细胞的分化衰老凋亡与癌变

1、共 80 页1第第13讲讲细胞的分化细胞的分化 衰老衰老 凋亡与癌变凋亡与癌变共 80 页2教材基础回扣一细胞分化1.概念:在个体发育中,由1一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2稳定性差异的过程2.特征:具有3持久性稳定性和不可逆性共 80 页33.意义:是生物4个体发育的基础;细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种5生理功能的效率4.原因:不同的细胞形态结构和功能不同,是因为不同细胞中6遗传信息的执行情况不同共 80 页45.细胞的全能性(1)概念:已经分化的细胞仍然具有7发育成完整个体的潜能共 80 页5(2)实例植物组织培养:分化的组织细胞(植物)

2、脱分化愈伤组织再分化新的植物体动物克隆:核移植动物干细胞:动物和人体内仍保留着少数具有8分裂和分化能力的细胞共 80 页6思考1.细胞分化过程中遗传物质是否发生了变化?已分化的细胞可否自动恢复未分化状态?提示:细胞分化过程中遗传物质并未发生变化,细胞分化一般是不可逆的,已分化的细胞不可自动恢复未分化状态共 80 页7二细胞衰老1.特征(1)细胞内9水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢(2)细胞内多种10酶的活性降低(3)随着细胞的衰老,细胞内的色素会逐渐积累共 80 页8(4)细胞11呼吸速率减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩染色加深(5)细胞膜12通透性改变,

3、使物质运输功能降低共 80 页92.原因(1)13自由基学说(2)端粒学说思考2.老年人头发变白与白化病人的白发机理相同吗?提示:不同,老年人头发变白是酪氨酸酶活性降低,合成黑色素减少,而白化病人的白发是病人体内缺少酪氨酸酶共 80 页10三细胞凋亡1.概念:由14基因所决定的细胞自动结束生命的过程2.原因:严格的由遗传机制决定的程序性调控(细胞编程性死亡)3.意义:对于多细胞生物体完成正常发育,维持15内环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用共 80 页11思考3.细胞凋亡与细胞坏死有什么区别?提示:细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程;细胞坏死是由外界因素造成的

4、细胞急速死亡,是被动性死亡,不受基因控制共 80 页12四 细胞癌变共 80 页13考点迁移互动考点1细胞的分裂 分化和全能性1.细胞分裂和细胞分化的关系共 80 页14项目细胞分裂细胞分化结果数量增多,产生相同的细胞细胞的形态结构生理功能发生稳定性变化,且这种变化是不可逆的特点从受精卵开始,有些部位的细胞终生保持分裂能力,有的细胞发育到一定的时期就停止分裂发生于整个生命进程中:胚胎早期开始出现细胞分化,是一种持久性的变化,在胚胎期达到最大限度部位局部普遍共 80 页152.细胞分化 细胞全能性的比较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持久性:细胞分化贯穿于生物

5、体整个生命进程中,在胚胎期达到最大限度稳定性和不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡普遍性:生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础高度分化的植物细胞具有全能性,植物细胞在离体的情况下,在一定的营养物质激素和其他适宜的外界条件下,才能表现其全能性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例如,动物克隆技术结果形成形态结构功能不同的细胞形成新的个体共 80 页16归纳总结三者关系可归纳为:细胞分化程度越低,分裂能力越强,全能性越高,反之亦然共 80 页173.干细胞的类型和在医学上的应用(1)概念干细胞是一类具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞 机体内的各种细胞

6、 组织和器官都是由干细胞分化发育而来的共 80 页18 (2)类型干细胞分为3类:全能干细胞 多能干细胞和专能干细胞 下面以干细胞分化成红细胞的过程为例,说明它们之间的关系:共 80 页19 (3)应用医学上,干细胞的研究为器官移植提供了新的思路,为癌症 癫痫 糖尿病等疾病的根治带来了希望共 80 页20【例析1-1】 细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果 下列属于奢侈基因的是 ( )A.血红蛋白基因 B.ATP合成酶基因C.DNA解旋酶基因 D.核糖体蛋白基因共 80 页21 解析 奢侈基因既然是选择性表达,说明它只在特定细胞内表达 血红蛋白基因只在红细胞内表达,因此血红蛋白基因是奢侈基因 而

