2026届高三生物一轮复习课件第28讲细胞的分化，衰老和死亡

生物 大 一 轮 复 习 学案28 细胞的分化，衰老和死亡 考点1 细胞的分化 考点2 细胞的全能性 考点3 细胞的衰老 考点4 细胞的凋亡 考情分析 课程要求 2.3.2 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。 2.3.3 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。 知识构建 考点1 细胞的分化 1. 概念： 指在个体发育中，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。 2. 分化的基础是 分裂(增殖) 3. 特点： 普遍存在生物界 持久性(时刻发生，但胚胎时期最旺盛) 稳定性(一般不可逆性) 遗传物质不变性 [表述] 同一个体不同体细胞的遗传物质________ 细胞中的RNA种类__________ 细胞中的蛋白质种类__________ 4. 细胞分化的原因： 相同 不完全相同 不完全相同 考点1 细胞的分化 基因选择性表达 [实例] 推测A、C、E、D基因可能分别代表什么基因？ A基因—肌动蛋白基因 C基因—神经细胞表面受体 E基因—唾液淀粉酶基因 D基因—呼吸酶基因，ATP水解酶基因，RNA聚合酶基因等。 拓展：以上ACE属于奢侈基因，D基因属于管家基因 4. 细胞分化的原因： 请分析以下基因在不同分化细胞内的表达情况，细胞内的基因都只在特定的细胞内表达吗？ 管家基因：所有细胞均表达，维持生命活动所必需的。 奢侈基因：指不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能 [类似图形] 例如2号基因是？ 管家基因 5. 细胞分化的意义： 使多细胞生物体内的细胞趋向专门化，提高各种生理功能的效率。 考点1 细胞的分化 [对点训练] 人体脂肪细胞分为储存能量的白色脂肪细胞以及产热并消耗能量的棕色和米色脂肪细胞。寒冷、肾上腺素等刺激可使白色脂肪细胞转变为米色脂肪细胞，并激活棕色和米色脂肪细胞，促进线粒体产热。下列相关说法错误的是（     ） A. 同一个体中的不同脂肪细胞的DNA含量不相同 B. 同一个体存在不同种类脂肪细胞是基因选择性表达的结果 C. 白色脂肪细胞数量的异常增多可导致肥胖的发生 D. 适度冬泳可增加棕色脂肪细胞的数量从而达到减肥的效果 D 胡萝卜植株 韧皮部细胞 愈伤组织 胚状体 试管苗 脱分化 再分化 P120 斯图尔德的实验 —— 植物组织培养 从资料1中可以得出的结论是？ 已经分化的植物细胞在离体培养 下能够形成完整的植物体。 考点2 细胞的全能性 以上过程发生的条件： 离体（必要条件），一定营养物质、植物激素（生长素和细胞分裂素等）的诱导、 无菌，适宜的温度和pH等 1. 概念： 细胞结果分裂和分化后，仍然具有发育成完整个体或分化为其他各种细胞的潜能和特性。 2. 原因： 细胞中含有保持该物种 生长发育所需要的全套遗传信息 考点2 细胞的全能性 3. 体现全能性 细胞(组织) → 完整的或各种组织细胞 考点2 细胞的全能性 × eg：胡萝卜韧皮部发育成完整植株 受精卵发育成个体 蜜蜂未受精卵发育成雄蜂 种子长成一株植株 用扦插技术繁育幼苗 √ √ √ × 克隆动物的培育 动物细胞核具有全能性 实例： 卵细胞 乳腺细胞 去核 细胞核 核移植 代孕母羊 多莉 4.动物细胞全能性 动物体细胞已分化的体细胞很难通过实验体现全能性。实验只能证明动物________具有全能性，该试验是_________实验。 细胞核 核移植 5. 细胞分化程度，分裂能力，全能性关系？ 分化程度高，分裂能力差，全能性弱 —— 不绝对 例如配子是分化末尾，但却有全能性 典型例子是蜜蜂的未受精卵 6. 干细胞的分类 具有分裂和分化能力的细胞 ① 全能干细胞，它具有形成完整个体的分化潜能（即细胞具有全能性），胚胎干细胞即ES细胞 (桑椹胚)，细胞属于此类； ② 多能干细胞，有分化出多种细胞的潜能，如造血干细胞； ③ 专能干细胞，只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如皮肤生发层的干细胞。 6. 干细胞培养及其应用 [选必3内容] 种类 胚胎干细胞ES 成体干细胞 诱导多能干细胞iPSC 来源 _________ 骨髓、脐带血等 体细胞(如成纤维细胞等) 特点 能分化成任何一种细胞、组织或器官，甚至成为____ 分化成___________ _______ 能诱导分化成类似 　　　　　的细胞 应用 分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等。 造血干细胞用于治疗白血病，神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等 治疗镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等 早期胚胎 个体 特定的细胞 或组织（组织特异性） 胚胎干细胞 此过程体现全能性？ ② 除此之外，为什么科学家认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞？ 胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。 6. 干细胞培养及其应用 ① 胚胎干细胞在器官移植方面有什么优势？ 通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足问题。 另一方面，由于是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。 [2025安徽卷T3] 胰岛类器官是由干细胞在体外诱导分化形成的具有器官特性的细胞集合体，可模拟胰岛的结构和功能，具有广泛的应用价值。下列叙述错误的是（    ） A. 胰岛类器官中不同细胞在结构和功能上存在差异，这是基因选择性表达的结果 B. 胰岛类器官中胰岛A细胞是由干细胞诱导分化而来的，其细胞核不具有全能性 C. 对胰岛类器官中细胞的mRNA序列进行分析，可判断其细胞类型 D. 胰岛类器官模型可应用于胰岛发育和糖尿病发病机制等研究 B 真题演练 细胞分裂与分化 区别 分裂→ 分化→ 使细胞的数目增多 使细胞的种类增多 联系： 分裂是分化的基础，通过细胞的分裂和分化，生物体才能完成生长、发育和繁殖的过程；一般分化程度越高、分裂能力越低 有丝 分裂 细胞 分化 受精卵 唾液腺细胞 肌肉细胞 胰岛细胞 免疫细胞 共同点： 遗传信息(DNA、基因)都不改变 7、分裂与分化的关系 细胞衰老或死亡 ≠ 个体衰老或死亡 细胞衰老的意义：正常的细胞衰老利于机体更好地实现自我更新 细胞衰老或死亡 = 个体衰老或死亡 单细胞生物 多细胞生物 衣藻 草履虫 细菌 个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程 细胞衰老与个体衰老的关系 1. 概念： 细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化，导致功能下降的过程 2. 特征： 考点3 细胞衰老 酶活性降低、 呼吸作用等代谢减慢 色素沉积， 阻碍物质交流 水分减少， 细胞体积变小 核体积变大、 核膜内折， 染色体收缩 膜通透性改变， 物质运输降低 宏观衰老症状 细胞角度分析原因 皮肤干燥、发皱 头发变白缺乏黑色素 老人斑 无力 吸收能力下降 细胞水分减少，体积减小 细胞内的酶活性降低 细胞内色素(脂褐素)的累积 细胞膜通透性功能改变 细胞内呼吸速度减慢 3. 衰老症状与原因分析 考点3 细胞衰老 ①自由基本质：异常活泼的 。 1.自由基学说 带电分子或基团 ②自由基的来源及机理： 细胞中的氧化反应 辐射 有害物质入侵 自由基 自由基 磷脂 DNA 蛋白质 生物膜损伤 基因突变 活性下降 攻击和破坏 细胞衰老 （正反馈） 3、细胞衰老的原因 2.端粒学说 ①端粒：一段特殊序列的 复合体。 ②端粒位置： 两端。 DNA—蛋白质 染色体 端粒内侧正常的DNA序列受损伤 细胞衰老 细胞分裂 端粒DNA序列缩短 端粒 ③作用机理： 3、细胞衰老的原因 2.端粒学说 【拓展延伸】思考肿瘤细胞为什么能无限增殖呢？ 肿瘤细胞 恶性肿瘤细胞端粒酶可修复和延长端粒，端粒酶的成分是蛋白质和RNA，推测蛋白质具有________酶活性；RNA的功能可能是 。 逆转录 作为逆转录模板合成DNA 3、细胞衰老的原因 [2025湖北卷] 科研人员以SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志，以EdU作为细胞DNA复制的标记，揭示了AP2A1蛋白通过调节p53蛋白表达量来影响细胞衰老的机制，实验结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A. 对照组中也有衰老的细胞 B. 蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累 C. 据图可推测衰老细胞中各种蛋白质的表达量上升 D. 含EdU标记的细胞所占比例越大，表明细胞增殖越旺盛 C 真题演练 细胞凋亡使得神经细胞与靶细胞的数量相匹配 考点4 细胞凋亡 1. 概念： 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。又称细胞编程性死亡 2. 实例 青蛙/人尾巴退化，花朵自然凋落，人五指分开 P126细胞的自然更新， 被病原体感染细胞的清除 (细胞毒性T细胞裂解靶细胞属于凋亡) 细胞凋亡 细胞死亡的主要方式 （生理性） (1)发育性凋亡 (2)更新性凋亡 (3)清除性凋亡 完成正常生长发育 维持内部环境的稳定 抵御外界因素的干扰 胎儿手掌发育 青蛙的发育 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 〖提醒〗注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况：若是被病原体感染而死亡，则属于细胞坏死；若感染后被机体免疫系统清除，则属于细胞凋亡。 