1.細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷生長(zhǎng)、增殖、分化、衰老和死亡等生命進(jìn)程,說明在個(gè)體發(fā)育過程中,細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面發(fā)生特異性的分化,形成了復(fù)雜的多細(xì)胞生物體。 2.描述在正常情況下,細(xì)胞衰老和死亡是一種自然的生理過程。
在個(gè)體發(fā)育中,由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生 的過程。
細(xì)胞分裂使細(xì)胞數(shù)目增多,細(xì)胞分化使細(xì)胞種類增加。
科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞和胰島細(xì)胞,對(duì)這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果如下表所示。
說明:“+”表示檢測(cè)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子,“-”表示檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。
(1)這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別?
有些蛋白質(zhì)在所有的細(xì)胞中都合成,但也有一些特定功能的蛋白質(zhì)只在特定的細(xì)胞中合成,因此這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類不完全相同。
(2)3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰島素基因, 但每種細(xì)胞中只檢測(cè)到其中一種基因的mRNA,這一事實(shí)說明了什么?
這一事實(shí)說明,基因的表達(dá)存在選擇性。
(3)核糖體蛋白基因是否發(fā)生了選擇性表達(dá)?
核糖體蛋白基因在所有的細(xì)胞中均表達(dá),未發(fā)生選擇性表達(dá)。
在個(gè)體發(fā)育過程中,不同種類的細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同,即 。
(1)細(xì)胞分化過程中,遺傳信息是否發(fā)生改變?
(2)細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及生理功能的差異是由哪種物質(zhì)直接表現(xiàn)出來的?
所有細(xì)胞均表達(dá)的一類基因,其表達(dá)產(chǎn)物是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。
不同類型細(xì)胞特異性表達(dá)的一類基因,其表達(dá)產(chǎn)物賦予不同細(xì)胞特異性的生理功能,如血紅蛋白基因、胰島素基因等。
標(biāo)志:①分子水平:合成某種細(xì)胞特有的     (如唾液淀粉酶、胰島素等)。?②細(xì)胞水平:形成不同種類的細(xì)胞(尤其是     種類和數(shù)量有較大差異)。??
細(xì)胞分化的“變”與“不變”
發(fā)生在生物體的整個(gè)生命過程中,在胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度。
在生物界中普遍存在,是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。
(3)遺傳物質(zhì)不變性
一般情況下,分化后的細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。
(4)不可逆性,穩(wěn)定性
一般來說,分化的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡。
產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細(xì)胞,不同類型的細(xì)胞構(gòu)成不同的器官和組織。
(1)生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象,它是個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。
(2)使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨于專門化, 有利于提高各種生理功能的效率。
從受精卵開始,有些細(xì)胞保持終生分裂能力,有些細(xì)胞發(fā)育到一定時(shí)期停止分裂
先分裂,后分化,細(xì)胞分裂是分化的基礎(chǔ),共同完成生物個(gè)體發(fā)育過程
