高考一轮复习第13讲 细胞的分化、衰老、死亡课件PPT
展开考点一 细胞的分化与细胞的全能性
1.细胞分化(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 上发生稳定性差异的过程。
(2)特点①普遍性: 生物普遍具有。②持久性:贯穿于生物体整个 中。③稳定性:分化的细胞将一直保持 ,直到死亡。④不可逆性:一般来说,细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞, 不能反向进行。
(3)分化细胞表达的基因①管家基因:在 细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞 基本生命活动所必需的,如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。②奢侈基因:只在某类细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、胰岛素基 因。(4)意义 (5)实质:细胞中 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.干细胞的概念:动物和人体内仍保留着少数具有 能力的细 胞,这些细胞叫作干细胞。
1.同一人体内的上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等都源自早 期胚胎中一群彼此相似的细胞。(必修1 P118思考·讨论) ( )2.肌细胞与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。(必修1 P119正文) ( )3.细胞分化普遍发生在单细胞生物和多细胞生物个体中。(必修1 P119正文) ( )4.非洲爪蟾肠上皮细胞核移植实验证明了动物体细胞具有全能性。(必修1 P 120思考·讨论) ( )
5.利用植物组织培养技术快速繁殖花卉、蔬菜的原理是植物体细胞的全能 性。(必修1 P121正文) ( ) 6.脐带血中含有大量的干细胞,可以培养并分化成人体的各种血细胞。(必修 1 P121正文) ( )
1.(必修1 P119正文拓展)一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直 至死亡。在什么条件下,这些分化的细胞不再保持分化后的状态呢? 。
体人工培养条件下,高度分化的细胞能够脱分化恢复分裂和分化能力
2.(必修1 P122拓展应用2拓展)利用干细胞的分离和体外培养在体外培育出 组织和器官,并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗,将干细胞体 外培育出组织和器官的过程 (填“是”或“否”)体现了体细胞的全 能性,理由是 。
细胞全能性是指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,将干细胞体外培育出组织和器官不能
1.细胞分化的实质(如图所示) 在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的执行情况不同,即基因的选 择性表达。
2.细胞分化的两个关键点(1)细胞分化的标志①分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等。②细胞水平:形成不同种类的细胞。(2)细胞分化的“改变”与“不变”①不变:DNA、细胞的数目,tRNA、rRNA的种类。②改变:mRNA、蛋白质的种类,细胞的形态、结构和功能。
3.细胞分化与全能性的比较
考向一 围绕细胞分化的理解与分析,考查生命观念1.(不定项选择)(2020山东济宁线上检测)研究表明myD基因在黄颡鱼雌雄成 体的心、脑、肌肉等不同组织中均有表达,在肌肉组织中表达量最高。下列 叙述正确的是 ( )A.myD基因在肌肉组织中表达量最高,不能说明肌肉细胞的分化程度最高B.心、脑、肌肉细胞中DNA和RNA相同,但蛋白质种类不一定相同C.myD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同,可能导致雌雄个体出现性状差异D.通过检测组织细胞的myD基因和呼吸酶基因是否表达,可确定细胞是否分化
解析 细胞分化的实质是基因的选择性表达,myD基因在肌肉组织中 表达量最高,不能说明肌肉细胞分化程度最高,A正确;心、脑、肌肉细胞中 DNA相同,但是RNA和蛋白质种类是不完全相同的,B错误;myD基因在雌雄 黄颡鱼肌肉中表达量不同,可能导致雌雄个体出现性状差异,C正确;所有细胞 中呼吸酶基因都表达,因此不能通过检测组织细胞的呼吸酶基因是否表达,来 确定细胞是否分化,D错误。
2.(2020山东济南章丘四中3月模拟)如表数据是人体部分器官或细胞中所表 达基因的估计数,有关叙述中不科学的是 ( )
A.人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达的结果B.血细胞所表达的基因数目最多说明其遗传物质相对含量较高C.人体各器官基因表达数目有差异,说明细胞中所含蛋白质有差异D.不同功能的细胞表达的基因不完全相同,这是与其不同功能相适应的
答案 B 人体内的细胞均是由一个受精卵经增殖分化而形成的,所以不同 细胞内的遗传物质相同,血细胞所表达的基因数目最多,这是与细胞的功能相 适应的,B错误。
