2026届高三一轮复习生物课件：细胞的生命历程(1)—细胞的分化衰老和死亡

必修1 第6章 细胞的生命历程（1） ——细胞的分化、衰老和死亡 1 有丝分裂 细胞分化 红细胞 血小板 白细胞 骨髓中的 造血干细胞 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。(教材P119) 考点一：细胞分化 意义：细胞分化是生物个体发育的基础，使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。 普遍性、持久性 时期：发生在生物体的整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度。 有丝分裂 遗传物质稳定一致 蛋白质 ？ 特点： 考点一：细胞分化 细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度。多细胞生物体在生长发育过程中如果仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，生物体也就不可能正常发育。 经过分化，一个个体各细胞中的遗传物质改变了吗？不同的分子是？mRNA、蛋白质不完全相同 普遍性、持久性 特点： 考点一：细胞分化 在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础 发生在生物体的整个生命过程，在胚胎时期达到最大限度。 一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。 细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度。多细胞生物体在生长发育过程中如果仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，生物体也就不可能正常发育。 经过分化，一个个体各细胞中的遗传物质改变了吗？不同的分子是？mRNA、蛋白质不完全相同 科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和蛋白质进行了检测，结果如下表所示。 项目 DNA检测结果 蛋白质检测结果 输卵管细胞　 红细胞 胰岛B细胞 输卵管细胞 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。 细胞分化的本质：细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的执行情况不同。 （管家基因：几乎所有细胞中均表达，产物是维持细胞基本生命活动所必需的） （奢侈基因：不同类型细胞中特异性表达的基因，又叫组织特异性基因，产物赋予各种类型细胞特异形态结构特征与特异的功能） 考点一：细胞分化 ①这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 提示　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。 ②3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？ 提示　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？ 提示　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。 管家基因 eg:编码呼吸酶、RNA聚合酶的基因 奢侈基因 eg:血红蛋白合成有关的基因、肌动蛋白基因 小结 (1)细胞分化的机理 (2) 细胞分化前后的细胞 遗传信息/DNA 相同 mRNA、蛋白质的种类不完全相同 (3) 细胞分裂与细胞分化的关系 细胞分化程度越高，细胞分裂的能力就越低， 高度分化的细胞往往不再发生细胞分裂，如神经细胞等。 不变 变 相同的核DNA 不同的mRNA 不同的蛋白质 不同的形态、结构和功能 基因选择性表达 合成 表现出 考点一：细胞分化 考点二：细胞的全能性 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。 细胞内含有发育成完整个体的全套遗传信息 （1）离体（必要条件）； （2）一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素； （3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境。 1.概念： 2.原因： 3.体现全能性的条件： 没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性 胚状体 植物体(试管苗) 愈伤组织 脱分化 再分化 细胞全能性的基础： 细胞内含有该物种的所有遗传信息 植物组织培养的理论依据： 植物细胞的全能性 离体的植物器官、组织或细胞（外植体） 细胞的全能性：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或其他各种细胞的的潜能和特性。 4.植物组织培养 2 3 (教材P120) 考点二：细胞的全能性 已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性 克隆动物的培育成功说明? 细胞全能性的大小： 受精卵 配子/生殖细胞 体细胞 > > 植物细胞 动物细胞 > 一般分化程度越高，全能性越低。 5.动物体细胞核移植 猕猴A 雌猕猴B 雌猕猴C 考点二：细胞的全能性 1.卵黄大，营养物质多 2.卵母细胞大，易操作 3.卵母细胞中有促进细胞核表达全能性的物质 6.干细胞 考点二：细胞的全能性 (3) 分布： (1) 概念： (4) 按来源分类： 存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。 包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。 (2) 特点： 体积较小，细胞核大，核仁明显。 通过体外诱导小鼠成纤维细胞得到的类似胚胎干细胞的一种细胞 诱导多能干细胞 iPS细胞 存在于成体组织或器官内中，包括骨髓中的造血干细胞，神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞。 6.干细胞 考点二：细胞的全能性 受精卵 胚胎干细胞 多能干细胞 专能干细胞 体细胞 分裂能力、分化能力、全能性逐渐减弱；分化程度逐渐增强 植物细胞的全能性>动物细胞全能性 受精卵>生殖细胞(精卵细胞)>体细胞 分裂能力、分化能力、分化程度、全能性大小的比较 存在于成体组织或器官内中，包括骨髓中的造血干细胞，神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞。 