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第六章细胞的生命历程一、细胞的分化二、细胞的全能性三、细胞分化与细胞全能性的比较第2节细胞的分化Goon一、细胞的分化分化成年人全身细胞总数约1014个。细胞种类有200多种。这么多种类细胞均来自一个。形态不同、结构不同、功能不同第2节细胞的分化受精卵有丝分裂概念: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。4、发生时期: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。多细胞生物体内形成不同的细胞和组织。终生存在，胚胎时期达到最大限度。1、概念：2、结果：3、意义：是生物个体发育的基础；使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提高各种生理功能的效率。一般说来，分化了的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡。一、细胞的分化2.黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。下列事实分别说明了细胞分化的哪一特征:稳定性不可逆性1.细胞分化发生在整个生命进程中。持久性3.造血干细胞原红细胞早幼红细胞中幼红细胞晚幼红细胞成熟红细胞死亡4.生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。普遍性一、细胞的分化5、特征:红细胞血红蛋白基因开启合成血红蛋白肌细胞肌动蛋白基因开启合成肌动蛋白基因的选择性表达不同细胞合成了各自不同蛋白质直接原因：根本原因：6、分化的原因:例子分析:红细胞与肌细胞一、细胞的分化同一生物不同分化细胞遗传物质相同，只是表达不同7、有丝分裂与细胞分化的比较有丝分裂细胞分化不同点细胞数量形态结构功能细胞种类相同点都不变联系增加相同不变差异遗传信息共同完成生物个体过程发育增加不变细胞分化具有持久性、稳定性、不可逆性，是不是细胞一旦分化就不再具有分裂分化能力了呢？Goback一段分化的菊花茎可以变成一棵植物吗?一粒分化的花粉可以变成一棵植物吗?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.思考：在生物的生长发育过程中，细胞是否表现出全能性？为什么？否。生物体内有一定的调控机制控制了细胞的分裂和分化。思考：如何使已分化的细胞表现出全能性？具有某生物全部遗传信息的任何一个细胞,包括二、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3.植物细胞的全能性4.动物细胞的全能性2.原因：5.细胞全能性得以表达的基础：含有细胞含有本物种全套的离体条件下，经过激素或去核卵母细胞质内特殊物质的刺激发生脱分化，进一步再分化。Goback具有某生物全部遗传信息的任何一个细胞,包括遗传物质6.干细胞：植物组织培养技术韧皮部细胞植物激素、无机盐和糖类等愈伤组织胚状体有根、茎、叶的试管苗脱分化再分化脱分化：分化细胞失去其特有的结构和功能变成具有未分化细胞特征的过程。现在人们可以利用植物细胞的全能性，通过植物组织培养的方法，快速繁殖花卉和蔬菜等作物，拯救珍稀濒危物种，还可以和基因工程结合培养作物新类型。思考：如何使已分化的植物细胞表现出全能性？3.植物细胞的全能性①细胞离体②一定的营养物质、激素和其他外界条件条件：植物体细胞杂交技术组织培养细胞融合Goback思考：能否像植物组织培养技术一样将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体？如何使已分化的动物细胞表现出全能性？4.动物细胞的全能性到目前为止,还没成功。只能按照原有的分裂分化方向进行。动物体细胞核移植技术高度分化的动物体细胞的细胞核有发育成完整个体的潜能。结论：思考：能否像植物体细胞杂交技术一样，将不同的动物细胞进行融合并激发杂交细胞的全能性，培养出新的生物个体？