PAGE10-其次節細胞分化、蒼老和凋亡學習目標核心素養1.說明在個體發育過程中，細胞在形態、結構和功能方面發生特異性的分化，形成了困難的多細胞生物體。1.結合詳細實例，說明細胞分化的現象；從物質和結構兩方面分析細胞蒼老的特征；結合個體發育中器官的形成，說明細胞凋亡現象。并相識到這三種生命現象都是生物體在個體發育中所進行的正常的生命現象，對于生物體的生命活動具有主動的意義。2.描述在正常狀況下，細胞蒼老和死亡是一種自然的生理過程。2.通過視察胡蘿卜的組織培育，體會細胞的全能性，并說明其在生產實踐中的應用。一、細胞分化和細胞的全能性1．細胞分化(1)概念eq\a\vs4\al(一個或一種,細胞經細胞分,裂產生的細胞)eq\o(→,\s\up15(（細胞分化）))eq\a\vs4\al(不同的,細胞類型)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(形態結構,生理功能))eq\a\vs4\al(上發生穩定性,的差異)(2)實例：造血干細胞的分化造血干細胞eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(紅細胞,血小板,多種白細胞))(3)時期發生在生物體的整個生命進程中。(4)實質：基因選擇性表達的結果。(5)結果在個體發育過程中，有序的細胞分化能夠增加細胞的類型，進而構成生物體的組織和器官，執行不同的生理功能。2．細胞的全能性(1)細胞的全能性：已經分化的細胞仍舊具有發育成完整個體的潛能。(2)植物組織培育①原理：植物細胞的全能性。②基本過程：離體植物組織或細胞→愈傷組織→試管苗→新植株。(3)應用①將離體的植物組織或細胞(如植物的花藥、根尖、莖尖、幼胚等)培育成正常植株的技術。②在較短時間內繁殖大量的苗木，產生較好的經濟價值。二、細胞的蒼老和凋亡1．細胞蒼老(1)含義細胞蒼老的過程是一系列困難的生理生化反應過程，最終反映在細胞的形態結構和生理功能上發生變更。(2)主要特征2．細胞凋亡(1)概念①確定因素：基因。②過程：細胞自行結束生命。③機制：遺傳機制確定的程序性調控。④別名：細胞程序性死亡。(2)實例①蝌蚪：變態發育過程中尾的消逝。②女性：月經期子宮內膜的脫落。③雞：胚胎發育時蹼狀物凋亡。3．細胞壞死(1)機理是極端的物理、化學因素或受到嚴峻的病理性刺激引起的細胞損傷和死亡。(2)與細胞凋亡的區分細胞壞死時，其內容物釋放到細胞外，對四周細胞產生損害，引發炎癥反應；而細胞凋亡不會引發炎癥反應。1．將紫色糯性玉米種子培育出植株，體現了植物細胞的全能性。()2．體現細胞的全能性以產生個體為標記，若無個體產生，則不能體現細胞的全能性。()3．細胞凋亡是由基因調控的，細胞壞死是由外界因素引起的。()4．細胞凋亡對生物個體有害。()5．細胞分化導致細胞中的遺傳物質發生變更。()6．對于多細胞生物來說，體內總有一部分細胞處于蒼老或走向死亡。()[答案]1.×提示：種子中的胚是植物的幼體，由種子長成植株，不能體現細胞的全能性。2．√3.√4．×提示：細胞凋亡是正常的生命現象，對生物個體有利。5．×提示：細胞分化不會導致細胞中的遺傳物質發生變更。6．√細胞分化和細胞全能性[問題探究]在我們體內，紅細胞的壽命為120d左右，白細胞的壽命為5～7d。這些血細胞都是失去分裂實力的細胞。白血病患者的血液中出現大量的異樣白細胞，而正常的血細胞明顯削減。