第12讲 细胞的分化、衰老和死亡-【高考一轮】备战2025年高考生物一轮复习精优课件

这是一份第12讲 细胞的分化、衰老和死亡-【高考一轮】备战2025年高考生物一轮复习精优课件，共49页。PPT课件主要包含了课程要求，细胞的分化，结构和生理功能，持久性，不可逆性稳定性，普遍性，遗传物质不变性，3特点，只存在多细胞生物中，相对稳定性等内容，欢迎下载使用。
第12讲 细胞的分化、衰老和死亡
4. 3 细胞分化，衰老，凋亡，癌变
考点1 细胞的分化考点2 细胞的全能性考点3 细胞的衰老考点4 细胞的凋亡
1）一般以选择题的形式考察基础知识2）凋亡是命题的热点 ！！！！！！！2）注重对教材细节的考察：如“细胞自噬”等
一、细胞分化的实质、特点和意义分析
二、细胞的全能性和干细胞
考点一 细胞的分化与细胞的全能性
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①_______________ _________上发生稳定性差异的过程。
结果：形成_______、______、___________不同的细胞，不同类型的细胞形成不同的组织和器官。
④_________：贯穿于生物体整个生命历程中(但胚胎时期最旺盛)⑤______ ___：分化的细胞将一直保持分化后的状态⑥_________：生物界中普遍存在⑦_________________：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不变
分化的基础：（分裂/增殖）
形态、结构 生理功能
3.造血干细胞→原红细胞→早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼红细胞→成熟红细胞→死亡。
2.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。
下列事实分别说明了细胞分化的哪一特征:
相对稳定性(不可逆性)
1.细胞分化发生在整个生命进程中。
4.细胞分化在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
判断：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
判断：同一细胞内往往有含有不同的蛋白质，这是基因选择性表达的结果
基因的选择性表达 = 不同的细胞中遗传信息的表达情况不同
[表述] 同一个体不同体细胞的遗传物质________细胞中的RNA种类__________细胞中的蛋白质种类__________
相同不完全相同不完全相同
[实例] 推测A、C、E、D基因可能分别代表什么基因？A基因—肌动蛋白基因C基因—神经细胞表面受体E基因—唾液淀粉酶基因D基因—呼吸酶基因，ATP水解酶基因，RNA聚合酶基因等。拓展：以上ACE属于奢侈基因，D基因属于管家基因
5. 细胞分化的标志：
合成了某种细胞特有的蛋白质
[了解] 管家基因和奢侈基因
维持细胞生命活动所必需的
呼吸酶ATP水解酶RNA聚合酶
不同类型细胞中特异性表达
赋予不同细胞特异生理功能
血红蛋白基因胰岛素基因
细胞分化中的“变”与“不变”
（1）从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。
（2）从亚显微结构水平分析：细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。
（3）从分子水平分析a.蛋白质角度：蛋白质的种类、数目和功能发生改变。b.基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。
2.“不变”：细胞数目和细胞内的遗传物质不变。
[2023西北工业大学附中期末] 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( )A. 基因1～6中控制ATP水解酶合成的基因最可能是基因4B. 细胞a～g中生理功能最为近似的应该是细胞b和细胞eC. 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
①生物个体发育的基础。
②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。
7. 细胞分裂与细胞分化的比较：
细胞数目增加(种类不变）
细胞种类增加（数目不变）
１.分裂是分化的基础２.分裂和分化共同完成生物体正常的生长发育３.分化程度越低，分裂能力越强
P120 斯图尔德的实验 —— 植物组织培养从资料1中可以得出的结论是？已经分化的植物细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。
1. 概念：细胞结果分裂和分化后，仍然具有发育成完整个体或分化为其他各种细胞的潜能和特性。2. 原因：细胞中含有保持该物种生长发育所需要的全套遗传信息配子、哺乳动物成熟红细胞有全能性吗？
√ X
