細胞的分化,衰老,凋亡,壞死,癌變

1、6.2-6.4 6.2-6.4 細胞的分化、衰老、凋亡細胞的分化、衰老、凋亡和癌變和癌變第六單元 細胞的生命歷程有絲分裂有絲分裂受精卵受精卵 在個體發(fā)育中，由一個或一在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異異的過程。的過程。結(jié)締組織結(jié)締組織肌肉組織肌肉組織神經(jīng)組織神經(jīng)組織上皮組織上皮組織后代細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生改變，但其遺后代細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生改變，但其遺傳物質(zhì)和分化前沒有任何變化傳物質(zhì)和分化前沒有任何變化 黑色素細胞在體外培養(yǎng)黑色素細胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能多代后仍能

2、合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。 細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。 造血干細胞造血干細胞 原紅細胞原紅細胞 早幼紅細早幼紅細胞胞 中幼紅細胞中幼紅細胞 晚幼紅細胞晚幼紅細胞 成成熟紅細胞熟紅細胞 死亡死亡（但是在離體人工培養(yǎng)條件下，高度分化的細胞能夠脫分化）EDCA BEDCA BEDCA BEDCA B基因基因選擇性表達的過程選擇性表達的過程 紅細胞紅細胞合成血紅蛋白合成血紅蛋白 ( (不合成肌動蛋白不合成肌動蛋白) )肌細胞肌細胞肌動蛋白基

3、因表達肌動蛋白基因表達合成肌動蛋白合成肌動蛋白 ( (不合成血紅蛋白不合成血紅蛋白) )肌動蛋白基因關(guān)閉肌動蛋白基因關(guān)閉血紅蛋白基因關(guān)閉血紅蛋白基因關(guān)閉血紅蛋白基因表達血紅蛋白基因表達細胞產(chǎn)生了不同種類的蛋白質(zhì)細胞產(chǎn)生了不同種類的蛋白質(zhì)其遺傳物質(zhì)和分化前沒有任何變化其遺傳物質(zhì)和分化前沒有任何變化 （1 1）細胞分化是生物）細胞分化是生物 的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。 （2 2）細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向）細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向 ，有利于提高各種生理功能的效率。，有利于提高各種生理功能的效率。4.4.實質(zhì)：實質(zhì)：在個體發(fā)育中，不同的細胞中在個體發(fā)育中，不同的細胞中 的執(zhí)行情況不同。即基因

4、的的執(zhí)行情況不同。即基因的 表達，轉(zhuǎn)錄表達，轉(zhuǎn)錄 出不同的出不同的 ，控制合成出不同，控制合成出不同 。個體發(fā)育個體發(fā)育專門化專門化遺傳信息遺傳信息選擇性選擇性mRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)基因的選擇性表達基因的選擇性表達想一想想一想 同一生物不同部位的細胞如同一生物不同部位的細胞如人的胰島人的胰島B B細胞細胞 和唾液腺細胞和唾液腺細胞，下列結(jié)構(gòu)或物質(zhì)是否相同？，下列結(jié)構(gòu)或物質(zhì)是否相同？ 染色體染色體 DNA DNA 基因基因 mRNA mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 相同，不同。相同，不同。 提示提示 細胞分化是細胞分化是否意味著細胞否意味著細胞中遺傳物質(zhì)的中遺傳物質(zhì)的改變？改變？ 細胞分化過程中細

5、胞分化過程中遺傳物質(zhì)并沒有改遺傳物質(zhì)并沒有改變，你能用實驗來變，你能用實驗來證明么？證明么？愈傷組織愈傷組織胚狀體胚狀體 動動物細胞物細胞有沒有有沒有這種能這種能力？力？19581958，美國，斯圖爾德，美國，斯圖爾德 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)離離體體思考思考這個試驗說明了已經(jīng)分化的這個試驗說明了已經(jīng)分化的細胞核具有什么特性？細胞核具有什么特性？高度分化的動物體細胞的細胞高度分化的動物體細胞的細胞核有發(fā)育成完整個體的潛能核有發(fā)育成完整個體的潛能多利羊的誕生已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。完整個體的潛能。細胞全能性細胞全能性植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)

