資源簡介

第六章　細胞的生命歷程
第1節　細胞增殖
本節通過個體的生長，引出細胞的增殖，并具體講述了細胞增殖的有絲分裂。
生命觀念：由于物質交換細胞不能無限長大，細胞增殖的方式和意義
科學思維：理解植物細胞有絲分裂過程中染色體、DNA的變化規律
科學探究：運用細胞不能無限長大的原理解釋某些生命現象
社會責任：形成結構與功能、局部與整體相統一的生物學思想
教學重點：細胞周期及植物細胞有絲分裂的過程
教學難點：細胞不能無限長大的原因。
展示學習目標：
1、模擬細胞大小與物質運輸的關系，探究細胞不能無限長大的原因。
2、描述細胞的無絲分裂。
3、簡述細胞的生長和增殖的周期性。
以原核細胞分裂與人胚胎發育導入，思考并回答下列問題
1、單細胞生物如何繁殖？
多細胞生物個體發育的起點是什么？
多細胞生物從發育起點到發育為成熟個體的過程中，個體體積增大有哪些主要的因素？
不同的多細胞生物細胞大小是否有明顯的區別？
細胞可以通過生長與分裂是生物體體積增大。
原核細胞：二分裂
無絲分裂
細胞增殖
真核細胞： 有絲分裂
減數分裂
蛙紅細胞的無絲分裂
細胞核先延長，且中部向內凹陷，縊裂為二，接著細胞質也從中部縊裂為二，從而形成兩個子細胞。
注意與人紅細胞的對比。
自主學習
閱讀課本P111 第1段內容，完成學案第3部分。
的細胞，從開始，到為止，為一個細胞周期。
分裂間期細胞的主要變化是，
分裂間期結束后，細胞進入分裂期，開始 。
(
90%~95%
)
細胞 分裂間期 分裂期 合計
人的宮頸癌細胞 20.5 1.5 22
人的肝細胞 21 1 22
小鼠十二指腸上皮細胞 13.5 1.8 15.3
蠶豆根尖細胞 15.3 2.0 17.3
(
實驗效果最理想的實驗材料是哪一組，理由是什么？
實驗中我們最常選擇的是哪一組，理由是什么？
小組合作完成對這
2
個問題的解答，限時四分鐘
提示：制作裝片后，細胞全部死亡，不能通過觀察一個細胞看到細胞周期的各個階段。
)
細胞能否通過不斷長大的方式完成個體體積的生長呢？
細胞正常完成各種生命活動需要考慮2方面的問題：
1、細胞與周圍的環境進行物質交換
2、細胞各種生命活動需要受細胞核的控制
當細胞體積增大時，表面積會增加，這種變化對物質的交換效率有何改變呢，我們通過下面的實驗分析說明。
引入瓊脂塊實驗。
假設一段時間后，NaOH擴散的深度是0.5cm，完成課本表格的填寫，并分析擴散效率與瓊脂塊大小有什么關系。3分鐘，如不會計算可求助組內成員，完成后需展示結果并回答問題。
相對表面積=S/V，即單位體積分得的表面積。
體積越大，相對表面積越小，物質擴散效率越低，低到一定程度會影響細胞與外界環境的物質交換，所以細胞不能無限長大。
此原理也適用于個體的熱量散失。如寒冷地區為了減少熱量散失，生物體積相對高溫地域同種生物體積普遍偏大。大家有什么具體的例子分享么？
東北虎與華南虎
北方人與南方人
隨堂檢測：
1.對有關“細胞大小與物質運輸的關系”實驗的敘述，不正確的一項是(　 　)
A． 該實驗的目的是通過探究細胞的大小，即細胞的表面積與體積之比，與物質運輸速率之間的關系，探討細胞不能無限長大的原因
B． 實驗記錄測量的結果是每一塊瓊脂小塊上，NaOH擴散的深度
C． 通過模擬實驗可以看出，細胞體積越大，其相對表面積越大，細胞的物質運輸的效率就越高
D． 實驗所用的瓊脂小塊內含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫紅色
2、下圖中能夠表示一個完整細胞周期的是(　 　 )
①a＋b　　②b＋c　　③甲→甲　　④乙→乙
A． ①②③ B． ①④ C．①②③④ D． ①③
第2節　細胞的分化
課前自主預習案
一、細胞分化及其意義
1．細胞分化的概念
2．細胞分化的特點
持久性、穩定性、不可逆性和普遍性。
3．細胞分化的意義和原因
(1)意義：使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率，是個體發育的基礎。
(2)原因：不同的細胞中遺傳信息的執行情況不同。
二、細胞的全能性
1．概念
(1)細胞類型：已分化的細胞。
(2)實質：具有發育成完整個體的潛能。
2．實例
(1)植物細胞的全能性：
實驗過程：
(2)動物細胞核的全能性：
①實驗過程：
②結論：已分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性。
3．干細胞
(1)特點：
①具有分裂和分化能力。
②在動物和人體內數量很少。
(2)舉例：人的骨髓中有許多造血干細胞，它們能通過增殖和分化，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板。
1.判斷下面有關細胞分化說法的正誤
(1)細胞分化是個體發育的基礎(　　)
(2)單細胞生物的細胞分化現象更加明顯(　　)
(3)細胞分裂是細胞分化的基礎(　　)
(4)細胞分化過程中細胞內的遺傳物質種類發生了變化(　　)
(5)細胞分化的方向在胚胎早期已經決定，一般不能逆轉(　　)
(6)生物體的生長發育是細胞分裂和細胞分化的結果(　　)
(7)細胞分化導致細胞的數目增加(　　)
(8)細胞分化形成的細胞一般會保持分化后的狀態，不可逆轉(　　)
(9)生物體內所有的細胞都要發生細胞分化(　　)
(10)由同一種細胞分化形成的不同組織細胞的遺傳信息相同(　　)
(11)細胞分化過程中遺傳信息的執行情況不同(　　)
(12)ATP合成酶基因在不同細胞中選擇性表達(　　)
(13)細胞分化是一種持久性的變化，一般分化后的細胞將一直保持分化后的狀態(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)× (8)√　(9)×　(10)√　(11)√　(12)×　(13)√
2．判斷下列有關細胞全能性敘述的正誤
(1)克隆羊培育成功說明高度分化的動物細胞具有全能性(　　)
(2)植物組織培養說明高度分化的植物細胞仍然具有全能性(　　)
(3)卵細胞與受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×
課堂互動探究案
【課程標準】
說明在個體發育過程中，細胞在形態、結構和功能方面發生特異性的分化，形成了復雜的多細胞生物體
【素養達成】
1．從“分化與個體形成間的關系”“遺傳物質是否會變化”來闡明細胞分化的概念、過程、特點和實質。(科學思維)
2．結合植物的組織培養和克隆羊的培育過程，闡述細胞全能性的概念。(生命觀念)
3．結合教材圖6－7，了解干細胞的概念和研究意義。(社會責任)
“小蝌蚪找媽媽”的故事大家都很熟悉，小蝌蚪經過一系列的變化最終形成了能在陸地上生活的青蛙，這個過程中發生了很多的變化：逐漸地長出后腿、前腿，尾部變短最終消失，用腮呼吸變成用肺呼吸。這種變化的細胞學基礎就是我們今天學習的內容——細胞的分化。
探究點一　細胞分化及其意義
【師問導學】
如圖是細胞分化的示意圖，請分析：
1．據圖，A、B基因中，細胞甲、乙含有的基因和表達的基因分別是哪種？
答案：細胞甲含有的是A和B基因，表達的是A基因；細胞乙含有的是A和B基因，表達的是B基因。
2．細胞甲、乙都要進行呼吸作用，都要合成相關的酶，據此推斷細胞甲、乙中DNA和蛋白質的種類是否相同？
答案：DNA相同，蛋白質不完全相同。
3．通過以上推理可知，細胞分化的實質是什么？
答案：基因的選擇性表達(程序性表達)。
4．細胞分裂和細胞分化與個體的生長發育有什么關系？
答案：細胞分裂使細胞數量增多，是個體生長的基礎；細胞分化使細胞種類增多，是個體發育的基礎。個體生長發育是細胞分裂和細胞分化共同作用的結果。
5．人的神經細胞和心肌細胞都是由受精卵分裂而來的，但它們的形態、結構和功能不同，其原因是什么？它們核內的遺傳信息是否相同？
答案：細胞分化的結果。它們核內的遺傳信息相同，但執行情況不同。
【智涂筆記】
從不同的水平分析細胞分化
(1)從細胞水平分析：是細胞形態、結構和生理功能改變的結果。
(2)從亞顯微結構水平分析：是細胞器的數目及細胞質基質成分和功能改變的結果。
(3)從分子水平分析
①蛋白質角度：是蛋白質種類、數量、功能改變的結果。
②基因角度：基因選擇性表達的結果，這是細胞分化的根本原因。
【師說核心】
1．細胞分化的概念和過程
(1)據圖歸納細胞分化的概念：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。
(2)復雜生物體的體細胞是由一個受精卵經過有絲分裂形成的，因此細胞分化形成的各種細胞細胞核內的遺傳物質沒有發生變化。
2．細胞分化的特點
(1)穩定性(不可逆性)；(2)持久性；(3)普遍性。
3．細胞分化的實質
