2027届高三生物人教版一轮复习课件第14讲 细胞的分化、衰老和死亡

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞的分化、衰老和死亡”核心考点，依据高考评价体系明确考查要求，以选择题为主，重点覆盖细胞分化实质、衰老特征及原因、凋亡与坏死比较等，分析近五年高频考点权重，归纳概念辨析、实例分析、图表解读等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题训练与核心素养融合，如2025山东题解析细胞焦亡与凋亡区别，通过对比表格（凋亡与坏死特征）、易错点警示（端粒存在所有细胞×）培养科学思维，结合延缓衰老方法渗透态度责任，助力学生掌握答题技巧，教师可据此高效规划复习。

第 14 讲 细胞的分化、衰老和死亡 2027 届 高 三 生 物 一 轮 复 习 1 考情解码·考点定标 考情分析 1．从命题题型和内容上看，试题以选择题为主，题目难度一般不大。主要从以下几方面考查：细胞的分化、细胞衰老的特点及原因、细胞凋亡与细胞坏死的比较等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)将细胞的分化、衰老和死亡综合考查它们在个体发育和维持稳态中的协同作用； (2)结合现实生活中的健康问题、疾病联系起来考查调控机制。 复习目标 复习目标： 1. 比较细胞的分化、衰老和死亡，建立细胞是一个统一整体的生物学观念。（生命观念） 2. 分析细胞衰老、死亡的特点，关注人体健康和科技发展。（社会责任） 2 一、细胞分化与细胞的全能性 细胞分化 （1）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。 （2）时间： 发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度。 （3）特点： 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。 细胞分化发生在整个生命进程中。 一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。 因为同一个个体的各种细胞都是由一个受精卵细胞通过有丝分裂产生的。就同一个体而言，各种细胞具有的遗传信息相同。 普遍性 持久性 稳定性/不可逆性 遗传物质不变性 （4）结果： （5）意义： 形成不同的组织和器官 一、细胞分化与细胞的全能性 细胞分化 资料1：人体在生长发育过程中,如果仅仅有细胞的增殖，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，生物体不能正常发育。 ①细胞分化是个体发育的基础。 资料2：哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，细胞内有大量的血红蛋白，因此提高了红细胞运输氧气的能力。肌肉细胞中含有大量线粒体和大量收缩蛋白质，因此肌肉细胞有很强的收缩功能。 ②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 （6）实质（根本原因）： 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。） 直接原因？ 细胞中蛋白质种类的不同！ 一、细胞分化与细胞的全能性 细胞分化 细胞分化通常不改变细胞内的遗传信息（遗传物质） 细胞中的DNA 蛋白质 呼吸酶基因 β-珠蛋白基因 抗体基因 呼吸酶 β-珠蛋白 抗体 浆细胞 + + + + - + 幼红细胞 + + + + + - 管家基因：所有细胞均表达，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等。如呼吸酶基因、ATP合成酶基因。 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。如血红蛋白基因、胰岛素基因。 【思考】细胞分化过程中细胞内的基因有没有发生改变？ 基因的选择性表达是奢侈基因的选择性表达！ 一、细胞分化与细胞的全能性 细胞分化 相同 核DNA 转录 不同 mRNA 不同 蛋白质 翻译 不同形态结构和功能的细胞 表现 DNA、mRNA、tRNA、rRNA、蛋白质的种类、细胞的数目、细胞的形态结构和功能 标志 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、胰岛素等。 形成了不同种类的细胞。 DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目 细胞分化 变 mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能 不变 细胞分化的标志： 各物质和细胞变化： 一、细胞分化与细胞的全能性 细胞分化 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： 细胞分裂是细胞分化的基础，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 细胞分裂与细胞分化的区别和联系： 一、细胞分化与细胞的全能性 细胞的全能性 （1）概念： 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。 注意：细胞具有全能性≠表现出全能性，表现出全能性的终点要形成完整有机体或各种细胞。 （2）原因： 细胞内含有个体发育的 。 全套的遗传信息 （3）实例： ①植物组织培养 原理：植物细胞具有全能性 没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞也具有全能性。 ☛不是每个活细胞都有全能性，例如高等植物成熟筛管细胞、哺乳动物成熟红细胞因失去了核遗传物质，所以不具备全能性。 脱分化 再分化 思考：决定植物脱分化、再分化的关键因素？ 