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6.2-3-4细胞的分化、衰老和凋亡、癌变


第六章
细胞的生命历程
细胞的增殖、分化、衰老和凋亡、 癌变

温故而知新
1.真核细胞分裂的方式? 有丝分裂 无丝分裂 减数分裂

2.细胞分裂过程中其遗传物质改变吗?
不改变

思考: 如果多细胞生物在生长发育过程 中只有细胞分裂,生物体能否发 育成一个完整个体?

>
细胞的生命历程
发生→分化→衰老→死亡

等 200 多 种 细 胞

一、细胞分化
1. 概念:

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、生 理功能上发生稳定性差异的过程。

* 细胞分裂与细胞分化有什么区别?
数目增多 种类增多

* 细胞分化在什么时候发生? 整个生命进程中,胚胎时达最大限度

* 分化后的各种细胞遗传物质是否 改变了? 不变,整套遗传物质相同

2. 细胞分裂与分化的比较
细胞分裂 细胞分化

不 同 点
相 同 点 联 系

细胞数量
形态结构 功能

增加
相同

不变
差异

遗传信息都不变

共同完成生物个体发育过程

就一个个体来说,各 种细胞具有相同的遗 传信息,为什么形态、 结构和功能却有很大的 差异呢?

资 料

在红细胞中,与血红蛋白合成有关的基因处于 活动状态,与肌动蛋白(肌细胞中的一种蛋白 质)合成有关的基因则处于关闭状态;在肌细 胞中则相反。

分 1.红细胞和肌细胞等体细胞的遗传信息相同吗? 相同 析 血红蛋白基因开启
合成血红蛋白 2.红细胞 肌动蛋白基因开启 肌细胞 合成肌动蛋白

结 论

细胞分化是不同细胞中遗传信息 的执行情况不同导致

3. 细胞分化的机理(实质/原因)

不同细胞中遗传信息的执行情 况不同,控制合成的蛋白质也 不同,细胞表现出不同形态、 结构和生理功能。

——基因的选择性表达

4. 细胞分化的意义
细胞分化是个体发育的基础;是生物 界中普遍存在的生命现象。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。

1.(双选)乳腺细胞和唾液腺细胞都来自外胚层。 乳腺细胞能够合成乳蛋白,不能合成唾液淀粉 酶,而唾液腺细胞正相反。对这一现象的解释 是( CD )
A.唾液腺细胞没有合成乳蛋白的基因 B.乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶的基因 C.两种细胞都有合成乳蛋白和唾液淀粉酶的基因 D.两种细胞中相关基因选择性地表达

2.下表表示人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况:
基因存在情况 胰岛B细胞 眼晶状体细胞(胚胎中)
神经细胞

基因表达情况 √ √


甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁

√ √


√ √


√ √


√ √


√ √


下列有关说法错误的是( C ) A.甲基因可能是控制胰岛素合成的基因 B.丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因 C.三种细胞不同的根本原因是细胞中遗传信息不同 D.三种细胞都有甲乙丙丁四种基因的根本原因是人体 细胞都来源于同一个受精卵

1.细胞分化具有稳定性、不可 逆性,是不是细胞一旦分化就不再 具有分裂、分化能力了呢? 2.能否让这些高度分化的细胞 再具有分裂、分化能力呢?

植物组织培养的过程

韧皮部 植物激素、无机盐 细胞团 细胞 糖类

胚状体

有根、茎、 叶的试管 苗

问题

由胡萝卜的韧皮部细胞培养成完整的胡萝卜植

株说明了什么?

高度分化的植物细胞有发育成完整个体的 潜能。

二、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、植物细胞全能性表达的条件
在离体状态下,需要适宜的水、无机盐、 有机营养及激素等,还需要适宜的温度 等条件

3、植物细胞全能性的应用
快速繁殖花卉和蔬菜等作物

拯救濒危物种
与基因工程结合培育作物新类型

为什么已经分化的细胞 具有全能性呢?
由于体细胞一般是通过有丝分裂繁 殖而来的,一般已分化的细胞都有 一整套和受精卵相同的染色体,也 即带有该生物个体全套的遗传信息。

4、细胞全能性的理论基础

细胞内含有该物种的全部 遗传信息

5、动物细胞核的全能性
“多利”的诞生证明:已分化的动物体细胞 的细胞核具有全能性。 但是目前为止,人们还没有成功地将单个 已分化的动物体细胞培养成新的个体。

动物细胞的全能性受到限制,但“细胞核” 仍具有全能性,这是因为细胞核含有保持 本物种遗传特性所需要的全套遗传物质。

6、几个规律
(1) 植物细胞的全能性易于表达,而动物细胞的全 能性虽受到极大限制,但是动物细胞核的全能 性仍可以表达。 (2) 随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能 性逐渐变小 (3) 同一生物体内细胞全能性的高低为:受精卵 >生殖细胞>体细胞 (4) 细胞的全能性与细胞的分裂能力呈正相关,即 分裂能力越强,全能性越大。

除受精卵外,植物体和动物体内还有没 有具有分裂分化能力的细胞?
①植物体内 分生组织细胞(如根尖分生区细胞)

②动物体内

干细胞

三、干细胞
在动物和人体内仍然保留少数具有分裂 和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细 胞。如胚胎干细胞和骨髓造血干细胞。

1.下列有关细胞全能性的叙述,不正确的是 C
A.克隆羊的诞生证明了已分化动物细胞的 细胞核仍具有全能性 B.生物体内的细胞由于细胞分化,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.植物细胞离体培养在一定条件下能表现 出全能性

2、一般情况下,下列的细胞中分化程度由 高到低的顺序依次是( D ) ①卵细胞 ②受精卵 ③胚胎干细胞 ④造血干细胞 ⑤神经细胞 A.⑤①②③④ B.⑤②①②④ C.⑤①④②③ D.⑤①④③②

这幅图说明了怎么的一种生命现象?

