高中必修一生物《第1节 细胞的增殖》教学设计-统编人教版

第六章　细胞的生命历程
第1节　细胞增殖
本节通过个体的生长，引出细胞的增殖，并具体讲述了细胞增殖的有丝分裂。
生命观念：由于物质交换细胞不能无限长大，细胞增殖的方式和意义
科学思维：理解植物细胞有丝分裂过程中染色体、DNA的变化规律
科学探究：运用细胞不能无限长大的原理解释某些生命现象
社会责任：形成结构与功能、局部与整体相统一的生物学思想
教学重点：细胞周期及植物细胞有丝分裂的过程
教学难点：细胞不能无限长大的原因。
展示学习目标：
1、模拟细胞大小与物质运输的关系，探究细胞不能无限长大的原因。
2、描述细胞的无丝分裂。
3、简述细胞的生长和增殖的周期性。
以原核细胞分裂与人胚胎发育导入，思考并回答下列问题
1、单细胞生物如何繁殖？
多细胞生物个体发育的起点是什么？
多细胞生物从发育起点到发育为成熟个体的过程中，个体体积增大有哪些主要的因素？
不同的多细胞生物细胞大小是否有明显的区别？
细胞可以通过生长与分裂是生物体体积增大。
原核细胞：二分裂
无丝分裂
细胞增殖
真核细胞： 有丝分裂
减数分裂
蛙红细胞的无丝分裂
细胞核先延长，且中部向内凹陷，缢裂为二，接着细胞质也从中部缢裂为二，从而形成两个子细胞。
注意与人红细胞的对比。
自主学习
阅读课本P111 第1段内容，完成学案第3部分。
的细胞，从开始，到为止，为一个细胞周期。
分裂间期细胞的主要变化是，
分裂间期结束后，细胞进入分裂期，开始 。
(
90%~95%
)
细胞 分裂间期 分裂期 合计
人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22
人的肝细胞 21 1 22
小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3
蚕豆根尖细胞 15.3 2.0 17.3
(
实验效果最理想的实验材料是哪一组，理由是什么？
实验中我们最常选择的是哪一组，理由是什么？
小组合作完成对这
2
个问题的解答，限时四分钟
提示：制作装片后，细胞全部死亡，不能通过观察一个细胞看到细胞周期的各个阶段。
)
细胞能否通过不断长大的方式完成个体体积的生长呢？
细胞正常完成各种生命活动需要考虑2方面的问题：
1、细胞与周围的环境进行物质交换
2、细胞各种生命活动需要受细胞核的控制
当细胞体积增大时，表面积会增加，这种变化对物质的交换效率有何改变呢，我们通过下面的实验分析说明。
引入琼脂块实验。
假设一段时间后，NaOH扩散的深度是0.5cm，完成课本表格的填写，并分析扩散效率与琼脂块大小有什么关系。3分钟，如不会计算可求助组内成员，完成后需展示结果并回答问题。
相对表面积=S/V，即单位体积分得的表面积。
体积越大，相对表面积越小，物质扩散效率越低，低到一定程度会影响细胞与外界环境的物质交换，所以细胞不能无限长大。
此原理也适用于个体的热量散失。如寒冷地区为了减少热量散失，生物体积相对高温地域同种生物体积普遍偏大。大家有什么具体的例子分享么？
东北虎与华南虎
北方人与南方人
随堂检测：
1.对有关“细胞大小与物质运输的关系”实验的叙述，不正确的一项是(　 　)
A． 该实验的目的是通过探究细胞的大小，即细胞的表面积与体积之比，与物质运输速率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因
B． 实验记录测量的结果是每一块琼脂小块上，NaOH扩散的深度
C． 通过模拟实验可以看出，细胞体积越大，其相对表面积越大，细胞的物质运输的效率就越高
D． 实验所用的琼脂小块内含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫红色
2、下图中能够表示一个完整细胞周期的是(　 　 )
①a＋b　　②b＋c　　③甲→甲　　④乙→乙
A． ①②③ B． ①④ C．①②③④ D． ①③
第2节　细胞的分化
课前自主预习案
一、细胞分化及其意义
1．细胞分化的概念
2．细胞分化的特点
持久性、稳定性、不可逆性和普遍性。
3．细胞分化的意义和原因
(1)意义：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，是个体发育的基础。
(2)原因：不同的细胞中遗传信息的执行情况不同。
二、细胞的全能性
1．概念
(1)细胞类型：已分化的细胞。
(2)实质：具有发育成完整个体的潜能。
2．实例
(1)植物细胞的全能性：
实验过程：
(2)动物细胞核的全能性：
①实验过程：
②结论：已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
3．干细胞
(1)特点：
①具有分裂和分化能力。
②在动物和人体内数量很少。
(2)举例：人的骨髓中有许多造血干细胞，它们能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。
1.判断下面有关细胞分化说法的正误
(1)细胞分化是个体发育的基础(　　)
(2)单细胞生物的细胞分化现象更加明显(　　)
(3)细胞分裂是细胞分化的基础(　　)
(4)细胞分化过程中细胞内的遗传物质种类发生了变化(　　)
(5)细胞分化的方向在胚胎早期已经决定，一般不能逆转(　　)
(6)生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果(　　)
(7)细胞分化导致细胞的数目增加(　　)
(8)细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转(　　)
(9)生物体内所有的细胞都要发生细胞分化(　　)
(10)由同一种细胞分化形成的不同组织细胞的遗传信息相同(　　)
(11)细胞分化过程中遗传信息的执行情况不同(　　)
(12)ATP合成酶基因在不同细胞中选择性表达(　　)
(13)细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)× (8)√　(9)×　(10)√　(11)√　(12)×　(13)√
2．判断下列有关细胞全能性叙述的正误
(1)克隆羊培育成功说明高度分化的动物细胞具有全能性(　　)
(2)植物组织培养说明高度分化的植物细胞仍然具有全能性(　　)
(3)卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×
课堂互动探究案
【课程标准】
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
【素养达成】
1．从“分化与个体形成间的关系”“遗传物质是否会变化”来阐明细胞分化的概念、过程、特点和实质。(科学思维)
2．结合植物的组织培养和克隆羊的培育过程，阐述细胞全能性的概念。(生命观念)
3．结合教材图6－7，了解干细胞的概念和研究意义。(社会责任)
“小蝌蚪找妈妈”的故事大家都很熟悉，小蝌蚪经过一系列的变化最终形成了能在陆地上生活的青蛙，这个过程中发生了很多的变化：逐渐地长出后腿、前腿，尾部变短最终消失，用腮呼吸变成用肺呼吸。这种变化的细胞学基础就是我们今天学习的内容——细胞的分化。
探究点一　细胞分化及其意义
【师问导学】
如图是细胞分化的示意图，请分析：
1．据图，A、B基因中，细胞甲、乙含有的基因和表达的基因分别是哪种？
答案：细胞甲含有的是A和B基因，表达的是A基因；细胞乙含有的是A和B基因，表达的是B基因。
2．细胞甲、乙都要进行呼吸作用，都要合成相关的酶，据此推断细胞甲、乙中DNA和蛋白质的种类是否相同？
答案：DNA相同，蛋白质不完全相同。
3．通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？
答案：基因的选择性表达(程序性表达)。
4．细胞分裂和细胞分化与个体的生长发育有什么关系？
答案：细胞分裂使细胞数量增多，是个体生长的基础；细胞分化使细胞种类增多，是个体发育的基础。个体生长发育是细胞分裂和细胞分化共同作用的结果。
5．人的神经细胞和心肌细胞都是由受精卵分裂而来的，但它们的形态、结构和功能不同，其原因是什么？它们核内的遗传信息是否相同？
答案：细胞分化的结果。它们核内的遗传信息相同，但执行情况不同。
【智涂笔记】
从不同的水平分析细胞分化
(1)从细胞水平分析：是细胞形态、结构和生理功能改变的结果。
(2)从亚显微结构水平分析：是细胞器的数目及细胞质基质成分和功能改变的结果。
(3)从分子水平分析
①蛋白质角度：是蛋白质种类、数量、功能改变的结果。
②基因角度：基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本原因。
【师说核心】
1．细胞分化的概念和过程
(1)据图归纳细胞分化的概念：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)复杂生物体的体细胞是由一个受精卵经过有丝分裂形成的，因此细胞分化形成的各种细胞细胞核内的遗传物质没有发生变化。
2．细胞分化的特点
(1)稳定性(不可逆性)；(2)持久性；(3)普遍性。
3．细胞分化的实质
不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。
4．意义
(1)是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，有利于提高各种生理功能的效率。
5．细胞分裂与细胞分化的区别和联系
