细胞凋亡受基因控制
高中生物新教材必修第一册教案讲义:细胞的衰老和死亡
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细胞的衰老和死亡[学习目标] 1.描述细胞衰老的特征和原因。
2.描述细胞凋亡和细胞坏死的区别。
3.探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系,关注老年人的健康。
一、细胞衰老1.细胞衰老的特征(1)衰老细胞的代谢的变化(2)衰老细胞的细胞核的变化 轻巧记忆 细胞衰老特征记忆口诀一大:细胞核体积变大,染色质收缩,染色加深。
一小:细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小。
一多:细胞内色素逐渐积累增多。
三低:细胞膜的物质运输功能降低,多种酶的活性降低,新陈代谢速率降低。
2.细胞衰老的原因(1)自由基学说①自由基本质:异常活泼的带电分子或基团。
②自由基来源⎩⎪⎨⎪⎧氧化反应中产生辐射以及有害物质入侵 ③作用机理⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫攻击磷脂分子,损伤生物膜攻击DNA ,可能引起基因突变攻击蛋白质,使蛋白质活性下降攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子(2)端粒学说①端粒本质:DNA —蛋白质复合体。
②端粒位置:染色体的两端。
③作用机理:端粒DNA 序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA 序列就会受到损伤。
3.细胞衰老与个体衰老的关系(1)单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
(2)多细胞生物 ①细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡。
②两者之间的联系:个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
4.年龄因素与细胞衰老的关系(1)实验⎩⎪⎨⎪⎧将年轻人的体细胞去核后与老年人的细胞核融合,结果细胞不分裂将老年人的体细胞去核后与年轻人的细胞核融合,结果细胞分裂旺盛 该实验说明细胞核可以影响细胞的分裂。
(2)细胞核是细胞生命活动的控制中心,随着细胞分裂次数的增多,或者细胞进入衰老状态,细胞核中的遗传物质会出现收缩状态,细胞中一些酶的活性会下降,从而影响细胞的生活。
判断正误(1)细胞衰老时,所有酶的活性都降低( )(2)衰老细胞的细胞核体积减小,细胞体积增大,染色质收缩,染色加深( )(3)同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关( )(4)自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老( )答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×解析 (1)衰老细胞内大多数酶的活性都降低,但并不是所有酶的活性都降低,如与衰老、凋亡有关的酶活性提高。
(文末附答案)2022届高中生物细胞的生命历程基础知识题库
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(每日一练)(文末附答案)2022届高中生物细胞的生命历程基础知识题库单选题1、下列关于细胞分化、衰老、凋亡和细胞全能性的叙述中,正确的是()A.造血干细胞增殖分化成三种血细胞,其所含的蛋白质种类完全不同B.端粒学说认为,细胞衰老的原因是端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截C.感染病原体的细胞被清除的过程属于细胞坏死D.植物体的分生组织细胞没有分化,不具有全能性2、真核细胞内不具有膜包裹的结构统称为非膜结构,包括颗粒状和纤维状结构,如核糖体、染色体、细胞骨架等。
下列说法错误的是()A.细胞骨架由蛋白质纤维组成,能维持细胞形态B.纺锤体由纺锤丝组成,出现于有丝分裂前期,消失于有丝分裂后期C.染色质与染色体物质组成相同,但存在形态不同D.中心体由两个中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂密切相关3、下列关于细胞衰老的特征及原因,叙述错误的是()A.衰老细胞内色素积累,妨碍了细胞内物质的交流和传递B.衰老的细胞体积增大,使细胞与外界进行物质交换的效率降低C.细胞衰老可能是由于代谢产生的自由基破坏了DNA或蛋白质所致D.细胞衰老可能是由于分裂次数增加而端粒变短使DNA受损所致4、下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是()A.衰老细胞、癌细胞和凋亡细胞中均含凋亡基因,若在癌细胞中表达可使其凋亡B.RNA聚合酶发挥作用的细胞一定发生了分化C.造血干细胞分化导致基因选择性表达,产生多种血细胞D.寿命越长的正常细胞,其分裂能力就越强5、关于动物细胞和高等植物细胞通过有丝分裂进行增殖的过程的区别,下列叙述错误的是()A.在分裂间期,动物细胞有中心体的复制,高等植物细胞没有B.在分裂前期,动物细胞和高等植物细胞纺锤体的形成方式不同C.在分裂后期,动物细胞和高等植物细胞染色体的行为不同D.在分裂末期,动物细胞与高等植物细胞质分裂的方式不同多选题6、下列关于观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂的实验的评价,合理的是()。
药物流产中细胞凋亡的基因调控机制研究进展
![药物流产中细胞凋亡的基因调控机制研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/017a16d980eb6294dd886c77.png)
中国计划生育学杂 志 2 0 0 8年第 7期 总第 13期 5
药 物 流产 中细 胞 凋 亡 的基 因调 控 机 制 研 究 进 展
张 丽娟 综 述
细胞凋亡 也称 程序 性细胞 死 亡 ( C , 指一 系列 连 续 P D) 是
刘瑞 芬 审校
凋 亡均 有直接或间接 的调控作用 。通常将这 些基 因分为 两大 类, 促细胞 凋 亡 基 因 和抑 细胞 凋 亡 基 因。现 将 促 凋 亡 基 因
bx 0 3 F s 因 , a 、5 、 a 基 抑癌基 因 bl 、 rin以及双 向基 因 c c 一2 s v i u v —
人 F s 因位 于第 1 a基 0号 染 色体 长 臂 上 , F s ( a 而 aL F s配 体) 位于人 的第 1号染 色体 上 , 只在 活化 的 T细 胞 上发 现有
可以诱导 细胞 色素 c的释放 , 激活 csae3蛋 白酶 , aps 引起 细胞 凋亡 , 因此认为 bx是重要 的促凋 亡基 因之一 。bx 位 于细 a a定
滋养 细胞 更为 明显 J 。宋 淑芳 等观察到米 非 司酮作用后 的绒
毛及蜕 膜组织 F s F s a 及 aL的蛋 白表达量均 明显增 加 J 。表 明
用 J 。当 bl e 一2表达 >bx时 ,c 一 a bl 2与 bx的异 源二聚体增 a 多, 细胞趋 于存 活 ; c 一2表达 <bx时 , a bl a bx本身形成 同源二
