内容正文:
第12讲 细胞的分化、衰老和死亡
[新课标要求]
1.说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化,形成了复杂的多细胞生物体。
2.描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。
考点一 细胞分化与细胞的全能性
1.细胞分化
2.细胞的全能性
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。
项目
胚胎干细胞
成体干细胞
来源
存在于早期胚胎中
来自各式各样的组织
功能
可以分化成各种组织和器官甚至个体
具有分化成特定功能细胞或组织的能力
举例
囊胚的内细胞团细胞
精原干细胞、造血干细胞、神经干细胞
[易错辨析]
1.同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因相同。( √ )
2.蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因的选择性表达。( × )
提示:不同生物的细胞差异是由于不同生物含有的基因不同。
3.同一细胞内往往含有不同的蛋白质,这是基因选择性表达的结果。( × )
提示:一个个体的不同细胞间差异是基因选择性表达的结果。
4.造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性。( × )
提示:全能性体现有两种方式,一是一个细胞分裂分化成一个完整的个体;二是一个细胞具有分化成其他各种细胞的潜能和特性。
5.一般来说,细胞分化程度越高,其全能性越低。( √ )
[链接教材·发展思维]
1.(必修1 教材P121旁栏“思考题”拓展)已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性的条件是什么?如何实现其全能性?为什么整个细胞的全能性受到了限制?
提示:已分化的动物体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质(少数遗传物质存在于线粒体的DNA中)。可以通过体细胞核移植的技术形成重组细胞,将重组细胞培养至胚胎的一定阶段后进行胚胎移植的方法实现。可能的原因是体细胞的细胞质中含有限制细胞核全能性发挥的物质。
2.(必修1 教材P121“与社会的联系”拓展)利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官的细胞学基础是什么?
提示:干细胞具有分裂、分化的能力,可培养出组织或器官。
1.细胞分化的“变”与“不变”
(1)“变”。
①从细胞水平分析:细胞的形态、结构和生理功能发生改变。
②从亚显微结构水平分析:细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分发生改变。
③从分子水平分析。
a.基因角度:基因选择性表达,即遗传信息的表达情况不同,这是细胞分化的根本原因。
b.蛋白质和RNA角度:同一个体不同类型的细胞蛋白质和mRNA不完全相同。
(2)“不变”:细胞数目和细胞内的遗传物质不变。
2.分化细胞表达的基因
(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。
(2)奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因,其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。
3.细胞分化与全能性的比较
细胞分化的实质、特点和意义
1.如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况,下列分析错误的是( C )
A.此图能说明细胞分化的实质
B.基因b可能控制RNA聚合酶的合成
C.细胞中mRNA差异最大的是细胞2和4
D.一般来说,这5种细胞的核遗传物质相同
解析:分析题图可知,同一个体的5种细胞中基因表达的情况有差异,说明基因在不同细胞中选择性表达,体现了细胞分化的实质;5种细胞中都有相关基因表达,基因表达的转录过程中有RNA聚合酶参与,说明5种细胞中都有RNA聚合酶,基因b在5种细胞中都表达了,故其可能是控制RNA聚合酶合成的基因;细胞2和4中mRNA有2种不同,而细胞3和4中mRNA有4种不同;5种细胞均最终来源于受精卵,故它们细胞核中的遗传物质一般相同。
2.(2021·山东卷)体外实验研究发现,γ氨基丁酸持续作用于胰岛A细胞,可诱导其转化为胰岛B细胞。下列说法错误的是( B )
A.胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是基因选择性表达的结果
B.胰岛A细胞合成胰高血糖素的能力随转化的进行而逐渐增强
C.胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能
D.胰岛B细胞分泌的胰岛素经靶细胞接受并起作用后就被灭活
解析:胰岛A细胞和胰岛B细胞具有相同的遗传物质,二者形态、结构和功能发生稳定性差异的根本原因是(奢侈)基因的选择性表达,γ氨基丁酸作用的机理是改变了细胞中基因的表达情况;胰岛A细胞合成胰高血糖素,胰岛B细胞合成胰岛素,则胰岛A细胞合成胰高血糖素的能力随转化的进行而逐渐减弱;已分化的细胞含有本物种生长发育所需的全套遗传物质,因此胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能;激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了。
细胞的全能性及其与细胞分化的关系
3.(2021·浙江6月选考)将蝌蚪肠细胞的