《細(xì)胞的分化、衰老和凋亡》學(xué)案

細(xì)胞分化、衰老和凋亡學(xué)案張建尚 江蘇省贛榆高級(jí)中學(xué)【情景導(dǎo)學(xué)】抬望眼讓夢(mèng)想騰飛！同學(xué)們，大媽廣場(chǎng)舞跳的多開(kāi)心呀！大媽也是由一個(gè)細(xì)胞受精卵發(fā)育而來(lái)的，如果受精卵只進(jìn)行細(xì)胞分裂能發(fā)育成一個(gè)個(gè)體嗎？現(xiàn)在越來(lái)越多的老年人在跳廣場(chǎng)舞，目的是為了強(qiáng)健身體延緩衰老。那么人體衰老有什么特征呢？人體的細(xì)胞不斷死亡又不斷產(chǎn)生新的細(xì)胞，這是為什么呢？今天我們就一起學(xué)習(xí)細(xì)胞的分化、衰老和凋亡。【重點(diǎn)和難點(diǎn)】重點(diǎn)：1.細(xì)胞分化的概念和意義。2.細(xì)胞全能性的概念。3.個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系，細(xì)胞衰老的特征。4.細(xì)胞凋亡的含義。難點(diǎn)：1.細(xì)胞全能性的概念及實(shí)例。2.細(xì)胞凋亡的含義以及與細(xì)胞壞死的區(qū)別。【課前預(yù)習(xí)】起步穩(wěn)夯實(shí)基礎(chǔ)促發(fā)展！1.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 上發(fā)生 的過(guò)程,叫做細(xì)胞分化。細(xì)胞分化是一種 的變化，一般來(lái)說(shuō)，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直至死亡。答案1.形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能穩(wěn)定性差異持久性2.細(xì)胞分化是 的基礎(chǔ)；細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物中的細(xì)胞 ，有利于提高各種生理功能的 。就一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，各種細(xì)胞具有 的遺傳信息，但形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大差別，其原因是不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是 。2.生物個(gè)體發(fā)育趨向?qū)ｉT化效率完全相同不同的3.細(xì)胞的全能性是指已經(jīng) 的細(xì)胞，仍然具有 的潛能。科學(xué)家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實(shí)驗(yàn)，將他的腸上皮細(xì)胞的核移植到去核的卵細(xì)胞中，結(jié)果得到了新的個(gè)體。該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 。3.高度分化發(fā)育成完整個(gè)體動(dòng)物的細(xì)胞核具有全能性4.衰老的細(xì)胞水分 ，細(xì)胞新陳代謝的速率 ；衰老的細(xì)胞內(nèi)酶的活性；細(xì)胞內(nèi)的 會(huì)隨細(xì)胞衰老而逐漸積累，形成老人斑；細(xì)胞內(nèi)呼吸速率 ，細(xì)胞核的體積 ；細(xì)胞膜通透性改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能 。4.減少減慢降低色素減慢增大降低5.細(xì)胞凋亡是由基因所決定的細(xì)胞的過(guò)程，細(xì)胞的凋亡也稱為 。細(xì)胞凋亡對(duì)于多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育、維持內(nèi)部環(huán)境的 ，以及抵御外界各種因素的 都起著非常關(guān)鍵的作用。細(xì)胞壞死是在種種不利因素影響下，由于細(xì)胞正常代謝活動(dòng) 引起的細(xì)胞 。5.自動(dòng)結(jié)束生命細(xì)胞編程性穩(wěn)定干擾受損或中斷損傷和死亡【課堂探究】走得歡探索中收獲，收獲中提升！細(xì)胞的分化一、細(xì)胞分化及其意義1.