1.下列對(duì)于細(xì)胞分化不同水平的分析,不正確的是( ?。〢. 從細(xì)胞水平分析,細(xì)胞分化是細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能改變的結(jié)果B. 從細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)水平分析,細(xì)胞分化是細(xì)胞器的數(shù)目、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能改變的結(jié)果C. 從蛋白質(zhì)分子的角度分析,細(xì)胞分化是蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能改變的結(jié)果,這是細(xì)胞分化的根本原因D. 從核酸分子的角度分析,細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果
2.研究發(fā)現(xiàn),來自于胎盤的稱為Cdk2的細(xì)胞能夠在心臟病發(fā)作時(shí)再生形成健康心臟細(xì)胞。Cdk2細(xì)胞中除含有胚胎干細(xì)胞中所有的蛋白質(zhì)外,還含有其他的蛋白質(zhì),使得這種細(xì)胞直接遷移到受損的部位進(jìn)行修復(fù)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(  )A.Cdk2細(xì)胞再生形成的健康心臟細(xì)胞中核DNA分子發(fā)生改變B.Cdk2細(xì)胞遷移到受損的部位時(shí)不發(fā)生體內(nèi)細(xì)胞的程序性死亡C.Cdk2細(xì)胞再生形成健康的心臟細(xì)胞時(shí)發(fā)生著ATP與ADP的轉(zhuǎn)化D.Cdk2細(xì)胞與干細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是 遺傳信息表達(dá)不同
細(xì)胞全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后,仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或 的潛能和特性。
細(xì)胞內(nèi)含有本物種的全套遺傳信息。
體細(xì)胞一般都是由受精卵通過有絲分裂增殖而來的,一般已分化的細(xì)胞都有一套和受精卵相同的染色體,攜帶有相同的DNA分子。
離體、適宜營(yíng)養(yǎng)、激素等。
1958年,美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德()取胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞,放入含有植物激素、無機(jī)鹽和糖類等物質(zhì)的培養(yǎng)液中培養(yǎng),結(jié)果這些細(xì)胞旺盛地分裂和生長(zhǎng),形成一個(gè)細(xì)胞團(tuán)塊,繼而分化出根、莖和葉,移栽到花盆后,長(zhǎng)成了一株新的植株。
(1)高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力。
(2)已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核是具有全能性。
科學(xué)家曾用非洲爪檐的蝌蚪做實(shí)驗(yàn),將它的腸上皮細(xì)胞的核移植到去核的卵細(xì)胞中,結(jié)果獲得了新的個(gè)體。
細(xì)胞的分化程度越高,具有的全能性越小。
(1)受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞;
(2)植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞。
①雌蜂未受精的卵細(xì)胞發(fā)育成雄蜂證明了動(dòng)物生殖細(xì)胞 具有全能性。( )
②分化程度高的細(xì)胞全能性一定低。( )
如生殖細(xì)胞由性原細(xì)胞分化而來,屬于高度分化的細(xì)胞,但全能性依然很高。
注意:種子萌發(fā)長(zhǎng)成新植株并沒有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性,因?yàn)榉N子的胚本身就是植株的幼體,其萌發(fā)長(zhǎng)成植株是正常發(fā)育的過程。
動(dòng)物和人體內(nèi)保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞。
①全能干細(xì)胞:能分化成各種細(xì)胞,如胚胎干細(xì)胞。
②多能干細(xì)胞:能分化成多種細(xì)胞,如造血干細(xì)胞。
③專能干細(xì)胞:只能向特定細(xì)胞分化,如神經(jīng)干細(xì)胞。
并非所有干細(xì)胞都要發(fā)生分化。干細(xì)胞分裂后一部分細(xì)胞發(fā)生分化,成為具有特定功能的組織細(xì)胞;還有一部分保持分裂能力,用于干細(xì)胞本身的自我更新。