项目 细胞分裂 细胞分化
细胞 变化 细胞数量增多 细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异，细胞种类增多
发生 时间 从受精卵开始 发生在生物体的整个生命过程中在胚胎时期最大化
意义 保持了亲子代遗传性状的稳定性 保证了生物体正常发育
联系 细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，一般而言，分化程度越大，分裂能力则逐渐降低
6.细胞分裂、细胞分化与个体发育的关系
【检测反馈】
1．(合格必考)生物体形成不同的组织是由于(　　)
A．细胞分裂的结果
B．细胞生长的结果
C．细胞分裂和生长的结果
D．细胞分裂和分化的结果
解析：分裂使细胞数目增多，分化使细胞种类增多，两者共同形成新组织。
答案：D
2．(合格必考)细胞分化的实质是(　　)
A．基因组的改变
B．基因的选择性表达
C．细胞器数量和种类的变化
D．细胞亚显微结构的变化
解析：细胞分化的实质是基因的选择性表达，从而导致细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异。
答案：B
3．(合格必考)下列有关细胞分化的叙述，正确的是(　　)
A．高等动物细胞的分化只发生在胚胎发育过程中
B．细胞分化过程中遗传物质发生了改变
C．细胞分化使细胞数目和种类增多
D．经细胞分化后，细胞的全能性降低
解析：细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，是基因在时间和空间上选择性表达的结果；细胞分化发生在整个生命过程中，但在胚胎时期达到最大限度；经分化后，细胞的种类增多，数目不变，全能性降低。
答案：D
4．(等级选考)图中甲、乙、丙分别表示某人体内的几种细胞，它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是(　　)
A．DNA的结构不同 B．遗传信息的表达情况不同
C．遗传物质不同 D．线粒体结构不同
解析：题中甲、乙、丙是由同一受精卵经过增殖、分化形成的，它们的遗传物质相同，DNA的结构相同，线粒体的结构也相同，只是含量不同而已。它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是基因的选择性表达，即遗传信息的表达情况不同。
答案：B
5．(等级选考)骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内(　　)
A．正常生长 B．增殖并分化成多种血细胞
C．分泌抗体 D．杀死各种病原菌
解析：白血病又称血癌，病人产生大量的异常白细胞，而正常的白细胞、红细胞和血小板产生量减少。移植骨髓中的造血干细胞可以增殖分化形成各种血细胞和淋巴细胞，因此骨髓移植是目前治疗白血病的一种比较有效的方法。
答案：B
探究点二　细胞的全能性
【师问导学】
1．如图是胡萝卜的组织培养过程，请分析：
(1)植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织和器官，这说明植物细胞全能性的表达需要什么条件？
(2)图中试管里的培养液应该含有哪些物质？
(3)植物细胞具有全能性的根本原因是什么？
答案：
(1)植物细胞全能性的表达需要在离体条件下并需要一定的外界条件。
(2)植物激素、无机盐和糖类等物质。
(3)已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质，具有发育成一个完整个体所需要的全部遗传信息。
2．如图是克隆羊的培育过程，请分析：
(1)如果直接用B羊的乳腺细胞进行培养，能不能形成完整的个体？和植物细胞相比，有什么不同？
(2)得到的克隆羊的性别等绝大部分的性状应该和哪只羊相同？
答案：
(1)不能发育成完整个体。这说明和植物细胞相比，动物分化的体细胞的全能性受到限制，但是细胞核仍具有全能性。
(2)和B羊相同。
【智涂笔记】
[易混辨析]　“具有”全能性与“体现”全能性
(1)理论上活细胞都具有全能性。
(2)只有由细胞发育为完整个体，才能“体现”或“实现”细胞的全能性。
(3) 胚胎干细胞经培育后形成心脏、肝脏等器官不是全能性的体现，原因是并没有形成完整的新个体。
[归纳拓展]
证明细胞表达全能性的三个条件
(1)起点条件：已分化的细胞。
(2)中间条件：离体状态(体外培养)。
(3)终点条件：形成完整个体。
【师说核心】
1．细胞的全能性
(1)概念：已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
(2)细胞具有全能性的原因：
同一生物体的每一个细胞内都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。
(3)实现细胞全能性的三个条件：
①离体：细胞脱离原来的母体，单独培养。
②一定的营养物质和激素。
③适宜的环境条件。
(4)细胞全能性与细胞分化的比较：
项目 细胞分化 细胞全能性
原因 细胞内基因的选择性表达 含有本物种全套遗传物质
结果 形成形态、结构、生理功能不同的细胞 形成新的个体
大小 比较 细胞分化程度有高低之分：体细胞＞生殖细胞＞受精卵 细胞全能性有大小之分：受精卵＞生殖细胞＞体细胞(植物细胞＞动物细胞)
关系 ①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞仍具有全能性 ②一般说来，细胞分化程度越高，全能性越难以实现；细胞分化程度越低，全能性就越容易实现
2.干细胞
(1)特点
①具有分裂和分化的能力。
②在动物和人体内，数量很少。
(2)种类
名称 特点 实例
全能 干细胞 可分化成各种细胞，构成各种组织和器官，最终发育成完整个体 胚胎干细胞
多能 干细胞 可发育形成一种器官的多种组织，但不能发育成完整个体 造血干细胞
专能 干细胞 只能分化成某一类型的细胞 神经干细胞
(3)举例：人骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化不断产生红细胞、白细胞和血小板。
【检测反馈】
1．(合格必考)植物细胞表现出全能性的必要条件是(　　)
A．给予适宜的营养和外界条件
B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
解析：离体的植物细胞、组织、器官，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可以表现出全能性，发育成完整的植株。
答案：C
2．(合格必考)关于细胞全能性的理解，不确切的是(　　)
A．植物体内某些体细胞没有表现全能性，其原因是所含基因不同
B．细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在因素
C．经植物组织培养得到的试管苗，是植物细胞在一定条件下表现全能性的结果
D．大量的科学事实证明，高度分化的植物体细胞仍具有全能性
解析：细胞的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。同一植物体内所有的体细胞都是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，都具有相同的基因。
答案：A
3．(等级选考)下列实例中能体现细胞全能性的是 (　　)
①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株　
②用植物的种子繁殖后代　
③用烟草的某个组织培育出了可育的完整植株
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
解析：细胞的全能性是指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。其中①和③都属于已分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代，实际是由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育成新个体的过程，所以是由未分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程，这是自然发育的过程，不属于细胞的全能性。
答案：B
4．(等级选考)下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是(　　)
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．胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成完整植株
解析：A项，“细胞全能性”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所述内容是玉米的胚后发育过程；B项，“全能性”的结果是得到完整新个体，而不是得到细胞；C项，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，体现生殖细胞的全能性；D项，胡萝卜韧皮部细胞是已分化的体细胞，经组织培养后得到了完整的新植株，故D正确。
答案：D
【网络建构】
【主干落实】
