第15讲 细胞的分化、衰老、死亡和癌变-【高效备战】2025届高考生物一轮复习课件

第15讲 细胞的分化、衰老、死亡和癌变 第四单元 细胞的生命历程 【课程标准】 序号 内容要求 1 说明：在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体 2 描述：在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程；某些化学物质、射线以及病毒能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变 细胞分化 细胞衰老 细胞死亡 细胞癌变 目录 CONTENTS 01 02 03 04 2 【第1课时】 考点一：细胞分化与全能性 【复习导入】 细胞体积的增大 多细胞生物体 长大伴随发生 细胞生长 依靠 细胞数量的增多 细胞增殖 依靠 细胞种类的增多 细胞分化 依靠 2.正常情况下，它们还能恢复成受精卵吗？一种组织的细胞能否转变成其他组织的细胞呢？为什么？ 【情境导入】 动物四大组织细胞、三种植物细胞 骨骼肌细胞 上皮细胞 软骨细胞 神经细胞 表皮细胞 叶肉细胞 储藏细胞 1.无论动物细胞或者植物细胞，都源自同一个受精卵，它们在形态、结构和功能上的差异称为什么现象？ 正常情况下都不能 因分化具有稳定性和不可逆性 细胞分化 受精卵 考点一：细胞分化与全能性。 1.细胞分化。 (1)概念、结果和意义。 概念 细胞分化是指在个体发育中，由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稳定性差异的过程 结果 形成不同的组织和器官 意义 ①是多细胞生物个体发育的基础 ②使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率 一个或一种 形态、结构和生理功能 稳定性差异 组织和器官 个体发育 专门化 (如心、肝、脾、胃、肾、脑、皮肤等分工) 提高 红细胞 神经元 脂肪 细胞 心肌 细胞 小肠上 皮细胞 软骨 细胞 上皮 细胞 细胞增殖 细胞分化 分化起点 分化终点 基因选择性表达 (遗传信息的表达情况不同) 考点一：细胞分化与全能性。 1.细胞分化。 (2)实质——本质/机理/原因。 【细胞水平】细胞形态结构功能变化 【细胞器水平】某些细胞器增多 细胞增殖 细胞分化 (数目___) (种类___) (数目___) (种类___) 分化实质 【分子水平】合成/出现特殊蛋白质 分化标志 特殊蛋白质 增多 形态结构功能 【表达基因分类】 管家基因：指所有细胞都表达的一类基因，如图中的__基因。 奢侈基因：指不同种类细胞特异性表达的基因，如图中的__基因 胰岛素 血红蛋白 某种抗体 形成不同种类的细胞 B A C D 表达AB mRNA 蛋白质 A B C D A B C D 受精卵 A B C D A B C D A B C D A B C D 表达BD mRNA 蛋白质 ↑ - ↑ - 内质网 高尔基体 基础 _____基因的选择性表达 奢侈 考点一：细胞分化与全能性。 1.细胞分化。 (2)实质：基因奢侈选择性表达。即：遗传信息的表达情况不同。 奢侈基因选择性表达 遗传信息的表达情况不同 【奢侈基因】指不同种类细胞特异性表达的基因，产物赋予细胞特殊的形态、结构和功能。如：血红蛋白基因、胰岛素基因。 ①基因分类：__________________。 管家基因、奢侈基因 【思考】呼吸酶、ATP水解酶的出现_____标志细胞已分化,胰岛素或血红蛋白的出现____标志细胞已分化。 不能 能 【管家基因】指所有细胞都要表达的基因，产物是维持细胞基本生命活动所必需的。如：呼吸酶基因、ATP合成酶基因、ATP水解酶基因。 分化时 不变：_________________________________________________ 变：__________________________________________________ 考点一：细胞分化与全能性。 1.细胞分化。 (2)实质：基因奢侈选择性表达。即：遗传信息表达情况不同同。 ②变与不变。 ①基因分类：__________________。 管家基因、奢侈基因 DNA 基因 部分mRNA 细胞数目 细胞形态结构功能 【备选项目】DNA、基因；mRNA、tRNA、rRNA；蛋白质；细胞器的种类和数目；细胞数目、细胞种类；细胞形态、结构和功能 部分mRNA 细胞种类 (奢侈基因表达) (管家基因表达) tRNA rRNA 部分蛋白质 部分蛋白质 细胞器种类和数目 奢侈基因选择性表达 遗传信息的表达情况不同 【反馈练习】 1.同一生物不同部位的细胞如人的肝脏细胞和肌肉细胞，下列结构或物质相同和不同的依次是 ①染色体 ②DNA ③基因 ④mRNA ⑤蛋白质 A. ①②③，④⑤ B. ①②，③④⑤ C. ②③，①④⑤ D. ①③，②④⑤ 2.如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况，下列分析错误的是 A. 此图能说明细胞分化的实质 B. 基因b可能控制RNA聚合酶的合成 C. 细胞中mRNA差异最大的是细胞2和4 D. 一般来说，这5种细胞的核遗传物质相同 产生生长激素，应为____细胞；C细胞根据其独特的形态可视为____细胞。 (3)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则出现杂交带的细胞有________。