不同的細胞中遺傳信息的執行情況不同，即基因的選擇性表達。
4．意義
(1)是生物個體發育的基礎。
(2)使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率。
5．細胞分裂與細胞分化的區別和聯系
項目 細胞分裂 細胞分化
細胞 變化 細胞數量增多 細胞形態、結構和生理功能發生穩定性差異，細胞種類增多
發生 時間 從受精卵開始 發生在生物體的整個生命過程中在胚胎時期最大化
意義 保持了親子代遺傳性狀的穩定性 保證了生物體正常發育
聯系 細胞分裂是細胞分化的基礎，兩者往往是相伴相隨的，一般而言，分化程度越大，分裂能力則逐漸降低
6.細胞分裂、細胞分化與個體發育的關系
【檢測反饋】
1．(合格必考)生物體形成不同的組織是由于(　　)
A．細胞分裂的結果
B．細胞生長的結果
C．細胞分裂和生長的結果
D．細胞分裂和分化的結果
解析：分裂使細胞數目增多，分化使細胞種類增多，兩者共同形成新組織。
答案：D
2．(合格必考)細胞分化的實質是(　　)
A．基因組的改變
B．基因的選擇性表達
C．細胞器數量和種類的變化
D．細胞亞顯微結構的變化
解析：細胞分化的實質是基因的選擇性表達，從而導致細胞在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異。
答案：B
3．(合格必考)下列有關細胞分化的敘述，正確的是(　　)
A．高等動物細胞的分化只發生在胚胎發育過程中
B．細胞分化過程中遺傳物質發生了改變
C．細胞分化使細胞數目和種類增多
D．經細胞分化后，細胞的全能性降低
解析：細胞分化是細胞在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程，是基因在時間和空間上選擇性表達的結果；細胞分化發生在整個生命過程中，但在胚胎時期達到最大限度；經分化后，細胞的種類增多，數目不變，全能性降低。
答案：D
4．(等級選考)圖中甲、乙、丙分別表示某人體內的幾種細胞，它們的形態、結構和功能各不相同的根本原因是(　　)
A．DNA的結構不同 B．遺傳信息的表達情況不同
C．遺傳物質不同 D．線粒體結構不同
解析：題中甲、乙、丙是由同一受精卵經過增殖、分化形成的，它們的遺傳物質相同，DNA的結構相同，線粒體的結構也相同，只是含量不同而已。它們的形態、結構和功能各不相同的根本原因是基因的選擇性表達，即遺傳信息的表達情況不同。
答案：B
5．(等級選考)骨髓移植是治療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細胞可在患者體內(　　)
A．正常生長 B．增殖并分化成多種血細胞
C．分泌抗體 D．殺死各種病原菌
解析：白血病又稱血癌，病人產生大量的異常白細胞，而正常的白細胞、紅細胞和血小板產生量減少。移植骨髓中的造血干細胞可以增殖分化形成各種血細胞和淋巴細胞，因此骨髓移植是目前治療白血病的一種比較有效的方法。
答案：B
探究點二　細胞的全能性
【師問導學】
1．如圖是胡蘿卜的組織培養過程，請分析：
(1)植物體上的細胞沒有表現出全能性，而是分化成了不同的組織和器官，這說明植物細胞全能性的表達需要什么條件？
(2)圖中試管里的培養液應該含有哪些物質？
(3)植物細胞具有全能性的根本原因是什么？
答案：
(1)植物細胞全能性的表達需要在離體條件下并需要一定的外界條件。
(2)植物激素、無機鹽和糖類等物質。
(3)已分化的細胞都有一整套和受精卵相同的遺傳物質，具有發育成一個完整個體所需要的全部遺傳信息。
2．如圖是克隆羊的培育過程，請分析：
(1)如果直接用B羊的乳腺細胞進行培養，能不能形成完整的個體？和植物細胞相比，有什么不同？
(2)得到的克隆羊的性別等絕大部分的性狀應該和哪只羊相同？
答案：
(1)不能發育成完整個體。這說明和植物細胞相比，動物分化的體細胞的全能性受到限制，但是細胞核仍具有全能性。
(2)和B羊相同。
【智涂筆記】
[易混辨析]　“具有”全能性與“體現”全能性
(1)理論上活細胞都具有全能性。
(2)只有由細胞發育為完整個體，才能“體現”或“實現”細胞的全能性。
(3) 胚胎干細胞經培育后形成心臟、肝臟等器官不是全能性的體現，原因是并沒有形成完整的新個體。
[歸納拓展]
證明細胞表達全能性的三個條件
(1)起點條件：已分化的細胞。
(2)中間條件：離體狀態(體外培養)。
(3)終點條件：形成完整個體。
【師說核心】
1．細胞的全能性
(1)概念：已分化的細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能。
(2)細胞具有全能性的原因：
同一生物體的每一個細胞內都含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發育成完整個體所必需的全部基因。
(3)實現細胞全能性的三個條件：
①離體：細胞脫離原來的母體，單獨培養。
②一定的營養物質和激素。
③適宜的環境條件。
(4)細胞全能性與細胞分化的比較：
項目 細胞分化 細胞全能性
原因 細胞內基因的選擇性表達 含有本物種全套遺傳物質
結果 形成形態、結構、生理功能不同的細胞 形成新的個體
大小 比較 細胞分化程度有高低之分：體細胞＞生殖細胞＞受精卵 細胞全能性有大小之分：受精卵＞生殖細胞＞體細胞(植物細胞＞動物細胞)
關系 ①細胞分化不會導致遺傳物質改變，已分化的細胞仍具有全能性 ②一般說來，細胞分化程度越高，全能性越難以實現；細胞分化程度越低，全能性就越容易實現
2.干細胞
(1)特點
①具有分裂和分化的能力。
②在動物和人體內，數量很少。
(2)種類
名稱 特點 實例
全能 干細胞 可分化成各種細胞，構成各種組織和器官，最終發育成完整個體 胚胎干細胞
多能 干細胞 可發育形成一種器官的多種組織，但不能發育成完整個體 造血干細胞
專能 干細胞 只能分化成某一類型的細胞 神經干細胞
(3)舉例：人骨髓中的造血干細胞能通過增殖和分化不斷產生紅細胞、白細胞和血小板。
【檢測反饋】
1．(合格必考)植物細胞表現出全能性的必要條件是(　　)
A．給予適宜的營養和外界條件
B．導入其他植物細胞的基因
C．脫離母體后，給予適宜的營養和外界條件
D．將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內
解析：離體的植物細胞、組織、器官，在一定的營養物質、激素和其他外界條件的作用下，就可以表現出全能性，發育成完整的植株。
答案：C
2．(合格必考)關于細胞全能性的理解，不確切的是(　　)
A．植物體內某些體細胞沒有表現全能性，其原因是所含基因不同
B．細胞內含有個體發育所需的全部基因是細胞具有全能性的內在因素
C．經植物組織培養得到的試管苗，是植物細胞在一定條件下表現全能性的結果
D．大量的科學事實證明，高度分化的植物體細胞仍具有全能性
解析：細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能。同一植物體內所有的體細胞都是由同一個受精卵經過有絲分裂形成的，都具有相同的基因。
答案：A
3．(等級選考)下列實例中能體現細胞全能性的是 (　　)
①用懸浮培養的胡蘿卜單個細胞培養成了可育的植株　
②用植物的種子繁殖后代　
③用煙草的某個組織培育出了可育的完整植株
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
解析：細胞的全能性是指已分化的細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能。其中①和③都屬于已分化的細胞經過培養形成可育的植株，體現了細胞的全能性。植物用種子繁殖后代，實際是由一個受精卵通過細胞的增殖和分化發育成新個體的過程，所以是由未分化的細胞(受精卵)發育成新個體的過程，這是自然發育的過程，不屬于細胞的全能性。
答案：B
4．(等級選考)下列發生了細胞分化且能體現體細胞全能性的生物學過程是(　　)
A．玉米種子萌發長成新植株
B．小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞
C．小麥花粉經離體培養發育成單倍體植株
D．胡蘿卜韌皮部細胞經組織培養發育成完整植株
解析：A項，“細胞全能性”是指已經分化的細胞，仍然具有發育成完整新個體的潛能，選項A所述內容是玉米的胚后發育過程；B項，“全能性”的結果是得到完整新個體，而不是得到細胞；C項，由于題干中要求體現的是“體細胞全能性”，花粉屬于生殖細胞，體現生殖細胞的全能性；D項，胡蘿卜韌皮部細胞是已分化的體細胞，經組織培養后得到了完整的新植株，故D正確。
答案：D
【網絡建構】
【主干落實】
