第15讲细胞的分化、衰老、凋亡与癌变6.2、3、4第四单元细胞的生命历程考纲要求1.细胞的分化()。2.细胞的全能性()。3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系()。4.癌细胞的主要特征及防治()。一、细胞分化一、细胞分化1 1、 图示图示分裂分裂全套基因全套基因（含（含A A、B B、C C）表达基因表达基因A A、C C表达基因表达基因A A、B B分子水平：分子水平：mRNAmRNA和蛋白质有差异和蛋白质有差异DNADNA相同相同细胞水平：细胞水平：形态、结构、功能有差异形态、结构、功能有差异分化分化全套基因全套基因（含（含A A、B B、C C）全套基因全套基因（含（含A A、B B、C C）如细胞器种类和数量有差异如细胞器种类和数量有差异3 3 、概念、概念 P117P117 在个体发育中，由在个体发育中，由一个或一种一个或一种细胞增殖产生的后代，在细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能形态、结构和生理功能上发生上发生稳定性差异稳定性差异的过程。的过程。2 2、实质、实质基因选择性表达基因选择性表达6 6、特点、特点稳定性、持久性、不可逆性、普遍性稳定性、持久性、不可逆性、普遍性7 7、意义、意义个体发育基础、细胞趋向于专门化、提高各生理功能效率个体发育基础、细胞趋向于专门化、提高各生理功能效率4 4、 时间时间发生在整个生命进程，胚胎时期达到最大。发生在整个生命进程，胚胎时期达到最大。形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官5 5、结果、结果单细胞生物有细胞分化？单细胞生物有细胞分化？想一想想一想(1)(1)同一生物不同部位的细胞如人的胰岛同一生物不同部位的细胞如人的胰岛B B细胞和唾液腺细细胞和唾液腺细胞，下列结构或物质是否相同？胞，下列结构或物质是否相同？染色体染色体 DNADNA基因基因mRNAmRNA蛋白质蛋白质tRNAtRNA（3 3）不同生物蛋白质功能不同，根本原因？）不同生物蛋白质功能不同，根本原因？同种生物不同细胞蛋白质不同，根本原因？同种生物不同细胞蛋白质不同，根本原因？细胞中酶细胞中酶A A和酶和酶B B功能不同，根本原因？功能不同，根本原因？(2)(2)细胞分化一定不可逆转吗？细胞分化一定不可逆转吗？二、细胞全能性二、细胞全能性1 1、 判断标准：判断标准：发育成完整个体发育成完整个体2 2 、细胞全能性：、细胞全能性：植物细胞全能性：植物细胞全能性：证据证据植物组织培养植物组织培养理论基础理论基础（原因）（原因）含有一整套发育成完含有一整套发育成完整个体的遗传信息整个体的遗传信息动物细胞核全能性：动物细胞核全能性： 核移植技术核移植技术3 3 、概念：、概念：已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。条件：离体条件：离体( (必要条件必要条件) )、一定的营养物、一定的营养物质质( (无机盐、维生素、氨基酸等无机盐、维生素、氨基酸等) )、激素、激素( (细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素) )、适宜的条件、适宜的条件( (适宜的温度、适宜的温度、pHpH、无菌等、无菌等) )4 4、 全能性大小比较：全能性大小比较：植物动物植物动物( (动物细胞只能表达细胞核的全能性动物细胞只能表达细胞核的全能性) )受精卵生殖细胞受精卵生殖细胞( (精子、卵细胞精子、卵细胞) )体细胞体细胞幼嫩的细胞衰老的细胞幼嫩的细胞衰老的细胞分化程度低的体细胞分化程度高的体细胞分化程度低的体细胞分化程度高的体细胞细胞分裂能力强的体细胞细胞分裂能力弱的体细胞细胞分裂能力强的体细胞细胞分裂能力弱的体细胞5 5、 干细胞：干细胞：具有分裂和分化能力的细胞（类似于植物分生组织细胞）具有分裂和分化能力的细胞（类似于植物分生组织细胞）如：造血干细胞既能分裂自我更新并能分化成淋巴细胞、吞噬细如：造血干细胞既能分裂自我更新并能分化成淋巴细胞、吞噬细胞和红细胞、血小板等胞和红细胞、血小板等 (1)(1)、(2)(2)对；对；(3)(3)（4 4）错，）错，判一判判一判(1)(1)蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有全能性。全能性。(2)(2)转入抗虫基因的棉花细胞或番茄、马铃薯细胞杂交后转入抗虫基因的棉花细胞或番茄、马铃薯细胞杂交后培育出植株，证明了植物细胞的全能性。培育出植株，证明了植物细胞的全能性。(3)(3)壁虎断尾后重新长出尾部，证明动物细胞全能性。壁虎断尾后重新长出尾部，证明动物细胞全能性。（4 4）紫色糯性玉米种子培育出植株，证明了植物细胞的）紫色糯性玉米种子培育出植株，证明了植物细胞的全能性。