细胞核的变化细胞凋亡1概念
细胞凋亡
琼脂糖凝胶电泳中可呈特征的阶梯状条带，是判
断细胞凋亡的客观指标之一。
DNA 'ladder
endonucleolytic
DNA fragmentation nucleosome core histone
DNA
chromatin
180bp
Detection of DNA fragmentation
亡程序而导致细胞死亡过程，又称程序性细胞死亡
（programmed cell death ,PCD）。
Cell death These electron micrographs show cells that have died by (A) necrosis or (B and C) apoptosis. The cells in (A) and (B) died in a culture dish, whereas the cell in (C) died in a developing tissue and has been engulfed by a neighboring cell.
分布：造血细胞、上皮细胞、淋巴细胞、多 种瘤细胞。 BCL-2 家族：抗凋亡的Bcl-2、Bcl-XL、Mc1-1等。 促凋亡的Bad、Bax、Bak、Bid等。
Bcl-2 family members
Chan and Yu (2004). Clin. Exp. Pharm. Phys. 31:119-28
2.细胞质的变化: 细胞表面微绒毛消失，并逐渐 与周围细胞脱离。 胞质脱水、体积缩小、空泡化；内 质网不断扩张并与胞膜融合，形成膜表面的芽状突起， 即出芽（buding）。
(二) 细胞凋亡时的主要变化
细胞凋亡的形态学变化
细胞生物学简答题
细胞生物学简答题1、细胞的跨膜物质运输有哪些方式？2、为什么说线粒体的行为类似于细菌？3、简述减数分裂前期Ｉ细胞核的变化。
4、细胞同步化培哪些类型？5、细胞与细胞之间的连接有哪些方式？6、为什么说线粒体的行为类似于细菌？7、生物膜的基本结构特征是什么？8、简述细胞有丝分裂的过程。
9、细胞与细胞之间的连接有哪些方式？10、原癌基因激活的机制有哪些？11、什么是TDR双阻断法？有什么优缺点？12、简述cAMP途径中的Gs调节模型13、什么是电镜负染技术？14、什么是蛋白质感染因子（prion）？15、主动运输的能量来源有哪些途径？请举例说明。
16、什么是细胞周期，可分为哪4个阶段）？17、细胞内蛋白质的分选运输途径主要有那些？18、那些蛋白质需要在内质网上合成？19、简述JAK-STAT信号途径20、细胞骨架由哪三类成分组成，各有什么主要功能？21、让M期的细胞与间期的细胞融合，诱导间期细胞产生PCC，请描述各时期PCC的形态及形成原因。
22、根据光镜与电镜的特点，观察下列结构采用那种显微镜最好？如果用光镜（暗视野、相差、免疫荧显微镜）那种最有效？为什么？23、细胞是生命活动的基本单位，而病毒是非细胞形态的生命体，如何理解二者之间的关系？24、为什么说支原体是最小、最简单的细胞？25、原核细胞与真核细胞差别是后者有细胞器，细胞器结构的出现有什么优点？（至少2点）26、简述动物细胞与植物细胞之间的主要区别。
27、简述动物细胞、植物细胞、原生动物应付低渗膨胀的主要方式？28、简述单克隆抗体的主要技术路线。
29、简述钠钾泵的工作原理及其生物学意义。
30、受体的主要类型。
31、细胞的信号传递是高度复杂的可调控过程，请简述其基本特征。
32、简述胞饮作用和吞噬作用的主要区别。
33、细胞通过分泌化学信号进行通讯主要有哪几种方式？34、简要说明G蛋白偶联受体介导的信号通路的主要特点。
35、信号肽假说的主要内容。
36、简述含信号肽的蛋白在细胞质合成后到内质网的主要过程。
细胞凋亡
多发性硬化症
3.病毒感染
AIDS
Gp120糖蛋白-CD4结合→ CD4+细胞凋亡 Fas基因表达↑ HIV -感染→ CD4+细胞→合胞体形成 T细胞激活→AICD 巨噬细胞→TNF分泌↑ HIV -感染→tat蛋白表达→ CD4+细胞 产生氧自由基 AICD：激活诱导细胞死亡
细 胞 凋 亡
凋 亡 细 胞 清 除
Caspases活化 ∶ 巨噬细胞 ↓ 吞噬、分解 凋亡小体形成
凋亡诱导因素 + 受体 cAMP Ca2+ 神经酰胺 死亡信号 信 号 转 导 Dnase激活 Caspases激活
细胞膜
凋亡相关 基因激活
细胞核
凋亡过程Ⅰ
（二）细胞凋亡的调控
1. 细胞凋亡相关因素
提高AI（凋亡指数）/PI（增殖指数）是肿瘤 治疗的目标。