1．細胞分化的實質：基因的選擇性表達。
2．細胞分化的特點：持久性、普遍性和穩定性。
3．細胞的分化程度越高，細胞全能性相對越低。
4．植物細胞具有全能性，動物細胞的細胞核具有全能性。
5．實現細胞全能性的條件：離體、一定的營養物質、激素和適宜的溫度、pH等。
課后分層檢測案23　細胞的分化
授課提示：對應學生用書181頁
【合格考全員做】(學業水平一、二)
1．下列能說明某細胞已經發生分化的是(　　)
A．進行ATP的合成 B．進行蛋白質的合成
C．存在血紅蛋白 D．存在呼吸氧化酶
解析：特異性蛋白合成的實質在于基因選擇性的表達，因此，看某細胞是否已發生分化，關鍵看細胞的特異性蛋白質是否合成。血紅蛋白是紅細胞的特異蛋白，具有運輸氧氣的作用，故C正確。
答案：C
2．細胞分化過程中，一般不會出現的是(　　)
A．細胞表面結構的改變
B．細胞器種類和數量的改變
C．蛋白質種類和數量的改變
D．細胞核中遺傳物質的改變
解析：細胞分化的過程即基因選擇性表達的過程，細胞核中遺傳物質并未發生改變。
答案：D
3．由細胞形態判斷，下列細胞中最可能具有細胞周期的是(　　)
解析：由圖可知，A是精子、C是肌細胞、D是神經細胞，三者均是已分化的細胞，喪失了分裂能力。而B所示的細胞從形態上看，仍處于原始狀態，沒有分化，可連續分裂，具有細胞周期。
答案：B
4．下列四幅圖表示人體內四種生命活動過程，其中能表示細胞分化的是(　　)
解析：A表示細胞生長；B表示細胞增殖；C表示受精作用的過程；D表示細胞的分化。
答案：D
5．細胞分化不同于細胞增殖的主要特點是(　　)
A．細胞數量增多
B．細胞體積增大
C．細胞的化學成分含量的變化
D．能形成各種不同的細胞和組織
解析：細胞分化會形成各種細胞，進而形成各種不同的組織和器官，而細胞增殖僅是細胞數目增多。
答案：D
6．細胞分化是生物界普遍存在的一種生命現象，下列敘述不正確的是(　　)
A．老年人體內仍然存在著具有分裂和分化能力的細胞
B．分化后的不同組織細胞其蛋白質種類完全不同
C．細胞分化有利于提高多細胞生物各種生理功能的效率
D．造血干細胞分化形成白細胞的過程是不可逆的
解析：分化后的不同細胞蛋白質種類部分不同，部分相同。
答案：B
7．人胰島細胞能產生胰島素，但不能產生血紅蛋白，是因為胰島細胞(　　)
A．只有胰島素基因
B．既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因，但基因選擇性表達
C．比人的受精卵基因要少
D．有胰島素基因和其他基因，但沒有血紅蛋白基因
解析：胰島細胞既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因，基因選擇性表達使其只產生胰島素，不產生血紅蛋白。
答案：B
8．下列有關細胞全能性的敘述，正確的是(　　)
A．植物組織培養繁育花卉所利用的原理是植物細胞具有全能性
B．克隆羊的誕生說明高度分化的動物細胞具有全能性
C．一般情況下花粉不發育成植株，說明花粉細胞不具有全能性
D．愈傷組織的形成說明高度分化的植物細胞具有全能性
解析：細胞的全能性是指生物體的細胞具有使后代細胞發育成完整個體的潛能，最終發育成的一定是一個個體，不能是其他的，如愈傷組織。克隆羊的誕生說明動物的細胞核具有全能性。花粉細胞具有全能性，但由花粉細胞發育為植株需具備一定條件。
答案：A
9．如圖是高等生物個體發育過程中發生的細胞變化，請仔細觀察，回答問題：
(1)圖示的高等生物個體發育是從________開始的。
(2)由①到②，細胞的體積增大、數目增多，細胞經歷了________和________的過程。
(3)由②到③，由于細胞的________，細胞的________、________和________發生了穩定性的差異，細胞的這種變化是基因在機體發育過程中________________________的結果。
(4)若此過程發生在人體內，則由4種細胞構成組織，如小腸中具有吸收作用的______________________、組成真皮的______________________、具有收縮特性的____________和調節人體各種生命活動的________________。
解析：由圖示可以看出，生物個體發育起源于同一個細胞，就是受精卵，受精卵經過一次分裂形成兩個相同的細胞，這兩個細胞長大后再連續生長、分裂、分化，最后形成各種形態、結構、生理功能不同的細胞，組成各種組織，各種組織再構成不同的器官執行不同的功能。
答案：(1)受精卵
(2)生長　分裂
(3)分化　形態　結構　生理功能　選擇性表達
(4)上皮組織　結締組織　肌肉組織　神經組織
【等級考選學做】(學業水平三、四)
10．人的胰島素和胰島素酶的主要成分都是蛋白質，但合成這兩種蛋白質的細胞的功能卻完全不同，其根本原因是(　　)
A．遺傳信息不同
B．遺傳信息的執行情況不同
C．組成蛋白質的氨基酸的種類、數量和排列順序不同
D．細胞器的數量不同
解析：合成胰島素和胰島素酶的兩種基因都來自受精卵，其核遺傳物質是相同的，之所以表現出不同的功能，是因為基因的選擇性表達，即遺傳信息的執行情況不同。
答案：B
11．有人把細胞中表達的基因形象地分為“管家基因”和“奢侈基因”。“管家基因”在所有細胞中表達，是維持細胞基本生命活動所必需的，“奢侈基因”在特定組織細胞中表達。下列物質中屬于“奢侈基因”表達產物的是(　　)
A．ATP水解酶 B．血紅蛋白 C．呼吸酶 D．膜載體
解析：血紅蛋白只存于紅細胞中。
答案：B
12．許多動物具有再生能力，例如，壁虎被天敵追趕緊迫時，能斷尾而逃，一段時間后，又重新長出一條尾巴；海參遇到敵害時，將內臟拋出，以轉移敵害的注意力，而趁機逃之夭夭，約50天后，可再生出一副新的內臟。下列關于再生的敘述，錯誤的是(　　)
A．再生是細胞分裂、分化的結果
B．再生是基因選擇性表達的結果
C．再生是自然選擇的結果
D．再生體現了細胞的全能性
解析：上述現象是細胞分裂、分化的結果，由于基因的選擇性表達，形成了不同的組織和器官，如果適應環境則保留下來，不適應環境則被淘汰。因為沒有形成新個體，所以沒有體現細胞的全能性，只是單純的再生現象。
答案：D
13．美國紐約倫斯勒的神經干細胞研究所的研究人員發現“人視網膜色素上皮組織也存在神經干細胞”。關于下圖的敘述中不正確的是(　　)
A．a過程中只有部分基因得到表達
B．b過程中核酸的種類和含量會發生變化
C．c過程形成富含脂肪的細胞時核DNA含量減少
D．f過程所形成的子細胞中部分具有細胞周期
解析：據圖分析，a過程中部分基因得到了表達，形成了具有特定形態結構和功能的細胞，所以A正確；b過程中細胞中部分特定的基因得到了表達形成神經細胞，RNA的種類和含量都會發生改變，所以B正確；c過程形成富含脂肪的細胞時，核DNA含量不變，所以C錯誤；f過程是細胞通過有絲分裂增殖的過程，其所形成的子細胞中部分仍進行有絲分裂，具有細胞周期，所以D正確。
答案：C
14．中國科學家倡導的以臍帶血作儲存的“生命銀行”，是利用臍帶血中的(　　)
A．紅細胞 B．營養物質
C．遺傳基因 D．干細胞
解析：臍帶血中的干細胞具有分裂、分化為特定細胞、組織、器官的能力，可用于器官移植。
答案：D
15．如圖為人體某細胞所經歷的各個階段示意圖，圖中①～⑦為不同的細胞，a～c表示細胞所進行的生理過程。據圖分析，下列敘述錯誤的是(　　)
A．與①相比，②③④的分化能力減弱
B．⑤⑥⑦的核基因不同
C．b過程異常，細胞可能發生癌變
D．進入c過程的細胞，細胞核體積變大，酶活性降低
解析：②③④是①分裂形成的，隨著分裂次數的增多，細胞全能性越低，所以與①相比，②③④的分裂增殖，分化能力減弱，A正確；⑤⑥⑦的核基因相同，B錯誤；b表示細胞分化，分化過程中有可能發生基因突變，C正確；c表示細胞衰老，細胞衰老后，酶活性降低，代謝減慢，細胞體積減小，細胞核體積變大，D正確。
答案：B
16．對于白血病患者，目前較為成功的治療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細胞來產生正常的白細胞，從而使病人的生理機能恢復正常。那么，在造血干細胞形成白細胞的過程中經過了哪兩個過程(　　)
A．先細胞分裂，后細胞分化 B．先細胞分化，后細胞分裂
C．先細胞融合，后細胞分裂 D．先細胞融合，后細胞分化
解析：由造血干細胞到正常白細胞的過程：首先造血干細胞進行分裂產生眾多的子細胞，然后其中一些子細胞進行分化形成正常的白細胞。
答案：A
17．分析以下事實：①胡蘿卜韌皮部細胞通過培養能發育成完整植株；②綿羊乳腺細胞核移入去核卵細胞中，能發育成有生殖能力的綿羊。基于以上事實，下列選項錯誤的是(　　)
A．高度分化的動物細胞都具有全能性
