1、第2节 细胞分化、衰老和死亡 1.受精卵发育的过程中，细胞都发生了哪些变化？2.老人为什么会出现皱纹、老年斑、白头发呢？针对特定的生物学现象，进行观察并提出问题，体现了科学探究的核心素养。1.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.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 1.利用结构和功能观，说明细胞分化的实质和意义，以及衰老的特征。（生命观念）2.通过比较和分类，明确不同细胞全能性大小的不同，以及细胞死亡方式的不同。（科学思维）体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，让我们一起吧！进走课堂1细胞分化形成复杂的多细胞生物体(1
2、)细胞分化概念：在个体发育中，由_细胞经细胞分裂产生的_细胞，在_和_上逐渐发生_的过程，称为细胞分化。一、细胞分化和细胞全能性 一个或一种子代形态结构生理功能稳定性差异(2)细胞分化实例 骨髓中_细胞分裂产生的细胞发生_，形成_、_和多种_。在被子植物中，叶表皮细胞外侧有_，具有_作用；叶肉细胞内有大量的_，能进行光合作用；营养组织细胞能_营养物质；_组织参与营养物质的运输。造血干特异性变化红细胞 血小板白细胞角质层保护叶绿体储藏输导干细胞动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞，即未分化的细胞。例如.人骨髓的造血干细胞 干细胞研究用途有哪些？干细胞移植治疗白血病 在体外培养出组织和器
3、官,并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗 针对特定的生物学现象，进行观察、并提出问题，体现了科学探究的核心素养。干细胞的种类 根据干细胞的分化能力可分为：全能干细胞：具有无限分化潜能，能分化成各种组织器官。如胚胎干细胞。多能干细胞：具有分化出多种组织细胞的潜能。如多能骨髓干细胞。专能干细胞：由多能干细胞分化而来，只能向一种类型会密切相关的两种类型的细胞分化。如神经干细胞。根据干细胞的来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。但是，并非所有的干细胞都要发生分化。【拓展延伸】对干细胞的种类划分依据进行拓展延伸，体现了科学思维的核心素养。(3)细胞分化特点 细胞分化是一种_的变化。一般来说，分化
4、后的细胞将一直保持_的状态，直到死亡。细胞分化是生物界_的生命现象，是生物体_的基础。持久性分化后普遍存在发育(4)细胞分化意义 在个体发育中，细胞分化能_细胞的类型，不同类型的细胞构成了多细胞生物体的各种_和_，执行不同的_，从而有利于_各种生命活动的效率。增加组织器官生理功能提高【思考】1.分别是什么生命现象？两者有何区别和联系呢？通过观察和对比，提出问题，体现了科学探究的核心素养。细胞分裂 细胞分化 不 同 点 细胞数量 形态、结 构和功能 相同点 联系 增加 相同 不变 存在差异 遗传信息都不变 先分裂，后分化，细胞分裂是细胞分化的基础，共同完成生物个体发育过程 2.细胞分化与细胞分裂
5、的区别和联系 对细胞分化和分裂的异同点及联系进行总结归纳，体现了科学思维的核心素养。【归纳总结】从不同水平理解细胞分化1.细胞水平细胞的形态、结构和功能发生改变。2.亚显微水平细胞器的数目、种类及细胞质基质成分等发生改变。3.从分子水平看（1）蛋白质角度：蛋白质种类、数量发生改变。（2）基因角度：基因选择性表达，RNA的中类和数量发生改变。总之，细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞内的遗传物质一般不改变。同一个体不同类型细胞的RNA和蛋白质的种类和数量不完全相同。细胞分化不改变细胞数目，但改变细胞种类。一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体状态、人工培养等条件下，某些高度分化的细胞也能恢复分裂
6、能力。对细胞分化在不同水平上进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。【例1】一个受精卵能发育成一个多细胞的生物体，这主要是通过下列哪两种生命现象实现的()A细胞分裂和细胞生长 B细胞生长和细胞分化 C细胞分裂和细胞分化 D细胞的无丝分裂和有丝分裂 C 细胞分裂导致细胞数目增多，使生物体的体积增大，生长加快。细胞分化形成不同的组织和器官。两者共同作用完成了生物体的生长发育过程。资料 在不脱离生物体的前提下，分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡。切割 某种植物激素 各种营养物质 某种植物激素 各种营养物质 设 想 脱离母体 脱离分化的状态 再分化 再分化开花的胡 萝卜植株 根的切片 根韧皮