2. 自身免疫病—胸腺负选择机制失调
T细胞在胸腺发育过程中的正负选择
正选择：与非已抗原-MHC抗原结合的TCR 的单阳性细胞保留存活，进入外周T细胞库 负选择：与自身抗原-MHC抗原结合的TCR 的双阳性细胞通过细胞凋亡被清除 负选择失调→多发性硬化症、胰岛素依赖性糖
9.炎症反应
局部炎症反应
局部无炎症反应
细胞凋亡与坏死的比较
坏死
强刺激
凋亡
弱刺激
ATP(-) 溶酶体释出，炎症反应
ATP 细胞吞噬，无炎症反应
四. 细胞凋亡的过程及调控
（一）细胞凋亡的过程
凋 亡 诱 因 凋 亡 信 号 转 导
cAMP Ca2+ 神经酰胺
受体
死 亡 信 号
凋 亡 基 因 激 活
高考生物 考点一遍过 考点 细胞的衰老凋亡和癌变(含解析)
藏躲市安详阳光实验学校考点24 细胞的衰老、凋亡和癌变1．细胞衰老的特征 （1）代谢的变化 （2）细胞核的变化 2．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）类型⎩⎪⎨⎪⎧个体发育中细胞的编程性死亡成熟个体中细胞的自然更新被病原体感染的细胞的清除（3）意义⎩⎪⎨⎪⎧保证多细胞生物体完成正常发育维持内部环境的稳定抵御外界各种因素的干扰3．细胞的癌变（1）癌变实质：原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。
（2）癌细胞的特征（3）致癌因子的分类(连线) 考向一 细胞衰老与凋亡的判断1．下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是A ．衰老细胞的分化程度较低B ．衰老细胞内RNA 含量降低C ．细胞凋亡受基因控制而不受环境影响D ．细胞衰老和凋亡即个体的衰老和凋亡 【参考答案】B解题必备1．巧记细胞衰老的特征2．判断细胞凋亡与细胞坏死的方法（1）从方式看⎩⎪⎨⎪⎧ 主动结束生命活动⇒细胞凋亡被动结束生命活动⇒细胞坏死（2）从结果看⎩⎪⎨⎪⎧对生物体是有利的⇒细胞凋亡对生物体是有害的⇒细胞坏死2．细胞的死亡可以分为细胞坏死和细胞凋亡，下列现象中属于细胞凋亡的是 A ．噬菌体的侵染导致细菌破裂 B ．脑细胞因供氧不足而死亡 C ．伤口中溃烂的细胞被手术切除 D ．宿主细胞经细胞免疫裂解 【答案】D【解析】噬菌体的侵染使细菌破裂为细胞坏死，A 错误；脑细胞因供氧不足而死亡，属于细胞坏死，B错误；伤口中溃烂的细胞被手术切除属于细胞坏死，C错误；宿主细胞经细胞免疫裂解死亡，属于细胞凋亡，D正确。
考向二癌细胞的特征及癌变的机理3．下列有关细胞癌变的叙述，正确的是A．癌细胞的分裂次数是有限的B．癌细胞易转移是因为细胞表面糖蛋白减少C．细胞癌变的本质是基因的选择性表达D．癌细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓【参考答案】B【试题解析】癌细胞的分裂次数是无限的，A错误；癌细胞表面糖蛋白减少，所以容易扩散和转移，B正确；细胞癌变的本质是基因突变，C错误；癌细胞内细胞代谢旺盛，D错误。
细胞凋亡检测
第一节细胞凋亡的基础一、细胞凋亡的概念（一）细胞凋亡概念的提出细胞凋亡(apoptosis)或称程序化细胞死亡，是多细胞有机体为调控机体发育，维持内环境稳定，由基因调控的细胞主动死亡过程。
对凋亡概念的认识和研究可划分为形态、生化和基因3个阶段。
本世纪六十年代，Kerr在形态学上描述了在结扎肝静脉后增生的肝实质发生退行性变时一种明显的细胞死亡方式，这种死亡细胞变圆固缩，散在分布。
由于当时细胞死亡与坏死是同义词，Kerr将这种细胞死亡方式命名为固缩坏死(shrinkage necrosis)。
然而，固缩坏死常发生在有生物学意义的背景中，并在形态学上与坏死明显不同。
因此，1972年，Kerr等提出了细胞凋亡的概念。
经过后来诸多学者的研究，对细胞凋亡的意义有更深入的认识，认为细胞凋亡是生物体普遍存在的现象，广泛发生于胚胎形成、器官发育、组织更新、受损和衰老细胞的清除、维持组织器官中细胞数目的恒定等生理和病理过程。
（二）细胞凋亡的生物学意义细胞凋亡是维持人体正常生理过程和功能活动所必须的，具有重要的生理学意义，主要表现在：①细胞凋亡在生物界普遍存在；②细胞凋亡是多细胞生物生命活动中不可缺少的内容，贯穿于全部寿命周期中；③细胞凋亡是生物在进化过程中形成的死亡方式。
细胞凋亡的生物学作用主要有：①清除无用的细胞；②清除发育不正常的细胞；③清除已完成任务的细胞；④清除有害的细胞。