B．高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性
C．分化細胞中不表達的基因仍存在于細胞核中，并未消失
D．高度分化的植物細胞具有全能性
解析：事實②說明動物細胞的細胞核具有全能性，不能證明高度分化的動物細胞具有全能性，A錯誤；綿羊乳腺細胞核移入去核卵母細胞中，能發育成有生殖能力的綿羊，這說明高度分化的動物細胞核具有全能性，B正確；細胞分化的實質是基因的選擇性表達，不會使基因丟失，因此分化細胞中不表達的基因仍存在于細胞核中，并沒有消失，C正確；事實①說明高度分化的植物細胞具有全能性，D正確。
答案：A
18．如圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖，請據圖回答下列問題：
(1)在機體內，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因________________的結果。
(2)某患者不能產生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的。骨髓移植的實質是將題圖中的________細胞移植到患者體內。
(3)若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，紅細胞、白細胞、皮膚細胞、神經細胞中不能選為供體細胞的是成熟的________，其原因是__________________________________________________。
(4)若某藥物可抑制肝腫瘤細胞DNA的復制，使用該藥物可使肝腫瘤細胞停留于細胞周期的________期。
解析：(1)細胞分化是基因選擇性表達的結果。(2)骨髓是人體的造血組織，存在造血干細胞，骨髓治療的實質是將題圖的造血干細胞移植到患者體內。(3)克隆某種哺乳動物需要供體提供細胞核，而成熟的紅細胞沒有細胞核，所以不能作為供體。(4)DNA分子的復制在細胞分裂間期進行。
答案：(1)選擇性表達　(2)造血干　(3)紅細胞　細胞中無細胞核　(4)間
【素養養成練】
19．高度分化的動物細胞分化潛能變窄，它的全能性受到限制，但它的細胞核仍具有全能性。請利用性成熟的青蛙作為實驗材料，設計一個實驗方案證明上述說法。
(1)實驗的大體思路是：先把完整的體細胞單獨培養，證明____________________________________________；再將________植入________，看能否表現出全能性。
(2)根據上述思路設計的實驗步驟是：
第一步：取正常的雄性青蛙的體細胞直接進行細胞培養，觀察其能否形成一只完整的青蛙。
第二步：準備若干個正常雄性青蛙的體細胞和雌性青蛙的卵細胞。
第三步：
________________________________________________________________________。
第四步：將第三步形成的重組細胞進行細胞培養，觀察能否形成完整的青蛙。
(3)實驗結果：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)結論：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)有人推測，卵細胞細胞質中的物質X是促進體細胞的細胞核全能性發揮的物質，若要證明這一推斷，請寫出簡單的設計思路：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：要證明高度分化的動物細胞分化潛能變窄，全能性受到限制，而細胞核仍具有全能性，可先直接單獨培養青蛙的成熟體細胞，再將體細胞的細胞核植入去核的卵細胞內進行培養，比較其培養結果。若要進一步證明物質X的作用，可將物質X注入正常青蛙的體細胞的細胞質中，離體狀態下，再給予適宜的條件進行培養，看其能否發育成一只完整的青蛙。
答案：
(1)高度分化的細胞的全能性受到限制　體細胞的細胞核　去核的卵細胞中
(2)將卵細胞的細胞核去除，取體細胞的細胞核導入去核的卵細胞中，形成重組細胞
(3)單獨培養完整的青蛙體細胞不能形成完整的青蛙，培養重組細胞，則能形成完整的青蛙
(4)高度分化的細胞其全能性受到限制，但其細胞核仍具有全能性
(5)將物質X注入正常青蛙體細胞的細胞質中，離體狀態下，給予適宜條件培養，觀察其能否發育成一只完整的青蛙
第3節　細胞的衰老和死亡
課前自主預習案
一、細胞衰老
1．細胞衰老的特征
(1)代謝的變化：
(2)細胞核的變化：
細胞核
2．細胞衰老的原因
對于細胞衰老的原因提出了很多假說，目前為大家普遍接受的是自由基學說和端粒學說。
(1)自由基學說：我們通常把異常活潑的帶電分子或基團稱為自由基。自由基含有未配對電子，表現出高度的反應活潑性。在生命活動中，細胞不斷進行各種氧化反應，在這些反應中很容易產生自由基。此外，輻射以及有害物質入侵也會刺激細胞產生自由基。自由基攻擊和破壞細胞內各種執行正常功能的生物分子。這些新產生的自由基又會去攻擊別的分子，由此引發雪崩式的反應，對生物膜損傷比較大。此外，自由基還會攻擊DNA，可能引起基因突變；攻擊蛋白質，使蛋白質活性下降，導致細胞衰老。
(2)端粒學說：每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA—蛋白質復合體，稱為端粒(圖6－9)。端粒DNA序列在每次細胞分裂后會縮短一截。隨著細胞分裂次數的增加，截短的部分會逐漸向內延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒內側正常基因的DNA序列就會受到損傷，結果使細胞活動漸趨異常。
3．細胞衰老與個體衰老的關系
(1)單細胞生物
個體衰老或死亡與細胞衰老或死亡是一致的。
(2)多細胞生物
①體內細胞總在不斷更新，總有一部分細胞處于衰老或走向死亡的狀態。
②從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。
二、細胞的死亡
細胞死亡包括凋亡和壞死等方式，其中凋亡是細胞死亡的一種主要方式。
1．細胞凋亡[填表]
概念 定義 由基因決定的細胞自動結束生命的過程
機制 由遺傳機制決定的程序性調控
別名 細胞編程性死亡
類型 ①細胞正常的自然更新 ②清除被病原體感染的細胞 ③正常發育過程中的程序性死亡
意義 ①保證多細胞生物體完成正常發育 ②維持內部環境的穩定 ③抵御外界各種因素的干擾
2.細胞壞死
在種種不利因素影響下，由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。
判斷下列有關細胞衰老和凋亡敘述的正誤
(1)細胞普遍衰老會導致個體衰老(　　)
(2)細胞衰老時，細胞體積和細胞核體積均減小(　　)
(3)細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡(　　)
(4)細胞壞死對機體是不利的(　　)
(5)細胞凋亡是由細胞衰老造成的(　　)
(6)衰老細胞代謝速率減慢是細胞內水分減少引起的(　　)
(7)細胞凋亡和細胞壞死受環境的影響，不受機體控制(　　)
(8)被病原體感染的細胞的清除是通過細胞凋亡完成的(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√　(7)× (8)√
課堂互動探究案
【課程標準】
描述在正常情況下，細胞衰老和死亡是一種自然的生理過程
【素養達成】
1．聯系生活實際，辨析個體衰老和細胞衰老的關系，并理解細胞衰老的特征。(生命觀念　社會責任)
2．與細胞壞死相比較，分析、理解細胞凋亡的概念和意義。(科學思維)
3．聯系日常生活實際，了解細胞衰老和凋亡的主要特征并掌握其原因及其防治措施。(科學思維　社會責任)
同學們，大媽廣場舞跳得多開心呀！大媽也是由一個細胞——受精卵發育而來的，如果受精卵只進行細胞分裂能發育成一個個體嗎？現在越來越多的老年人在跳廣場舞，目的是為了強健身體延緩衰老。那么人體衰老有什么特征呢？人體的細胞不斷死亡又不斷產生新的細胞，這是為什么呢？今天讓我們一起學習吧！
探究點一　細胞的衰老
【師問導學】
1．觀察下圖，回答問題：
(1)圖1中的老者滿臉皺紋，給人干巴巴的感覺。產生這種現象的主要原因是______________________；圖2中老者最主要的特點是________，產生這種現象的主要原因是__________________；圖3中老者面部出現較多的________，產生這種現象的主要原因是________________________。