1.取同一生物體的不同類型細(xì)胞,檢測(cè)其基因表達(dá),結(jié)果如下圖所示。下列分析正確的是( )A.基因1~6中控制ATP水解酶合成的基因最可能是基因4B.細(xì)胞a~g中生理功能最為近似的應(yīng)該是細(xì)胞b和細(xì)胞eC.組成1~6基因的脫氧核苷酸種類、數(shù)量和 排列方式均不同D.a~g各個(gè)細(xì)胞中染色體上所含基因的 種類和數(shù)量完全不同
2.下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述,正確的是( )A.植物體只有體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全套基因B.高度分化的植物細(xì)胞只有處于離體狀態(tài)時(shí)才有可能表現(xiàn)出全能性C.植物體內(nèi)某些體細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性, 其原因是所含基因發(fā)生了改變D.將紫色糯性玉米種子培育成植株,反映了植物種子具有全能性
3.將自體骨髓干細(xì)胞植入胰腺組織后可分化出“胰島樣”細(xì)胞,以代替損傷的胰島B細(xì)胞,達(dá)到治療糖尿病的目的。下列說法正確的是 ( )A.骨髓干細(xì)胞和“胰島樣”細(xì)胞的基因組成不同, 基因表達(dá)情況也不同B.骨髓干細(xì)胞可分化出“胰島樣”細(xì)胞, 說明骨髓干細(xì)胞具有全能性C.可通過檢測(cè)糖尿病患者的胰島素含量 判斷植入的骨髓干細(xì)胞是否成功分化出“胰島樣”細(xì)胞D.若將“胰島樣”細(xì)胞提取出來后植入骨髓,會(huì)恢復(fù)成骨髓干細(xì)胞
4.科學(xué)家激活小鼠皮膚細(xì)胞中三種在神經(jīng)前體細(xì)胞內(nèi)大量表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子(調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)),將小鼠皮膚細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化為能發(fā)育成大腦神經(jīng)細(xì)胞的前體細(xì)胞,且該細(xì)胞能在實(shí)驗(yàn)室大量培養(yǎng),該方法為受損神經(jīng)細(xì)胞的再生提供了一條嶄新途徑。下列相關(guān)敘述正確的是(   )A.由皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)前體細(xì)胞是遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的結(jié)果B.皮膚細(xì)胞與神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)不同是由于組成細(xì)胞的蛋白質(zhì)完全不同C.正常狀態(tài)下的小鼠皮膚細(xì)胞內(nèi)一般不會(huì)大量表達(dá)這三種轉(zhuǎn)錄因子D.神經(jīng)前體細(xì)胞是一種不再具有分裂、分化能力的高度分化細(xì)胞
細(xì)胞的衰老或死亡=個(gè)體的衰老或死亡
①個(gè)體衰老或死亡≠細(xì)胞衰老或死亡
③個(gè)體衰老的過程是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過程。 眾多細(xì)胞的衰老,就會(huì)導(dǎo)致人體的衰老。
②生物體內(nèi)細(xì)胞時(shí)刻都在更新,總有一部分細(xì)胞正在衰老 或走向死亡。
1.個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系
(1)細(xì)胞核的體積增大,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)收縮、染色加深。
一大、一小,一多、一少,兩慢、兩低。
(2)細(xì)胞內(nèi)的水分減少,細(xì)胞萎縮,體積變小。
(3)細(xì)胞內(nèi)的色素逐漸積累,妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞。
(4)細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低,呼吸速率減慢,新陳代謝速率減慢。
(5)細(xì)胞膜通透性改變,使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。
3.人體衰老的主要表現(xiàn)及原因分析
細(xì)胞內(nèi)的水分減少,使細(xì)胞萎縮
細(xì)胞內(nèi)酪氨酸酶活性降低,黑色素的合成減少
細(xì)胞內(nèi)的色素(主要是脂褐素)積累
細(xì)胞呼吸速率減慢,新陳代謝速率減慢,能量供應(yīng)不足
德納姆?哈曼(Denham Harman)在1956年提出,認(rèn)為衰老過程中的退行性變化是由于細(xì)胞正常代謝過程中產(chǎn)生自由基的有害作用造成的。
