细胞的分化和衰老.ppt

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1、1.1.细胞的分化细胞的分化(1)(1)概念：概念：在个体发育中，一在个体发育中，一 个或一种细胞增殖个或一种细胞增殖 产生的后代，在产生的后代，在 _的过程。的过程。(2)(2)上图分析上图分析写出图中可以表示分化的过程：写出图中可以表示分化的过程：_。图中图中a a和虚线可表示和虚线可表示_。(3)(3)分化的实质：分化的实质：_。(4)(4)根据图示写出根据图示写出细胞分化的意义：细胞分化的意义：_。形态、结构和生理功形态、结构和生理功上发生稳定性差异上发生稳定性差异 b b、c c 细胞增殖细胞增殖( (或有丝分裂或有丝分裂) ) 基因的选择性表达基因的选择性表达 形成各种不同的细胞和

2、组织形成各种不同的细胞和组织 第第2 24 4节节 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变细胞的分化、衰老、凋亡和癌变一、细胞的分化和细胞的全能性一、细胞的分化和细胞的全能性2.2.细胞的全能性细胞的全能性(1)(1)概念：概念：_的细胞，仍然具有发育成的细胞，仍然具有发育成_ _ _ _。 细胞全能性表达的条件细胞全能性表达的条件 离体离体(必要条件必要条件)、一定的营养物质、一定的营养物质(无机盐、维生素、无机盐、维生素、 氨基酸等氨基酸等)、激素和适宜的条件、激素和适宜的条件(适宜的温度、适宜的温度、pH等等)。(3)(3)分析下列实例所依据的原理分析下列实例所依据的原理 植物组织培养：植物组织培

3、养：_。 克隆羊多利培养：克隆羊多利培养：_。(4)(4)干细胞：干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有动物和人体内仍保留着少数具有 _的细胞，它们能够通过的细胞，它们能够通过 _不断补充到体细胞中去。不断补充到体细胞中去。已经分化已经分化 完整个体的潜能完整个体的潜能 植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性 动物细胞核具有全能性动物细胞核具有全能性分裂和分化能力分裂和分化能力 增殖和分化增殖和分化 【点拨【点拨】细胞分化遗传物质并未改变。细胞分化遗传物质并未改变。细胞分化在自然条件下是不可逆的。细胞分化在自然条件下是不可逆的。细胞分化的关键是特异性蛋白质的合成，而特异性蛋细胞分化的关键是特异性蛋

4、白质的合成，而特异性蛋 白质合成的实质是基因选择性表达的结果。白质合成的实质是基因选择性表达的结果。 【高考警示钟【高考警示钟】1.1.多细胞生物体个体发育离不开细胞的分化，但细胞分多细胞生物体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化后的不同细胞中核DNADNA相同，相同，mRNAmRNA和蛋白质一般不同。和蛋白质一般不同。2.2.细胞的全能性以产生个体为标志，若无个体产生，不细胞的全能性以产生个体为标志，若无个体产生，不 能体现全能性。能体现全能性。3.3.细胞分化不改变细胞数目，却导致细胞种类增多。细胞分化不改变细胞数目，却导致细胞种类增多。细胞分化与细胞全能性的比较细胞分化

5、与细胞全能性的比较细胞分化细胞分化细胞的全能性细胞的全能性原原 因因特特 点点结结 果果细胞内基因选择性表达细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质含有本物种全套遗传物质持久性、稳定性、不持久性、稳定性、不可逆性、普遍性可逆性、普遍性分化程度的高低与全分化程度的高低与全 能性大小呈负相关能性大小呈负相关受精卵受精卵 配子配子 体细胞体细胞形成形态、结构、功形成形态、结构、功能不同的细胞群能不同的细胞群形成新的个体形成新的个体【典例训练【典例训练1 1】(2011(2011山东高考山东高考) )下列发生了细胞分化下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是且能体现体细胞全能性的生物学

6、过程是( )( )A.A.玉米种子萌发长成新植株玉米种子萌发长成新植株B.B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C.C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D.D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株【解题指南【解题指南】1.1.题眼：发生了题眼：发生了“细胞分化细胞分化”和体现和体现“体细胞全能性体细胞全能性”。2.2.解题关键：要体现体细胞全能性必须是由体细胞发育解题关键：要体现体细胞全能性必须是由体细胞发育成完整的个体，玉米种子、小麦花粉不属于体细胞。成完整的个体，玉米种子、小麦花粉