全能性。C下列叙述中，正确的是下列叙述中，正确的是 ( ( ) )A A植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因部基因B B高度分化的植物细胞只要处于离体状态就能表现出全高度分化的植物细胞只要处于离体状态就能表现出全能性能性C C植物细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础植物细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础D D植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同含基因不同三、细胞衰老三、细胞衰老单细胞生物：单细胞生物：细胞衰老细胞衰老= =个体衰老个体衰老细胞衰老细胞衰老个体个体衰老衰老（细胞普遍衰老）（细胞普遍衰老）多细胞生物：多细胞生物：证据：体外培养的细胞具有有限分裂次数证据：体外培养的细胞具有有限分裂次数1 1、 特征特征 P122P122代谢变化代谢变化 （幼龄个体内有衰老细胞，（幼龄个体内有衰老细胞，衰老个体有幼嫩细胞）衰老个体有幼嫩细胞）水水多种酶活性多种酶活性呼吸速率呼吸速率改变改变物质运输物质运输色素色素细胞核变化细胞核变化 2 2 、细胞寿命与分裂能力无关、细胞寿命与分裂能力无关染色质染色质增大增大核膜核膜加深加深一大一大( (核大核大) )、一小、一小( (水少体积小水少体积小) )、一多、一多( (色素积累色素积累) )两低（膜通透性、酶活性）两低（膜通透性、酶活性）3 3 、细胞衰老的原因（假说）、细胞衰老的原因（假说）自由基学说、端粒学说自由基学说、端粒学说 P122P122问一问：问一问：什么是自由基？什么是自由基？细胞中自由基如何产生？细胞中自由基如何产生？自由基引起细胞衰老的原因？自由基引起细胞衰老的原因？什么是端粒？什么是端粒？端粒与细胞衰老的关系？端粒与细胞衰老的关系？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，请利用癌细胞及其他合适材细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请利用癌细胞及其他合适材料完成下面的探究实验：料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。实验目的：研究端粒酶与细胞癌变的关系。(1)(1)实验步骤：实验步骤：_；_；_。(2)(2)结果预测及分析：结果预测及分析：_。(3)(3)请根据上述内容，提出一种治疗癌症的新思路：请根据上述内容，提出一种治疗癌症的新思路：_。(1)(1)将癌细胞等量分成两组，并编号将癌细胞等量分成两组，并编号A A、B B A A组加入端粒酶抑制剂，组加入端粒酶抑制剂，B B组不加，进行培养组不加，进行培养 记录并比较记录并比较A A、B B两组的增殖代数两组的增殖代数( (分裂次数分裂次数) )(2)(2)结果预测及分析：结果预测及分析：A A组比组比B B组增殖代数少，说明端粒酶与细胞癌变有关；组增殖代数少，说明端粒酶与细胞癌变有关；A A组与组与B B组增殖代数相同仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞癌变组增殖代数相同仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞癌变( (连续分裂连续分裂) )无关无关(3)(3)抑制癌细胞中端粒酶的活性抑制癌细胞中端粒酶的活性四、细胞凋亡四、细胞凋亡（细胞编程性死亡）（细胞编程性死亡）1 1 、机制、机制细胞基因控制自动结束生命的过程细胞基因控制自动结束生命的过程2 2 、意义、意义正常发育正常发育维持内部环境的稳定维持内部环境的稳定抵御外界各因素的干扰抵御外界各因素的干扰3 3 、与细胞坏死的区别：、与细胞坏死的区别：细胞坏死是因正常代谢细胞坏死是因正常代谢被迫被迫中断或损伤而死中断或损伤而死如：手的发育、蝌蚪尾的消失、细胞的自然更新、被病原体感染的细胞清除如：手的发育、蝌蚪尾的消失、细胞的自然更新、被病原体感染的细胞清除衰老衰老细胞细胞多余多余细胞细胞有害有害细胞细胞下列有关细胞衰老和凋亡的说法中，正确的是下列有关细胞衰老和凋亡的说法中，正确的是 ( () )A A健康的成人体内，每天有一定量的细胞凋亡健康的成人体内，每天有一定量的细胞凋亡B B细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制细胞凋亡受环境影响大，机体难以控制C C老年人头发变白和白化病都是由酪氨酸酶活老年人头发变白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起的性降低引起的D