内容正文:
第12讲 细胞的分化、衰老和死亡
第四单元 细胞的生命历程
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 细胞的分化与全能性
1. 细胞分化
(1)概念:
在个体发育中,由 细胞增殖产生的后代,在 上发生稳定性差异的过程。
一个或一种
形态、结构和生理功能
(2)时间:
个体发育的整个生命进程均可发生,但在 时期达到最大限度。
胚胎
(3)结果:
可形成不同的 。
组织和器官
(4)特点:
①普遍性:
②持久性:
③稳定性:
④不可逆性:
生物界普遍存在的生命现象。
细胞分化不会导致遗传物质改变。
已分化的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡。
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。
(5)细胞分化的实质:
即在个体发育过程中, 不同种类的细胞中 的表达情况不同。
遗传信息
基因的选择性表达
相同核DNA
基因的选择性表达
不同mRNA
不同蛋白质
合成
不同形态、结构和功能。
表现
(6)意义:
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。
①生物个体发育的基础;
即A、B基因处于活动状态, C、D基因处于关闭状态
即B、C基因处于活动状态, A、D基因处于关闭状态
【知识拓展】对细胞分化的实质的理解
(1)管家基因
指所有细胞均要表达的一类基因,其产物是维持细胞基本生命活动所必需的,如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等。
(2)奢侈基因
指不同类型细胞特异性表达的基因,其产物赋予不同细胞特异的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因等。
(2)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、血红蛋白、胰岛素等。
②细胞水平: 同一来源的细胞形成形态、结构和功能不同的细胞。
(即奢侈基因的表达)
即A、B基因处于活动状态, C、D基因处于关闭状态
即B、C基因处于活动状态, A、D基因处于关闭状态
【知识拓展】对细胞分化的实质的理解
管家基因的表达,不能证明细胞发生分化;
奢侈基因的表达可以证明细胞发生了分化。
(7)
注意1: 单细胞生物没有细胞分化。
(8)不同体细胞在形态、结构和功能上不同的根本原因是:
基因的选择性表达
直接原因是:
细胞中的蛋白质不同。
如记忆细胞等接受抗原刺激后仍可再分裂。
注意2: 分化后的细胞不一定不再分裂。
注意3:细胞分化程度越高,细胞分裂能力就越低。
【思考】同一细胞内不同蛋白质的功能不同的根本原因是:
控制蛋白质合成的基因不同
2. 细胞的全能性
全
套遗传信息
细胞
细胞核
离体
受精卵
体细胞
低
高
【提醒】
①未脱离植物体
的细胞不能表
现出全能性。
②种子萌发长
成新植株并没有体现细胞的全能性。
因为种子的胚本身就是植株的幼体,其萌发长成植株是正常发育的过程。
【注意】由配子和受精卵发育成个体体现了细胞的全能性。
离体(必要条件);
一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等);
③激素(生长素和细胞分裂素等);
④适宜的条件(适宜的温度、pH及无菌条件等)。
※细胞全能性表达的条件和过程
(1)理论上活细胞(哺乳动物成熟的红细胞等除外)都具有全能性。
(2)只有发育为完整有机体或分化成其他各种细胞,才能“体现”或“表现”细胞的全能性,即
细胞“具有”全能性与“体现”全能性的辨析
如: 胚胎干细胞具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
3. 细胞分化和细胞全能性不同点的比较
细胞分化 细胞的全能性
原因
特点
结果
联系
细胞内基因选择性表达
含有本物种全套遗传物质
持久性、稳定性、不可逆性、普遍性
①分化程度的高低与全能性大小呈负相关;
②受精卵>配子>体细胞
形成形态、结构、功能不同的细胞群
产生完整有机体或分化成其他各种细胞
①细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性;
②一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,细胞分化程度越低,全能性就越高(成反比)
【教材中的隐性知识】教材必修1 P120“思考·讨论”(节选): 将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗?与资料1中的实验相比,你能从资料2中的实验得出什么结论?
与资料1中的实验相比,资料2中的实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。