7、ATP合成酶 DNA解旋酶 核糖体蛋白广泛存在于多种细胞中,其基因的表达不具有选择性,因此这些基因不是奢侈基因答案 A共 80 页22【例析1-2】 动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞 对下图的相关叙述中,错误的是 ( )共 80 页23A.a过程表示干细胞能自我更新B.bc过程表示干细胞具有分化能力C.abc过程中细胞的遗传信息表达情况不同D.b过程形成的细胞直接组成器官,可供器官移植使用共 80 页24解析 据题图可知:a表示干细胞生成干细胞,即干细胞的自我更新;干细胞通过bc生成了不同形态结构的细胞,表示细胞的分化过程;细胞分化的原因是遗传物质的选择性表达,故三条途径遗传信息

8、的表达是不同的;细胞分化形成的是各种组织,还不能构成器官答案 D共 80 页25【互动探究1-1】 骨髓移植是治疗白血病常用的有效疗法之一,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.增殖并分化成多种细胞C.分泌抗体D.杀死各种病原菌共 80 页26 解析 本题借助骨髓移植考查细胞生命历程的相关知识,意在考查考生的信息提取能力与分析能力 移植骨髓中的造血干细胞具有分裂和分化的能力,能分化为血液中的红细胞 白细胞和血小板等正常细胞,血液中产生了正常的白细胞 可以达到治疗白血病的目的答案 B共 80 页27【互动探究1-2】 如图所示的细胞类型转换过程称为 ( )共 8

9、0 页28A.细胞融合 B.细胞生长C.细胞分裂 D.细胞分化解析 据图可知,一个细胞的形态结构在不断发生变化,而数量没变,显然是在分化答案 D共 80 页29考点2细胞的癌变1.癌细胞的概念有的细胞受到致癌因子的作用,细胞发生畸形分化,就变成不受机体控制的 连续进行分裂的恶性增殖细胞2.癌细胞的主要特征(1)在适宜条件下可以无限增殖(适宜条件如温度 pH 营养物质等)共 80 页30特别提醒:无限增殖与恶性增殖能无限增殖和恶性增殖这两种表述虽然不一样,但都体现了癌细胞增殖失控的特点,这是癌细胞的最主要特征 恶性增殖主要指癌细胞在体内的表现,能无限增殖则主要是指癌细胞在体外培养的情况共 80

10、页31 (2)形态显著改变的“变态细胞”癌细胞的形态结构发生显著变化 例如,体外培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形,转化成癌细胞后变成球形 癌细胞的细胞核都较正常细胞的大,有时形态也变得不规则,核仁也变大了,染色时,核染色体的着丝点颜色也明显加深()() 转变正常的成纤维细胞 扁平梭形癌细胞 球形共 80 页32 (3)黏着性降低的“扩散细胞”癌细胞的表面发生了变化 癌细胞所合成和分泌的一些蛋白酶降解了细胞膜上的糖蛋白等物质,导致癌细胞之间的黏着性下降,易于扩散到周围健康组织,或随血液循环转移到其他部位继续增殖共 80 页333.癌变的机理(1)原癌基因与抑癌基因原癌基因主要负责调节细胞周期,

11、控制细胞生长和分裂的进程;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖 癌症就是一系列原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果共 80 页34 (2)机理共 80 页35 (3)原癌基因与抑癌基因不是简单地相互拮抗原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因,在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程 只有当原癌基因突变成癌基因(或称激活 活化)后,细胞才会恶性增殖抑癌基因是一类抑制细胞过度生长 增殖,从而遏制肿瘤形成的基因,抑癌基因的丢失或失活,可能导致肿瘤发生共 80 页36抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用 对原癌基因和抑癌基因的研究,将使人类有可能真正从根本上治疗癌症

12、共 80 页374.癌症的预防与治疗(1)预防 在诱发癌症的因素中,吸烟和不健康的饮食是诱发癌症最主要的两大因素 为了防止细胞癌变,应远离烟草,养成健康的饮食习惯,少食肥肉和油炸食品,多吃水果蔬菜和谷物 另外还要避免接触物理的 化学的和病毒的各种致癌因子共 80 页38 (2)治疗 目前用于肿瘤治疗的主要手段有手术 放疗 化疗 手术治疗就是直接切除癌肿块 放疗和化疗是从癌细胞分裂的特征入手,人为地控制间期DNA复制或有关蛋白质合成 放疗是使用高能X射线或射线集中照射患病部位,杀死癌细胞,这里利用的是射线对DNA的损伤作用 放射性疗法不适于病灶范围已经扩大的患者 化疗主要是利用抗癌剂杀死癌细胞

