2026届高三生物一轮复习课件 19讲细胞分化、衰老、凋亡

第4单元 细胞的生命历程 第19讲 细胞的分化、衰老、死亡 细胞生长 畸形 早期胚胎 多个相同的细胞 ABCDE..... 细胞衰老 癌变 受精卵 全套基因：ABCDE..... 卵裂 细胞增殖 ABCDE..... 细胞分化 表达ACDE.... 表达BCDE.... 组织 器官 系统 个体 自我更新 细胞凋亡 不正常死亡： 细胞坏死 个体发育的细胞学基础：细胞分化 细胞生命历程 ABCDE..... ABCDE..... 一、细胞的分化 发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度 持久、稳定、不可逆、普遍 突破1. 细胞的分化的实质（原因） 细胞中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表达情况不同 细胞分化的“不变”： “变”： mRNA(B)、mRNA(E) 蛋白质B 蛋白质E mRNA(A)、mRNA(E) 蛋白质A 蛋白质E mRNA(C)、mRNA(E) 蛋白质C 蛋白质E mRNA(D)、mRNA(E) 蛋白质D 蛋白质E DNA（基因） tRNA和rRNA、细胞的数目 mRNA 和蛋白质种类 （不完全相同） 细胞的形态、结构和功能 p106 分子水平 细胞水平 合成了某种细胞特有的蛋白质，如血红蛋白、唾液淀粉酶、胰岛素、生长素、抗体等 形成了不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。变为肌细胞的梭形、红细胞的圆饼状、神经细胞的突起状等。 突破2. 细胞分化的标志 下图是某患者体内的3种细胞，图中表明了每个细胞的部分基因及其活动状况。 （1）右图中3种细胞中的基因组成相同吗?为什么? 相同，同一人体不同细胞均由受精卵经过有丝分裂和分化而形成的，遗传物质不变 （2）右图中A细胞和C细胞功能不同的直接原因和根本原因是？ 直接原因： 根本原因 : 其中属于管家基因（在所有细胞中均表达的基因）的是哪种基因? 属于奢侈基因（在特定细胞中表达的基因）的是哪种基因？ （a） （bcd） ①管家基因： ATP合成酶基因 呼吸酶基因 核糖体合成酶基因 ②奢侈基因： 胰岛素基因 血红蛋白基因 生长激素基因等 细胞中的蛋白质不完全相同(翻译产生不同的蛋白质) 基因的选择性表达（转录产生不同的mRNA） 二p72 下图是某患者体内的3种细胞，图中表明了每个细胞的部分基因及其活动状况。 （3）这三种细胞是否可以代表红细胞？细胞A、B 分别是什么细胞? 不能，判断的依据是该细胞不表达血红蛋白基因，A为胰岛B细胞，B为垂体细胞 (4)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则是否能与其形成杂交带？____ ____。若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况为_________________________________. 均出现杂交带 仅A细胞出现杂交带 p114 必修二p62 ①区别：细胞分化的结果是使细胞种类增加，细胞分裂是使细胞的数目增加 ②联系 细胞 是细胞 的基础 分裂 分化 细胞分化程度越高，增殖(分裂)能力越低。细胞全能性越低 分化能力=分裂能力=全能性：与分化程度成反比 例：比较下列细胞分化程度的高低 体细胞 生殖细胞 受精卵 分化的细胞通常不能再进行分裂，也有例外如B细胞、记忆B细胞 ③注意 突破3. 细胞分化与细胞分裂的关系 (1)肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。( ) (2)胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体。( ) (3)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化。( ) （4）分化程度高的细胞其全能性一定低。( ) （5）高度分化的动物细胞永远失去了增殖的能力（ ） × × × √ × （6）分化的细胞首先出现化学成分上的不同如酶的不同，继而出现形态、结构和生理功能上得不同（ ） （7）植物表皮细胞的细胞壁上形成明显的角质层，具有保护作用（ ） （8）植物的贮藏细胞具有体积较大的液泡，贮藏着许多营养物质（ ） （9）某个人体中的肌肉细胞和红细胞的形态结构功能不同的根本原因 是DNA不同（ ） √ √ √ × 直接原因： 根本原因： 蛋白质种类不完全相同 卵细胞 肝细胞、记忆细胞 基因的选择性表达的结果 (mRNA不同) 二、细胞的全能性 注:分化程度≠分化能力 由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。判断全能性表达的标志是能否发育成“个体”或“任何细胞” 二、细胞的全能性　 实例: 植物组织培养: ; 植物细胞全能性 动物克隆: ; 动物细胞核全能性 韧皮部细胞 细胞团 根或芽 幼苗 胡萝卜植株 脱分化 再分化 离体的组织或细胞 愈伤组织 离体条件下已分化的细胞经过诱导，失去特有的结构和功能，重新获得分裂能力 1．下列生物现象能体现体细胞全能性的是 (　 ) A．小麦种子萌发长成小麦幼苗 B．将细胞核移植到去核卵细胞中培育动物个体 C．卵细胞直接发育成为雄蜂 D．柳树叶肉细胞经组织培养发育成新植株 D (说明动物体细胞的细胞核具有全能性) (说明生殖细胞具有全能性) 骨髓 任何一种类型 成体 神经干细胞 特定的细胞 或组织 胚胎干细胞 外周血、脐带血 三、干细胞 干细胞分裂能力强，分化潜能也强 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。 特点：体积小，细胞核大、核仁明显。取自早期胚胎。也叫做全能干细胞。 造血干细胞：也叫做多能干细胞。 神经干细胞 专能干细胞 p121 制备ips细胞的方法P46 病人 取出 iPS细胞 分化 各种类型的细胞 病人 诱导 ①诱导过程无需破坏胚胎 ②iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞， 将它移植回病人体内后，理论上可以避免 免疫排斥反应 iPS细胞应用的优点: ③可转入特定基因 考向一 考查对细胞分化的理解 1. （2024·浙江6月选考卷·4，2分）同一个体的肝细胞和上皮细胞都会表达一些组 织特异性的蛋白质。下列叙述错误的是( ) A A. 肝细胞和上皮细胞没有相同的蛋白质 B. 肝细胞和上皮细胞所含遗传信息相同 C. 肝细胞的形成是细胞分裂、分化的结果 D. 