4.2 细胞分化、衰老和死亡课件(共50张PPT) 高一生物学苏教版（2019）必修第一册

(共50张PPT)
第2节 细胞分化、衰老和死亡
第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第2节 细胞分化、衰老和死亡
第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第1课时 细胞分化和细胞全能性
01
02
理解细胞全能性的概念、原因，并能够举例说明细胞全能性的应用。
通过对事实资料的分析和讨论，掌握细胞分化的概念、实质及特点。
一个成年人大约拥有100万亿个细胞，这些细胞都源自一个受精卵细胞。受精卵只通过细胞分裂就能形成最终的个体吗？
对于人而言，受精卵会形成200多种不同形态、结构、功能的细胞，进而构成不同器官和组织。
任务一：阅读“积极思维”中的相关内容，回答下列问题。
思考：同一株天竺葵，不同器官、组织中的细胞都源于一个受精卵，为什么它们的形态、结构和功能会有差异？
细胞分化形成复杂的多细胞生物体
1.细胞分化的概念：
2.结果：
在个体发育中，由一个或一种细胞经细胞分裂产生的子代细胞，在形态结构和生理功能上，逐渐发生稳定性差异的过程。
形成不同形态、结构、功能的细胞，不同类型的细胞构成不同器官和组织。
任务二：分析细胞分化的实质
下表表示人体不同细胞中基因和蛋白质的存在情况
思考：1.3种细胞所含的基因和蛋白质都相同吗？
2.尝试总结细胞出现分化的根本原因是什么？
DNA相同、蛋白质不完全相同
基因选择性表达
管家基因：所有细胞中均表达的一类基因
奢侈基因：不同类型中特异性表达的基因
【拓展延伸】基因选择性表达
任务三：分析细胞分化的特点
1. 细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，胚胎期达到最大程度；
2. 正常情况下，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡；
3. 生物界普遍存在，是生物个体发育的基础；
4. 分化后的细胞，其内的遗传物质并未发生变化。
持久性
稳定性和不可逆性
普遍性
遗传物质不变性
3.细胞分化的意义：
思考：多细胞生物为什么要进行细胞分化而不是由每个细胞承担所有的功能？
在个体发育中，细胞分化能增加细胞的类型，不同类型的细胞构成了多细胞生物体的各种组织和器官，执行不同的生理功能，从而有利于提高各种生命活动的效率。
比较 细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞变化
发生时间
相同点 联系 增加细胞数目
从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂
增加细胞种类
发生在整个生命进程中
遗传信息都不变
先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程。
【细胞分裂与细胞分化比较】
既然细胞分化具有稳定性、持久性、不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗
资料：1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。
胡萝卜根韧皮部的组织块
形成试管苗
扩大培养
移栽大田生长发育
诱导形成愈伤组织
完整的胡萝卜植株
生长发育
该实验说明了一个什么问题？
分化后的细胞仍然具有全能性
1.细胞全能性的概念：
细胞经分裂和分化后，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。
思考：为什么任意一个体细胞会具有发育成完整个体的潜能？
因为细胞核内含有保持本物种遗传性所需要的全套遗传物质。
2.细胞全能性表现的必要条件：
（1）离 体
(2) 一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)和植物激素
(3) 适宜的外界条件(适宜的温度、pH等)、无菌无毒的环境。
3.细胞全能性表现的实例：
① 已分化的植物细胞具有全能性。
植物细胞全能性表达的标志：离体的植物组织或细胞形成了完整的植株。
【教材延伸】植物组织培养技术
植物组织培养技术：
利用植物细胞的全能性发展出来的快速繁殖植物的细胞工程技术。
a.愈伤组织：指一团没有分化或处于“无分化”状态的细胞团块。愈伤组织的特点是细胞排列疏松而无规则，高度液泡化，呈无定形状态，可诱导再分化长出根、叶、芽、茎，形成完整的植株。
b.胚状体：指植物组织培养中由植物体细胞诱导分化形成的胚状结构，能进一步发育成具有根、茎、叶的完整植株。
c.脱分化是在人工条件下细胞分化的逆过程，是使已分化细胞回到未分化状态的过程，但在植物体内，细胞分化是不可逆的。
②已分化的动物细胞的细胞核具有全能性
高度分化的动物细胞的全能性受到限制，但细胞核仍保持全能性。
克隆猪
克隆牛
克隆猴
【其他克隆动物】
总之，植物细胞的全能性更容易表现出来，如茎尖、根尖等处的分生细胞。由高度分化的动物体细胞培育成新个体的过程更具有复杂性。