13、常用的抗癌剂包括细胞分裂抑制剂 细胞增殖蛋白合成抑制剂等 多种抗癌剂混合使用往往可以获得较好的疗效共 80 页39【例析2】 鼻咽癌是种族差异非常明显的恶性肿瘤,我国南方几省特别是珠江三角洲地区的鼻咽癌发病率居全球首位 下列关于鼻咽癌发病诱因及防治方法的叙述,不正确的是 ( )A.食用咸鱼过多可能是诱发鼻咽癌的重要因素B.致癌相关基因在家族中的稳定遗传可能是鼻咽癌高危家族存在的原因C.细胞膜上的糖蛋白增加,导致癌细胞易发生转移D.鼻咽癌的化疗主要是利用药物作用于癌细胞周期的间期共 80 页40 解析 A B项的叙述均为诱发细胞癌变的原因,D项中化疗的理论依据是抑制癌细胞DNA的复制从而抵制细胞

14、分裂,而DNA的复制发生在癌细胞周期的间期;C项为癌细胞的特征且叙述错误,不符合该题的要求答案 C共 80 页41【互动探究2-1】 癌症是严重威胁人类健康的疾病之一,下列有关描述正确的是 ( )A.长期接触癌症患者的人细胞癌变几率增加B.癌症是致癌因子引发的,患病几率与年龄无关C.艾滋病患者与正常人患癌症的几率相同D.亚硝酸盐可通过改变基因的结构而致癌答案 D共 80 页42 解析 人体细胞受到致癌因子(病毒 物理化学如本题中的亚硝酸盐等)的作用,细胞中的遗传物质发生改变,就变成不受机体控制 连续进行分裂的恶性增殖细胞(癌细胞)癌细胞具有不传染性,所以A选项不正确 癌症的患病几率与年龄有关,

15、一是发生癌症之前存在一个时间较长的潜伏期;二是随着年老,机体的免疫功能减弱;三是年龄越大,接触致癌因素的机会也越多,而致癌因素对机体带来的影响也就会越来越大 艾滋病病人由于免疫系统功能降低,所以患病几率比正常人群高共 80 页43【互动探究2-2】 导致正常细胞发生癌变的根本原因是( )A.染色体上存在原癌基因B.原癌基因和抑癌基因协调表达C.致癌因子导致原癌基因发生突变D.原癌基因和抑癌基因以外的其他基因突变共 80 页44 解析 体细胞受到致癌因子(病毒 物理 化学)的作用,细胞中的遗传物质发生改变,就变成不受机体控制 连续进行分裂的恶性增殖细胞(癌细胞) 因此,正常细胞发生癌变的根本原因

16、是致癌因子导致原癌基因发生突变答案 C共 80 页45考点3细胞的凋亡 坏死与癌变的比较项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变与基因的关系受基因控制不受基因控制受突变基因控制细胞膜的变化内陷破裂糖蛋白等减少,黏着性降低形态变化细胞变圆,与周围细胞脱离细胞外形不规则变化呈球形影响因素受严格的由遗传机制决定的程序性调控电热冷机械等不利因素影响分为物理化学和病毒致癌因子共 80 页46特别提醒:1.细胞凋亡与细胞坏死的区别细胞凋亡和细胞坏死是两个不同的概念,尽管结果一样,但其产生机理是完全不同的:细胞坏死是在种种不利的因素(如病菌感染 细胞缺氧 有毒物质毒害等)影响下,由于细胞正常的代谢活动受阻或中断从而导致

17、细胞的损伤和死亡 而细胞凋亡是受严格的程序性调控,是一种自然的生理过程共 80 页472.细胞与个体的衰老虽然细胞衰老与个体衰老不同,但个体的衰老是由细胞衰老决定的,衰老的个体内衰老的细胞较多 人的一生中即便是在幼年阶段也存在着细胞衰老的现象,衰老死亡的细胞被新的细胞所取代,也是机体的一种自我更新共 80 页48【例析3-1】 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.细胞癌变是细胞高度分化的结果D.皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物共 80 页49 解析 人体各种组织细胞的寿