7、不属于体细胞。D【互动探究【互动探究】(1)(1)选项选项A A中体现了细胞分化吗？中体现了细胞分化吗？提示：提示：体现了。体现了。分析：分析：玉米种子萌发长成新植株，形态、结构和功能玉米种子萌发长成新植株，形态、结构和功能 均发生改变，因此有细胞的分化，但由于种子均发生改变，因此有细胞的分化，但由于种子 的胚是新植物的幼体，因此不能体现细胞的全的胚是新植物的幼体，因此不能体现细胞的全 能性。能性。(2)(2)选项选项C C中体现细胞的全能性了吗？若体现了全能性中体现细胞的全能性了吗？若体现了全能性为什么不是正确选项？为什么不是正确选项？提示：提示：体现了细胞的全能性，但其体现的是生殖细胞体现

8、了细胞的全能性，但其体现的是生殖细胞 的全能性。的全能性。分析：分析：小麦花粉中含有的是精子，经离体培养发育成小麦花粉中含有的是精子，经离体培养发育成 单倍体植株，充分体现了细胞的全能性。但精单倍体植株，充分体现了细胞的全能性。但精 子是生殖细胞而非体细胞。子是生殖细胞而非体细胞。【变式备选【变式备选】(2012(2012潍坊模拟潍坊模拟) )如图为人体某早期胚胎如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中为各个为各个时期的细胞，时期的细胞，a ac c表示细胞所进行的生理过程。据图分表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是析，下列叙

9、述正确的是( )( )A.均来源于早期胚胎细胞的有丝分裂，它们的遗传物质相均来源于早期胚胎细胞的有丝分裂，它们的遗传物质相 同，但基因表达将不同同，但基因表达将不同B.与与相比，相比，的表面积与体积的比值增大，与外界环境进行的表面积与体积的比值增大，与外界环境进行 物质交换的能力也增强物质交换的能力也增强C.细胞发生了细胞分化，这是基因重组的结果细胞发生了细胞分化，这是基因重组的结果D.在在a过程中只发生过程中只发生DNA的复制，的复制，b过程中进行了蛋白质的合过程中进行了蛋白质的合成成A二、细胞的衰老和凋亡二、细胞的衰老和凋亡1.1.细胞的衰老细胞的衰老(1)(1)代谢速度的变化代谢速度的变

10、化水分水分酶活性酶活性呼吸速率呼吸速率物质运输物质运输色素色素(2)(2)细胞核的变化细胞核的变化体积体积_、核膜内折，染色质、核膜内折，染色质_、染色、染色_。增大增大收缩收缩加深加深(3)(3)个体衰老与细胞衰老的关系个体衰老与细胞衰老的关系单细胞生物：单细胞生物：个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步。个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步。多细胞生物：多细胞生物：个体衰老与细胞衰老有密切的关系。个体个体衰老与细胞衰老有密切的关系。个体衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，但未衰老的衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，但未衰老的个体内也有细胞衰老。个体内也有细胞衰老。 123概念：由_所决

11、定的细胞自动结束生命的过程。个体发育中细胞的_类型 成熟个体中细胞的_被病原体感染的细胞的_保证多细胞生物体完成_意义 维持_的稳定抵御_的干扰2.细胞的凋亡细胞的凋亡基因基因 编程性死亡编程性死亡 清除清除 正常发育正常发育 自然更新自然更新 内部环境内部环境 外界各种因素外界各种因素 细胞坏死与细胞凋亡细胞坏死与细胞凋亡 细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细细胞坏死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胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤 和死亡，不利于个体的生长发育。和死亡，不利于个体的生长发育。 细胞凋亡是由遗传物质所决定的细胞自动结细胞凋亡是由遗传

12、物质所决定的细胞自动结 束生命的过程，有利于个体生长发育。束生命的过程，有利于个体生长发育。三、细胞的癌变三、细胞的癌变1.1.癌变实质：癌变实质：_和和_发生突变，导致正发生突变，导致正常细胞常细胞的生长和分裂失控。的生长和分裂失控。 2.2.癌细胞的特征癌细胞的特征(1)(1)能够能够_。(2)_(2)_发生显著变化，如成纤维细胞由扁平梭形变发生显著变化，如成纤维细胞由扁平梭形变成球形。成球形。(3)(3)表面发生了变化，细胞膜上的表面发生了变化，细胞膜上的_等物质减少，等物质减少，导致癌细胞容易导致癌细胞容易_。3.3.致癌因子分类致癌因子分类_、_和和_。原癌基因原癌基因 抑癌基因抑癌

