1、细胞的生命(shngmng)历程,合肥(h fi)八中 宋 晖,第六章,第一页，共五十二页。,前一冷,打一生物学名词(mng c),课,第二页，共五十二页。,细胞(xbo)分化,第2节,第6章细胞的生命(shngmng)历程,第三页，共五十二页。,细胞(xbo)分化,结果(ji gu)：使细胞的种类增多,第四页，共五十二页。,细胞分化(fnhu)的概念,一个细胞或同一种类型的细胞经细胞增殖产生的后代，逐渐在形态、结构和生理功能上形成稳定性差异的过程称为(chn wi)细胞分化。,细胞增殖(zngzh)产生的后代细胞分化是建立在细胞增殖的基础之上持久的不可逆的变化分化后的细胞一直保持分化后的状态
2、直至死亡稳定性差异差异：形态、结构、生理功能上的差异稳定性：遗传物质不发生变化,第五页，共五十二页。,细胞分化(fnhu)的实质,受精卵,血红蛋白基因(jyn)表达,肌动蛋白基因(jyn)关闭,血红蛋白基因关闭,肌动蛋白基因表达,基因选择性表达,第六页，共五十二页。,细胞分化(fnhu)的意义,(1)是生物个体发育的基础(2)使细胞趋向专门化，提高(t go)了各种生理功能的效率全职工人 专职工人,第七页，共五十二页。,细胞(xbo)的全能性,高度分化的植物细胞具有发育(fy)成完整植株的潜能,全能性,斯图尔德,哈伯兰特,第八页，共五十二页。,细胞(xbo)的全能性,概念(ginin)已分化的
3、细胞具有发育成完整个体的潜能,原因 已分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的全部基因。应用(yngyng)在合适条件(如离体状态等)下，有些分化的细胞能恢复分裂、重新分化并发育成完整的新个体。植物组织培养技术、动物细胞克隆,第九页，共五十二页。,植物(zhw)细胞全能性,植物(zhw)组织培养,离体的植物(zhw)器官、组织或细胞,愈伤组织,根、芽,植物体,脱分化,再分化,第十页，共五十二页。,人工繁殖脱毒植株人工(rngng)种子,植物(zhw)组织培养,植物(zhw)组织培养,第十一页，共五十二页。,植物体细胞(xbo)杂交,植物体细胞(xbo)杂交,第十二页，共五十二页。,植
4、物体细胞(xbo)杂交,植物体细胞(xbo)杂交,白菜(bici),紫甘蓝,白菜-甘蓝,第十三页，共五十二页。,动物细胞全能性,植物细胞(xbo)的全能性容易表达，动物细胞核的全能性较难表现，需将细胞核移植到去核卵细胞中，但是整个动物细胞的全能性，目前仍难以得到验证。,我国科学家童第周在1978年研究(ynji)发现，将黑斑蛙的红细胞核移入去了核的黑斑蛙卵，核即分裂，卵子发育为正常的蝌蚪，红细胞核便成为有各种功能的细胞核。,第十四页，共五十二页。,克隆(k ln),用核移植的方法得到的动物称为(chn wi)克隆动物。,高度分化的动物(dngw)细胞核仍然含有该物种全套基因，仍具有全能性。,第
5、十五页，共五十二页。,干细胞(xbo),所谓干细胞（stem cell），意为(树)干或起源，类似于一棵树干可以生出(shn ch)树杈、树叶、开花、结果。严格地说，干细胞是尚未分化发育，能生成各种组织、器官的起源细胞。,由于干细胞是未成熟的细胞，尚未开始分化而具有再生成各种(zhn)组织器官的潜能，因此，人们寄希望于利用干细胞在体外培育出各种(zhn)组织或器官，并最终用这些组织或器官移植来代替病变的组织或器官。,第十六页，共五十二页。,细胞衰老(shuilo)、凋亡,第3节,第6章细胞的生命(shngmng)历程,第十七页，共五十二页。,岁月不饶人,细胞(xbo)衰老,第十八页，共五十二页
6、。,1.老年人体内有没有幼嫩(yu nn)的细胞？2.年轻人体内有没有衰老的细胞？,有，如造血干细胞一生都能增殖分化(fnhu)产生各种类型的血细胞。,有，如皮肤表皮(biop)细胞衰老成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。,细胞衰老,第十九页，共五十二页。,单细胞生物(shngw),细胞(xbo)衰老与死亡个体衰老与死亡,多细胞(xbo)生物,细胞衰老与死亡个体衰老与死亡,细胞在不断更新,细胞衰老与个体衰老,个体衰老过程也是组成个体的细胞普遍衰老过程。,第二十页，共五十二页。,细胞衰老(shuilo)的原因,1.自由基学说(xu shu),2.端粒学说(xu shu),第二十一页，共五十二页。,