以下是番茄細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂和分化示意圖，據(jù)圖分析：（1）一個(gè)受精卵，如果只進(jìn)行細(xì)胞的分裂，能形成我們這些具有一定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能的生物體嗎？ 。細(xì)胞除了要進(jìn)行細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)之外，還需要進(jìn)行怎樣的變化？ 。（2）圖中的過(guò)程屬于_ _，的過(guò)程屬于 ，、的過(guò)程叫做_。（3）在動(dòng)物胚胎發(fā)育過(guò)程中，紅細(xì)胞和心肌細(xì)胞都是來(lái)中胚層，發(fā)育成紅細(xì)胞那部分中胚層細(xì)胞只能發(fā)育成紅細(xì)胞，而不能發(fā)育成心肌細(xì)胞，發(fā)育成心肌細(xì)胞的那部分中胚層細(xì)胞只能發(fā)育成心肌細(xì)胞，而不能發(fā)育成紅細(xì)胞。該實(shí)例說(shuō)明細(xì)胞分化具有 性和 性。（4）圖中所有細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是否相同？ 。為什么？ 。它們形態(tài)和功能不同的直接原因是 ，根本原因是 。答案一、1.（1）不能細(xì)胞分化（2）細(xì)胞的分裂細(xì)胞的生長(zhǎng)細(xì)胞的分化（3）穩(wěn)定不可逆（4）相同因?yàn)樗鼈兌际莵?lái)自同一個(gè)受精卵細(xì)胞發(fā)生了分化基因選擇性表達(dá)的結(jié)果2.比較：細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化細(xì)胞分裂細(xì)胞分化細(xì)胞變化發(fā)生時(shí)間從 開(kāi)始，有些細(xì)胞 保持分裂能力，有些細(xì)胞發(fā)育到一定時(shí)期就停止分裂。從胚胎早期開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)胞分化，是一種 的變化，貫穿于生命的整個(gè)過(guò)程。意義保持了親代和子代之間 的穩(wěn)定性。是生物體進(jìn)行 的基礎(chǔ)。2.數(shù)量增多種類增多受精卵終生持久性遺傳性狀正常發(fā)育二.細(xì)胞的全能性 胡蘿卜的組織培養(yǎng)321胡蘿卜試管苗成熟的胡蘿卜植株胡蘿卜肉質(zhì)根薄片離體培養(yǎng)胚狀體發(fā)育以下是胡蘿卜的組織培養(yǎng)示意圖。（1）在胡蘿卜的組織培養(yǎng)液加入了 等成分。（2）上述實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明植物細(xì)胞具有生長(zhǎng)發(fā)育的 。（3）圖中1和2的細(xì)胞不能直接發(fā)育成完整植株，而3的細(xì)胞能夠發(fā)育成完整植株，其原因是 。（4）圖中1和2的遺傳物質(zhì)相同，但顏色不同，其原因是 。（5）將白面綿羊（甲）的乳腺細(xì)胞核移植到黑面綿羊（乙）的去核卵細(xì)胞中，然后將重組細(xì)胞植入丙綿羊的子宮，最后丙生出小羊丁。丁的面部顏色是 ，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 。二、（1）植物激素、無(wú)機(jī)鹽和糖類（2）全能性（3）1和2的細(xì)胞沒(méi)有脫離母體而3的細(xì)胞脫離母體（4）基因選擇性表達(dá)（5）白色動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性三、細(xì)胞的衰老1.分析回答下列問(wèn)題：（1）對(duì)于單細(xì)胞生物體來(lái)說(shuō)，細(xì)胞的衰老或死亡意味著什么？ 。（2）老年人體內(nèi)有沒(méi)有幼嫩的細(xì)胞？ 。年輕人體內(nèi)有沒(méi)有衰老的細(xì)胞？ 。細(xì)胞的衰老是否等同于個(gè)體的衰老？ 。（3）人體衰老與細(xì)胞衰老有什么關(guān)系？ 。三、1.（1）意味著個(gè)體的衰老或死亡（2）有幼嫩的細(xì)胞有衰老的細(xì)胞細(xì)胞衰老不等同于個(gè)體衰老（3）細(xì)胞的衰老不等于個(gè)體的衰老；個(gè)體衰老的過(guò)程也是組成個(gè)體細(xì)胞普遍衰老的過(guò)程。2.