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通过核移植培育出的鲤鲫 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 ⑦枝条扦插形成植株 ⑧受精卵发育成个体
3. 体现全能性的标志？起点和终点要记牢！！细胞(组织) → 个体(而不是组织或器官)
4. 全能性表达的条件：离体（必要条件），无菌，一定营养物质、植物激素（生长素和细胞分裂素等）的诱导、适宜的条件（适宜的温度、适宜的pH）
5. 细胞分化程度，分裂能力，全能性关系？分化程度高，分裂能力差，全能性弱
—— 不绝对例如配子是分化末尾，但却有全能性典型例子是蜜蜂的未受精卵
6. 植物和动物细胞全能性比较植物＞动物动物体细胞已分化的体细胞很难通过实验体现全能性。实验只能证明动物________具有全能性，该试验是_________实验。（P120非洲爪蟾核移植）
受精卵>干细胞>生殖细胞>体细胞
提醒　(1)未脱离植物体的细胞不能表现出全能性。(2)分化程度高的细胞其全能性不一定低，如卵细胞。(3)细胞分化过程中遵循的中心法则为DNA→RNA→蛋白质。
动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。
干细胞存在于_________、_____和_______等多种组织和器官中；
3. 分类：包括 和 等。
在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。
提醒　并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。
胚胎干细胞（简称ES细胞）
存在于________中
具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能
ES细胞在体外分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等 （需要分化诱导因子诱导）
骨髓中的___________ 神经系统中的__________ 睾丸中的___________等
存在于________________中
一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力
发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例，主要存在于成体的_____ 、_______和______ 中
拓展：诱导多能干细胞（iPS细胞）
（1）胚胎干细胞应用的局限性：
胚胎干细胞必须从_____中获取 ，涉及________，因而限制了在医学上的应用。
（2）诱导多能干细胞概念：
通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞。
诱导方法：①借助载体将特定基因或特定蛋白导入细胞； ②用小分子化合物诱导。诱导对象：成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞
（3）诱导多能干细胞优点：
①诱导过程无须破坏胚胎；
②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
诱导多能干细胞（iPS细胞）
诱导多能干细胞(iPS细胞)
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
胚胎干细胞未分化，而成体干细胞（如造血干细胞，精原干细胞等）以及诱导多能干细胞已经分化，只是分化程度低
[2022江苏扬州开学统考] 如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段的示意图，图中甲、乙为两个阶段的细胞，a、b表示发育变化的模式过程。下列叙述正确的是(　　)A. a过程不发生基因突变　B. 乙细胞不同的基因重组导致b过程产生不同的细胞　C. 上皮细胞与甲细胞遗传物质相同，因此它们的全能性高低应该相同　D. b过程中遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质
[实验设计题] 科学家们长期以来一直在探究“血液中多种不同类型的细胞是如何发育的”。根据经典的模式，不同的发育路线像树权一样分枝。树干由干细胞组成，树枝由各种不同的祖细胞组成，这些祖细胞又可以产生许多不同类型的细胞。某同学想利用同位素标记法来验证这一模式的正确性。实验材料、试剂和用具：小鼠造血干细胞、含放射性标记的胸腺嘧啶的细胞培养液、不含放射性物质的细胞培养液、生理盐水、细胞分化诱导剂、放射性物质测量仪、显微镜等。请写出实验设计思路和预期实验结果。
