【课件】细胞的分化++衰老和死亡课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

6.2细胞的分化问题探讨P118讨论：

在人体内，红细胞的寿命为120d左右，白细胞的寿命为5~7d，这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。

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地治疗白血病。正常白细胞放大1.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？健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓中造血干细胞能够通过增殖和分化，不断产生不同种类的血细胞。

一、细胞分化及其意义P118思考∙讨论比较构成人体组织的细胞1.这些细胞在形态、结构和功能上有什么不同？这些细胞在形态上相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，但总体上都由细胞膜、细胞质和细胞核构成。构成人体的器官有四种组织，这些组织又是由一些相似的细胞构成。2.这些细胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞，正常情况下，它们还能恢复成早期胚胎细胞吗？就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织的细胞？正常情况下，它们不能恢复成早期胚胎细胞；这四种组织中的某种细胞不会转变成其他组织的细胞。叶肉细胞的细胞质中有大量的叶绿体，能够进行光合作用;表皮细胞没有叶绿体，细胞壁上有明显的角质层，具有保护功能;储藏细胞没有叶绿体，也没有角质层，细胞中储藏着许多营养物质;同一植物体内的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。比较构成植物体的细胞受精卵系统人体器官组织有丝分裂细胞分化人的发育过程中有细胞分化分裂:使细胞数量增加分化:使细胞种类增加

一、细胞分化及其意义

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。细胞分裂1.细胞分化的概念细胞分化红细胞肌细胞神经细胞上皮细胞.........2.细胞分化的特点就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，它是生物个体发育的基础一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡细胞分化是一种持久性的变化持久性不可逆性（稳定性）遗传物质不变性普遍性3.细胞分化的实质P119细胞分化是基因选择性表达的结果。即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。管家基因奢侈基因所有细胞均表达的基因。在不同细胞内特异性表达的基因。如：呼吸酶基因、水解酶基因如：血红蛋白基因4、细胞分化的结果5、细胞分化的意义P119产生形态、结构、功能不同的细胞，不同类型的细胞构成不同的组织和器官。（1）个体发育的基础。（2）使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。细胞分化中的“变与不变”变不变遗传物质（DNA）细胞形态、结构、生理功能细胞器种类和数量RNA和蛋白质比较细胞分裂与细胞分化增加相同正常情况下遗传信息都不变比较项目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不变稳定性差异①先分裂，后分化；②细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程；③分化程度越高，分裂能力越低。

早期胚胎通过细胞分裂和分化逐渐发育，形成各种组织和器官。如果给予一定的条件，这些组织和器官中高度分化的细胞，能不能像早期胚胎那样，再分化成其他细胞呢？二、细胞的全能性[资料1]

1958年，美国科学家斯图尔德(F.C.Steward)取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这些细胞旺盛地分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根、茎和叶，移栽到花盆后，长成了一株新的植株。思考1.从资料1中可以得出什么结论？思考∙讨论P120已经分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的潜能。2.如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的植

物细胞，在适宜的条件下，这些细胞也能形成新的

植株吗？在离体和人工培养等适宜的条件下，某些高度分化的植物细胞也能恢复分裂和再分化，形成新植株。胚状体细胞团愈伤组织韧皮部细胞幼苗植株个体二、细胞的全能性[资料2]

科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。3.将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？

与资料1中的实验相比，你能从资料2中的实验得出什么结论？将肠上皮细胞单独培养不能获得新的个体;（动物细胞的全能性受到限制）与资料1中的实验相比,资料2中的实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。二、细胞的全能性P121细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。2.原因：

体细胞中都具有该物种全套的遗传物质，都具有发育成完整个体所必需的全部基因。1.概念：

受精卵动物及人体早期胚胎细胞植物分生组织细胞等未分化，但也具全能性判断：断尾的壁虎再次长出新尾巴属于细胞的全能性（）

植物种子萌发后长成了参天大树，体现了细胞的全能性（）××3.实现细胞全能性的条件：（1）离体（必要条件）；（2）一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素；（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH等）、无菌无毒的环境。4.细胞全能性大小比较（1）同一生物：受精卵>生殖细胞>体细胞（2）不同生物：植物细胞>动物细胞一般情况下，细胞分化程度越高，全能性越低；

