细胞的分化、衰老与癌变.ppt

增殖分化衰老凋亡,第六章细胞的生命历程,第二节 细胞分化,一、细胞分化（cell differentiation）,有丝分裂,细胞分化,神经细胞,?,?,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。,1.1什么是细胞的分化？（P117118）,思考, 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,1.2 细胞分化的特点：,持久性 （从分化的时间来讲）贯穿于生物体的整个生命进程中，但是在胚胎时期达到最大程度。 不可逆性 分化了的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡。 普遍性 细胞分化是生物界普遍存在的生命现象,思考,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 细胞分化的实质（根本原因）：,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 细胞分化的意义,1）是生物个体发育的基础 2）细胞分化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。,1.4 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 。,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,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,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 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,2.1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,苏格兰黑面母绵羊A,胚胎移植,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,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：,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,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。 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 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病的治疗。,3.1 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P120,2.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,（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),岁月不饶人,时光流逝,白发、皱纹、老年斑、耳聋、 眼花 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。,每个多细胞生物体内，同时存在幼嫩和衰老的细胞,是一种正常的生理现象,一、细胞的衰老,第三节 细胞的衰老和凋亡,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,1.1 细胞的衰老与个体衰老的关系, 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,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,1.2 衰老细胞的特征,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,1.3 细胞衰老的原因P122,1.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，使细胞衰老。,2.端粒学说：,人的胚胎经历有尾阶段,二、细胞的凋亡,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,2.1 定义：,（1）清除无用的或多余的细胞，人脑在发育过程中有95%的细胞死亡。 （2）除去不再起作用的细胞。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。 （3）除去发育不正常的细胞。如脊椎动物视觉系统的发育，没有形成正确神经元连接的神经元被清除掉。 （4）除去一些有害细胞。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，以避免更多细胞被感染，作为自身的一种保护机制 （5）除去已完成正常使命的衰老细胞。如红细胞120d后自然死亡,2.2 细胞凋亡的生物学意义,3.1 与“细胞坏死”的区别,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，由于细胞的正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤和死亡，它是细胞的一种病理性死亡。,三、细胞坏死,3.1 细胞凋亡和细胞坏死的区别：,受基因控制,不受基因控制,受外界的不利因素如：电、冷、热、机械作用的影响,受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,正常的生理过程，对机体有利,病理性过程，对机体有害,第四节 细胞的癌变,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,癌细胞：,1. 癌细胞的主要特征,适宜的条件下，能无限增殖-“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“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 “扩散的细胞”,2. 细胞癌变的外因：致癌因子,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,致癌因子的类型：,（1）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：,3. 细胞癌变的内因(或机理),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,原癌基因和抑癌基因突变,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、_、放疗