《细胞的分化、衰老和凋亡》课件（1）

第二节细胞的分化、衰老和凋亡第二节细胞的分化、衰老和凋亡 1.知识与技能 说明细胞分化的概念和意义；举例说明细胞的全能性；描述细胞衰老的特征；说出细胞凋亡与细胞死亡的区别。 2.过程与方法 联系以前学过的有关细胞、组织、器官、系统的知识，理解与细胞分化有关的知识；借助教材中的有关示意图理解、掌握有关的知识。第二节细胞的分化、衰老和凋亡第二节细胞的分化、衰老和凋亡 3.情感态度与价值观 搜集有关细胞研究进展和应用的资料并进行分析，培养实事求是的科学态度和一丝不苟的科学精神；探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系，关注老年人的健康状况。一、细胞分化一、细胞分化1概念：由同一种类型的细胞经细胞分裂后，逐渐在形态、 上形成 的差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。2原理：细胞分化是基因选择性表达的结果。3过程：细胞组织器官生物体。结构和生理功能结构和生理功能稳定性稳定性二、细胞全能性二、细胞全能性1细胞全能性事实(1)1902年，德国植物学家哈伯兰特预言，离体的植物细胞具有 ，能够发育成为完整的植物体。(2)1958年，美国植物学家斯图尔德等人，用胡萝卜韧皮部的组织块进行离体培养，得到了能够开花结果的完整植株。2结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成 的潜在能力，这就是植物细胞的全能性。3概念：细胞全能性是指单个细胞具有发育成完整个体的全部 ，在适宜的条件下，就能发育成完整的新植株。全能性全能性完整植株完整植株遗传物质遗传物质三、植物组织培养技术三、植物组织培养技术1概念：将离体的植物组织或细胞培育成完整植株的技术。2理论依据：植物细胞的 。3作用：(1)可以研究植物细胞生长和分化的规律。(2)可以研究影响植物细胞 的培养条件。全能性全能性生长和分化生长和分化四、细胞衰老四、细胞衰老1细胞衰老的特征：(1) 增大，核膜内折， 固缩，线粒体变大而数目减少。(2)细胞内酶活性降低， 减慢，增殖能力减退，细胞周期变长。(3)细胞膜 功能改变，物质运输功能降低。2细胞衰老的原因：细胞的增殖能力是有限的，体细胞的衰老是由细胞自身的因素决定的。细胞核细胞核染色质染色质代谢速率代谢速率通透性通透性五、细胞凋亡五、细胞凋亡1概念：也是细胞的一种重要生命活动，是一个主动的由 决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡是受到严格的遗传机制决定的程序性调控，因此也被称为细胞 。2作用：细胞凋亡对生物的个体发育、机体稳定状态的维持等具有重要作用。3细胞凋亡与细胞坏死的比较基因基因编程性死亡编程性死亡细胞凋亡细胞坏死细胞结构的变化染色质、细胞质固缩，核裂解，细胞膜内陷染色质固缩，线粒体、细胞核、内质网肿胀，细胞膜破坏，胞浆外溢DNA的变化被切成有规律的小片段，电泳时呈 条带随机断裂，电泳时表现为 条带(即无明显条带)细胞膜的变化内陷，将细胞分割成 膜破坏释放的物质凋亡小体细胞内物质是否引起炎症 炎症反应 炎症反应梯状梯状弥散弥散凋亡小体凋亡小体无无有有1细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不正确的是()A分化发生在生物体的整个生命进程中B细胞的分化是生物个体发育的基础C分化的结果是形成不同的组织器官D分化过程中遗传物质发生了改变【解析】本题考查的是细胞分化的有关内容，发生分化的细胞所含的遗传物质完全相同，只是在分化过程中基因选择性表达的结果，遗传物质并未发生改变。【答案】D2当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于游离状态时，给予一定的适宜的外界条件，其就会形成一株完整的植物体，这种通过组织培养的方法获得植物体的过程不包括()A有丝分裂 B细胞分化C减数分裂 D全能性【解析】离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后脱分化，通过细胞分裂，形成愈伤组织；愈伤组织继续培养，又可重新分化成根或芽等器官；再分化形成试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。由愈伤组织发育为完整的植物体的过程体现了细胞的全能性。植物组织培养的过程是无性繁殖的过程，不涉及减数分裂，减数分裂是生物在进行有性生殖的过程中的一种分裂方式。