受精卵>生殖细胞>体细胞
分化程度低的细胞>分化程度高的细胞
分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞
幼嫩细胞>衰老细胞
4.细胞全能性的大小
注意：具有全能性≠体现全能性
（1）概念：人和动物体内保留着少数具有增殖和分化能力的细胞。
（2）分类：全能干细胞（如胚胎干细胞），多能干细胞（如造血干细胞），专能干细胞（如神经干细胞）。
（3）应用：为器官移植提供新思路；脐带血的保存。
干细胞
细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性；②不可逆性；③普遍性； ④稳定性 ①高度分化的植物体细胞具有全能性；
②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性
结果 形成形态、结构、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 细胞全能性的表达有难易程度之分，由易到难：受精卵＞生殖细胞＞体细胞
【细胞分化与细胞全能性比较】
关系 ①两者的遗传物质都不发生改变；已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性；
②一般来说，细胞分化程度越低，全能性越高，分化程度越高，全能性越难以表达。但是卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高
细胞的全能性
1
2
3
4
细胞全能性的含义、实现条件及成功实例
细胞分化的概念、特点和实质
细胞全能性的原因
细胞全能性大小的比较
5
干细胞的概念、分类和应用
1．下列关于细胞分化的叙述，不正确的是(　　)
A．细胞分化是一种持久性的变化
B．细胞分化改变了细胞核中的遗传信息
C．分化的结果是形成不同的组织或器官
D．细胞分化发生在生物体的整个生命进程中
B
2．如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述错误的是(　　)
A．a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化
B．乙和丙具有相同的遗传物质
C．丁与戊的细胞器的种类、数目相同
D．甲、丁、戊中的蛋白质不完全相同
C
3. 下列实验中能体现细胞全能性的有（ ）
①玉米花粉粒培育出植株
②转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株
③烧伤病人的健康细胞培养出皮肤
④核移植获得的组装细胞培育出鲤鲫移植鱼
⑤植物用种子繁殖后代
⑥用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株
A.②③④⑤⑥ B.①②④⑥ C.②③④⑤ D.①②③④⑤⑥
B
第2节 细胞分化、衰老和死亡
第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第2课时 细胞衰老和细胞死亡
01
02
结合教材细胞凋亡的实例，理解细胞凋亡的过程，并说出与细胞坏死的区别。
通过对事实资料的分析和讨论，描述细胞衰老的特征，理解细胞衰老的机制。
古代帝王以及王公贵族都痴迷于“长生不老药”，据说吃了可以永葆青春，永远不死。结果当时死亡率一度上升很快，原因是吃多了这些药产生了中毒现象。从生物学角度看，为什么我们人类，包括所有生物，最终都逃不过衰老和死亡呢？
1.概念：
细胞衰老的过程是一系列复杂的生理生化反应过程，发生的变化最终反映在细胞的形态结构和生理功能上。
细胞衰老
①细胞质膜通透性改变，使物质运输功能降低
②细胞核的体积增大，核膜内折，染色质固缩、染色加深
③细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小
④细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢
⑤细胞内的色素逐渐积累，细胞内物质的交换和信息传递受阻
2.特征：
问题探讨
1.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？
有幼嫩细胞，如造血干细胞一生都能增殖和产生各种类型的血细胞；年轻人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.细胞衰老与个体衰老有什么关系？
从总体上看，个体衰老过程也是组成人体细胞普遍衰老的过程。
3.细胞衰老和个体衰老的关系
对单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老和死亡；
对于多细胞生物来说，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
衰老症状 原因分析
皮肤干燥、发皱
头发变白
老年斑
体弱无力
吸收能力下降
细胞水分减少，体积减小
细胞内的酪氨酸酶活性降低
细胞内色素（脂褐素）的累积
