細(xì)胞的分化,衰老,凋亡,壞死,癌變

1、6.2-6.4 細(xì)胞的分化、衰老、凋亡和癌變,第六單元 細(xì)胞的生命歷程,,有絲分裂,受精卵,,,,,,,,,,細(xì)胞分化,在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程。,1、什么是細(xì)胞分化,2、細(xì)胞分化的結(jié)果,結(jié)締組織,肌肉組織,神經(jīng)組織,上皮組織,后代細(xì)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(méi)有任何變化,黑色素細(xì)胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細(xì)胞，

2、始終保持為上皮細(xì)胞，而不會(huì)變成其他類型的細(xì)胞。,穩(wěn)定性,不可逆性,細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中。,持久性,3、細(xì)胞分化的特點(diǎn),造血干細(xì)胞 原紅細(xì)胞 早幼紅細(xì)胞 中幼紅細(xì)胞 晚幼紅細(xì)胞 成熟紅細(xì)胞 死亡,,,,,,,（但是在離體人工培養(yǎng)條件下，高度分化的細(xì)胞能夠脫分化）,4、細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì),,基因,選擇性表達(dá)的過(guò)程,,紅細(xì)胞,,合成血紅蛋白 (不合成肌動(dòng)蛋白),肌細(xì)胞,,肌動(dòng)蛋白基因表達(dá),合成肌動(dòng)蛋白

3、(不合成血紅蛋白),肌動(dòng)蛋白基因關(guān)閉,血紅蛋白基因關(guān)閉,,血紅蛋白基因表達(dá),細(xì)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(méi)有任何變化,5.意義 （1）細(xì)胞分化是生物 的基礎(chǔ)。 （2）細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向 ，有利于提高各種生理功能的效率。4.實(shí)質(zhì)：在個(gè)體發(fā)育中，不同的細(xì)胞中 的執(zhí)行情況不同。即基因的 表達(dá)，轉(zhuǎn)錄 出不同的 ，控制合成出不同 。,個(gè)

4、體發(fā)育,專門化,遺傳信息,選擇性,mRNA,蛋白質(zhì),,基因的選擇性表達(dá),想一想 同一生物不同部位的細(xì)胞如人的胰島B細(xì)胞 和唾液腺細(xì)胞，下列結(jié)構(gòu)或物質(zhì)是否相同？ ①染色體 ②DNA ③基因 ④mRNA ⑤蛋白質(zhì) ①②③相同，④⑤不同。,提示,遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變，不同組織的細(xì)胞共同來(lái)源于受精卵，經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生。,7、細(xì)胞的全能性,愈傷組織,胚狀體,動(dòng)物細(xì)胞有沒(méi)有這種能力？,1958，美國(guó)，斯圖爾德

5、植物組織培養(yǎng),離體,思考,這個(gè)試驗(yàn)說(shuō)明了已經(jīng)分化的細(xì)胞核具有什么特性？,高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能,多利羊的誕生,已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。,細(xì)胞全能性,植物組織培養(yǎng)技術(shù),克隆個(gè)體的產(chǎn)生,思考,為什么已經(jīng)分化的細(xì)胞具有全能性呢？,高度分化的細(xì)胞含有保持物種發(fā)育所需要的全套基因,,,不同的細(xì)胞具有不同的全能性：①受精卵（未分化）＞精子或卵細(xì)胞（高度分化）＞體細(xì)胞②植物體細(xì)胞＞動(dòng)物體細(xì)胞（克隆

6、羊只證明動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性）③胚胎干細(xì)胞（全能干細(xì)胞）＞造血干細(xì)胞（多能干細(xì)胞）＞皮膚生發(fā)層干細(xì)胞（專能干細(xì)胞） (分化程度越高,全能性越低),為什么健康人的血細(xì)胞數(shù)量不會(huì)隨著血細(xì)胞的死亡而減少呢？生物體如何補(bǔ)充衰老死亡的細(xì)胞？,思考,全能干細(xì)胞（胚胎干細(xì)胞），多能干細(xì)胞（組織干細(xì)胞），和專能干細(xì)胞。受精卵是一個(gè)最初始的全能干細(xì)胞。多能干細(xì)胞,如血液組織干細(xì)胞、神經(jīng)組織干

7、細(xì)胞和皮膚組織干細(xì)胞等。多能干細(xì)胞進(jìn)一步分化，可形成專能干細(xì)胞。專能干細(xì)胞只能分化成某一類型的細(xì)胞，如神經(jīng)組織干細(xì)胞可以分化成各種類型的神經(jīng)細(xì)胞。,6、干細(xì)胞,考點(diǎn)一 細(xì)胞分化與細(xì)胞的全能性1.細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)及拓展提升 （1）實(shí)質(zhì)：基因的選擇性表達(dá)。同一生物體不 同部位的細(xì)胞DNA、基因、tRNA相同,但mRNA 和蛋白質(zhì)不同。 （2）拓展:①胰島B細(xì)胞除包含胰島素基因外還 包含血紅蛋白基因，生長(zhǎng)激素基因等其它全部