代謝過程中產(chǎn)生的異?;顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F(tuán),稱為自由基。自由基含有未配對(duì)的電子,表現(xiàn)出高度的反應(yīng)活潑性。
氧自由基(如·OH)、氫自由基(·H)、碳自由基、脂自由基等
損傷生物膜的同時(shí),產(chǎn)生自由基,引發(fā)雪崩式反應(yīng)。
使蛋白質(zhì)活性下降,導(dǎo)致細(xì)胞衰老。
由奧洛夫尼科夫(Olvnikv)提出,認(rèn)為細(xì)胞在每次分裂過程中都會(huì)由于DNA聚合酶功能障礙而不能完全復(fù)制它們的染色體,因此最后復(fù)制DNA序列可能會(huì)丟失,最終造成細(xì)胞衰老死亡。
每條染色體兩端都有一段特殊序列的DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體,稱為端粒。具有維持染色體結(jié)構(gòu)完整性和解決其末端復(fù)制難題的作用。
細(xì)胞每有絲分裂一次,就有一段端粒序列丟失,當(dāng)端粒長(zhǎng)度縮短到一定程度,會(huì)使細(xì)胞停止分裂,導(dǎo)致衰老與死亡。
①端粒酶負(fù)責(zé)端粒的延長(zhǎng),可以把DNA復(fù)制損失的端粒填補(bǔ)起來, 使得細(xì)胞分裂的次數(shù)增加。
③端粒酶在大多數(shù)細(xì)胞中的活性______,在癌細(xì)胞中的活性_____。
②端粒酶是RNA和蛋白質(zhì)組成的復(fù)合體,蛋白質(zhì)部分起催化作用, RNA部分作為模板。因此,端粒酶具有_______酶的活性。
細(xì)胞衰老是人體內(nèi)發(fā)生的正常生命現(xiàn)象,正常的細(xì)胞衰老有利于機(jī)體更好地實(shí)現(xiàn)自我更新。
1.(2024·濟(jì)寧一模)我國(guó)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)了與抗衰老有關(guān)的代謝物——尿苷。尿苷是由尿嘧啶與核糖組成的一種生物活性分子,具有延緩干細(xì)胞衰老、促進(jìn)哺乳動(dòng)物多種組織再生修復(fù)的功能。對(duì)此有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(  )A.干細(xì)胞在組織再生增殖過程中,會(huì)發(fā)生同源染色體中 非姐妹染色單體的片段互換B.衰老干細(xì)胞的水分減少,體積變小,細(xì)胞核增大C.干細(xì)胞分化程度較低,也要經(jīng)歷衰老和凋亡過程D.尿苷能延緩衰老可能與阻止自由基破壞生物分子有關(guān)
2.關(guān)于細(xì)胞衰老的機(jī)制,目前為大家普遍接受的是自由基學(xué)說和端粒學(xué)說。下列敘述錯(cuò)誤的是(  )A.個(gè)體衰老的過程也是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過程B.自由基攻擊和破壞蛋白質(zhì)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞衰老C.自由基攻擊生物膜會(huì)產(chǎn)生新的自由基,加速自由基的積累D.所有DNA分子都有端粒結(jié)構(gòu),端粒受損會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞衰老
細(xì)胞死亡包括凋亡和壞死等方式,其中凋亡是細(xì)胞死亡的一種主要方式。
由基因所決定的細(xì)胞 生命的過程,就叫細(xì)胞凋亡,是細(xì)胞內(nèi)遺傳機(jī)制程序性調(diào)控的結(jié)果,又叫細(xì)胞程序性死亡。
③有利于清除體內(nèi)的有害細(xì)胞。
①有利于清除多余無用的細(xì)胞;
②有利于清除受損、突變、無法完成正常使命的衰老細(xì)胞;
②成熟生物體中細(xì)胞的自然更新;
①個(gè)體發(fā)育中細(xì)胞的程序性死亡;
③被某些病原體感染的細(xì)胞的清除。
在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中,通過細(xì)胞凋亡使神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)目與靶細(xì)胞數(shù)目相匹配。
①靶細(xì)胞分泌神經(jīng)存活因子;②沒有獲得足夠多的神經(jīng)存活因子的神經(jīng)細(xì)胞將會(huì)凋亡。
③抵御外界因素干擾(受損的、被病原體感染細(xì)胞的清除)。
①完成正常發(fā)育(清除多余的細(xì)胞);
②維持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定(細(xì)胞的自然更新);
指細(xì)胞受到強(qiáng)烈理化或生物因素作用引起的細(xì)胞無序變化的 過程,是細(xì)胞的一種病理性死亡。
如:骨細(xì)胞壞死,神經(jīng)細(xì)胞壞死等。