3. 意义 P126： 4. 细胞凋亡与细胞坏死都是死亡，它们的区别 项目 细胞凋亡 细胞坏死 原因 对机体的影响 受基因控制的主动结束生命活动 不利因素导致，不受基因控制 对机体是有利 对机体是有害 1．（2021·广东.4）研究表明，激活某种蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是（       ） A．上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复 B．上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡 C．上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制 D．PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究 D 真题演练 2. （2023·广东卷，17）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。回答下列问题： （1）放射刺激心肌细胞产生的　　　　　会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。 （2）前体mRNA是通过　　　　　酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对　　　　　的竞争性结合，调节基因表达。 自由基 RNA聚合 miRNA （3）据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是　　　　　。 （4）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路　　　　　。 miRNA与mRNA结合增多，使P蛋白减少 增加CircRNA的表达量/提高P蛋白的表达量/添加细胞凋亡抑制剂 2．（2023·广东卷，17）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。回答下列问题： [2023湖南卷-T7] 基因Bax和Bd-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达，研究其对细胞凋亡的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控 B. TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡 C. TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡 D. 可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症 D 真题演练 [重点题] 细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。细胞面临代谢压力时，可通过降解自身大分子物质或细胞器为生存提供能量。下图1、图2表示酵母细胞自噬的信号调控过程，其中AKT和mTo分别是抑制酵母细胞凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。回答下列问题： 1）据图1所示，当营养物质充足时，胰岛素与特异性受体结合，激活AKT来抑制凋亡，激活的该酶一方面可促进________________________； 另一方面可促进： ________________________ 并且进一步激活了mTor， 从而抑制_______ 。 葡萄糖进入细胞 葡萄糖分解成丙酮酸进入线粒体产生大量ATP 细胞自噬 2）据图2所示，当环境中营养物质或胰岛素缺乏时，mTor失活，酵母细胞会启动细胞自噬过程，其意义是___________________________；如果上述过程无法满足细胞代谢需要，酵母细胞则启动细胞凋亡程序。 为细胞生命活动提供ATP 7. 细胞自噬 P126小字 ① 定义： 细胞将功能退化的细胞结构，通过溶酶体降解后再利用的过程。 ② 意义： 营养缺乏的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量 2016诺贝尔生理学奖：大隅良典，和“吃掉自己”的细胞 自噬，就是细胞降解回收自己零部件的过程； 这个过程能快速提供能量和材料用于应急； 还能用来对抗病原体、清除受损结构； 自噬机制的受损和帕金森病等老年疾病密切相关； 7. 