6、技術(shù)克隆個體的產(chǎn)生克隆個體的產(chǎn)生思考思考為什么已經(jīng)分化的細胞具有全能性呢？為什么已經(jīng)分化的細胞具有全能性呢？高度分化的細胞含有保持物種發(fā)育所需要的全套基因不同的細胞具有不同的全能性：不同的細胞具有不同的全能性：受精卵（未分化）精子或卵細胞（高度分化）體細胞受精卵（未分化）精子或卵細胞（高度分化）體細胞植物體細胞動物體細胞（克隆羊只證明動物植物體細胞動物體細胞（克隆羊只證明動物細胞核具有全能性）細胞核具有全能性）胚胎干細胞（全能干細胞）造血干細胞（多胚胎干細胞（全能干細胞）造血干細胞（多能干細胞）皮膚生發(fā)層干細胞（專能干細胞）能干細胞）皮膚生發(fā)層干細胞（專能干細胞） (分化程度越高分化程度越高,

7、全能性越低全能性越低)為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的死亡而減少呢？死亡而減少呢？生物體如何補充衰老死亡的細胞？生物體如何補充衰老死亡的細胞？ 思考思考全能干細胞全能干細胞（胚胎干細胞），（胚胎干細胞），多能干細胞多能干細胞（組織干細胞），（組織干細胞），和和專能干細胞專能干細胞。受精卵是一受精卵是一個最初始的全能干細胞。多個最初始的全能干細胞。多能干細胞能干細胞, ,如血液組織干細如血液組織干細胞、神經(jīng)組織干細胞和皮膚胞、神經(jīng)組織干細胞和皮膚組織干細胞等。多能干細胞組織干細胞等。多能干細胞進一步分化，可形成專能干進一步分化，可形成專能干細胞。專

8、能干細胞只能分化細胞。專能干細胞只能分化成某一類型的細胞，如神經(jīng)成某一類型的細胞，如神經(jīng)組織干細胞可以分化成各種組織干細胞可以分化成各種類型的神經(jīng)細胞類型的神經(jīng)細胞?？键c一考點一 細胞分化與細胞的全能性細胞分化與細胞的全能性1.1.細胞分化的實質(zhì)及拓展提升細胞分化的實質(zhì)及拓展提升 （1 1）實質(zhì)：）實質(zhì)：基因的選擇性表達基因的選擇性表達。同一生物體不。同一生物體不 同部位的細胞同部位的細胞DNADNA、基因、基因、tRNAtRNA相同相同, ,但但mRNAmRNA 和蛋白質(zhì)不同和蛋白質(zhì)不同。 （2 2）拓展）拓展: :胰島胰島B B細胞除包含胰島素基因外還細胞除包含胰島素基因外還 包含血紅蛋白

9、基因，生長激素基因等其它全部包含血紅蛋白基因，生長激素基因等其它全部 基因?；?。 胰島胰島B B細胞和垂體細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同細胞和垂體細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同 的的根本原因根本原因是細胞中是細胞中 不同不同, , 不同的不同的直接原因是直接原因是細胞中細胞中 不同。不同。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)mRNAmRNA高頻考點突破高頻考點突破 管家基因：管家基因：在所有細胞中都表達的基因，與在所有細胞中都表達的基因，與 細胞分化無關(guān)，如細胞分化無關(guān)，如呼吸酶基因、呼吸酶基因、ATPATP水解酶基水解酶基 因等。因等。 奢侈基因：奢侈基因：只在特定細胞中選擇性表達的基只在特定細胞中選擇性表達的基 因，控制細

10、胞分化，如因，控制細胞分化，如胰島素基因、血紅蛋白胰島素基因、血紅蛋白 基因等。基因等。2.2.細胞的全能性細胞的全能性 （1 1）原理：）原理：含有本物種全套遺傳物質(zhì)。含有本物種全套遺傳物質(zhì)。 （2 2）條件：一離體；二無菌；三營養(yǎng)和激素；）條件：一離體；二無菌；三營養(yǎng)和激素； 四適宜外部條件四適宜外部條件光照、溫度、光照、溫度、pHpH等。等。 （3 3）全能性高低比較全能性高低比較在個體發(fā)育過程中，有的細胞由于受到的作用，不能正常地完成細胞分化，而變成了不受機體控制的，。u癌細胞的特征在人的一生中，體細胞能夠分裂5060次。細胞膜的粘連蛋白黏著性分散和轉(zhuǎn)移一個細胞發(fā)生了突變一個細胞發(fā)生了

