2018-2019學(xué)年高中生物 第五章 細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡 第二節(jié) 細(xì)胞分化、衰老和凋亡學(xué)案 蘇教版必修1.doc

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第二節(jié) 細(xì)胞分化、衰老和凋亡 　　　　　　　　　　　　　　　　1.由一個(gè)或一種細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分裂產(chǎn)生的后代，在形 態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上逐漸發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程， 稱(chēng)為細(xì)胞分化。 2．細(xì)胞分化能夠增加細(xì)胞的類(lèi)型，并且是持久性 的變化。 3．細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因選擇性的表達(dá)。 4．細(xì)胞的全能性是指已分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育 成完整個(gè)體的潛能。 5．細(xì)胞衰老的特征：水少色素多，細(xì)胞體積變小、 細(xì)胞核體積變大，多種酶的活性和物質(zhì)運(yùn)輸功能降 低，細(xì)胞物質(zhì)交流和信息傳遞受阻。 6．細(xì)胞的凋亡是一個(gè)主動(dòng)地由基因決定的自行結(jié)束 細(xì)胞生命的過(guò)程。它是細(xì)胞的一種重要生命活動(dòng)。 一、細(xì)胞分化與細(xì)胞的全能性 1．細(xì)胞分化 (1)含義：由一個(gè)或一種細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分裂產(chǎn)生的后代，在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上逐漸發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程。 (2)特點(diǎn)：是一種持久性的變化。 (3)結(jié)果：細(xì)胞分化能夠增加細(xì)胞的類(lèi)型，不同類(lèi)型的細(xì)胞構(gòu)成了生物體的組織和器官，執(zhí)行不同的生理功能。 (4)意義：細(xì)胞分化是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。 (5)原因：細(xì)胞分化與基因的選擇性表達(dá)有關(guān)。 (6)實(shí)例：骨髓中造血干細(xì)胞分化成紅細(xì)胞、血小板和多種白細(xì)胞。 2．細(xì)胞的全能性 (1)含義：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。 (2)實(shí)證：植物組織培養(yǎng)的成功。 二、細(xì)胞的衰老 1．細(xì)胞衰老的特征 (1)水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變小，代謝速率減慢。 (2)細(xì)胞核體積增大，核膜皺折，染色質(zhì)固縮。 (3)細(xì)胞膜通透性改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。 (4)細(xì)胞內(nèi)多種酶活性降低，呼吸速率減慢，色素逐漸積累。 (5)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)交流和信息傳遞受阻。 2．細(xì)胞衰老的原因：細(xì)胞衰老與細(xì)胞自身有關(guān)。 三、細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死 1．細(xì)胞凋亡 (1)含義：指一個(gè)主動(dòng)地由基因決定的自行結(jié)束細(xì)胞生命的過(guò)程。 (2)特點(diǎn)：由嚴(yán)格的遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控。 (3)意義：使生物進(jìn)行正常的個(gè)體發(fā)育；維持機(jī)體生命活動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)；抵御外界因素對(duì)機(jī)體的干擾。 2．細(xì)胞壞死 (1)含義：指細(xì)胞受到極端因素的作用或嚴(yán)重的病理性刺激而引起的細(xì)胞損傷和死亡。 (2)特點(diǎn)：釋放細(xì)胞內(nèi)容物，引發(fā)炎癥反應(yīng)。 1．判斷下列說(shuō)法的正誤 (1)細(xì)胞分化具有持久性和可逆性() (2)骨髓中造血干細(xì)胞分化成紅細(xì)胞的過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性() (3)衰老細(xì)胞的各種酶的活性都降低() (4)細(xì)胞凋亡是一個(gè)主動(dòng)地由基因決定的自行結(jié)束細(xì)胞生命的過(guò)程(√) (5)細(xì)胞分化及衰老是個(gè)體發(fā)育所必需的，細(xì)胞凋亡則對(duì)個(gè)體發(fā)育不利() (6)雞胚胎發(fā)育中趾間蹼的消失及人胚胎發(fā)育中胎兒手的發(fā)育均離不開(kāi)細(xì)胞壞死() 2．細(xì)胞分化的結(jié)果是(　　) A．細(xì)胞數(shù)目增加 B．形成不同的組織 C．細(xì)胞體積增大 解析：選B　細(xì)胞分化能夠增加細(xì)胞的類(lèi)型，結(jié)果是不同類(lèi)型的細(xì)胞構(gòu)成了生物體的不同組織和器官。 3．分別以胡蘿卜的莖尖和韌皮部組織為材料，都能培育出完整的胡蘿卜植株，說(shuō)明莖尖和韌皮部組織的細(xì)胞都具有(　　) A．穩(wěn)定性　　　 B．多樣性　 　　C．全能性 解析：選C　胡蘿卜的莖尖和韌皮部組織細(xì)胞在適當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行離體培養(yǎng)可以形成一株完整的胡蘿卜植株，這說(shuō)明莖尖和韌皮部組織的細(xì)胞都具有全能性。 