通過骨髓移植可以有效地治療白血病。1．為什么健康人的血細胞數量不會隨著血細胞的死亡而削減？提示：健康人會不斷產生新的血細胞，補充到血液中去。2．骨髓與血細胞的形成有什么關系？提示：骨髓中造血干細胞能夠通過增殖和分化，不斷產生不同種類的血細胞。[講解歸納]1．細胞分化的理解(1)過程①概念圖②模式圖(2)基礎：各種細胞具有完全相同的遺傳物質，即攜帶有本物種的全部遺傳信息。(3)實質：不同的細胞中遺傳信息的執行狀況不同，限制合成的蛋白質也不同(或基因的選擇性表達)。如圖所示：(4)特點歸納①長久性：細胞分化貫穿于生物體整個生命進程中。②穩定性和不行逆性：一般來說，分化了的細胞將始終保持分化后的狀態，直到死亡。③普遍性：生物界中普遍存在，是生物個體發育的基礎。④不變性：分化后的細胞內的遺傳物質并未發生變更。2．細胞分裂和細胞分化(1)區分比較項目細胞分裂細胞分化時間從受精卵起先發生在整個生命進程中緣由細胞增殖的須要基因的選擇性表達結果細胞數目增多，生成相同的細胞細胞種類增多。生成不同的細胞，形成組織和器官意義①多細胞生物個體形成以及生長發育的須要；②單細胞生物形成新個體的須要；③保持了親代和子代之間遺傳性狀的穩定性①是生物個體發育的基礎；②使多細胞生物體中的細胞趨向特地化，有利于提高各種生理功能的效率(2)聯系①細胞分裂是細胞分化的基礎，細胞的分裂與分化往往是相伴相隨的。②隨著細胞分化程度的增大，細胞的分裂實力漸漸下降。3．細胞分化和細胞的全能性的比較細胞分化細胞的全能性緣由細胞內基因選擇性表達含有本物種全套遺傳物質特點①長久性②穩定性和不行逆性：一般來說，分化了的細胞將始終保持分化后的狀態，直到死亡③普遍性：在生物界中普遍存在①高度分化的植物體細胞具有全能性②動物已分化的體細胞全能性受限制，但細胞核仍具有全能性結果形成形態、結構、功能不同的細胞群形成新的個體大小比較細胞分化程度有凹凸之分，如體細胞＞生殖細胞＞受精卵細胞全能性表達的難易程度不同，如受精卵＞生殖細胞＞體細胞聯系①兩者的遺傳物質都不發生變更②已分化的細胞仍舊保持全能性③一般狀況下，分化程度越高，全能性相對越低特殊提示：細胞分化與細胞全能性易錯辨析1．多細胞生物的個體發育離不開細胞的分化，但細胞分化后的不同細胞中核DNA相同，蛋白質一般不同。細胞分化過程中，變更的是細胞的形態、結構、功能，不變的是細胞內的遺傳物質。2．細胞分化不變更細胞數目，卻導致細胞種類增多。3．細胞全能性的體現以產生個體為標記，若無個體產生，不能體現全能性。4．細胞全能性表達的條件是離體、肯定的養分物質和相宜的環境條件等。1．如圖表示人體骨髓造血干細胞的生命歷程，下列相關敘述錯誤的是()A．a過程表示細胞生長，該過程中細胞與外界環境進行物質交換的效率提高B．b過程是細胞增殖，該過程是c過程的基礎C．c過程是細胞分化，該過程中基因進行了選擇性表達D．三種血細胞一般不會再變成細胞③或④A[a過程引起細胞體積增大，所以為細胞生長，細胞體積變大后細胞表面積與體積的比值變小，所以細胞與外界環境進行物質交換的效率降低，A錯誤。b、c過程分別是細胞增殖與細胞分化，細胞增殖是細胞分化的基礎，細胞分化是基因選擇性表達的結果，B、C正確。細胞分化一般是不行逆的，所以三種血細胞一般不會再變成細胞③或④，D正確。]2．下列發生了細胞分化且能體現體細胞全能性的生物學過程是()A．玉米種子萌發長成新植株B．