细胞的生命历程
发生→分化→衰老→死亡

1、个体衰老与细胞衰老的关系
(1)单细胞生物:细胞衰老=个体衰老
(2)多细胞生物:细胞衰老≠个体衰老
A、体内的细胞总是不断更新着,总有一部 分细胞处于衰老或走向死亡的状态 B、从总体上看,个体衰老的过程也是组成 个体的细胞普遍衰老的过程

老人会出现 皱纹、老人色斑、白头发

四、细胞的衰老
2、衰老症状与原因分析
衰老症状
皮肤干燥、发皱 头发变白

原因分析
细胞水分减少,体积减小 细胞内的酶活性降低

老人斑
饮食减少

细胞内色素的累积
细胞膜通透性功能改变、 细胞呼吸减弱、 新陈代谢速率减慢

3、细胞衰老的含义
细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过 程,最终表现为细胞的形态、结构和功能发生 变化。

4、细胞衰老的特征
(1)细胞内水分减少;(2)有些酶的活性降低; (3)细胞内的色素逐渐累积; (4)细胞呼吸速率减慢,细胞核增大,核膜内折、 染色质收缩,染色加深;

(5)细胞膜透性改变,物质运输功能降低。

衰老不 可抗拒, 但可延 缓!

6、延缓衰老的措施

合理的饮食结构 良好的生活习惯
适当的体育锻炼 乐观的人生态度

珍珠是河蚌产生的一种有机物,它既是一 种有机宝石,又可作为护肤品的主要原料, 因为它在抑制细胞脂褐素的增加上有重要 作用,这表明珍珠在保健上可用于( )。 B A.促进细胞凋亡 B.延缓细胞衰老 C.促进细胞分裂 D.诱导细胞分化

细胞的生命历程
发生→分化→衰老→死亡

?人胚胎中尾的消失

?胎儿手的发育过程中,五指的相互分离
?蝌蚪发育过程中, 尾的消失

五、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,就叫细胞凋亡。 细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的 程序性调控,所以也常常叫做细胞编程 性死亡。

2、细胞凋亡的意义
(1)清除多余、无用的细胞

(2)清除完成正常使命的衰老细胞
(3)清除体内有害细胞、被病原体感染的细胞等 异常细胞 总结

细胞凋亡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。

正常的细胞凋亡出现问题就会引发疾病。

六、细胞坏死
细胞坏死是在种种不利因素影响下, 由于细胞正常代谢活动受损或中断引 起的细胞损伤和死亡。

疑问:细胞坏死与细胞凋亡相同吗?

细胞凋亡与细胞坏死的比较
细胞凋亡
生理性过程

细胞坏死
病理性过程

主动正常死亡
由基因调控 被周围细胞吞噬, 不引起炎症反应

被动死亡
外界因素引起 引起周围 炎症反应

如图为人体细胞的分裂、分化、衰老和凋亡过程的示意 图,图中①~⑥为各个时期的细胞,a~c表示细胞所进 行的生理过程。据图分析,下列叙述正确的是( D )。

A. b过程是细胞分化过程,在此过程中基因会选择性表达 B. c过程是细胞分裂过程,在此过程中会改变细胞内的遗传物质 C. 与①相比,②的表面积/体积的比值增大,与外界环境的物质交 换能力也增强 D. 人在胚胎发育过程中尾的消失是细胞凋亡引起的

细胞的癌变

七、细胞的癌变

七、细胞的癌变
1、癌细胞的定义
外因 内因

细胞受到致癌因子的作用,遗传物质发 生变化,成为不受机体控制的、连续进

行分裂的恶性增殖细胞,就是癌细胞
表现

2、致癌因子(外因)

快来关注

(1)物理致癌因子:主要指辐射,如紫外线、 X射线等。

2、致癌因子(外因)
(2)化学致癌因子:无机物如石棉、砷化物、 铬化物、镉化物等;有机物如黄曲霉毒素、 亚硝胺、联苯胺、烯环烃等。

正常肺与吸烟肺的比较:

判断

2、致癌因子(外因)
(3)生物致癌因子:如Rous肉瘤病毒

致癌因子为什么会 导致细胞癌变呢?

3、细胞癌变的内因分析
(1)与癌有关的基因 原癌基因: 负责调节细胞周期,控制细 胞生长和分裂的过程 抑癌基因:防止细胞不正常增殖 (2)癌变的机理 致癌因子 正常 细胞
引起 原癌基因和抑癌基因发生突变

癌细胞(生长 和分裂失控)

4、癌细胞的主要特征
适宜条件下能够无限 增殖,为“不死细胞” 失控

癌细胞形态结构发生 变化 失态
癌细胞表面糖蛋白减 少,细胞易分离 失散

5、癌症的防治
1、预防措施
远离致癌因子 健康的饮食及良好的饮食 养成健康的生活方式 保持一种良好的、健康的心理状态

2、治疗手段
手术切除、化疗、放疗

衰老

凋亡 正常分化

细胞

分裂

细胞

分化 畸形分化 致癌因子

不同 细胞 癌细胞

组织

器官、 系统 生物体


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