若将探针检测胰岛素基因的mRNA，则出现杂交带的细胞有_______。 【反馈练习】 3.右下图是人体三种细胞内的部分基因及其活动状态，请思考： (1)图中属管家基因的是___，属奢侈基因的是________。 (2)这三种细胞都不能表达的基因是__，所以这三种细胞都不是__细胞；A细胞可产生“胰岛素”，应为_____细胞；B细胞可 a b、c、d d 红 胰岛B 垂体 神经 A、B、C A 考点一：细胞分化与全能性。 1.细胞分化。 (3)时间：贯穿整个生命进程。包括个体发育期、成年期和老年期。 整个生命进程 个体发育 ①干细胞的概念：指动物和人体内仍保留的少数具有分裂更新和分化潜能的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。 ②干细胞的种类：胚胎干细胞(存在于早期胚胎)、成体干细胞(存在于脐带血、骨髓和外周血等多种成体组织或器官内)等。 原始胚胎干细胞 囊胚 胎儿 受精卵 成人 老人 原肠胚 胚胎干细胞 成体干细胞 个体发育 分化限度最大 分化程度最大(不分裂) 动物和人体 分裂更新 分化潜能 分化成 胚胎 早期胚胎 成体 脐 带血、骨髓和外周血 植物称分生组织 受精卵→胚胎干细胞→各种成体干细胞→各种成熟细胞 成年期和老年 分生组织 限度 程度 考点一：细胞分化与全能性。 1.细胞分化。 (3)时间：贯穿整个生命进程。包括个体发育期、成年期和老年期。 整个生命进程 个体发育 ②干细胞的种类。 受精卵→胚胎干细胞→各种成体干细胞→各种成熟细胞 种类 胚胎干细胞 (ES细胞) 成体干细胞 诱导多能干细胞 (iPS细胞) 分布/来源 功能 实例 缺点 早期胚胎 脐带血、骨髓、外周血 等多种成体组织或器官 全能干细胞 (分化成各种细胞) 多能、专能干细胞 (只能分化成特定细胞) 2～8细胞胚、桑椹胚(16～32细胞胚)、囊胚的内细胞团 骨髓等的造血干细胞 神经系统中的神经干细胞 睾丸中的精原干细胞 必须从胚胎中获取 涉及伦理问题而受限 不具有 发育成完整个体的能力 技术不成熟 (但无伦理和免疫排斥问题) 体外诱导成纤维细胞、B细胞、T细胞等体细胞 类似胚胎干细胞 (分化成各种细胞) 体外诱导小鼠成纤维细胞 ，成功治疗镰状细胞贫血 成年期和老年 发现最早、研究最多、应用最成熟的造血干细胞 【拓展提升】 骨髓中的造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同种类的血细胞 【思考】白血病患者的血液中出现大量异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。为什么通过骨髓移植可以有效治疗白血病？ 造血干细胞→逐级分化→各种血细胞 14 考点一：细胞分化与全能性。 1.细胞分化。 (4)特点。 原始胚胎干细胞 囊胚 胎儿 受精卵 成人 老人 原肠胚 胚胎干细胞 成体干细胞 特点 含义 生物界普遍存在的生命现象(例外:单细胞生物如细菌__分化) 贯穿生物体的整个生命进程 体内已分化细胞将一直保持分化后状态至死 体内已分化细胞不能回到分化前状态 分化并非细胞DNA改变引起，而是基因选择性表达的结果 全能性 (DNA不变性) 普遍性 持久性 稳定性 不可逆性 无 15 项目 细胞分裂 细胞分化 细胞数目 细胞种类 联系 ①遗传信息(DNA、基因)________。 ②________是________的基础；但已分化细胞也可能再分裂。如：B细胞源于______细胞的分裂分化（处于G0期，属于暂不分裂细胞），在接受抗原刺激后可恢复分裂能力使细胞周期____。 ③一般地，分化程度越高、分裂能力____(呈__相关)。高度分化的细胞________发生细胞分裂，如神经细胞、叶肉细胞等。 细胞分裂与细胞分化 都不改变 【辨析提升】 细胞分裂 细胞分化 受精卵 红细胞 肌细胞 肠上皮细胞 神经细胞 增多 不变 不变 增多 细胞分裂 细胞分化 造血干 缩短 越低 反 往往不再 1.下图为人体内部分细胞分化过程，下列说法正确的是 A．红细胞是通过无丝分裂产生的，不发生DNA的复制 B．上述细胞中，造血干细胞的分化程度最低 C．人体内神经干细胞分化成神经细胞的过程不可逆 D．皮肤干细胞分化成皮肤细胞的过程中遗传物质发生改变 【反馈练习】 2.下表所示为不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果，相关说法错误的是 检测的 3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白 mRNA 珠蛋白 mRNA 胰岛素 mRNA 输卵管细胞 +++ + - - 红细胞 +++ - + - 胰岛细胞 +++ - - + 说明:“+”表示检测发现相应的分子,“-”表示检测未发现相应的分子。 A. 由表可说明同一生物体不同类型的细胞中,基因是相同的 B. 在生物体中,三种细胞合成的蛋白质都不相同 C. 胰岛素mRNA的形成可以体现细胞分化的实质 D. 生物体多种性状的形成,都是以细胞分化为基础的 【反馈练习】 细胞经分裂分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性 细胞内含有形成完整个体所需的全套基因/遗传物质/遗传信息 考点一：细胞分化与全能性。 2.细胞的全能性。 