【备战2023高考】生物总复习——专题13《细胞的分化、衰老和死亡》课件(新教材新高考)
展开1.最新考纲(1)细胞的分化Ⅱ(2)细胞的全能性Ⅱ(3)细胞的衰老和凋亡以及人体健康的关系Ⅱ(4)癌细胞的主要特征及防治Ⅱ2.最近考情2022·广东卷(11)、2022.6·折江卷(4)、2022.1·浙江卷(1)、2022·湖南卷(5)、2022·湖南卷(7)、2022·山东卷(1)、2021·河北卷(5)、2021·广东卷(4)、2019·天津卷(3)、2019·全国卷Ⅰ(1)
1.生命观念——结构与功能观:细胞的结构变化与细胞分化、衰老和死亡的关系,理解细胞是一个统一整体的生物学观点2.科学思维——分类与比较:比较细胞的分化、衰老、凋亡和坏死的本质区别3.社会责任——分析细胞衰老、分化、凋亡和死亡的特点,关爱生命,倡导健康的生活方式
考点1 细胞分化及其意义
1、概念 在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2、实质 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,即基因的选择性表达。
合成血红蛋白(不合成肌动蛋白)
合成肌动蛋白(不合成血红蛋白)
为什么来源于同一个体的两种细胞形态、结构、功能有所不同,二遗传物质相同? 从起源上看,这两种细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂增殖而来的,根据有丝分裂的特征,染色体经复制后平均分配到两个子细胞中,所以,二者的遗传信息一样。 从发育过程上看,这两种细胞在不同时间和空间,其遗传信息的表达情况不同,于是就产生了不同的蛋白质,行使不同的功能。
3、管家基因与奢侈基因 ①管家基因 所有细胞均表达的一类基因,其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。 ②奢侈基因 不同类型细胞特异性表达的一类基因,其表达产物赋予不同细胞特异性的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因等。
4、特点 (1)持久性 细胞分化是一种持久性的变化,一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。 (2)普遍性 细胞分化是生物界普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。 (3)遗传物质不变性 在细胞分化过程中,遗传物质不会发生改变。 不可逆性,稳定性
5、意义 细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
【归纳总结】细胞分化与细胞分裂的区别与联系 细胞分化是细胞种类增多(细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异),发生在整个生命进程中,生物体正常生长发育的基础。 细胞分裂是细胞数目增多,从受精卵开始,有些部位的细胞终生保持分裂能力,有的细胞发育到一定时期停止分裂;保持了亲代和子代之间遗传的稳定性。 细胞的分裂是细胞分化的基础。细胞的分裂与分化往往是相伴随的,随着细胞分化程度的增进,细胞的分裂能力逐渐下降。
研究发现,来自于胎盘的称为Cdk2的细胞能够在心脏病发作时再生形成健康心脏细胞。Cdk2细胞中除含有胚胎干细胞中所有的蛋白质外,还含有其他的蛋白质,使得这种细胞直接迁移到受损的部位进行修复。下列有关叙述错误的是( )A.Cdk2细胞再生形成的健康心脏细胞中核DNA分子发生改变B.Cdk2细胞迁移到受损的部位时不发生体内细胞的程序性死亡C.Cdk2细胞再生形成健康的心脏细胞时发生着ATP与ADP的转化D.Cdk2细胞与干细胞形态、结构和功能不同的根本原因是遗传信息表达不同
考点2 细胞的全能性
1、概念 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。 (1)高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。例如:离体的胡萝卜韧皮组织,在含有植物激素、无机盐、糖类等物质的培养基中,可以培养发育成完整植株。 (2)已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性 例如:用非洲爪蟾的蝌蚪的肠上皮细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中,结果获得了新的个体。 我国科学家于2017年获得了世界上首批体细胞的克隆猴“中中”和“华华”。
2、细胞全能性的原因 (1)原因 已分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的全部基因。 (2)理解 体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的,一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体,携带有相同的DNA分子。
细胞分化与细胞全能性的关系
细胞的分化程度越高,具有的全能性越小
全能性的大小:受精卵>生殖细胞>体细胞
分化程度:体细胞>生殖细胞>受精卵
3、干细胞(1)概念 动物和人体内保留着极少数具有分裂和分化能力的细胞。(2)举例 人的骨髓中有许多造血干细胞能通过增殖和分化,不断产生红细胞、白细胞和血小板。 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。目前,脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病。
全能干细胞
将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中,形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪,而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是( )A.肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制B.“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性C.“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化D.细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因 答案 B
考点3 细胞的全能性
1、细胞衰老的主要特征(1)细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小。(2)细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。(3)细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。(4)细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深。(5)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
2、人体衰老的主要表现及原因分析
3、细胞衰老的原因(1)自由基学说①自由基:通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。②内容:自由基产生后会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,导致细胞衰老。(2)端粒学说:①端粒:每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,称为端粒。②内容:细胞每分裂一次端粒DNA序列会缩短一截,在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,结果使细胞活动渐趋异常。
4、细胞衰老与个体衰老的关系(1)单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。(2)多细胞生物①从细胞水平上讲,生物体内的细胞总是不断更新着,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。②从总体水平上讲,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。【思考】细胞衰老对个体的影响(1)正常的细胞衰老对机体是有利的。(2)众多细胞及组织的衰老,就会引起人的衰老。
考点4 细胞的死亡
细胞死亡包括凋亡和坏死等方式,期中凋亡式细胞死亡的一中主要方式。 1、细胞凋亡 (1)概念 是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。 (2)类型 个体发育中细胞的程序性死亡; 成熟生物体中细胞的自然更新; 被某些病原体感染的细胞的清除;
(3)意义 ①维持生命体正常发育。(清除多余的细胞) ②维持机体内部环境的稳定。(细胞的自然更新) ③抵御外界各种因素的干扰。(受损的、被病原体感染细胞的清除)2、细胞坏死 在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
3、细胞自噬(1)概念 在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用。 有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。(2)意义①处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
4、细胞凋亡和细胞坏死的区别
基因决定细胞自动结束生命
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 答案 B
凋亡诱导因子(AIF)是一种具有凋亡诱导活性的蛋白质,该蛋白位于线粒体的膜间隙,其基因定位于X染色体上。当凋亡信号刺激线粒体时,线粒体膜的通透性增强,导致AIF分子从线粒体释放到细胞质,然后再转移到细胞核,与染色体DNA结合,使染色体凝集和DNA断裂成片段,进而引发细胞凋亡过程的发生。AIF还可催化相关物质发生氧化反应,使体内产生自由基。如图为AIF发挥作用的部分过程示意图。下列说法正确的是( )
A.细胞凋亡与X染色体上的基因和线粒体中的基因均有关B.AIF催化反应所产生的自由基会引起细胞的衰老、凋亡C.AIF与凋亡基因的mRNA可通过核孔自由进出细胞核D.凋亡信号刺激时,AIF出线粒体膜的方式不是自由扩散
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