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第12讲 细胞的分化、衰老、坏死和癌变
考点一 细胞的分化及细胞的全能性
考点二 细胞的衰老、凋亡、坏死和癌变
细胞的分化
细胞分裂
神经细胞
上皮细胞
肌肉细胞
红细胞
细胞分化
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，叫做细胞分化。
细胞的分化
发生时期：
结果：
特点：
发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大程度
形成不同的组织和器官
稳定性
一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
普遍性
持久性
不可逆性
细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
细胞分化发生在整个生命进程中。
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
遗传物质不变性
细胞的分化
实质：
C
…
A
B
√
C
…
A
B
√
合成血红蛋白,运输氧
合成肌动蛋白,能运动
遗传信息的执行情况不同
基因的选择性表达
转录出不同的mRNA
→合成不同的蛋白质
→不同的形态、结构和功能
根本原因：
直接原因：
基因的选择性表达
细胞中的蛋白质不同
细胞的分化
标志：
分子水平：
细胞水平：
意义：
结果：
是生物个体发育的基础
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
产生形态、结构、功能不同的细胞
合成了某种细胞特有的蛋白质，如血红蛋白、胰岛素等。
形成了不同种类的细胞
细胞的分裂和分化的比较
细胞分裂使细胞 增多，细胞 不变。
细胞分化使细胞 增多，细胞 不变。
细胞 是细胞 的基础。
细胞分化程度越高，细胞分裂的能力就越低。
分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。
数目
类型
类型
数目
分裂
分化
1958, 斯图尔德（F. C. Steward）
植物组织培养技术产生完整胡萝卜植株
离体的植物组织
愈伤组织
植株
脱分化
再分化
植物细胞具有全能性，那是不是动物细胞也具有全能性？
克隆羊“多利”的产生的过程
动物细胞只有细胞核才具有全能性
细胞的全能性
概念：
应用：
原因：
实现条件：
已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能
植物细胞组织培养快速繁殖；
克隆动物
细胞内含有该物种的全部遗传信息
植物细胞、动物细胞核
离体状态；营养物质；激素；适宜的环境
遗传物质未改变
不同细胞全能性大小比较
（1）植物细胞>动物细胞；
受精卵＞生殖细胞 > 体细胞
（2）幼嫩细胞 > 衰老细胞
（3）分裂能力强的细胞 >分裂能力弱的细胞
不同细胞全能性的比较：
（分化程度越高,全能性越低，一般呈负相关）
全能性：受精卵＞造血干细胞＞白细胞
分化程度：受精卵<造血干细胞<白细胞
白血病 ,俗称“血癌” ,是一种恶性程度极高的血液病 。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。此外用化疗、放疗等方法也可以遏制病变的白细胞 ,延长病人的生命。
你知道什么是白血病吗
白细胞
红细胞
血小板
造血干细胞
骨髓中有造血干细胞,可以产生新的血细胞。
干细胞：动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。
干细胞的类型：
胚胎干细胞：
多能干细胞：
专能干细胞：
能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型
能被诱导分化为多种细胞组织，如造血干细胞
能被诱导分化为某种特定细胞，如神经干细胞
并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。
1.为什么可以利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官？
因为干细胞具有分裂、分化的能力，可培养出组织或器官。
2.可否用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织器官用于器官移植等，实现对临床疾病的治疗？
肌细胞是高度分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞，因而不能用肌细胞代替干细胞在体外培育组织和器官。
分化细胞表达的基因：
管家基因：
奢侈基因：
细胞分化的“变”与“不变”：
“变”：
“不变”：
所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的
不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能
DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。
mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。
单细胞生物
个体衰老与细胞衰老的关系
个体衰老与死亡
多细胞生物
细胞衰老与死亡
细胞的衰老
细胞衰老与死亡
＝
≠
个体衰老与死亡
细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态，结构和功能发生变化。
细胞的衰老
头发变白
皱纹
老年斑
吸收能力下降
行动能力下降
酶活性降低
呼吸速率降低
细胞核增大，核膜内叠，染色质收缩，染色加深
水分减少，细胞体积变小
色素积累
通透性改变，物质运输功能降低
酪氨酸 黑色素
酪氨酸酶
黑色素酶
细胞衰老的特征
“一大一小，一多三低”
一大
一小
一多
三低
细胞核变大，染色质收缩，染色加深
细胞内水分减少，体积变小，代谢速率减慢
细胞色素积累增多
酶活性降低，物质运输功能降低，呼吸速率降低
细胞衰老的原因
自由基学说：
端粒学说：
自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，从而导致细胞衰老。
端粒随细胞分裂而逐渐缩短，端粒内侧的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动出现异常。
减少自由基
保护端粒
端粒：染色体的两端的一段特殊序列的DNA
细胞死亡
细胞死亡
细胞坏死
细胞凋亡
指细胞在种种不利环境因素影响下，细胞正常的生命活动受损或中断引起的。
由基因决定的细胞自动结束生命的过程。是细胞内遗传信息程序性调控的结果，又叫细胞编程性死亡。
项目 细胞凋亡 细胞坏死
原因
对机体的影响
举例
有害
有利
外界不利环境因素
基因调控
胎儿手的发育、头皮屑、被病原体感染的细胞的清除
皮肤烧伤、冻疮、割伤
细胞凋亡的意义
胎儿手的发育
被病原体感染的细胞的清除
保证多细胞生物完成正常发育
维持内部环境稳态
抵御外界环境的干扰
细胞的癌变
癌细胞：
机体内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。
引起原因
外因：
内因：
致癌因子的作用
细胞中遗传物质发生变化
物理致癌因子
化学致癌因子
病毒致癌因子
原癌基因
抑癌基因
正常细胞
致癌因子
突变
细胞癌变
原癌基因：主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
抑癌基因：主要阻止细胞不正常的增殖
癌细胞的特征
(1)在适宜的条件下，癌细胞够 。
(2)癌细胞的 发生显著变化。
(3)癌细胞的表面发生了变化。 等物质减少，使细胞
间 降低，导致癌细胞容易在机体内 。
无限增殖
形态结构
糖蛋白
黏着性
分散和转移
（1)预防措施：远离致癌因子
(2)诊断手段：病理切片的显微观察、CT、核磁共振、癌基因检测等。
(3)治疗手段：手术切除、化疗、放疗等。
癌症的治疗
癌症的治疗
思考：①接触致癌因子一定会引起细胞癌变吗？
（1）癌症的治疗方法有手术切除、化疗、放疗等，请分析用于化疗的抗癌剂作用于癌细胞分裂的哪个时期？作用机理是什么？有副作用吗？
不一定。癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5-6个基因突变，才可能会发生
作用于有丝分裂间期，主要是抑制DNA的复制和有关蛋白质的合成。这种抑制作用无特异性，因此化疗有较强的副作用。

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