第10講細(xì)胞的分化和凋亡1．細(xì)胞的分化①細(xì)胞分化的概念和意義(b)；②癌細(xì)胞的主要特征(a)；③引起細(xì)胞癌變的因素(b)；④活動(dòng)：收集有關(guān)癌癥防治的資料(b)；⑤細(xì)胞的全能性(b)2．細(xì)胞的衰老和凋亡①細(xì)胞衰老(a)；②細(xì)胞凋亡(a)；③細(xì)胞衰老和凋亡與人體健康的關(guān)系(a)一、細(xì)胞能產(chǎn)生特異性變化1．細(xì)胞分化概念：是指細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生持久的、差異性變化的過程。2．干細(xì)胞(1)概念：是一類可以分化成為各種細(xì)胞的未分化細(xì)胞。(2)類型：受精卵是全能干細(xì)胞。來源于早期胚胎的胚胎干細(xì)胞是多能干細(xì)胞。3．細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)：與遺傳物質(zhì)有選擇地發(fā)揮作用有關(guān)。4．細(xì)胞分化的意義：生物的個(gè)體發(fā)育就是通過細(xì)胞的分裂分化過程來實(shí)現(xiàn)的。二、細(xì)胞具有全能性1．概念：高度分化的植物組織具有發(fā)育成完整植株的潛能，保持著發(fā)育的全能性。2．動(dòng)物細(xì)胞不表現(xiàn)出全能性的原因：是受到了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的限制。3．多莉羊的克隆(1)證明的問題：多莉羊的成功克隆證明了細(xì)胞核的全能性。(2)意義：是利用已分化細(xì)胞的細(xì)胞核克隆哺乳動(dòng)物的第一個(gè)成功案例。三、衰老細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和代謝產(chǎn)生異常1．概念：衰老又稱老化，通常指生物個(gè)體發(fā)育成熟后，隨著年齡的增加，機(jī)能減退，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性下降，趨向死亡的不可逆的現(xiàn)象。2．現(xiàn)象：細(xì)胞衰老是細(xì)胞生命活動(dòng)的必然規(guī)律。3．意義：生物體內(nèi)的細(xì)胞不斷地衰老和死亡，同時(shí)又有增殖產(chǎn)生的新細(xì)胞來代替它們。4．特征：衰老細(xì)胞各種結(jié)構(gòu)及其功能總體上呈衰退變化。5．機(jī)制：總的來說，細(xì)胞衰老是各種細(xì)胞成分在受到內(nèi)、外環(huán)境的損傷作用后，因缺乏完善的修復(fù)，使遺傳物質(zhì)的“差錯(cuò)”積累所致。四、衰老細(xì)胞的死亡受基因的調(diào)控1．細(xì)胞凋亡的概念：是由某種基因引發(fā)的，這種嚴(yán)格受基因調(diào)控的死亡，屬于正常的生理性變化，不同于病變或傷害導(dǎo)致的病理性死亡。2．細(xì)胞凋亡的表現(xiàn)：染色質(zhì)聚集、分塊、位于核膜上；胞質(zhì)凝縮；DNA被有規(guī)律地降解為大小不同的片段，最后核斷裂，細(xì)胞通過出芽的方式形成許多凋亡小體；凋亡小體有結(jié)構(gòu)完整的細(xì)胞器，還有凝縮的染色質(zhì)，可被鄰近細(xì)胞吞噬、消化。細(xì)胞凋亡因始終有膜封閉，沒有內(nèi)含物釋放，故不會(huì)引起炎癥。3．細(xì)胞凋亡的意義：動(dòng)植物的正常發(fā)育中都有細(xì)胞凋亡現(xiàn)象。4．細(xì)胞凋亡的普遍性：細(xì)胞凋亡在動(dòng)植物體內(nèi)也普遍存在?？键c(diǎn)1細(xì)胞分化與細(xì)胞具有全能性1．理解細(xì)胞分化的關(guān)鍵點(diǎn)(1)細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)：在個(gè)體發(fā)育過程中，不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，即基因的選擇性表達(dá)，轉(zhuǎn)錄出不同的mRNA，控制合成出不同的蛋白質(zhì)。(2)細(xì)胞分化的標(biāo)志①分子水平：合成了某種細(xì)胞特有的蛋白質(zhì)，如血紅蛋白、唾液淀粉酶、胰島素等。②細(xì)胞水平：形成不同種類的細(xì)胞。(3)細(xì)胞分化的“變”與“不變”①不變：DNA、tRNA、rRNA、細(xì)胞的數(shù)目。