细胞自噬 P126小字 ③ 比较细胞自噬和细胞凋亡 细胞DNase酶和Caspase酶是细胞凋亡的两种关键酶，在凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后，通过细胞内信号转导激活凋亡相关基因。这两种酶一旦被激活，DNase酶能将DNA切割形成DNA片段，Caspase酶能将细胞内蛋白降解成多肽，导致细胞裂解形成凋亡小体，进而被吞噬细胞吞噬清除。 凋亡一定引起细胞死亡；自噬不一定引起细胞死亡。 联系：有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。 总结细胞自噬和细胞凋亡的共同点： 都受到基因的控制 都在细胞生命活动过程中发挥积极作用 都贯穿正常细胞生长发育的全过程 [2025四川卷T3] 通俗地说，细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。下列叙述错误的是（    ） A. 溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶 B. 线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量 C. 细胞自噬产生的氨基酸可作为原料重新用于蛋白质合成 D. 细胞自噬“吃掉”细胞器不利于维持细胞内部环境稳定 D [2024甘肃] 某研究团队发现，小鼠在禁食一定时间后，细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体，随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，最终脂质小滴在溶酶体内被降解。关于细胞自噬，下列叙述错误的是（    ） A. 饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢，使细胞获得所需的物质和能量 B. 当细胞长时间处在饥饿状态时，过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡 C. 溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程 D. 细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应 C 真题演练 [2025北京卷T4] 科学家对线虫进行诱变，发现C3基因功能缺失突变体中本应凋亡的细胞存活，C9基因功能缺失突变体中本不应凋亡的细胞发生凋亡。下列叙述错误的是（  ） A．C3基因促进细胞凋亡 B．C9基因抑制细胞凋亡 C．细胞凋亡不利于线虫发育 D．细胞凋亡受基因的调控 C [2024年吉林省] 手术切除大鼠部分肝脏后，残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖；肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞，使肝脏恢复到原来体积。下列叙述错误的是（    ） A. 肝细胞增殖过程中，需要进行DNA复制 B. 肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程 C. 卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达 D. 卵圆细胞能形成新的肝细胞，证明其具有全能性 D 真题演练 [2024年湖北省] 苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白，被棉铃虫吞食后活化，再与肠道细胞表面受体结合，形成复合体插入细胞膜中，直接导致细胞膜穿孔，细胞内含物流出，直至细胞死亡。科学家将编码Bt毒蛋白的基因转入棉花植株，获得的转基因棉花能有效防控棉铃虫的危害。回答下列问题： 1）Bt毒蛋白引起的细胞死亡属于__________（填“细胞坏死”或“细胞凋亡”）。 2）如果转基因棉花植株中Bt毒蛋白含量偏低，取食后的棉铃虫可通过激活肠干细胞分裂和_________产生新的肠道细胞，修复损伤的肠道，由此导致杀虫效果下降。请据此提出一项可提高转基因棉花杀虫效果的改进思路：___________________________________。 3）在Bt毒蛋白的长期选择作用下，种群中具有抗性的棉铃虫存活的可能原因是：肠道细胞表面受体蛋白的________或______________发生变化，导致棉铃虫对Bt毒蛋白产生抗性。 4）将Bt毒蛋白转基因棉花与非转基因棉花混种，可以延缓棉铃虫对转基因棉花产生抗性，原因是_____________________________。 细胞坏死 分化 抑制肠干细胞的激活 结构 控制基因 减缓棉铃虫种群抗毒蛋白基因频率的增加速度 真题演练 $