【判断对错】 ①小麦种子发育成新植株 ( ) ②小麦花药离体培养成单倍体 ( ) ③iPS细胞分化成各种细胞( ) ④造血干细胞分化成各种血细胞( ) ⑤壁虎断尾后长出新尾 ( ) ⑥蜂王的卵细胞发育成雄蜂 ( ) 【温馨提示】具有全能性___体现(实现/表达)全能性 √ 完整有机体 其他各 全套基因 概念: 原因: 细胞的全能性 分裂分化 种细胞 (遗传物质/遗传信息) ≠ 起点 已分化的单个细胞或一种组织 单个细胞或一种组织 全能性的 实现标志 一看 二看 终点 完整细胞或其他各种细胞 各种细胞 个体 胚芽+胚轴+胚根+子叶≠单一组织细胞，起点错误 × √ × √ × 指1个染色体组的n条非同染色体上的全部基因 考点一：细胞分化与全能性。 2.细胞的全能性。 结论: 植物______具有全能性 细胞 结论: 动物______ 具有全能性 细胞核 动物克隆 植物组培 iPSC分化: 诱导因子 分裂分化 体细胞 iPS细胞 该生物任何一 种类型的细胞 细胞的全能性 概念: 原因: (成纤维、B、T等细胞) 【组培的四大条件】 离体、营养、激素(生、分)、适宜 环境(pH、T、渗透压、无菌无毒) 离体 营养 激素 环境 实证 (羊、牛、 猴；蛙等) (类似胚胎干细胞) 细胞 【克隆成功率低的原因】 表观遗传修饰的复杂化 细胞经分裂分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性 细胞内含有形成完整个体所需的全套基因/遗传物质/遗传信息 考点一：细胞分化与全能性。 2.细胞的全能性。 完整有机体 其他各 全套基因 分裂分化 种细胞 (遗传物质/遗传信息) 结论 植物____具有全能性 细胞 动物____具有全能性 细胞 核 概念: 原因: 细胞的全能性 实证: 植物细胞__动物细胞 ＞ 受精卵___胚胎干细胞___iPSC___成体干细胞___成熟体细胞 ＞ ≈ ＞ ≈ (愈伤组织) (分生组织) 【一般规律】分化程度越___，全能性越___(呈___相关) 高 低 反 ＞生殖细胞 【例外】生殖细胞分化程度和全能性_____。如蜂王卵子和花药直接发育成个体 都高 高低 未分化细胞 (幼细胞__老细胞) ＞ 器官发生途径 植物组织培养的两种途径 胚状体途径 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 生芽生根 或胚状体 生长发育 试管苗 (移栽到大田) 【口诀】植物组培生比分 中愈低芽高成根 【拓展复习】 细胞分化与细胞全能性 【辨析提升】 项目 细胞分化 细胞全能性 原因 标志 结果 高低 关系 基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质 程度:受精卵__生殖细胞__体细胞 受精卵__生殖细胞__体细胞 形成特定种类的组织和器官 形成完整有机体或各种细胞 ①细胞分化不会导致遗传物质改变。因此，细胞分化决定了分化细胞具有全能性 ②一般来说，分化程度的高低与全能性高低呈反相关。即：分化程度越高，全能性越难以表达；分化程度越低，全能性就越高 出现特殊蛋白或某细胞器数量增多或细胞出现特殊形态结构功能 【起点】单个细胞或一种组织 【终点】完整个体或各种细胞 ＞ ＞ ＜ ＜ 【反馈练习】 1.判断正误： (1)肌细胞与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同( ) (2)同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强( ) (3)非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞核移植实验证明了动物体细胞具有全能性( ) (4)脐带血中含有大量的干细胞,可以培养并分化成人体的各种血细胞( 　) (5)分化程度高的细胞，其全能性一定低( ) (6)细胞内开始产生某种抗体，表明该细胞发生了分化( ) (7)细胞内出现了ATP水解酶，不能表明该细胞发生了分化( ) × √ × √ × √ √ 【第2课时】 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 1.细胞衰老。 (1)主要特征。 通透性____，使物质运输功能____ ____，使细胞萎缩，体积____ _____，如________活性↓致________ ____致______，妨碍物质__________ _____，______活性↓，呼吸速率____ ____，核膜____，染色质____使染色____ 减少 酪氨酸酶 老年斑 增大 内折 收缩 积累 改变 降低 细胞核 细胞膜 细胞质 细胞衰老的特征 水分 线粒体 多种酶 色素 变小 活性↓ 减慢 加深 代谢 速率 减慢 数量↓ 黑色素↓ 与溶酶体功 能降低有关 交流和传递 老年白发 呼吸酶 记忆口诀 细胞核体积 细胞体积 色素 水分 物质运输功能 酶活性 呼吸速率 代谢速率 无法复 制转录 溶酶体 个体衰老的特征 用“细胞衰老的特征”分析 老年白发 毛囊黑色素细胞内________活性降低，黑色素合成受阻 老年斑 皮肤细胞内的____积累，主要是脂褐素的堆积 皮肤干燥发皱 皮肤细胞内的____减少，细胞萎缩，体积____ 体能下降 ______数目减少，呼吸速度减慢 吸收能力下降 ______通透性改变，物质运输能力____ 酪氨酸酶 色素 水分 变小 线粒体 ①老 年 白 发：头皮的毛囊黑色素细胞内___________________________。 ②白化病白发：头皮的毛囊黑色素细胞内___________________________，根本原因是________________________。 