题后悟道·方法“四看”法判断细胞分化
考向二 围绕对细胞全能性与干细胞的理解与分析,考查生命观念3.(2021黑龙江牡丹江一中高三月考)下列关于细胞全能性的理解,正确的是 ( )A.从理论上讲,生物体的每一个具有完整细胞核的细胞都具有全能性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,由于细胞内的基因发生变化,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 未脱离植株的幼叶,不能表现出全能性,B错误;在个体发育的不同 时期,细胞内基因选择性表达,导致细胞不能表现出全能性,C错误;脱离了植 株的芽,要表现出全能性,还需要一定的营养、植物激素等条件,D错误。
4.(不定项选择)(2021江西名校高三联考)2019年,武汉同济医院首次使用了由 人的干细胞体外定向分化获得的功能细胞来治疗半月板损伤。在充分知情 的情况下,受试者接受了膝骨关节腔内的干细胞注射。下列有关叙述,正确的 是 ( )A.干细胞是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的未分化细胞群体B.在体内,细胞分化一般是稳定的,而且是不可逆的过程C.体外诱导干细胞分化的过程与基因的选择性表达有关D.用自体干细胞移植法治疗半月板损伤可避免机体发生免疫排斥反应
解析 骨髓中的造血干细胞是分化了的细胞,但分化程度低,分化能力 强,A错误。
题后悟道·方法“三看”法确认细胞“全能性”
考点二 细胞的衰老、死亡
1.细胞衰老(1)细胞衰老的过程是细胞的 的过程, 最终表现为 。
生理状态和化学反应发生复杂变化
细胞的形态、结构和功能发生变化
(2)细胞衰老的特征①代谢的变化 ②细胞核的变化:体积 、核膜内折,染色质 、染色加深。
(3)细胞衰老的原因①自由基学说:细胞代谢中产生的自由基会攻击 、 和 等,致使细胞衰老。②端粒学说: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 损伤,使细胞逐渐衰老。(4)个体衰老与细胞衰老的关系
正常基因的DNA序列
2.细胞的凋亡(1)概念:由 所决定的细胞自动结束生命的过程,是一种 死亡。
3.细胞坏死的概念:指在种种 影响下,如极端的物理、化学因素 或严重的病理性刺激的情况下,由细胞正常代谢活动 引起的 细胞损伤和死亡。
1.老年人体内有幼嫩的细胞,年轻人体内没有衰老的细胞。(必修1 P123问题 探讨) ( )2.衰老细胞内染色质收缩、染色加深,这样会影响DNA复制和转录。(必修1 P123正文) ( )3.对单细胞生物来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。(必修1 P1 24正文) ( )
4.正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。(必修1 P125正文) ( ) 5.细胞凋亡受基因调控,不利于个体生长发育。(必修1 P126正文) ( )6.蝌蚪尾的消失、被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。(必修1 P126 正文) ( )
1.(必修1 P123正文拓展)细胞衰老过程中细胞代谢会减慢,原因有 。
少,多种酶活性降低,细胞膜通透性改变,染色质收缩等
2.(必修1 P127思维训练拓展)有人认为“细胞寿命与细胞分裂能力之间有明 显对应关系——寿命越短的细胞,其分裂能力一定越强”,你认为题表数据是 否支持上述观点?请分析说明。提示:不支持。表中数据显示,细胞的寿命与分裂能力无明显对应关系。寿命 短的细胞不一定能分裂(如白细胞),寿命长的细胞可能能分裂(如平滑肌细胞)。
1.细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较
2.细胞各生命历程间的内在关系
考向一 围绕细胞衰老的特征与原因,考查生命观念与社会责任1.(2020重庆一中高二月考)下列关于细胞衰老的说法,正确的是 ( )A.衰老的细胞中黑色素含量增加,妨碍细胞内物质的交流和传递B.衰老细胞内的酶活性均下降C.衰老细胞体积变大,细胞核体积变小,物质运输效率低,代谢慢D.自由基学说认为,辐射会刺激细胞产生自由基攻击蛋白质和磷脂,使细胞衰 老
解析 衰老细胞中酪氨酸酶的活性降低,黑色素合成减少,A错误;衰老细 胞内多种酶的活性降低,而非所有酶的活性均下降,B错误;衰老细胞体积变 小,细胞核体积变大,物质运输效率低,代谢慢,C错误;自由基学说认为,辐射会 刺激细胞产生自由基攻击蛋白质和磷脂等,导致细胞衰老,D正确。
2.(2020山东枣庄期末)端粒是真核细胞染色体末端的一段DNA—蛋白质复合 体,在新细胞中,细胞每分裂一次,端粒就缩短一小段,缩短到一定程度,细胞停 止分裂。端粒酶是细胞中负责端粒延长的一种由蛋白质和RNA构成的核糖 核蛋白体,可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使得细胞分裂的次数增 加。下列分析错误的是 ( )A.端粒、端粒酶、核糖体的完全水解产物中均有糖类B.组成端粒、端粒酶、T2噬菌体的化合物相同C.端粒缩短可能是细胞衰老的原因之一D.在癌细胞等肿瘤细胞中端粒酶的活性可能较高