7、部细胞 细胞团 胚状体 试管植株 再分化 植物的组织培养技术 1958年，美国科学家斯图尔德 实验结果说明了什么？说明了高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整个体的能力。2分化后的细胞仍然具有全能性(1)1902年，德国植物学家哈伯兰特预言：离体的植物细胞既然具有_，那么，在一定条件下应该能发育成为完整的植物体。(2)1958年，美国植物学家_等人，证实了哈伯兰特50多年前的预言，即_。本物种全套遗传信息斯图尔德离体的植物细胞能发育成完整的植物体植物细胞具有全能性，那动物细胞呢？事实：到目前为止，人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体！已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性2.实验
8、结果说明了什么？3.细胞全能性的理论基础是什么？每个细胞内含有该物种的全部遗传信息。(3)植 物 细 胞 具 有 全 能 性：_ 的 植 物 细 胞 仍 然 具 有_的能力，即植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指细胞分裂和分化后，仍然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。(4)高 等 动 物 已 分 化 的 体 细 胞 的 细 胞 核 仍 然 保 持 着_，是具有全能性的。高度分化发育成完整植株全套的遗传物质克隆鼠（2002年美国）克隆猪(2000年美国）克隆牛(1998年日本）体细胞克隆猴“中中”和“华华”（2018年中国）【拓展延伸】1.没有分化的细胞，如受精卵、动物和人的早
9、期胚胎细胞、植物的分生组织细胞也具有全能性。受精卵的全能性最高。2.分化程度较高的细胞全能性不一定低，生殖细胞由性原细胞分化而来，属于高度分化的细胞，但全能性依然较高。几种细胞全能性的比较：受精卵配子体细胞。其分化程度和全能性高低呈反相关。对细胞的全能性进行拓展延伸，体现了科学思维的核心素养。3.愈伤组织：一个没有分化的细胞团块。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，液泡比较大，细胞无固定形状。愈伤组织可经过进一步诱导再分化，长出根、叶、芽、茎，形成完整植株。4.胚状体：愈伤组织经再分化后形成的具有类似于胚芽、胚轴、胚根的结构，能进一步发育成完整植株。【例2】下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的
10、生物学过程的是()A玉米种子萌发长成新植株 B小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 D胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 D 胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整新个体的潜能。选项A所述内容是细胞分化；全能性表达的结果是得到完整新个体；由于题干中要求体现的是“体细胞全能性”，花粉属于生殖细胞；胡萝卜根韧皮部细胞是已分化的细胞，经组织培养后得到了完整的新植株，故D正确。1细胞衰老(1)定义：细胞衰老是一系列复杂的_过程，发生的变化最终反映在细胞的_和_上。(2)特征 细胞_，细胞内的水分_，体积_。细胞核体积_，核膜_，_固缩。细胞质膜通透性_，
11、物质运输功能_。细胞内_降低，_减慢，_逐渐积累。细胞内_和_受阻。二、细胞衰老和细胞死亡 生理生化反应形态结构生理功能萎缩减少变小增大皱折染色质改变降低多种酶的活性代谢速率色素物质交换信息传递1.从细胞水平解释老年人心脏为什么没有年轻人的心脏收缩有力？细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；细胞内呼吸速率减慢。2.老年人骨折后为什么比年轻人恢复慢得多？与成骨细胞衰老有关,细胞代谢减慢，影响细胞生长。与生活的联系 对生活中常见的生物学现象，进行观察分析，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。(3)细胞衰老机制的学说 端粒学说 a端粒是真核生物_，能维持染色体的_。b端粒酶是细胞中一种_的酶，可以_
12、细胞的衰老。c端粒学说：每次细胞分裂后，_就会缩短一截，随着细胞分裂次数的增多，_不断缩短，当_到一定程度时，细胞就无法_，从而导致_。染色体末端的DNA重复序列稳定性延长端粒延缓端粒DNA序列端粒端粒长度缩短继续分裂细胞衰老与死亡自由基学说 细胞内活泼的_在氧化反应中会产生大量的_。自由基常带有_，表现出高度的_，会攻击和破坏细胞内各种具有_的生物分子。当自由基破坏生物膜成分中的_时，又会产生许多新的_，这些自由基将会参与攻击_，如_，最终导致细胞衰老。带电分子或基团自由基未配对的电子反应活跃性正常功能磷脂分子自由基其他生物分子DNA或蛋白质分子【易错提醒】1.随着年龄的增长，细胞继续分裂的