用“细胞衰老的特征”解释“个体衰老的特征” 【辨析提升】两种白发的原因。 【科学分析】 降低 细胞膜 酪氨酸酶活性↓,合成黑色素↓ 酪氨酸酶缺乏,不能合成黑色素 细胞核内酪氨酸酶基因突变 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 1.细胞衰老。 (2)原因假说：目前为大家普遍接受的是__________和__________。 ①自由基学说： 细胞代谢产生的______会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的________，导致细胞衰老。 自由基 自由基学说 端粒学说 生物分子 自由基 磷脂 蛋白质 DNA 生物膜损伤比较大 活性下降 可能引起基因突变 细胞内各种 氧化反应 产生更多 有害物质入侵 辐射 指异常活泼(因含有未配对电子)的带电分子或基团 细胞 产生 攻击破坏 细胞分子 概念 异常活泼 带电 (正反馈·雪崩式反应) 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 1.细胞衰老。 (2)原因假说：目前为大家普遍接受的是__________和__________。 ①自由基学说： 自由基学说 端粒学说 【克星】超氧化物歧化酶(SOD)可清除自由基，延缓细胞衰老 【温馨提示】随着年龄增加，人体产生能清除自由基的抗氧化酶和抗氧化剂的能力逐渐降低，对自由基损害的防御能力下降，导致细胞衰老。 细胞代谢产生的______会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的________，导致细胞衰老。 自由基 生物分子 逐渐降低 谷胱甘肽、维生素C β-胡萝卜素、维生素E 半胱氨酸、硒化物 疏基乙醇、辅酶Q等 抗氧化酶(酶系统) 抗氧化剂(非酶系统) 谷胱甘肽过氧化物酶 超氧化物歧化酶 过氧化物酶 过氧化氢酶 细胞内清除自由基的防御系统 【走进科学】 30 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 1.细胞衰老。 每条染色体两端的端粒的_________会随细胞分裂次数增加而被“____”，进而损伤内侧___________________，使细胞渐趋异常。　 (2)原因假说：目前为大家普遍接受的是__________和__________。 自由基学说 端粒学说 DNA序列 正常基因的DNA序列 随细胞分裂次数增加 端粒的DNA序列会截短 ②端粒学说： 截短 1991年发现 缩短到一定程度→可能会启动DNA损伤检测点→激活相关基因→不可逆地退出细胞周期 【端粒】指每条染色体的两端都有的特殊一段序列DNA-蛋白质复合体 两端 一段特殊 序列DNA-蛋白质 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 1.细胞衰老。 (2)原因假说：目前为大家普遍接受的是__________和__________。 自由基学说 端粒学说 【延伸思考】“端粒学说”能否解释所有细胞的衰老？ 指每条染色体的两端都有的特殊一段序列DNA-蛋白质复合体 端粒DNA序列缩短 细胞活动渐趋异常 端粒内侧正常基因 的DNA序列受损伤 每次细胞分裂 两端 一段特殊序列DNA-蛋白质 否 哺成红细胞 端粒 概念： 学说 每条染色体两端的端粒的_________会随细胞分裂次数增加而被“____”，进而损伤内侧___________________，使细胞渐趋异常。　 DNA序列 正常基因的DNA序列 ②端粒学说： 截短 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 1.细胞衰老。 (2)原因假说：目前为大家普遍接受的是__________和__________。 自由基学说 端粒学说 每条染色体两端的端粒的_________会随细胞分裂次数增加而被“____”，进而损伤内侧___________________，使细胞渐趋异常。　 DNA序列 正常基因的DNA序列 ②端粒学说： 截短 端粒酶 ：是延长端粒的一种酶，使得细胞分裂次数增加。 拓展 延长端粒 【组成】端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体，以自身RNA为模板，以自身蛋白质催化合成端粒DNA。因此端粒酶具有______酶的活性。 【活性】端粒酶在大多数细胞中的活性____，在癌细胞和精原细胞中的活性____。 逆转录 很低 较高 【思考】肿瘤细胞能无限增殖的原因？ 端粒酶活性很高 ______生物：同步 ______生物：不同步 个体衰老 细胞衰老 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 1.细胞衰老。 (3)与个体衰老的关系——__________。 单细胞 多细胞 随着年龄的增长，细胞继续分裂的次数会逐渐____，这说明细胞会随着分裂次数的增多而____。 (4)与年龄的关系： 细胞衰老死亡__个体衰老死亡 细胞衰老死亡__个体衰老死亡 衣藻 草履虫 细菌 不一定同步 (机体任何时候都同时含有年轻细胞和衰老细胞) 个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程 细胞衰老是人体内发生的____生命现象，正常的细胞衰老有利于机体__________________。 