13、基因 无限增殖无限增殖 形态结构形态结构 糖蛋白糖蛋白 分散和转移分散和转移 物理致癌因子物理致癌因子 化学致癌因子化学致癌因子 病毒致癌因子病毒致癌因子 4 4、预防措施、预防措施一是尽可能避免接触致癌因子，包括物理的、化学的和病一是尽可能避免接触致癌因子，包括物理的、化学的和病毒致癌因子。毒致癌因子。二是加强身体锻炼，增强体质，注意心理调节，保持心态二是加强身体锻炼，增强体质，注意心理调节，保持心态健康，养成良好的生活习惯，增强机体抵抗力。健康，养成良好的生活习惯，增强机体抵抗力。5 5、治疗措施、治疗措施阻止细胞分裂，让癌细胞衰老死亡。可利用药物进行化阻止细胞分裂，让癌细胞衰老死亡。可利

14、用药物进行化疗，抑制癌细胞遗传物质的复制，癌细胞将因不能分裂而疗，抑制癌细胞遗传物质的复制，癌细胞将因不能分裂而衰老死亡。衰老死亡。“饿死饿死”癌细胞。对供给癌细胞所在器官或组织血液的癌细胞。对供给癌细胞所在器官或组织血液的血管进行结扎，停止营养供给，使癌细胞因缺乏营养而饿血管进行结扎，停止营养供给，使癌细胞因缺乏营养而饿死。死。早期切除。早期发现癌变，在未扩散前可进行切除，阻早期切除。早期发现癌变，在未扩散前可进行切除，阻止其扩散，达到治疗的目的。止其扩散，达到治疗的目的。利用生物导弹利用生物导弹单克隆抗体携带治疗药物进行治疗。单克隆抗体携带治疗药物进行治疗。分化、衰老、凋亡和癌变的区别分化

15、、衰老、凋亡和癌变的区别实质实质结果结果遗传物质遗传物质细胞细胞分化分化细胞细胞衰老衰老细胞细胞凋亡凋亡细胞细胞癌变癌变基因的选择基因的选择性表达性表达形成不同组织形成不同组织器官器官内因、外因共内因、外因共同作用同作用细胞正常死亡细胞正常死亡遗传机制决定遗传机制决定的程序性调控的程序性调控基因决定的细胞基因决定的细胞自动结束生命的自动结束生命的正常死亡正常死亡致癌因子诱致癌因子诱发突变发突变形成无限增殖的形成无限增殖的癌细胞癌细胞不发生改变不发生改变发生改变发生改变【高考警示钟【高考警示钟】1.1.细胞分裂、分化、衰老和凋亡都是细胞的正细胞分裂、分化、衰老和凋亡都是细胞的正常生理现象，对生物

16、体的生长发育都是有利的。常生理现象，对生物体的生长发育都是有利的。2.2.细胞癌变是由基因突变引起的，但不是单一细胞癌变是由基因突变引起的，但不是单一基因突变的结果，至少要有基因突变的结果，至少要有5 56 6个基因突变才个基因突变才会致癌，而且年龄越大，致癌几率越高。会致癌，而且年龄越大，致癌几率越高。3.3.癌变细胞的细胞周期变短，核糖体活动活跃。癌变细胞的细胞周期变短，核糖体活动活跃。【典例训练【典例训练2 2】(2011(2011江苏高考江苏高考) )关于人体细胞分化、衰关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是老、凋亡和癌变的叙述，正确的是( )( )A.A.细胞分化导致基因

17、选择性表达，细胞种类增多细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多B.B.细胞衰老表现为细胞内酶活性降低，细胞核体积减小细胞衰老表现为细胞内酶活性降低，细胞核体积减小C.C.细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发育细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发育D.D.细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移【解题指南【解题指南】1.1.知识储备知识储备(1)(1)细胞分化导致细胞种类增多，但不改变细胞数目。细胞分化导致细胞种类增多，但不改变细胞数目。(2)(2)衰老细胞细胞核体积增大。衰老细胞细胞核体积增大。(3)(3)细胞凋亡对于个体的生长发育具有重要意义。细胞凋亡对

18、于个体的生长发育具有重要意义。2.2.解题关键：解题关键：(1)(1)明确细胞分化的因果关系；明确细胞分化的因果关系；(2)(2)明确细胞分化、衰老、凋亡都有利于个体生长发育。明确细胞分化、衰老、凋亡都有利于个体生长发育。D【变式训练【变式训练】关于细胞分化、衰老、凋亡和癌变关于细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述中，错误的是的叙述中，错误的是( )( )A.A.癌变是正常细胞发生基因突变的结果癌变是正常细胞发生基因突变的结果B.B.个体发育过程中细胞衰老对于生物体是有害的个体发育过程中细胞衰老对于生物体是有害的C.C.细胞分化将造成不同细胞间蛋白质种类的差异细胞分化将造成不同细胞间蛋白质种类的差