1．细胞分化的实质：基因的选择性表达。
2．细胞分化的特点：持久性、普遍性和稳定性。
3．细胞的分化程度越高，细胞全能性相对越低。
4．植物细胞具有全能性，动物细胞的细胞核具有全能性。
5．实现细胞全能性的条件：离体、一定的营养物质、激素和适宜的温度、pH等。
课后分层检测案23　细胞的分化
授课提示：对应学生用书181页
【合格考全员做】(学业水平一、二)
1．下列能说明某细胞已经发生分化的是(　　)
A．进行ATP的合成 B．进行蛋白质的合成
C．存在血红蛋白 D．存在呼吸氧化酶
解析：特异性蛋白合成的实质在于基因选择性的表达，因此，看某细胞是否已发生分化，关键看细胞的特异性蛋白质是否合成。血红蛋白是红细胞的特异蛋白，具有运输氧气的作用，故C正确。
答案：C
2．细胞分化过程中，一般不会出现的是(　　)
A．细胞表面结构的改变
B．细胞器种类和数量的改变
C．蛋白质种类和数量的改变
D．细胞核中遗传物质的改变
解析：细胞分化的过程即基因选择性表达的过程，细胞核中遗传物质并未发生改变。
答案：D
3．由细胞形态判断，下列细胞中最可能具有细胞周期的是(　　)
解析：由图可知，A是精子、C是肌细胞、D是神经细胞，三者均是已分化的细胞，丧失了分裂能力。而B所示的细胞从形态上看，仍处于原始状态，没有分化，可连续分裂，具有细胞周期。
答案：B
4．下列四幅图表示人体内四种生命活动过程，其中能表示细胞分化的是(　　)
解析：A表示细胞生长；B表示细胞增殖；C表示受精作用的过程；D表示细胞的分化。
答案：D
5．细胞分化不同于细胞增殖的主要特点是(　　)
A．细胞数量增多
B．细胞体积增大
C．细胞的化学成分含量的变化
D．能形成各种不同的细胞和组织
解析：细胞分化会形成各种细胞，进而形成各种不同的组织和器官，而细胞增殖仅是细胞数目增多。
答案：D
6．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列叙述不正确的是(　　)
A．老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞
B．分化后的不同组织细胞其蛋白质种类完全不同
C．细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率
D．造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的
解析：分化后的不同细胞蛋白质种类部分不同，部分相同。
答案：B
7．人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，是因为胰岛细胞(　　)
A．只有胰岛素基因
B．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，但基因选择性表达
C．比人的受精卵基因要少
D．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
解析：胰岛细胞既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，基因选择性表达使其只产生胰岛素，不产生血红蛋白。
答案：B
8．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　)
A．植物组织培养繁育花卉所利用的原理是植物细胞具有全能性
B．克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性
C．一般情况下花粉不发育成植株，说明花粉细胞不具有全能性
D．愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性
解析：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整个体的潜能，最终发育成的一定是一个个体，不能是其他的，如愈伤组织。克隆羊的诞生说明动物的细胞核具有全能性。花粉细胞具有全能性，但由花粉细胞发育为植株需具备一定条件。
答案：A
9．如图是高等生物个体发育过程中发生的细胞变化，请仔细观察，回答问题：
(1)图示的高等生物个体发育是从________开始的。
(2)由①到②，细胞的体积增大、数目增多，细胞经历了________和________的过程。
(3)由②到③，由于细胞的________，细胞的________、________和________发生了稳定性的差异，细胞的这种变化是基因在机体发育过程中________________________的结果。
(4)若此过程发生在人体内，则由4种细胞构成组织，如小肠中具有吸收作用的______________________、组成真皮的______________________、具有收缩特性的____________和调节人体各种生命活动的________________。
解析：由图示可以看出，生物个体发育起源于同一个细胞，就是受精卵，受精卵经过一次分裂形成两个相同的细胞，这两个细胞长大后再连续生长、分裂、分化，最后形成各种形态、结构、生理功能不同的细胞，组成各种组织，各种组织再构成不同的器官执行不同的功能。
答案：(1)受精卵
(2)生长　分裂
(3)分化　形态　结构　生理功能　选择性表达
(4)上皮组织　结缔组织　肌肉组织　神经组织
【等级考选学做】(学业水平三、四)
10．人的胰岛素和胰岛素酶的主要成分都是蛋白质，但合成这两种蛋白质的细胞的功能却完全不同，其根本原因是(　　)
A．遗传信息不同
B．遗传信息的执行情况不同
C．组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同
D．细胞器的数量不同
解析：合成胰岛素和胰岛素酶的两种基因都来自受精卵，其核遗传物质是相同的，之所以表现出不同的功能，是因为基因的选择性表达，即遗传信息的执行情况不同。
答案：B
11．有人把细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”。“管家基因”在所有细胞中表达，是维持细胞基本生命活动所必需的，“奢侈基因”在特定组织细胞中表达。下列物质中属于“奢侈基因”表达产物的是(　　)
A．ATP水解酶 B．血红蛋白 C．呼吸酶 D．膜载体
解析：血红蛋白只存于红细胞中。
答案：B
12．许多动物具有再生能力，例如，壁虎被天敌追赶紧迫时，能断尾而逃，一段时间后，又重新长出一条尾巴；海参遇到敌害时，将内脏抛出，以转移敌害的注意力，而趁机逃之夭夭，约50天后，可再生出一副新的内脏。下列关于再生的叙述，错误的是(　　)
A．再生是细胞分裂、分化的结果
B．再生是基因选择性表达的结果
C．再生是自然选择的结果
D．再生体现了细胞的全能性
解析：上述现象是细胞分裂、分化的结果，由于基因的选择性表达，形成了不同的组织和器官，如果适应环境则保留下来，不适应环境则被淘汰。因为没有形成新个体，所以没有体现细胞的全能性，只是单纯的再生现象。
答案：D
13．美国纽约伦斯勒的神经干细胞研究所的研究人员发现“人视网膜色素上皮组织也存在神经干细胞”。关于下图的叙述中不正确的是(　　)
A．a过程中只有部分基因得到表达
B．b过程中核酸的种类和含量会发生变化
C．c过程形成富含脂肪的细胞时核DNA含量减少
D．f过程所形成的子细胞中部分具有细胞周期
解析：据图分析，a过程中部分基因得到了表达，形成了具有特定形态结构和功能的细胞，所以A正确；b过程中细胞中部分特定的基因得到了表达形成神经细胞，RNA的种类和含量都会发生改变，所以B正确；c过程形成富含脂肪的细胞时，核DNA含量不变，所以C错误；f过程是细胞通过有丝分裂增殖的过程，其所形成的子细胞中部分仍进行有丝分裂，具有细胞周期，所以D正确。
答案：C
14．中国科学家倡导的以脐带血作储存的“生命银行”，是利用脐带血中的(　　)
A．红细胞 B．营养物质
C．遗传基因 D．干细胞
解析：脐带血中的干细胞具有分裂、分化为特定细胞、组织、器官的能力，可用于器官移植。
答案：D
15．如图为人体某细胞所经历的各个阶段示意图，图中①～⑦为不同的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．与①相比，②③④的分化能力减弱
B．⑤⑥⑦的核基因不同
C．b过程异常，细胞可能发生癌变
D．进入c过程的细胞，细胞核体积变大，酶活性降低
解析：②③④是①分裂形成的，随着分裂次数的增多，细胞全能性越低，所以与①相比，②③④的分裂增殖，分化能力减弱，A正确；⑤⑥⑦的核基因相同，B错误；b表示细胞分化，分化过程中有可能发生基因突变，C正确；c表示细胞衰老，细胞衰老后，酶活性降低，代谢减慢，细胞体积减小，细胞核体积变大，D正确。
答案：B
16．对于白血病患者，目前较为成功的治疗方法主要是骨髓移植。其主要原理是利用正常人的骨髓中的造血干细胞来产生正常的白细胞，从而使病人的生理机能恢复正常。那么，在造血干细胞形成白细胞的过程中经过了哪两个过程(　　)
A．先细胞分裂，后细胞分化 B．先细胞分化，后细胞分裂
C．先细胞融合，后细胞分裂 D．先细胞融合，后细胞分化
解析：由造血干细胞到正常白细胞的过程：首先造血干细胞进行分裂产生众多的子细胞，然后其中一些子细胞进行分化形成正常的白细胞。
答案：A
17．分析以下事实：①胡萝卜韧皮部细胞通过培养能发育成完整植株；②绵羊乳腺细胞核移入去核卵细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。基于以上事实，下列选项错误的是(　　)
