细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

第2节细胞的分化第六章细胞的生命历程本节聚焦1.什么是细胞分化？2.细胞分化的生物学意义是什么？3.什么是细胞的全能性？分裂人体胚胎发育过程受精卵仅仅通过有丝分裂，能形成人体的200多种细胞吗？？成年人全身细胞总数约1012个。细胞种类有200多种。这么多种类细胞均来自一个受精卵。受精卵有丝分裂胚胎有丝分裂有丝分裂受精卵细胞分化功能：光合作用功能：保护功能功能：贮藏营养物质分化1.细胞分化的概念在个体发育中，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。一、细胞分化2.细胞分化的特点（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）持久性：贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。（1）普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。（1）是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。3.细胞分化的意义细胞分化是否意味着细胞中遗传物质的改变？遗传物质没有改变，不同组织的细胞共同来源于受精卵，经有丝分裂产生。血红细胞神经细胞小肠上皮细胞思考：但这些细胞在形态、结构和功能上发生了很大差异,这是怎么回事呢？ABDCEEDCABEDCABEDCABEDCAB基因4.细胞分化的原因（实质）基因的选择性表达红细胞合成血红蛋白(不合成肌动蛋白)肌细胞肌动蛋白基因开启合成肌动蛋白(不合成血红蛋白)肌动蛋白基因关闭血红蛋白基因关闭血红蛋白基因开启实质：不同细胞中遗传信息的执行情况不同（基因的选择性表达）。思考：已经高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其它细胞吗?甚至分化成一个完整的个体呢？肌细胞1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。实验证明：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，即植物细胞具有全能性。条件：1：细胞离体；2：植物激素、无机盐和糖类等物质；3、无菌条件细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。思考：体细胞内含有本生物物种全套的遗传信息！二、细胞的全能性1.概念2.原因为什么已经分化的细胞具有全能性呢？切取茎段置于培养基上拟南芥茎段从两端开始膨大加粗植物细胞全能性的应用：蝴蝶兰的大规模生产快速繁殖花卉、蔬菜思考：已经高度分化的动物细胞是否也具有全能性呢？芬兰白面母绵羊乳腺细胞（体细胞）苏格兰黑面母绵羊A未受精的卵细胞苏格兰黑面母绵羊C子宫内“多利”新的细胞去核卵细胞提取细胞核绵羊“多利”整个克隆过程如下：这说明什么呢？高度分化的动物细胞没有表现出全能性植入代孕母羊子宫内无法发育成多利现今只证明已分化的动物体细胞细胞核具有全能性。该实验证明了什么呢？长江女神白鳍豚（水中大熊猫）丹顶鹤动物细胞核全能性的应用：用克隆技术拯救濒危动物克隆鼠（2002年美国）克隆猪(2000年美国）克隆牛(1998年日本）克隆猕猴（2000年美国）白血病,俗称“血癌”,是造血系统的恶性肿瘤，白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。此外用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞,延长病人的生命。骨髓移植为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少呢？思考会通过细胞分裂产生新的血细胞来补充三、干细胞概念：一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。造血干细胞红细胞血小板白细胞骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞思考：白血病进行治疗时为什么要移植骨髓？1、利用干细胞，人体组织器官将能再生新闻背景英国足球名星----贝克汉姆储存来自他刚出生时留下的脐带血干细胞，以便万一他在赛场上重要器官受伤，则可以接受干细胞移植手术治疗。干细胞的研究及应用2、克隆人体器官，用于器官移植心脏移植肾脏移植1.有关细胞分化的叙述，不正确的是()A.细胞分化不会使细胞的数目增加B.分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化源于细胞内化学物质的改变C.细胞分化的方向在胚胎发育早期就已经决定，不能逆转D.细胞分化过程中遗传物质发生改变D巩固练习2.下列关于细胞分化的说法，错误的是()A.细胞分化与生物个体发育有密切关系B.细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象C.细胞分化仅发生在胚胎时期D.细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程C巩固练习3.下列那种细胞的全能性最容易表达出来()A.青蛙的上皮细胞B.胡萝卜的根韧皮部细胞C.大白鼠的肝脏细胞D.人皮肤生发层细胞B巩固练习4.下列实验中能体现细胞全能性的是()①用胡萝卜的单个细胞培养成了可育的植株②植物用种子繁殖后代③用烟草某种组织培养出了可育的完整植株A.①②B.①③C.②③D.