更好地实现自我更新 正常 (5)意义： = ≠ 减少 衰老 (1)年轻个体中并非所有细胞都年轻：如肝细胞寿命约18m、皮肤细胞寿命＞10d、小肠上皮细胞寿命1-2d，红细胞120d，白细胞5-7d等。 (2)衰老个体中并非所有细胞都衰老：如造血干细胞随时都在分裂分化产生__________，又如人体每100个细胞中，每天有1-2个细胞更新，自然更新率为_____。 (3)衰老细胞中并非所有酶活性都降低：只是____酶活性降低，但与衰老(凋亡)相关基因选择性表达的酶活性却特别高，如脂褐素等色素合成酶的活性却____。 三个“并非” 多数 很高 新的血细胞 1-2% 【温馨提示】 1.生物体内的绝大多数细胞，都要经过分化、衰老、死亡等阶段。研究表明，人类面临着三种衰老：第一种是生理性衰老，是指随着年龄增长所出现的生理性退化；第二种是病理性衰老，即由内在或外在的原因使人体发生病理性变化，使衰老现象提前发生；第三种是心理性衰老，人类由于体力或精神负担过重等各种原因，导致产生“未老先衰”的心理状态而影响机体的整体功能。下列说法错误的是 A. 个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程 B. 焦虑、紧张等精神因素会使免疫力下降，加速病理性衰老的发生 C. 随着细胞分裂次数的增加，端粒DNA被截短导致的衰老属于病理性衰老 D. 细胞分化和衰老都会导致细胞形态、结构和功能发生变化 【反馈练习】 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 2.细胞死亡: (1)细胞凋亡。 ①概念： 包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的主要方式。 指由____所决定的细胞____结束生命的过程，是一种__________。 基因 自动 程序性死亡 凋亡 坏死 凋亡 生理性死亡 实质是________________________的结果 与凋亡相关基因选择性表达 ②实例和意义。 胎儿手的发育 蝌蚪尾的消失 衰老细胞清除 靶细胞清除 【温馨提示】正在发育和成熟的生物体中，细胞凋亡的数量是惊人的。如：健康的成人体内，在骨髓和肠中，每小时约有10亿个细胞凋亡。脊椎动物的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 2.细胞死亡: (1)细胞凋亡。 ①概念： 包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的主要方式。 指由____所决定的细胞____结束生命的过程，是一种__________。 基因 自动 程序性死亡 凋亡 坏死 凋亡 生理性死亡 实质是________________________的结果 与凋亡相关基因选择性表达 ②实例和意义。 实例 意义 ①________中细胞的程序性死亡 ①完成________ ②成熟生物体中细胞的________ ②维持________的稳定 ③被病原体感染的______清除 ③抵御________的干扰 个体发育 正常发育 自然更新 内部环境 靶细胞 外界因素 【温馨提示】正在发育和成熟的生物体中，细胞凋亡的数量是惊人的。如：健康的成人体内，在骨髓和肠中，每小时约有10亿个细胞凋亡。脊椎动物的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡。 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 2.细胞死亡: (1)细胞凋亡。 ③机理/过程： 包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是主要方式。 凋亡 坏死 凋亡 凋亡诱导因子(外因)→染色质固缩、分离并沿核膜分布→细胞皱缩变小 质膜向外突起→包裹染色质和细胞器等碎片→分离形成凋亡小体 被巨噬细胞 吞噬 【DNase酶】切割DNA形成片段 【Caspase酶】降解蛋白形成多肽 细胞凋亡是内外因共同作用的结果。 芽状 突起 凋亡小体 变小 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 2.细胞死亡: (1)细胞凋亡。 ③机理/过程： 包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是主要方式。 凋亡 坏死 凋亡 细胞凋亡是内外因共同作用的结果。 说明凋亡有特异性，体现细胞膜的信息传递功能即：在特定时期凋亡特定细胞 吞噬细胞吞噬凋亡小体需要溶酶体的参与 【分子水平】凋亡是相关基因的选择性表达，有新蛋白出现 【细胞水平】出现凋亡小体体现了膜的流动性 信息传递 流动 溶酶体 特异 选择性表达 1.下列与细胞凋亡有关的说法，正确的是 A．细胞被病原体感染后的死亡均属于细胞凋亡 B．人的成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达 C．凋亡细胞体积变大，线粒体数量减少，细胞核体积变小 D．在细胞凋亡时，细胞的内容物通常不会释放到内环境中 【反馈练习】 〖辨析〗被病原体感染后的靶细胞死亡方式。 (1)若被病原体感染后，又被机体免疫系统清除，则属于________。 (2)若被病原体感染而死亡，则属于________。 