8、 基因。 ②胰島B細(xì)胞和垂體細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同 的根本原因是細(xì)胞中 不同, 不同的直接原因是細(xì)胞中 不同。,蛋白質(zhì),mRNA,高頻考點(diǎn)突破,③管家基因：在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因，與 細(xì)胞分化無(wú)關(guān)，如呼吸酶基因、ATP水解酶基 因等。 奢侈基因：只在特定細(xì)胞中選擇性表達(dá)的基 因，控制細(xì)胞分化，如胰島素基因、血紅蛋白 基因等。2.細(xì)胞的全能性 （1）原理：含有本物種

9、全套遺傳物質(zhì)。 （2）條件：一離體；二無(wú)菌；三營(yíng)養(yǎng)和激素； 四適宜外部條件——光照、溫度、pH等。 （3）全能性高低比較,癌細(xì)胞：在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，有的細(xì)胞由于受到致癌因素的作用，不能正常地完成細(xì)胞分化，而變成了不受機(jī)體控制的，連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞，這種細(xì)胞叫癌細(xì)胞。,8、細(xì)胞癌變,,？,細(xì)胞畸形分化的結(jié)果,,癌細(xì)胞的特征,1、能夠無(wú)限增殖。,在人的一生中，體細(xì)胞能夠分裂50－60次?！昂＠?xì)胞系”是從黑人婦女海拉的宮頸癌

10、細(xì)胞分離建立的，這位患者已死去近四十年，但從她身上取下的癌細(xì)胞卻在實(shí)驗(yàn)室一代代地傳了下來(lái)，成為研究癌癥的材料。,2、癌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。,,3、癌細(xì)胞的表面發(fā)生了變化。,細(xì)胞膜的粘連蛋白——黏著性——分散和轉(zhuǎn)移,一個(gè)細(xì)胞發(fā)生了突變,腫瘤形成,癌細(xì)胞進(jìn)入血液,4、癌細(xì)胞對(duì)不良的環(huán)境，一般都有較強(qiáng)的抵抗能力。,致癌因素：,⑴物理致癌因子：電離輻射、X射線、紫外線⑵化學(xué)致癌因子：砷、苯、煤焦油⑶病毒致癌因子：腫瘤病毒或致癌病毒,2

11、.癌細(xì)胞特征 （1）無(wú)限增殖：一般細(xì)胞分裂50-60次，條件適 宜時(shí)，癌細(xì)胞可以無(wú)限增殖，而且分裂迅速， 細(xì)胞內(nèi)的核糖體數(shù)目大量增加,代謝異?；钴S。 （2）易分散轉(zhuǎn)移：癌細(xì)胞分泌一些酶類分解細(xì) 胞表面的糖蛋白，導(dǎo)致癌細(xì)胞黏著性降低，易 于擴(kuò)散。 （3）失去接觸性抑制：正常細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)匯合 成單層后停止生長(zhǎng)，稱為接觸性抑制。而癌細(xì) 胞即使堆積成群，仍然可以生長(zhǎng)。如下圖：,（4）癌細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生改變。例成纖維細(xì)

12、胞由 扁平梭形變成球形。這是細(xì)胞癌變的重要觀察 指標(biāo)。3.癌變機(jī)理 （1）原癌基因與抑癌基因 原癌基因主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生 長(zhǎng)和分裂的進(jìn)程；抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不 正常的增殖。 癌癥就是一系列原癌基因與抑癌基因的突變逐漸積累的結(jié)果。,（2）機(jī)理4.癌癥的預(yù)防與治療 ①預(yù)防在誘發(fā)癌癥的因素中，吸煙和不健康的 飲食是誘發(fā)癌癥最主要的兩大因素。因此，為 了防止細(xì)胞癌變，應(yīng)遠(yuǎn)離

13、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 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。,②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。放療和化療是從癌細(xì)胞分裂的特征入手，人為地控制間期DNA復(fù)制或有關(guān)蛋白質(zhì)合成。放療是使用高能X射線或γ射線集中照射患病部位，殺死癌細(xì)胞，這里利用的是射線對(duì)DNA的損傷作用。放射性療法不適于病灶范圍已經(jīng)擴(kuò)大的

14、患者?；熤饕抢每拱﹦⑺腊┘?xì)胞。常用的抗癌劑包括細(xì)胞分裂抑制劑、細(xì)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。,未分化——分化——衰老——死亡,細(xì)胞生理和生化發(fā)生復(fù)雜變化,細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化,,,衰老過(guò)程：,9、細(xì)胞衰老,1、在衰老的細(xì)胞內(nèi)水分減少結(jié)果使細(xì)胞萎縮，體積變小，細(xì)胞新陳代謝速度減慢。2、衰老的細(xì)胞內(nèi)，有些酶的活性降低。3、細(xì)胞內(nèi)的色素會(huì)隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累4、衰老的細(xì)胞內(nèi)