②改變：mRNA、蛋白質(zhì)的種類，細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能。2．多角度理解細(xì)胞全能性3．細(xì)胞分化與細(xì)胞的全能性的比較項(xiàng)目細(xì)胞分化細(xì)胞的全能性原理細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá)含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點(diǎn)①持久性：細(xì)胞分化貫穿于生物體整個(gè)生命進(jìn)程中，在胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度；②穩(wěn)定性和不可逆性：一般來說，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡；③普遍性：生物界中普遍存在①高度分化的植物體細(xì)胞具有全能性；②動(dòng)物已分化的體細(xì)胞全能性受限制，但細(xì)胞核仍具有全能性結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功l能不同的細(xì)胞形成新的個(gè)體比較細(xì)胞分化程度有高低之分，由高到低：體細(xì)胞>生殖細(xì)胞>受精卵細(xì)胞全能性的表達(dá)有難易程度之分，由易到難：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞關(guān)系①細(xì)胞分化一般不會(huì)導(dǎo)致遺傳物質(zhì)改變，除某些特殊情況下，已分化的細(xì)胞都含有保持本物種遺傳特性所需要的全套遺傳物質(zhì)，因而具有全能性；②一般來說，細(xì)胞分化程度越高，全能性越難以表達(dá)；細(xì)胞分化程度越低，全能性越容易表達(dá)4．細(xì)胞分化與細(xì)胞全能性的標(biāo)志(1)判斷細(xì)胞分化的標(biāo)志在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因，與細(xì)胞分化無關(guān)，其表達(dá)產(chǎn)物如呼吸酶、ATP水解酶等不能證明細(xì)胞發(fā)生分化；只有在特定細(xì)胞中基因選擇性表達(dá)的產(chǎn)物才體現(xiàn)細(xì)胞分化，如胰島素、血紅蛋白等可以證明細(xì)胞發(fā)生了分化。(2)判斷細(xì)胞全能性的標(biāo)志由體細(xì)胞發(fā)育成一個(gè)個(gè)體能證明體細(xì)胞具有全能性。判斷體細(xì)胞是否具有全能性的標(biāo)志是看起點(diǎn)和終點(diǎn)，起點(diǎn)是“已分化的體細(xì)胞”，終點(diǎn)是發(fā)育成“個(gè)體”。1．(2021·溫州聯(lián)考)如圖表示人體造血干細(xì)胞在離體條件下，經(jīng)誘導(dǎo)形成神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞的過程。下列有關(guān)敘述正確的是()A．該圖說明造血干細(xì)胞具有全能性B．圖中各細(xì)胞的遺傳信息的執(zhí)行情況相同C．①過程可發(fā)生遺傳信息從DNA→DNA的傳遞D．②過程的實(shí)質(zhì)是基因數(shù)量的變化C[細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能，圖示過程僅得到肝細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞，沒有得到個(gè)體，因而沒有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，A錯(cuò)誤；分化細(xì)胞的遺傳信息的執(zhí)行情況不相同，是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，B錯(cuò)誤；①過程是細(xì)胞增殖，可發(fā)生遺傳信息從DNA→DNA的傳遞，C正確；②過程是細(xì)胞分化，實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，其基因種類和數(shù)量不變，mRNA和蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量發(fā)生變化，D錯(cuò)誤。]2．分離的胡蘿卜根細(xì)胞發(fā)育成植株過程示意圖如圖所示。