内容正文:
第4单元 细胞的生命历程
第16讲 细胞的分化、衰老与死亡
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课标要求
细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程,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;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。
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考点一 细胞的分化与细胞的全能性
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(1)细胞分化的概念
受精卵
系统
人体
骨细胞
上皮细胞
肌肉细胞
神经细胞
上皮组织
肌肉组织
神经组织
结缔组织
器官
有丝
分裂
细胞
分化
有何联系和区别?
个体发育
: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、功能上发生 稳定性差异 的过程。
细胞分裂导致细胞数目的增多;细胞分化导致细胞形态、结构和生理功能的改变。
1.细胞分化
鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞中的DNA和mRNA检测。
项目 DNA检测结果 RNA检测结果
输卵管细胞 成人红细胞 胰岛B细胞 输卵管细胞 成人红细胞 胰岛B细胞
核糖体蛋白基因 + + + + + +
卵清蛋白基因 + + + + - -
β-珠蛋白基因 + + + - + -
胰岛素基因 + + + - - +
说明:“+”表示检测发现相应的分子,“-”表示检测未发现相应的分子。
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②这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别?
有些蛋白质在所有的细胞中都合成,但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成,因此这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。
①3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰岛素基因,但每种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA,这一事实说明了什么?
这一事实说明,基因的表达存在选择性。
③核糖体蛋白基因是否发生了选择性表达?
核糖体蛋白基因在所有的细胞中均表达,未发生选择性表达。
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①细胞分化过程中,遗传信息是否发生改变?
②细胞的形态、结构以及生理功能的差异是由哪种物质直接表现出来的?
不变
蛋白质
(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。
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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 (尤其是 种类和数量有较大差异) 。
(2)细胞分化的“改变”与“不变”
mRNA
细胞器
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(3)分化表达的基因
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。
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下列事实分别说明了细胞分化的什么特点?
资料一:细胞分化发生在整个生命进程中。
资料二:黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素;离体培养的上皮细胞, 始终保持为上皮细胞,而不会变成其他类型的细胞。
资料三:分化后的细胞将一直保持分化后的状态,不能再回到分化前的状态,直到死亡;
资料四: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。
持久性
(稳定性)
不可逆性
普遍性
(4)特点
(稳定性)
不可逆性
考点一
考点一
①持久性
发生在生物体的整个生命过程中,在胚胎时期达到最大限度。
②普遍性
在生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础。
③ 遗传物质不变性
一般情况下,分化后的细胞内遗传物质不发生改变。
④ 不可逆性,稳定性
一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
(4)特点
(5)结果
产生形态、结构、功能不同的细胞,不同类型的细胞构成不同的器官和组织。
(6)意义
①生物界中普遍存在的生命现象,它是个体发育的基础。
②使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
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必备知识·整合
1.细胞分化
细胞重编程:诱导多能干细胞。
分化程度:体细胞>生殖细胞>受精卵
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拓展:细胞分化的影响因素?
为什么在动物核移植的实验中通常将去核卵母细胞作为受体?
主要是由于去核次级卵母细胞细胞质中含有活性较高的促进核表达全能性的物质即成熟促进因子(MPF)。
内因:基因组的整体表达情况和该细胞所经历的发育过程或所处的发育阶段。
外因:该细胞所处的周边环境,如与之相邻的细胞、所接收的信号分子。
细胞是否分化及分化的方向取决于:
(多选)下列哪项可以说明细胞已发生分化( )
A.细胞中有生长激素基因
B.细胞进行无氧呼吸产生乳酸
C.细胞中出现血红蛋白的mRNA
D.细