13、次数会逐渐减少，这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。2.细胞进入衰老状态，细胞核中的遗传物质会出现收缩状态，细胞中一些酶的活性会下降，从而影响细胞的生活。3.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。但机体中众多细胞及组织的衰老，就会引起人的衰老。4.人衰老后会出现免疫力下降、适应环境能力减弱等现象。基于衰老的特征，对衰老的相关知识进行拓展与延伸，体现了科学思维的核心素养。【例3】下列有关衰老细胞特征的叙述，不正确的是()A衰老的细胞新陈代谢速率加快 B衰老的细胞内多种酶的活性降低 C衰老的细胞呼吸速率减慢 D细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低 A 衰
14、老的细胞新陈代谢速率减慢。2细胞死亡(1)细胞程序性死亡 研究发现，不论单细胞生物还是多细胞生物，在正常情况下，细胞死亡往往受细胞内_决定的“死亡程序”控制，是一个_的生理过程，所以细胞死亡常被称为细胞程序性死亡。遗传机制主动而非被动(2)细胞死亡方式：细胞自噬导致的_、细胞_和细胞_。细胞自噬是细胞通过_(动物)或_(_和植物)与_包裹的细胞_融合，从而降解_的过程。细胞坏死多为细胞在强烈的_因素或_因素作用下受到严重损伤，引起_的过程，表现为细胞_、_和_破裂、细胞_等。细胞凋亡是由_所决定的细胞_的过程。(3)对生物个体的_、生命活动_的维持以及_外界各种因素的_等，细胞程序性死亡具有重
15、要作用。自噬性细胞死亡坏死凋亡溶酶体液泡 酵母菌双层膜自身物质细胞自身物质理化生物自身死亡胀大核膜细胞质膜内容物外溢基因自动结束生命正常发育稳定状态抵御干扰生长过程中 尾巴消失 尾消失 3.细胞凋亡和坏死的区别 （1）某人因长期吸烟，导致肺部局部细胞病变死亡，属于细胞凋亡吗？不属于，属于细胞坏死。（2）如何区分细胞凋亡和细胞坏死呢？区别点 细胞凋亡 细胞坏死 调节过程 受基因调控 被动进行 对机体的影响 对机体有利 对机体有害 过程 生理性的正常死亡 不利因素引起的病理性死亡 现象 散在的单个细胞死亡 大块组织同时发生死亡 对细胞凋亡和细胞坏死进行比较分析，并提出问题，体现了科学探究的核心素养
16、。（3）影响细胞凋亡和细胞坏死的因素相同吗？若不同，分析影响两者的主要因素分别是什么。不同。细胞凋亡的主要因素是内因遗传物质控制；细胞坏死则是外因种种不利因素引起。（4）细胞凋亡有什么意义？保证多细胞生物体完成正常发育；维持内部环境的稳定；抵御外界各种因素的干扰。对引起细胞凋亡和细胞坏死的因素进行比较分析，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。【归纳提升】细胞凋亡的三种类型 1.由于细胞衰老、局部的有害突变、DNA功能缺失等不利因素，细胞自行裂解死亡，如衰老细胞。2.细胞的自然更新，如红细胞的更新。3.被病原体感染的细胞的清除或外界信号（如药物、射线）引起的凋亡。对细胞凋亡的类型进行归纳与概括
17、，体现了科学思维的核心素养。【例4】（2020江苏高考）下列关于细胞生命活动的叙述，正确的是（）A高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖B癌变细胞内发生变异的基因都不再表达C正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老D凋亡细胞内有活跃的基因表达，主动引导走向坏死C 高度分化的细胞在体内不能再分裂增殖，但在体外可以，比如植物组织培养过程和动物细胞培养过程，A错误；癌变从本质上说属于基因突变，若突变的基因没有影响到所编码的氨基酸，则会继续表达，B错误；凋亡细胞内有活跃的基因表达，是受基因控制的程序性死亡，而不是坏死，坏死是在不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡
18、，D错误。细胞分化及其意义细胞的全能性概念概念细胞分化的特点细胞分化的实质细胞分化的意义高度分化的植物细胞具有全能性动物细胞的细胞核具有全能性干细胞细胞分化细胞的分化、衰老和死亡 个体衰老与细胞衰老的关系 细胞衰老的特征 细胞衰老的原因 细胞凋亡 单细胞生物 个体衰老或死亡=细胞衰老或死亡 多细胞生物 个体衰老或死亡细胞衰老或死亡 细胞衰老的特征:“一大一小一多一少两慢两低”自由基学说 端粒学说 概念 意义 细胞凋亡与细胞坏死的区别 细胞的衰老和死亡 1.下列有关细胞分化的叙述不正确的是()A细胞分化不使细胞数目增加 B分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化，源于细胞内化学物质的改变
19、C细胞分化的前途在胚胎发育的早期就已决定，不能逆转 D动物不具有发育成完整新个体的潜能的体细胞 D 细胞分化是在遗传物质不发生改变的情况下，由于细胞内主要蛋白质的种类发生变化而使细胞呈现出不同的形态、结构和生理功能，细胞的数目并不增加；细胞分化的前途在胚胎发育的早期就已决定，不可逆转；高等动物的体细胞仍具有发育成完整新个体的潜能，只是其全能性受到限制。故选D。2.下列有关细胞全能性的叙述中，不正确的是()A克隆羊的诞生证明了已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性 B生物体内细胞由于分化，全能性不能表达 C卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 D植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性 C