下列敘述中正確的是()A．過程a中的細(xì)胞均具有相同的染色體數(shù)B．過程b中的細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生差異性變化C．該過程體現(xiàn)細(xì)胞的全能性D．上述過程中的細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)四分體C[題圖a、b過程為脫分化和再分化，過程中可發(fā)生有絲分裂，其后期染色體數(shù)目加倍，A錯(cuò)誤；過程b表示再分化，細(xì)胞中遺傳物質(zhì)不變，B錯(cuò)誤；由單個(gè)細(xì)胞形成幼苗體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，C正確；四分體不會(huì)出現(xiàn)在有絲分裂過程中，D錯(cuò)誤。]考點(diǎn)2細(xì)胞的衰老與凋亡1．細(xì)胞衰老的特點(diǎn)與學(xué)說(1)衰老細(xì)胞的特點(diǎn)①代謝的變化：②細(xì)胞核的變化：染色質(zhì)凝縮，染色加深；體積增大；核膜內(nèi)陷。(2)細(xì)胞衰老原因之“二學(xué)說”①自由基學(xué)說：各種生化反應(yīng)產(chǎn)生的自由基會(huì)損傷生物膜、攻擊DNA、攻擊蛋白質(zhì)等致使細(xì)胞衰老。②端粒學(xué)說：染色體兩端的特殊DNA序列(端粒)會(huì)隨細(xì)胞分裂次數(shù)的增加而被“截短”，進(jìn)而損傷正常基因的DNA序列，使細(xì)胞活動(dòng)趨向異常。2．細(xì)胞凋亡的機(jī)理3．細(xì)胞衰老、凋亡和壞死的比較項(xiàng)目細(xì)胞衰老細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死與基因的關(guān)系可能有關(guān)受基因控制不受基因控制細(xì)胞膜的變化皺縮內(nèi)陷破裂形態(tài)變化細(xì)胞萎縮破裂外形不規(guī)則變化影響因素內(nèi)、外因共同作用受基因嚴(yán)格的控制，也受外界環(huán)境的影響電、熱、冷、機(jī)械等各種不利因素對(duì)機(jī)體的影響(對(duì)多細(xì)胞生物而言)對(duì)機(jī)體有利對(duì)機(jī)體有利對(duì)機(jī)體有害1．下列關(guān)于人體細(xì)胞衰老、凋亡的敘述中，正確的是()A．細(xì)胞衰老總是伴隨著器官的衰老B．衰老細(xì)胞的細(xì)胞周期變短C．細(xì)胞凋亡是胚胎發(fā)育中的正常現(xiàn)象D．細(xì)胞凋亡與遺傳物質(zhì)無關(guān)C[細(xì)胞的衰老與個(gè)體或器官的衰老并不同步，正常器官中也有細(xì)胞衰老，A錯(cuò)誤；衰老細(xì)胞一般是成熟細(xì)胞，沒有細(xì)胞周期，B錯(cuò)誤；細(xì)胞凋亡是由基因控制的，與遺傳物質(zhì)有關(guān)，D錯(cuò)誤。]2．如圖表示細(xì)胞凋亡的部分原理，其中DNase為脫氧核糖核酸酶，能夠剪切DNA形成DNA片段；Caspases是一組存在于細(xì)胞質(zhì)中具有相似結(jié)構(gòu)的蛋白酶，負(fù)責(zé)選擇性剪切某些蛋白質(zhì)。下列有關(guān)分析不正確的是()A．圖示表明細(xì)胞凋亡是特異性的，體現(xiàn)了生物膜的信息傳遞功能B．DNase能夠破壞細(xì)胞的生命控制系統(tǒng)，從而影響細(xì)胞代謝C．細(xì)胞凋亡過程中既有蛋白質(zhì)的合成，也有蛋白質(zhì)的降解D．在凋亡誘導(dǎo)因子的誘導(dǎo)下，相關(guān)凋亡基因發(fā)生突變，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡D[根據(jù)題圖可知，凋亡誘導(dǎo)因子需與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的功能之一——進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流，信號(hào)分子與受體結(jié)合具有特異性，A正確；DNase能剪切DNA形成DNA片段，故DNase能破壞細(xì)胞生命控制系統(tǒng)，從而影響細(xì)胞代謝，B正確；細(xì)胞凋亡過程中既有“凋亡相關(guān)基因”被激活，合成蛋白質(zhì)(酶)，也有蛋白質(zhì)被Caspases剪切，發(fā)生降解，C正確；凋亡過程中相關(guān)凋亡基因被激活而不是發(fā)生突變，D錯(cuò)誤。]