18、命有长有短,红细胞的寿命只有120天左右,而坐骨神经组织里的细胞伴随人的一生,A错 人的早期胚胎有尾,尾部细胞随着发育逐渐凋亡(程序性死亡),B正确 细胞癌变是原癌基因被激活的结果,C错 皮肤上的老年斑是细胞衰老的产物 所以D错答案 B共 80 页50【例析3-2】 下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图共 80 页51据图分析,不正确的是 ( )A.过程表明细胞凋亡是特异性的,体现了生物膜的信息传递功能B.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C.过程中凋亡细胞被吞噬,表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程D.凋亡相关基因是机体固有的,在动物生长发育过程中发挥重要作用共 80 页52 解

19、析 细胞凋亡是在基因控制下的程序性死亡,是细胞主动死亡的过程 凋亡是在动物生长发育过程中某些固有基因选择性表达的结果答案 C共 80 页53【互动探究3-1】 下列关于细胞分裂 分化 衰老和死亡的叙述,正确的是 ( )A.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B.个体发育中细胞的分裂 分化和死亡对于生物体都是有积极意义的C.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D.多细胞生物体细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的共 80 页54 解析 在生物的个体发育过程中,细胞内遗传物质的特异性表达,导致细胞的形态和功能各不相同,但细胞内的遗传物质没有

20、变化,都是相同的 细胞分裂和分化都贯穿于生物体的整个生命进程中,细胞的衰老和死亡与细胞的分裂和分化一样,都是正常的生命现象,对于生物都是有积极意义的 但是,多细胞生物的细胞衰老和机体的衰老不是同步的,因为细胞的衰老在生物体的整个生命进程中都会发生,而机体的衰老却是在个体性成熟后才逐步发生的答案 B共 80 页55【互动探究3-2】 关于细胞衰老的说法错误的是 ( )A.人一生中,体细胞分裂5060次,因而各种细胞寿命一样B.机体内能保持具有不断分裂能力的细胞寿命较长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.衰老死亡是细胞遗传程序所决定的正常生命现象共 80 页56

21、 解析 同一种生物体内,细胞分裂的次数是一定的 但同一个体内不同组织的细胞分化程度不同,细胞的寿命也不同 有的细胞不完全分化,如表皮生发层的细胞 骨髓的造血干细胞等,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 肾细胞等,这样的细胞在生物体内不再继续分裂,寿命相对较短 细胞的衰老是正常的生命现象答案 A共 80 页57技巧热点探究实验设计中对实验结果的预测实验结果是由实验变量而引起的变化,而实验结论是根据实验结果作出的一种推论 一个正确的实验设计应达到实验目的,即得出的结论就是实验目的 特别注意弄清实验的目的是“验证”还是“探究”共 80 页58如果是验证型的实验,如“验证”

22、 “证明”都可预测到与实验目的一致的结果 联系实验目的得出结论 结论是合理的 科学的 肯定的 不少结论是在实验要验证的内容中寻找 (此时一般只有一个结果和相应的结论,且结论与实验目的相对应)若是探究型的实验,如“探究”预测的实验结果不唯一,大多有三种可能:“变量促进结果;变量抑制结果;变量与结果无关”,或“全肯定;全否定;一肯定一否定”等共 80 页59【典例】 生物学家研究发现,癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制,该调控基因能激发所有动物细胞大量增殖,为探究该调控基因是存在于细胞质还是细胞核中,科研人员做了如图所示实验设计:共 80 页60 (1)实验方案共 80 页61“用胰蛋白酶处理”,

23、相当于“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中的_过程,目的是_核质分离_解离解离使组织中的细胞相互分离开来使组织中的细胞相互分离开来 取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞A,取癌细胞质和肝取癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞细胞核形成重组细胞B 共 80 页62取两个培养瓶分别编号甲 乙,各加入等量的培养液_,进行细胞培养在显微镜下观察培养液中的细胞形态取等量重组细胞取等量重组细胞A和重组细胞和重组细胞B,分别加入甲分别加入甲 乙两只培养乙两只培养瓶中瓶中 共 80 页63 (2)预期实验结果和结论(请根据甲乙两瓶中细胞的形态是否发生明显变化预期结果和结论):_若只有甲瓶