细胞坏死 细胞凋亡 极端的物理因素 极端的化学因素 病理性刺激—石棉粉尘 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 2.细胞死亡。 (2)细胞坏死。 在________因素影响下，如极端的________或严重的__________的情况下，由细胞正常代谢活动__________引起的细胞__________。 种种不利 受损或中断 损伤和死亡 理化因素 病理性刺激 力-电-冷-热等 致病因子、病原体等 由____________的“意外”引起的______________死亡。 ②实质： 不受基因控制 被动的、病理性 ①概念： 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 2.细胞死亡。 (2)细胞坏死。 ③辨析：与细胞凋亡的区别。 细胞凋亡 细胞坏死 内陷变小 变大 与周围细胞不脱离 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 2.细胞死亡。 (2)细胞坏死。 ③辨析：与细胞凋亡的区别。 项目 细胞凋亡 细胞死亡 原因 外因 内因 作用范围 细胞膜 细胞变化 特点 个体影响 生理性信号、病理性信号 温和性损伤 (衰老) (病原体感染) (力热冷等) 与凋亡有关的基因选择性表达 强烈理化因素、严重病理性刺激 剧烈损伤 不受基因控制 多为单个散在细胞 大片组织或成群细胞 内陷，形成凋亡小体 破裂，胞浆外溢 变小，与周围细胞脱离 肿胀变大，与周围细胞不脱离 主动、生理性死亡 被动、病理性死亡 有利，无炎症反应 不利，有炎症反应 1.判断下列过程是凋亡还是坏死。 （1）在胚胎发育时期清除多余的细胞建成器官 （2）胎儿尾的消失，手的发育，蝌蚪尾的消失 （3）在成体中，细胞衰老死亡后的自然更新 （4）被病原体感染的细胞被吞噬细胞清除 （5）被病原体感染的细胞裂解释放更多病原体 （6）身体被烫伤 细胞凋亡 细胞凋亡 细胞凋亡 细胞凋亡 细胞坏死 【反馈练习】 细胞坏死 【反馈练习】 2.细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如下图所示。下列有关叙述不正确的是 A．细胞凋亡是基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用 B．细胞坏死最终以细胞膜破坏，胞浆外溢而死亡，往往会引起组织炎症 C．吞噬细胞吞噬消化凋亡小体以及清除被病原体感染的细胞都与溶酶体有关 D．吞噬细胞吞噬消化凋亡小体以及清除被病原体感染的细胞不能体现细胞膜的信息交流功能 【反馈练习】 3.研究发现,病原体侵入细胞后,细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体,经过一系列过程,最终导致该细胞炎症性坏死,病原体被释放,该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是 A. 蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的 B. 敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡 C. 细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化 D. 细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化 通俗地说，就是吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将______________的细胞结构等，通过______________降解后______。 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 2.细胞死亡。 (3)细胞自噬。 ①概念： 受损或功能退化 溶酶体(或液泡) 再利用 生物膜 细胞 结构 自噬体 溶酶体 自噬 溶酶体 产物 再利用 生理性变化 通俗地说，就是吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将______________的细胞结构等，通过______________降解后______。 溶酶体(或液泡) 再利用 生理性变化 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 2.细胞死亡。 (3)细胞自噬。 ①概念： 受损或功能退化 ②实例和意义： 实例 意义 营养缺乏时 获得维持生存所需__________ 细胞衰老或损伤时 清除__________的细胞器 维持细胞________的稳定 微生物入侵时 清除感染的____________ 【温馨提示】有些激烈的细胞自噬可诱导________。研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬________有关。细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治如癌症等有重要意义。 细胞凋亡 发生障碍 物质和能量 微生物和毒素 内部环境 衰老或受损 日本大隅良典因细胞自噬研究成果 荣获2016年诺贝尔生理学或医学奖 1．细胞的自噬作用是依赖溶酶体清除细胞内变性或错误折叠的蛋白质、衰老或损伤的细胞器的过程。