小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞C．小麥花粉經離體培育發育成單倍體植株D．胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培育發育成新植株D[細胞全能性是指已經分化的細胞，仍舊具有發育成完整新個體的潛能。選項A所述內容是玉米的胚后發育過程；全能性表達的結果是得到完整新個體；由于題干中要求體現的是“體細胞全能性”，花粉屬于生殖細胞；胡蘿卜根韌皮部細胞是已分化的細胞，經組織培育后得到了完整的新植株，故D正確。]細胞的蒼老和凋亡[問題探究]分析數據人體不同細胞的壽命和分裂實力不同(見下表)。請分析表中有關數據。細胞種類小腸上皮細胞平滑肌細胞(分布于內臟器官)心肌細胞神經細胞白細胞壽命1～2d很長很長很長5～7d能否分裂能能不能絕大多數不能不能1.細胞的壽命與分裂實力之間有對應關系嗎？比如壽命短的細胞是否肯定能分裂？提示：細胞的壽命與分裂實力無關。壽命短的細胞不肯定能分裂，如白細胞。2．細胞的壽命和分裂實力與它們擔當的功能有關系嗎？提示：有關系。3．依據以上分析，請推想皮膚表皮細胞的壽命和分裂實力。提示：學生可進行各種推想。皮膚表皮細胞的壽命約為10d，生發層細胞分裂實力強。[講解歸納]1．對細胞蒼老的理解通過以上圖示更能說明組成→結構→功能的關系。蒼老細胞的結構行使正常功能的實力降低。從分子水平上看，有用的功能分子含量降低，而色素或有害分子出現并增加。2．細胞凋亡的意義eq\x(有利于清除)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①無用細胞，如蝌蚪變成青蛙時，尾,細胞的退化,②發育不正常的細胞,③有害細胞，如病毒感染的細胞,④蒼老細胞，如人的成熟紅細胞,120天后自然死亡))綜上可以看出，細胞凋亡是一個主動的、利于個體生存的過程，細胞壞死是一個被動的、對于個體生存有害的過程。3．細胞凋亡與細胞壞死細胞凋亡細胞壞死性質生理性過程，為正常死亡的過程病理性過程實質主要由與凋亡相關的基因引起和基因無關現象細胞分為多個凋亡小體胞漿外溢與四周的細胞脫離；染色質濃縮并凝集在細胞核的周邊，細胞質也發生濃縮染色質不規則地濃縮，線粒體、細胞核、內質網腫脹細胞核裂解，細胞膜內陷細胞膜破壞結果被四周細胞或特地的巨噬細胞吞噬引起炎癥1．關于細胞蒼老的說法中，正確的是()A．對于單細胞生物而言，細胞蒼老過程等于個體蒼老過程B．對于多細胞生物而言，個體蒼老過程中組成機體的細胞都處于蒼老狀態C．細胞會隨著分裂次數的增加而更旺盛D．年幼的個體處于生長發育階段，幾乎沒有細胞的蒼老A[多細胞生物體內的細胞總是處于不斷更新的過程中，在生長發育階段中，總有一部分細胞處于蒼老或走向死亡；總體看，個體蒼老的過程事實上是組成個體的細胞普遍蒼老的過程，但并不等于組成機體的細胞全部處于蒼老狀態。細胞會隨著分裂次數增加而蒼老。]2．細胞凋亡又稱細胞程序性死亡，其大致過程如圖所示。下列有關敘述不正確的是()A．細胞凋亡是細胞在特定條件下的被動死亡過程B．細胞凋亡過程中以小泡形式形成凋亡小體，須要消耗能量C．細胞凋亡發生過程中，細胞內容物不釋放出來D．吞噬細胞吞噬凋亡小體與溶酶體釋放的水解酶親密相關A[細胞凋亡是由基因確定的細胞自行結束生命的過程；依圖示可知，細胞凋亡過程中細胞崩潰，分解成多個凋亡小體，被小泡包袱，使細胞內容物不釋放出來，然后被吞噬細胞吞噬，這一過程須要消耗能量。