觀察下圖，回答問(wèn)題： 圖1 圖2 圖3（1）圖1中的老者滿臉皺紋，給人干巴巴的感覺(jué)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是 ；圖2中老者最主要的特點(diǎn)是 ，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是 ；圖3中老者面部出現(xiàn)較多的 ，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是 。 （2）細(xì)胞內(nèi)水分減少，酶活性降低，對(duì)細(xì)胞細(xì)胞呼吸和新陳代謝有何影響？ 。細(xì)胞內(nèi)色素的積累對(duì)物質(zhì)的交流和傳遞有無(wú)影響？ 。為什么？ 。（3）除此之外，衰老細(xì)胞的細(xì)胞核有何變化？ 。2.（1）細(xì)胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變小白發(fā)銀須細(xì)胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少老人斑（色斑）細(xì)胞內(nèi)色素的積累（2）細(xì)胞呼吸和新陳代謝速率減慢有影響細(xì)胞膜的通透性改變（3）細(xì)胞核的體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，染色加深。四、細(xì)胞的凋亡1.分析下列資料，回答相關(guān)問(wèn)題：資料1 青蛙的發(fā)育是變態(tài)發(fā)育，在這個(gè)過(guò)程中主要的變化順序是：蝌蚪先長(zhǎng)出外鰓蝌蚪外鰓消失長(zhǎng)出內(nèi)鰓 蝌蚪長(zhǎng)出后肢、前肢尾和內(nèi)鰓逐漸萎縮消失，肺形成。資料2 人體胚胎發(fā)育過(guò)程中要經(jīng)歷有尾的階段，后來(lái)尾部細(xì)胞自動(dòng)死亡，尾才消失。在胎兒手的發(fā)育過(guò)程中，五個(gè)手指最初是愈合在一起的，像一把鏟子，后來(lái)隨著指間的細(xì)胞自動(dòng)死亡，才發(fā)育為成形的手指。（1）細(xì)胞死亡有兩種形式，一種是細(xì)胞壞死，另一種是細(xì)胞凋亡。在青蛙的變態(tài)發(fā)育過(guò)程中，蝌蚪鰓和尾的消失屬于哪一種？ 。它是正常現(xiàn)象嗎？ 。（2）細(xì)胞的凋亡是隨意發(fā)生的嗎？ 。它受什么控制？ 。（3）如果沒(méi)有正常的細(xì)胞凋亡，蝌蚪能發(fā)育成青蛙嗎？ 。人還會(huì)有纖細(xì)的手指嗎？ 。這說(shuō)明細(xì)胞凋亡對(duì)于多細(xì)胞生物體完成 起著重要作用。（4）當(dāng)細(xì)胞被病毒感染或發(fā)生癌變時(shí)，機(jī)體也會(huì)通過(guò)凋亡的方式加以清除。癌癥是異常細(xì)胞沒(méi)有及時(shí)凋亡的結(jié)果，所以細(xì)胞凋亡對(duì)于維持 的穩(wěn)定和抵御外界各種因素的 都起著非常關(guān)鍵的作用。（5）如果人體皮膚被開(kāi)水燙傷而死亡，也否也是細(xì)胞凋亡？ 。為什么？ 。四、1.（1）細(xì)胞凋亡正?，F(xiàn)象2）不是基因（3）不能不能正常發(fā)育（4）內(nèi)部環(huán)境干擾（5）不是是在不利因素的影響下引起的細(xì)胞死亡2.細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別項(xiàng)目細(xì)胞的凋亡細(xì)胞的壞死與基因的關(guān)系是 控制的不受 控制細(xì)胞膜的變化內(nèi)陷破裂形態(tài)變化細(xì)胞變圓與周圍細(xì)胞脫離細(xì)胞外型不規(guī)則變化影響因素溫和的刺激或藥物引起電、熱、冷，機(jī)械 等刺激對(duì)機(jī)體的影響對(duì)機(jī)體 對(duì)機(jī)體 2.基因基因傷害性有利有害【難點(diǎn)突破】點(diǎn)得準(zhǔn)破解心中之惑！細(xì)胞的全能性：（1）原因：生物的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因。（2）植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件：脫離母體；一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和植物激素；無(wú)菌和適宜的外界條件。（3）細(xì)胞全能性的大?。菏芫焉臣?xì)胞體細(xì)胞；植物體細(xì)胞動(dòng)物體細(xì)胞；分化程度低的體細(xì)胞分化程度高的體細(xì)胞。