下列有关分析错误的是 A．细胞的自噬作用普遍存在于真核细胞中 B．细胞的自噬作用有利于细胞内稳态的维持 C．溶酶体内合成的水解酶能水解衰老的线粒体 D．胞内异常蛋白质的降解产物可以留在细胞内再利用 【反馈练习】 【第3课时】 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变 正常机体的细胞在________的作用下，细胞中________发生变化而变成的不受机体控制的、连续进行分裂的________细胞。 癌细胞的特征 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 3.细胞癌变。 (1)癌细胞的概念: 致癌因子 遗传物质 恶性增殖 物理、化学、病毒 (2)癌细胞的特征。 扩散 不死 变态 失抑 在____条件下能够________ 无限增殖 适宜 人体细胞一般能分裂50-60次 体外培养最多分裂50次左右 癌细胞含水量_，呼吸v_，细胞周期__ ↑ ↑ ↓ ________发生显著变化(各种形态→____) 形态结构 球形 细胞膜上的______等物质减少，细胞之间的______显著降低，容易在体内__________ 糖蛋白 分散和转移 黏着性 【糖蛋白】数量_，种类_(如甲胎蛋白、癌胚抗原等) ↓ ↑ 丧失细胞之间的________现象 接触抑制 基因突变 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 3.细胞癌变。 (3)癌变机理。 正常细胞 癌细胞 理化致癌因子 累积 基因重组 病毒致癌因子 (含癌基因和致癌序列) 人类基因组 【癌变机理】环境中的理化致癌因子会损伤细胞中的_____分子，使________和________发生________至少____个；或者：环境中的病毒致癌因子的______和________感染整合进人的基因组中，通过________导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。 原癌基因 抑癌基因 5~6 癌基因 致癌序列 DNA 基因重组 原癌基因、抑癌基因 整合 突变累积 5～6个，具____效应 累积 患癌症的多为____人 老年 基因突变 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 3.细胞癌变。 (3)癌变机理。 正常细胞 癌细胞 理化致癌因子 累积 基因重组 病毒致癌因子 (含癌基因和致癌序列) 人类基因组 原癌基因、抑癌基因 整合 ①外因——致癌因子。 5～6个，具____效应 累积 患癌症的多为____人 老年 基因突变 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 3.细胞癌变。 (3)癌变机理。 正常细胞 癌细胞 理化致癌因子 累积 基因重组 病毒致癌因子 (含癌基因和致癌序列) 人类基因组 5～6个，具____效应 累积 原癌基因、抑癌基因 整合 ②内因——基因突变或基因重组 基因突变 种类 原癌基因 抑癌基因 原功能 突变后变化 表达的蛋白质是细胞正 常的生长和增殖所必需 【温馨提示】人和动物正常细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的原癌基因和抑癌基因，是维持机体活动所必需的一类正常基因，二者共同对细胞的生长和增殖起调节作用。 突变或过量表达导致 相应蛋白质活性过强 表达的蛋白质能抑制细胞 的生长和增殖或促进凋亡 突变导致 相应蛋白质活性减弱/失活 生长和增殖 促进凋亡 抑制 生长和增殖 减弱 增强 /失活 患癌症的多为____人 老年 考点二：细胞的衰老、死亡和癌变。 3.细胞癌变。 (4)预防、诊断和治疗。 ①预防：远离致癌因子，选择健康的生活方式，保持良好的心理状态。 ②诊断：病理切片的显微观察、CT、核磁共振以及癌基因检测等。 ③治疗：手术切除、化疗和放疗等。 【新技术】免疫治疗、靶向药物治疗 致癌因子 健康 良好 【思考】化疗用的抗癌剂,作用于癌细胞分裂的哪个时期？作用机理是什么？有副作用吗？ 间期 抑制DNA的复制 和有关蛋白质的合成 无特异性，有副作用 放疗和化疗是在诱导癌细胞____ 坏死 【温馨提示】 1.原癌基因和抑癌基因并不是“坏基因”，正常细胞中都含有原癌基因和抑癌基因，二者对细胞生长、增殖和分化起着调节作用。 2.正常细胞并非一个原癌基因或抑癌基因突变即可引发细胞癌变。细胞癌变而是至少5～6个基因突变的一种累积效应，即：细胞癌变并非单一基因突变的结果。 3.原癌基因和抑癌基因并非只是癌细胞含有，正常细胞都含有。但是，癌细胞内还含有至少5～6个癌基因。 4.癌基因并不只是来源于原癌基因和抑癌基因的突变，还来源于病毒致癌因子的基因重组。 5.甲胎蛋白和癌胚抗原并非是癌细胞突变产生的新基因表达的产物。二者在细胞表面含量增多，超过了正常范围，是原有基因在癌基因产物的作用下进行过量表达的结果。 6.癌症是由遗传物质改变引起的疾病，因而属于遗传病，但不可遗传，因为癌细胞进行有丝分裂，不产生配子。 7.癌症患者多为老年人是因为细胞癌变需要长期累积，而且老年人的免疫系统的监控清除功能下降。 1.