到目前为止,还没成功。Goback细胞分化细胞全能性原理特点结果大小比较关系三、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①两者的遗传物质都不发生变化②细胞分化程度越高，具有的全能性越小事实上，很多类型的干细胞没有在成体中找到。在个体发育过程中，通常把那些具有自我复制能力，并能在一定条件下分化形成其他类型的细胞称为干细胞。①类型：全能干细胞（受精卵、囊胚期以前的胚胎细胞、胚胎干细胞）多能干细胞（造血干细胞）专能干细胞（神经干细胞）Goback1、细胞分化与细胞增殖的主要不同点是前者产生的子细胞A.生理功能不同B.形态，结构不同C.数量少D.形态结构和生理功能发生稳定性差差异2.下列人体细胞中分化程度最低的是A.胚胎干细胞B.造血干细胞C.胰腺细胞D.肌肉细胞3、治疗白血病经常用髓中的造血干细胞来产生不同种类的细胞，这是因为造血干细胞是A.未经分化的细胞B.高度分化的细胞C.癌细胞D.发生了一定程度的分化，产生的新细胞最终完成分化的细胞DAD1、植物细胞表现出全能性的必要条件是A.给予适宜的营养和外界条件B.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件C.导入其他植物的基因D.将韧皮部的细胞核移到去核的卵细胞内B2、取高度分化的月季叶肉细胞，经离体组织培养出月季幼苗，说明植物细胞A.具有全能性B.分化后可自动恢复到原来状态C.可发生癌变D.会出现衰老A3、下列哪种细胞的全能性容易表达出来A.蛙的口腔上皮细胞B.蚕豆的叶肉细胞C.蛔虫的卵细胞D.水螅的神经细胞B1.下列对细胞分化的叙述正确的是（）A．细胞分化是遗传物质改变的结果B．细胞分化发生在从受精卵到胚胎形成的过程C．细胞分化从原肠胚后期开始至生命结束D．细胞分化是由细胞内遗传信息执行情况不同产生的2.人胰岛B细胞能产生胰岛素，但不能产生红细胞中的血红蛋白，根据此推测人胰岛B细胞中（）A．只有合成胰岛素的基因B．在细胞分化过程中，基因的数目发生了变化C．既有合成胰岛素的基因也有合成血红蛋白的基因，但不同细胞遗传信息的执行情况不同D．只有合成胰岛素的基因和其他基因，但没有合成血红蛋白的基因DC3.下列实例中能体现细胞全能性的是（）①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株②植物用种子进行繁殖③用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株A．①②B．①③C.②③D.①②③4.科学家用甲母羊乳腺细胞的细胞核与乙母羊卵细胞的细胞质重组成一个细胞，成功培养了“多莉”羊。下列关于此实验的说法正确的是（多选）（）A．高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性B．重组细胞的细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全部遗传物质C．在理论上，可以运用上述方法开拯救濒危物种D．运用上述方法，科学家已经可以用单个细胞来培养新的动物体BABC第三节细胞的衰老和凋亡和癌变一、细胞的衰老二、细胞的凋亡三、细胞的癌变第3~4节细胞的衰老和凋亡和癌变一、细胞的衰老：⒈特征：P122⒉与个体衰老的关系⒊原因：⒋与人体健康的关系二、细胞的凋亡：⒈概念⒉意义⒊特征：与细胞坏死的区别⒋与人体健康的关系三、细胞的癌变：⒈概念⒉特征：⒊预防：避免接触各种致癌因子⒋原因：⒌治疗⒍健康应用：单细胞生物⒉个体衰老与细胞衰老的关系个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡多细胞生物个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡细胞在不断更新，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GobackGoback课本第一册P122酶系统：超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等非酶系统：维生素E、醌类物质等消除自由基细胞中存在端粒酶，但普通细胞中该酶活性很低或没有，而癌细胞中该酶活性很强⒋与人体健康的关系•⑴早老症•⑵老年性痴呆(了解)•⑶如何延缓衰老Galapagos龟平均寿命达175岁，培养细胞传代可达90~125次；小鼠平均寿命为3.5年，其培养细胞的传代次数仅14~28次。