生长素和细胞分裂素的浓度和比例 一、细胞分化与细胞的全能性 细胞的全能性 （3）实例： ②克隆动物的培养 原理：动物细胞核具有全能性 （4）全能性表达的条件： 离体、适宜营养、激素等 （5）细胞全能性高低： 动物细胞 受精卵 ①不同生物 ②同一生物 细胞分化程度越高，细胞的全能性 。细胞分裂能力越强，细胞的全能性 。 越低 越高 ＞ ＞ ＞ 植物细胞 体细胞 生殖细胞 分化的细胞不一定不再进行分裂，如B细胞； 分化程度高的细胞全能性不一定低，如配子； 干细胞分裂后一部分细胞发生分化，一部分保持分裂能力。 一、细胞分化与细胞的全能性 干细胞 （1）概念： 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。 例如：胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞、成肌细胞等。 （2）来源： 注意：并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。 早期胚胎、骨髓、脐带血等多种组织和器官中。 （3）类型： 胚胎干细胞 成体干细胞 一、细胞分化与细胞的全能性 干细胞 胚胎干细胞 （简称ES细胞） ➊分布： ➋特点： ➌应用实例： ➍局限性： 早期胚胎中 形态上： 功能上： ★具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。 体积小、细胞核大、核仁明显。 具有发育的全能性。 目前科学家已分离出了小鼠、兔、牛、猴和人等的ES细胞，在体外培养可分化分化成心肌细胞、神经元细胞和造血干细胞等。 必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。 一、细胞分化与细胞的全能性 干细胞 成体干细胞 ➊分布： ➌特点： ➋常见类型： ➍作用： 成体组织或器官内 造血干细胞 神经干细胞 精原干细胞 （骨髓、外周血和脐带血中） （神经系统中） （睾丸中） 发现最早、研究最多、应用最成熟 具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力！ 有着自我更新能力 及分化潜能的干细胞，与组织、器官的 、 和 等密切相关。 发育 再生 修复 治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等） 治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。 造血干细胞→ 神经干细胞→ 一、细胞分化与细胞的全能性 干细胞 诱导多能干细胞 （简称iPS细胞） ➊概念： ➋诱导方法： ➌优点： 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。 ②用小分子化合物诱导形成。 ①将特定基因或蛋白导入细胞（成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞） ①诱导过程无须破坏胚胎； ②iPS细胞可取自病人的体细胞，理论上可以避免免疫排斥反应。 所以，科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。 ➍应用： 可治疗镰状细胞贫血症； 在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得新进展。 如何实现胚胎干细胞自体移植？ 病人 取核 去核卵母细胞 重构胚胎 各种细胞组织或器官 诱导 取出 体细胞 核移植 体细胞 取出 转入相关因子 iPS细胞 胚胎干细胞 取出 诱导 移植 治疗性克隆 iPS细胞治疗 细胞发生转化 各种细胞组织或器官 移植 二、细胞衰老和死亡 （1）概念： 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。 细胞衰老 衰老细胞核 正常细胞核 衰老细胞 正常细胞 二、细胞衰老和死亡 （2）特征： 细胞衰老 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细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。 ⑤细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。 区分：代谢旺盛的细胞核仁大，核孔多！！! （哺乳动物成熟的红细胞没有该特征） （并非所有酶） （与溶酶体的功能降低有关） 无法复制转录 老年人的特征 相对应的细胞衰老的特征 头发变白 “老年斑” 皮肤干燥、发皱 体能下降 吸收能力下降 细胞内酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少 细胞水分减少，体积变小 细胞内色素(脂褐素)的累积 细胞内呼吸速率减慢 细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低 二、细胞衰老和死亡 细胞衰老 思考：尝试从细胞水平解释人体衰老特征 二、细胞衰老和死亡 细胞衰老 （3）原因： 自由基学说 端粒学说 什么是自由基？ 自由基的特点? 自由基的来源？ 自由基是怎样导致细胞衰老的？ 什么是端粒？ 端粒的特点？ 端粒缩短为什么会使细胞衰老？ 二、细胞衰老和死亡 细胞衰老 自由基学说 ①自由基： ②自由基的特点： ③自由基的来源： ④自由基是怎样导致细胞衰老的 异常活泼的带电分子或基团 含有未配对的电子，有高度的反应活泼性。 胞内的氧化反应产生 辐射和有害物质的入侵刺激细胞产生 （正反馈） 拓展：体内细胞的超氧化物歧化酶（SOD）可清除部分自由基，食物中维生素C、维生素E等也可起到清除自由基的作用。 二、细胞衰老和死亡 细胞衰老 端粒学说 ①端粒： ②端粒的特点： ③端粒缩短为什么会使细胞衰老？ 每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。 每次细胞分裂后，端粒DNA序列会缩短一截，随着分裂次数增加截短部分会逐渐向内延伸 端粒DNA序列逐渐缩短 细胞活动渐趋异常 细胞分裂 端粒内侧 正常的DNA序列受到损伤 判断： 端粒存在于所有细胞中 × 端粒 有观点认为，“端粒学说”所描述的机制也能延缓衰老，请结合资料及教材做出解释。 