二、细胞凋亡的特征(一) 形态学特征1. 细胞核的变化(1) 染色质凝聚：核DNA在核小体连接处断裂成核小体片段，并向核膜下或中央部异染色质区聚集，形成浓缩的染色质块。
凋亡细胞中染色质块聚集于核膜下，称边集；或聚集于核中央部，称中集。
染色质聚集部以外的低电子密度区为透明区，是由于核孔变大从而导致其通透性增大，细胞质中水分不断渗入而造成。
(2) 核碎片：核碎片发生的过程有以下几个步骤，首先是透明区不断扩大，然后是染色质进一步凝聚，核膜在核孔处断裂；随后核膜包裹分割染色质，形成核碎片2. 细胞质的变化(1) 胞质浓缩：细胞脱水，细胞质明显浓缩，凋亡细胞体积为原细胞体积的70%左右。
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
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。
2021高三生物学案：第1讲细胞的分化、衰老、凋亡及癌变
第13讲细胞的分化、衰老、凋亡及癌变最新考纲高频考点核心素养1.细胞的分化(Ⅱ)2．细胞的全能性（Ⅱ)3．细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系（Ⅱ）4．癌细胞的主要特征及防治(Ⅱ)1。
细胞的分化2．细胞的衰老和癌变1.生命观念——结构与功能观：细胞结构的变化与细胞分化、衰老和癌变的关系2．科学思维-—比较与分类：比较分化、衰老、凋亡和癌变细胞的特征本质3．社会责任—-关爱生命，倡导健康的生活方式考点1 细胞的分化与细胞的全能性1．细胞的分化（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：个体发育的整个生命进程均可发生,但在胚胎时期达到最大限度。
（3)结果:形成不同的细胞和组织。
(4)特点：持久性、普遍性、稳定性和不可逆性。
(5）实质：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达.(6)意义①是生物个体发育的基础。
②使细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
2．细胞的全能性（1)概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能.(2)原因：细胞内含有形成完整个体所需的全套基因.(3)表达条件：离体、适宜营养、激素等.错误!错误!（4)证明错误!3．干细胞(1)概念:动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细胞.(2）类型：对哺乳动物来说，干细胞分为两大类：胚胎干细胞与成体干细胞.(3)来源①胚胎干细胞：来自早期胚胎或原始性腺组织.如可以来自囊胚的内细胞团细胞。
②成体干细胞：来自各式各样的组织。
例如：骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞。
(4）功能①胚胎干细胞：可以分化成各种组织和器官。
②成体干细胞：可以分化成具有特定功能的细胞。
判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”)1．肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同.（×) 2．因为人体内神经细胞和卵细胞所携带的基因不同,所以其形态、功能不同。
细胞生物学技术-细胞凋亡
例：强烈应激反应 糖皮质激素
淋巴细胞凋亡
病原体：细菌、病毒等。例：HIV
（2）抑制因素（抑制细胞凋亡）
CD4+T细胞凋亡
细胞生长因子：如IL-2 、神经生长因子
激素 例：ACTH
肾上腺皮质细胞凋亡
其他：如Zn2+、药物、某些病毒等
11
细胞凋亡信号的转导
凋亡诱导因素 作用于 细胞 转化为 凋亡信号 胞内信号转导途径 激活细胞死亡程序
➢ （3）凋亡小体的形成。核膜核仁破碎，核染色质断裂为大小 不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细 胞膜所包围；
➢ （4）凋亡小体逐渐被周围专职或非专职吞噬细胞吞噬。
7
细胞凋亡DNA的片段化
8
细胞凋亡的过程及机理
➢ 接受凋亡信号
➢ 凋亡调控分子间的相互作用
➢ 蛋白水解酶（caspases）的活化
31
细胞内氧化还原状态改变的检测