吞噬細胞中含有大量的溶酶體，能釋放出水解酶消化凋亡小體。]eq\a\vs4\al()(1)細胞凋亡過程中細胞皺縮和吞噬細胞吞噬凋亡小體體現了細胞膜的什么特點？提示：細胞膜具有肯定的流淌性。(2)細胞凋亡過程是基因的選擇性表達嗎？提示：是。[課堂小結]知識網絡構建核心語句歸納1.細胞分化的實質是基因的選擇性表達。2.細胞的分化程度越高，細胞全能性相對越低。3.植物細胞具有全能性，動物細胞的細胞核具有全能性。4.實現細胞全能性的條件：離體、肯定的養分物質、激素和相宜的溫度、pH等。5.蒼老的細胞內水分削減、酶活性降低、呼吸速率減慢、色素積累和膜通透性變更。6.細胞凋亡是由基因調控的細胞自動結束生命的過程。7.細胞的蒼老性死亡、免疫細胞裂解靶細胞、蝌蚪尾部的消逝等都屬于細胞凋亡。8.細胞凋亡屬于正常性死亡，細胞壞死是指由于外傷等的非正常死亡。1．下列有關細胞分化的敘述，正確的是()A．是一種臨時性的變更，在胚胎時期達到最大限度B．人的胰島細胞產生胰島素，不產生血紅蛋白，是因為胰島細胞中無血紅蛋白基因C．是一種長久性的變更，其穩定性差異是不行逆轉的D．細胞分化過程中遺傳物質發生了變更C[細胞分化不是臨時性的變更，而是一種長久性的變更，且具有不行逆性。細胞分化過程中，遺傳物質沒有發生變更，因此，人的胰島細胞中也含有血紅蛋白基因，只是血紅蛋白基因不表達，不能產生血紅蛋白。]2．對于細胞全能性的理解正確的是()A．從理論上講，生物體的每一個細胞都具有全能性B．未脫離植株的幼葉，在適當的狀況下能表現出全能性C．在個體發育的不同時期，由于細胞內基因發生變更，導致細胞不能表現出全能性D．脫離了植株的芽，肯定能表現出全能性A[從理論上講，生物體的每一個細胞都具有本物種的全套遺傳信息，所以具有發育成一個完整個體的潛能，應當具有全能性；植物細胞全能性表現的條件是：在離體的狀況下，在肯定濃度的養分物質、激素和其他相宜的外界條件下，細胞才能表現其全能性；細胞內基因發生變更，并不影響細胞全能性的表達。]3．下列對人體細胞生命歷程的描述，正確的是()A．細胞生長：細胞體積增大，核糖體數量增加，染色體復制加快B．細胞分化：細胞形態變更，遺傳物質發生變異，功能趨向特地化C．細胞蒼老：細胞核體積變小，細胞膜通透性增大，色素積累增多D．細胞凋亡：特定基因表達，合成新的蛋白質，細胞自動結束生命D[細胞生長時染色體不復制，A項錯誤；細胞分化時遺傳物質不會發生變異，B項錯誤；細胞蒼老過程中細胞核體積變大，細胞膜通透性變更，C項錯誤；細胞凋亡是細胞自動死亡的過程，與細胞凋亡有關的基因表達，合成相關的蛋白質，促使細胞凋亡，D項正確。]4．如圖為細胞重要的生命活動圖解。請據圖回答下面的問題：(1)A、B、C、D中，染色體結構動態變更主要發生在________過程中。(2)細胞增殖的主要方式是________。(3)細胞分化是個體發育的基礎，就一個個體來說，乳腺細胞與心肌細胞的遺傳信息________，但形態、結構和功能卻________，這是因為________________。(4)隨著年齡的增長，一根根青絲變成了白發；額角也慢慢爬滿皺紋，這與________有關。(5)細胞的凋亡由于受到嚴格的遺傳機制確定的程序性調控，所以也稱為______________。當HIV病毒侵入機體的淋巴細胞后，會使淋巴細胞大量死亡，淋巴細胞大量死亡是否屬于細胞凋亡？______