11、突變腫瘤形成腫瘤形成癌細胞進入血液癌細胞進入血液u致癌因素：物理致癌因子：電離輻射、物理致癌因子：電離輻射、X X射線、紫外線射線、紫外線化學(xué)致癌因子：砷、苯、煤焦油化學(xué)致癌因子：砷、苯、煤焦油病毒致癌因子：腫瘤病毒或致癌病毒病毒致癌因子：腫瘤病毒或致癌病毒2.2.癌細胞特征癌細胞特征 （1 1）無限增殖：無限增殖：一般細胞分裂一般細胞分裂50-6050-60次，條件適次，條件適 宜時，癌細胞可以無限增殖，而且分裂迅速，宜時，癌細胞可以無限增殖，而且分裂迅速， 細胞內(nèi)的核糖體數(shù)目大量增加細胞內(nèi)的核糖體數(shù)目大量增加, ,代謝異?；钴S。代謝異?；钴S。 （2 2）易分散轉(zhuǎn)移：易分散轉(zhuǎn)移：癌細胞分泌一

12、些酶類分解細癌細胞分泌一些酶類分解細 胞表面的胞表面的糖蛋白糖蛋白，導(dǎo)致癌細胞黏著性降低，易，導(dǎo)致癌細胞黏著性降低，易 于擴散。于擴散。 （3 3）失去接觸性抑制失去接觸性抑制：正常細胞貼壁生長匯合：正常細胞貼壁生長匯合 成單層后停止生長，稱為接觸性抑制。而癌細成單層后停止生長，稱為接觸性抑制。而癌細 胞即使堆積成群，仍然可以生長。如下圖：胞即使堆積成群，仍然可以生長。如下圖： （4 4）癌細胞的形態(tài)發(fā)生改變。癌細胞的形態(tài)發(fā)生改變。例成纖維細胞由例成纖維細胞由 扁平梭形變成球形。這是細胞癌變的重要觀察扁平梭形變成球形。這是細胞癌變的重要觀察 指標。指標。3.3.癌變機理癌變機理 （1 1）原癌

13、基因與抑癌基因）原癌基因與抑癌基因 原癌基因主要負責(zé)調(diào)節(jié)細胞周期，控制細胞生原癌基因主要負責(zé)調(diào)節(jié)細胞周期，控制細胞生 長和分裂的進程；抑癌基因主要是阻止細胞不長和分裂的進程；抑癌基因主要是阻止細胞不 正常的增殖。正常的增殖。 癌癥就是一系列癌癥就是一系列原癌基因與抑癌原癌基因與抑癌基因的突變逐漸積累基因的突變逐漸積累的結(jié)果。的結(jié)果。 （2 2）機理）機理4.4.癌癥的預(yù)防與治療癌癥的預(yù)防與治療 預(yù)防在誘發(fā)癌癥的因素中，預(yù)防在誘發(fā)癌癥的因素中，吸煙和不健康的吸煙和不健康的 飲食是誘發(fā)癌癥最主要的兩大因素。飲食是誘發(fā)癌癥最主要的兩大因素。因此，為因此，為 了防止細胞癌變，應(yīng)遠離煙草，養(yǎng)成健康的飲了

14、防止細胞癌變，應(yīng)遠離煙草，養(yǎng)成健康的飲 食習(xí)慣，少食肥肉和油炸食品，多吃水果蔬菜食習(xí)慣，少食肥肉和油炸食品，多吃水果蔬菜 和谷物。另外還要盡量避免接觸物理的、化學(xué)和谷物。另外還要盡量避免接觸物理的、化學(xué) 的和病毒的各種致癌因子。的和病毒的各種致癌因子。治療目前用于腫瘤治療的主要手段有手術(shù)、放治療目前用于腫瘤治療的主要手段有手術(shù)、放療、化療。手術(shù)冶療就是直接切除癌腫塊。放療療、化療。手術(shù)冶療就是直接切除癌腫塊。放療和化療是從癌細胞分裂的特征入手，人為地控制和化療是從癌細胞分裂的特征入手，人為地控制間期間期DNADNA復(fù)制或有關(guān)蛋白質(zhì)合成。放療是使用高復(fù)制或有關(guān)蛋白質(zhì)合成。放療是使用高能能X X射