确切病因、病理仍不清楚，但有两点是可以肯定的：第一，它虽不是衰老的必然产物，但与衰老有关；第二，多数（70%）与遗传有关。减少自由基的产生及及时去除过多的自由基干细胞培养，诱导分化成相关细胞Goback•婴儿的成骨细胞在体外培养，可连续传代至50代左右，老人的成骨细胞只能连续传代至10代左右婴儿期即开始衰老，毛囊退化，脱发，掉牙，皮肤薄，萎缩干燥，皮下脂肪消失，骨发育不全，5岁即可出现动脉粥样硬化。早老症-9岁12岁的早衰人塞斯·库克，看上去却像一名头发掉光、满脸皱纹的八十老翁美国9岁儿童萨姆·本斯患早衰症，身体机能如90岁老头Goback⒈细胞的凋亡：由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡;也称细胞编程性死亡。⒉意义：课本P124⑴完成正常发育⑵维护内环境的稳定⑶抵御外界干扰因衰老而死亡的细胞处理被病原体感染的细胞的清除Goback⒊特征：细胞凋亡和细胞坏死的区别区别点细胞凋亡细胞坏死起因范围细胞膜凋亡小体基因调控炎症反应受不受无有生理或病理性病理或剧烈损伤单个细胞大片组织或成群细胞保持完整，直到形成凋亡小体破损有，被邻近细胞或巨噬细胞吞噬无，细胞自溶，残余碎片被巨噬细胞吞噬⒊特征：与细胞坏死的区别•细胞凋亡是一种正常的生理现象•细胞坏死是一种不正常的病理现象•细胞凋亡的特点：P53(了解)Goback⒋与人体健康的关系(考纲为Ⅱ级水平要求)•正常凋亡在发育过程中的作用：⒈清除多余细胞，形成特有的生物体结构。如分离的手指结构的形成。⒉清除无用细胞，促进生物整体发育，与人相似，蝌蚪变青蛙时，其尾部受甲状腺素控制而退化，消失。⒊调整细胞数目，脊椎动物的神经细胞50%在发育过程中通过凋亡而死去，最终使得神经细胞的数目与靶细胞的数目成一定的比例。•凋亡不正常：⑴神经细胞不正常凋亡则引起帕金森氏病⑵各种组织细胞不能进入凋亡则引起细胞无限制生长而引发癌症；⑶自身免疫性细胞不能通过凋亡消失则引起自身免疫疾病；Goback⑴无限增殖(非“增值”)⑵形态结构改变⑶细胞表面发生了变化，易转移2.癌细胞有什么特征？电子显微镜下的成纤维细胞电子显微镜下的成纤维癌细胞癌细胞的分散和转移如果侵入的不是癌细胞，则人体的免疫细胞会通过细胞膜上的糖蛋白进识行别并清除，但癌细胞不容易被识别而保留并可无限增殖。癌细胞表面发生了变化，细胞膜上糖蛋白等物质减少，使癌细胞间黏着性显著降低，容易分散和转移GobackGoback⒊预防：避免接触各种致癌因子人人都有有关癌的基因第一册P126突变表达致癌因子癌细胞原癌基因抑癌基因正常表达正常细胞GobackP60:另一种表述形式⑴手术治疗：切除⑵放疗：利用各类射线治疗⑶化疗：运用化学药物治疗⑷基因治疗：利用转基因技术转入特殊基因进行治疗5.癌症的治疗操作及治疗机理：转入相关基因⑴对癌细胞处理：①转入抑制癌细胞增生的基因；②转入一段可抑制癌基因转录的DNA序列；③转入诱导癌细胞自杀的基因⑵对免疫系统处理：将提高人体免疫力的基因导入免疫系统Goback分析：为什么癌症是老年病？⒍健康应用：吸烟与肺癌有必然联系吗？如何解释甲不抽烟得了肺癌，乙抽烟却没得肺癌？人出生时就有部分原癌基因和抑癌基因可能已经突变，但不同人的突变基因的种类和数量可能不同。受精卵未分化的细胞分化癌变衰老成体分裂知识网络分析凋亡初步分化全能干细胞内细胞团囊胚期滋养层胎膜、胎盘原肠胚各种细胞，形成组织、器官、系统分裂、分化、生长、衰老、凋亡、坏死、癌变多能干细胞单能干细胞终末分化细胞(可分裂自我复制)脱落坏死分化分化受精卵根、茎、叶、花、果、子分裂、分化脱分化分裂未分化细胞愈伤组织再分化植物体植物组织培养胚胎干细胞成体干细胞多能干细胞全能干细胞正常分化