上皮细胞的形成与基因选择性表达有关 C A B D 单细胞生物： 细胞衰老____个体衰老 多细胞生物： 总体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞___________的过程 细胞衰老的过程是细胞的___________和___________发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的___________________发生变化 生理状态 化学反应 形态、结构和功能 = 细胞衰老____个体衰老 ≠ 普遍衰老 四、细胞衰老 1.概念 细胞衰老的意义 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。 P106 2.特征 四、细胞衰老 染色质收缩，DNA不能解旋，影响复制和转录 相对表面积增大 ①老年人的皮肤上会长出“老年斑” ②老年人白头发 细胞内色素（主要是脂褐素）的积累 毛囊中黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素的合成减少 人体衰老症状与原因分析 ③白化病 3.衰老机制 P124 四、细胞衰老 （1）自由基学说 （2）端粒学说 解析端粒酶 端粒酶负责端粒的延长，可以把DNA复制损失的端粒填补起来， 使得细胞分裂的次数增加。端粒酶是RNA和蛋白质组成的复合体， 蛋白质部分起催化作用，RNA部分作为模板。 因此，端粒酶具有_______酶的活性。 端粒酶在大多数细胞中的活性______，在癌细胞中的活性_____。 逆转录 很低 较高 题(高考题及其改编):端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是 A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒 B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶 C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA D.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长 C 1.端粒酶的存在说明了RNA可以作为催化剂（ ） 2.癌变细胞中端粒酶含量和活性较高（ ） 3.端粒酶的发现，可为延长人的寿命提供理论指导（ ） 4.在端粒酶的作用下可以合成端粒DNA，并加到染色体末端，使端粒延长（ ） 5.端粒酶不仅具有模板的作用，还具有催化作用（ ） 6.端粒受损可能导致细胞衰老（ ） 1错，其余对 二、细胞的死亡 1.细胞凋亡: 1.细胞凋亡 实例：正常发育过程中的程序性死亡 2.细胞的坏死 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，由细胞的正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤和死亡。 ①概念： ②过程： ③实例： 烫伤后皮肤、黏膜的脱落 骨折时部分骨细胞死亡 吸烟者肺部细胞因尼古丁的作用而死亡 五、细胞死亡 细胞凋亡与细胞坏死不同：细胞坏死是受不利因素影响的病理性死亡；细胞凋亡是正常状态下的生理性死亡。 五、细胞死亡 炎症 炎症 炎症 (3)细胞自噬 激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡 细胞器 微生物和毒素 P126 拓展：源于必修1 P126 请结合资料比较细胞自噬和细胞凋亡 资料一：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。 资料二：通俗地说，细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。在一定条件下，细胞可通过溶酶体的作用，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，其局部过程如下图所示。 内质网 内质网 请比较二者的区别与联系：区别： ①形态学上的区别：凋亡会使细胞膜内陷形成凋亡小体，最后细胞解体；自噬是形成双层膜的自噬泡，包裹细胞质内的物质，然后与 融合消化掉内容物。 ②生理意义上的区别：凋亡 (填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡；自噬 (填“一定”或“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。 溶酶体 一定 不一定 三、基因工程的基本操作程序 从基因文库中获取 1.目的基因的筛选与获取 2.基因表达载体的构建（核心） （ 载体的一种 ） 3将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与鉴定 基本操作程序 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在、并且遗 传给下一代，同时能够表达和发挥作用 包含：目的基因、标记基因、启动子、 终止子、复制原点 构建过程：用一定的限制酶切割载体，然后用同种限制酶或能产生相同黏性末端的限制酶切割含目的基因的DNA片段，再用DNA连接酶连接 花粉管通道法（中国独创）：P书本81 农杆菌转化法：将目的插入农杆菌的Ti质粒的 T-DNA(可转移的DNA，转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA) 导入微生物（原核生物） 导入植物细胞 导入动物细胞（受精卵） 分子水平检测： 个体生物水平的鉴定： —显微注射技术 —Ca2+处理：使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 —检测目的基因是否翻译出蛋白质 抗虫、抗病接种实验 —检测染色体DNA是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出mRNA PCR技术 抗原-抗体杂交技术 利用PCR获取和扩增 人工合成 4.目的基因的检测与鉴定 三、基因工程的基本操作程序 鉴定 （个体水平） 抗虫鉴定、 抗病鉴定、 活性鉴定等 04 目的基因的检测与鉴定 基因是否插入染色体DNA（存在） 方法1：PCR扩增 转基因生物 提取DNA DNA作为模板 PCR操作 是否扩增出目的基因 电泳操作 方法2：DNA分子杂交技术 探针：带标记的目的基因探针 04 目的基因的检测与鉴定 基因是否转录（mRNA） 转基因生物 PCR操作 是否扩增出目的基因 逆转录 cDNA 提取RNA mRNA作为模板 RNA分子杂交(Northern Blot)流程图 提取RNA 转基因生物 标记的基因探针 方法1：PCR扩增 方法2：分子杂交技术 RNA不能直接扩增 电泳 带标记的目的基因探针和转基因生物的mRNA杂交，若出现杂交带，表明目的基因转录出mRNA $