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1、细胞的全能性课件,细胞分化、衰老和凋亡,主要内容,细胞分化 多细胞生物通过受精卵发育而来，为什么生物体内会有不同形态和功能的细胞呢？,细胞的全能性 高度分化的植物细胞还能发育成完整植株吗？,细胞衰老 细胞会不会变老？,细胞凋亡 细胞会自杀吗？,一、细胞分化,在个体发育过程中，一方面，通过细胞分裂，细胞数量越来越多；另一方面，细胞在形态、结构和功能上发生特异性的变化。,一、细胞分化,细胞分化是指,由同一种类型的细胞经细胞分裂后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异，产生不同的细胞类群的过程,高等动物主要细胞类群,高等动物主要细胞类群,神经细胞,上皮细胞,肌肉细胞,骨细胞,血细胞,骨髓干细胞
2、分化示意图,粒细胞,骨髓干细胞,造血干细胞,淋巴干细胞,红细胞,血小板,淋巴细胞,单核细胞,任何一个复杂的有机体，都是由亿万个细胞构成的。这些细胞执行着运输、支持、营养、保护、运动等多种功能，如果没有细胞的分化，就不可能出现执行不同功能的细胞，复杂的生物机体也就不能存在下去。,生物体细胞的数目越多，分化程度就越高。具有相同形态、功能的细胞连在一起形成组织，再由组织构成器官和系统，进而形成统一的有机整体。所以细胞的分化是形成各种组织的基础。,生物体的组织是怎样形成的呢？,它们是经过细胞的分化形成的。,细胞分化的过程大致为：细胞分裂所产生的新细胞，起初在形态、结构方面都很相似，并且都具有分裂能力。
3、后来，除了一小部分细胞仍然保持着分裂能力以外，大部分细胞失去了分裂能力。在生长过程中，这些细胞向不同方面发生了变化，具有了不同的功能，它们在形态、结构上也逐渐发生了变化，结果就逐渐形成了不同的组织。,细胞分化形成组织,上皮组织,肌肉组织,分化,受精卵,多个细胞,神经组织,结缔组织,细胞分化形成组织,受精卵,多个细胞,细胞分化的特点,细胞分化是单向演变，一般不发生逆转； 分化的方向和程序都是预先确定； 细胞生理状态随着细胞分化程度而改变：如，神经细胞和肌肉细胞是高度分化的细胞，在成体中一般是不分裂的；表皮生发层细胞和骨髓造血干细胞是分化程度比较低的，可以终身保持分裂能力。,二、细胞的全能性,19
4、58年，美国植物学家斯图尔德等人，用胡萝卜韧皮部的组织块进行离体培养，得到了完整的植株，并且能够开花结果。,胡萝卜肉质根的组织培养示意图,成熟的胡萝卜植株,胡萝卜肉质根薄片,胡萝卜试管苗,胚状体发育,离体培养,科学实验已经证实：植物的花药、根尖、茎尖、幼胚、种子、果实等都能够在适宜的条件下发育成完整植株,花药离体培养,花药离体培养是把发育到一定阶段的花药接种到培养基上，来改变花粉的发育程序，使其分裂形成细胞团，进而分化成胚状体，产生再生植株，或形成愈伤组织，由愈伤组织再分化成植株。,花药离体培养的目的是要诱导花粉细胞发育成单倍体细胞，最后发育成单倍体植株。再通过诱导使染色体加倍，从而得到正常结
5、实的二倍体纯系植株。,茎尖分生组织无病毒植株培养技术,感染病毒植株的体内病毒的分布并不均匀，越靠近茎顶端区域的病毒的感染深度越低，生长点则几乎不含或含病毒很少。这是因为分生区域内无维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，赶不上细胞不断分裂和活跃的生长速度。,茎尖培养脱毒，由于其脱毒效果好，后代稳定，所以是目前培育无病毒苗最广泛和最重要的一个途径。,植物组织培养技术,植物组织培养技术就是利用植物细胞的全能性发展而来的加速植物繁殖的新技术。,植物组织培养的基本过程,植物组织培养的意义,组培室,植物组织培养的基本过程,植物组织培养的意义,由于离体培养的组织或细胞只是植物体的一小部分，因而可以研究其在不受植