• 当细胞内GSH的排除非常活跃时，细胞液就由还原环境转为氧 化环境，这可能导致了凋亡早期细胞线粒体膜电位的降低，从 而使细胞色素C（三羧酸循环中的重要组分）从线粒体内转移 到细胞液中，启动凋亡效应器caspase的级联反应。
• 由于 GSH与氧化还原作用及线粒体功能密切相关，此项检测除 了对研究细胞凋亡的起始非常有用外，还可用于心脏病、中风 等疾病治疗的研究。但有些细胞如：HeLa 和3T3细胞凋亡时没 有明显的GSH水平的变化，不能用此法检测。
38
线粒体膜势能（DYmt）的检测
21
Caspase家族的结构与分类
ICE亚类Caspase蛋白酶：ICE（白介素1转换酶） 是单核细胞来源的参与成熟的一种蛋白酶，参与 凋亡，但不起主要作用： Caspase-1，Caspase-4， Caspase-5， Caspase-11，Caspase-12，Caspase13， Caspase-14。
细胞凋亡概述
细胞凋亡概述金宏坤（中国海洋大学山东·青岛266000）摘要细胞凋亡是在基因的调控下进行的细胞程序化死亡。
细胞凋亡对生物生长发育、伤口愈合等过程具有至关重要的意义。
本文将从细胞凋亡的过程及机理对细胞凋亡进行简单介绍。
关键词细胞凋亡凋亡机理中图分类号：R730文献标识码：A1细胞凋亡的概念细胞凋亡这一概念最早在1972年由J.F.R.Kerr等人在研究组织变化时提出的（Kerr J F R等，1972）。
细胞凋亡又称为细胞程序化死亡，是指细胞受到特定的细胞内信号或细胞外信号的诱导刺激，激活下游的死亡途径，在基因的调控下进行的一系列的细胞死亡过程。
2细胞凋亡的过程及标志2.1细胞凋亡过程及形态的改变根据细胞凋亡过程中的形态学特征变化，将细胞凋亡分为3个过程：（1）凋亡起始阶段：细胞表面特化结构消失；内质网囊腔肿胀变大，线粒体膨大；细胞骨架结构紊乱；染色质凝缩分布在核膜一侧或周围；胞质出现大小不均的空泡。
（2）凋亡小体形成阶段：染色质进一步凝缩并断裂为大小不均一的片段，DNA发生断裂，细胞核解体，细胞质膜或内质网膜包裹着断裂的DNA和破碎的细胞器通形成许多球形小泡，这些有膜包围的小泡被称为凋亡小体（Kerr J F R等，1994）。
（3）吞噬清除阶段：凋亡小体形成后，被巨噬细胞和邻近的细胞识别并吞噬消化（Nagata S等，1995）。
2.2细胞凋亡的生物化学变化细胞凋亡时不仅发生明显的形态变化，同时也伴随着许多生物化学变化的发生。
比较明显的生物化学变化有以下几种：（1）细胞质膜上磷脂酰丝氨酸翻转。
（2）线粒体内膜丧失膜电位。
（3）DNA被随机切成大小不均一的片段。
（4）凋亡相关蛋白的激活：包括Bcl-2家族蛋白、细胞色素c、Caspase家族蛋白等凋亡相关蛋白的激活（Adams J M等，1998）。
3细胞凋亡的机理和途径细胞凋亡的诱导和执行需要一系列分子的配合，包括信号分子，受体，酶和基因调节蛋白。
细胞凋亡
1. 大分子染色体DNA片段的测定 细胞凋亡的早期,染色体断裂成为50~300kbp长的 DNA大片段。所有超过一定分子量大小的双链DNA分子 在琼脂糖凝胶中的迁移速度相同。线性DNA的双螺旋半 径超过凝胶半径时，即达到分辨力的极限。此时凝胶不 再按分子量的大小来筛分DNA，DNA像通过弯管一样， 以其一端指向电场一极而通过凝胶，这种迁移模式称之 为"爬行"。因此，细胞凋亡早期产生的50~300kbp长的 DNA大片段不能用普通的琼脂糖凝胶电泳来分离。通常 采用脉冲电泳技术可圆满地解决这一问题。
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检测膜电位。
四、DNA片断化检测 细胞凋亡时主要的生 化特征是其染色质发生浓缩, 染色质DNA在核小 体单位之间的连接处断裂, 形成50~300kbp长的 DNA大片段, 或180~200bp整数倍的寡核苷酸片 段, 在凝胶电泳上表现为梯形电泳图谱(DNA ladder)。细胞经处理后，采用常规方法分离提纯 DNA，进行琼脂糖凝胶和溴化乙啶染色，在凋 亡细胞群中可观察到典型的DNA ladder。如果细 胞量很少，还可在分离提纯DNA后，用32P-ATP 和脱氧核糖核苷酸末端转移酶（TdT）使DNA标 记，然后进行电泳和放射自显影，观察凋亡细 胞中DNA ladder的形成。
A23210 APO-BRDU(TM) TUNEL ASSAY KIT PROBES KOMBO PROBES KOMBO ￥6600
细胞衰老与凋亡
细胞凋亡的形态学特征
02
01
03
04
05
细胞凋亡的生化特征
诱导细胞凋亡的因子
细胞凋亡的检测
1
2
3
4
5
6
7