A．高度分化的动物细胞都具有全能性
B．高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性
C．分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并未消失
D．高度分化的植物细胞具有全能性
解析：事实②说明动物细胞的细胞核具有全能性，不能证明高度分化的动物细胞具有全能性，A错误；绵羊乳腺细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊，这说明高度分化的动物细胞核具有全能性，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会使基因丢失，因此分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并没有消失，C正确；事实①说明高度分化的植物细胞具有全能性，D正确。
答案：A
18．如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图，请据图回答下列问题：
(1)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因________________的结果。
(2)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将题图中的________细胞移植到患者体内。
(3)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选为供体细胞的是成熟的________，其原因是__________________________________________________。
(4)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的________期。
解析：(1)细胞分化是基因选择性表达的结果。(2)骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓治疗的实质是将题图的造血干细胞移植到患者体内。(3)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。(4)DNA分子的复制在细胞分裂间期进行。
答案：(1)选择性表达　(2)造血干　(3)红细胞　细胞中无细胞核　(4)间
【素养养成练】
19．高度分化的动物细胞分化潜能变窄，它的全能性受到限制，但它的细胞核仍具有全能性。请利用性成熟的青蛙作为实验材料，设计一个实验方案证明上述说法。
(1)实验的大体思路是：先把完整的体细胞单独培养，证明____________________________________________；再将________植入________，看能否表现出全能性。
(2)根据上述思路设计的实验步骤是：
第一步：取正常的雄性青蛙的体细胞直接进行细胞培养，观察其能否形成一只完整的青蛙。
第二步：准备若干个正常雄性青蛙的体细胞和雌性青蛙的卵细胞。
第三步：
________________________________________________________________________。
第四步：将第三步形成的重组细胞进行细胞培养，观察能否形成完整的青蛙。
(3)实验结果：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)有人推测，卵细胞细胞质中的物质X是促进体细胞的细胞核全能性发挥的物质，若要证明这一推断，请写出简单的设计思路：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：要证明高度分化的动物细胞分化潜能变窄，全能性受到限制，而细胞核仍具有全能性，可先直接单独培养青蛙的成熟体细胞，再将体细胞的细胞核植入去核的卵细胞内进行培养，比较其培养结果。若要进一步证明物质X的作用，可将物质X注入正常青蛙的体细胞的细胞质中，离体状态下，再给予适宜的条件进行培养，看其能否发育成一只完整的青蛙。
答案：
(1)高度分化的细胞的全能性受到限制　体细胞的细胞核　去核的卵细胞中
(2)将卵细胞的细胞核去除，取体细胞的细胞核导入去核的卵细胞中，形成重组细胞
(3)单独培养完整的青蛙体细胞不能形成完整的青蛙，培养重组细胞，则能形成完整的青蛙
(4)高度分化的细胞其全能性受到限制，但其细胞核仍具有全能性
(5)将物质X注入正常青蛙体细胞的细胞质中，离体状态下，给予适宜条件培养，观察其能否发育成一只完整的青蛙
第3节　细胞的衰老和死亡
课前自主预习案
一、细胞衰老
1．细胞衰老的特征
(1)代谢的变化：
(2)细胞核的变化：
细胞核
2．细胞衰老的原因
对于细胞衰老的原因提出了很多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
(1)自由基学说：我们通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。此外，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。此外，自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。
(2)端粒学说：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒(图6－9)。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
3．细胞衰老与个体衰老的关系
(1)单细胞生物
个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡是一致的。
(2)多细胞生物
①体内细胞总在不断更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。
②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、细胞的死亡
细胞死亡包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。
1．细胞凋亡[填表]
概念 定义 由基因决定的细胞自动结束生命的过程
机制 由遗传机制决定的程序性调控
别名 细胞编程性死亡
类型 ①细胞正常的自然更新 ②清除被病原体感染的细胞 ③正常发育过程中的程序性死亡
意义 ①保证多细胞生物体完成正常发育 ②维持内部环境的稳定 ③抵御外界各种因素的干扰
2.细胞坏死
在种种不利因素影响下，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。
判断下列有关细胞衰老和凋亡叙述的正误
(1)细胞普遍衰老会导致个体衰老(　　)
(2)细胞衰老时，细胞体积和细胞核体积均减小(　　)
(3)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡(　　)
(4)细胞坏死对机体是不利的(　　)
(5)细胞凋亡是由细胞衰老造成的(　　)
(6)衰老细胞代谢速率减慢是细胞内水分减少引起的(　　)
(7)细胞凋亡和细胞坏死受环境的影响，不受机体控制(　　)
(8)被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡完成的(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√　(7)× (8)√
课堂互动探究案
【课程标准】
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
【素养达成】
1．联系生活实际，辨析个体衰老和细胞衰老的关系，并理解细胞衰老的特征。(生命观念　社会责任)
2．与细胞坏死相比较，分析、理解细胞凋亡的概念和意义。(科学思维)
3．联系日常生活实际，了解细胞衰老和凋亡的主要特征并掌握其原因及其防治措施。(科学思维　社会责任)
同学们，大妈广场舞跳得多开心呀！大妈也是由一个细胞——受精卵发育而来的，如果受精卵只进行细胞分裂能发育成一个个体吗？现在越来越多的老年人在跳广场舞，目的是为了强健身体延缓衰老。那么人体衰老有什么特征呢？人体的细胞不断死亡又不断产生新的细胞，这是为什么呢？今天让我们一起学习吧！
探究点一　细胞的衰老
【师问导学】
1．观察下图，回答问题：
(1)图1中的老者满脸皱纹，给人干巴巴的感觉。产生这种现象的主要原因是______________________；图2中老者最主要的特点是________，产生这种现象的主要原因是__________________；图3中老者面部出现较多的________，产生这种现象的主要原因是________________________。
(2)细胞内水分减少，酶活性降低，对细胞呼吸和新陈代谢有何影响？________________。细胞内色素的积累对物质的交流和传递有无影响？________。为什么？__________________。
(3)除此之外，衰老细胞的细胞核有何变化？
