细胞的分化衰老与癌变

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1、增殖分化分化衰老凋亡第六章细胞的生命历程一、细胞分化（cell differentiation）等 200 多 种 细 胞受精卵有丝 分裂细胞 分化系 统人 体上皮 细胞肌肉 细胞神经细胞上皮组织肌肉组织神经组织器 官在个体发育中，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，叫细胞分化。1.11.1什么是细胞的分化？（什么是细胞的分化？（P117118P117118） 细胞分化是否意味 着细胞中遗传物质发 生改变？为什么? 遗传物质没有改变遗传物质没有改变1.2 1.2 细胞分化的特点：细胞分化的特点：持久性持久性 （从从分化的时间来讲）贯穿于贯穿于生物体

2、的整个生命进程中生物体的整个生命进程中，但是但是在胚胎时期达到最大程度在胚胎时期达到最大程度。不可逆不可逆性性分化了的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡。分化了的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡。 普遍性普遍性细胞分化是生物界普遍存在的生命现象细胞分化是生物界普遍存在的生命现象同样来自一个受精卵,且每个细胞都携带有相同的遗 传信息,为什么还会出现差异?1.3 1.3 细胞分化的实质（根本原因）：细胞分化的实质（根本原因）：红细胞肌肉细胞血红蛋白基因肌动蛋白基因血红蛋白血红蛋白基因肌动蛋白基因肌动蛋白（开启）（关闭）（开启）（关闭）它们都具有相同的遗传物质，只是各自表达的 基因不同基因的选择性

3、表达 不同细胞中遗传信息的执行情况不同，细 胞在遗传信息控制下合成特异性蛋白质的 过程1.5 1.5 细胞分化细胞分化的意义的意义1 1）是生物个体发育的基础）是生物个体发育的基础2 2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化， 有利于有利于提高各种生理功能的效率提高各种生理功能的效率。1.4 1.4 细胞分化的结果细胞分化的结果 形成形态、结构和功能都有很大差异的组织 和器官，增加了细胞类型分别是什么生命现象？两者有何 区别和联系呢？为细胞分裂为细胞分化分化的结果：形成不同的不同的 。5分化的特点：4分化的根本原因：分化的定义： 上发生稳定性差异

4、的过程。形态、结构和 功能 分化的时间：分化发生在整个生命进程中， 但 时期达最大限度。胚胎基因的选择性表达细胞和组织细胞和组织持久性 不可逆性（但遗传物质不变）普遍性遗传信息的执行情况不同细胞分裂细胞分化不 同 点细胞 数量 形态 结构 功能 相 同 点 联 系增加不变不变改变遗传信息都不变共同完成生物个体生长和发育1.6 1.6 细胞分化与细胞分裂的比较细胞分化与细胞分裂的比较已经发生高度分化的细胞,还能像早期 胚胎细胞那样,再分化成其他细胞吗?思考：二、细胞的全能性(totipotency)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）内因：已经分化的细

5、胞仍然含有该物种全套遗传信息； 3）外因：前提条件：脱分化培养条件：营养物质、激素、温度等 4）结果：形成完整新个体2.12.1植物细胞全能性：植物细胞全能性：通过植物组织培养，快速繁殖花卉和蔬菜等作物 拯救珍稀濒危物种 与基因工程结合培育作物新类型2）植物细胞全能性的应用1）植物高度分化的细胞，仍然具有全能性用植物组织培养技术培育 的玫瑰、兰花手机吊坠用植物组织培养技术培育的玫瑰、兰花手机吊坠芬兰白面 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”胚胎移植去核卵细胞提取细胞核绵羊绵羊“ “多利多利” ” 整个克隆过程如下：整个克隆过程如

6、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2.1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？小结：细胞的全能性：小结：细胞的全能性：植物已分化的细胞具有全能性动物已分化的细胞细胞核具有全能性， 目前还不能将已分化的动物体细胞培养新个体应用：植物组织培养应用：动物克隆细胞分化细胞分化 细胞全能性细胞全能性原理原理特点特点结果结果大小大小 比较比较关系关系 小结：细胞分化与细胞全能性的比较小结：细胞分化与细胞全能性的比较细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质持久性 稳定性 不可逆性 普遍性高度分化的植物细胞具有 全能性。