D胚胎发育期生物体的细胞衰老总与机体衰老胚胎发育期生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行同步进行A A五、细胞癌变五、细胞癌变2 2、 特征特征适宜条件下，能适宜条件下，能无限增殖无限增殖形态结构显著改变形态结构显著改变 （常呈球形）（常呈球形） 如成纤维细胞由扁平如成纤维细胞由扁平 梭形梭形球形球形表面糖蛋白减少表面糖蛋白减少（黏着性降低，易分散和转移）（黏着性降低，易分散和转移）3 3、 致癌因子致癌因子物理致癌因子：主要指辐射（紫外线等）物理致癌因子：主要指辐射（紫外线等）化学致癌因子：无机物：石棉、砷化物、铬化物等化学致癌因子：无机物：石棉、砷化物、铬化物等 有机物：砷、苯、亚硝胺、黄曲霉素等有机物：砷、苯、亚硝胺、黄曲霉素等病毒致癌因子：病毒致癌因子：RousRous肉瘤病毒等肉瘤病毒等受致癌因子的作用，细胞中受致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化遗传物质发生变化，成为成为不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。1 1、 概念概念预防？预防？可遗传？可遗传？4 4、 癌细胞产生的机理癌细胞产生的机理刺激细胞增殖刺激细胞增殖抑制细胞增殖抑制细胞增殖抑癌基因：阻止细胞不正常增殖。抑癌基因：阻止细胞不正常增殖。原癌基因：调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。原癌基因：调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因发生的致癌突变是隐性突变抑癌基因发生的致癌突变是隐性突变原癌基因发生的致癌突变是显性突变原癌基因发生的致癌突变是显性突变正常正常细胞细胞原癌基因原癌基因和和抑癌基因发生抑癌基因发生突变（累积效应）突变（累积效应）致癌因子致癌因子癌细胞癌细胞（生长和分裂失控）（生长和分裂失控）是显性还是隐形突变？是显性还是隐形突变？激活激活( (表达表达) )抑制（不表达）抑制（不表达）导致导致A A：表达，：表达，a:a:不表达不表达B B：表达，：表达，b:b:不表达不表达(1)(1)化疗化疗：原理是：原理是抑制癌细胞增殖过程中的抑制癌细胞增殖过程中的DNADNA复制复制，使癌，使癌细胞无法完成分裂，从而达到抑制癌细胞增殖的目的。方法是细胞无法完成分裂，从而达到抑制癌细胞增殖的目的。方法是通过静脉注射将药物送入血管，再通过血液循环运输至癌细胞。通过静脉注射将药物送入血管，再通过血液循环运输至癌细胞。由于药物对其他细胞也起作用，所以对身体的副作用很大，不由于药物对其他细胞也起作用，所以对身体的副作用很大，不能连续进行。能连续进行。(2)(2)放疗放疗：是用：是用X X射线、射线、射线等照射癌组织。由于放射线射线等照射癌组织。由于放射线的生物学作用，能的生物学作用，能大量杀伤癌细胞大量杀伤癌细胞，破坏癌组织，使其缩小。，破坏癌组织，使其缩小。放射疗法对周围正常组织副作用小。放射疗法对周围正常组织副作用小。(3)(3)手术切除手术切除5 5、 癌症的治疗癌症的治疗另外，随着现代生物科技的发展，用另外，随着现代生物科技的发展，用生物导弹生物导弹进行治疗进行治疗是一种安全有效的措施。将是一种安全有效的措施。将药物药物( (具有杀伤力具有杀伤力) )和单克隆抗体和单克隆抗体( (相当于瞄准装置相当于瞄准装置) )制成生物导弹，然后定向地运输到癌组织，制成生物导弹，然后定向地运输到癌组织，不伤害其他生物组织。不伤害其他生物组织。判一判判一判（1 1）原癌基因和抑癌基因只存在于癌细胞中。）原癌基因和抑癌基因只存在于癌细胞中。（2 2）细胞的形态结构发生显著变化的细胞可能是已经发生）细胞的形态结构发生显著变化的细胞可能是已经发生 癌变的细胞癌变的细胞（3 3）衰老、受损细胞和癌细胞的清除是通过细胞免疫实现的）衰老、受损细胞和癌细胞的清除是通过细胞免疫实现的（4 4）癌细胞是不死性细胞，一定不会死亡）癌细胞是不死性细胞，一定不会死亡（5 5）成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染细胞的）成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染细胞的 清除是细胞凋亡清除是细胞凋亡（6 6）细胞被病原体感染导致死亡属于细胞坏死）细胞被病原体感染导致死亡属于细胞坏死（7 7）细胞都要经过发生、生长、成熟、衰老和凋亡的过程）细胞都要经过发生、生长、成熟、衰老和凋亡的过程（8 8）癌细胞与正常细胞比较细胞膜上的蛋白质都减少）癌细胞与正常细胞比较细胞膜上的蛋白质都减少（9 9）干细胞是未经分化的细胞）干细胞是未经分化的细胞胚胎干细胞形态特征？