________________________________________________________________________。
(4)老年人体内有没有新细胞的产生？正处在生长发育时期的儿童体内有没有衰老的细胞？举例分析。
________________________________________________________________________。
答案：
(1)细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小　白发银须　细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少　老年斑(色斑)　细胞内色素的积累
(2)细胞呼吸和新陈代谢速率减慢　有影响　细胞膜的通透性改变
(3)细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
(4)老年人体内有新细胞的产生，如造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞；生长发育时期的儿童体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞。
2．结合具体实例，探讨细胞的正常衰老和异常衰老与人体健康的关系。
材料一：血液内红细胞的寿命只有120天，全年要更换3次。
材料二：图中是患有罕见的儿童早衰症的美国华盛顿州达令顿地区男孩塞斯·库克，尽管只有12岁，但他的模样看上去却像一名头发掉光、满脸皱纹的八十老翁。
答案：①细胞的正常衰老对于实现有机体的自我更新非常有利，如红细胞的快速更新使血液中始终有足量的新生红细胞来运输氧气。
②细胞异常衰老会威胁人类的健康，如儿童早衰症就是细胞过早衰老导致的一种疾病。
3．试从“酶的活性、水的含量”方面分析衰老细胞的新陈代谢速率减慢的原因。
答案：衰老细胞内酶的活性降低、自由水含量降低均可使细胞的新陈代谢速率减慢。
【智涂笔记】
[巧学助记]　简化记忆细胞衰老特征
【师说核心】
1．细胞衰老的特征
　
2．细胞衰老的特征分析
(1)衰老的表现及形成原因：
个体衰老表现 对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱 细胞内水分减少，细胞体积变小
头发变白 细胞内的酶活性降低
老年斑 细胞内色素的积累
无力 细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降 细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
(2)通过以上分析说明：衰老细胞的结构行使正常功能的能力降低；从分子水平上看，有利的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。
3．个体衰老与细胞衰老的关系
(1)单细胞生物：细胞的衰老就是个体的衰老。
(2)多细胞生物：细胞的衰老和个体的衰老是不同步的；个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
【检测反馈】
1．(合格必考)下列各项不属于细胞衰老特征的是(　　)
A．细胞内水分减少
B．细胞呼吸速率减慢
C．细胞内色素积累较多
D．细胞膜通透性不变，物质运输功能增强
解析：细胞衰老时细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。
答案：D
2．(合格必考)李白有诗云：“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。”从细胞角度分析，这个过程中不会出现的变化是(　　)
A．细胞核体积变大 B．细胞内水分增加
C．酶的活性降低 D．细胞内的呼吸速率减慢
解析：“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”属于细胞衰老，衰老细胞中水分减少。
答案：B
3．(等级选考)下列关于细胞衰老的说法，错误的是(　　)
A．人一生中，体细胞分裂50～60次，因而各种细胞的寿命一样
B．机体内细胞的寿命与分裂能力之间没有明确的对应关系
C．生物体内随时有大量细胞衰老死亡，同时又有大量新增殖的细胞代替它们
D．细胞的衰老和凋亡是细胞遗传程序所决定的正常生命现象
解析：同一个个体内不同组织的细胞分化程度不同，细胞的寿命也不同；有的细胞可以不断分裂，这样的细胞寿命较长；有的细胞高度分化，如神经细胞、心肌细胞等，这样的细胞在生物体内不再继续分裂，寿命也很长。细胞衰老和凋亡都是正常的生命现象。
答案：A
4．(等级选考)人衰老的红细胞具有下列哪些特征(　　)
①水分减少，细胞萎缩　②新陈代谢的速度减慢　③某些酶的活性降低　④呼吸速率上升　⑤色素积累增多　⑥细胞的呼吸速度减慢　⑦细胞核体积增大　⑧细胞膜的通透性功能改变
A．①②③④⑤⑦⑧ B．①②③⑤⑥⑦⑧
C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧
解析：衰老的细胞具有以下五项特征：(1)细胞内水分减少，细胞萎缩，体积缩小，新陈代谢速度减慢；(2)酶的活性降低；(3)细胞内的色素沉积，妨碍细胞内物质交流和传递，影响细胞正常的生理功能；(4)细胞呼吸速率减慢，细胞核的体积增大。核膜内折，染色质收缩，颜色加深；(5)细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。根据以上特征判断，①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老细胞的特征，但由于红细胞没有细胞核，因此应除去⑦。
答案：C
探究点二　细胞的死亡
【师问导学】
分析下列资料，回答相关问题：
1．如图是青蛙的变态发育示意图。蝌蚪在发育过程中，长出的尾巴又逐渐消失，请分析：
(1)蝌蚪尾巴的消失属于哪种生命现象？与哪种细胞器的关系最密切？
(2)将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后，尾部溃烂消失，这与上述现象相同吗？
(3)上述两种现象都受遗传物质控制吗？
答案：
(1)这是细胞凋亡的结果。与溶酶体密切相关。
(2)这是细胞坏死，与细胞凋亡不同。
(3)不是。细胞凋亡是受遗传物质控制的，细胞坏死不受遗传物质控制。
2．材料：人体胚胎发育过程中要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失。在胎儿手的发育过程中，五个手指最初是愈合在一起的，像一把铲子，后来随着指间的细胞自动死亡，才发育为成形的手指。
(1)细胞死亡有两种形式，一种是细胞坏死，另一种是细胞凋亡。在人的胚胎发育过程中，尾的消失属于哪一种？________。它是正常现象吗？________。
(2)细胞的凋亡是随意发生的吗？________。它受什么控制？________。
(3)如果没有正常的细胞凋亡，人的胚胎能正常发育吗？________。人还会有纤细的手指吗？________。这说明细胞凋亡对于多细胞生物体完成________起着重要作用。
(4)当细胞被病毒感染时，机体也会通过凋亡的方式加以清除。所以细胞凋亡对于维持________的稳定和抵御外界各种因素的________都起着非常关键的作用。
(5)如果人体皮肤被开水烫伤而死亡，是否也是细胞凋亡？________。为什么？________________________________________________________________________。
答案：(1)细胞凋亡　是正常现象　(2)不是　基因　(3)不能　不会　正常发育　(4)内部环境　干扰　(5)不是　是在不利因素的影响下引起的细胞死亡，是细胞坏死
【智涂笔记】
[知识拓展]　易发生细胞凋亡的几种细胞
(1)无用细胞，如蝌蚪变成青蛙时，尾细胞的退化。
(2)发育不正常的细胞。
(3)有害细胞，如病毒感染的细胞。
(4)衰老细胞，如人的成熟红细胞120天后自然死亡。
[名师点拨]　细胞凋亡≠细胞坏死
细胞凋亡和细胞坏死都是细胞的死亡过程，但两者的死亡机理不同。细胞凋亡是一个主动的、有利于个体生存的过程，细胞坏死是一个被动的、对个体生存有害的过程。
【师说核心】
1．细胞的凋亡
(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，是由遗传机制决定的程序性调控，又被称为细胞编程性死亡。
(2)意义
①完成正常的发育。
②维持内部环境的稳定。
③抵御外界各种因素的干扰。
2．细胞坏死
在种种不利因素影响下，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。
3．细胞凋亡与细胞坏死的区别
项目 细胞的凋亡 细胞的坏死
起因 正常生理性变化 病理性变化或剧烈损伤
与基因的关系 是基因控制的 不受基因控制
细胞膜的变化 内陷 破裂
形态变化 细胞变圆与周围细胞脱离 细胞外形不规则变化
影响因素 温和的刺激或药物引起 电、热、冷，机械伤害等刺激
对机体的影响 对机体有利 对机体有害
【检测反馈】
1．(合格必考)关于细胞凋亡的叙述，错误的是(　　)
A．细胞凋亡受细胞自身基因的调控
B．细胞凋亡也称为细胞编程性死亡
C．细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中
D．被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除