聚体 占主导 , 细胞趋 于凋亡 。
sri n是一种哺乳类 动物独 特 的凋 亡抑 制基 因 , 于染 uv i v 位 色体 1 q 5 是近年来 发现 的凋亡 蛋 白抑制 因子 (A 家族 中 72 , IP) 的一个新成员 , 因为其抑 制凋 亡 有利 于肿 瘤细胞 存 活而得 名 为“ 存活素 ” uv i 。srin主要 出现在 细胞 周 期 的 G v 2~M 期 , 发 挥抗 凋亡作用 ” 。由于 sri n广泛表 达于 人类各 类肿瘤 组 uv i v 织中, 因此 , 引起广 泛重视 。 目前 ,uv i 因的研究 多集 中 sri n基 v 在抗肿 瘤 的治 疗 中。有研 究 I 实 , 孕绒 毛 滋养层 细胞 1 ¨证 早 和蜕 膜组织 中存在 srii 因, uv n基 v 在滋养层 细胞和 蜕膜腺上 皮 细胞 中呈 高表达 , 利 于这些 组织 的 内部稳 定与 分 化 。表达 有 多集 中于细胞浆 中 , 在蜕 膜腺 上皮 细胞则 集 中表 达于 细胞 核 中。米非 司酮 作 用 后 的绒毛 及 蜕 膜 组 织 中 ,uv i 白及 srin蛋 v mN R A表达量 明显降低 。表 明米 非司酮可 明显抑制 出现于 G 2
2024-2025学年高一生物必修1(配人教版)教学课件第6章第3节细胞的衰老和死亡
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攻击__蛋__白__质___,使__蛋__白__质__活__性__下__降_______
(2)端粒学说 ①端粒本质:__D_N__A_—__蛋__白__质__复__合__体____。 ②端粒位置:__染__色__体____的两端。 ③作用机理:端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧__正__常__基__因__的_D__N_A__序__列____ 就会受到损伤。
课程标准 1.理解细胞衰老在形态、结构和功能上的特征和原因,关注老龄化社会,关 爱老年人。 2.理解细胞衰老的机制,并能运用科学事实与证据进行评价。 3.比较细胞凋亡和坏死的区别,关注科技前沿,理解细胞凋亡是基因控制下 的自然生理过程,构建生命观念。
目录索引
主题一 细胞衰老 主题二 细胞的死亡 综合情境探究 细胞自噬
表现
原因
满脸皱纹
_皮__肤__细__胞__内__水__分__减__少__,_细__胞__萎__缩_,_体__积__变__小______
出现“老年斑”
_皮__肤__细__胞__中__色__素__积__累_______________________
浑身乏力、行动迟缓 _老__年__人_细__胞__中__与__呼__吸__有__关__的__酶__活__性__降__低__,_代__谢__缓_ 慢
3.细胞衰老与个体衰老的关系 (1)单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是__个__体__的__衰__老__或__死__亡____。 (2)多细胞生物 ①细胞的衰老和死亡__不__等__于____个体的衰老和死亡。 ②两者之间的联系:个体衰老的过程也是组成个体的细胞_普__遍__衰__老___的过 程。
细胞凋亡
![细胞凋亡](https://img.taocdn.com/s3/m/413162ed102de2bd96058800.png)
human prosurvival members (seven): Bcl-2, Bcl-xL, Bcl-w, Mcl-1, Bcl2l10, Bfl-1 and Bcl2l12 pro-apoptotic members (six): Bax, Bak, Bok, Bcl-G, Bcl-rambo and Bfk viral proteins (e.g. A52, K7) adopt a Bcl-2-like fold "BH3-only" subfamily (10): Bid, Bad, Bik, Bim, Bmf, Noxa, Puma, Hrk, Beclin1 and MULE.
BcL-2 family
Bc1-2(B cell lymphoma/leukemia-2,B细胞淋巴瘤 白血 ( 细胞淋巴瘤/白血 , 细胞淋巴瘤 是一种原癌基因, 在哺乳类中的同源物。 病-2) 是一种原癌基因,是ced-9在哺乳类中的同源物。和一 在哺乳类中的同源物 般的癌基因不同, 延长细胞的生存, 般的癌基因不同,Bc1-2延长细胞的生存,能抑制细胞凋亡, 延长细胞的生存 能抑制细胞凋亡, 而不是促进细胞的增殖 。 Bcl-2家族已发现 个成员,所有 家族已发现26个成员 家族成员均含有1 家族已发现 个成员,所有Bcl-2家族成员均含有 家族成员均含有 个或多个BH结构域 蛋白含有4个 结构域。 同源结构域, 个或多个 结构域。蛋白含有 个Bcl-2同源结构域,依次命 同源结构域 名为BHl、BH2、BH3和BH4。 名为 、 、 和 。 可分为3个亚族: 可分为 个亚族:Bcl-2亚家族 Bax亚家族 BH3亚家族 个亚族 亚家族, 亚家族, 亚家族 亚家族 亚家族
凋亡抑制( 凋亡抑制(apoptosis on)基因 )
常见的细胞凋亡诱导剂和抑制剂
![常见的细胞凋亡诱导剂和抑制剂](https://img.taocdn.com/s3/m/33e575c289eb172ded63b7d0.png)
表1 常见的细胞凋亡诱导剂和抑制剂诱导剂与抑制剂靶细胞诱导剂激素地塞米松T细胞细胞因子IL—2 胸腺细胞TGF—β肝细胞、上皮细胞、慢性B淋巴瘤细胞IL—10 髓样白血病细胞IFN—Υ前B细胞、T细胞抗体抗IgM抗体B细胞抗IgD抗体B细胞抗HLA—II抗体静止B细胞超抗原SPE CD4+T细胞胞内信号分子调节剂放线菌酮T细胞PKC激活剂胸腺细胞其他DNA拓扑异构酶抑制剂白血病细胞放射线淋巴样细胞抑制剂细胞因子IL—2 T H1细胞IL—4 T H2细胞IL—10 B、T细胞IFN—ΥT细胞IL—4 B细胞黏附分子LFA—1、ICAM—1 B细胞VLA—4、VCAM—1 B细胞胞内信号分子调节剂PKC激活剂T、B细胞细胞凋亡(apoptosis)是一种由基因控制的细胞自主死亡方式。
1972年,英国教授Kerr首先提出凋亡的概念。
近十余年来,细胞凋亡现象引起了广泛重视,有关的研究工作取得重要进展,并成为医学生物学各学科共同关注的极为活跃的研究领域。
细胞凋亡与组织器官的发育、肌体正常生理活动的维持、某些疾病的发生以及细胞恶变等过程均有密切的关系。
1.形态学变化:细胞凋亡的形态变化大致可分为三个阶段:1)胞体缩小,与周围细胞失去联系,细胞器变致密,核体积缩小,核仁消失,染色质浓集于核膜内表面下,形成新月形致密小斑块。
2)染色体断裂,核膜与细胞膜均内陷,包裹胞内成分(胞浆、细胞器、碎裂的染色质及核膜)形成“泡”样结构,此为“凋亡小体”。
最后,整个细胞均裂解成这种“小体”。
3)凋亡小体被邻近的巨噬细胞、上皮细胞等识别、吞噬、消化。
上述三个阶段维持时间很短,通常在几分钟、十几分钟内即可完成。
2.细胞凋亡的生化改变:1)胞内Ca2+浓度增高所有细胞凋亡过程中均出现胞内Ca2+浓度增高,这可能是Ca2+内流所致。
2)内源性核酸内切酶激活细胞发生凋亡时,由于内源性核酸内切酶被激活,DNA被从核小体连接处水解,形成180—200bp 或其整倍数的片段。
细胞的衰老和凋亡(含解析)