7、动物已分化的体细胞全能 性受到限制，但细胞核仍具 有全能性。形成形态、结构、功能不 同的细胞形成新的个体体细胞 生殖细胞 受精卵受精卵 生殖细胞 体细胞两者的遗传物质都不发生变化 细胞分化程度越高，具有的全能性越小特别提醒(1)根据物种不同：植物细胞动物细胞。(2)根据分化程度不同（分化程度越高的细胞，全能性就越 低）：受精卵干细胞体细胞(肝细胞、肌细胞等)。(3)根据分裂能力大小（与细胞的分裂能力呈正相关）：分 裂能力强的细胞分裂能力弱的细胞，如分生区细胞大于成 熟区细胞。2.4 2.4 细胞全能性大小的比较细胞全能性大小的比较 在体外培养出组织和器官,并最终通过组织和 器官移植实现对临床疾

8、病的治疗。3.1 3.1 干细胞的用途干细胞的用途: : 干细胞移植治疗白血病 动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力 的细胞三、干细胞:如人的骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化不断产生红细胞、白细胞和血小板特点1.干细胞可以分为哪几类？资料收集和分析P1202.干细胞的研究用途有哪些？ 干细胞移植治疗白血病 在体外培养出组织和器官,并最终通过 组织和器官移植实现对临床疾病的治疗全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞（1） 、 的过程叫做 。（2） 的过程叫做 。（3） 的过程叫做 。（4）组成、 细胞的 、 、 . 不同，因此他们属于不同的 。 细胞的分化细胞的分裂 细胞的生长形态 结构 生理

9、功能 组织四、练习题【变式题2】动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对右图的相关叙述中，错误的是( )Aa过程表示干细胞能自我更新 Bb、c过程表示干细胞具有分化能力 Ca、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同 Db过程形成的细胞直接组成器官， 可供器官移植使用【答案】D理论上，活细胞都具有全能性【判断题】(对)白发、皱纹、老年斑、耳聋、白发、皱纹、老年斑、耳聋、 眼花眼花 行动迟缓，记忆力减退行动迟缓，记忆力减退不是，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。是一种正常的生理现象细胞生理状态和化学反应发生复杂变化的过程 ，最终导致细胞的形态、结构和功能发生变化。衰老的

10、个体中，所有的细胞都是衰老的吗 ？不是，如造血干细胞一生都能增殖分化产生各种类型的血细胞。年轻的个体中，存在衰老的细胞吗？单细胞生物 细胞衰老与死亡个体衰老与死亡 多细胞生物细胞衰老与死亡个体衰老与死亡 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细胞在不断更新减少变小新陈代谢速率活性降低酪氨酸逐渐积累体积增大内折收缩加深通透性改变物质运输记忆窍门：可据图结合细胞结构从外向里联想记忆；或：一大（核大）、一小（水少体积小）、一多（色素积累）和两低。皮肤干燥1.自由基学说 ： 异常活泼的带电分子或基团，称为自由基。自由基会攻击DNA，可能引起 基因突变；攻击蛋白质，使其 活性下降

11、，使细胞衰老。2.端粒学说：人的胚胎经历有尾阶段由基因所决定的细胞自动结束生命的过程 -是由遗传机制决定的程序性调控，又称为细胞编程 性死亡是一种自然的生理过程（1 1）清除无用的或多余的细胞）清除无用的或多余的细胞，人脑在发育过程中有，人脑在发育过程中有95%95% 的细胞死亡。的细胞死亡。 （2 2）除去不再起作用的细胞。）除去不再起作用的细胞。如蝌蚪变态时的尾部细胞如蝌蚪变态时的尾部细胞 死亡；哺乳动物子宫内膜上皮细胞在月经期死亡。死亡；哺乳动物子宫内膜上皮细胞在月经期死亡。 （3 3）除去发育不正常的细胞。）除去发育不正常的细胞。如脊椎动物视觉系统的发如脊椎动物视觉系统的发 育，没有形