[实验设计题] 实验材料、试剂和用具：小鼠造血干细胞、含放射性标记的胸腺嘧啶的细胞培养液、不含放射性物质的细胞培养液、生理盐水、细胞分化诱导剂、放射性物质测量仪、显微镜等。请写出实验设计思路和预期实验结果。① 选取适量的小鼠造血干细胞放置在含放射性标记的胸腺嘧啶的细胞培养液中，在适宜的条件下培养一段时间，然后用生理盐水洗脱掉培养液中的放射性物质，再将小鼠造血干细胞转人不含放射性物质的细胞培养液中培养。② 检测：加入一定细胞分化诱导剂培养，每隔一段时间取细胞用显微镜观察其外形变化，并检测是否含有放射性物质。③ 预期实验结果：先是干细胞中有放射性，后来部分祖细胞有放射性，再后来出现了有放射性的血细胞。
考点二 细胞的衰老和死亡
1. 概念：2. 特征：
多种酶活性降低、呼吸作用减慢、代谢减慢
色素增多，阻碍细胞内物质交流和传递
水分减少，细胞体积变小
核体积变大、核膜内折，染色体收缩（染色加深）
膜通透性改变，物质运输降低
注意：细胞衰老时，细胞内多种酶活性降低，但依旧有部分酶比如水解酶的活性没有降低
细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过 程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
“一大一小，一多一少，两低两慢”
细胞水分减少，体积减小
细胞内色素(脂褐素)的累积
3. 衰老症状与原因分析
注意：老年人头发发白和白化病机理不同
前者是由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少；白化病是细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常，不能合成酪氨酸酶，细胞中缺少酪氨酸酶所致。
4. 细胞衰老与个体衰老之间的关系：① 对单细胞生物，细胞的衰老死亡 = 个体衰老死亡；② 对多细胞生物，个体衰老是细胞普遍衰老的过程 细胞的衰老或死亡不等于个体的衰老或死亡，是细胞在不断更新 正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新，一般有利。
5. 细胞衰老的原因P124① 自由基学说
自由基：通常是异常活泼的带电分子或者基团
细胞自身氧化反应、辐射和有害物质入侵。
恶性肿瘤细胞端粒酶可修复和延长端粒，端粒酶的成分是蛋白质和RNA，推测蛋白质具有________酶活性；RNA的功能可能是 。
作为逆转录模板合成DNA
5. 细胞衰老的原因P124
端粒:每条染色体的两端都有的一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。
染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短，导致正常的DNA序列损伤，使细胞逐渐衰老。
一般来说，端粒变短，细胞分裂能力降低，端粒变长，细胞分裂能力增强
1.细胞的死亡分为凋亡和坏死。
2.凋亡的概念:由⑮_______所决定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞程序性死亡。
3.凋亡的类型和意义
细胞毒性T细胞裂解靶细胞
小肠上皮细胞的自然更新
通过有关基因控制酶的合成来实现（与基因的选择性表达有关）
特别提醒：1.细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程；与细胞凋亡密切相关的细胞器是溶酶体。
4. 细胞坏死:在种种㉑_______因素（如极端的物理、化学因素或严重的㉒_____________）的影响下,由细胞正常代谢活动㉓_____________引起的细胞损伤和死亡。
骨折后部分骨细胞死亡吸烟者肺部细胞因尼古丁的作用而死亡
若是被病原体感染而死亡，则属于细胞坏死若是感染后被机体免疫系统清除，则属于细胞凋亡
“三看法”判断细胞凋亡与细胞坏死
细胞坏死（病理性死亡）vs细胞凋亡(生理性死亡）
6. 细胞自噬 P126小字① 定义：细胞将受损或功能退化的细胞结构，通过溶酶体降解后再利用的过程。② 意义：营养缺乏的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；细胞收到损伤或衰老时，清除受损或衰老的细胞器；微生物入侵时，清除感染的微生物和毒素。
有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
场所：动物-溶酶体；植物-液泡
总结细胞自噬和细胞凋亡的共同点：都受到基因的控制都在细胞生命活动过程中发挥积极作用都贯穿正常细胞生长发育的全过程
凋亡一定引起细胞死亡；自噬不一定引起细胞死亡。联系：有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
细胞的第 N 种死法：细胞焦亡！
细胞焦亡，又称炎症程序性细胞死亡。
首先，它是一种细胞程序性死亡 ，即细胞接受某种信号或受到某些因素刺激后，为了维持内环境稳定，按照预定的程序发生的一种主动性消亡过程。也就是说，这是完全自愿的高尚牺牲！
程序性细胞死亡主要包括：程序性坏死、凋亡、细胞焦亡和铁死亡等。
回归课本 P118：为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？ 健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。P127 同样是血细胞，白细胞和红细胞为什么凋亡的速率也不一样？因为白细胞的主要功能是吞噬病菌，所以其凋亡的速率很快