![细胞的衰老和凋亡(含解析)](https://img.taocdn.com/s3/m/1eaf7ee16137ee06eff918c2.png)
课时作业(二十)[学业水平层次(A)]1.关于细胞凋亡过程的叙述,错误的是()A.凋亡开始时,细胞皱缩,细胞膜破裂B.凋亡小体包含染色体片段和细胞器C.凋亡小体是细胞膜内折形成的泡状和芽状突起D.凋亡细胞最终被周围细胞吞噬消化【解析】细胞凋亡分为三个阶段。
开始时细胞皱缩,细胞连接消失,内质网和染色体都发生变化,但细胞膜依然完整。
伴随着核膜破裂,染色体断裂为大小不等的片段,并与一些细胞器聚集后被内折的细胞膜包围,在细胞膜表面形成泡状和芽状突起,即凋亡小体。
在细胞凋亡的第三阶段,脱离的凋亡小体最终被周围的细胞吞噬消化。
【答案】 A2.下列与细胞凋亡过盛有关的疾病或现象是()A.儿童早衰B.老年人行动迟缓、抗病力差C.肿瘤的发生D.再生障碍性贫血【解析】【答案】 D3.下列不属于细胞凋亡的实例的是()A.蝌蚪长到一定程度后尾巴消失B.人皮肤表皮细胞的脱落C.白细胞吞噬过多的细菌导致死亡D.脑细胞因缺氧而死亡【解析】凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,是正常死亡。
A、B、C中提到的都是细胞正常死亡(细胞凋亡),只有D中脑细胞因缺氧而死亡属于细胞坏死。
【答案】 D4.下列有关细胞衰老和凋亡的说法中,正确的是()A.健康的成年人体内,每天都有一定数量的细胞凋亡B.细胞凋亡受环境影响大,机体难以控制C.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D.胚胎发育期,生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行【解析】衰老和凋亡都是细胞的正常生命现象。
在健康的成年人体内,每天都有一定数量的细胞凋亡。
细胞凋亡是一种程序性的死亡,是受机体基因组调控的细胞正常的死亡。
白化病是基因突变导致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的。
胚胎发育期细胞的衰老并不代表机体的衰老,从整体上看,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
【答案】 A5.IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,其作用原理是与细胞凋亡酶结合,从而达到抑制细胞凋亡的目的。
流式细胞凋亡分析
![流式细胞凋亡分析](https://img.taocdn.com/s3/m/4efc9952ad02de80d4d840bd.png)
细胞凋亡的特征
形态学特征: 形态学特征: DNA降解后,形成长度主要为180DNA降解后,形成长度主要为180降解后 180 200bp的DNA片断,随后细胞裂解成许多有 200bp的DNA片断, 片断 膜包被的小体,称为凋亡小体( 膜包被的小体,称为凋亡小体(apoptotic bodies),最后被巨噬细胞吞噬 最后被巨噬细胞吞噬, bodies),最后被巨噬细胞吞噬,但不会引 起周围组织的炎症反应。 起周围组织的炎症反应。凋亡小体是凋亡 细胞特征性的标志。 细胞特征性的标志。如在显微镜下观察到 凋亡小体,则可确认为细胞发生了凋亡。 凋亡小体,则可确认为细胞发生了凋亡。
概 念
细胞凋亡是维持人体正常生理过程和 功能活动所必需的, 功能活动所必需的,是多细胞生物生命活 动过程中不可缺少的组成内容, 动过程中不可缺少的组成内容,是其藉以 存活的需要,贯穿了生物全部生命周期中。 存活的需要,贯穿了生物全部生命周期中。
概 念
细胞凋亡与细胞坏死(necrosis) 细胞凋亡与细胞坏死(necrosis)是 细胞死亡的两种模式, 细胞死亡的两种模式,但两者有明显的区 别。后者是由于细胞受到严重损伤或或大 剂量细胞毒药物作用后发生的被动分解过 并可导致周围组织的炎症反应。 程,并可导致周围组织的炎症反应。
细胞生物学考试题及答案
![细胞生物学考试题及答案](https://img.taocdn.com/s3/m/a48d269eba4cf7ec4afe04a1b0717fd5370cb248.png)
细胞生物学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 细胞膜的主要功能是什么?A. 保护细胞内部结构B. 调节物质进出细胞C. 储存遗传信息D. 进行能量转换答案:B2. 细胞周期中,细胞体积增大主要发生在哪个阶段?A. G1期B. S期C. G2期D. M期答案:C3. 线粒体是细胞内的能量工厂,其主要功能是:A. 合成蛋白质B. 储存遗传物质C. 进行有氧呼吸D. 合成核酸答案:C4. 细胞凋亡是一种:A. 细胞死亡B. 细胞分裂C. 细胞增殖D. 细胞分化答案:A5. 细胞骨架的主要组成成分包括:A. 脂质B. 蛋白质C. 核酸D. 糖类答案:B6. 细胞核的主要功能是:A. 储存能量B. 合成蛋白质C. 储存遗传信息D. 调节细胞代谢答案:C7. 细胞膜上的糖蛋白主要参与:A. 细胞信号传递B. 细胞间连接C. 细胞间通讯D. 细胞运动答案:A8. 细胞分裂中,染色体的复制发生在:A. G1期B. S期C. G2期D. M期答案:B9. 细胞内蛋白质合成的主要场所是:A. 细胞核B. 线粒体C. 核糖体D. 高尔基体答案:C10. 细胞膜的流动性主要依赖于:A. 磷脂双分子层B. 胆固醇C. 蛋白质D. 糖蛋白答案:A二、填空题(每空1分,共10分)1. 细胞膜上的_________结构赋予了膜的流动性。
答案:磷脂双分子层2. 细胞周期包括间期和_________。
答案:有丝分裂期3. 细胞凋亡是由_________控制的程序性细胞死亡。
答案:基因4. 细胞内蛋白质的合成场所是_________,而蛋白质的加工和修饰则在_________中进行。
答案:核糖体;内质网和高尔基体5. 细胞骨架由微管、微丝和_________组成。
答案:中间丝三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述细胞膜的组成和功能。
答案:细胞膜主要由磷脂、蛋白质和少量的糖类组成。
磷脂构成了膜的基本骨架,形成磷脂双分子层;蛋白质则嵌入或贯穿于磷脂双分子层中,执行多种功能,如物质转运、信号传递、细胞识别等。
高一生物细胞的分化癌变衰老和凋亡试题答案及解析
![高一生物细胞的分化癌变衰老和凋亡试题答案及解析](https://img.taocdn.com/s3/m/f248630877c66137ee06eff9aef8941ea76e4b93.png)
高一生物细胞的分化癌变衰老和凋亡试题答案及解析1.下列有关细胞全能性的叙述中,不正确的是()A.受精卵在自然条件下能形成完整个体,因此全能性最高B.生物体内由于细胞分化,全能性不能表达C.卵细胞与受精卵一样,细胞未分化,全能性最高D.植物细胞在一定的条件下离体培养能表现出全能性【答案】C【解析】受精卵是未分化细胞,全能性最高,故A正确;生物体内的细胞会发生细胞分化,全能性不能表达,故B正确;卵细胞是高度分化的细胞,不是未分化的细胞,故C错误;植物细胞在离体培养时,给予适宜的条件,可以表现出全能性,故D正确。
【考点】本题考查细胞全能性的有关知识,意在考查考生识记能力和理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