15、線或射線或射線集中照射患病部位，殺死癌細射線集中照射患病部位，殺死癌細胞，這里利用的是胞，這里利用的是射線對射線對DNADNA的損傷作用的損傷作用。放射。放射性療法不適于病灶范圍已經(jīng)擴大的患者?；熤餍辕煼ú贿m于病灶范圍已經(jīng)擴大的患者?；熤饕抢每拱﹦⑺腊┘毎?。常用的抗癌劑包括要是利用抗癌劑殺死癌細胞。常用的抗癌劑包括細胞分裂抑制劑、細胞增殖蛋白合成抑制劑等。細胞分裂抑制劑、細胞增殖蛋白合成抑制劑等。多種抗癌劑混合使用往往可以獲得較好的療效。多種抗癌劑混合使用往往可以獲得較好的療效。未分化分化衰老死亡細胞生理和生化發(fā)生復(fù)雜變化細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化衰老過程：w 1 1、在衰老的細

16、胞內(nèi)、在衰老的細胞內(nèi)水分減少水分減少結(jié)果使細胞萎縮，體積變小，結(jié)果使細胞萎縮，體積變小，細胞細胞新陳代謝速度減慢新陳代謝速度減慢。w 2 2、衰老的細胞內(nèi)，有些、衰老的細胞內(nèi)，有些酶的活性降低酶的活性降低。w 3 3、細胞內(nèi)的、細胞內(nèi)的色素色素會隨著細胞衰老而逐漸會隨著細胞衰老而逐漸積累積累w 4 4、衰老的細胞內(nèi)呼吸速度減慢，細胞核體積增大、衰老的細胞內(nèi)呼吸速度減慢，細胞核體積增大w 5 5、細胞膜通透性能改變，使物質(zhì)運輸功能降低、細胞膜通透性能改變，使物質(zhì)運輸功能降低特征：特征：“一大一小，一多一少，兩低一慢。一大一小，一多一少，兩低一慢。”單細胞生物單細胞生物u個體衰老與細胞衰老的關(guān)系個

17、體衰老與細胞衰老的關(guān)系個體衰老與死亡個體衰老與死亡細胞衰老與死亡細胞衰老與死亡多細胞生物多細胞生物個體衰老與死亡個體衰老與死亡細胞衰老與死亡細胞衰老與死亡細胞在不斷更新細胞在不斷更新u又稱編程性細胞死亡，是細胞發(fā)育過程中的又稱編程性細胞死亡，是細胞發(fā)育過程中的必然步驟。（對生物有利）必然步驟。（對生物有利）u原因：原因： 由某種基因引發(fā)的由某種基因引發(fā)的，細胞自動結(jié)束生命的過程。，細胞自動結(jié)束生命的過程。u舉例：舉例： 蝌蚪尾的消失；胎兒手指的分開；人早期胚胎尾蝌蚪尾的消失；胎兒手指的分開；人早期胚胎尾部細胞的自動死亡。部細胞的自動死亡。 在成熟生物體中，細胞的自然更新、被病原體感在成熟生物體

18、中，細胞的自然更新、被病原體感染的細胞清除。染的細胞清除。5.5.細胞分裂、分化和癌變的關(guān)系細胞分裂、分化和癌變的關(guān)系1234細胞凋亡和細胞壞死細胞凋亡和細胞壞死細胞凋亡細胞凋亡 細胞壞死細胞壞死 與基因關(guān)系與基因關(guān)系 受受 控制控制 不受基因控制不受基因控制 影響因素影響因素 嚴格受遺傳機嚴格受遺傳機制決定的制決定的 死亡死亡 電、熱、冷、電、熱、冷、機械等機械等 因因素素 與機體關(guān)系與機體關(guān)系 機體控制的主機體控制的主動性死亡，對動性死亡，對機體機體不受機體控別不受機體控別的的 死亡死亡,對機體對機體實例實例 胚胎發(fā)育過程胚胎發(fā)育過程中人尾消失、中人尾消失、五指分開五指分開 股骨頭壞死股骨