[课本细节题] 下列关于细胞衰老和凋亡的描述，错误的是A. 人体神经系统发育过程中，发生凋亡的神经细胞约占50%B. 端粒学说认为端粒DNA序列被截断后，导致正常序列受损伤C. 自由基学说认为自由基攻击细胞膜上磷脂分子，导致细胞衰老D. 人的成熟红细胞没有细胞核，其凋亡速率较白细胞快
[2023湖南卷-T7] 基因Bax和Bd-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达，研究其对细胞凋亡的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）A. 细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控B. TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡C. TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡D. 可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症
细胞衰老、凋亡、坏死的比较
1.衰老细胞由于水分减少而导致细胞核体积变小。( )
2.衰老细胞内染色质收缩影响DNA复制和转录。( )
3.自由基攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老。( )
4.细胞凋亡是受环境影响的细胞程序性死亡。( )
5.胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因。( )
6.被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡被清除。( )
7.细胞坏死对机体是不利的。( )
考向1 细胞衰老的特征和原因
细胞衰老时,一部分发生衰老的细胞会被机体自身清除,但另一些衰老的细胞会随着时间的推移在体内积累增多,并分泌一些免疫刺激因子,导致低水平炎症,进而引起周围组织细胞衰老或癌变。下列相关叙述错误的是( )。
A.衰老的细胞内水分减少,细胞核体积增大B.细胞衰老时,细胞核中的染色质收缩、染色加深C.低水平炎症的发生可促进机体对衰老细胞的清除D.衰老细胞的细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
A.细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体B.端粒、端粒酶活性与细胞衰老及永生有着一定的联系C.端粒逐渐变长,有丝分裂的能力逐渐变弱D.端粒这一特殊结构区域只对线型染色体的结构和稳定起重要作用
(2021·东营模拟)有研究表明,细胞凋亡以“触发波”的形式发生,首先半胱氨酸蛋白酶被激活,然后由它们去激活其他蛋白酶,使其开始裂解细胞,直到整个细胞被摧毁。下列叙述错误的是( )。
A.年幼的生物个体中也存在细胞凋亡B.被病毒感染的细胞的清除属于细胞凋亡C.细胞凋亡启动后不再有蛋白质的合成D.癌细胞的发生可能是“触发波”的传播受到了阻滞
考向3 细胞生命历程的综合分析
(2021·辽宁联考)下列有关多细胞生物体的细胞生命历程的叙述,正确的是 ( ) 。
A.细胞增殖过程中会发生DNA复制B.成熟的生物体内不存在细胞分化现象C.衰老的细胞中细胞核与细胞质体积比变小D.正在发育的生物体内不会发生细胞凋亡
细胞生命历程各过程之间的关系
.(2021·辽宁开学考)细胞与生物一样,都要经历产生、生长、成熟、衰老直至死亡的生命历程。下列关于这一过程的说法,错误的是( )。
A.多细胞真核生物体内的细胞主要是通过有丝分裂产生的B.细胞的成熟常伴随着结构和功能专一化等现象,这与基因选择性表达有关C.在生活中可通过防晒、远离污染源等方式延缓衰老D.细胞凋亡虽然是不利因素诱导的,但结果往往对个体有利
2.(2020·海南卷)下列关于细胞生命历程的叙述,正确的是( )。A.细胞分裂和分化均可增加细胞数量B.细胞分化只发生在胚胎时期C.细胞衰老时,细胞膜的选择透过性功能提高D.细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成,又有蛋白质的水解
3.(2019·全国Ⅰ卷)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述,正确的是( )。A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象C.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象D.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程,属于细胞坏死