2.下列哪组是细胞衰老的特征()①细胞无限分裂②水分减少,体积变小③畸形改变④酶活性降低⑤色素积累⑥易分散转移⑦呼吸速度减慢⑧膜透性改变A.①③⑥B.①②⑤⑦C.②④⑤⑦⑧D.②④⑥⑧【答案】C【解析】衰老细胞水分减少,体积变小,酶活性降低,色素积累,呼吸速度减慢,膜透性改变,分析题中几种说法,其中②④⑤⑦⑧符合衰老细胞的特征,细胞能无限分裂、畸形改变、易分散转移为癌细胞特征,故C正确,ABD错误。
【考点】本题考查细胞衰老的有关知识,意在考查考生识记能力和理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
3.高等动物随着胚胎发育,仅有少数细胞依然具有分化成其他细胞类型和构建组织器官的能力,这类细胞称为干细胞,如造血干细胞。
下图中最能完整显示正常机体内干细胞基本特征的是()【答案】D【解析】干细胞是生物体内保留的少数仍具有分裂和分化能力的细胞,它能不断分裂产生子细胞。
有的子细胞仍然具有细胞周期,有的子细胞不再分裂,将分化成具有特定功能的细胞。
已分化的细胞一般不再继续进行分裂,细胞分化具有不可逆转的特性。
D项正确。
【考点】本题考查干细胞的相关知识,意在考查考生能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力。
细胞的死亡类型
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细胞的死亡类型在活组织中,单个细胞受其内在基因编程的调节,通过主动的生化过程而自杀死亡的现象,称程序化细胞死亡(programmed cell death PCD也称细胞凋亡(apoptosis). 早在1972年,Kerr等在研究青蛙尾巴退化时,发现了一种既不同于细胞衰老死亡又不同干坏死的细胞死亡方式,即细胞凋亡,并从形态学上详细描述了其特征。
然而直到近年来发现它的发生机制由基因调控,先与细胞识别和信号传递有关,才引起人们的重视。
细胞凋亡常为单个散在分布的细胞。
早期形态学改变为染色质固缩,常聚集于核膜呈境界分明的颗粒状或新月形小体,细胞浆浓缩。
继后胞核和细胞外形皱折,核裂解,质膜包绕其裂解碎片,细胞膜突出形成质膜小泡(即细胞“出泡”现象),脱落后形成凋亡小体其内可保留完整的细胞器和致密的染色质。
组织中的凋亡小体很快被巨噬细胞或邻近细胞摄取消化,因此不出现明显的炎细胞浸出。
细胞凋亡出现时核小体之间连接部双股螺旋断裂形成多个180~200bp的寡核苷酸碎片,在含溴化乙淀的琼脂糖凝胶电泳上呈典型的“梯状”条带。
这一过程是激活的钙离子依赖的核酸内切酶介导的。
尽管目前对细胞凋亡的研究逐渐深入,研究方法已从细胞水平进入分子水平,但对其本身相关的基因知之较少。
体内的细胞注定是要死亡的,有些死亡是生理性的,有些死亡则是病理性的,有关细胞死亡过程的研究,近年来已成为生物学、医学研究的一个热点,到目前为此,人们已经知道细胞的死亡起码有两种方式,即细胞坏死与细胞凋亡(apoptosis)。
细胞坏死是早已被认识到的一种细胞死亡方式,而细胞凋亡则是近年逐渐被认识的一种细胞死亡方式。
细胞凋亡是细胞的一种基本生物学现象,在多细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必要的作用。
它在生物体的进化、内环境的稳定以及多个系统的发育中起着重要的作用。
细胞凋亡不仅是一种特殊的细胞死亡类型,而且具有重要的生物学意义及复杂的分子生物学机制。
细胞凋亡的特点及其生物学意义
![细胞凋亡的特点及其生物学意义](https://img.taocdn.com/s3/m/8a63e666492fb4daa58da0116c175f0e7cd1192f.png)
细胞凋亡的特点及其生物学意义一、特点细胞凋亡(Apoptosis)是一种主动的、程序性的细胞死亡过程,它涉及一系列基因和蛋白质的激活与表达。
细胞凋亡具有以下显著的特点:1.可控性:细胞凋亡是一个受基因控制的程序化过程,与细胞坏死(necrosis)不同,它不会引发炎症反应。
2.自噬现象:凋亡细胞会经历自噬现象,即细胞内的物质会被自身消化,这是凋亡过程中的一个显著特点。
3.细胞膜保持完整性:在凋亡过程中,细胞膜始终保持完整,不会破裂,从而避免了细胞内含物的释放和对周围细胞的损伤。
4.细胞体积缩小:凋亡细胞的体积会逐渐缩小,同时细胞核也会发生固缩。
5.DNA断裂:在凋亡过程中,细胞核的DNA会发生断裂,产生寡核小体,这是细胞凋亡的标志之一。
6.引发炎症反应:虽然细胞凋亡不会引发炎症反应,但如果在组织中出现了大量的凋亡细胞,这些凋亡细胞会引发吞噬细胞的聚集,进而引发炎症反应。
二、生物学意义细胞凋亡在生物体的正常发育和维持内环境稳定中扮演着重要角色。
其生物学意义主要表现在以下几个方面:1.正常发育:在胚胎发育过程中,通过细胞凋亡,消除多余的和不必要的细胞,确保了正常发育和形态的形成。
例如,指间蹼的消失就是由细胞凋亡完成的。
2.维持内环境稳定:细胞凋亡有助于清除那些受损、突变或感染的细胞,维持生物体内环境的稳定。
这是机体的一种自我保护机制。
3.清除病原微生物:当病原微生物侵入机体时,宿主细胞可以通过凋亡来清除这些有害物质。
4.肿瘤抑制:细胞凋亡有助于抑制肿瘤的发生。
如果某些基因突变导致细胞凋亡受阻,就可能导致肿瘤的形成。
因此,许多癌症治疗策略都旨在重新启动或恢复细胞的凋亡过程。
5.免疫应答调节:细胞凋亡在调节免疫应答方面也发挥了重要作用,例如在淋巴细胞的发育和清除过程中。
6.神经退行性疾病的预防:在一些神经退行性疾病中,如阿尔茨海默病和帕金森病,过度的细胞凋亡可能导致神经元的丢失。
因此,适度调控细胞凋亡可能对这些疾病具有防治意义。
99-10年药大生理学名词解释解答
![99-10年药大生理学名词解释解答](https://img.taocdn.com/s3/m/98acae38910ef12d2af9e7f0.png)
2010年一、名词解释1、细胞凋亡:凋零(apoptosis)也称凋亡,是生理性器官系统成熟和成熟细胞更新的重要机制,是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。
(细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
)2、呼吸运动:呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小称为呼吸运动,包括吸气运动和呼气运动。
3、消化:食物中所含的营养物质包括蛋白质、脂肪、糖类等在消化道内被分解为能被吸收的小分子物质的过程。
包括机械性消化和化学性消化两种方式。
4、不感蒸发:人类的水分由机体蒸发,除发汗外,还可以由皮肤和呼吸道粘膜进行,后两者称为不感蒸发。
不感蒸发是一种不间断的基本水分的损失,与体温的恒常性的维持机制(如发汗)是有区别的。
皮肤的不感蒸发是表皮细胞间隙中组织液的水分直接透过皮肤而蒸发掉,5、暗适应: 是视网膜适应暗处或低光强度状态而出现的视敏感度增大的现象,二、填空题1、由通道蛋白质完成的跨膜信号传导主要包括G蛋白耦联受体介导的信号转导,离子通道受体介导的信号转导和酶耦联受体介导的信号转导2、血液凝固的基本过程是凝血酶原激活物形成、凝血酶形成、纤维蛋白形成。
3、影响心肌的传导性的因素是细胞直径和缝隙连接的数量及功能已兴奋部位动作电位0期去极化的速度和幅度,邻近未兴奋部位膜的兴奋性。
