内容正文:
第9课时 细胞的分化、衰老和死亡
一、细胞的分化
1.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,叫作细胞分化;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。(注意:细胞分化后遗传物质保持不变。)
2.细胞分化是生物个体发育的基础;单细胞生物不存在分化过程;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。
3.细胞分化的原因: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。例如:在红细胞中,与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态,与抗体合成有关的基因则处于关闭状态,即细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果。
4.细胞的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;发育成熟的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。
二、细胞衰老的特征
1.细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。(提示:与细胞分化的区别在于细胞分化是一个细胞的后代在形态、结构和功能上发生变化;细胞衰老是这个细胞本身在形态、结构和功能上发生变化。)
2.衰老细胞的特征
(1)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
(2)细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深。
(3)细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小。
(4)细胞内多种酶活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。例如:毛囊中的黑色素细胞衰老,合成黑色素的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,头发变白。(注意:是“多种”酶活性下降,不是“各种”酶活性下降。)
(5)细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。如:“老年斑”的形成,就是细胞内色素积累的结果。
3.对于单细胞生物来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡,但对多细胞生物来说,随着年龄的增长,细胞继续分裂的次数会逐渐减少,说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。
4.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.细胞死亡包括凋亡和坏死等方式,其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。细胞凋亡是一种自然的生理过程。
2.细胞凋亡是指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。
3.在成熟的生物体中,细胞的自然更新,某些被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。
4.细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
5.细胞坏死是指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。
一、选择
1.(2022·江苏卷)下列关于细胞生命历程的叙述正确的是( C )
A.胚胎干细胞为未分化细胞,不进行基因选择性表达
B.成人脑神经细胞衰老前后,代谢速率和增殖速率都由快变慢
C.刚出生不久的婴儿体内也会有许多细胞发生凋亡
D.只有癌细胞中能同时发现突变的原癌基因和抑癌基因
2.细胞分化是多细胞生物普遍存在的生命现象。下列有关细胞分化的叙述,不正确的是( B )
A.细胞分化过程中有特异性蛋白质的合成
B.随着细胞分化的进行,细胞中的遗传物质会发生变化
C.基因选择性表达导致细胞分化,从而使细胞种类增多
D.细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率
3.“细胞核重编程”就是将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态,这些干细胞就有再分化形成多种类型细胞的可能,可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是( B )
A.该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来希望
B.细胞分裂和分化均可增加细胞数量
C.“细胞核重编程”和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关
D.细胞分化过程中蛋白质种类和数量都会发生改变
4.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞,以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的。下列叙述错误的是( A )
A.骨髓干细胞分化为“胰岛样”细胞,体现了细胞的全能性
B.“胰岛样”细胞比骨髓干细胞分化程度高,分裂能力弱
C.骨髓干细胞和“胰岛样”细胞的基因组成相同,基因表达情况不同
D.“胰岛样”细胞的形成是骨髓干细胞基因选择性表达的结果
5.如图表示细胞生命历程与个体生命活动的关系。下列有关说法正确的是( D )
A.成年个体不再发生①②的过程
B.幼年个体不会发生③的过程
C.②过程中细胞的遗传信息发生了改变
D.④过程对生物体是有利的
6.(2022·浙江卷)下列关于细胞衰老和凋亡的叙述,正确的是( A )
A.细胞凋亡是受基因调控的
B.细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中
C.人体各组织细胞的衰老总是同步的
D.细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大
7.“人事有代谢,往来成古今”,细胞也是如此。细胞的分裂、分化、衰老和凋亡是正常的生命活动,下列叙述不正确的是( B )
A.细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础
B.细胞衰老表现为细胞体积变大,细胞核的体积变小
C.一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡
D.细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
8.研究发现,线粒体促凋亡蛋白Smac是细胞中一种促进细胞凋亡的关键蛋白。当线粒体收到释放这种蛋白的信号时,就将它释放到线粒体外,然后Smac与凋亡抑制蛋白(IAPs)反应,促进细胞凋亡。下列有关叙述不正确的是( D )
A.Smac从线粒体释放时需消耗能量
B.癌细胞中Smac从线粒体中释放可能受阻
C.癌细胞的无限增殖可能与IAPs过度表达有关
D.Smac与IAPs在细胞凋亡中作用相同
9.生长和衰老、出生和死亡都是生物界的正常现象,生物体是如此,作为基本生命系统的细胞也是如此,下列有关叙述正确的是( C )
A.衰老细胞具有酶活性降低、代谢速率减慢、细胞体积减小等特点,因而新出生的婴幼儿体内不存在该种细胞
B.细胞衰老自由基攻击细胞膜上的糖类时,会引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大
C.细胞凋亡是细胞程序性的死亡,生物体整个生命历程中都会发生该过程
D.生物体通过细胞的死亡实现细胞的更新,因而细胞凋亡和坏死对生物体生长都有积极意义
10.(多选)(2022·河北卷)骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞(一种成肌干细胞)被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗或修复损伤。下列叙述正确的是( ACD )
A.卫星细胞具有自我更新和分化的能力
B.肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因不存在于其他类型的细胞中
C.激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备
D.适当进行抗阻性有氧运动,有助于塑造健美体型
二、填空
11.细胞的一生通常要经历生长、分裂、分化、衰老和凋亡过程。回答下列与细胞生命历程有关的问题:
(1)蛙的红细胞通过无丝分裂增殖,在其分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。
(2)细胞不能无限长大,是因为随着细胞体积增加,其相对表面积就越小,物质运输的效率就越低,从而不能满足细胞代谢的需要。
(3)细胞分化是个体发育的基础,使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,就某一个体来说,神经细胞与心肌细胞的遗传信息相同,但形态、结构和功能却不同,这是因为不同细胞的遗传信息表达情况不同(基因的选择性表达)。
(4)李白有诗云:“君不见高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。”导致这种变化的原因是细胞内酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少。
(5)酗酒及长期服用某些药物会使肝脏受损,导致肝脏细胞的代谢活动中断,引起细胞死亡,这种细胞的死亡过程称为细胞坏死,而被病毒感染的细胞遭机体清除的死亡过程称为细胞凋亡。
12.如图为人体细胞的分裂、分化、衰老和凋亡过程的示意图,图中①~⑥为各个时期的细胞,a~c表示细胞所进行的生理过程。据图分析回答:
(1)图中过程a、b分别表示细胞生长、细胞分裂。
(2)与细胞①相比,细胞②的物质运输效率下降,原因是细胞体积增大,细胞的表面积与体积的比值减小。过程b分裂产生的子细胞③和④与原来的母细胞②具有相同的特征,这是因为细胞③和④是由细胞②经有丝分裂产生的两个子细胞,子细胞与母细胞含有相同的遗传物质,且两个子细胞还没有分化。
(3)图中细胞⑤与⑥形成的过程中,会在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异;细胞衰老时,细胞核的体积增大,细胞内的酶活性不一定(填“一定”或“不一定”)都降低。
(4)细胞衰老是一种正常的生理现象。为探究细胞的衰老速度与年龄、性别的关系,某学习小组进行了如下实验:在相同且适宜的条件下,将雄性成年小鼠细胞(甲组)、雌性幼年小鼠细胞(乙组)单独培养,当甲组细胞停止分裂时,乙组细胞依然分裂旺盛。结论:细胞的衰老速度与年龄、性别有关。有人认为,该实验不足以得出上述结论,应该另外增设两个实验组,在上述相同条件下培养,观察比较各组的细胞分裂情况。这两个实验组分别是在相同且适宜的条件下,将雄性幼年小鼠细胞、雌性成年小鼠细胞单独培养。
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