7、自由基学说(xu shu),第二十二页，共五十二页。,端粒学说(xu shu),第二十三页，共五十二页。,细胞衰老的原因(yunyn)和假说,蛋白质、核酸(h sun)合成的差错突变说代谢废物积累说免疫学说脑的衰老假说端粒与衰老（生物钟）自由基理论,第二十四页，共五十二页。,Hayflick界限（即最大分裂(fnli)次数）,培养的二倍体细胞不是不死的，而是有一定寿命的；其增殖能力不是无限的，而是有一定界限的，平均传代4060次，就表现出明显的衰老、退化(tuhu)和死亡的过程。物种寿命与培养细胞寿命之间存在着相互关系，如龟的寿命可达175岁，其传代次数达到90125次；小鼠寿命为3.5年，其
8、传代次数仅为1428次。,第二十五页，共五十二页。,细胞衰老(shuilo)的特征,大：细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深；小：细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小；多：细胞内色素逐渐积累增多，妨碍(fng i)细胞内物质的交流和传递；1低：细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；多种酶的活性降低。2低：呼吸速率降低，细胞代谢速率减慢；,e.g.老年人的白发(bi f),e.g.老年斑,e.g.皮肤干燥,一大一少一多两低,第二十六页，共五十二页。,1、老年人头发变白是因为：头发基部合成黑色素的细胞衰老(shuilo)，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少；,2、老年人皮肤上会
9、长老年斑是因为：细胞内的色素（脂褐素）随着细胞衰老而逐渐积累(jli)造成的。,细胞衰老(shuilo)的特征,第二十七页，共五十二页。,细胞(xbo)死亡,1、细胞凋亡和细胞坏死共称为细胞死亡坏死（necrosis)是指极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。细胞膜发生渗漏，细胞内容物释放到胞外，导致炎症反应。细胞凋亡(apoptosis)是一种主动的、由基因决定的细胞自我破坏的过程(guchng)，也称为细胞程序性死亡（programmed cell death,PCD)。细胞凋亡时细胞膜的完整性保持良好，不引发炎症反应。,第二十八页，共五十二页。,细胞(xbo)死亡,
10、第二十九页，共五十二页。,2、细胞凋亡概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程。相当于细胞的“自杀”。原因：细胞内遗传信息程序性调控的结果。意义：对于个体正常发育，维持(wich)内部环境的稳定，抵制外界干扰起着非常关键作用。,细胞(xbo)凋亡,清除没有用的细胞，这些细胞大多在发育早期阶段死亡；清除多余的细胞，在发育过程中某些细胞产生过多，则多余细胞发生凋亡(dio wn)；清除发育不正常的细胞；清除已完成任务的细胞；清除有损伤或有害的细胞。,第三十页，共五十二页。,第三十一页，共五十二页。,胸腺细胞(xbo),正常(zhngchng),凋亡(dio wn),思考3：细胞的凋亡主要与细胞中的
11、哪个细胞器功能有直接关系？,第三十二页，共五十二页。,细胞的自然更新；被病原体感染(gnrn)的细胞的清除；如白细胞吞噬过多病菌死亡；青蛙尾部的消失。,第三十三页，共五十二页。,青蛙(qngw)尾部的消失,细胞凋亡(dio wn)的实例,第三十四页，共五十二页。,细胞凋亡(dio wn)的实例,第三十五页，共五十二页。,2002 Nobel Prize in Physiology or Medicine,Sydney Brenner英国(yn u)科学家悉尼布雷内,Curriculum Vitae美国(mi u)科学家罗伯特霍维茨,John E.Sulston英国(yn u)科学家约翰苏尔斯顿