20、【方法点拨】1.哺乳动物的造血干细胞是已经分化的细胞 克隆羊的诞生证明了已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性；多细胞生物体内的每一个体细胞都是经过有丝分裂形成的，都含有发育成完整个体所必需的全套遗传物质，都具有全能性，但在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的，即基因的选择性表达，因此没有实现全能性；卵细胞是已分化的细胞；植物细胞在离体和一定营养条件下可表现出全能性。故选C。3.如图所示干细胞的特征具有分化能力和分裂能力，据图分析正确的是()A如果该干细胞存在于正常人体骨髓中，那么其分化形成的细胞中染色体都是23对 B干细胞的具有分裂、分化的能力称为细胞的全能性 C如果是胚胎干
21、细胞，则其分裂形成的细胞不会发生突变 D细胞分化是基因选择性表达的结果 D 人体骨髓中干细胞分化形成的成熟红细胞中细胞核退化，不存在染色体；细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能；基因突变具有随机性，在任何细胞的任何时期都有可能发生突变。4.下列关于人体细胞的叙述，错误的是()A人的正常体细胞的分裂次数是有限的 B自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老 C细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除 D衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的 C 本题主要考查细胞衰老的特点。A项，人的正常体细胞的分裂次数是有限的，细胞会随着分裂次数的增加而逐渐衰老，故正确。B项，自由基产生后，攻击蛋白
22、质，可以使蛋白质活性下降，引起细胞衰老，故正确。C项，溶酶体中含有酸性水解酶，可以分解清除衰老的细胞器，故正确。D项，细胞内水分减少、细胞新陈代谢速率减慢是细胞衰老的特征，故错误。5.细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。下列有关叙述正确的是()A人体各种组织细胞的衰老是同步进行的 B人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡 C细胞癌变是细胞高度分化的结果 D皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物 B 不同细胞之间、细胞与个体之间的衰老一般是不同步的；细胞凋亡是细胞的程序性死亡，比如胚胎发育过程中尾的逐渐消失；细胞癌变是原癌基因与抑癌基因发生突变的结果；“老年斑”是衰老细胞色素沉积的结果。
23、6.细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述，正确的是()A胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡 B小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象 C清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象 D细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死 B 胎儿手发育的过程中，手指间隙的细胞会发生细胞凋亡，A错误；小肠上皮细胞中衰老的细胞将会发生细胞凋亡，不断完成细胞的自然更新，B正确；被病原体感染的细胞属于靶细胞，机体通过细胞免疫将靶细胞裂解死亡，释放抗原，属于细胞凋亡，C错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，细胞坏死是在种种不利因素的影响下导致的细胞非正常死亡，D错
24、误。生殖、发育、疾病与衰老A细胞增殖 B细胞分化 C细胞衰老 D细胞凋亡 染色体结构动态变化与基因表达 细胞信号传导 7.如图是细胞重大生命活动的图示，请据图回答下列问题：（1）该图表示的是_生物细胞重大生命活动。（2）细胞识别是细胞信号传导的前提，它是通过_实现的，细胞识别的物质基础是该结构上有_。（3）A、B、C、D中，染色体结构动态变化主要发生在_，基因表达的过程则发生在 。（4）图中细胞增殖的主要方式是_。真核 细胞膜 糖蛋白 A A、B、C、D 有丝分裂（1）原核细胞和真核细胞相比，只有真核细胞含有染色体；通过图中“染色体的变化与基因表达表达”说明细胞内含有染色体，所以为真核生物的生命活动示意图。（2）细胞识别是细胞信号传导的前提，它是通过细胞膜实现的，细胞识别的物质基础是该结构上有糖蛋白。（3）染色体周期性动态变化发生在细胞分裂增殖的过程中，即图中A过程；细胞的增殖、分化、衰老和凋亡过程中均发生了基因的选择性表达。（4）图A示体细胞，其分裂方式为有丝分裂。你热爱生命吗？那么别浪费时间,因为时间是 组成生命的材料。富兰克林
