【课标要求】
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。
【素养目标】
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、凋亡的特点,关注人体健康和科技发展。(社会责任)
一、细胞的分化和细胞的全能性
1.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)特点。
①普遍性:多细胞生物普遍具有。
②持久性:贯穿于生物体整个生命进程中。
③稳定性:已分化的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡。
④不可逆性:一般来说,细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞,不能反向进行。
(3)实质:在个体发育过程中,不同细胞中遗传信息的表达情况不同,即基因的选择性表达。 (4)意义。
①生物个体发育的基础。
②使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
2.细胞的全能性和干细胞:
(1)细胞的全能性:
(2)干细胞。
①概念:动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
②类型:
项目 | 胚胎干细胞 | 成体干细胞 |
来源 | 来自早期胚胎或原始性腺组织 | 来自各种各样的组织 |
功能 | 可以分化成各种组织和器官 | 具有分化成特定功能细胞的能力 |
举例 | 来自囊胚的内细胞团细胞 | 骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞 |
| | |
MCE
1.肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。 (×)
分析:肌细胞与幼红细胞中基因相同,但是mRNA、蛋白质不完全相同。
2.同一个体,茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强。 (√)
3.内燃机学报哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。 (√)
4.克隆羊“多莉”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性。 (×)
分析:克隆羊“多莉”的诞生只证明了动物体细胞的细胞核具有全能性。
5.高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖。 (×)
分析:高度分化的细胞在给予一定的条件时,可以进行分裂增殖,如植物组织培养。
6.造血干细胞分化形成红细胞和白细胞时遗传物质发生改变,导致二者寿命不同。 (×)
分析:细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果,遗传物质没有发生改变。
二、细胞的衰老和死亡
1.细胞衰老:
(1)特点:
(2)个体衰老与细胞衰老的关系:
2.细胞的死亡:
(1)细胞凋亡:
(2)细胞坏死:在不利因素影响下,细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤或死亡。
1.衰老细胞内染质收缩影响DNA复制和转录。 (√)
2.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除。 (√)
3.细胞衰老时,细胞体积和细胞核体积均减小。 (×)
分析:细胞衰老时,细胞核体积变大,细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小。
4.细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。 (×)
分析:细胞凋亡是细胞基因控制下的程序性死亡。各种不利因素引起的细胞死亡属于细胞坏死。
1.资料延伸荧光探针:
人体许多疾病或意外伤害,都是由组织或器官受到损伤而引起的。如果能够在体外保存和培养各种干细胞,使之形成组织或器官,可以对受到损伤的组织或器官进行修复和更换。
(1)利用干细胞可以培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官,原因是:干细胞具有分裂、分化的能力,可培养出组织或器官。
(2)用肌细胞不能代替干细胞在体外培育出组织、器官用于器官移植等,实现对临床疾病的。理由是:动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育,细胞分化潜能变窄。肌细胞是已分化的细胞,它通常不能转化为其他类型的细胞。
2.图形探究:如图表示骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞的示意图,回答下列问题:
(1)红细胞、白细胞和血小板核基因的种类和数量是相同的,原因是:它们都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的。
(2)图示细胞形态、结构和功能各不相同,直接原因和根本原因分别是:__蛋白质的种类和数目不同;基因的选择性表达。
★考点1 细胞分化和细胞的全能性
一个小村庄的故事教学设计
1.澄清有关细胞分化的四个易错易混点:
(1)分化的细胞不一定不再进行分裂,如B淋巴细胞,接受抗原刺激后仍可再分裂。
(2)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。
(3)分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,细胞分化程度越低,全能性越高,但卵细胞的分化程度较高,其全能性也较高。
(4)分化一般不会改变遗传物质。细胞分化是基因选择性表达的结果,一般不会导致遗传物质改变。已分化的细胞一般都含有保持该物种遗传所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性。
2.“现代智力七巧板三看法”确认细胞“全能性”:
【高考警示钟】 细胞分化的“变”与“不变”
(1)“变”。
波波图①从细胞水平分析:细胞的形态、结构和生理功能发生改变。
②从亚显微结构水平分析:细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。
③从分子水平分析。
a.基因角度:基因选择性表达,即遗传信息的表达情况不同,这是细胞分化的根本原因。
b.蛋白质和RNA角度:同一个体,不同类型的细胞蛋白质和mRNA不完全相同。
(2)“不变”:细胞数目和细胞内的遗传物质不变。
【拓展延伸】细胞分化的两个关键点
(1)细胞分化的“两个”标志:
①分子水平: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。
②细胞水平:细胞器的种类、数目,细胞质基质的成分和功能发生改变。
(2)分化细胞表达的“两种”基因。
①管家基因:所有细胞均表达的一类基因,其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。
②奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因,其产物赋予不同细胞特异性的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因。
(2022·淮安模拟)管家基因是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因,奢侈基因是指不同类型的细胞特异性表达的基因①。基因的选择性表达与DNA的甲基化(将甲基从活性甲基化合物上转移到特定部位的碱基上)有关,甲基化时能关闭某些基因的活性②。下列叙述错误的是 ( )
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