1、高考生物,新高考专用,专题八细胞的分化、衰老和死亡,考点一细胞的分化和全能性,一、细胞的分化1.概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,称为细胞分化。2.实质:细胞中的基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。,3.结果分析1)分子水平的变化:mRNA和蛋白质的种类、数量改变。2)细胞水平的变化:细胞形态、结构和生理功能发生变化,部分细胞失去分裂能力。3)组织、器官水平的变化:产生不同类型的细胞,构成不同的组织、器官。,4.特点1)持久性:贯穿于生物体整个生命过程中。2)稳定性:一般来说,分化的细
2、胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。3)普遍性:生物界普遍存在的生命现象。4)遗传物质不变性:细胞分化后,形态、结构和功能发生改变,但细胞内的遗传物质一般不变。,5.意义:生物个体发育的基础;使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。,知识归纳细胞分化中的“不变”与“改变”(1)不变:DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。(2)改变:mRNA、蛋白质的种类、数量,细胞的形态、结构和生理功能。,二、细胞的全能性,1.概念: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。2.原因:细胞中含有本物种全套的遗传物质。3.实例1)植物组织培养证明植
3、物细胞具有全能性。2)动物克隆证明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。,知识归纳(1)细胞全能性表达的条件:离体、适宜营养、激素等。(2)细胞全能性表达的容易程度:受精卵生殖细胞体细胞;植物细胞动物细胞。,4.细胞分化与全能性的关系1)细胞分化不一定能体现细胞的全能性,细胞表达全能性的过程一定存在细胞分化。2)一般来说,细胞分化程度越低,全能性越容易表达;分化程度越高,全能性越难表达。,易混易错区分细胞分化与细胞全能性的表达,5.干细胞:动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。,知识拓展干细胞的类型和特点,疑难突破思考所有干细胞都要发生分化吗?提示并不是所有干细胞都要发生分化。一部
4、分干细胞发生分化;还有一部分干细胞保持分裂能力,用于干细胞的自我更新。,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.造血干细胞分化出红细胞、白细胞和血小板的过程未表现出全能性。()2.同一片叶上不同类型的细胞在形态、结构和功能上的差异是细胞分化的结果。()3.分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。()4.已分化的动物体细胞具有全能性。()5.造血干细胞是未经分化的细胞,具有分化出多种血细胞的能力,可用于治疗白血病。(),答案1.2.3.在生物体中,一般分化的细胞能一直保持分化后的状态;在离体状态下,高度分化的植物细胞可脱分化形成愈伤组织。4.已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,但目前人们还
5、没有成功地将单个已分化的动物体细胞培育成新个体,因此还不能说明动物体细胞具有全能性。5.造血干细胞是由受精卵经分裂、并发生一定程度的分化形成的,属于多能干细胞。,考点二细胞的衰老和死亡,一、细胞的衰老1.衰老细胞的特征,易混易错(1)老年人白发的原因:毛囊中的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,所以老年人头发会变白。(2)白化病病因:患者白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常所致,患者缺少酪氨酸酶而无法合成黑色素,从而表现出白化症状。,2.细胞衰老的原因1)自由基学说,2)端粒学说端粒:每条染色体两端都有一段特殊序列的DNA蛋白质复合体,称为端粒。特点:端粒DNA序列在每次细
6、胞分裂后会缩短一截。结果:在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,结果使细胞活动渐趋异常。,3.细胞衰老与个体衰老的关系1)单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。2)多细胞生物:细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。多细胞生物体内的细胞总是在不断更新着,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。机体中众多细胞及组织的衰老,就会引起多细胞生物的衰老,即个体衰老的过程也是组成个体的细胞及组织普遍衰老的过程。,二、细胞的死亡1.细胞凋亡(主要方式)1)实质:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,是一种程序性死亡。2)实例:胎儿手的发育,细胞的自然更
7、新,某些被病原体感染的细胞的清除等。3)意义:对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰等都起着非常关键的作用。,2.细胞坏死1)实质:在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。2)不利因素:极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激等。3.“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死,4.细胞死亡与细胞衰老的比较,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录。()2.衰老细胞中各种酶的活性显著降低。()3.细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动。()4.病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制。()5.细胞凋亡不出
8、现在胚胎发育过程中。()6.细胞凋亡使细胞自主有序死亡,有利于生物体内部环境的稳定。(),答案1.2.衰老细胞中多种酶的活性降低,但往往与衰老有关的酶的活性增强。3.细胞的衰老和凋亡是生物体正常的生命活动,可以维持生物体内部环境的相对稳定。4.细胞凋亡的过程受基因控制。5.在胚胎发育过程中存在细胞凋亡现象,如胎儿指间细胞的自动死亡。6.,创新细胞自噬,例细胞自噬是在一定条件下,细胞利用溶酶体将受损或功能退化的细胞结构等降解后再利用的过程。细胞自噬是促使细胞存活的自我保护机制,有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡。如图为受损或功能退化的线粒体被降解再利用的过程。,基础设问(1)细胞自噬可以存在于原
9、核细胞吗?(2)分析上图,内质网、高尔基体、溶酶体在细胞自噬中分别起着什么作用?(3)分析上图,细胞自噬过程中水解产物有哪些去路?创新设问(4)试从物质和能量角度分析,当细胞内养分不足时,细胞自噬作用的表现是怎样的?(5)试从细胞自噬的作用特点分析,细胞自噬与肿瘤的发生、发展有何关联?,解题思路(1)细胞自噬需要溶酶体的参与,而原核细胞中没有溶酶体,因此细胞自噬不可能存在于原核细胞中。(2)据图分析可知,一方面,来自内质网的双层膜形成膜泡,将受损线粒体等结构包裹形成自噬体;另一方面,水解酶等在核糖体上初步合成,经过内质网、高尔基体加工而具有活性,高尔基体膜部分形成囊泡,包裹水解酶等形成溶酶体。
10、自噬体与溶酶体结合,利用溶酶体中的水解酶将受损或功能退化的细胞结构等降解。(3)细胞自噬过程中水解产物有两个去路,一是残质体分泌到细胞外,二是养分留在细胞内被重新利用。,(4)自噬溶酶体内的物质如错误蛋白或受损细胞器等被水解后,产生的氨基酸等生物分子最终会被细胞重新利用,可见自噬作用可为细胞提供生存所需的物质和能量。由此推测,当细胞养分不足时,细胞自噬作用会增强。(5)细胞自噬与肿瘤发生、发展的关系可能是双重的,在肿瘤发生、发展的不同阶段,细胞自噬导致的结果可能不同。肿瘤发生的早期阶段,细胞自噬发生障碍可以增加基因组的不稳定性,促进癌变过程,但若细胞自噬作用正常,则可防止癌变发生。在肿瘤快速生长期,肿瘤细胞的自噬作用可以抵抗应激条件(如营养缺乏等),维持肿瘤细胞的生存,对其起到保护作用。,知识归纳 细胞自噬(1)功能可获得维持生存所需的物质和能量。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。(2)意义:目前普遍认为,自噬是一种防御和应激调节机制。它既是体内的“垃圾处理厂”,也是“废品回收站”;它既可抵御病原体的入侵,又可保卫细胞免受细胞内毒素的伤害。因此一般来说,细胞自噬是促使细胞存活的自我保护机制。,
