资源简介

(共34张PPT)
第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第二节 细胞分化、衰老和死亡
01
细胞分化
受精卵
植物组织形成过程
？
细胞分裂
问题1：不同种类细胞间的差异表现在哪些方面？
问题2：同一个体的不同种类的细胞遗传物质相同吗？
形态、结构、功能不同
相同
在个体发育中，由____________或_______________ 经______________产生的子代细胞，在形态结构和生理功能上逐渐产生______________的过程。
一个
一种细胞
细胞分裂
稳定性差异
任务一：什么是细胞分化？
造血干细胞
资料2：造血干细胞形成各种血细胞
问题1：细胞分化形成形态、结构、功能不同的细胞是一瞬间完成的吗？
持久性
问题2：这些细胞的差异一旦形成，是否会在生命活动中改变？
稳定性、不可逆性
资料1：不只是多细胞生物，单细胞生物也存在细胞分化，比如枯草芽孢杆菌会形成芽孢等
问题3：多细胞生物与单细胞生物都存在细胞分化说明什么？
普遍性
任务二：细胞分化的特点？
问题：有人认为细胞分化与有丝分裂不一样，细胞分化时，失去了部分遗传物质，只保留了执行特定功能必须的遗传物质，导致了细胞差异的形成。你认同这一观点吗？
任务三：分析细胞分化的实质
资料1：基因是有遗传效应的DNA片段，基因可以指导特定蛋白质的合成，我们把该过程叫做基因的表达。
思考：
1.直接决定细胞的形态、结构和功能的是哪种物质？
2.蛋白质的合成根本上受哪种物质控制？
蛋白质
基因
基因1
基因2
基因3
蛋白1
蛋白2
蛋白3
DNA
检测的3种细胞 是否含有四种基因 肌动蛋白基因表达 血红蛋白基因表达 胰岛素基因表达 呼吸酶基因表达
肌细胞 + + + + + - - +
红细胞 + + + + - + - +
胰岛细胞 + + + + - - + +
2.不同种类的细胞中遗传信息的表达相同吗？
1.三种细胞遗传物质相同吗？蛋白质相同吗？为什么？
资料2：直接证据
血红蛋白基因开启
肌动蛋白基因关闭
红细胞
合成血红蛋白
（不合成肌动蛋白）
血红蛋白基因关闭
肌动蛋白基因开启
肌细胞
合成肌动蛋白
（不合成血红蛋白）
基因的选择性表达
细胞分化的实质：
问题：如果没办法进行基因检测，通过实验证明基因表达出来，能否证实基因没有丢失？
资料3：间接证据
问题1：为什么高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力？
细胞中具有发育成该个体所需的全部遗传物质。
问题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？
能
实验结论：植物细胞具有全能性。
已经分化的动物细胞是否具有全能性呢？
思考：将体细胞单独培养能获得新的个体吗？由此得出什么结论？
实验结论：已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
植物组织培养-快速繁殖花卉、蔬菜等
细胞全能性的应用
杜鹃
丹顶鹤
拯救珍稀、濒危动植物
细胞分化的意义？
社会分工越细，运行效率越高：
教师
医生
厨师
外卖骑手
程序开发
交警
……
细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，称为干细胞。
例如：胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞等
任务四：干细胞的特点及应用
全能干细胞
多能干细胞
专能干细胞
应用：骨髓移植的方法治疗白血病
山中伸弥等人把4个转录因子（Oct4、Sox2、Klf4、cMyc）通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞，这一发现意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞，也由此创立了人工诱导多能干细胞（iPSC）
山中伸弥
2012年——诺贝尔生理学或医学奖
比较 细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞变化
发生时间
相同点 联系 增加细胞数目
从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂
增加细胞种类
发生在整个生命进程中
遗传信息都不变
先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程
比较细胞分裂与细胞分化
02
细胞衰老
18岁、35岁、46岁、60岁、75岁的卞先生
出生、生长、衰老和死亡，是生物界的正常现象，生物个体如此，细胞也是如此。 生物体内的绝大多数细胞，都经过分裂、分化、衰老、死亡这几个阶段。
细胞衰老
1、概念：细胞衰老的过程是一系列复杂的生理生化反应过程，发生的变化最终反映在细胞的形态结构和生理功能上。
①细胞质膜通透性改变，物质运输功能降低
②细胞核体积增大，核
膜皱折，染色质固缩
③细胞萎缩，细胞内的水分减少，体积变小