6、物体其他部分干扰的条件下的生长和分化规律；另一方面，人们可以通过改变离体的组织或细胞的培养条件来影响它们的生长和分化。,三、细胞衰老,人随着年龄的增长，身体各方面机能衰退，称会衰老。细胞也会衰老吗？,在生物体内，细胞的衰老和死亡是常见的现象，也是细胞的重要生命活动,衰老细胞的特征:,衰老的细胞内，有关酶的活性降低。细胞内新陈代谢减慢。,衰老的细胞内呼吸速度减慢，细胞核的体积增大，染色体固缩、染色加深。,细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。,细胞为什么会衰老呢？ 决定衰老的主要因素是什么呢？,巴氏小体是雌性哺乳动物的细胞在分裂间期细胞核中呈凝缩状态不活动的X染色体。雄性个体的细胞分裂间期没
7、有巴氏小体。,背景知识：,某雌性哺乳动物分裂间期的细胞,20世纪60年代，一位科学家做了如下的实验：,实验材料：年轻女性的体细胞、老年男性的体细胞,实验目的：探究人的体细胞衰老是由细胞本身决定的，还是由环境因素决定的,巴氏小体可以用来区分两种细胞,实验原理：在相同条件下，单独培养或混合培养两种细胞，统计细胞分裂的次数,实验步骤：1.将两种细胞单独培养,增殖旺盛,增殖次数少,实验步骤：2.将两种细胞混合培养,年轻女性的细胞数量远大于老年男性的细胞数,深入探究：,去核,去核,从胎儿肺部得到的成纤维细胞可在离体条件传代50次,从成人肺部得到的成纤维细胞在离体条件下只能传代20次,事实：,细胞的增殖能
8、力是有限的； 体细胞的衰老是由细胞自身的因素决定的；,几种较为流行的解释衰老的本质和机理假说： (1) 错误成灾说 Orgele，1973年提出了细胞大分子合成错误成灾说。意思是说，细胞里的核酸和蛋白质在生物合成中如果由于某些原因而发生差错，这差错会得到累积而迅速扩大，引起代谢功能大幅度降低，造成衰老。 (2) 外部干扰说 此说认为细胞衰老既不是细胞内出现差错，也不是由蛋白质异常引起，而是由外源性干扰造成的。例如，自由基受外源性干扰，就会引起衰老。,(3) 发育程序衰老说 按这一理论，衰老在最早期的发育过程中就开始了，并且在整个一生中都以这一规律的方式发育。 有的研究认为，控制生长发育的基因在
9、各个时期均可开启或关闭，有些在生命晚期发挥作用的基因可能控制着衰老。 甚至可能存在有“衰老基因”，使按顺序方式进行的生化途径减慢或终止，并引起预期的衰老变化表现。,四、细胞凋亡,细胞凋亡也是细胞的一种重要生命活动，是一个主动的由基因决定的细胞程序化自行结束生命的过程。,细胞凋亡也称为细胞程序性死亡,蝌蚪在变态发育过程中尾的消失就是细胞凋亡的结果,细胞凋亡的意义,细胞凋亡对生物的个体发育、机体稳定状态的维持等都具有重要作用。,产生大量新细胞,大量细胞死亡,正常的细胞凋亡出现问题就会引发疾病。,凋亡过程中细胞形态的变化,凋亡细胞的表面,细胞凋亡和细胞坏死的区别,细胞坏死是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡,细胞凋亡和细胞坏死的区别,细胞凋亡的检测,DNA“梯子”是检测细胞凋亡的一个重要特征,凋亡细胞的DNA被切割成有规律的小片段，电泳时呈现出梯状条带； 正常细胞的DNA未降解，电泳条带表现为大分子片段； 坏死细胞DNA随机断裂，电泳时为连续分布的弥散条带,细胞凋亡不足：肿瘤，自身免疫病， 细胞凋亡过度：心肌缺血，心力衰竭，神经元 退行性疾病，病毒感染 不足与过度并存：动脉粥样硬化,凋亡与疾病,