1．(2021·浙江6月選考)將蝌蚪腸細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”。有些“合子”發(fā)育成正常的蝌蚪，而單獨(dú)培養(yǎng)腸細(xì)胞卻不能發(fā)育成蝌蚪。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．腸細(xì)胞不能表達(dá)全能性是受某些物質(zhì)的限制B．“合子”第一次分裂后形成的細(xì)胞已失去全能性C．“合子”發(fā)育成正常蝌蚪的過程中伴隨著細(xì)胞分化D．細(xì)胞核具有全能性是由于其含有該物種的全套基因B[動(dòng)物細(xì)胞經(jīng)過多次分裂后，細(xì)胞質(zhì)的成分已經(jīng)發(fā)生改變，原本能激發(fā)細(xì)胞全能性的物質(zhì)已經(jīng)消失，故腸細(xì)胞不能表達(dá)全能性是受到了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的限制，A正確；“合子”第一次分裂、第二次分裂后形成的細(xì)胞仍具有全能性，B錯(cuò)誤；“合子”發(fā)育成正常蝌蚪個(gè)體的過程中，需要通過細(xì)胞分裂增加細(xì)胞的數(shù)量，通過細(xì)胞分化增加細(xì)胞的種類，C正確；雖然細(xì)胞經(jīng)過多次分裂失去了激發(fā)全能性的物質(zhì)，但細(xì)胞核仍含有該物種的全套基因，故動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性，D正確。]2．(2021·浙江1月選考)秀麗隱桿線蟲發(fā)育過程中某階段的體細(xì)胞有1090個(gè)，而發(fā)育成熟后體細(xì)胞只有959個(gè)。體細(xì)胞減少的原因是()A．細(xì)胞凋亡 B．細(xì)胞衰老C．細(xì)胞癌變 D．細(xì)胞分裂A[細(xì)胞凋亡是正常的生命現(xiàn)象，秀麗隱桿線蟲個(gè)體發(fā)育過程中有細(xì)胞凋亡發(fā)生。秀麗隱桿線蟲發(fā)育過程中某階段的體細(xì)胞有1090個(gè)，而發(fā)育成熟后體細(xì)胞只有959個(gè)，體細(xì)胞減少是細(xì)胞凋亡導(dǎo)致的，A正確；細(xì)胞衰老會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞大小和形態(tài)改變，但細(xì)胞數(shù)目不會(huì)減少，衰老細(xì)胞的清除是通過細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的，B錯(cuò)誤；癌變的細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞具有無限增殖的能力，導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)目增多而非減少，C錯(cuò)誤；細(xì)胞分裂會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)目增多而非減少，D錯(cuò)誤。]3．(2019·浙江4月選考)同一個(gè)體的神經(jīng)細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的功能不同。下列關(guān)于這兩種細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是()A．不會(huì)脫分化到受精卵的狀態(tài)B．細(xì)胞核中的染色體數(shù)目相同C．功能不同是由于發(fā)生了細(xì)胞分化D．功能差異是在減數(shù)分裂過程中形成的D[正常情況下，細(xì)胞分化是不可逆的，一旦沿著一定方向分化，便不會(huì)脫分化到原來的狀態(tài)，即神經(jīng)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞不會(huì)脫分化到受精卵的狀態(tài)，A正確；同一個(gè)體的神經(jīng)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞一般不會(huì)分裂，所以細(xì)胞核中的染色體數(shù)目相同，B正確；神經(jīng)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的功能不同是細(xì)胞分化的結(jié)果，即