4．下列哪項(xiàng)不是細(xì)胞衰老的特征(　　) A．細(xì)胞內(nèi)水分減少 B．細(xì)胞不能繼續(xù)分化 C．細(xì)胞內(nèi)色素積累較多 解析：選B　 細(xì)胞衰老過(guò)程中，細(xì)胞內(nèi)水分減少、代謝緩慢、細(xì)胞內(nèi)色素積累較多；正常組織細(xì)胞雖不再分化，但并不一定衰老。 5．在生物體的所有細(xì)胞中，全能性最高的是(　　) A．卵細(xì)胞　　 　　B．體細(xì)胞　　 　　C．受精卵 解析：選C　受精卵全能性最高。 6．大多數(shù)老年人頭發(fā)變白的直接原因是頭發(fā)基部細(xì)胞內(nèi)(　　) A．物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)加速 B．與黑色素合成相關(guān)的酶活性降低 C．呼吸速率加快 解析：選B　衰老的細(xì)胞酶活性降低，老年人頭發(fā)變白的直接原因是頭發(fā)基部細(xì)胞內(nèi)與黑色素合成相關(guān)的酪氨酸酶活性降低導(dǎo)致的。 7．關(guān)于細(xì)胞凋亡的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．細(xì)胞凋亡受細(xì)胞自身基因的調(diào)控 B．細(xì)胞凋亡也稱(chēng)為細(xì)胞編程性死亡 C．細(xì)胞凋亡不出現(xiàn)在胚胎發(fā)育過(guò)程中 解析：選C　胚眙發(fā)育過(guò)程中也會(huì)有細(xì)胞凋亡。 8．關(guān)于細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死，下列敘述正確的是(　　) A．細(xì)胞凋亡是由細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)控制的 B．細(xì)胞死亡是細(xì)胞凋亡的同義詞 C．被病原體感染的細(xì)胞的清除由細(xì)胞壞死完成 解析：選A　細(xì)胞凋亡是由基因決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程。 核心要點(diǎn)(一) 細(xì)胞的分化與細(xì)胞的全能性 1．細(xì)胞的分化 (1)細(xì)胞分化的過(guò)程 在細(xì)胞外觀(guān)尚未出現(xiàn)明顯變化之前，細(xì)胞分化的前途就由遺傳信息的執(zhí)行情況決定了。分化的細(xì)胞內(nèi)首先出現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)的變化，如結(jié)構(gòu)蛋白和催化化學(xué)反應(yīng)的酶不同，進(jìn)而出現(xiàn)細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上的不同。細(xì)胞分化過(guò)程如下圖所示： (2)細(xì)胞分化的原因 ①在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是不同的，例如在紅細(xì)胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于活動(dòng)狀態(tài)，與肌動(dòng)蛋白合成有關(guān)的基因則處于關(guān)閉狀態(tài)，而在肌細(xì)胞中則相反。 ②正是由于不同細(xì)胞表達(dá)出來(lái)的基因不同，合成了不同的蛋白質(zhì)，從而引起細(xì)胞形態(tài)和功能的不同，因而細(xì)胞之間就出現(xiàn)了差異。如下圖所示： (3)細(xì)胞分化的特點(diǎn) ①持久性：細(xì)胞分化貫穿于整個(gè)生命進(jìn)程中，即在生物的一生中時(shí)刻都在發(fā)生著細(xì)胞的分化。 ②穩(wěn)定性和不可逆性：一般來(lái)說(shuō)，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：細(xì)胞分化在生物界中普遍存在，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。 ④不變性：分化后細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)并未發(fā)生變化。例如同一生物體內(nèi)肝臟細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是相同的。 2．細(xì)胞的全能性 (1)體細(xì)胞具有全能性的原因：由于體細(xì)胞一般是通過(guò)有絲分裂增殖而來(lái)的，一般已分化的細(xì)胞都有一整套和受精卵相同的遺傳物質(zhì)。因此，已分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整新個(gè)體的潛能。在適宜的條件下，有些已分化的細(xì)胞具有恢復(fù)分裂、重新分化發(fā)育成完整新個(gè)體的能力。 (2)細(xì)胞全能性高低的比較： ①受精卵>干細(xì)胞>分裂旺盛的細(xì)胞>一般體細(xì)胞。 ②植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞。 [思考探究] 1．(1)由同一受精卵發(fā)育而來(lái)的植物體的不同細(xì)胞為什么在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能各不相同？ 提示：由于基因的選擇性表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能出現(xiàn)差異。 (2)人體成熟的紅細(xì)胞具有全能性嗎？ 提示：人的成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核，已喪失全能性。 [題組沖關(guān)] 1．下列關(guān)于細(xì)胞分化的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．細(xì)胞分化與生物發(fā)育有密切關(guān)系 B．細(xì)胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象 C．