④细胞内多种酶的活性降低，代谢速率减慢
⑤色素逐渐积累，细胞内物质交换和信息传递受阻
2.细胞衰老的特征
问题探讨
1.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？
有幼嫩细胞，如造血干细胞一生都能增殖和产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞。
2.细胞衰老与个体衰老有什么关系？
从总体上看，个体衰老过程也是组成人体细胞普遍衰老的过程。
细胞衰老≠个体衰老
细胞的衰老或死亡=个体的衰老或死亡（单细胞生物）
（多细胞生物）
3.细胞为什么会衰老？
一项研究表明，从胎儿肺部得到的成纤维细胞可在离体条件下传代约50次，从成人肺部得到的成纤维细胞在离体条件下只能传代约20次。 这既表明细胞的增殖能力是有限的，又说明细胞衰老与细胞自身有关。
①端粒假说：端粒是真核生物染色体末端的 DNA 重复序列，能维持染色体的稳定性
②自由基学说：
德纳姆 哈曼认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生自由基的有害作用造成的
端粒DNA序列缩短
细胞衰老
细胞分裂
端粒内侧
正常的DNA序列受损伤
P53等促进衰老基因
①端粒假说
2009年诺贝尔奖——端粒和端粒酶保护染色体的机理
Elizabeth Blackburn（简称Liz），Johns Hopkins University（约翰霍普金斯大学）的Carol Greider（简称Carol），以及Howard Medical School（哈佛医学院）的Jack Szostak
异常活泼的带电分子或基团
①什么是自由基？
含有未配对的电子， 有高度的反应活泼性。
②自由基的特性？
③自由基的产生？
A. 胞内的氧化反应产生
B. 辐射和有害物质的入侵刺激细胞产生。
④自由基的危害？
②自由基学说
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____________、
__________________等现象；
免疫力下降
适应环境能力减弱
（1）有利方面
（2）不利方面
细胞衰老的意义
03
细胞死亡
细胞死亡包括___________、_____________和__________________等方式，其中细胞凋亡是细胞死亡的一种主要方式。
细胞凋亡
细胞坏死
自噬性细胞死亡
细胞死亡
细胞凋亡
细胞坏死
细胞的正常死亡，是细胞死亡的一种主要方式。
细胞的非正常死亡，对机体有害。
是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，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
细胞凋亡
由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。
由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。
是一种自然的生理过程，对机体有利。
细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
细胞凋亡的类型
细胞凋亡的意义
某些被病原体感染的细胞的清除。
03
成熟的生物体中细胞的自然更新。
02
个体发育中细胞的自动死亡。
01
细胞凋亡
判断下列过程属于细胞坏死还是细胞凋亡
（1）在胚胎发育时期清除多余的细胞建成器官。
（2）胎儿尾的消失，手的发育，蝌蚪尾的消失。
（3）在成体中，细胞衰老死亡后的自然更新
（4）被病原体感染的细胞被吞噬细胞清除。
（5）身体被烫伤
细胞凋亡
细胞凋亡
细胞凋亡
细胞凋亡
细胞坏死
项目 细胞凋亡 细胞坏死
与基因的关系
特点
死亡原因
死亡过程
对机体的影响
受凋亡基因控制的
与基因无关
生理性
病理性
对机体是有利，
不发生炎症
对机体是有害，
发生炎症
不利因素影响
基因控制
主动的
被动的
2002年诺贝尔奖——细胞凋亡的分子机理
SydneyBrenner 、英国剑桥桑格Sanger)研究中心的JohnSulston 和美国麻省理工学院RobertHorvitz
3、细胞自噬
细胞自噬是细胞通过溶酶体（动物）或液泡（酵母菌和植物）与双层膜包裹的细胞自身物质融合，从而降解细胞自身物质的过程。
维持细胞内环境的动态平衡，需要不断降解功能失常或不需要的细胞结构，如各种蛋白质、细胞器。 在一定条件下，细胞自噬也可以导致细胞死亡。
2016年诺贝尔奖——细胞自噬的原理机制
大隅良典
细胞由于受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化，而变成了不受控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞的过程。
细胞癌变（cancer）
基本特征：
1.细胞分裂分化失去控制，具有无限增殖的能力
2.易分散易转移
3.细胞形态发生显著变化 与周围正常细胞往往相差很大。
4.细胞质膜产生了新的抗原

展开更多......

收起↑