①②③B巩固练习5.在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是()A.壁虎断尾后重新长出尾部B.蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人D.小鼠腺细胞的自我复制B巩固练习探究:细胞的衰老、凋亡和癌变1.说出个体衰老和细胞衰老的关系。2.概述细胞衰老的特征。3.描述细胞凋亡的含义。4.说出癌细胞的主要特征和致癌因子。5.讨论如何防治癌症。6.理解原癌基因和抑癌基因的区别。学习目标与任务：（一）细胞的衰老：1.细胞衰老与个体衰老是怎样的关系？2.细胞衰老的主要特征有哪些？3.细胞衰老的原因是什么？（二）细胞的凋亡：1.什么是细胞的凋亡，它是由什么因素引起的？2.细胞凋亡的生物学意义是什么？3.细胞凋亡与细胞坏死有何区别？（三）细胞的癌变：1.癌细胞有哪些主要特征？2.有哪些种类的致癌因子？3.如何预防癌症？一、本节课探讨的几个主题（1）单细胞生物1.细胞衰老与个体衰老的关系（图解）细胞衰老与死亡＝个体衰老与死亡细胞衰老与死亡＝个体衰老与死亡细胞在不断更新（一）细胞的衰老（2）多细胞生物（一）细胞的衰老1.细胞衰老与个体衰老的关系（总结）（1）单细胞生物体：细胞的衰老即个体的衰老。（2）多细胞生物体：细胞在不断更新。多细胞生物个体衰老的过程也就是组成个体的细胞普遍衰老的过程。细胞会随着分裂次数的增多而衰老。（一）细胞的衰老2.细胞衰老主要特征有哪些？老年人会出现皱纹、老年斑、白头发等个体衰老症状与原因分析个体衰老症状与原因分析衰老症状原因分析皮肤干燥、发皱头发变白老年斑饮食减少细胞水分减少，体积减小细胞内的酶活性降低细胞内色素的累积(脂褐素)细胞膜通透性功能改变、代谢减慢（一）细胞的衰老2.细胞衰老主要特征有哪些？‘一大’：‘一小’：‘一多’：‘两低’：细胞核变大，染色质收缩，染色加深。细胞内水分减少，细胞萎缩变小，新陈代谢速率减慢。（主要指细胞体积变小）细胞内色素逐渐积累，增多。细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低；细胞内多种酶的活性降低。（一）细胞的衰老3.细胞衰老的原因？（一）细胞的衰老3.细胞衰老的原因？1、自由基学说：生命活动中，自由基（活泼的带电分子或基团）逐渐增多，自由基会攻击与破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。攻击生物膜上的磷脂分子时会产生更多的自由基；攻击DNA，引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老。2、端粒学说：随着细胞分裂次数的增多，端粒DNA序列会不断缩短，从而导致端粒内侧的正常基因的DNA序列受损，使细胞活性逐渐异常。1.什么是细胞凋亡，它是怎样引起的？由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，又叫细胞编程性死亡；是一种自然的生理过程。二、问题的归纳与总结（二）细胞凋亡2.细胞凋亡的生物学意义？①保证多细胞生物个体发育的正常进行。②维持生物体内部环境的稳定。③抵御各种外界因素的干扰。3.细胞凋亡与细胞坏死有何区别？（二）细胞凋亡项目细胞凋亡细胞坏死与基因的关系性质影响因素对机体的影响受基因控制不受基因控制自然的生理过程不正常死亡由温和的刺激或药物引起受电、热、冷、机械等不利因素影响对机体有利对机体有害小结：细胞凋亡是由基因控制的主动死亡。细胞坏死是受各种不利因素影响的被动死亡。（三）细胞的癌变1.癌细胞2.癌细胞的特征⑴能够无限增殖。⑵形态结构发生了变化。⑶癌细胞的表面发生了变化。糖蛋白减少球形导致易分散和转移受致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，成为不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。二、问题的归纳与总结3.有哪些种类的致癌因子?4.如何预防癌症?①远离致癌因子。②选择健康的生活方式。③及时进行健康检查、早发现、早治疗。物理致癌因子：化学致癌因子：病毒致癌因子：二、问题的归纳与总结辐射石棉、砷化物、亚硝胺、黄曲霉毒素等Rous肉瘤病毒等，它们含病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列5.与细胞癌变有关的基因原癌基因: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。二、问题的归纳与总结6.癌变的原理(或机理)二、问题的归纳与总结原癌基因抑癌基因二、问题的归纳与总结分析：6.癌变的原理(或机理)原癌基因抑癌基因致癌因子基因突变二、问题的归纳与总结分析：6.癌变的原理(或机理)原癌基因抑癌基因致癌因子基因突变正常细胞癌细胞二、问题的归纳与总结（外因）（内因）（注意：内外因共同起作用，正常细胞才会癌变）分析：环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使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而变成癌细胞。小结：6.癌变的原理(或机理)三、本节内容回顾（一）细胞的衰老：1.细胞衰老与个体衰老是怎样的关系？2.细胞衰老的主要特征有哪些？3.细胞衰老的原因是什么？（二）细胞的凋亡：1.什么是细胞的凋亡，它是由什么因素引起的？2.细胞凋亡的生物学意义是什么？3.细胞凋亡与细胞坏死有何区别？（三）细胞的癌变：1.癌细胞有哪些主要特征？2.有哪些种类的致癌因子？3.如何预防癌症？