【答案】C3一个受精卵发育成一个多细胞的生物体，这主要是通过下列哪两项生命现象完成的()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【解析】考查对细胞分化的意义的理解。细胞的分裂和细胞分化是生物体生长发育的基础，细胞分裂使个体数目增多，细胞分化使细胞功能专门化，形成功能不同的器官和组织，构成有机的统一整体，二者缺一不可。【答案】C4下列说法错误的是()A对草履虫来说，细胞的衰老就是个体的衰老B从总体上看，多细胞生物衰老的过程，也就是组成个体的细胞普遍衰老的过程C多细胞生物体内的细胞，总有一部分正处于衰老或走向死亡的状态D在衰老的生物体内，没有细胞增殖【解析】细胞衰老和个体衰老不是一回事，从总体上看，多细胞衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程，但是，多细胞生物细胞的衰老并不代表个体的衰老，在衰老的个体中，仍然存在细胞增殖，产生新的细胞；新生个体中，同样存在衰老的细胞。【答案】D5细胞衰老的原因中，能被大家普遍接受的是()生物体生命活动中产生了大量自由基造成的细胞中的营养物质无法正常供应造成的细胞中产生的代谢废物大量积累所致染色体上的端粒不断被“截短”造成的A B C D【答案】C6蝌蚪变态成青蛙时，尾部消失的机制是()A青蛙个体大，尾部相对小B青蛙上岸后，尾部组织脱水萎缩C尾部功能被四肢代替D尾部细胞产生水解酶，细胞自溶【解析】蝌蚪的尾巴消失是细胞程序性死亡的结果，受遗传控制，细胞的凋亡是在溶酶体中水解酶的作用下分解消失的。【答案】D一、细胞全能性及有关问题分析一、细胞全能性及有关问题分析 1体细胞具有全能性的原因体细胞具有全能性的原因 由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质。因此，已分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。在适宜的条件下，有些已分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。 2细胞全能性的比较细胞全能性的比较 一般情况下，分化程度越高，全能性越低，二者呈负相关。 (1)受精卵干细胞分裂旺盛的细胞一般体细胞。 (2)植物细胞动物细胞。3植物体细胞全能性表达的条件植物体细胞全能性表达的条件(1)离体状态；(2)一定的营养物质，如水、无机盐、有机营养等；(3)激素；(4)适宜的外界条件(温度、pH等)。4植物细胞全能性的应用植物细胞全能性的应用植物组织培养植物组织培养(1)愈伤组织：是指一团没有分化或处于“无分化”状态的细胞团块。特点是细胞排列疏松而无规则，高度液泡化，呈无定形状态，可诱导再分化，长出根、叶、芽、茎，形成完整的植株。(2)胚状体：植物组织培养中由植物体细胞诱导分化形成的胚状结构，能进一步发育成具有根、茎、叶的完整植株。二、细胞分裂与细胞分化二、细胞分裂与细胞分化细胞分裂细胞分化细胞变化数量增多细胞形态、结构、生理功能发生稳定性差异，且这种变化是不可逆的发生时间从受精卵开始分裂，有部分细胞始终保持分裂功能，有的发育到一定时期，停止分裂个体发育中的持久性变化，胚胎时期达到最大限度在个体发育中的意义保持了亲代和子代之间遗传物质的稳定性没有细胞分化，生物体不能进行正常的发育 (1)在个体发育过程中，细胞分裂(有丝分裂)使产生的后代细胞具有相同的遗传物质(基因)，细胞分化使含有相同基因的细胞表达不同的基因。 (2)细胞分裂是细胞分化的基础，高度分化的细胞，有的永久丧失分裂能力(如红细胞)，有的可恢复其分裂能力(如肝细胞)。三、细胞衰老与个体衰老三、细胞衰老与个体衰老 1细胞衰老的特征表现在组成细胞的化学成分、细胞的结构、细胞的细胞衰老的特征表现在组成细胞的化学成分、细胞的结构、细胞的物质输入和输出、能量的供应和利用等方面。物质输入和输出、能量的供应和利用等方面。 细胞核：体积增大、核膜皱折。 染色质：凝聚，固缩，染色加深。 细胞膜：黏度增加，流动性降低。 细胞质：酶活性降低，代谢速率减慢。 线粒体：数目减少，体积增大。2人体衰老的表现与细胞衰老特征的关系人体衰老的表现与细胞衰老特征的关系(1)白发：头发的颜色与黑色素有关，当细胞中酪氨酸酶的活性降低时，会导致黑色素的合成减少。(2)老年斑：老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集，主要是脂褐素的堆积。