解析 端粒、端粒酶、核糖体完全水解的产物中都有糖类,依次是脱氧 核糖、核糖、核糖,A正确;组成T2噬菌体和端粒的化合物是蛋白质和DNA, 组成端粒酶的化合物是蛋白质和RNA,B错误;随着细胞分裂次数的增加,端粒 会逐渐缩短,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,使细胞活动渐趋 异常,因此,端粒缩短可能是细胞衰老的原因之一,C正确;癌细胞具有无限增 殖的能力,端粒酶能让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使得细胞分裂的次数 增加,因此癌细胞等肿瘤细胞中端粒酶的活性可能较高,D正确。
考向二 围绕细胞的死亡,考查生命观念与社会责任3.(不定项选择)下列关于细胞凋亡的叙述,正确的是 ( )A.一般情况下,细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控B.细胞凋亡是在不利因素影响下,由细胞正常代谢受损或中断引起的C.脊椎动物神经系统在发育过程中约有50%的细胞凋亡,说明细胞凋亡对多 细胞生物体完成正常发育起着非常关键的作用D.白细胞凋亡的速率比红细胞快,说明细胞凋亡的速率与细胞的功能有关
解析 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命活动的过程。在 不利因素影响下,由细胞正常代谢受损或中断引起的细胞损伤和死亡是细胞 坏死,B错误。
4.(2020山东青岛黄岛一模)研究表明,决定细胞“命运”的内因是基因的选 择性表达,而外因则取决于细胞对细胞外信号的特异性组合所进行的程序性 反应。图为部分信号决定细胞“命运”的示意图,图中字母分别代表不同的 胞外信号,则下列有关细胞外信号的说法正确的是 ( )
A.只要有胞外信号D和E,细胞就一定会进行分裂B.只有细胞外信号F和G能诱导细胞内的基因选择性表达C.对于癌细胞而言,细胞外信号A~E可能会持续起作用D.由于细胞凋亡无胞外信号作用,可证明细胞凋亡与基因无关
答案 C 由题图可知,胞外信号A、B、C是细胞存活的前提,只有胞外信号 D、E 时,细胞不能存活,也就不会进行分裂,A错误; 细胞分裂和分化都需要合 成特定的蛋白质,即两过程都存在基因进行选择性表达的过程,据图可知细胞 外信号F和G、D和E分别是细胞分化和分裂所必需的信号,都能诱导细胞内 的基因选择性表达,B错误;细胞凋亡又称程序性死亡,受细胞中遗传物质的控 制,无胞外信号不能证明细胞凋亡与基因无关,D错误。
1.(2020海南单科,6,2)下列关于人体造血干细胞的叙述,错误的是 ( )A.造血干细胞比胚胎干细胞的分化程度高B.造血干细胞分化产生的B细胞在胸腺中发育成熟C.造血干细胞可不断增殖和分化,捐献造血干细胞不影响人体健康D.造血干细胞移植是治疗白血病的有效手段
解析 造血干细胞可以分化成红细胞、白细胞和血小板,胚胎干细胞可 以分化为任何一种组织细胞,所以造血干细胞分化程度更高,A正确;造血干细 胞分化产生的T细胞在胸腺中发育成熟,B细胞在骨髓中成熟,B错误;骨髓中 的造血干细胞可不断增殖和分化,捐献后可以由分裂得到补充,所以捐献造血 干细胞不影响人体健康,C正确;造血干细胞移植可以取代白血病患者病变的 造血干细胞,是治疗白血病的有效手段,D正确。
2.(2020海南单科,11,3分)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
解析 细胞分裂可增加细胞数量,细胞分化可增加细胞种类,但不增加细 胞数目,A错误;细胞分化发生在个体发育的各个时期,是生物个体发育的基 础,B错误;细胞衰老时,细胞膜的通透性改变,使物质运输功能下降,C错误;细 胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成,又有蛋白质的水解,如清除被病原体感染 的细胞时,需要合成凋亡相关的酶,也需要水解被感染细胞中的各种蛋白质,D 正确。
3.(2020江苏单科,4,2分)下列关于细胞生命活动的叙述,正确的是 ( )A.高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖B.癌变细胞内发生变异的基因都不再表达C.正常组织细胞在体外长时间培养,一般会走向衰老D.凋亡细胞内有活跃的基因表达,主动引导走向坏死
解析 高度分化的细胞在形态、结构、功能上发生了特化,分裂能力低, 但有一些高度分化的细胞仍然具有分裂能力,A错误;细胞的原癌基因和抑癌 基因发生突变后,会导致细胞癌变,癌变细胞的突变基因能表达出一些特殊的 蛋白质,B错误;正常组织细胞在体外长时间培养不会无限增殖,分裂一定次数 后细胞一般会走向衰老,C正确;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命 的过程,在凋亡细胞中凋亡基因表达活跃,是自然的生理过程,而细胞坏死是 在种种不利因素的影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤 和死亡,D错误。
4.(2019课标全国Ⅰ,1,6分)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
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