解析：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，A正确；由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡，B正确；人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失，所以细胞凋亡可以出现在胚胎发育过程中，C错误；在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的，D正确。
答案：C
2．(合格必考)关于细胞凋亡与细胞坏死，下列说法正确的是(　　)
A．细胞凋亡不受细胞内的遗传物质控制
B．细胞死亡是细胞凋亡的同义词
C．细胞坏死受到严格的遗传机制决定的程序性控制
D．细胞的自然更新、被病原体感染的细胞清除也是通过细胞凋亡来完成的
解析：细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。在成熟生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞清除，也是通过细胞凋亡实现的。细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞的正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，并不是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。
答案：D
3．(等级选考)下列对人体细胞的生命历程的叙述，错误的是(　　)
A．每天都会有大量表皮细胞凋亡脱落
B．同种细胞增殖分化后遗传信息将发生改变
C．衰老的细胞体积变小，但其细胞核会变大
D．死亡的细胞，其细胞膜的选择透过性将丧失
解析：表皮细胞每天都会有大量细胞凋亡脱落；同种细胞增殖分化的过程进行的是有丝分裂，分裂和分化后遗传信息不会发生改变；衰老的细胞体积变小，但其细胞核会变大；死亡的细胞，其细胞膜的通透性将丧失。
答案：B
4．(等级选考)细胞凋亡又称细胞编程性死亡，其大致过程如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程
B．细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量
C．细胞凋亡过程中，细胞内容物不释放出来
D．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关
解析：细胞凋亡是细胞的编程性死亡，细胞凋亡是细胞在特定条件下的主动死亡过程，细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育起着非常关键的作用，A错误；细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量，B正确；细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来，C正确；据图示可知，吞噬细胞吞噬凋亡小体被吞噬细胞内的溶酶体酶水解，D正确。
答案：A
5．(等级选考)[2019·北京西城高一期末]如图为儿童早期脑组织中神经细胞形态和数量变化的示意图，下列有关说法正确的是(　　)
A．细胞分化使神经细胞的数量减少
B．神经细胞的突起增多是细胞生长的结果
C．神经细胞形态和数量变化使其功能更加完善
D．幼年儿童体内没有细胞凋亡的发生
解析：细胞分化使神经细胞的形态结构发生改变，而数量不变，A错误；神经细胞的突起增多是细胞分化的结果，B错误；神经细胞形态和数量变化使其功能更加完善，C正确；细胞凋亡在生物体的整个生命历程中都有发生，D错误。
答案：C
【网络建构】
【主干落实】
1．衰老的细胞内水分减少、酶活性降低、呼吸速率减慢、色素积累和膜通透性改变。
2．细胞凋亡是由基因调控的细胞自动结束生命的过程。
3．细胞的衰老性死亡、免疫细胞裂解靶细胞、蝌蚪尾部的消失等都属于细胞凋亡。
4．细胞凋亡属于正常性死亡，细胞坏死是指在不利因素影响下的非正常死亡。
课后分层检测案24　细胞的衰老和死亡
授课提示：对应学生用书183页
【合格考全员做】(学业水平一、二)
1．检测某一植物组织细胞，发现分解有机物减慢，酶的催化效率极低。则该细胞正在(　　)
A．分化 B．分裂
C．衰老 D．生长
解析：生长、分化和分裂的细胞，各项生命活动旺盛，只有处于衰老的细胞的酶活性降低，代谢缓慢。
答案：C
2．下列有关细胞衰老和凋亡的说法中正确的是(　　)
A．健康的成人体内，每天都有一定量的细胞凋亡
B．细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制
C．老年人头发变白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起的
D．胚胎发育期生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行
解析：衰老和凋亡是细胞正常的生命现象，在健康的成人体内，每天有一定数量的细胞凋亡是正常的。细胞的凋亡是一种程序性死亡，是受机体基因组调控的细胞的正常死亡。白化病是由基因突变导致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。胚胎发育期细胞的衰老并不代表机体的衰老，从整体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
答案：A
3．下列不属于细胞凋亡实例的是(　　)
A．蝌蚪长到一定程度后尾巴消失了
B．人皮肤表皮细胞的脱落
C．白细胞吞噬过多的细菌导致死亡
D．脑细胞因缺血而死亡
解析：脑细胞因缺血而死亡，是由于外因引起的一种非生理性的不正常死亡，属于细胞坏死。
答案：D
4．下列现象中属于编程性细胞死亡的是(　　)
A．挤压使细胞死亡 B．射线杀死细胞
C．成熟的白细胞死亡 D．化学药品使细胞死亡
解析：受外来因素干扰，细胞提前结束生命的现象为细胞坏死，细胞的编程性死亡即细胞凋亡，A～D中，A、B、D均属于细胞坏死，只有C选项所述为编程性细胞死亡即细胞凋亡。
答案：C
5．细胞凋亡的生理意义不包括(　　)
A．清除体内多余、无用的细胞
B．清除体内衰老、病变的细胞
C．维持组织器官中细胞数目的相对稳定
D．维持细胞和生物体的正常衰老过程
解析：在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
答案：D
6．关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述，错误的一项是(　　)
A．细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的
B．细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的
C．细胞凋亡是由基因调控的，细胞坏死主要是由外界因素引起的
D．细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的
解析：细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，它有严格的遗传机制，因此是自动的、正常的生理过程；而细胞坏死是病理性刺激引起的细胞损伤和死亡，是被动的。细胞坏死有急性的也有慢性的，而细胞凋亡没有这样的区分。
答案：D
7．下图是细胞重大生命活动的图示，请据图回答下列问题：
(1)图中表示的是________(选填“原核”或“真核”)生物细胞重大生命活动图示。
(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________。
(5)人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎发育成熟时，尾部消失，这是由于过程________________________________________________________________________的结果，该过程也可称为
________________________________________________________________________。
解析：图示中出现染色体结构的动态变化，因此可确定此图表示的是真核细胞的生命活动。细胞与细胞之间的识别是靠糖蛋白实现的，糖蛋白存在于细胞膜上。染色体的动态变化只有在细胞分裂过程中才出现，而基因的选择性表达发生在细胞分化的过程中。细胞凋亡是由基因控制的正常的生理性死亡，有利于个体的正常发育。
答案：(1)真核　(2)细胞膜　糖蛋白　(3)A　B (4)有丝分裂　(5)D　细胞编程性死亡
8．下图甲表示干细胞的发育途径，图乙是人体某细胞所经历的生长发育各个阶段示意图，其中①～⑦为不同的细胞类型，a～c表示细胞所进行的生理过程。
请据图回答下列问题：
(1)图甲中的A、B、C、D四个细胞的细胞核基因是否相同？________，D细胞是细胞分化的结果，无论是细胞分化还是细胞凋亡，实质都是________的结果。
(2)图乙中a、b过程分别表示________和________，在b过程中基因一般会不会丢失？________。