（4）高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受限制，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)只有高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核才具有全能性。克隆羊的成功，利用的就是高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。（5）細(xì)胞分化的原因：在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)有選擇性地表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官?！菊n堂鞏固】跑得快活學(xué)活用，學(xué)以致用！1.李白有詩(shī)云：“君不見(jiàn),高堂明鏡悲白發(fā),朝如青絲暮成雪”,從細(xì)胞角度分析,這個(gè)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)的變化是（ ）A.細(xì)胞核體積變大 B.細(xì)胞內(nèi)水分增加 C.酶的活性降低 D.細(xì)胞內(nèi)的呼吸速率減慢1.B【解析】“君不見(jiàn),高堂明鏡悲白發(fā),朝如青絲暮成雪”屬于細(xì)胞衰老，衰老細(xì)胞中水分減少。2.下列關(guān)于細(xì)胞分裂、分化、衰老和死亡的敘述，正確的是（ ）A.細(xì)胞分化導(dǎo)致細(xì)胞的形態(tài)和功能各不相同B.個(gè)體發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞的分裂、分化、和死亡對(duì)于生物體都是有積極意義的C.細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化只存在于受精卵到成體的發(fā)育過(guò)程中D.多細(xì)胞生物細(xì)胞的衰老與機(jī)體的衰老總是同步進(jìn)行的2.A【解析】細(xì)胞分化過(guò)程中遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變，只是基因進(jìn)行選擇性表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞的形態(tài)和功能各不相同，A項(xiàng)正確；個(gè)體發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞的分裂、分化、和凋亡對(duì)于生物體都是有積極意義，而不是死亡，因?yàn)樗劳霭?xì)胞壞死，B項(xiàng)錯(cuò)誤；細(xì)胞分裂和分化與生具存，不只是存在于受精卵到成體的發(fā)育中，C項(xiàng)錯(cuò)誤；多細(xì)胞生物細(xì)胞的衰老與機(jī)體的衰老不是同步進(jìn)行的，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.下圖是某細(xì)胞增殖和分化的概念圖，據(jù)圖回答下列有關(guān)問(wèn)題。（1）圖A表示的是 過(guò)程，圖B表示的是 過(guò)程。據(jù)圖可以看出A、B兩個(gè)過(guò)程的主要區(qū)別是 。abcde A B（2）圖中b、c、d、e具有相同的 。（3）若e能合成血紅蛋白，則b、c、d都 （填能或不能）合成，其主要原因是 。（4）若a為植物細(xì)胞，而d能在體外條件下培養(yǎng)成一個(gè)植物體則說(shuō)明d具有 性。（5）若b細(xì)胞已經(jīng)衰老，則細(xì)胞內(nèi) 積累會(huì)導(dǎo)致“老年斑”出現(xiàn)；若c細(xì)胞代表人個(gè)體發(fā)育中尾部的細(xì)胞，則發(fā)育到一定階段該細(xì)胞會(huì)凋亡的原因是 。（6）將雄性動(dòng)物的體細(xì)胞核導(dǎo)入去核的卵細(xì)胞內(nèi)，然后將重組細(xì)胞放入雌性動(dòng)物的子宮內(nèi)，一段時(shí)間后生出了具有生活力的后代，后代的性別是 。這說(shuō)明動(dòng)物的 具有全能性。3.（1）細(xì)胞增殖 細(xì)胞分化 A過(guò)程增加細(xì)胞數(shù)目，B過(guò)程增加細(xì)胞種類（2）相同的遺傳信息或染色體數(shù)（3）不能 控制合成血紅蛋白的遺傳信息處于關(guān)閉狀態(tài)（4）全能（5）基因控制的程序性死亡（6）雄性 細(xì)胞核