胚胎干细胞形态特征？衰老细胞的特征？衰老细胞的特征？癌细胞的特征？癌细胞的特征？分生区细胞的特征？分生区细胞的特征？愈伤组织特征？愈伤组织特征？成熟区特征？成熟区特征？排列疏松无规则、高度液泡化、排列疏松无规则、高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞无定形状态的薄壁细胞哺乳动物成熟的红细胞特征？哺乳动物成熟的红细胞特征？呈正方形、排列紧密，无大液泡呈正方形、排列紧密，无大液泡体积小、细胞核大、核仁明显体积小、细胞核大、核仁明显呈两面凹的圆饼状、无细胞核（呈两面凹的圆饼状、无细胞核（DNADNA）、细胞器）、细胞器呈长方形、有大液泡、常长有根毛呈长方形、有大液泡、常长有根毛回忆：回忆：练练据图回答下列问题：据图回答下列问题：(1)(1)图中图中A A表示的是表示的是_过程，过程，B B表示表示的是的是_过程。过程。(2)(2)图中图中b b、c c、d d、e e具有相同的具有相同的_。(3)(3)图中图中e e能合成血红蛋白，则能合成血红蛋白，则b b、c c、d d都都_(_(不能或能不能或能) )合成，其合成，其直接原因是直接原因是_。 (4) (4)图中的图中的a a、b b、c c、d d、e e这五个细胞这五个细胞相比，哪一个细胞的全能性最大？相比，哪一个细胞的全能性最大？_。 (5)(5) 若若c c细胞代表人个体发育中尾部的细胞，则发育到一定阶段该细胞代表人个体发育中尾部的细胞，则发育到一定阶段该细胞会凋亡的原因是细胞会凋亡的原因是_；d d细胞若是异常分化产生的癌细胞，细胞若是异常分化产生的癌细胞，则癌变的根本原因是则癌变的根本原因是_。(6)b(6)b、c c、d d、e e细胞不同的根本原因是细胞不同的根本原因是_(_(物质物质) )不同，直接不同，直接原因是原因是_(_(物质物质) )不同。不同。答案答案(1)细胞增殖胞增殖细胞分化胞分化(2)基因（基因（遗传信息或染色体信息或染色体数）数）(3)不能控制合成血不能控制合成血红蛋白的基因未表达蛋白的基因未表达(4)a(5)基因控制基因控制的程序性死亡原癌基因和抑癌基因突的程序性死亡原癌基因和抑癌基因突变(6)mRNA蛋白蛋白质练练某医院病理室为了确诊一患者的肿瘤是良性还是恶性，切取某医院病理室为了确诊一患者的肿瘤是良性还是恶性，切取了一小块肿瘤组织进行培养。请回答下列问题：了一小块肿瘤组织进行培养。请回答下列问题：(1)(1)显微镜下观察显微镜下观察到的癌细胞在形态上发生的改变是到的癌细胞在形态上发生的改变是_，细胞膜上发生的物质变，细胞膜上发生的物质变化是化是_。(2)(2)与正常细胞相比，肿瘤细胞明显增多的细与正常细胞相比，肿瘤细胞明显增多的细胞器是胞器是_(_(至少写出两种至少写出两种) )。(3)(3)化学治疗可采用药物，如化学治疗可采用药物，如5 5氟氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，可以干扰尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，可以干扰_的过程，的过程，从而影响癌基因的表达。从而影响癌基因的表达。(4)(4)人体中产生癌变的机理是人体中产生癌变的机理是_。(5)(5)某单位研制了一种新药某单位研制了一种新药X X，为了验证此药物对此类肿瘤有较好的，为了验证此药物对此类肿瘤有较好的疗效，将肿瘤细胞悬浮液分成等细胞数的疗效，将肿瘤细胞悬浮液分成等细胞数的A A、B B两组。两组。A A组加入组加入3 3H H标记标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B B组应加入组应加入_。相同条件下培养一。相同条件下培养一段时间后，洗去培养液，将两组细胞做相应处理，分别检测两组细段时间后，洗去培养液，将两组细胞做相应处理，分别检测两组细胞的放射性强度。如果出现的实现现象为胞的放射性强度。如果出现的实现现象为 ，则说明此，则说明此药物的疗效好。药物的疗效好。(1)(1)细胞变成球形糖蛋白等物质减少细胞变成球形糖蛋白等物质减少(2)(2)线粒体、核糖体线粒体、核糖体(3)(3)转录转录(4)(4)环境中致癌因子损伤细胞中的环境中致癌因子损伤细胞中的DNADNA，使原癌基因和抑，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞生长和分裂失控癌基因发生突变，导致正常细胞生长和分裂失控(5)(5)等量的等量的3 3H H标记标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和药物的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和药物X XA A组的放射性强度大于组的放射性强度大于B B组组