4.中枢神经递质包括:乙酰胆碱,单胺类,氨基酸类和肽类5、肾上腺皮质分泌的主要激素有糖皮质激素,盐皮质激素和性激素。
2009年(1.呼吸膜的厚度和面积:肺换气效率与扩散面积呈正比。
与其厚度呈反比。
2.气体分子的分子量:肺换气与分子量的平方根呈反比。
3.溶解度:肺换气与气体分子的溶解度、气体的分压差呈正比。
4.通气/血流比值:指每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量的比值,正常值0.84,增大或减小都不利于气体交换。
细胞的衰老和死亡 习题+ 高一上学期生物人教版必修1
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细胞的衰老和死亡一、选择题1.珍珠既是一种有机宝石,又可作为护肤品的主要原料,因为它能有效抑制细胞脂褐素的增加,这表明珍珠在保健上可用于( )A.促进细胞分裂B.诱导细胞分化C.延缓细胞衰老D.抑制细胞死亡2.(2024·广东学业水平考试)细胞衰老是细胞生命活动的重要历程。
下列关于细胞衰老的叙述,错误的是( )A.端粒变短导致细胞衰老B.细胞衰老时新陈代谢减慢C.老年斑形成与细胞衰老有关D.个体衰老才会导致细胞衰老3.(2023·四川绵阳期末)随着人均寿命的延长,我国的老年人口逐渐增多,已正式进入老龄化社会。
人的衰老是机体中众多细胞及组织衰老的体现。
下列有关细胞衰老的叙述,错误的是( )A.衰老细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小B.皮肤细胞内的色素随着细胞衰老逐渐积累,易形成老年斑C.细胞核中的遗传物质会出现收缩状态,细胞中所有酶的活性都会下降D.原因之一是细胞内自由基会攻击和破坏各种执行正常功能的生物分子4.下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中,错误的是( )A.细胞凋亡是主动的,细胞坏死是被动的B.细胞凋亡是生理性的,细胞坏死是病理性的C.细胞凋亡是基因调控的,细胞坏死是外界因素引起的D.细胞凋亡是急性的,细胞坏死是慢性的5.美国科学家发现,可以通过将纳米颗粒靶向富集在癌细胞上来促进癌细胞的凋亡,且不会影响正常细胞的功能。
对于多细胞生物来说,下列有关细胞衰老和凋亡的叙述,错误的是( )A.在未衰老的个体中可以同时存在B.细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡C.细胞衰老与个体衰老同步进行D.细胞凋亡是细胞的正常生命现象6.凋亡素是人体内固有的天然蛋白,将凋亡素注入癌症患者体内,可使癌细胞凋亡,控制肿瘤;将凋亡素注入发育正常的蝌蚪体内,能加速尾部的消失。
下列说法正确的是( ) A.凋亡素能激活细胞死亡基因,特异性杀死癌细胞B.凋亡素能加快癌细胞的分裂和分化C.蝌蚪尾部的自溶现象是细胞正常凋亡的具体体现D.蝌蚪发育过程中凋亡素能使其细胞的产生和凋亡始终保持动态平衡7.下列关于细胞的增殖、分化、衰老和凋亡的叙述,正确的是( )A.个体发育过程中细胞的增殖、分化、衰老和凋亡对于生物都是有积极意义的B.细胞分化使各种细胞的遗传物质出现差异,导致细胞的形态、结构、功能发生稳定性差异C.多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老是同步进行的D.细胞凋亡和细胞坏死都是由于细胞代谢活动受损而引起的细胞死亡8.如图所示为来自同一人体的4种细胞,下列叙述正确的是( )A.白细胞凋亡比神经细胞快,是因为其遗传物质不同B.白细胞凋亡与基因的选择性表达无关C.虽然各细胞大小不同,但都有类似的基本结构D.各细胞的生理功能不同,是因为细胞内的物质完全不同9.细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种方式。
2020-2021学年高一下学期期中生物复习卷 (40)(含答案解析)
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2020-2021学年高一下学期期中生物复习卷 (40)一、单选题(本大题共30小题,共60.0分)1.下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是()①细胞生长,其表面积增大,导致细胞的物质交换效率升高②细胞衰老,呼吸速率减慢;细胞分化,基因不变③细胞凋亡,细胞周期变短;细胞坏死,膜通透性降低④细胞凋亡受基因控制,有利于多细胞生物个体的生长发育⑤抑癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞分裂和生长进程;细胞癌变,膜黏着性增强,代谢增强;⑥细菌在无丝分裂过程中需进行DNA复制A. ①②④B. ②③④⑥C. ①③⑤D. ②④2.下列与细胞增殖有关的说法中不正确的是()A. 减数分裂中两两配对的染色体是同源染色体,同源染色体在有丝分裂过程中也存在B. 玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,生殖细胞中染色体数目变为5对C. 幼龄个体的细胞增殖旺盛,但并不是所有的细胞都处于细胞周期中D. 不是所有增殖的细胞都与有丝分裂、减数分裂、无丝分裂有关3.如图为人体细胞正常分裂时有关物质或结构数量变化曲线,下列分析错误的是()A. 若曲线表示减数分裂每条染色体上DNA分子数目变化的部分曲线,则n等于1B. 若曲线表示有丝分裂染色体数目变化的部分曲线,则n等于46C. 若曲线表示减数第一次分裂核DNA分子数目变化的部分曲线,则n等于23D. 若曲线表示有丝分裂染色体组数数目变化的部分曲线,则n等于24.下列关于酒精鉴定及酒精在生物学实验中的相关应用,叙述不正确的是()A. 用质量分数15%的盐酸和体积分数95%酒精混合液对洋葱根尖解离B. 在提取和分离叶绿体中色素的实验中,可用无水乙醇溶解色素C. 酸性条件下用重铬酸钾溶液鉴定酒精,溶液由橙色变成灰绿色D. 在微生物接种的实验中,用95%酒精对实验者的双手和超净工作台进行消毒5.通过特定方法,科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。
下列有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述,正确的是()A. 分化的体细胞丢失了某些基因B. 类胚胎干细胞能够分化成多种细胞C. 二者功能有差异,但形态没有差异D. 二者基因组相同,且表达的基因相同6.下列关于细胞的生命历程的说法,正确的是()A. 在人体细胞正常分化过程中,可能会出现细胞核数量的改变B. 细胞生长,核糖体的数量增加,物质交换效率增强C. 老年人头发变白是因为细胞中不能合成酪氨酸酶,黑色素无法合成D. 植物根尖细胞中无叶绿体,故用根尖细胞不能培养出含叶绿体的植物体7.下列关于细胞癌变的叙述,错误的是()A. 在正常情况下,原癌基因处于抑制状态B. 癌变前后,细胞的形态和结构有明显差别C. 癌细胞表面糖蛋白减少,易于分散和转移D. 细胞癌变的根本原因是受到致癌因子的作用8.如图细胞X和细胞Y表示红细胞和肝细胞中的一种,A、B、C、D分别表示四种体液。
2021高一生物人教版必修一同步 (24)细胞的分化、衰老、凋亡和癌变 含解析