細(xì)胞分化僅發(fā)生在胚胎時(shí)期 D．細(xì)胞分化是細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定差異的過(guò)程 解析：選C　細(xì)胞分化是一種持久性的變化，它不只是發(fā)生在胚胎時(shí)期，而是發(fā)生在生物體的整個(gè)生命歷程中，但在胚胎時(shí)期分化程度達(dá)到最大。 2．下列實(shí)例可以說(shuō)明細(xì)胞具有全能性的是(　　) A．皮膚被劃破后，傷口重新愈合 B．蜥蜴受攻擊斷尾后重新長(zhǎng)出尾部 C．造血干細(xì)胞增殖分化產(chǎn)生各種血細(xì)胞 D．胡蘿卜組織塊經(jīng)離體培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株 解析：選D　皮膚被劃破后，傷口重新愈合屬于細(xì)胞的分裂和分化；蜥蜴受攻擊斷尾后重新長(zhǎng)出尾部說(shuō)明細(xì)胞的增殖和分化；造血干細(xì)胞增殖、分化產(chǎn)生各種血細(xì)胞，并沒(méi)有形成完整的個(gè)體，不體現(xiàn)細(xì)胞的全能性；胡蘿卜組織塊經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。 核心要點(diǎn)(二) 細(xì)胞衰老與細(xì)胞凋亡 1．細(xì)胞衰老的特征及決定因素 (1)特征： ①一大：細(xì)胞核變大，染色質(zhì)固縮、染色加深。 ②一少：細(xì)胞內(nèi)水分減少，代謝速率越慢。 ③一多：細(xì)胞內(nèi)色素逐漸積累、增多。 ④兩低：膜的物質(zhì)運(yùn)輸功能降低，多種酶的活性降低。 ⑤兩受阻：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)交流和信息傳遞受阻。 (2)決定因素：是由細(xì)胞自身的因素決定的，即主要受遺傳基因的控制，同時(shí)也受環(huán)境的影響。 2．細(xì)胞凋亡 (1)實(shí)質(zhì)：細(xì)胞凋亡是一個(gè)主動(dòng)地由基因決定的細(xì)胞程序化或自行結(jié)束細(xì)胞生命的過(guò)程。由于細(xì)胞凋亡受到嚴(yán)格的遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控，因此也被稱(chēng)為細(xì)胞程序性死亡。 (2)細(xì)胞凋亡的意義：對(duì)多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育，維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定以及抵抗外界各種因素干擾起著關(guān)鍵作用。具體如下： ①有利于清除完成正常使命的衰老細(xì)胞。 ②有利于清除多余的、無(wú)用的細(xì)胞。 ③有利于清除體內(nèi)的有害細(xì)胞。 ④有利于維持器官和組織中細(xì)胞數(shù)目的相對(duì)穩(wěn)定。 (3)細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別： 項(xiàng)目 細(xì)胞凋亡 細(xì)胞壞死 死亡過(guò)程 正常死亡過(guò)程 病理性死亡過(guò)程 形態(tài)變化 細(xì)胞變圓，與周?chē)?xì)胞脫離 細(xì)胞外形不規(guī)則變化 結(jié)構(gòu)變化 染色質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)濃縮，核裂解、細(xì)胞膜內(nèi)陷 染色質(zhì)濃縮，線(xiàn)粒體、細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹，細(xì)胞膜破裂 釋放的物質(zhì) 凋亡小體 胞漿外溢 是否引 起炎癥 否 是 DNA的 變化 切成有規(guī)律的小片段，電泳時(shí)呈梯狀條帶 隨機(jī)斷裂，電泳時(shí)，呈彌散條帶(無(wú)明顯條帶) 與內(nèi)外 關(guān)系 與刺激無(wú)關(guān)，主要由基因控制 與基因無(wú)關(guān)，由強(qiáng)烈刺激和損傷引起 [思考探究] 2．細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死對(duì)生物體生長(zhǎng)發(fā)育的影響有何差異？ 提示：細(xì)胞凋亡是有積極意義的，細(xì)胞壞死對(duì)機(jī)體不利，是有消極影響的。 [題組沖關(guān)] 3．下列關(guān)于衰老細(xì)胞特征的敘述，不正確的是(　　) A．細(xì)胞水分減少，細(xì)胞核的體積變小 B．膜通透性改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能降低 C．酶的活性降低，細(xì)胞呼吸速率減慢 D．色素逐漸積累，阻礙胞內(nèi)物質(zhì)交流 解析：選A　細(xì)胞衰老后，細(xì)胞中水分減少，細(xì)胞體積變小，但細(xì)胞核體積增大。 4．胎兒在正常發(fā)育過(guò)程中，五個(gè)連在一起的手指逐漸分開(kāi)，發(fā)育為成形的手指，主要原因是手指間細(xì)胞發(fā)生了(　　) A．細(xì)胞壞死　　　　　 　B．細(xì)胞衰老 C．細(xì)胞損傷 D．細(xì)胞凋亡 解析：選D　胎兒在正常發(fā)育過(guò)程中，手形成時(shí)，手指出現(xiàn)的原因是手指間細(xì)胞生理性死亡的結(jié)果，屬于細(xì)胞凋亡。 5．下列關(guān)于細(xì)胞的生命歷程的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．細(xì)胞增殖是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ) B．衰老的細(xì)胞呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積變小 C．細(xì)胞分化使細(xì)胞功能趨向?qū)ｉT(mén)化 D．細(xì)胞凋亡有助于多細(xì)胞生物體抵御外界因素的干擾 解析：選B　衰老的細(xì)胞酶活性降低，呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積變大。