24、细胞若只有甲瓶细胞(重组细胞重组细胞A)形态发生明显变化形态发生明显变化,则调控则调控基因位于细胞核中基因位于细胞核中若只有乙瓶细胞若只有乙瓶细胞(重组细胞重组细胞B)形态发生明显变化形态发生明显变化,则调控则调控基因位于细胞质中基因位于细胞质中 共 80 页64_若甲若甲 乙两瓶细胞乙两瓶细胞(重组细胞重组细胞A和重组细胞和重组细胞B)形态均发生形态均发生明显变化明显变化,则调控基因可能同时存在于细胞核和细胞质中则调控基因可能同时存在于细胞核和细胞质中若甲若甲 乙两瓶细胞乙两瓶细胞(重组细胞重组细胞A和重组细胞和重组细胞B)形态均没有发形态均没有发生明显变化生明显变化,则调控基因发挥作用需要

25、癌细胞自身的核质则调控基因发挥作用需要癌细胞自身的核质互相作用互相作用 共 80 页65 思维导析 从图解中可看出,该实验的基本思路是通过核移植技术,构建重组细胞,据重组细胞形态是否发生改变予以判断共 80 页66应用拓展近期统计数据显示,癌症已成为我国城乡居民的首要死因 请根据提供的资料回答问题:细胞类型增殖代数端粒酶活性正常体细胞5060无癌细胞无限有共 80 页67(1)体外分别培养某种癌细胞和正常体细胞,图中代表癌细胞生长曲线的是_在体内,癌细胞可能侵袭周围正常组织,说明癌细胞具有_的特性(2)细胞癌变后,膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质,这些蛋白质会成为_,引起机体的免疫应答,

26、在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是_a 扩扩(分分)散转移散转移抗原抗原效应效应T细胞细胞共 80 页68 (3)端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分 表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关,请完成下面的探究实验:实验目的:研究端粒酶与细胞癌变的关系实验材料:癌细胞,端粒酶抑制剂,细胞培养液等共 80 页69实验步骤实验步骤:_ _ _ 结果预测及分析结果预测及分析:_ 将癌细胞分成将癌细胞分成A B两组两组 A组加入端粒酶抑制剂组加入端粒酶抑制剂,B组不加组不加,进行培养进行培养 记录并比较记录并比较A B两组的增殖代数两组的增殖代数(分裂次数分裂次数) A组比组比B组增殖代数减

27、少组增殖代数减少,说明端粒酶与细胞癌变说明端粒酶与细胞癌变(连续分连续分裂裂)有关有关;A组仍然无限增殖组仍然无限增殖,说明端粒酶与细胞癌变说明端粒酶与细胞癌变(连续连续分裂分裂)无关无关 共 80 页70 (4)请根据上述内容,提出一种治疗癌症的新思路:_抑制癌细胞中端粒酶的活性抑制癌细胞中端粒酶的活性(或抑制细胞分裂或抑制细胞分裂:)或免疫治或免疫治疗疗(输入淋巴因子输入淋巴因子 DNA疫苗疫苗)共 80 页71 解析 本题是一个围绕癌细胞特点及其原因进行探究性实验的设计题与正常的细胞相比,癌细胞具有以下特征:无限增殖,形态结构发生显著变化,表面发生了变化,易分散和转移(1)据坐标曲线图可

28、以看出a比b细胞数明显有所增加,说明代表癌细胞生长曲线的是a,因其易扩散转移,可能侵袭周围正常组织;(2)癌细胞因膜蛋白改变易成为抗原,作为靶细胞,受到效应T细胞的“攻击”; 共 80 页72(3)本实验的目的是探究端粒酶与细胞癌变的关系据单一变量原则对照性原则可设计两组实验,即端粒酶无活性(添加端粒酶抑制剂)和有活性(不加端粒酶抑制剂)进行对照,通过观察细胞增殖代数来比较两组实验结果有无差异,若有差异,即实验组影响了增殖代数,说明端粒酶与细胞癌变有关,否则就无关(4)据上述内容,可以提出治疗癌症的新思路,就(2)(3)题任何一个方面,即从免疫治疗或者抑制癌细胞中端粒酶的活性等方面作答共 80 页73高考模拟备选1.(200