(3)出现皱纹：脸部皮肤细胞衰老，细胞内的水分减少，使细胞萎缩。3细胞的寿命与细胞衰老有关细胞的寿命与细胞衰老有关单细胞生物体：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。多细胞生物个体总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。但从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 (1)细胞衰老与细胞分裂能力有关。但一般来说同一部位能够保持分裂能力的细胞寿命较长。(2)老年人体内还会有幼嫩的细胞，年轻人体内也有衰老细胞。(3)细胞的衰老由细胞自身的因素决定，但良好的外部环境和生活饮食习惯可以延缓细胞衰老，进而延缓机体衰老。四、细胞凋亡与细胞坏死的区别四、细胞凋亡与细胞坏死的区别细胞凋亡细胞坏死正常死亡的过程病理性过程与刺激无关剧烈的刺激和损伤引起细胞变圆，与周围的细胞脱离细胞外型不规则变化核染色质凝聚染色质浓缩细胞分为一个个小体(凋亡小体)胞浆外溢被周围细胞吞噬引起周围炎症反应细胞膜内陷细胞膜破裂主要由基因控制的和基因无关电泳分析时DNA形成梯状条带电泳时DNA形成不清晰的弥散条带对机体有利对机体有害 (1)导致同一细胞死亡的原因可能是细胞凋亡，也可能是细胞坏死，关键是看致使细胞死亡的因素。(2)细胞凋亡是具有积极意义的，而细胞坏死对机体不利，是具有消极意义的。(2009年上海高考题)下图所示的细胞类型转换过程称为()A细胞融合B细胞生长C细胞分裂 D细胞分化【自主探究】_D_【规范解答】由图可知，全能干细胞增殖产生的后代细胞，在形态结构和功能上发生了稳定性的差异，这个过程属于细胞分化。细胞分化过程中遗传物质并没改变，原因是基因的选择性表达。 1.(2010年杭州高一检测)细胞分化过程中，不会出现的是()A细胞表面结构的改变 B细胞器种类的改变C蛋白质种类的改变 D细胞核遗传物质的改变【解析】细胞癌变的细胞出现细胞表面糖被减少，细胞分化是基因选择性表达，而遗传物质不会改变。【答案】D (2009年广东高考题)大多数老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞内(多选)()A物质转运加速 B新陈代谢变缓C呼吸速率加快 D与黑色素合成相关的酶活性降低【自主探究】_BD_【规范解答】大多数老年人头发变白是由于细胞衰老引起的，细胞衰老后酶的活性降低，新陈代谢速率降低，物质运输减慢，与黑色素合成相关的酶活性降低，黑色素合成减少。 衰老细胞酶的活性降低，从而导致新陈代谢变缓。 2.老年人有老年斑，对此合理的解释是()A细胞内水分减少，细胞萎缩B细胞核体积增大，染色质收缩C细胞中酪氨酸酶活性降低D细胞内脂褐素占有的面积增大【解析】衰老的细胞有许多特征，但与题相关的是细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累，表现出老年斑。【答案】D(2009年天津高考题)下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。据图分析，不正确的是()A过程表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能B细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达C过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程D凋亡相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中发挥重要作用【自主探究】_C_【规范解答】细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种主动的死亡，C选项错误，D选项正确；过程的膜受体是细胞膜表面的糖蛋白，它与细胞间的信息交流、信号传导密切相关，该过程体现了生物膜信息传递功能，A选项正确；凋亡细胞中合成的蛋白质是凋亡细胞中特有的，是基因选择性表达的结果，B选项正确。细胞凋亡是受基因调控的，并且是主动的，有积极意义的。 3.