(2)細胞內水分減少，酶活性降低，對細胞呼吸和新陳代謝有何影響？________________。細胞內色素的積累對物質的交流和傳遞有無影響？________。為什么？__________________。
(3)除此之外，衰老細胞的細胞核有何變化？
________________________________________________________________________。
(4)老年人體內有沒有新細胞的產生？正處在生長發育時期的兒童體內有沒有衰老的細胞？舉例分析。
________________________________________________________________________。
答案：
(1)細胞內水分減少，細胞萎縮，體積變小　白發銀須　細胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少　老年斑(色斑)　細胞內色素的積累
(2)細胞呼吸和新陳代謝速率減慢　有影響　細胞膜的通透性改變
(3)細胞核的體積增大，核膜內折，染色質收縮，染色加深
(4)老年人體內有新細胞的產生，如造血干細胞一生都能增殖產生各種類型的血細胞；生長發育時期的兒童體內也有衰老的細胞，如皮膚表皮細胞衰老成角質層細胞。
2．結合具體實例，探討細胞的正常衰老和異常衰老與人體健康的關系。
材料一：血液內紅細胞的壽命只有120天，全年要更換3次。
材料二：圖中是患有罕見的兒童早衰癥的美國華盛頓州達令頓地區男孩塞斯·庫克，盡管只有12歲，但他的模樣看上去卻像一名頭發掉光、滿臉皺紋的八十老翁。
答案：①細胞的正常衰老對于實現有機體的自我更新非常有利，如紅細胞的快速更新使血液中始終有足量的新生紅細胞來運輸氧氣。
②細胞異常衰老會威脅人類的健康，如兒童早衰癥就是細胞過早衰老導致的一種疾病。
3．試從“酶的活性、水的含量”方面分析衰老細胞的新陳代謝速率減慢的原因。
答案：衰老細胞內酶的活性降低、自由水含量降低均可使細胞的新陳代謝速率減慢。
【智涂筆記】
[巧學助記]　簡化記憶細胞衰老特征
【師說核心】
1．細胞衰老的特征
　
2．細胞衰老的特征分析
(1)衰老的表現及形成原因：
個體衰老表現 對應的細胞衰老原因
皮膚干燥、發皺 細胞內水分減少，細胞體積變小
頭發變白 細胞內的酶活性降低
老年斑 細胞內色素的積累
無力 細胞內呼吸速率減慢
吸收能力下降 細胞膜通透性改變，使物質運輸功能降低
(2)通過以上分析說明：衰老細胞的結構行使正常功能的能力降低；從分子水平上看，有利的功能分子含量降低，而色素或有害分子出現并增加。
3．個體衰老與細胞衰老的關系
(1)單細胞生物：細胞的衰老就是個體的衰老。
(2)多細胞生物：細胞的衰老和個體的衰老是不同步的；個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。
【檢測反饋】
1．(合格必考)下列各項不屬于細胞衰老特征的是(　　)
A．細胞內水分減少
B．細胞呼吸速率減慢
C．細胞內色素積累較多
D．細胞膜通透性不變，物質運輸功能增強
解析：細胞衰老時細胞膜通透性改變，物質運輸功能降低。
答案：D
2．(合格必考)李白有詩云：“君不見，高堂明鏡悲白發，朝如青絲暮成雪。”從細胞角度分析，這個過程中不會出現的變化是(　　)
A．細胞核體積變大 B．細胞內水分增加
C．酶的活性降低 D．細胞內的呼吸速率減慢
解析：“君不見，高堂明鏡悲白發，朝如青絲暮成雪”屬于細胞衰老，衰老細胞中水分減少。
答案：B
3．(等級選考)下列關于細胞衰老的說法，錯誤的是(　　)
A．人一生中，體細胞分裂50～60次，因而各種細胞的壽命一樣
B．機體內細胞的壽命與分裂能力之間沒有明確的對應關系
C．生物體內隨時有大量細胞衰老死亡，同時又有大量新增殖的細胞代替它們
D．細胞的衰老和凋亡是細胞遺傳程序所決定的正常生命現象
解析：同一個個體內不同組織的細胞分化程度不同，細胞的壽命也不同；有的細胞可以不斷分裂，這樣的細胞壽命較長；有的細胞高度分化，如神經細胞、心肌細胞等，這樣的細胞在生物體內不再繼續分裂，壽命也很長。細胞衰老和凋亡都是正常的生命現象。
答案：A
4．(等級選考)人衰老的紅細胞具有下列哪些特征(　　)
①水分減少，細胞萎縮　②新陳代謝的速度減慢　③某些酶的活性降低　④呼吸速率上升　⑤色素積累增多　⑥細胞的呼吸速度減慢　⑦細胞核體積增大　⑧細胞膜的通透性功能改變
A．①②③④⑤⑦⑧ B．①②③⑤⑥⑦⑧
C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧
解析：衰老的細胞具有以下五項特征：(1)細胞內水分減少，細胞萎縮，體積縮小，新陳代謝速度減慢；(2)酶的活性降低；(3)細胞內的色素沉積，妨礙細胞內物質交流和傳遞，影響細胞正常的生理功能；(4)細胞呼吸速率減慢，細胞核的體積增大。核膜內折，染色質收縮，顏色加深；(5)細胞膜通透性改變，使物質運輸功能降低。根據以上特征判斷，①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老細胞的特征，但由于紅細胞沒有細胞核，因此應除去⑦。
答案：C
探究點二　細胞的死亡
【師問導學】
分析下列資料，回答相關問題：
1．如圖是青蛙的變態發育示意圖。蝌蚪在發育過程中，長出的尾巴又逐漸消失，請分析：
(1)蝌蚪尾巴的消失屬于哪種生命現象？與哪種細胞器的關系最密切？
(2)將蝌蚪尾部用濃鹽酸處理后，尾部潰爛消失，這與上述現象相同嗎？
(3)上述兩種現象都受遺傳物質控制嗎？
答案：
(1)這是細胞凋亡的結果。與溶酶體密切相關。
(2)這是細胞壞死，與細胞凋亡不同。
(3)不是。細胞凋亡是受遺傳物質控制的，細胞壞死不受遺傳物質控制。
2．材料：人體胚胎發育過程中要經歷有尾的階段，后來尾部細胞自動死亡，尾才消失。在胎兒手的發育過程中，五個手指最初是愈合在一起的，像一把鏟子，后來隨著指間的細胞自動死亡，才發育為成形的手指。
(1)細胞死亡有兩種形式，一種是細胞壞死，另一種是細胞凋亡。在人的胚胎發育過程中，尾的消失屬于哪一種？________。它是正常現象嗎？________。
(2)細胞的凋亡是隨意發生的嗎？________。它受什么控制？________。
(3)如果沒有正常的細胞凋亡，人的胚胎能正常發育嗎？________。人還會有纖細的手指嗎？________。這說明細胞凋亡對于多細胞生物體完成________起著重要作用。
(4)當細胞被病毒感染時，機體也會通過凋亡的方式加以清除。所以細胞凋亡對于維持________的穩定和抵御外界各種因素的________都起著非常關鍵的作用。
(5)如果人體皮膚被開水燙傷而死亡，是否也是細胞凋亡？________。為什么？________________________________________________________________________。
答案：(1)細胞凋亡　是正常現象　(2)不是　基因　(3)不能　不會　正常發育　(4)內部環境　干擾　(5)不是　是在不利因素的影響下引起的細胞死亡，是細胞壞死
【智涂筆記】
[知識拓展]　易發生細胞凋亡的幾種細胞
(1)無用細胞，如蝌蚪變成青蛙時，尾細胞的退化。
(2)發育不正常的細胞。
(3)有害細胞，如病毒感染的細胞。
(4)衰老細胞，如人的成熟紅細胞120天后自然死亡。
[名師點撥]　細胞凋亡≠細胞壞死
細胞凋亡和細胞壞死都是細胞的死亡過程，但兩者的死亡機理不同。細胞凋亡是一個主動的、有利于個體生存的過程，細胞壞死是一個被動的、對個體生存有害的過程。
【師說核心】
1．細胞的凋亡
(1)概念：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，是由遺傳機制決定的程序性調控，又被稱為細胞編程性死亡。
(2)意義
①完成正常的發育。
②維持內部環境的穩定。
③抵御外界各種因素的干擾。
2．細胞壞死
在種種不利因素影響下，由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。
3．細胞凋亡與細胞壞死的區別
項目 細胞的凋亡 細胞的壞死
起因 正常生理性變化 病理性變化或劇烈損傷
與基因的關系 是基因控制的 不受基因控制
細胞膜的變化 內陷 破裂
形態變化 細胞變圓與周圍細胞脫離 細胞外形不規則變化
影響因素 溫和的刺激或藥物引起 電、熱、冷，機械傷害等刺激
對機體的影響 對機體有利 對機體有害
【檢測反饋】
1．(合格必考)關于細胞凋亡的敘述，錯誤的是(　　)
A．細胞凋亡受細胞自身基因的調控
B．細胞凋亡也稱為細胞編程性死亡
C．細胞凋亡不出現在胚胎發育過程中
D．被病原體感染的細胞可通過細胞凋亡清除