15、呼吸速度減慢，細(xì)胞核體積增大5、細(xì)胞膜通透性能改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低,特征：,“一大一小，一多一少，兩低一慢?！?單細(xì)胞生物,個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系,個(gè)體衰老與死亡＝細(xì)胞衰老與死亡,多細(xì)胞生物,個(gè)體衰老與死亡≠細(xì)胞衰老與死亡,,細(xì)胞在不斷更新,,10、細(xì)胞凋亡,又稱編程性細(xì)胞死亡，是細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中的必然步驟。（對(duì)生物有利）,原因： 由某種基因引發(fā)的，細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程。,舉例： 蝌蚪尾的消失；胎兒手指的分開(kāi)；人早期胚

16、胎尾部細(xì)胞的自動(dòng)死亡。 在成熟生物體中，細(xì)胞的自然更新、被病原體感染的細(xì)胞清除。,5.細(xì)胞分裂、分化和癌變的關(guān)系,1,2,3,4,細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死,基因,程序,性,不利,有利,被動(dòng)性,有害,,,,思維誤區(qū)警示 對(duì)細(xì)胞分化、衰老、凋亡和癌變有關(guān)知識(shí)點(diǎn)辨析不清 （1）細(xì)胞分化過(guò)程中遺傳物質(zhì)未改變，只是基因選擇性表達(dá)。 （2）細(xì)胞全能性必須由細(xì)胞發(fā)育成完整個(gè)體才能體現(xiàn)，若發(fā)育成某個(gè)器官不叫全能性。 （

17、3）精子、卵細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，但全能性很高。 （4）目前，沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)證明動(dòng)物細(xì)胞全能性，只是證明動(dòng)物細(xì)胞核全能性。,解題思路探究,（5）原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有體細(xì)胞中，并非只存在于癌細(xì)胞中，只不過(guò)在癌細(xì)胞中兩種基因已發(fā)生突變。 （6）個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老并不總是同步的,在幼年個(gè)體中有衰老的細(xì)胞，老年個(gè)體中有新產(chǎn)生的細(xì)胞，但細(xì)胞總體衰老會(huì)導(dǎo)致個(gè)體的衰老。 （7）細(xì)胞的癌變是細(xì)胞畸形分化的結(jié)果,對(duì)機(jī)體

18、有害。 （8）細(xì)胞衰老和凋亡對(duì)機(jī)體的正常發(fā)育都是有利的，細(xì)胞壞死對(duì)機(jī)體有害。 （9）哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞衰老時(shí)不具備“細(xì)胞核體積增大”這一特征，因?yàn)橐褵o(wú)細(xì)胞核。,對(duì)位訓(xùn)練2.下列有關(guān)細(xì)胞衰老和凋亡的說(shuō)法中正確的是 ( ) A.健康的成人體內(nèi)，每天有一定量的細(xì)胞凋亡 B.細(xì)胞凋亡受環(huán)境影響大，機(jī)體難以控制 C.老年人頭發(fā)變白和白化病

19、都是由酪氨酸酶活 性降低引起 D.胚胎發(fā)育期生物體的細(xì)胞衰老總與機(jī)體衰老 同步進(jìn)行,答案 A,解析 衰老和凋亡是細(xì)胞正常的生命現(xiàn)象,在健康的成人體內(nèi)，每天有一定數(shù)量的細(xì)胞凋亡是正常的。細(xì)胞的凋亡是一種程序性死亡，是受機(jī)體基因組調(diào)控的細(xì)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)育期細(xì)胞的衰老并不代表機(jī)體的衰老，從整體上看，個(gè)體衰老的過(guò)程是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過(guò)程。,3

20、.下列關(guān)于癌細(xì)胞的敘述，不正確的是 ( ) A.癌細(xì)胞的遺傳物質(zhì)與正常體細(xì)胞有所不同 B.在適宜條件下，癌細(xì)胞能夠無(wú)限增殖 C.細(xì)胞癌變后，彼此之間的黏著性顯著降低 D.細(xì)胞癌變是不可逆轉(zhuǎn)的,所以癌癥是不治之癥 解析 癌細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，所以與 正常體細(xì)胞有所不同；癌細(xì)胞的特點(diǎn)有：在適 宜條件下，癌細(xì)胞能夠無(wú)限增殖，細(xì)胞表面由 于糖蛋白減少，而導(dǎo)致彼此之間的黏著性顯著 降低；癌細(xì)胞是遺

21、傳物質(zhì)發(fā)生了改變所致，有 可能利用誘變因子使其發(fā)生恢復(fù)突變。,D,4.下列關(guān)于細(xì)胞增殖、分化、衰老、癌變的敘述, 不合理的是 ( ) ①幼年個(gè)體中沒(méi)有衰老的細(xì)胞，老年個(gè)體中沒(méi) 有新細(xì)胞產(chǎn)生 ②由胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化成腎 臟體現(xiàn)了細(xì)胞全能性 ③細(xì)胞凋亡對(duì)機(jī)體有利, 細(xì)胞壞死對(duì)機(jī)體有害 ④細(xì)胞分化導(dǎo)致細(xì)胞中 遺傳物質(zhì)改變 ⑤癌細(xì)胞是畸形分化的結(jié)果 ⑥衰老的