细胞膜通透性功能改变
细胞内呼吸速度减慢
4.衰老症状与细胞衰老的关系
2009年，诺贝尔生理学或医学奖授予了美国的布莱克本、格雷德和绍斯塔克三人，他们发现了 为细胞衰老的端粒学说提供了依据。
端粒和端粒酶保护染色体的机制
布莱克本
格雷德
绍斯塔克
5.细胞衰老的原因
端粒
端粒
3.端粒酶：细胞中一种延长端粒的酶，可以延缓细胞的衰老。
端粒
1.端粒：真核生物染色体末端的DNA重复序列，能维持染色体的稳定性。
2.特点：每次细胞分裂后，端粒DNA序列就会缩短一截，随着细胞分裂次数的增多，端粒不断缩短，当端粒长度缩短到一定程度时，细胞就无法继续分裂从而导致细胞衰老和死亡。
——端粒学说
5.细胞衰老的原因
正常细胞
抢夺
1.自由基：细胞内活泼的带电分子或基团，在氧化反应过程中会产生大量的自由基。自由基常带有未配对的电子，表现出高度的反应活跃性，会攻击和破坏细胞内各种具有正常功能的生物大分子。
自由基，别抢我的电子！
——自由基学说
5.细胞衰老的原因
2.当自由基破坏生物膜成分中的磷脂分子时，又会产生许多新的自由基，这自由基将会参与攻击其他的生物分子。
a.攻击DNA，可能引起基因突变；
b.攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老。
——自由基学说
5.细胞衰老的原因
成人早衰症是一种家族性疾病，控制这种疾病的基因位于第8号染色体的短臂上，编码DNA解旋酶，在成人早衰症患者体内这种酶有缺陷，导致患者早衰。患者多数早夭。
早衰少年
其他动物体研究也支持基因时钟学说。例如，在果蝇研究中发现，一种Indy基因突变，会使果蝇的寿命从37天延长到70天左右。
——基因时钟学说（了解）
5.细胞衰老的原因
6.延缓衰老的方法
分子与细胞层次：
提高端粒酶活性、降低产生自由基等。
个体层次：
合理的饮食结构 、良好的生活习惯
适宜的体育锻炼 、乐观的生活态度
细胞死亡主要包括自噬性细胞死亡、细胞坏死和细胞凋亡等方式，细胞死亡往往受细胞内遗传机制决定的“死亡程序”控制，使一种主动而非被动的生理过程。
1.细胞自噬导致的自噬性细胞死亡
（1）概念：细胞通过溶酶体（动物）或液泡（酵母菌和植物）与双层膜包裹的细胞自身物质融合，从而降解细胞自身物质的过程。
细胞死亡
（2）意义：
a.维持细胞内环境的动态平衡，如动物细胞需不断降解功能失常或不需要的细胞结构；
b.细胞在缺乏营养的条件下通过自噬获得维持生存所需的物质和能量。
c.在一定条件下，细胞自噬也可以导致细胞死亡。
1.细胞自噬导致的自噬性细胞死亡
2.细胞坏死
多为细胞在强烈的理化因素或生物因素作用下受到严重损伤，引起自身死亡的过程，表现为细胞胀大，核膜和细胞质破裂、细胞内容物外溢等。在细胞内容物释放到细胞外，对周围细胞产生伤害，并引发炎症反应。
①烫伤后皮肤、黏膜的脱落。
②骨折时部分骨细胞死亡。
③吸烟者肺部细胞因尼古丁作用而死亡。
实例：
3.细胞凋亡
（1）概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。受细胞内遗传机制决定的“死亡程序”控制，也被称为细胞程序性死亡。
是一种自然的生理过程，对机体有利。
某些被病原体感染的细胞的清除。
03
成熟的生物体中细胞的自然更新。
02
个体发育中细胞的自动死亡。
01
（2）细胞凋亡的类型
确保正常发育生长：清除多余的细胞
维持内部环境稳定：清除受损、突变、衰老的细胞
积极防御外界干扰：阻止病毒再感染细胞
（3）意义：
判断下列过程属于细胞坏死还是细胞凋亡
（1）在胚胎发育时期清除多余的细胞建成器官。
（2）胎儿尾的消失，手的发育，蝌蚪尾的消失。
（3）在成体中，细胞衰老死亡后的自然更新
（4）被病原体感染的细胞被吞噬细胞清除。
（5）身体被烫伤
细胞凋亡
细胞凋亡
细胞凋亡
细胞凋亡
细胞坏死
项目 细胞衰老 细胞坏死 细胞凋亡
影响因素
细胞体积
细胞核
细胞质 细胞器
细胞质膜
炎症反应
体积增大、核膜皱折、染色质固缩
染色质不凝集、
核膜破裂等
染色质凝集、
并沿核膜分布
多种酶活性降低、
色素积累等
线粒体膨大
细胞器完整
通透性改变
破裂
包裹细胞器等碎片形成凋亡小体
无
有
无
基因、端粒酶
细胞受到严重损伤
细胞内部基因调控
萎缩变小
肿胀变大
皱缩变小
【细胞衰老、细胞坏死、细胞凋亡比较】
细胞衰老
细胞死亡
1
2
3
4
细胞自噬的概念和意义
细胞衰老的概念、特点和产生机制
细胞坏死的概念和特点
细胞凋亡的概念和实例
5
细胞死亡三种方式之间的比较
1. 关于细胞衰老的叙述中，不正确的是（ ）
A. 细胞衰老是细胞生理和生化发生复杂变化的过程
B. 老年人的头发呈白色是头发基部黑色素细胞内不能合成酪氨酸酶
C. 衰老细胞的细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低
D. 衰老细胞内水分减少，体积变小，代谢速度变慢
B
2. 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. 被病原体感染的细胞，因为细胞坏死而被清除
D. 皮肤上的老年斑是细胞凋亡的产物
B