12、,因选择线虫作为新颖的实验生物模型，找到了对细胞每一个分裂和分化过程进行跟踪的细胞图谱,第三十六页，共五十二页。,细胞(xbo)癌变,第4节,第6章细胞(xbo)的生命历程,第三十七页，共五十二页。,(1)一种恶性(xng)增殖（病态）细胞(2)产生原因：受到致癌因子的作用，致癌因子类似于人生病时的致病因子。(3)产生结果：引起细胞内部结构功能的改变，具体来说遗传物质发生变化，细胞不受机体的控制，进行连续分裂。,癌细胞的概念(ginin),第三十八页，共五十二页。,癌细胞的概念(ginin),三个关键点：“致癌因子(ynz)的作用”“遗传物质发生变化”和“恶性增殖细胞”,第三十九页，共五十二页
13、。,(1)在适宜(shy)条件下，无限增殖。癌细胞与正常细胞的比较,无限增殖(zngzh)与恶性增殖(zngzh)无限增殖与恶性增殖都是对癌细胞增殖失控的特征描述，这是癌细胞的最主要特征。但二者有区别：恶性增殖是癌细胞在体内的表现，无限增殖则主要是指癌细胞在体外培养的情况。,癌细胞的主要(zhyo)特征,第四十页，共五十二页。,(2)细胞表面发生了变化。细胞膜表面的糖蛋白减少细胞间黏着性降低细胞容易移动(易扩散、转移)，失去了接触抑制。接触抑制：正常细胞在体外培养时，表现为贴壁生长和汇合成单层后停止生长的特点，即接触抑制现象。正常细胞相互接触后，就停止运动(yndng)和增殖，即有接触抑制现象
14、，而癌细胞失去接触抑制性，即使堆积成群，仍然可以生长，形成多层，如图所示：,癌细胞的主要(zhyo)特征,第四十一页，共五十二页。,(3)形态结构发生(fshng)显著变化。,细胞癌变(i bin)的原因,三个关键点：“不死的细胞”、“变态(binti)的细胞”和“扩散的细胞”,第四十二页，共五十二页。,癌细胞的主要(zhyo)特征,(1)外因致癌因子物理致癌因子：主要是辐射，如X射线、射线可以引起人类皮肤癌、骨癌、肺癌、白血病等，紫外线辐射和长期日光照射(zhosh)可以引起皮肤癌。化学致癌因子：种类达数千种。某些无机化合物如石棉、砷化物等均可致癌；有机致癌化合物更多，如联苯胺、苯和含苯并芘
15、的化合物、亚硝胺、黄曲霉毒素等。还有某些抗生素和止痛药以及一些农药均可引起恶性肿瘤。病毒致癌因子：可能是作为综合病因的一种而参与致癌。现在已经发现的有150多种，如人类鼻咽癌和宫颈癌与EB病毒有关；白血病、肉瘤和何杰金氏病与C病毒有关。,第四十三页，共五十二页。,(2)内因基因突变原癌基因：主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂进程。抑癌基因：主要阻止细胞不正常的增殖。(3)本质：环境中的致癌因子损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生(fshng)突变，导致正常细胞生长和分裂失控而变成癌细胞。,癌细胞的主要(zhyo)特征,第四十四页，共五十二页。,(1)在个人日常生活中远离致癌因
16、子；(2)增强体质，保持健康的心态(xn ti)，养成良好的生活习惯。,癌症(i zhn)的预防,第四十五页，共五十二页。,3癌症的诊断和治疗(1)目前诊断癌症的方法：病理切片的显微观察、CT检查、核磁共振、癌基因检测、癌细胞表面糖蛋白测定、癌细胞中核糖体数目测定等。(2)目前治疗癌症的主要手段有手术切除、放疗、化疗和生物治疗，其他有效手段还包括免疫治疗、内分泌治疗、中医中药治疗、热疗等。由于现有(xin yu)各种治疗手段各有其最佳适应症，也各有其不足，所以，为了提高治愈率，应将各种有效手段综合合理运用并有序地进行。,癌症(i zhn)的治疗,第四十六页，共五十二页。,食物、营养与癌症的预防美国癌症研究所与世界癌症研究基金研究会邀集了来自8个国家的15名著名营养学、流行病学和肿瘤学专家组成国际专家小组，对1982年以来公开发表的4500多篇文献进行了分析，并撰写了食物、营养与癌症预防专题报告。该专题报告指出，合理膳食、经常运动和保持正常(zhngchng)体重会使全世界癌症病例减少30%40%。膳食对患胃癌、结肠癌的危险影响很大，而对其他部位癌症的危险影响甚小。但是，膳食、体力活动和