牛刀小试 用动物胚胎干细胞培育出多种组织和器官体现了动物细胞的全能性 × 细胞分化后的不同细胞中核DNA、mRNA和蛋白质均不相同 已分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖 玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性 小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株体现了体细胞的全能性 小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞体现了体细胞的全能性 × × × × × 体细胞，是一个相对于生殖细胞的概念，指身体组织中除了精子和卵子及其母细胞之外的细胞 细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，其在形态、结构、功能上都发生明显的变化。 细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小。 2.细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率、新陈代谢速度减慢(eg:白发)。 3.细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。 4.细胞内的色素积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。 5.细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩（影响转录）、染色加深。 白化病？ 一大 一小 一多 两低 (教材P123) 一、细胞衰老的特征 考点三：细胞衰老 它们是同一种物质的两种形态。伸展的染色质形态有利于在它上面的DNA储存的信息的表达，而高度螺旋化了的棒状染色体则有利于细胞分裂中遗传物质的平分.染色质和染色体的主要成分是DNA和蛋白质,它们之间的不同,不过是同一物质在间期和分裂期的不同形态表现而已。 人体衰老的主要表现及原因分析 表现 原因分析 皮肤干燥、发皱 细胞内的水分减少，使细胞萎缩 头发变白 细胞内酪氨酸酶活性降低，黑色素的合成减少 出现老年斑 细胞内的色素(主要是脂褐素)积累 吸收能力下降 细胞膜的通透性改变 无力怕冷 细胞呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢，能量供应不足 考点三：细胞衰老 单细胞生物：细胞衰老 ＝ 个体衰老 多细胞生物：细胞衰老 ≠ 个体衰老 个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 体外培养的人体细胞一般最多分裂50次左右。 考点三：细胞衰老 二、细胞衰老与个体衰老的关系 ①从细胞水平上讲，生物体内的细胞总是不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。 ②从总体水平上讲，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 1.自由基学说 细胞内的氧化反应以及辐射、有害物质的入侵等 产生 自由基：异常活泼的带电分子或基团 攻击 破坏 生物分子 DNA—— 生物膜—— 产生更多（正反馈） 蛋白质—— 含未配对电子 例如：H·、Cl·、氧自由基 生物膜损伤 可能引起基因突变 活性下降——细胞衰老 例如：超氧化物歧化酶（SOD） 考点三：细胞衰老 三、细胞衰老的原因 在一个化学反应中，或在外界（光、热、辐射等）影响下，分子中共价键断裂，使共用电子对变为一方所独占，则形成离子；若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子（或基团），则形成自由基。 有机化合物（Organic compounds）发生化学反应时，总是伴随着一部分共价键（covalent bond）的断裂和新的共价键的生成。当共价键发生均裂（homolyticbondcleavage）时，两个成键电子的分离，所形成的碎片有一个未成对电子，如H·，CH·，Cl·等。若是由一个以上的原子组成时，称为自由基（radical） 2.端粒学说 每次细胞分裂后，端粒DNA序列会缩短一截 端粒 机理 概念 每条染色体的两端含有的一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体 端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤 细胞活动渐趋异常 端粒 细胞衰老 考点三：细胞衰老 三、细胞衰老的原因 分裂次数增加 1991 年，科学家发现体细胞染色体的端粒DNA 会随细胞分裂次数增加而不断缩短。细胞DNA每复制一次端粒就缩短一段，当缩短到一定程度时，可能会启动DNA损伤检测点，激活相关基因，导致不可逆地退出细胞周期，走向衰亡。 意义： 细胞在缺乏营养的条件下，获得维持生存所需的物质和能量。 清除受损或衰老损伤的细胞器，以及感染的微生物和毒素，维持细胞内部环境的稳定。 激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡。 概念：在一定的条件下，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。 (教材P126) 考点四：细胞自噬 细胞死亡包括凋亡和坏死等方式,其中细胞凋亡是细胞死亡的一种主要方式。 细胞凋亡 (自动死亡) 染色质固缩，沿核膜分布，细胞质亦固缩 细胞膜反折，凋亡小体形成。 染色体形成串状片段，细胞器膨胀，线粒体基质呈絮状。 细胞膜破裂，细胞解体，机体炎症反应。 细胞坏死 (被动死亡) 考点五：细胞死亡 (1) 概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡。（教材P126） 一、细胞凋亡 (2) 实质：与凋亡相关的基因选择性表达的结果。 考点五：细胞死亡 ①完成正常生长发育 ②维持内部环境的稳定 ③抵御外界因素的干扰 A.人体胚胎时期，尾的消失 B.蝌蚪发育过程，尾的消失 C.胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的消失 某些被病原体感染的细胞的清除 清除受损、突变、衰老的细胞 （3）意义：教材（p126） 考点五：细胞死亡 一、细胞凋亡 　　 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，由于细胞的正常代谢活动受损或中断，从而引起细胞的损伤和死亡。 (1) 概念： (2) 过程: 正常细胞 细胞损伤或死亡 正常代谢活动 种种不利因素 进行 受损 中断 考点五：细胞死亡 二、细胞坏死 细胞的凋亡和坏死比较 原因 细胞变化 细胞凋亡 细胞坏死 细胞膜内陷，形成凋亡小体，细胞内容物没有逸散 不会引起炎症反应 细胞膜和细胞器破裂，DNA降解，细胞内容物流出,引起周围组织引起炎症反应 由基因决定 主动性“自杀行为” 化学因素、物理因素或严重病理性刺激 考点五：细胞死亡 牛刀小试 细胞被病原体感染后的死亡均属于细胞凋亡 × 细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质 胚胎干细胞的未分化细胞，不进行基因选择性表达 神经细胞衰老前后，代谢速率和增值速率都由快变慢 凋亡细胞被吞噬细胞清除属于细胞免疫 每条染色体的两端都有DNA-蛋白质复合体形成的端粒 × × × × √ 病毒侵染增殖导致细胞被动裂解死亡属于坏死， 细胞被病原体感染后的清除是凋亡（被自身免疫系统清除） 基因的选择性表达 神经细胞不具有分裂能力 吞噬细胞不具有特异性，不属于特异性免疫 $