解析：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，就叫細胞凋亡，A正確；由于細胞凋亡受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控，所以也常常被稱為細胞編程性死亡，B正確；人在胚胎時期，要經歷有尾的階段，后來尾部細胞自動死亡，尾才消失，所以細胞凋亡可以出現在胚胎發育過程中，C錯誤；在成熟的生物體中，細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除，也是通過細胞凋亡完成的，D正確。
答案：C
2．(合格必考)關于細胞凋亡與細胞壞死，下列說法正確的是(　　)
A．細胞凋亡不受細胞內的遺傳物質控制
B．細胞死亡是細胞凋亡的同義詞
C．細胞壞死受到嚴格的遺傳機制決定的程序性控制
D．細胞的自然更新、被病原體感染的細胞清除也是通過細胞凋亡來完成的
解析：細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控。在成熟生物體內，細胞的自然更新、被病原體感染的細胞清除，也是通過細胞凋亡實現的。細胞壞死是在種種不利因素影響下，由于細胞的正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡，并不是由基因決定的細胞自動結束生命的過程。
答案：D
3．(等級選考)下列對人體細胞的生命歷程的敘述，錯誤的是(　　)
A．每天都會有大量表皮細胞凋亡脫落
B．同種細胞增殖分化后遺傳信息將發生改變
C．衰老的細胞體積變小，但其細胞核會變大
D．死亡的細胞，其細胞膜的選擇透過性將喪失
解析：表皮細胞每天都會有大量細胞凋亡脫落；同種細胞增殖分化的過程進行的是有絲分裂，分裂和分化后遺傳信息不會發生改變；衰老的細胞體積變小，但其細胞核會變大；死亡的細胞，其細胞膜的通透性將喪失。
答案：B
4．(等級選考)細胞凋亡又稱細胞編程性死亡，其大致過程如圖所示。下列有關敘述不正確的是(　　)
A．細胞凋亡是細胞在特定條件下的被動死亡過程
B．細胞凋亡過程中以小泡形式形成凋亡小體，需要消耗能量
C．細胞凋亡過程中，細胞內容物不釋放出來
D．吞噬細胞吞噬凋亡小體與溶酶體釋放的水解酶密切相關
解析：細胞凋亡是細胞的編程性死亡，細胞凋亡是細胞在特定條件下的主動死亡過程，細胞凋亡對于多細胞生物體完成正常發育起著非常關鍵的作用，A錯誤；細胞凋亡過程中以小泡形式形成凋亡小體，需要消耗能量，B正確；細胞凋亡發生過程中，細胞內容物不釋放出來，C正確；據圖示可知，吞噬細胞吞噬凋亡小體被吞噬細胞內的溶酶體酶水解，D正確。
答案：A
5．(等級選考)[2019·北京西城高一期末]如圖為兒童早期腦組織中神經細胞形態和數量變化的示意圖，下列有關說法正確的是(　　)
A．細胞分化使神經細胞的數量減少
B．神經細胞的突起增多是細胞生長的結果
C．神經細胞形態和數量變化使其功能更加完善
D．幼年兒童體內沒有細胞凋亡的發生
解析：細胞分化使神經細胞的形態結構發生改變，而數量不變，A錯誤；神經細胞的突起增多是細胞分化的結果，B錯誤；神經細胞形態和數量變化使其功能更加完善，C正確；細胞凋亡在生物體的整個生命歷程中都有發生，D錯誤。
答案：C
【網絡建構】
【主干落實】
1．衰老的細胞內水分減少、酶活性降低、呼吸速率減慢、色素積累和膜通透性改變。
2．細胞凋亡是由基因調控的細胞自動結束生命的過程。
3．細胞的衰老性死亡、免疫細胞裂解靶細胞、蝌蚪尾部的消失等都屬于細胞凋亡。
4．細胞凋亡屬于正常性死亡，細胞壞死是指在不利因素影響下的非正常死亡。
課后分層檢測案24　細胞的衰老和死亡
授課提示：對應學生用書183頁
【合格考全員做】(學業水平一、二)
1．檢測某一植物組織細胞，發現分解有機物減慢，酶的催化效率極低。則該細胞正在(　　)
A．分化 B．分裂
C．衰老 D．生長
解析：生長、分化和分裂的細胞，各項生命活動旺盛，只有處于衰老的細胞的酶活性降低，代謝緩慢。
答案：C
2．下列有關細胞衰老和凋亡的說法中正確的是(　　)
A．健康的成人體內，每天都有一定量的細胞凋亡
B．細胞凋亡受環境影響大，機體難以控制
C．老年人頭發變白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起的
D．胚胎發育期生物體的細胞衰老總與機體衰老同步進行
解析：衰老和凋亡是細胞正常的生命現象，在健康的成人體內，每天有一定數量的細胞凋亡是正常的。細胞的凋亡是一種程序性死亡，是受機體基因組調控的細胞的正常死亡。白化病是由基因突變導致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。胚胎發育期細胞的衰老并不代表機體的衰老，從整體上看，個體衰老的過程是組成個體的細胞普遍衰老的過程。
答案：A
3．下列不屬于細胞凋亡實例的是(　　)
A．蝌蚪長到一定程度后尾巴消失了
B．人皮膚表皮細胞的脫落
C．白細胞吞噬過多的細菌導致死亡
D．腦細胞因缺血而死亡
解析：腦細胞因缺血而死亡，是由于外因引起的一種非生理性的不正常死亡，屬于細胞壞死。
答案：D
4．下列現象中屬于編程性細胞死亡的是(　　)
A．擠壓使細胞死亡 B．射線殺死細胞
C．成熟的白細胞死亡 D．化學藥品使細胞死亡
解析：受外來因素干擾，細胞提前結束生命的現象為細胞壞死，細胞的編程性死亡即細胞凋亡，A～D中，A、B、D均屬于細胞壞死，只有C選項所述為編程性細胞死亡即細胞凋亡。
答案：C
5．細胞凋亡的生理意義不包括(　　)
A．清除體內多余、無用的細胞
B．清除體內衰老、病變的細胞
C．維持組織器官中細胞數目的相對穩定
D．維持細胞和生物體的正常衰老過程
解析：在成熟的生物體中，細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除，是通過細胞凋亡完成的。細胞凋亡對于多細胞生物體完成正常發育，維持內部環境的穩定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關鍵的作用。
答案：D
6．關于細胞凋亡和細胞壞死的敘述，錯誤的一項是(　　)
A．細胞凋亡是主動的，細胞壞死是被動的
B．細胞凋亡是生理性的，細胞壞死是病理性的
C．細胞凋亡是由基因調控的，細胞壞死主要是由外界因素引起的
D．細胞凋亡是急性的，細胞壞死是慢性的
解析：細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，它有嚴格的遺傳機制，因此是自動的、正常的生理過程；而細胞壞死是病理性刺激引起的細胞損傷和死亡，是被動的。細胞壞死有急性的也有慢性的，而細胞凋亡沒有這樣的區分。
答案：D
7．下圖是細胞重大生命活動的圖示，請據圖回答下列問題：
(1)圖中表示的是________(選填“原核”或“真核”)生物細胞重大生命活動圖示。
(2)細胞識別是細胞信號傳導的前提，它是通過________實現的，細胞識別的物質基礎是該結構上有________。
(3)A、B、C、D中，染色體結構動態變化主要發生在________，基因表達的過程則發生在________。
(4)圖中細胞增殖的主要方式是________。
(5)人在胚胎初期是有尾的，但在胚胎發育成熟時，尾部消失，這是由于過程________________________________________________________________________的結果，該過程也可稱為
________________________________________________________________________。
解析：圖示中出現染色體結構的動態變化，因此可確定此圖表示的是真核細胞的生命活動。細胞與細胞之間的識別是靠糖蛋白實現的，糖蛋白存在于細胞膜上。染色體的動態變化只有在細胞分裂過程中才出現，而基因的選擇性表達發生在細胞分化的過程中。細胞凋亡是由基因控制的正常的生理性死亡，有利于個體的正常發育。
答案：(1)真核　(2)細胞膜　糖蛋白　(3)A　B (4)有絲分裂　(5)D　細胞編程性死亡
8．下圖甲表示干細胞的發育途徑，圖乙是人體某細胞所經歷的生長發育各個階段示意圖，其中①～⑦為不同的細胞類型，a～c表示細胞所進行的生理過程。
請據圖回答下列問題：
(1)圖甲中的A、B、C、D四個細胞的細胞核基因是否相同？________，D細胞是細胞分化的結果，無論是細胞分化還是細胞凋亡，實質都是________的結果。
(2)圖乙中a、b過程分別表示________和________，在b過程中基因一般會不會丟失？________。