19、頭壞死 基因基因程序程序性性不利不利有利有利被動性被動性有害有害思維誤區(qū)警示思維誤區(qū)警示 對細胞分化、衰老、凋亡和癌變有關(guān)知識點辨析對細胞分化、衰老、凋亡和癌變有關(guān)知識點辨析不清不清 （1 1）細胞分化過程中）細胞分化過程中遺傳物質(zhì)未改變，遺傳物質(zhì)未改變，只是基因選擇性表達。只是基因選擇性表達。 （2 2）細胞全能性必須由細胞發(fā)育成）細胞全能性必須由細胞發(fā)育成完整個體完整個體才能體現(xiàn)，若發(fā)育成某個器官不叫全能性。才能體現(xiàn)，若發(fā)育成某個器官不叫全能性。 （3 3）精子、卵細胞是高度分化的細胞，但全）精子、卵細胞是高度分化的細胞，但全能性很高。能性很高。 （4 4）目前，沒有任何實驗證明動物細胞全

20、能）目前，沒有任何實驗證明動物細胞全能性，只是性，只是證明動物細胞核全能性證明動物細胞核全能性。解題思路探究解題思路探究 （5 5）原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有體細胞）原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有體細胞中，并非只存在于癌細胞中，中，并非只存在于癌細胞中，只不過在癌細胞中兩種只不過在癌細胞中兩種基因已發(fā)生突變。基因已發(fā)生突變。 （6 6）個體衰老與細胞衰老并不總是同步的個體衰老與細胞衰老并不總是同步的, ,在幼年個體中有衰老的細胞，老年個體中有新產(chǎn)生的在幼年個體中有衰老的細胞，老年個體中有新產(chǎn)生的細胞，但細胞總體衰老會導(dǎo)致個體的衰老。細胞，但細胞總體衰老會導(dǎo)致個體的衰老。 （7 7）細胞

21、的癌變是細胞畸形分化的結(jié)果細胞的癌變是細胞畸形分化的結(jié)果, ,對機體對機體有害。有害。 （8 8）細胞衰老和凋亡對機體的正常發(fā)育都是有利）細胞衰老和凋亡對機體的正常發(fā)育都是有利的，細胞壞死對機體有害。的，細胞壞死對機體有害。 （9 9）哺乳動物紅細胞衰老時）哺乳動物紅細胞衰老時不具備不具備“細胞核體積細胞核體積增大增大”這一特征，因為已無細胞核。這一特征，因為已無細胞核。對位訓(xùn)練對位訓(xùn)練2.2.下列下列有關(guān)細胞衰老和凋亡有關(guān)細胞衰老和凋亡的說法中正確的是的說法中正確的是 ( ) ( ) A. A.健康的成人體內(nèi)，每天有一定量的細胞凋亡健康的成人體內(nèi)，每天有一定量的細胞凋亡 B. B.細胞凋亡受

22、環(huán)境影響大，機體難以控制細胞凋亡受環(huán)境影響大，機體難以控制 C. C.老年人頭發(fā)變白和白化病都是由酪氨酸酶活老年人頭發(fā)變白和白化病都是由酪氨酸酶活 性降低引起性降低引起 D. D.胚胎發(fā)育期生物體的細胞衰老總與機體衰老胚胎發(fā)育期生物體的細胞衰老總與機體衰老 同步進行同步進行答案答案 A A解析解析 衰老和凋亡是細胞正常的生命現(xiàn)象衰老和凋亡是細胞正常的生命現(xiàn)象, ,在健康在健康的成人體內(nèi)，每天有一定數(shù)量的細胞凋亡是正常的成人體內(nèi)，每天有一定數(shù)量的細胞凋亡是正常的。細胞的凋亡是一種程序性死亡，是受機體基的。細胞的凋亡是一種程序性死亡，是受機體基因組調(diào)控的細胞正常的死亡。白化病是由基因突因組調(diào)控的細胞正常的死亡。白化病是由基因突變導(dǎo)致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。胚胎發(fā)變導(dǎo)致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。胚胎發(fā)育期細胞的衰老并不代表機體的衰老，從整體上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看，個體衰老的過程是組成個體的細胞普遍衰老的過程。的過程。3.3.下列關(guān)于癌細胞的敘述，下列關(guān)于癌細胞的敘述，不正確不正確的是的是 ( ) ( ) A. A.癌細胞的遺傳物質(zhì)與正常體細胞