苏教版必修1 细胞分化、衰老和凋亡 学案

1 第二节 细胞分化、衰老和凋亡 1．说出细胞分化及细胞全能性的概念。(重点) 2．说明细胞分化的原因和结果。(重点) 3．说明细胞全能性的原因并列举说明细胞具有全能性的实例。(难点) 4．描述细胞衰老的特征、过程和原因。(重点) 5．说出细胞凋亡的概念、原因和意义，及与细胞坏死的异同。(重、难点)

细 胞 分 化 和 细 胞 的 全 能 性 1．细胞分化 (1)概念 一个或一种细胞经细胞分裂产生的细胞――――→细胞分化不同的细胞类型――→表现形态结构生理功能上发生稳定性的差异。

(2)实例：造血干细胞的分化 造血干细胞 红细胞血小板多种白细胞 (3)时期 发生在生物体的整个生命进程中。 (4)实质：基因选择性表达的结果。 (5)结果 在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型，进而构成生物体的组织和器官，执行不同的生理功能。 2．细胞的全能性 (1)细胞的全能性：已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。 (2)植物组织培养 ①原理：植物细胞的全能性。 2

②基本过程：离体植物组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→新植株。 (3)应用 ①将离体的植物组织或细胞(如植物的花药、根尖、茎尖、幼胚等)培育成正常植株的技术。 ②在较短时间内繁殖大量的苗木，产生较好的经济价值。

[合作探讨] 探讨1：同一生物体的红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗？为什么？不同细胞合成的蛋白质不同的根本原因是什么？ 提示：相同，因为都是由一个受精卵经有丝分裂而来。基因的选择性表达的结果。 探讨2：植物细胞具有全能性的原因是什么？ 提示：具有全能性的原因：由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的，因此已分化的细胞仍具有全部遗传信息。 探讨3：植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织器官，组织培养时要加入多种营养物质和植物激素等，据此推测植物细胞全能性表达需要什么条件？ 提示：(1)离体 (2)营养 (3)植物激素 (4)无菌 (5)适宜的温度和pH等。 [归纳拓展] 1．细胞分化的理解 (1)过程 ①概念图

②模式图

(2)基础：各种细胞具有完全相同的遗传物质，即携带有本物种的全部遗传 3

信息。 (3)实质：不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，控制合成的蛋白质也不同(或基因的选择性表达)。 如图示：

(4)特点归纳 ①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中。 ②稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。 ③普遍性：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。 ④不变性：分化后的细胞内的遗传物质并未发生变化。

细胞分化过程中，改变的是细胞的形态、结构、功能，不变的是细胞内的遗传物质。 2．细胞分化和细胞的全能性的比较 细胞分化 细胞的全能性 原因 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质

特点 ①持久性 ②稳定性和不可逆性；一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡 ③普遍性：在生物界中普遍存在

①高度分化的植物体细胞具有全能性 ②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性

结果 形成形态、结构、功能不同的细胞群 形成新的个体 大小 比较 细胞分化程度有高低之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性表达的难易程度不同，如受精卵>生殖细胞>体细胞 4

联系 ①两者的遗传物质都不发生改变 ②已分化的细胞仍然保持全能性 ③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低

细胞分化与细胞全能性易错辨析 1．多细胞生物的个体发育离不开细胞的分化，但细胞分化后的不同细胞中核DNA相同，mRNA和蛋白质一般不同。 2．细胞分化不改变细胞数目，却导致细胞种类增多。 3．细胞全能性的体现以产生个体为标志，若无个体产生，不能体现全能性。 4．细胞全能性表达的条件是离体、一定的营养物质和适宜的环境条件等。

1．如图所示的细胞类型转换过程为( )

A．细胞融合 B．细胞生长 C．细胞分裂 D．细胞分化 【解析】 由图可知，全能干细胞经过一系列转换过程形成了红细胞，细胞在形态、结构和生理功能上出现了稳定性差异，属于细胞分化。 【答案】 D 2．关于细胞分化的说法正确的是( ) ①细胞分化后，细胞中蛋白质不同，DNA相同 ②分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能 ③一般不会出现细胞核遗传物质的改变 ④细胞分化的实质是基因选择性表达 A．②③④ B．①②④ C．①②③ D．①②③④ 【解析】 细胞分化是基因选择性表达的结果，由于形成的蛋白质不同，从而导致细胞的形态、结构不同，细胞分化时遗传物质一般不会出现变化。 【答案】 D 3．对于细胞全能性的理解正确的是( ) 5