解析：(1)圖甲中有多種細胞行為：A干細胞→B干細胞屬于有絲分裂，A干細胞→細胞D屬于細胞分化，A干細胞→細胞C屬于細胞凋亡。以上四個過程中一般來說遺傳物質不會發生改變，所以A、B、C、D四個細胞的細胞核基因是相同的。無論是細胞分化還是細胞凋亡，其實質都是基因選擇性表達的結果。(2)圖乙中的a、b、c過程分別是細胞增殖、細胞分化及細胞衰老和凋亡。四個過程在一般情況下都不會發生基因的丟失。
答案：
(1)相同　基因選擇性表達
(2)細胞增殖　細胞分化　不會
【等級考選學做】(學業水平三、四)
9．研究發現，直腸癌患者體內存在癌細胞和腫瘤干細胞。用姜黃素治療，會引起癌細胞內BAX等凋亡蛋白高表達，誘發癌細胞凋亡；而腫瘤干細胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白，能有效排出姜黃素，從而逃避凋亡，并增殖分化形成癌細胞。下列說法不正確的是(　　)
A．腫瘤干細胞與癌細胞中基因的執行情況不同
B．腫瘤干細胞的增殖及姜黃素的排出都需要消耗ATP
C．編碼BAX蛋白和 ABCG2蛋白的基因都屬于原癌基因
D．用ABCG2抑制劑與姜黃素聯合治療，可促進腫瘤干細胞凋亡
解析：腫瘤干細胞與癌細胞是通過細胞分化產生的兩種不同種類的細胞，細胞分化的實質是不同細胞內基因的執行情況不同，A正確；細胞增殖間期會進行蛋白質的合成，需要消耗能量，姜黃素的排出需要載體蛋白，也需要消耗能量，B正確；BAX蛋白屬于凋亡蛋白，編碼其基因屬于控制細胞凋亡的基因，不屬于原癌基因，C錯誤；ABCG2蛋白能有效排出姜黃素，逃避凋亡，故利用ABCG2抑制劑與姜黃素聯合治療，可促進腫瘤干細胞凋亡，D正確。
答案：C
10．在蝌蚪發育成蛙的過程中，蝌蚪的尾逐漸消失，與這一“自溶”現象有關的細胞器是(　　)
A．線粒體 B．溶酶體
C．核糖體 D．細胞核
解析：溶酶體被稱為多種酶的倉庫，溶酶體里的酶釋放出來以后會把一些物質消化分解，如失去功能的蛋白質在被貼上某種標記以后就會被溶酶體酶分解掉，本題中提到的現象就是溶酶體作用的結果。
答案：B
11．珍珠是河蚌產生的一種有機物，它既是一種有機寶石，又可作為護膚品的主要原料，因為它在抑制細胞脂褐素的增加上有重要作用，這表明珍珠在保健上可用于(　　)
A．促進細胞凋亡 B．延緩細胞衰老
C．促進細胞分裂 D．誘導細胞分化
解析：由題目信息可知，珍珠的作用是抑制細胞脂褐素的增加，細胞中色素的積累是細胞衰老的表現。
答案：B
12．下列關于人體細胞的敘述，錯誤的是(　　)
A．人的正常體細胞的分裂次數是有限的
B．自由基攻擊蛋白質可以引起細胞衰老
C．細胞中衰老的線粒體可被溶酶體分解清除
D．衰老細胞代謝速率加快是細胞內水分減少引起的
解析：人的正常體細胞最大分裂次數為50次，A項正確；自由基攻擊蛋白質可引起細胞衰老，B項正確；細胞中衰老的細胞器會被溶酶體清除，C項正確；衰老細胞代謝速率減慢，D項錯誤。
答案：D
13．下列關于細胞分裂、分化、衰老和死亡的敘述，正確的是(　　)
A．個體發育過程中，細胞的分裂、分化、衰老和凋亡對于生物體都是有積極意義的
B．細胞分裂存在于個體發育整個生命過程中，細胞分化僅發生于胚胎發育階段
C．細胞分化使各種細胞的遺傳物質有所差異，導致細胞的形態和功能各不相同
D．多細胞生物細胞的衰老與機體的衰老總是同步進行的
解析：作為細胞生命歷程中細胞的分裂、分化、衰老和凋亡均是對生物的生存有利的；細胞分裂發生在個體發育的整個生命過程中，細胞分化也是貫穿于整個生命過程中，如造血干細胞形成紅細胞；細胞分化遺傳物質沒有發生改變而是基因選擇性表達的結果；多細胞生物的細胞衰老與個體衰老是不同步的，但個體衰老是多數細胞衰老的結果。
答案：A
14．中科院近來發現一種誘導細胞凋亡的新機制。在H2O2和TNFα(一種淋巴因子)等因素的誘導下，鼠肝細胞內的溶酶體釋放微量的胰凝乳蛋白酶，將細胞質內的Bid蛋白分解成更小的cBid，后者與線粒體、溶酶體的膜結合，誘導內容物釋放，最終導致細胞凋亡(如圖所示)。請結合所學知識分析，下列敘述錯誤的是(　　)
A．該過程與細胞膜的信息交流有關
B．cBid可能會引起細胞能量供應能力下降，加速細胞的凋亡
C．溶酶體中胰凝乳蛋白酶的釋放具有促進細胞凋亡的作用，而其他內容物的釋放無此功能
D．溶酶體內含有水解酶，在細胞凋亡中具有重要作用
解析：據圖示可知，該過程與H2O2和細胞膜表面的受體結合有關，故體現了細胞膜的信息交流功能，A正確；cBid能與線粒體膜結合，使其凋亡，導致細胞提供能量減弱，加速了細胞凋亡，B正確；溶酶體中胰凝乳蛋白酶的釋放具有促進細胞凋亡的作用，而其他內容物是否有此功能則不一定，C錯誤；溶酶體內含有水解酶，在細胞凋亡中具有重要作用，D正確。
答案：C
15．[2019·豐臺高一期末]科學家們發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》 雜志上的文章中指出，可以抽取扁桃體中的干細胞來修復受損的肝臟，且全程無需手術便可實施。請回答下列問題：
(1)利用扁桃體中的干細胞修復肝臟時，干細胞通過________的過程成為肝臟細胞。干細胞和肝臟細胞所含的遺傳信息相同，但是干細胞內不存在肝臟細胞所特有的轉氨酶，這是因為二者細胞中遺傳信息的________不同。
(2)圖一中的細胞在一個細胞周期中正確的排序為________(填字母)，染色單體數和核DNA數目相等的細胞是圖一中的________(填字母)。
(3)人體扁桃體干細胞中有23對染色體。圖二是人體扁桃體干細胞增殖過程中染色體數目變化的曲線圖，圖中a＝________條。高倍鏡下大多數扁桃體細胞中可觀察到的染色體條數為________條。
(4)酗酒及長期服用某些藥物會使肝臟受損，導致肝臟細胞的代謝活動中斷，引起細胞死亡，這種細胞的死亡過程稱為________，而被病原體感染的細胞被機體清除的死亡過程稱為________。
解析：(1)干細胞可通過細胞分裂和細胞分化的過程成為肝臟細胞。在細胞分化過程中，干細胞和肝臟細胞所含的遺傳信息雖然相同，但是由于二者細胞中遺傳信息的執行情況不同，導致干細胞內不存在肝臟細胞所特有的轉氨酶。(2)在圖一中，A有細胞核，且核仁明顯，處于有絲分裂的間期；B中的染色體變成染色質，紡錘體消失，核膜、核仁出現形成子細胞核，處于有絲分裂的末期；C中的染色體散亂分布在細胞中，處于有絲分裂的前期；D中的染色體排列在赤道板上，處于有絲分裂的中期；E中的染色體在紡錘絲的牽引下移向細胞的兩極，處于有絲分裂的后期。綜上分析，上述細胞在一個細胞周期中正確的排序為A、C、D、E、B；A中正在形成染色單體，E和B中沒有染色單體，C和D中的每條染色體均含有2條染色單體和2個DNA分子，因此染色單體數和核DNA數目相等的細胞是圖一中的C、D。(3)人體扁桃體干細胞是通過有絲分裂的方式進行增殖的。依題意并分析曲線圖可知：AB段細胞內含有的染色體數目最多，是不增殖的體細胞內染色體數目的2倍，所以a＝46條×2＝92條。大多數扁桃體細胞已經高度分化，失去分裂能力，而染色體出現在細胞分裂期，因此高倍鏡下大多數扁桃體細胞中可觀察到的染色體數目為0條。(4)酗酒及長期服用某些藥物而導致肝臟細胞的代謝活動中斷，引起細胞死亡，這屬于在種種不利因素的影響下而導致的細胞壞死。被病原體感染的細胞被機體清除，是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，其死亡過程稱為細胞凋亡。
答案：
(1)細胞分裂和細胞分化　執行情況
(2)A、C、D、E、B　C、D　(3)92　0
(4)細胞壞死　細胞凋亡
【素養養成練】
16．科學家從正常生活狀態的不同年齡階段的三只小白鼠的體內分離出相同部位、相同大小的三塊骨骼肌，分別為A、B、C，然后分別測定這三塊骨骼肌釋放CO2的量，其比為1.3：1.2：1。據此分析：
(1)年齡最大的是________，其CO2的釋放量較少，可能是細胞內________(細胞器)的功能減弱所致。
(2)三塊骨骼肌細胞內，酶活性最強的是________，物質交換能力最差的是________，含水量最少的是________。
(3)三塊骨骼肌細胞內，代謝廢物沉積最多的是________。
(4)年齡最大的小白鼠與年齡最小的小白鼠相比，骨骼肌細胞還有哪些結構上的差異？______________________。
解析：(1)衰老的細胞內呼吸速率減慢，釋放的CO2量減少，由此可以判定年齡最大的為C。由于細胞內有氧呼吸釋放CO2的場所是線粒體，因此，可以判定細胞內線粒體的功能有所下降。(2)衰老的細胞內酶的活性降低，細胞膜的通透性改變，物質運輸功能降低，細胞內的色素積累增多，阻礙了細胞內物質的交流和信息的傳遞，使細胞內積累的廢物增多。由此可斷定，三塊骨骼肌細胞內，酶活性最強的是年齡最小的，物質交換能力最差、含水量最少和代謝廢物積累最多的是年齡最大的。(3)從結構上看，年齡最大的骨骼肌細胞有衰老的特征，即表現為細胞萎縮、細胞核體積增大等。
