内容正文:
第13讲 细胞的分化、衰老和死亡
一 细胞的分化与全能性
1.细胞的分化
(1)概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
(2)结果:形成不同的组织和器官。
(3)特点:持久性、普遍性、稳定性。
(4)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。
(5)意义
①是生物个体发育的基础。
②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。
细胞分化和细胞分裂的不同点和联系
比较项
细胞分裂
细胞分化
细胞数量
增加
不变
细胞形态、结构
相同
不同
遗传物质种类
相同
相同
蛋白质种类
相同
不同
联系
分裂是分化的基础,共同完成个体发育过程
2.细胞的全能性
(1)概念: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。
(2)原因:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
(3)全能性强弱的比较(特殊情况除外)
植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)
受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞
幼嫩的细胞>衰老的细胞
分化程度低的体细胞>分化程度高的体细胞
细胞分裂能力强的体细胞>细胞分裂能力弱的体细胞
(4)植物细胞全能性表达的条件:①离体(必要条件)、②一定的营养物质(水、无机盐、维生素、氨基酸等)、③植物激素(细胞分裂素、生长素)、④适宜的条件(适宜的温度、pH等)。
(5)实例
3.干细胞
(1)概念:动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫作干细胞。
(2)类型:对哺乳动物来说,干细胞分为两大类:胚胎干细胞与成体干细胞。
二 细胞的衰老
1.细胞衰老的特征
(1)形态结构方面
①细胞:萎缩,体积变小。
②细胞膜:通透性改变,使物质运输功能降低。
③细胞核:细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深。
(2)细胞内的物质方面
①水:水分减少,细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢。
②酶:多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
③色素:细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。
2.细胞衰老的原因:对于细胞衰老的原因提出了很多假说,目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
(1)自由基学说
(2)端粒学说
3.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:细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡不是一回事;从总体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
4.细胞衰老的意义
细胞衰老是人体内发生的正常生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
三 细胞的死亡
1.细胞死亡方式:细胞凋亡;细胞坏死;细胞自噬。
2.细胞凋亡
(1)概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种程序性死亡。
(2)类型
①细胞的自然更新,如红细胞的更新。
②某些被病原体感染的细胞的清除,如白细胞因吞噬过多的细菌而死亡。
③正常发育过程中器官的退化,如蝌蚪尾的消失。
(3)意义
①完成正常的发育,如胎儿手的发育。
②维持内部环境的稳定,如红细胞的更新。
③抵御外界各种因素的干扰,如吞噬细胞清除病原体。
3.细胞坏死:在种种不利因素影响下,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受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
细胞凋亡、坏死的异同点
项目
细胞凋亡
细胞坏死
过程特点
生理过程,为正常死亡的过程
病理性过程
是否受基
因控制
是
否
影响因素
受遗传机制决定的程序性调控
极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
炎症反应
不引起炎症
引起周围炎症反应
对机体是
否有利
是
否
4.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,这就是细胞自噬。
(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。
③有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
④细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
考点1 细胞的分化
题型一 细胞分化的实质和过程
1.(2022·北京丰台高三期末)已知在阿片受体表达极低的神经干细胞中,纳洛酮可促进神经干细胞向神经元分化;而在阿片受体表达水平高的神经干细胞分化后期,吗啡(阿片类药)则通过与阿片受体结合促使分化方向偏向神经胶