三、细胞凋亡的分子调控机理
1
2
3
4
5
6
7
Caspase家族与凋亡
Caspase活化
Caspase自身以非活化的Procaspase存在，其激活依赖于其他的Caspase在它的天冬氨酸位点裂解活化或自身活化
一、Hayflick界限(Hayflick Limitation）
●概念：关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点。 细胞，至少是培养的二倍体细胞，不是不死的，而是有一定的 寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就 是 Hayflick界限 ◆癌细胞或培养的细胞系是不正常细胞，其染色体数目或形态 已经不同于原先的细胞 ◆细胞的增殖能力与供体年龄有关 ◆物种寿命与培养细胞寿命之间存在着一定的关系 ●二倍体细胞的衰老是由细胞本身决定的 ◆决定细胞衰老的因素在细胞内部，而不是外部的环境 ◆是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老
不同年龄来源的人成纤维细胞的增殖代数
可增殖 代数
40-60
20
2-4
二、细胞在体内条件下的衰老
致密体的生成
线粒体的变化: 通常，细胞中线粒体的数量随龄减少，
内质网的变化: 衰老动物内质网成分弥散性地分散于核
膜系统的变化
而其体积则随龄增大
细胞核的变化
周胞质中，粗面内质网的总量似乎是减少了
三、衰老细胞结构的变化
B
D
A
C
体外培养的二倍体细胞，细胞核
凋亡细胞的形态特征
凋亡细胞的形态特征一、前言凋亡是一种程序性死亡方式，是细胞自我调节的一种机制，通常发生在发育过程中或者受到外部刺激时。
凋亡细胞的形态特征是研究凋亡机制的重要基础，本文将从细胞核、细胞质、细胞膜等方面详细介绍凋亡细胞的形态特征。
二、细胞核的变化1. 核囊变性在凋亡过程中，核囊会逐渐变性，并最终形成小颗粒状物质。
这是由于核酸酶等内源性酶的作用导致DNA断裂和降解。
2. 染色质聚集染色质在凋亡过程中会逐渐聚集成小颗粒状物质，并且在核囊变性后呈现出明显的浓缩状态。
这是由于DNA断裂和降解导致染色质结构改变所致。
3. 核仁消失在凋亡过程中，核仁会逐渐消失。
这是由于核仁内部蛋白质分解所致。
4. 核膜破裂在凋亡过程中，核膜会逐渐破裂，导致核内物质外泄。
这是由于内源性酶的作用导致核膜结构改变所致。
三、细胞质的变化1. 线粒体肿胀在凋亡过程中，线粒体会逐渐肿胀，并最终形成小颗粒状物质。
这是由于线粒体内部蛋白质分解所致。
2. 内质网溶解在凋亡过程中，内质网会逐渐溶解，并最终形成小颗粒状物质。
这是由于内源性酶的作用导致内质网结构改变所致。
3. 原生质收缩在凋亡过程中，原生质会逐渐收缩，并最终形成小颗粒状物质。
这是由于微丝和微管的重组和收缩所致。
四、细胞膜的变化1. 细胞膜破裂在凋亡过程中，细胞膜会逐渐破裂，导致细胞内容物外泄。
这是由于内源性酶的作用导致细胞膜结构改变所致。
2. 磷脂外翻在凋亡过程中，细胞膜上的磷脂会逐渐外翻。
这是由于内源性酶的作用导致细胞膜结构改变所致。
五、总结凋亡细胞的形态特征是凋亡机制研究的重要基础，本文从细胞核、细胞质、细胞膜等方面详细介绍了凋亡细胞的形态特征。
通过了解这些特征，我们可以更深入地了解凋亡机制，并为其相关疾病的治疗提供参考。
细胞病理学名词解释
细胞病理学名词解释
1. 细胞病理学：细胞病理学是研究细胞异常的科学分支，包括研究细胞形态、功能、代谢和生长等因素。
2. 细胞增生：指体内细胞数量的增加，通常是由于细胞分裂过多或死亡过少而引起的。
3. 细胞凋亡：指细胞自我死亡的过程，通常是为了维持机体的平衡和健康。
4. 癌症：癌症是一种由恶性细胞组成的疾病，它可以在身体任何部位形成肿瘤。
5. 细胞核：细胞核是细胞的重要部分之一，其中包含着DNA，负责细胞的遗传信息和控制细胞分裂过程。
6. 细胞质：细胞质是细胞核外的所有细胞成分，包括细胞膜、粒状内质网、线状内质网、高尔基体、线粒体和溶酶体等组成部分。
7. 细胞膜：细胞膜是细胞的外包层，它包裹着细胞质和细胞核，控制物质进出细胞的过程。
8. 炎症：炎症是由于机体受到某种物理、化学、生物刺激或感染引起的一种受体细胞和免疫细胞的反应和组织反应。
9. 化学物质：化学物质是指一种或多种有机或无机化合物，它
们可以通过各种方式影响细胞、组织和身体系统的功能。
10. 细胞结构：细胞结构是指细胞内部的组织结构和组成部分，包括细胞核、细胞质和细胞器等组成。
细胞凋亡