A．从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有全能性 B．未脱离植株的幼叶，在适当的情况下能表现出全能性 C．在个体发育的不同时期，由于细胞内基因发生变化，导致细胞不能表现出全能性 D．脱离了植株的芽，一定能表现出全能性 【解析】 从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有本物种的全套遗传信息，所以具有发育成一个完整个体的潜能，应该具有全能性；植物细胞全能性表现的条件是：在离体的情况下，在一定浓度的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下，细胞才能表现其全能性；细胞内基因发生变化，并不影响细胞全能性的表达。 【答案】 A 细 胞 的 衰 老 和 凋 亡

1．细胞衰老 (1)含义 细胞衰老的过程是一系列复杂的生理生化反应过程，最终反映在细胞的形态结构和生理功能上发生变化。 (2)主要特征

2．细胞凋亡 (1)概念 ①决定因素：基因。 ②过程：细胞自行结束生命。 ③机制：遗传机制决定的程序性调控。 ④别名：细胞程序性死亡。 (2)实例 ①蝌蚪：变态发育过程中尾的消失。 ②女性：月经期子宫内膜的脱落。 6

③鸡：胚胎发育时蹼状物凋亡。 3．细胞坏死 (1)机理 是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。 (2)与细胞凋亡的区别 细胞坏死时，其内容物释放到细胞外，对周围细胞产生伤害，引发炎症反应；而细胞凋亡不会引发炎症反应。

[合作探讨] 探讨1：新生婴儿体内是否有衰老细胞，老年人体内是否有新产生的细胞？一般情况下，老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，试从细胞水平上分析其主要原因是什么？ 提示：新生婴儿和老年人体内均有新生细胞和衰老细胞，只是所占比例不同。新生婴儿体内衰老细胞较少，新生细胞较多，老年人则相反。衰老细胞代谢速率减慢。老年人心肌细胞中酶活性降低，细胞呼吸速率减慢，功能较年轻人弱。 探讨2：蝌蚪发育过程中尾巴部分的细胞消失、烫伤后皮肤溃烂细胞死亡，二者的机理一样吗？ 提示：不一样。前者是细胞凋亡，后者是细胞坏死。 探讨3：细胞凋亡是否意味着整个生命趋于死亡？细胞凋亡对生物体有什么意义？ 提示：不是。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育、维持内部环境稳定以及抵御外界各种因素的干扰起关键作用。 [归纳拓展] 1．对细胞衰老的理解 7

通过以上图示更能说明组成→结构→功能的关系。衰老细胞的结构行使正常功能的能力降低，从分子水平上看，有用的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。 2．细胞凋亡的意义

有利于清除



 ①无用细胞，如蝌蚪变成青蛙时，尾 细胞的退化②发育不正常的细胞③有害细胞，如病毒感染的细胞④衰老细胞，如人的成熟红细胞120 天后自然死亡

综上可以看出，细胞凋亡是一个主动的、利于个体生存的过程，细胞坏死是一个被动的、对于个体生存有害的过程。 3．细胞凋亡与细胞坏死 (1)细胞凋亡，即细胞编程性死亡，是一种自然生理过程；与细胞凋亡密切相关的细胞器是溶酶体。细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。 (2)病理性死亡是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。编程性细胞死亡可以受许多因素(包括外部因素和内部因素)的诱导，如X射线、γ射线。同时它也可以通过一些因素的作用而受到抑制，如白细胞介素－2。

1．下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是( ) A．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同 B．个体发育过程中细胞的分裂、分化、衰老和凋亡对于生物体都是有积极意义的 C．细胞分裂存在于个体发育的整个生命过程中，细胞分化仅存在于胚胎发育阶段 D．多细胞生物体内细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的 【解析】 细胞分化是在细胞分裂(主要是有丝分裂)的基础上进行的，是细 8

胞内遗传物质选择性表达的结果，因此分化后细胞内的遗传物质是一样的。细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度。多细胞生物体内细胞的衰老和机体的衰老是不同步的，从总体上看，多细胞生物个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 【答案】 B 2．细胞凋亡又称细胞程序性死亡，其大致过程如图所示。下列有关叙述不正确的是( )

A．细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程 B．细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量 C．细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来 D．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关 【解析】 细胞凋亡是由基因决定的细胞自行结束生命的过程；依图示可知，细胞凋亡过程中细胞崩溃，分解成多个凋亡小体，被小泡包裹，使细胞内容物不释放出来，然后被吞噬细胞吞噬，这一过程需要消耗能量。吞噬细胞中含有大量的溶酶体，能释放出水解酶消化凋亡小体。 【答案】 A

1．同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是( ) A．二者所处的细胞周期不同 B．二者合成的特定蛋白不同 C．二者所含有的基因组不同 D．二者核DNA的数量不同 【解析】 不同种类细胞的产生是由于遗传基因的选择性表达，合成了不同的蛋白质；同一个体的体细胞由同一个受精卵分裂、分化而来，基因组相同。 【答案】 B