判断正误： (1)癌细胞在条件适宜时可无限增殖( ) (2)癌变前后，细胞的形态和结构有明显差异( ) (3)原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖( ) (4)癌细胞表面糖蛋白减少，使得细胞容易扩散并无限增殖( ) (5)原癌基因只存在于癌细胞中，抑癌基因只存在于正常细胞中( ) (6)原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传( ) √ √ × × 【反馈练习】 癌细胞是由体细胞突变来，不遗传给后代 × × 【反馈练习】 2.关于癌症，下列叙述错误的是 A. 成纤维细胞癌变后变成球形，其结构和功能会发生相应改变 B. 癌症发生的频率不是很高，大多数癌症的发生是多个基因突变的累积效应 C. 正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是抑癌基因突变成原癌基因 D. 乐观向上的心态、良好的生活习惯，可降低癌症发生的可能性 3.结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤,如图是结肠癌发生的简化模型。下列关于结肠癌发生及预防的分析,错误的是 A. 从细胞形态角度分析,结肠癌细胞已失去了正常结肠上皮细胞的形态 B. 从基因角度分析,结肠癌的发生是多种原癌基因和抑癌基因突变的累积 C. 从基因表达角度分析,结肠癌细胞的细胞膜上糖蛋白的表达量增强 D. 从蛋白质活性角度分析,结肠癌细胞内蛋白质的活性可出现增强、减弱甚至丧失 【反馈练习】 1.绘制：概念图。 【归纳提升】 细胞各种生命历程的关系 细胞增殖 细胞癌变 细胞分化 受精卵 许多 相同细胞 形态-结构-功能 不同的细胞 组织 器官 系统 完整 个体 畸形分化 种类增多 衰老 正常 凋亡 正常 坏死 异常 恶性 数量增多 (1)除________与________对生物体不利外，其余均对生物体有积极意义。 (2)除________发生了遗传信息改变外，其余均未改变。 (3)除________不受基因控制外，其余均与基因有关，即受基因控制。 (4)基因突变引起的是________。 (5)基因选择性表达引起的有________、________、________。 (6)能引起细胞形态-结构-功能发生变化的有________________。 细胞癌变 细胞癌变 细胞坏死 细胞坏死 细胞癌变 细胞分化 细胞衰老 细胞凋亡 细胞所有生命历程 项目 细胞分化 细胞衰老 细胞凋亡 细胞坏死 细胞癌变 结果 实质 与基因关系 对机体影响 遗传 物质 【归纳提升】 细胞各种生命历程的关系 不同组织 和器官 正常衰老 正常死亡 意外死亡 引发炎症 癌细胞 基因选择性 表达 内外因 共同作用 遗传机制决定 的程序性调控 只受外界不 利因素影响 致癌因子诱发基因突变或基因重组 受基因控制 不受 基因控制 受基因控制 有利 不利 不改变 改变 2.列表辨析。 1.下图为人体细胞生命历程示意图，图中①～⑥为不同时期的细胞，a～d表示生理过程。有关叙述正确的是 A. 过程a中细胞的表面积与体积的比增大 B. ①～⑥细胞中的DNA以及mRNA相同，蛋白质不同 C. 过程a～d受基因控制，但是细胞凋亡不受基因控制 D. 过程d中细胞核体积增大，细胞膜的通透性改变 生长 分裂 分化 衰老 【反馈练习】 2.如图为人体部分细胞的生命历程示意图，图中①～⑩为不同的细胞，a～f表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是 A．④⑤⑥⑦的核基因相同，细胞内的蛋白质种类和数量不同 B．d过程的细胞内染色质收缩但不影响DNA复制和转录 C．e过程的细胞不会发生细胞凋亡而且细胞周期还会延长 D．已经成熟的生物体中，细胞的自然更新只需通过f过程即可完成 【反馈练习】 【反馈练习】 3.“细胞凋亡转向”假说认为，在生物体内，增殖失控的细胞大部分会发生凋亡并被免疫系统清除，极少数增殖失控的细胞在致癌条件下发展成为癌细胞。下列相关描述正确的是 A. 细胞凋亡和癌变均是增殖失控的细胞正常的生命历程 B. 在细胞凋亡过程中，细胞内酶的活性均降低 C. 致癌条件可诱使细胞中的正常基因突变成原癌基因 D. 细胞在癌变或凋亡的过程中表达的基因不完全相同 4.下图为哺乳动物机体中位于小肠绒毛基部的上皮细胞(a)，不断增殖、分化形成吸收细胞(b)后向上迁移，补充小肠绒毛顶端凋亡的细胞(c)。下列相关叙述错误的是 A. a、b细胞含有相同的遗传物质，但细胞中基因的执行情况不同 B. 已分化的b细胞在形态、结构和生理功能上发生改变，但细胞核仍具有全能性 C. b细胞衰老后细胞核体积会增大，但细胞新陈代谢的速率减慢 D. c细胞凋亡有利于吸收细胞更新，但不利于机体内部环境的稳定 【反馈练习】 5.异常活泼的带电分子或基团称为自由基，自由基学说是一种解释细胞衰老原因的假说，相关内容如图所示。下列叙述不正确的是 A．②①过程引起的作用效果属于正反馈调节 B．②过程可能直接导致血红蛋白的合成场所受损 C．③过程会使线粒体内丙酮酸的氧化分解速率减慢 D．④过程中DNA被攻击后可能导致细胞发生癌变 【反馈练习】 6.最新研究表明，决定细胞“命运”的内因是基因的选择性表达，而外因则取决于细胞对细胞外信号的特异性组合所进行的程序性反应，下图为部分信号决定细胞“命运”的示意图，图中字母分别代表不同的胞外信号，下列有关细胞外信号的说法正确的是 A. 只要有胞外信号d和e，细胞就一定会进行分裂 B. 对于癌细胞而言，细胞外信号a～e可能会持续起作用 C. 只有细胞外信号f和g能诱导细胞内的基因选择性表达 D. 由于细胞凋亡无胞外信号作用，可证明细胞凋亡与基因无关 【反馈练习】 【课堂小结】 69 $$