第一节概述一、细胞凋亡的概念细胞死亡（apoptosis）是每一个细胞必经之道，而细胞凋亡是最常用的细胞死亡机制。
在多细胞个体中生命期的每个时期，细胞凋亡都是组织动力学的基本机制。
不仅在多细胞个体中不可缺，甚至有一些单细胞个体也会出现或多或少的细胞凋亡特征。
在希腊文中，apoptosis这个字是用来描述树叶从枝头掉落的状态。
细胞凋亡(apoptosis)首先被Kerr等于1972年用来描述一种与细胞坏死(necrosis)不同的、其过程被严密控制的细胞死亡机制。
事实上，早在1885年Flemming就曾发表了卵巢滤泡细胞的细胞凋亡形态特征，当时他命名其为染色质溶解(chromatolysis)。
虽然细胞凋亡现在被全世界的学者研究得如火如荼，他当时的描绘并未使学者们注意到这是一个与细胞坏死不同的细胞死亡机制。
从chromatolysis到apoptosis的被提出，这个现象被忽视了将近一个世纪。
细胞凋亡概念提出至今还不到30年的时间，但由于它在保证多细胞生物的健康生存过程中扮演着关键角色，对个体的正常发育及细胞凋亡紊乱在病理学研究中的重要作用，引起了人们对其机制和组分的广泛而深入地研究，成为目前生命科学界最为热门话题之一，也是生命科学界乃至社会各界争相投入的研究领域。
（如图8-1）图8-1 近三十年来研究细胞凋亡的论文那么什么是细胞凋亡呢？细胞凋亡（apoptosis）是在体内外因素诱导下，由基因严格调控而发生的一种生理性细胞自杀过程，又称程序性细胞死亡（programmd cell death．PCD）。
它是一个主动的，高度有序的，基因控制的，一系列酶参与的过程。
它是一个不同于细胞坏死的一种细胞死亡形式。
二、主要变化（－）形态学变化1、细胞膜的变化①微绒毛、细胞突起和细胞表面皱褶消失。
②胞膜迅速发生空泡化（blebbing），内质网不断扩张并与胞膜融合，形成膜表面的芽状突起，称为出芽（budding）。
细胞凋亡的形态特征
细胞凋亡的形态特征
细胞凋亡是一种自我调节的程序性死亡，是维持生命平衡的重要机制。
在细胞凋亡过程中，细胞会出现一系列形态特征，这些特征是细胞凋亡的重要标志。
细胞凋亡的形态特征之一是细胞体积缩小。
在细胞凋亡过程中，细胞体积会逐渐缩小，最终形成一个紧密的球形结构。
这是因为细胞凋亡过程中，细胞内部的骨架和细胞膜发生变化，导致细胞体积缩小。
细胞凋亡的形态特征之二是细胞核的变化。
在细胞凋亡过程中，细胞核会出现一系列变化，如核浓缩、核碎裂和核染色质凝聚等。
这些变化是由于细胞凋亡过程中，核内的DNA发生断裂和降解，导致核内物质的变化。
第三，细胞凋亡的形态特征之三是细胞膜的变化。
在细胞凋亡过程中，细胞膜会发生变化，如膜的破裂和膜的外翻等。
这些变化是由于细胞凋亡过程中，细胞膜的脂质成分发生变化，导致膜的结构和功能发生改变。
细胞凋亡的形态特征之四是细胞内酶的活化。
在细胞凋亡过程中，细胞内的一些酶会被激活，如半胱氨酸蛋白酶和核酸酶等。
这些酶的活化会导致细胞内部的物质降解和分解，最终导致细胞死亡。
细胞凋亡的形态特征是细胞体积缩小、细胞核的变化、细胞膜的变化和细胞内酶的活化。
这些特征是细胞凋亡的重要标志，对于研究细胞凋亡的机制和调控具有重要意义。
细胞凋亡
Ced3 在哺乳类同源物是 ICE（Interleukin-1 β
-converting enzyme，白介素-1β 转换酶），
即 Caspase1，可促进细胞凋亡。
常见的细胞凋亡途径有两条： Caspase 依赖性的 细胞凋亡（外源、内源性）和不依赖于 caspase 的细胞凋亡途径，两个途径一般同时被激活。
正常细胞
2、细胞凋亡 过程及特征 最重要特征：
细胞凋 亡开始
细胞质膜保
持完整，内 含物不外泄， 不引发机体 炎症反应。 需 ATP 供能
凋亡小 体被吞 噬 凋亡小 体形成
胸腺细胞凋亡过程形态变化
正常 凋亡
凋亡细胞表面发泡，许多泡状或者芽状突起，逐渐分隔，形成单 个凋亡小体。
胸腺细胞凋亡过程形态变化
② 核纤层（lamina）蛋白
核纤层解体 ③ 细胞骨架蛋白：
核纤层
导致细胞解体，
形成凋亡小体
④ 其他的 caspases
⑤ 灭活细胞凋亡的
染色体
抑制物
2、Caspase 依赖的细胞凋亡途径
分为死亡受体（Fas）起始的外源途径及线粒体起
源的内源途径两条。 1）死亡受体起始的外源途径（书上 P450） 当细胞接受凋亡信号分子（FasL，TNF 等）刺激 后，凋亡细胞表面信号分子受体相互聚集并与细胞 内衔接蛋白（Adaptor protein）结合，这些衔接蛋