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2020-2021学年高一生物人教版必修一同步课时作业(24)细胞的分化、衰老、凋亡和癌变1.关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是()A.细胞凋亡受基因控制,对生物的生命活动有消极意义B.细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小C.细胞分化导致基因选择性表达,细胞种类增多D.细胞癌变导致细胞粘连性降低,易分散转移2.下列关于细胞的生命历程的叙述,正确的是()A.植物根尖的各种细胞都是由细胞分化形成的B.细胞凋亡通常是不利于个体生长发育的C.癌细胞因表面粘连蛋白减少而具有无限增殖能力D.细胞衰老会发生酶活性降低、呼吸变快等变化3.下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是()A.被病毒感染的细胞的死亡属于细胞凋亡B.人体内组织细胞的更新包括细胞分裂、分化、衰老和凋亡等过程C.细胞新陈代谢产生的自由基会引起蛋白质活性下降,使细胞衰老D.蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂,体现了动物细胞具有全能性4.下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是()A.细胞生长时,细胞器的数量增加,物质交换的效率提高B.细胞分化时,遗传物质的种类增加,蛋白质的种类和数量也增加C.细胞癌变时,细胞膜上糖蛋白增多,细胞容易扩散转移D.细胞衰老时,染色质收缩,影响DNA的复制和转录5.下列有关叙述正确的是()A.细胞衰老时核DNA分子数会发生改变B.细胞分化的原因是核DNA遗传信息改变C.凋亡细胞内所有基因的表达都下降,酶活性都减弱D.原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程6.下列关于细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是()A.生物个体的细胞衰老与机体衰老总是同步进行的B.原癌基因突变促使细胞癌变,抑癌基因突变抑制细胞癌变C.细胞分化、衰老、凋亡和癌变都会导致细胞的结构和功能发生变化D.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7.下列对某一癌症患者体内造血干细胞和癌细胞的比较,正确的是()A.造血干细胞和癌细胞的细胞周期不一定相同B.造血干细胞和癌细胞中的基因和mRNA都相同C.癌细胞的分裂能力和分化能力都比造血干细胞强D.原癌基因在癌细胞中表达但在造血干细胞中不表达8.下列关于人体细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述,正确的是()A.精子和卵细胞是未经分化的细胞B.衰老细胞内各种酶的活性降低,呼吸速率减慢C.细胞凋亡会涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用D.恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性,体外培养有接触抑制特征9.下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述,正确的是()A.已分化的动物细胞不再分裂B.癌细胞可看作是正常细胞异常分化的结果C.幼嫩组织中不发生细胞凋亡D.细胞衰老过程中形态结构不变但细胞代谢发生较大变化10.下列关于细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的有()①个体发育过程中细胞的衰老对生物体都是有害的②正常细胞癌变后在体外培养可无限增殖③由造血干细胞分化成红细胞的过程是可逆的④癌细胞容易在体内转移,与其细胞壁上糖蛋白等物质减少有关⑤人胚胎发育过程中尾的消失是细胞凋亡的结果⑥原癌基因和抑癌基因的突变是细胞癌变的内因⑦低温引起的细胞冻伤和死亡属于细胞坏死A.1项B.2项C.3项D.4项11.下列关于人体生长发育过程中细胞的叙述,正确的是()A.胎儿发育过程中只有细胞分裂和分化,不存在细胞凋亡和衰老B.细胞分化的实质是细胞形态、结构和功能发生稳定的变化C.细胞分裂、分化和凋亡都与基因有关D.细胞凋亡、细胞坏死和细胞癌变对机体都是不利的12.下列关于人体细胞增殖、分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是()A.细胞的分化程度越高,全能性越强B.正常细胞的衰老凋亡必将使个体衰老死亡C.癌细胞具有细胞增殖失控的特点D.幼年个体生长需细胞增殖,成年后不需细胞增殖13.比较某一癌症患者体内的癌细胞、造血干细胞和神经细胞,这三种细胞()A.核中的DNA含量始终相同B.都能进行转录和翻译C.具有长短不一的细胞周期D.核基因的遗传信息是相同的14.美国科学家近日宣称,他们已经创建了一台可以制造器官、组织和骨骼的3D生物打印机。
流式细胞凋亡分析
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细胞凋亡的特征
生化特征:
1 caspase蛋白酶:
目前已发现15个caspase家族成员分别 命名为caspase-1~15并根据其功能特点 分成两类即启动caspasecaspase-2、8、 9、10和效应caspasecaspase3、6、7
细胞凋亡的特征
生化特征:
1 caspase蛋白酶:
细胞凋亡的特征
生化特征: 2 核酸内切酶的激活:
细胞凋亡的特征
生化特征:
3 线粒体的变化:
线粒体发生的重要改变之一就是凋亡诱 导因子使线粒体通透性升高膜上巨型通道开 放使线粒体蛋白进入细胞液中线粒体膜两侧 质子不对称性消失线粒体膜电位迅速下降电 子传递与呼吸链解偶联
细胞凋亡的特征
生化特征:
3 线粒体的变化:
细胞凋亡的特征
生化特征:
1 caspase蛋白酶:
其中半胱氨酸蛋白酶家族发挥了重要作 用它具有一段携带活化位点的保守氨基酸序 列可以特异性识别、切割天冬氨酸转氨甲酰 酶残基由于这些蛋白酶具有相同的结构和功 能特性而被称为caspase
细胞凋亡的特征
生化特征:
1 caspase蛋白酶:
caspase可能在凋亡细胞的形态变化中 起了主导作用Caspase通常是以酶原形式 存在通过其自身诱发的蛋白水解而转化为有 活性的酶活化的caspase进一步激活其他的 caspase前体形成了级联放大切割过程裂解 重要的大分子物质导致凋亡
概念
细胞凋亡的作用主要包括以下几方面:
清除无功能的细胞; 控制细胞数量; 清除病态的或有害的细胞; 清除多余的细胞;
细胞凋亡的特征
形态学特征:
光镜下凋亡细胞最突出的形态学特征是 细胞核固缩、染色质浓集、细胞变圆皱缩而 细胞膜保持完整其中胞核变化尤为突出染色 质的浓集可能是由于凋亡细胞核双链DNA 发生裂解所致细胞凋Leabharlann 与疾病细胞凋亡与免疫系统疾病:
【生物】细胞的生命历程单元测试-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1
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C.画滤液细线时,要求用毛细吸管在滤纸条上连续多次画线
D.分离色素时,滤纸条上的滤液细线要触及层析液