對(duì)機(jī)體是有利,不發(fā)生炎癥
對(duì)機(jī)體是有害,發(fā)生炎癥
細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的比較
在一定條件下,細(xì)胞會(huì)將受損或功能退化的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等,通過溶酶體降解后再利用。
通俗地說,細(xì)胞自噬就是細(xì)胞吃掉自身的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)。
①處于營(yíng)養(yǎng)缺乏條件下的細(xì)胞,通過細(xì)胞自噬可以獲得維持生存 所需的物質(zhì)和能量。
②在細(xì)胞受到損傷、微生物入侵,通過細(xì)胞自噬,可以清除受損或 衰老的細(xì)胞器,以及感染的微生物和毒素,從而維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán) 境的穩(wěn)定。
③有些激烈的細(xì)胞自噬,可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
資料一:DNase酶和Caspase酶是細(xì)胞凋亡的兩種關(guān)鍵酶,在凋亡誘導(dǎo)因子與細(xì)胞膜受體結(jié)合后,通過細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)激活凋亡相關(guān)基因。這兩種酶一旦被激活,DNase酶能將DNA切割形成DNA片段,Caspase酶能將細(xì)胞內(nèi)蛋白降解成多肽,導(dǎo)致細(xì)胞裂解形成凋亡小體,進(jìn)而被吞噬細(xì)胞吞噬清除。
請(qǐng)比較二者的區(qū)別與聯(lián)系:區(qū)別:①形態(tài)學(xué)上的區(qū)別:凋亡會(huì)使細(xì)胞膜內(nèi)陷形成凋亡小體,最后細(xì)胞解體;自噬是形成雙層膜的自噬泡,包裹細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的物質(zhì),然后與 融合消化掉內(nèi)容物。②生理意義上的區(qū)別:凋亡 (填“一定”或“不一定”)引起細(xì)胞死亡;自噬 (填“一定”或“不一定”)引起細(xì)胞死亡。聯(lián)系:有些激烈的細(xì)胞自噬,可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
1.科學(xué)家對(duì)于衰老起因的研究仍在摸索前行,《衰老生物學(xué)》中將衰老的定義修正為“衰老是由時(shí)間推移,以及與環(huán)境相互作用而引起的分子、細(xì)胞和機(jī)體結(jié)構(gòu)與功能的隨機(jī)改變,衰老增加死亡的可能性”。下列說法正確的是 ( )A.衰老細(xì)胞的細(xì)胞膜通透性降低,物質(zhì)運(yùn)輸能力也減弱B.細(xì)胞的死亡不利于機(jī)體更好地實(shí)現(xiàn)自我更新C.胚胎發(fā)育過程中,細(xì)胞會(huì)衰老,但不會(huì)凋亡D.細(xì)胞衰老后可通過細(xì)胞自噬將其清除,這與細(xì)胞內(nèi)溶酶體有關(guān)
2.(2023·湖南高考)基因Bax和Bcl-2分別促進(jìn)和抑制細(xì)胞凋亡。研究人員利用siRNA干擾技術(shù)降低TRPM7基因表達(dá),研究其對(duì)細(xì)胞凋亡的影響,結(jié)果如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(  )A.細(xì)胞衰老和細(xì)胞凋亡都受遺傳信息的調(diào)控B.TRPM7基因可能通過抑制Bax基因的表達(dá)來抑制細(xì)胞凋亡C.TRPM7基因可能通過促進(jìn)Bcl-2基因的表達(dá)來抑制細(xì)胞凋亡D.可通過特異性促進(jìn)癌細(xì)胞中TRPM7基因的表達(dá)來治療相關(guān)癌癥
3.(2024·蘇州一模)腦缺血會(huì)引起局部腦神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)不可逆損傷,甚至死亡。干細(xì)胞療法有望實(shí)現(xiàn)對(duì)腦缺血受損神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)和重建。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(  )A.腦缺血引起的局部神經(jīng)細(xì)胞死亡屬于細(xì)胞壞死B.神經(jīng)干細(xì)胞是未分化細(xì)胞,能形成各種組織細(xì)胞C.神經(jīng)干細(xì)胞與神經(jīng)細(xì)胞的mRNA和蛋白質(zhì)種類不完全相同D.修復(fù)和重建過程中伴隨著細(xì)胞分裂、分化、衰老等過程

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