下列对细胞凋亡的叙述和理解不正确的是()A蝌蚪在变态期，尾部细胞将发生凋亡，从而使其能转变成正常的成体蛙B细胞的凋亡有助于消除体内衰老的细胞C细胞凋亡是由致病因子引发的急性损伤，引起细胞破裂，导致炎症反应D细胞凋亡的特征是散在的、逐个地从正常组织中死亡和消失，机体无炎症反应【解析】本题主要考查细胞凋亡的相关知识，具体分析如下：【答案】C1细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列叙述正确的是()A细胞分化只发生在动物胚胎发育过程中B细胞分化会使细胞数目增多C分化的细胞呈现出相同的形态、结构和生理功能D细胞分化是基因选择性表达的结果【解析】细胞分化是一种持久性变化，发生在生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大；分化的结果是细胞的形态、结构和生理功能发生了差异，但不会改变细胞数目；细胞分化原因是细胞内遗传信息的执行情况不同，导致细胞的形态、结构和生理功能发生变化；细胞分化过程中，遗传物质(基因)并未改变，但基因可选择性表达。【答案】D2(2009年江苏高考)动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对如下图的相关叙述中，错误的是()Aa过程表示干细胞能自我更新Bb、c过程表示干细胞具有分化能力Ca、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同Db过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用【解析】解答本题的思路为：【答案】D3李白有诗云：“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”。从细胞学的角度分析，这个过程中不会出现的变化是()A细胞内水分减少 B细胞核体积缩小C酶的活性降低 D细胞内呼吸速率减慢【解析】该情景中叙述的是细胞的衰老，考查的是衰老细胞的特征。【答案】B4下列有关细胞全能性的叙述错误的是()A克隆绵羊“多利”的诞生证明了动物细胞具有全能性B细胞全能性产生的根本原因是细胞内有一套发育成完整个体的全部遗传信息C斯图尔德的组织培养成功表明植物细胞具有全能性D细胞分化程度越高，它的全能性就越低【解析】此题考查对全能性的理解。克隆绵羊“多利”的诞生仅表明了动物细胞核的全能性，不能说明整个动物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性，细胞的分化程度越高，全能性也就越低。全能性的根本原因来自细胞核内的全套遗传信息。【答案】A5(2010年三亚模拟)下列有关细胞衰老和凋亡的说法中正确的是()A健康的成人体内，每天都会有一定量的细胞凋亡B细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制C老年人头发变白是由于缺乏酪氨酸酶D胚胎发育期生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行【答案】A6下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的一项是()A细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的B细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的C细胞凋亡是由基因调控的，细胞坏死是由外界因素引起的D细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的【解析】所谓细胞凋亡，是指细胞在一定阶段，由特定基因控制的自杀程序引起的正常的自然死亡，是细胞主动发生的自杀现象。细胞坏死是由强烈的外界因素造成的细胞损伤和急速死亡，它是意外的、被动性的死亡，故又称病理性死亡。【答案】D7如下图是细胞重大生命活动的图示，请根据图回答下列问题：(1)上图表示的是生物细胞重大生命活动图示。(2)细胞识别是细胞信号传导的前提，它是通讨实现的，细胞识别的物质基础是该结构上有。(3)A、B、C、D中，染色体结构动态变化主要发生在，基因表达的过程则发生在。(4)图中细胞增殖的主要方式是。【解析】本题以细胞生命活动为主线，考查了细胞的分裂、分化及衰老的原因，细胞的识别、基因的表达等相关知识，是一道考查基础知识的学科内综合题。图示中出现染色体结构的动态变化，因此可确定此图表示的是真核细胞的生命活动。细胞与细胞之间的识别是靠糖蛋白实现的，糖蛋白存在于细胞膜上。染色体的动态变化只有在细胞分裂过程中才出现，而基因的选择性表达发生在细胞分化的过程中。【答案】(1)真核(2)细胞膜糖蛋白(3)AB(4)有丝分裂