(3)该小组观察一定浓度的蔗糖溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离与复原实验时,拍摄的显微照片如图所示。
①图中细胞膜和细胞壁之间充满了,此时细胞液浓度与外界溶液浓度(填“相等”“不相等”或“不能确定”)。
19.下图甲是用洋葱(2N=16)做《观察根尖分生组织细胞的有丝分裂》实验时在显微镜下拍摄的一组照片。回答下列相关问题:
(1)图甲是在倍镜下观察并拍摄的。遗传学上做染色体分析时常观察图甲中③细胞时期,原因是。为便于观察,制临时装片时需用龙胆紫或醋酸洋红使着色。
(2)在细胞分裂过程中,核膜、核仁消失发生在图甲中时期(填图中数字序号),染色单体消失的时期是(填序号பைடு நூலகம்。人类治疗恶性肿瘤的途径之一是用药物抑制DNA的复制,从而将癌细胞的细胞周期阻断在(填图中数字序号)时期。
C.在一个细胞周期中,染色体复制和中心粒复制发生在同一时期
D.细胞周期是一个与代谢有关的过程,温度越高所需要的时间越短
三、非选择题
17.学习以下材料,回答(1)~(5)题。
黑色素干细胞的动态变化
毛发的生长周期包括生长期、退化期和休止期(毛发脱落),毛发的生长和更新由毛囊的变化所驱动,毛囊的结构如图。毛发呈现出黑色是由于黑色素干细胞(McSC)分化的成熟黑色素细胞产生真黑色素将毛发“染”成了黑色。在人类和大多数动物毛囊中,McSC的耗尽会导致毛发变白。
进一步研究发现,WNT蛋白是McSC分化不可或缺的信号分子,缺乏WNT蛋白将使得成熟黑色素细胞生成不足。MeSC和TA细胞在隆起区和毛基质区的移动,使它们能够处于不同的WNT信号水平,从而可逆地走向分化或去分化。对黑毛小鼠进行反复拔毛以加速毛囊老化的实验中,检测到在第七个休止期的毛基质区有显著的McSC丢失,这些小鼠表现出毛发变灰。值得注意的是,老化的毛囊中许多McSC已经改变了位置,分散到隆起区,而不在毛基质区紧密聚集。隆起区的MeSC数量从拔毛前的10%增加到了50%。
2021届高考生物一轮复习知识点专题17 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变【含解析】
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2021届高考生物一轮复习知识点专题17 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变一、基础知识必备1、细胞分化(1)概念: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。
(2)时间:发生在整个生命进程中,胚胎时期达到最大程度。
(3)结果:形成不同的组织和器官。
(4)特点:稳定性、持久性和普遍性和不可逆性。
(5)实质:基因的选择性表达。
(6)意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于各种生理功能的高效表达。
2、细胞的全能性(1)概念已分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能(2)原因细胞中含有发育成生物体所需要的全套遗传信息。
(3)条件离体、一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)、激素和适宜的外界条件(适宜的温度、pH等)。
3、衰老细胞的特征4、细胞的凋亡(1)概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(2)原因:受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。
(3)类型(4)意义5、细胞的癌变(1)概念:由于致癌因子的作用,细胞中的遗传物质发生变化,变成了不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
(2)主要特征(3)致癌因子:物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。
(4)原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;抑癌基因主要阻止细胞不正常的增殖。
二、通关秘籍1、细胞分化使细胞类型增多,数目不变;细胞分裂使细胞数目增多,但细胞类型不变;细胞分裂是细胞分化的基础。
细胞分化的本质是基因的选择性表达,多细胞生物不同类型的细胞中mRNA和蛋白质种类不同,但体细胞DNA都相同,所以细胞分化过程中细胞内的遗传物质不改变。
2、细胞衰老贯穿于整个个体发育过程中,多细胞生物体内的细胞总是不断地更新,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。
3、细胞凋亡是正常的生理现象,对生物体生命活动具有积极意义。
4、细胞坏死与细胞凋亡不同,细胞坏死是细胞的非正常死亡。
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细胞凋亡受基因控制,细胞癌变不受基因控制
1838〜1839年,Schleiden和Schwann分别从各自的研究工作中得出一切动物和植物都是由细胞构成的结论,从而创立了细胞学说。
1842年,Vogt在蟾蜍发育过程中观察到正在死亡中的神经细胞。
这是人类首次认识在正常生理条件下发生的细胞死亡现象。
19 65年,Lockshin和Williams在他们一系列论文中首次使用"编程性细胞死亡”(progr ammed cell death, PCD) 这一术语,用来描述蚕蛾变态期间发生的受时间调节的节间肌退化。
这一术语的意思是指存在着一个固有的遗传程序,在受控的时空被激活,导致细胞死亡。
1972用最简单的话说,细胞坏死是细胞的病理性死亡方式;细胞凋亡则是细胞的生理性死亡方式,因此,细胞凋亡常与编程性细胞死亡作为同义词使用。
对多细胞生物来说,细胞凋亡负责在胚胎发育过程中清除对机体已经没有用的细胞年,Kerr等首次使用"细胞凋亡” (apoptosis) —词,用来描述一种与完全由外部因素引起的细胞坏死(n ecrosis)在本质上截然不同的细胞死亡方式的形态特征。
apoptosis源自希腊语,意思是凋落或凋谢,如树叶掉落、毛发脱落等,都有选择性地除去一些个别部分而不影响其余部分的特点。
(如构成缪勒氏管的细胞对男性是完全没有用的);在成年机体中维持体内的稳定状态,也就是使细胞增殖与细胞消亡两个过程达到平衡;参与机体的防御机制,当受到病毒等病原体侵染时,通过诱导受累细胞的凋亡而减轻其危害。
细胞凋亡受阻和细胞凋亡过度都会引起严重的后果,人类的许多严重疾病都与此有关。
例如,白细胞凋亡受阻,该死的不死,与白血病有关;免疫活性细胞凋亡过度,不该死的死得太多,与艾滋病有关。
1细胞凋亡的特征细胞坏死与细胞凋亡的比较见表1。
2与细胞凋亡有关的主要基因及其产物细胞凋亡是一种受基因调控的主动性编程反应。
人的细胞凋亡机制十分复杂,研究起来十分困难,许多认识来自对秀丽隐杆线虫(Cae no rhabditis elegans) 的遗传分析。
C.elegans营自由生活,长1mm在20C培养时的生活
周期为3.5天,透明的表皮使每个细胞均可见,最可贵的是细胞数目少且固定,在发育过程中总是产生1090个细胞,其中131个细胞注定要凋亡。
用遗传学方法建立了影响 C.