（Bcl-2 homology）结构域的 C-端片段被运送到线
粒体，与 Bcl-2 / Bax 的 BH3 结构域形成复合物，
导致细胞色素 C 释放。CytC 与胞质中 Ced4 同源
物 Apaf-1（凋亡蛋白酶活化因子 apoptosis rotease
细胞凋亡
细胞凋亡细胞凋亡是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常称为细胞编程性死亡［１］（ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｃｅｌｌｄｅａｔｈ，ＰＣＤ）。
具体指细胞遇到内、外环境因子刺激时，受基因调控启动的自杀保护措施，包括一些分子机制的诱导激活和基因编程，通过这种方式去除体内非必需的细胞或即将发生特化的细胞。
例如，蛙的个体发育过程中，四肢的形成过程中尾巴消失等现象，都涉及细胞的自动死亡。
细胞凋亡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。
细胞发生凋亡时，就像树叶或花的自然凋落一样，对于这种生物学观察，借用希腊“Apoptosis”来表示，意思是像树叶或花的自然凋落，可译为细胞凋亡。
人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。
凋亡是多基因严格控制的过程。
这些基因在种属之间非常保守，如Bcl-2家族、caspase家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等，随着分子生物学技术的发展对多种细胞凋亡的过程有了相当的认识，但是迄今为止凋亡过程确切机制尚不完全清楚。
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2.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,细胞间 黏着性降低
形态 变化
细胞变圆,与周围细 细胞外形不规则变化
胞脱离
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 分为物理、化学和病毒
①高度分化的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 ②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
结果 形成形态、结构、生理功能不同的细胞
形成新的个体
大小 比较
分化程度:体细胞>生殖细胞>受精卵
全能性大小:受精卵>生殖细胞>体细胞; 胚胎干细胞(全能干细胞)>造血干细胞(多能 干细胞)>皮肤生发层干细胞(专能干细胞)
【典例1】下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 ( D) A.玉米种子萌发长成新植株 B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
走出误区 误区1 误认为所有干细胞都要发生分化 点拨:干细胞分裂增加细胞数目。一部分细胞发生分化,成为具有特定功能的组织 细胞;还有一部分保持分裂能力,用于干细胞的自我更新。 误区2 判断全能性的标志是能产生新个体,误认为种子发育成完整个体体现细胞 全能性 点拨:种子中含有胚根、胚芽、胚轴等构成的新的生命体,由种子长成新植株,是这 个新生命体的发育过程,不体现细胞全能性。 误区3 分化不会改变遗传物质,误认为同一个体不同细胞中遗传物质数量相等 点拨:细胞核中遗传物质数量相等,细胞质中由于细胞分化导致线粒体、叶绿体等 数量不等,因此细胞质中的DNA数量有所差别。 误区4 误认为分化程度高的细胞其全能性一定低 点拨:一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,细胞分化程度越低,全能性 越高,但卵细胞的分化程度较高,其全能性也较高。
利因素影响
致癌因子
对机体 的影响
对机体有利
对机体有害
对机体有害
3.两个关系 (1)个体衰老与细胞衰老的关系 ①单细胞生物的细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 ②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,但从整体上看,个体衰老的过程也是组成个体的 细胞普遍衰老的过程。 (2)原癌基因与抑癌基因的关系 ①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。 ②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。 ③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。