细胞分化程度越低，全能性越高。（1）高度分化的植物体细胞具有全能性5.植物细胞的全能性（2）植物组织培养技术①原理：植物细胞具有全能性②过程：③应用a.快速繁殖花卉和蔬菜等作物b.培养微型观赏植株c.拯救珍稀濒危植物。6.动物细胞核具有全能性

为什么细胞核具有发育成完整个体的潜能？细胞核中有全套的遗传物质。（1）克隆动物-核移植技术非洲爪蟾和“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。

（2）克隆动物典型实例目前为止，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。1996年诞生的克隆羊“多莉）；2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”诞生；12月5日，“中中”的妹妹“华华”也顺利诞生。用克隆技术拯救濒危动物长江女神白鳍豚（水中大熊猫）丹顶鹤（3）克隆动物技术的应用项目细胞的分化细胞的全能性原理特点结果细胞内基因选择性表达细胞含有本物种全套遗传物质①持久性②稳定性③不可逆性④普遍性①高度分化的植物细胞具有全能性②已分化的动物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、功能不同的细胞产生完整有机体或分化成其他各种细胞大小比较关系体细胞>生殖细胞>受精卵动物细胞>植物细胞等受精卵>生殖细胞>体细胞植物细胞>动物细胞等①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要

的全套遗传物质；②细胞分化程度越高，全能性越难以实现，细胞分化程度越低，全能性就越高。小结：---细胞的分化与细胞的全能性的比较

动物和人体内仍保留着少数具有分裂能力和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。1）干细胞概念7.干细胞的研究及应用按发育时期分按分化潜能分类型成体干细胞

全能干细胞多能干细胞（如神经干细胞、皮肤生发层细胞）胚胎干细胞专能干细胞（受精卵、胚胎干细胞）（造血干细胞）项目胚胎干细胞成体干细胞来源来自

或原始性腺组织来自各式各样的组织功能可以分化成

组织和器官具有分化成

细胞的能力举例囊胚的内细胞团细胞骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞早期胚胎各种特定功能专能干细胞：多能干细胞进一步分化成为专能干细胞，专能干细胞只能分化

成某一类型的细胞。如神经干细胞专门分化成各类神经细胞，

造血干细胞分化出各种血细胞

全能干细胞：最终发育成一个完整的个体。（胚胎干细胞）多能干细胞：胚胎干细胞进一步分化，可以形成各种组织干细胞，它具有

形成一种器官的多种组织的潜能，但不能发育成完整的个体。3）干细胞用途①干细胞移植治疗白血病。

②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。治疗白血病6.3细胞的衰老和死亡问题探讨

人到了一定的年龄就会出现白头发，并且随着年龄的增长，白头发往往会越来越多，白头发生成的直接原因是毛囊细胞合成黑色素的功能下降。1.老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？2.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人的体内有没有衰老的细胞？3.细胞衰老与个体衰老有什么关系？由于毛囊中的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,所以老年人的头发会变白。老年人体内有幼嫩的细胞，如造血干细胞一生都能增殖分化产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤的角质层细胞，最后细胞凋亡脱落。人体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。但从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。生长和衰老，出生和死亡，都是生物界的正常现象。一、细胞衰老的特征P123细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低11细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深2细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小3细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢4细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递5细胞衰老特征示意图例如皮肤干燥、发皱、变矮例如:白头发例如：老年人无力、怕冷例如：吸收能力下降例如：老年斑（脂褐素）细胞衰老机制是当今科学家研究的热门课题，现在人们普遍接受的有两种假说：自由基学说和端粒学说。二、细胞衰老的原因细胞核二、细胞衰老的原因---1.自由基学说