解析：(1)图甲中有多种细胞行为：A干细胞→B干细胞属于有丝分裂，A干细胞→细胞D属于细胞分化，A干细胞→细胞C属于细胞凋亡。以上四个过程中一般来说遗传物质不会发生改变，所以A、B、C、D四个细胞的细胞核基因是相同的。无论是细胞分化还是细胞凋亡，其实质都是基因选择性表达的结果。(2)图乙中的a、b、c过程分别是细胞增殖、细胞分化及细胞衰老和凋亡。四个过程在一般情况下都不会发生基因的丢失。
答案：
(1)相同　基因选择性表达
(2)细胞增殖　细胞分化　不会
【等级考选学做】(学业水平三、四)
9．研究发现，直肠癌患者体内存在癌细胞和肿瘤干细胞。用姜黄素治疗，会引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达，诱发癌细胞凋亡；而肿瘤干细胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白，能有效排出姜黄素，从而逃避凋亡，并增殖分化形成癌细胞。下列说法不正确的是(　　)
A．肿瘤干细胞与癌细胞中基因的执行情况不同
B．肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出都需要消耗ATP
C．编码BAX蛋白和 ABCG2蛋白的基因都属于原癌基因
D．用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡
解析：肿瘤干细胞与癌细胞是通过细胞分化产生的两种不同种类的细胞，细胞分化的实质是不同细胞内基因的执行情况不同，A正确；细胞增殖间期会进行蛋白质的合成，需要消耗能量，姜黄素的排出需要载体蛋白，也需要消耗能量，B正确；BAX蛋白属于凋亡蛋白，编码其基因属于控制细胞凋亡的基因，不属于原癌基因，C错误；ABCG2蛋白能有效排出姜黄素，逃避凋亡，故利用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡，D正确。
答案：C
10．在蝌蚪发育成蛙的过程中，蝌蚪的尾逐渐消失，与这一“自溶”现象有关的细胞器是(　　)
A．线粒体 B．溶酶体
C．核糖体 D．细胞核
解析：溶酶体被称为多种酶的仓库，溶酶体里的酶释放出来以后会把一些物质消化分解，如失去功能的蛋白质在被贴上某种标记以后就会被溶酶体酶分解掉，本题中提到的现象就是溶酶体作用的结果。
答案：B
11．珍珠是河蚌产生的一种有机物，它既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它在抑制细胞脂褐素的增加上有重要作用，这表明珍珠在保健上可用于(　　)
A．促进细胞凋亡 B．延缓细胞衰老
C．促进细胞分裂 D．诱导细胞分化
解析：由题目信息可知，珍珠的作用是抑制细胞脂褐素的增加，细胞中色素的积累是细胞衰老的表现。
答案：B
12．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
解析：人的正常体细胞最大分裂次数为50次，A项正确；自由基攻击蛋白质可引起细胞衰老，B项正确；细胞中衰老的细胞器会被溶酶体清除，C项正确；衰老细胞代谢速率减慢，D项错误。
答案：D
13．下列关于细胞分裂、分化、衰老和死亡的叙述，正确的是(　　)
A．个体发育过程中，细胞的分裂、分化、衰老和凋亡对于生物体都是有积极意义的
B．细胞分裂存在于个体发育整个生命过程中，细胞分化仅发生于胚胎发育阶段
C．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同
D．多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的
解析：作为细胞生命历程中细胞的分裂、分化、衰老和凋亡均是对生物的生存有利的；细胞分裂发生在个体发育的整个生命过程中，细胞分化也是贯穿于整个生命过程中，如造血干细胞形成红细胞；细胞分化遗传物质没有发生改变而是基因选择性表达的结果；多细胞生物的细胞衰老与个体衰老是不同步的，但个体衰老是多数细胞衰老的结果。
答案：A
14．中科院近来发现一种诱导细胞凋亡的新机制。在H2O2和TNFα(一种淋巴因子)等因素的诱导下，鼠肝细胞内的溶酶体释放微量的胰凝乳蛋白酶，将细胞质内的Bid蛋白分解成更小的cBid，后者与线粒体、溶酶体的膜结合，诱导内容物释放，最终导致细胞凋亡(如图所示)。请结合所学知识分析，下列叙述错误的是(　　)
A．该过程与细胞膜的信息交流有关
B．cBid可能会引起细胞能量供应能力下降，加速细胞的凋亡
C．溶酶体中胰凝乳蛋白酶的释放具有促进细胞凋亡的作用，而其他内容物的释放无此功能
D．溶酶体内含有水解酶，在细胞凋亡中具有重要作用
解析：据图示可知，该过程与H2O2和细胞膜表面的受体结合有关，故体现了细胞膜的信息交流功能，A正确；cBid能与线粒体膜结合，使其凋亡，导致细胞提供能量减弱，加速了细胞凋亡，B正确；溶酶体中胰凝乳蛋白酶的释放具有促进细胞凋亡的作用，而其他内容物是否有此功能则不一定，C错误；溶酶体内含有水解酶，在细胞凋亡中具有重要作用，D正确。
答案：C
15．[2019·丰台高一期末]科学家们发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》 杂志上的文章中指出，可以抽取扁桃体中的干细胞来修复受损的肝脏，且全程无需手术便可实施。请回答下列问题：
(1)利用扁桃体中的干细胞修复肝脏时，干细胞通过________的过程成为肝脏细胞。干细胞和肝脏细胞所含的遗传信息相同，但是干细胞内不存在肝脏细胞所特有的转氨酶，这是因为二者细胞中遗传信息的________不同。
(2)图一中的细胞在一个细胞周期中正确的排序为________(填字母)，染色单体数和核DNA数目相等的细胞是图一中的________(填字母)。
(3)人体扁桃体干细胞中有23对染色体。图二是人体扁桃体干细胞增殖过程中染色体数目变化的曲线图，图中a＝________条。高倍镜下大多数扁桃体细胞中可观察到的染色体条数为________条。
(4)酗酒及长期服用某些药物会使肝脏受损，导致肝脏细胞的代谢活动中断，引起细胞死亡，这种细胞的死亡过程称为________，而被病原体感染的细胞被机体清除的死亡过程称为________。
解析：(1)干细胞可通过细胞分裂和细胞分化的过程成为肝脏细胞。在细胞分化过程中，干细胞和肝脏细胞所含的遗传信息虽然相同，但是由于二者细胞中遗传信息的执行情况不同，导致干细胞内不存在肝脏细胞所特有的转氨酶。(2)在图一中，A有细胞核，且核仁明显，处于有丝分裂的间期；B中的染色体变成染色质，纺锤体消失，核膜、核仁出现形成子细胞核，处于有丝分裂的末期；C中的染色体散乱分布在细胞中，处于有丝分裂的前期；D中的染色体排列在赤道板上，处于有丝分裂的中期；E中的染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞的两极，处于有丝分裂的后期。综上分析，上述细胞在一个细胞周期中正确的排序为A、C、D、E、B；A中正在形成染色单体，E和B中没有染色单体，C和D中的每条染色体均含有2条染色单体和2个DNA分子，因此染色单体数和核DNA数目相等的细胞是图一中的C、D。(3)人体扁桃体干细胞是通过有丝分裂的方式进行增殖的。依题意并分析曲线图可知：AB段细胞内含有的染色体数目最多，是不增殖的体细胞内染色体数目的2倍，所以a＝46条×2＝92条。大多数扁桃体细胞已经高度分化，失去分裂能力，而染色体出现在细胞分裂期，因此高倍镜下大多数扁桃体细胞中可观察到的染色体数目为0条。(4)酗酒及长期服用某些药物而导致肝脏细胞的代谢活动中断，引起细胞死亡，这属于在种种不利因素的影响下而导致的细胞坏死。被病原体感染的细胞被机体清除，是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，其死亡过程称为细胞凋亡。
答案：
(1)细胞分裂和细胞分化　执行情况
(2)A、C、D、E、B　C、D　(3)92　0
(4)细胞坏死　细胞凋亡
【素养养成练】
16．科学家从正常生活状态的不同年龄阶段的三只小白鼠的体内分离出相同部位、相同大小的三块骨骼肌，分别为A、B、C，然后分别测定这三块骨骼肌释放CO2的量，其比为1.3：1.2：1。据此分析：
(1)年龄最大的是________，其CO2的释放量较少，可能是细胞内________(细胞器)的功能减弱所致。
(2)三块骨骼肌细胞内，酶活性最强的是________，物质交换能力最差的是________，含水量最少的是________。
(3)三块骨骼肌细胞内，代谢废物沉积最多的是________。
(4)年龄最大的小白鼠与年龄最小的小白鼠相比，骨骼肌细胞还有哪些结构上的差异？______________________。
解析：(1)衰老的细胞内呼吸速率减慢，释放的CO2量减少，由此可以判定年龄最大的为C。由于细胞内有氧呼吸释放CO2的场所是线粒体，因此，可以判定细胞内线粒体的功能有所下降。(2)衰老的细胞内酶的活性降低，细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低，细胞内的色素积累增多，阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递，使细胞内积累的废物增多。由此可断定，三块骨骼肌细胞内，酶活性最强的是年龄最小的，物质交换能力最差、含水量最少和代谢废物积累最多的是年龄最大的。(3)从结构上看，年龄最大的骨骼肌细胞有衰老的特征，即表现为细胞萎缩、细胞核体积增大等。