【资料】端粒长度主要由端粒酶调节，端粒酶是具有逆转录酶活性的核糖核蛋白复合体，它合成端粒重复序列添至染色体末端，维持端粒长度，延长细胞寿命。目前研究发现，运动后端粒酶活性的增加可以减少端粒长度的耗损，吸烟、酗酒、不健康饮食( 如高糖、高热量) 等可导致端粒损耗加速。 可通过运动，提高端粒酶活性，减少端粒长度的损耗，减轻端粒内侧正常基因的DNA序列的损伤，达到延缓衰老的效果。 01 多运动 02 少吸烟 03 少酗酒 04 健康饮食 二、细胞衰老和死亡 细胞衰老 二、细胞衰老和死亡 细胞衰老 端粒学说 【拓展】端粒酶是延长端粒的一种酶，是由RNA和蛋白质组成的复合体，属于逆转录酶。它以自身的RNA作为端粒DNA复制的模板，合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而来稳定染色体的结构。端粒酶在大多数细胞中的活性很低，在受精卵、干细胞和癌细胞中的活性很高。 3` 5` 端粒酶 端粒蛋白 端粒RNA 【思考】通过细胞衰老的原因学习，请思考肿瘤细胞为什么能无限增殖呢？ 肿瘤细胞 癌细胞能激活端粒酶活性，合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而来稳定染色体的结构。 二、细胞衰老和死亡 细胞衰老与个体衰老的关系 多细胞生物 单细胞生物 同步： 细胞衰老或死亡=个体衰老或死亡 不一定同步： 细胞衰老或死亡≠个体衰老或死亡 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。 两者之间的联系：从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 二、细胞衰老和死亡 细胞死亡 包括凋亡和坏死等方式。 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，就叫细胞凋亡。是细胞内遗传机制程序性调控的结果，又叫细胞程序性死亡。 细胞死亡的主要方式（生理性） （2）实质： 是凋亡相关的基因选择性表达的结果。 直接原因？ 产生了与凋亡相关的蛋白质 ①凋亡起始，细胞接受到信号，染色质固缩、分离并沿核膜分布，细胞皱缩。 ②凋亡中，细胞质膜反折，包裹染色质和细胞器等细胞碎片，形成芽状突起并分离，形成凋亡小体。 ③凋亡小体被巨噬细胞吞噬。 二、细胞衰老和死亡 细胞凋亡 （3）过程： 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。 二、细胞衰老和死亡 （4）类型： （5）意义： 细胞凋亡 二、细胞衰老和死亡 细胞坏死 （1）概念： 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。 （病理性） （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 细胞坏死不是由基因决定的，是一种非正常的被动死亡，对机体有害，会导致免疫系统应答，引发炎症反应。 二、细胞衰老和死亡 项目 细胞凋亡 细胞坏死 与基因的关系 特点 原因 过程 细胞膜 影响 与基因无关 病理性 有害，发生炎症 不利因素影响 受凋亡基因控制 生理性 有利，不发生炎症 基因控制 主动的 被动的 内陷、不破裂 肿胀、破裂 【思考】被病原体侵染的细胞由免疫细胞作用使其清除，属于 ？ 被病原体侵染的细胞由病原体繁殖使其裂解死亡，属于？ 细胞凋亡 细胞坏死 小结：细胞凋亡和细胞坏死的区别 【拓展】细胞焦亡，又称炎症程序性细胞死亡。 首先，它是一种细胞程序性死亡 ，即细胞接受某种信号或受到某些因素刺激后，为了维持内环境稳定，按照预定的程序发生的一种主动性消亡过程。依赖于炎性半胱天冬酶，表现为细胞不断胀大，直至细胞膜破裂，内容物流出，并伴随有大量促炎症因子的释放。细胞焦亡会使细胞膜的通透性改变，引发炎症反应，与细胞内基因的表达调控有关，但细胞核遗传物质未发生改变。 程序性细胞死亡主要包括：程序性坏死、凋亡、细胞焦亡和铁死亡等。 【拓展】铁死亡 铁死亡是一种铁依赖性的细胞程序性死亡方式。铁死亡的主要机制是在二价铁或脂氧合酶的作用下，催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸发生脂质过氧化，从而诱导细胞死亡。在细胞形态方面，铁死亡会导致细胞线粒体变小、膜密度增高，嵴减少等。细胞核形态变化不明显，核体积正常且无核浓缩现象。 【拓展】铜死亡 铜死亡是2022年提出的一种铜依赖性新型程序性细胞死亡方式，区别于凋亡、焦亡、坏死及铁死亡，其核心机制是细胞内铜离子过度积累，直接靶向并破坏线粒体代谢，最终引发细胞死亡。 二、细胞衰老和死亡 细胞自噬 （1）概念： 在一定条件下，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。即细胞吃掉自身的结构和物质。 （2）过程： （3）意义： 处于营养缺乏条件下的细胞，可通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量； 在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定； 有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。 二、细胞衰老和死亡 细胞自噬 (2025山东)利用病毒样颗粒递送调控细胞死亡的执行蛋白可控制细胞的死亡方式。细胞接收执行蛋白后，若激活蛋白P，则诱导细胞发生凋亡，细胞膜突起形成小泡，染色质固缩；若激活蛋白Q，则诱导细胞发生焦亡，细胞肿胀破裂，释放大量细胞因子。下列说法错误的是（ ） A.细胞焦亡可能引发机体的免疫反应 B.细胞凋亡是由基因所决定的程序性细胞死亡 C.细胞凋亡和细胞焦亡受不同蛋白活性变化的影响 D.通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程属于细胞凋亡 D $