（1）自由基：

异常活泼的带电分子或基团（2）特性：含有未配对的电子，

表现出高度的反应活泼性细胞中的氧化反应辐射有害物质的入侵（3）产生：（4）危害：具有自由基的是一类高度活化的分子。当这种分子与其他物质反应时，力图得到电子，而对细胞及组织产生十分有害的生物效应。超氧化物歧化酶(SOD)可以清除自由基，延缓细胞衰老。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶等一些酶维生素C、维生素E、还原性谷胱甘肽、胡萝卜素、茶多酚和硒等一些抗氧化剂二、细胞衰老的原因---1.自由基学说

（5）延缓细胞衰老：2009诺贝尔生理学或医学奖端粒和端粒酶保护染色体的机理细胞衰老(染色体为红色，黄色荧光显示端粒)每次细胞分裂后，端粒DNA序列会缩短一截细胞活动渐趋异常端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤二、细胞衰老的原因---2.端粒学说

端粒每条染色体的两端含有的一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体概念机理端粒端粒的显微镜照片

端粒与生物体衰老的经典例证

1996年7月，克隆羊多莉出生，6年后，她得了一般老年时才会得的关节炎和肺病而死亡。

羊的平均寿命是12岁。克隆多莉时，使用的是6岁的成年羊的体细胞核,经检测多莉细胞中的染色体端粒比正常的同龄山羊的端粒短20%左右，因此有人称多莉是”披着小羊皮的老羊“二、细胞衰老的原因---2.

端粒学说三、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≠个体衰老人体细胞每天更新率为1%~2%如肝细胞寿命约为18个月；皮肤细胞的寿命为十多天；消化道内壁细胞寿命只有几十小时个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。变形虫衣藻草履虫细菌思考·讨论

实验1

在相同的条件下，分别单独培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果如下表所示：细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数50202~4讨论1:

从实验1中你能得出什么结论？年龄因素与细胞衰老的关系①一般情况下，体外培养的人体某种细胞最多分裂50次左右就停止

分裂了，并且丧失了正常的功能。②随着年龄的增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少，这说明细胞

会随分裂次数的增多而衰老。年龄越大的个体的体细胞可增殖代数减少，年龄越小的个体的体细胞可增殖代数越多，细胞增殖的能力与个体的年龄有密切关系。思考·讨论年龄因素与细胞衰老的关系实验2

将年轻人的体细胞去核后与老年人的细胞核融合；将老年人的体细胞去核后与年轻人的细胞核融合。分别在体外培养。前者不分裂,后者分裂旺盛。讨论2:

是细胞核还是细胞质对细胞分裂的影响大一些？细胞核。细胞核是细胞生命活动的控制中心。

随着细胞分裂次数的增多,或者细胞进入衰老状态,细胞核中的遗传物质会出现收缩状态,细胞中一些酶的活性会下降,从而影响细胞的生活。

总之，细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。众多细胞的衰老会导致人体的衰老，会出现免疫力下降、适应环境能力减弱等现象例如：血液中红细胞的快速更新，可保障机体所需氧气的供应。①有利方面②不利方面3、细胞衰老的意义例如：儿童早衰症就是细胞过早衰老导致的一种疾病。4.尊老、敬老、爱老我国已进入老龄化社会，关爱、照顾老年人是中华民族的传统美德，如今的高龄老人们，绝大多数人在他们年轻的时候为我们国家及社会做出了很多贡献。衰老细胞的命运正常血管平滑肌细胞细胞衰老细胞死亡维持稳态启动自噬自噬失败四、细胞的死亡细胞死亡包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是一种主要方式。（一）细胞凋亡1.定义：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡。2.实质：

与凋亡相关的基因选择性表达的结果细胞收缩凋亡小体被吞噬细胞吞噬消化正常细胞3.过程：4.意义：P126(3)抵御外界因素的干扰(1)完成正常生长发育(2)维持内部环境的稳定（发育性凋亡）（更新性凋亡）（清除性凋亡）某些被病原体感染的细胞的清除；清除受损、突变、衰老的细胞①蝌蚪发育过程，尾的消失；②胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的自动死亡；(二）细胞坏死

指在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由于细胞的正常代谢活动受损或中断，从而引起细胞的损伤和死亡。如骨细胞坏死，神经细胞坏死等。1.概念：细胞破裂炎症反应凋亡小体被吞噬细胞吞噬消化细胞