答案：(1)C　线粒体　(2)A　C　C　(3)C (4)细胞萎缩、细胞核体积增大等
单元排查强化
【主干知识理脉络】
【易错易混早防范】
易错点1　误认为所有细胞都有细胞周期
点拨　只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，高度分化的细胞(如神经细胞)不具有细胞周期；进行减数分裂的性原细胞也没有细胞周期。
易错点2　误认为在装片中可以观察一个细胞的有丝分裂的连续过程
点拨　根尖细胞在解离的同时已被杀死，细胞分裂停止，细胞固定在被杀死的瞬间所处的细胞分裂时期，不再变化，故对于装片中的某一特定细胞来说，并不能观察到一个细胞的有丝分裂的连续过程。
易错点3　误认为所有细胞都能观察到染色体
点拨　只有处于有丝分裂前期、中期、后期(或减数分裂)的细胞其染色质才会高度螺旋化，形成染色体；不进行分裂的细胞，其染色质极其细长，不能通过光学显微镜观察到，故欲观察染色体，必须取“分生组织”进行制片。
易错点4　误认为受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方
点拨　(1)核内染色体一半来自父方，一半来自母方。
(2)细胞质中的遗传物质几乎都来自母方。
易错点5　误认为种子萌发成植株或干细胞分化成多种组织器官即实现了“全能性”
点拨　确认是否实现了全能性必须把握“起点”与“终点”，即起点为离体的已分化的细胞、组织或器官，终点为“完整个体”，种子为未来植株的幼体，它的萌发应属于正常发育，不是全能性表达；而干细胞形成的器官种类虽多，但并非“完整的个体”故也未实现全能性。
【基础排查过三关】
第一关：测基础　判正误
1．蓝藻在分裂中期，染色体的着丝点排列于细胞赤道板上，末期细胞中央由高尔基体囊泡形成细胞板，之后形成细胞壁(×)
2．人的受精卵卵裂时，细胞分裂中期染色体着丝点排列于赤道板上，西瓜芽尖细胞有丝分裂末期出现细胞板(√)
3．无丝分裂过程核膜不消失(√)
4．动植物细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成方式不同，末期细胞质分裂方式不同，染色体行为也有差异(×)
5．用显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂后期的图像，可见纺锤丝牵引着平均分成两组的染色体向两极缓慢移动(×)
6．动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖(×)
7．动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板(√)
8．细胞衰老是细胞生理状态和生化反应发生复杂变化的过程(√)
9．衰老的细胞体积变小，细胞新陈代谢的速度减慢(√)
10．衰老细胞的细胞膜通透性改变，使物质运输功能增加(×)
11．生物体内每时每刻都有细胞在衰老、死亡(√)
12．随着细胞的生长，细胞表面积与体积的比值越来越大(×)
13．细胞分化是基因选择性表达的结果，所以骨骼肌细胞与心肌细胞的蛋白质种类和数量不完全相同(√)
14．细胞分裂和细胞生长是多细胞生物由小变大的主要原因(√)
15．质壁分离植物细胞的复原不属于细胞分化(√)
16．分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成(×)
17．凋亡细胞内的基因表达都下降，酶活性减弱(×)
18．老年人皮肤色素沉积出现“老年斑”，原因可能是紫外线照射引起色素沉积(×)
19．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达(√)
第二关：夯基石　凝素养
1．用线段图和圆形图绘出一个细胞周期，并注明分裂间期和分裂期。
答案：如图所示
2．绘出植物细胞有丝分裂间期、前期、中期、后期、末期图示(以6条染色体为例)。
答案：如图所示
3．绘出动物细胞有丝分裂间期、前期、中期、后期、末期图示。
答案：如图所示
4．绘出一个细胞有丝分裂过程中染色体数量的变化曲线。
答案：如图所示
5．绘出一个细胞有丝分裂过程中DNA数量的变化曲线。
答案：如图所示
6．绘出一个细胞有丝分裂的细胞核中染色体数量的变化曲线。
答案：如图所示
7．绘出一个细胞有丝分裂的细胞核中DNA数量的变化曲线。
答案：如图所示
8．绘出有丝分裂过程中每条染色体上DNA数量的变化曲线。
答案：如图所示
第三关：练规范　提能力
1．在观察植物细胞有丝分裂实验中，视野中最多的细胞是处于什么时期的细胞？如果有四种实验材料，其分裂间期和分裂期时间如下表所示，则应选择哪种植物作为实验材料较好？为什么？
________________________________________________________________________。
植物种别 细胞周期时间(小时)
分裂间期 分裂期 细胞周期
物种A 10.4 2.3 12.7
物种B 18.0 0.5 18.5
物种C 16.5 2.0 18.5
物种D 10.6 0.4 11.0
答案：视野中最多的细胞是处于分裂间期的细胞。应选择 A 种植物作为实验材料较好，因为 A 植物提供的材料，其细胞分裂期占整个周期的比例较大，分裂期时间相对较长，视野中处于不同分裂期的细胞数目相对较多，便于观察
2．在有些个体较大的原生动物(如草履虫)的细胞中，会出现两个细胞核。有些原生动物的细胞中有用于收集和排泄废物的伸缩泡。对这些现象作出解释。
________________________________________________________________________。
答案：限制细胞长大的因素主要有两方面。(1)细胞表面积与体积的比。原生动物细胞中的伸缩泡就是增大膜表面积与体积的比。(2)细胞的核质比，细胞核所控制的细胞大小与核的大小成比例。所以像草履虫这样个体较大的细胞有两个细胞核，保证正常的核质比
3．细胞作为生命活动的基本单位，其体积大小必然适应其代谢活动的要求，应有一定限度，因此高等动植物细胞的直径大约为几十微米。但也有例外，如卵细胞就特别大，鸵鸟卵细胞直径为5 cm，鸡卵细胞直径为2～3 cm，人卵细胞直径为200 μm。卵细胞为什么比较大呢？
________________________________________________________________________。
答案：卵细胞的卵黄中贮存了大量营养物质，卵裂初期所需的营养物质由卵黄提供，不是靠细胞外物质的输入；细胞的表面积与体积之比限制细胞的物质运输，而卵细胞内部储存了大量的营养物质，可以长得比较大
4．人的胰岛B细胞和神经细胞的核基因的种类和数量是相同的，请分析原因：
________________________________________________________________________。
答案：人的胰岛B细胞和神经细胞都来源于受精卵的有丝分裂和细胞分化，有丝分裂和细胞分化都不会改变核遗传物质
5．分化后的细胞是否还具有全能性，为什么？
________________________________________________________________________。
答案：具有，因为分化后的细胞仍含有全套的遗传物质
6．你能举出细胞全能性在生产和生活中应用的例子吗？
________________________________________________________________________。
答案：通过植物组织培养技术繁殖花卉，保证花木的优良品质不变，并且繁殖得快；通过体细胞克隆哺乳动物；干细胞移植治疗白血病；利用干细胞技术解决器官移植缺少供体器官的难题等
7．人类寄希望于利用干细胞的分离和体外培养，在体外培育出组织和器官，并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗。为什么在这样的技术中不能用肌细胞来代替干细胞呢？
________________________________________________________________________。
答案：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，因而不能用肌细胞代替干细胞培育组织和器官
8．同样是血细胞，白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不一样，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗？请结合这一实例说明细胞凋亡的生物学意义。
________________________________________________________________________。
答案：细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的功能是吞噬病菌等，所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维持生物体内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用
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