12、成正确神经元连接的神经元被清除掉。育，没有形成正确神经元连接的神经元被清除掉。 （4 4）除去一些有害细胞。）除去一些有害细胞。某些被病毒感染的细胞和一某些被病毒感染的细胞和一 些肿瘤细胞可以通过细胞凋亡的方式消除，以避免更多细些肿瘤细胞可以通过细胞凋亡的方式消除，以避免更多细 胞被感染，作为自身的一种保护机制胞被感染，作为自身的一种保护机制 （5 5）除去已完成正常使命的衰老细胞。）除去已完成正常使命的衰老细胞。如红细胞如红细胞120d120d后后 自然死亡自然死亡非正常死亡 细胞内容物释放、炎症正常死亡 表面有凋亡小体、无炎症是指在种种不利因素影响下，由由 于细胞的正常代谢活动受损或中断引

13、起于细胞的正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤细胞的损伤 和死亡和死亡，它是细胞的一种病理性死亡。项目项目细胞凋亡细胞凋亡细胞坏死细胞坏死与基因的关系与基因的关系影响因素影响因素对机体的影响对机体的影响受受基因控制基因控制不受不受基因控制基因控制受外界的受外界的不利因素不利因素 如：电、冷、热、如：电、冷、热、 机械作用的影响机械作用的影响受到严格的由受到严格的由遗遗 传机制决定传机制决定的程的程 序性调控序性调控正常的生理过程正常的生理过程 ，对机体，对机体有利有利病理性过程，对病理性过程，对 机体机体有害有害有的细胞受到致癌因子的作用，细胞 中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的 、连续

14、进行分裂的恶性增殖细胞。外因内因特点思考:癌细胞的分裂属于?癌细胞的分裂有细胞周期吗?有丝分裂 有适宜的条件下，能无限增殖适宜的条件下，能无限增殖-“ “不死的细胞不死的细胞” ”正常成纤维细胞扁平梭形癌变后球形的成纤维细胞形态结构发生改变形态结构发生改变“ “变态的细胞变态的细胞” ” 由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少， 使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低， 容易在体内扩散和转移。细胞表面糖蛋白减少，容易扩散和在体内转移细胞表面糖蛋白减少，容易扩散和在体内转移 “ “扩散的细胞扩散的细胞” ”物理致癌因子：化学致癌因子：病毒致癌因子：紫外线、X射线等石棉、砷化物、联苯胺等Rous肉瘤病毒等（1

15、）物理致癌因子二战后日本广岛、长崎 幸存居民癌症发生率明显增加切尔诺贝利核电站核泄漏悲惨的受害者 细胞癌变的外因：紫外线、X射线等（2）化学致癌因子细胞癌变的外因：亚硝酸盐转化为亚硝胺，并且积累才会致癌吸烟者的肺正常人的的肺香烟里含数十种致癌物质.例如苯并苾，亚硝胺等，能 导致肺癌，咽喉癌等疾病。（2）化学致癌因子细胞癌变的外因：（3）病毒致癌因子例如：EB病毒是一种疱疹病毒，能使儿 童患淋巴癌和成人患鼻咽癌。例如：1911年Rous 第一次用鸡肉瘤的 无细胞提取物引起另一只鸡产生新的肿 瘤。细胞癌变的外因：癌细胞的产生是内外因素共同作用的结果正常细胞原癌基因(主要负责调节细胞周期 ，控制细胞生长和分裂的过程）抑癌基因（主要是阻止细胞不正常增殖）正常细胞致癌因子原癌基因和抑 癌基因突变正常细胞 分裂和分化失控癌细胞每个细胞都有癌基因注(1)预防措施：远离_。(2)诊断手段：_的显微观察、CT、核磁共振、 _检测等。(3)治疗手段：手术切除、_、放