答案：(1)C　線粒體　(2)A　C　C　(3)C (4)細胞萎縮、細胞核體積增大等
單元排查強化
【主干知識理脈絡】
【易錯易混早防范】
易錯點1　誤認為所有細胞都有細胞周期
點撥　只有連續分裂的細胞才具有細胞周期，高度分化的細胞(如神經細胞)不具有細胞周期；進行減數分裂的性原細胞也沒有細胞周期。
易錯點2　誤認為在裝片中可以觀察一個細胞的有絲分裂的連續過程
點撥　根尖細胞在解離的同時已被殺死，細胞分裂停止，細胞固定在被殺死的瞬間所處的細胞分裂時期，不再變化，故對于裝片中的某一特定細胞來說，并不能觀察到一個細胞的有絲分裂的連續過程。
易錯點3　誤認為所有細胞都能觀察到染色體
點撥　只有處于有絲分裂前期、中期、后期(或減數分裂)的細胞其染色質才會高度螺旋化，形成染色體；不進行分裂的細胞，其染色質極其細長，不能通過光學顯微鏡觀察到，故欲觀察染色體，必須取“分生組織”進行制片。
易錯點4　誤認為受精卵中的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方
點撥　(1)核內染色體一半來自父方，一半來自母方。
(2)細胞質中的遺傳物質幾乎都來自母方。
易錯點5　誤認為種子萌發成植株或干細胞分化成多種組織器官即實現了“全能性”
點撥　確認是否實現了全能性必須把握“起點”與“終點”，即起點為離體的已分化的細胞、組織或器官，終點為“完整個體”，種子為未來植株的幼體，它的萌發應屬于正常發育，不是全能性表達；而干細胞形成的器官種類雖多，但并非“完整的個體”故也未實現全能性。
【基礎排查過三關】
第一關：測基礎　判正誤
1．藍藻在分裂中期，染色體的著絲點排列于細胞赤道板上，末期細胞中央由高爾基體囊泡形成細胞板，之后形成細胞壁(×)
2．人的受精卵卵裂時，細胞分裂中期染色體著絲點排列于赤道板上，西瓜芽尖細胞有絲分裂末期出現細胞板(√)
3．無絲分裂過程核膜不消失(√)
4．動植物細胞有絲分裂過程中紡錘體的形成方式不同，末期細胞質分裂方式不同，染色體行為也有差異(×)
5．用顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂后期的圖像，可見紡錘絲牽引著平均分成兩組的染色體向兩極緩慢移動(×)
6．動物細胞僅以有絲分裂方式進行增殖(×)
7．動物細胞有絲分裂末期不形成細胞板(√)
8．細胞衰老是細胞生理狀態和生化反應發生復雜變化的過程(√)
9．衰老的細胞體積變小，細胞新陳代謝的速度減慢(√)
10．衰老細胞的細胞膜通透性改變，使物質運輸功能增加(×)
11．生物體內每時每刻都有細胞在衰老、死亡(√)
12．隨著細胞的生長，細胞表面積與體積的比值越來越大(×)
13．細胞分化是基因選擇性表達的結果，所以骨骼肌細胞與心肌細胞的蛋白質種類和數量不完全相同(√)
14．細胞分裂和細胞生長是多細胞生物由小變大的主要原因(√)
15．質壁分離植物細胞的復原不屬于細胞分化(√)
16．分裂期的細胞不進行DNA復制和蛋白質合成(×)
17．凋亡細胞內的基因表達都下降，酶活性減弱(×)
18．老年人皮膚色素沉積出現“老年斑”，原因可能是紫外線照射引起色素沉積(×)
19．細胞凋亡過程中有新蛋白質合成，體現了基因的選擇性表達(√)
第二關：夯基石　凝素養
1．用線段圖和圓形圖繪出一個細胞周期，并注明分裂間期和分裂期。
答案：如圖所示
2．繪出植物細胞有絲分裂間期、前期、中期、后期、末期圖示(以6條染色體為例)。
答案：如圖所示
3．繪出動物細胞有絲分裂間期、前期、中期、后期、末期圖示。
答案：如圖所示
4．繪出一個細胞有絲分裂過程中染色體數量的變化曲線。
答案：如圖所示
5．繪出一個細胞有絲分裂過程中DNA數量的變化曲線。
答案：如圖所示
6．繪出一個細胞有絲分裂的細胞核中染色體數量的變化曲線。
答案：如圖所示
7．繪出一個細胞有絲分裂的細胞核中DNA數量的變化曲線。
答案：如圖所示
8．繪出有絲分裂過程中每條染色體上DNA數量的變化曲線。
答案：如圖所示
第三關：練規范　提能力
1．在觀察植物細胞有絲分裂實驗中，視野中最多的細胞是處于什么時期的細胞？如果有四種實驗材料，其分裂間期和分裂期時間如下表所示，則應選擇哪種植物作為實驗材料較好？為什么？
________________________________________________________________________。
植物種別 細胞周期時間(小時)
分裂間期 分裂期 細胞周期
物種A 10.4 2.3 12.7
物種B 18.0 0.5 18.5
物種C 16.5 2.0 18.5
物種D 10.6 0.4 11.0
答案：視野中最多的細胞是處于分裂間期的細胞。應選擇 A 種植物作為實驗材料較好，因為 A 植物提供的材料，其細胞分裂期占整個周期的比例較大，分裂期時間相對較長，視野中處于不同分裂期的細胞數目相對較多，便于觀察
2．在有些個體較大的原生動物(如草履蟲)的細胞中，會出現兩個細胞核。有些原生動物的細胞中有用于收集和排泄廢物的伸縮泡。對這些現象作出解釋。
________________________________________________________________________。
答案：限制細胞長大的因素主要有兩方面。(1)細胞表面積與體積的比。原生動物細胞中的伸縮泡就是增大膜表面積與體積的比。(2)細胞的核質比，細胞核所控制的細胞大小與核的大小成比例。所以像草履蟲這樣個體較大的細胞有兩個細胞核，保證正常的核質比
3．細胞作為生命活動的基本單位，其體積大小必然適應其代謝活動的要求，應有一定限度，因此高等動植物細胞的直徑大約為幾十微米。但也有例外，如卵細胞就特別大，鴕鳥卵細胞直徑為5 cm，雞卵細胞直徑為2～3 cm，人卵細胞直徑為200 μm。卵細胞為什么比較大呢？
________________________________________________________________________。
答案：卵細胞的卵黃中貯存了大量營養物質，卵裂初期所需的營養物質由卵黃提供，不是靠細胞外物質的輸入；細胞的表面積與體積之比限制細胞的物質運輸，而卵細胞內部儲存了大量的營養物質，可以長得比較大
4．人的胰島B細胞和神經細胞的核基因的種類和數量是相同的，請分析原因：
________________________________________________________________________。
答案：人的胰島B細胞和神經細胞都來源于受精卵的有絲分裂和細胞分化，有絲分裂和細胞分化都不會改變核遺傳物質
5．分化后的細胞是否還具有全能性，為什么？
________________________________________________________________________。
答案：具有，因為分化后的細胞仍含有全套的遺傳物質
6．你能舉出細胞全能性在生產和生活中應用的例子嗎？
________________________________________________________________________。
答案：通過植物組織培養技術繁殖花卉，保證花木的優良品質不變，并且繁殖得快；通過體細胞克隆哺乳動物；干細胞移植治療白血病；利用干細胞技術解決器官移植缺少供體器官的難題等
7．人類寄希望于利用干細胞的分離和體外培養，在體外培育出組織和器官，并最終通過組織或器官移植實現對臨床疾病的治療。為什么在這樣的技術中不能用肌細胞來代替干細胞呢？
________________________________________________________________________。
答案：動物細胞特別是高等動物細胞隨著胚胎的發育，細胞分化潛能變窄。肌細胞是已分化的細胞，它通常不能轉化為其他類型的細胞，因而不能用肌細胞代替干細胞培育組織和器官
8．同樣是血細胞，白細胞與紅細胞的功能不同，凋亡的速率也不一樣，白細胞凋亡的速率比紅細胞快得多。細胞凋亡的速率與它們的功能有關系嗎？請結合這一實例說明細胞凋亡的生物學意義。
________________________________________________________________________。
答案：細胞凋亡的速率與它們的功能有關系。因為白細胞的功能是吞噬病菌等，所以白細胞凋亡的速率很快。細胞凋亡不僅保證了多細胞生物個體發育的正常進行，而且在維持生物體內部環境的穩定，抵御外界各種因素的干擾方面也都起著非常關鍵的作用
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