考点突破·悟法提能
考点一 细胞分化与细胞全能性概念分析
核心归纳 重点突破
剖析考点
1.细胞分化与细胞全能性的区别
细胞分化
细胞全能性
原因ห้องสมุดไป่ตู้
细胞内基因选择性表达
含有本物种全套遗传信息
特点
①持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进 程中 ②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 ③普遍性:生物界中普遍存在,是生物个体发 育的基础
第13讲 细胞的分化、衰老、凋亡 和癌变
[最新考纲]1.细胞的分化(Ⅱ) 2.细胞的全能性(Ⅱ) 3.细胞 的衰老和凋亡以及与人体健康的关系(Ⅱ) 4.癌细胞的主要特 征及防治(Ⅱ)
知识梳理
考点突破
能力培养
知识梳理·温故串知
一、细胞分化和细胞全能性 1.细胞分化
重温教材 夯实基础
2.细胞的全能性[判一判] (1)理论上,活细胞都具有全能性。( √ ) (2)分化的细胞具有发育成完整个体的潜能。( √ ) (3)克隆羊的培育体现了动物细胞的全能性。( × )
关系
(1)细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有保持物种遗传性所需要的全套遗传 物质,因而理论上都具有全能性 (2)一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以实现;细胞分化程度越低,全能性就越高
2.细胞全能性表达的条件 (1)离体。 (2)一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)。 (3)激素。 (4)适宜的条件(适宜的温度、pH等)。
【跟踪演练1】(2014·长沙模拟)如图为人体中肌肉细胞、未成熟红 细胞和神经细胞产生过程的模式图,据图推断关于这三类细胞的叙述, 正确的是( A ) A.含有的遗传信息相同 B.含有的mRNA完全相同 C.含有的蛋白质种类完全不相同 D.形成的原因是基因的选择性丢失
考点二 细胞衰老、凋亡和癌变的分析比较 剖析考点 1.细胞分裂、分化、癌变及衰老的关系 (1)区别
四、细胞癌变 1.主要特征[判一判] (1)在任何条件下,癌细胞都能无限增殖。( × ) (2)成纤维细胞癌变后由扁平梭形变成球形。( √ ) (3)癌细胞膜上糖蛋白减少。( √ ) (4)癌细胞与正常细胞相比,遗传物质发生了改变。( √ )
2.致癌因子[连一连]
3.细胞癌变的原因 (1)致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变。 (2)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; 抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。 4.癌症的预防与治疗 (1)预防:远离 致癌因子 、培养健康的生活方式、加强体育锻炼、 增强自身免疫力。 (2)治疗:手术切除、化疗和放疗;基因治疗等。
二、细胞的衰老 细胞衰老的特征 (1)代谢的变化
(2)细胞核的变化
三、细胞凋亡 1.概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。 2.原因: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 内部环境 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。
结果
细胞分裂
单细胞生物完成生殖,多 细胞生物产生新细胞
细胞分化 形成不同组织器官
细胞癌变 形成无限增殖的癌细胞
细胞衰老 细胞正常死亡
遗传物质变化
遗传物质复制后均分
遗传物质不发生改变 遗传物质发生改变 遗传物质不发生改变
(2)四者之间的联系:①细胞分裂是细胞分化的基础;②仅有细胞分裂和 生长,而没有细胞分化,生物体不能正常生长发育;③细胞的正常分化能 抑制细胞癌变,细胞癌变是细胞的畸形分化。如图所示。