同点联系联系增加相同不变差异形成的细胞遗传物质一样（遗传信息都不变）共同完成生物个体发育过程细胞分裂和细胞分化的比较细胞分裂和细胞分化的比较
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