19、异D.D.细胞凋亡对生物的个体发育、机体稳态的维持细胞凋亡对生物的个体发育、机体稳态的维持等有着重要作用等有着重要作用B【变式备选【变式备选】下列关于细胞增殖、分化、衰老和凋亡下列关于细胞增殖、分化、衰老和凋亡的叙述中，不合理的是的叙述中，不合理的是( )( )A.A.细胞的衰老导致个体的衰老，但细胞衰老不等同于细胞的衰老导致个体的衰老，但细胞衰老不等同于机体的衰老机体的衰老B.B.体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制C.C.细胞全能性的实现与分化无关细胞全能性的实现与分化无关D.D.被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡完成的被病原体感染的细胞的清除是通过细胞

20、凋亡完成的C对照实验的设置及结果分析对照实验的设置及结果分析抑制细胞凋亡的抑制细胞凋亡的方法方法【案例【案例】(2011(2011福建高考改编福建高考改编) )机体的免疫系统对核辐射损伤很敏机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18(IL-18(IL-18)18)能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。某科研小组能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。某科研小组开展了开展了“IL-18IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究，的研究，方法

21、如下：方法如下：选取若干实验小鼠，随机分成三组：选取若干实验小鼠，随机分成三组：组无辐射损伤；组无辐射损伤；组辐射损组辐射损伤伤( (6060CoCo照射，下同照射，下同) )；组先辐射损伤，组先辐射损伤，1 1天后注射天后注射IL-18IL-18，1414天后分天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了0 h0 h、12 h12 h、24 h24 h、48 h48 h后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相对值如下表：对值如下表：组别组别 处理方法处理方法 0 h0 h 12 h12 h 24 h24 h 48

22、h48 h 无辐射损伤无辐射损伤 0.0460.046 0.0560.056 0.0480.048 0.0380.038 辐射损伤辐射损伤 0.4600.460 0.4200.420 0.5300.530 0.5200.520 辐射损伤辐射损伤+ +IL-18IL-18 0.2390.239 0.2650.265 0.2790.279 0.2690.269 (1)(1)细胞凋亡是由遗传机制决定的细胞凋亡是由遗传机制决定的_死亡。从表中数据可死亡。从表中数据可知，细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的脾细胞数目越知，细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的脾细胞数目越_;_;从从_(_(组别组别) )两组

23、数据可知，两组数据可知，IL-18IL-18能够抑制脾能够抑制脾细胞凋亡。细胞凋亡。(2)(2)科研小组还设置了第科研小组还设置了第组实验，方法是先注射组实验，方法是先注射IL-18IL-18，3 3天天后进行辐射损伤，后进行辐射损伤，1414天后的实验操作同前三组。与第天后的实验操作同前三组。与第组相比，组相比，设置第设置第组的目的是组的目的是_。【命题人透析【命题人透析】(1)“(1)“细胞凋亡相对值细胞凋亡相对值”是归纳结论的依据是归纳结论的依据“细胞凋亡相对值细胞凋亡相对值”是指细胞凋亡的数量与细胞总数的比值。因此是指细胞凋亡的数量与细胞总数的比值。因此细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡

24、的细胞数目越少。细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的细胞数目越少。(2)(2)对照实验组及实验结论的确立对照实验组及实验结论的确立各组对照实验遵循单一变量原则，只有一个变量，该实验中有如下各组对照实验遵循单一变量原则，只有一个变量，该实验中有如下对照实验：对照实验：对照实验对照实验 自变量自变量 实验结论或探究问题实验结论或探究问题 是否有辐射损伤是否有辐射损伤 核辐射会诱导脾细胞凋核辐射会诱导脾细胞凋亡亡 IL-18IL-18的的“有、无有、无” IL-18IL-18能够抑制核辐射诱能够抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡导的脾细胞凋亡 辐射前后注射辐射前后注射IL-18IL-18 辐射前后注射辐射前后

25、注射IL-18IL-18，对，对抑制核辐射诱导的脾细抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡的影响胞凋亡的影响 【标准答案【标准答案】(1)(1)编程性编程性( (程序性程序性) ) 少少 (2)(2)比较核辐射前后注射比较核辐射前后注射IL-18IL-18对抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡对抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡的影响的影响 【阅卷人点评【阅卷人点评】得分要点得分要点(1)(1)必须体现必须体现“编程性编程性”或或“程序性程序性”；必须是；必须是“少少”；必须；必须是是“”。(2)(2)必须体现必须体现“核辐射前后注射核辐射前后注射IL-18”IL-18”造成的影响。造成的影响。失分案例失分案例(1)(1)错答成错答成“无损伤性无损伤性”；“多多”；“”。(2)(2)错答成错答成“对照实验对照实验”。