elegans细胞凋亡的许多突变,从中鉴定了14种与C.elegans细胞凋亡有关的基因,其中,居中心地位的是抑制细胞凋亡的ced-9和促进细胞凋亡的ced-3、ced-4。
它们的蛋
白产物CED-9、CED-3 CED-4已相继被证明都有人类同源体。
此外,哺乳类还发展了一些重要的细胞凋亡机制。
2 . 1 Bcl-2 家族1985年,Tsujimoto 等将人18q21上涉及滤泡性淋巴瘤的一个癌基因定名为
BCL-2。
1988年,Vaux等发现其蛋白产物Bcl-2的功能不是增加细胞的增殖能力而是使细胞凋亡受阻。
这是人类第一次认识到细胞凋亡受阻与细胞增殖失控同样能使体
内稳态平衡失调而导致肿瘤发生。
1994年,Hengartner和Horvitz 通过基因结构对比、
蛋白结构对比与氨基酸序列对比,确定Bcl-2蛋白是CED-9蛋白的人类同源体。
此后陆
续鉴定的一些Bcl-2相关蛋白被归属为BCI-2/CED-9家族或Bcl-2家族。
迄今已鉴定的B
cl-2家族成员已达24种,其中,哺乳类有16种。
不过,这16种中,只有5种是抑制细胞凋亡的,另外的11种是促进细胞凋亡的。
2 . 2 caspase家族1993年,袁钧英等通过几种序列资料库的查收,发现CED-3与人白介素 1
3 转换酶(interleukin 1 3 converting enzyme , ICE)的氨基酸序列相似、ICE
是1989年鉴定的一种半胱氨酸蛋白酶,此前从未被认为与细胞凋亡有关。
袁钧英等又以一系列实验证明ICE是CED-3的哺乳类同源体。
很快就有一批类似于ICE的蛋白酶被鉴定,统称为ICE/ CED-3家族或ICE家族。
1996年,袁钧英等世界上七个实验室负责人共同建议,以他们创造的一个新词"caspase”作为人类这一蛋白酶家族的总称。
caspase 是"半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶”(cystei nyl aspartate -specific protei nase) 的
缩写,表示它们是半胱氨酸蛋白酶,又具有在天冬氨酸之后的切割能力。
从此,ICE家族就改称为caspase家族,小鼠中发现的相关蛋白也参与caspase家族编号,迄今已鉴定
的caspase家族成员有14种,其中,人类12种(无caspase-11、-12),小鼠9种(无ca spase-4、-5、-9、-10、-13)。
不参加caspase编序的有C.elegans的7种蛋白酶和果蝇的5种蛋白酶。
所有这些蛋白酶在细胞凋亡中都起着关键的“刽子手”作用。
2首先指出细胞色素.3 Apaf-1 家族c在细胞凋亡中起重要作用的是王晓东实验室。
1 997年,邹铧等报告他们实验室新鉴定的一种“细胞凋亡蛋白酶激活因子-1” (apoptoti
c protease activating factor-1 , Apaf-1)是与CED-4同源的人蛋白。
同年,李蓬等在
进一步的实验中提出:Bcl-2可阻止细胞色素c从线粒体释放出来;线粒体在受到凋亡刺激信号后,如此时Bcl-2失活,细胞色素c就被释放;在存在dATP时,细胞色素c激活Apaf-1 ;活化的Apaf-1又激活caspase -9 ;活化的caspase-9起始caspase级联反应,最终导致caspase-3的激活,完成细胞凋亡途径。
1999年,邹铧等又进一步证明在casp ase-9的激活途径中,Apat-1与细胞色素c形成复合物是主要的支持步骤。
1999年,Be rtin等报告他们鉴定了一种新的Apaf-1/CED-4家族成员一一人CARD4蛋白2人体大多
数细胞的存活在很大程度上依赖于所处的环境。
能提高或降低凋亡敏感性的外源性因子包括生长因子、细胞因子、白细胞介素、糖皮质激素、雄激素和雌激素,以及神经递质。
影响细胞凋亡敏感性的细胞膜受体中最大的一个家族是肿瘤坏死因子促凋亡受体又称
死亡受体阻凋亡受体包括.4 TNF受体家族(tumor necrosisfactor,TNF) 受体家族。
迄今已鉴定的该受体家族成员已超过20种。
其中,有的促进细胞凋亡、有的促进细胞存活。
(death receptor, DR) ,因为这类受体与细胞外相应的配体结合后几秒钟之内即可激活c aspases,几小时内就能引起细胞凋亡。
死亡受体都是跨膜蛋白,其胞内区都有一段氨基酸序列与细胞凋亡信号的传递密切相关,被称为死亡结构域(death doma in ,DD)。
在死亡
受体中,研究得最深入的有Fas、TNFR1 DR3 DR4 DR5 DR6等。
当各种死亡受体与相
应的配体结合而被激活后,其死亡结构域就能与细胞内同样含有死亡结构域的相应衔接
子(adaptor)结合。
通过酵母双杂交技术(yeast two-hybrid system) 于1995年至今已从细胞质中分离了TRADD FADD RIP、CRADD MADD等衔接子。
以FADC为例,它的N端氨基酸序列被称为死亡效应结构域(death effector domain, DED) 。
当死亡受体Fas被激
活后,FADE一方面通过它的DD与Fas的DD结合,另一方面又通过它的DED与caspase- 8前体的DED结合,使caspase-8激活,引发caspase级联反应而完成细胞凋亡。
TNFR2 CD30
CD40等。
它们与细胞内一个被称为TRAF的蛋白家族成员(包括TRAF1 TRAF2 TR AF3 CART1 TRAF5 TRAF洋)相互作用。
2 . 5 IAP家族20世纪90年代后期相继在病毒和真核生物中鉴定了40种以上被称为"细胞凋亡抑制剂” (inhibitor of apoptosis IAP) 的蛋白家族。
已鉴定的人类IAP家族成员有5种,其中,1997年由Ambrosini等鉴定的存活蛋白(survivin) 是IAP家族参与癌症发生的最有力证据。
2 . 6 p53家族p53是由肿瘤抑制基因TP53编码的蛋白。
1997年以来陆续发现了与P5
3 惊人相似的p73、KET p40、p51、p73L、p63、p53CP NBP等,组成了p53 家族。
p5
3在细胞凋亡中的作用是作为细胞周期中G1期的“关卡”(checkpoint)。
当DNA损伤时,p53水平急剧上升,诱导p21的表达而将细胞停止在G1期,使细胞赢得时间通过DNA修复系统在进入s期之前修复损伤的DNA如损伤大大不能修复时,p53即诱导细胞凋亡,防止携带广泛性DNA损伤的细胞通过克隆性生长而导致肿瘤。
3细胞凋亡途径细胞内外的细胞凋亡刺激信号,例如:
4细胞凋亡与疾病。