生物必修一細(xì)胞的分化

生物必修一細(xì)胞的分化第1頁/共71頁第2頁/共71頁人類受精卵的發(fā)育過程第3頁/共71頁組成人體細(xì)胞的種類有200多種第4頁/共71頁細(xì)胞分化第5頁/共71頁在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異的過程，稱為細(xì)胞分化.一、細(xì)胞分化及意義1、什么是細(xì)胞分化?第6頁/共71頁

白血病,俗稱“血癌”

,是一種惡性程度極高的血液病,其自然病程只有3個(gè)月?；颊叩难褐谐霈F(xiàn)大量異常的白細(xì)胞，而正常的血細(xì)胞明顯減少。通過骨髓移植可以有效的治療白血病。此外用化療、放療等方法也可以遏制病變的白細(xì)胞,延長病人的生命。第7頁/共71頁2、問題探討：1、為什么健康人的血細(xì)胞數(shù)量不會(huì)隨著血細(xì)胞的死亡減少？

會(huì)通過細(xì)胞分裂產(chǎn)生新的血細(xì)胞來補(bǔ)充2、骨髓與血細(xì)胞的形成有什么關(guān)系？

骨髓中的造血干細(xì)胞通過增殖和分化，不斷的產(chǎn)生不同種類的血細(xì)胞。我們?cè)賮砜匆粋€(gè)細(xì)胞分化的實(shí)例第8頁/共71頁植物器官切片圖天竺葵根冠分生區(qū)伸長區(qū)成熟區(qū)(根毛區(qū))根尖保衛(wèi)細(xì)胞氣孔篩管導(dǎo)管第9頁/共71頁3、細(xì)胞分化有何生物學(xué)意義？1）通過細(xì)胞分化使相同的細(xì)胞能夠形成各種不同的組織和器官；2）使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。細(xì)胞分化的特點(diǎn)又有哪些呢？第10頁/共71頁

2.黑色素細(xì)胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細(xì)胞，始終保持為上皮細(xì)胞，而不會(huì)變成其他類型的細(xì)胞。

以下事例可說明細(xì)胞分化具有什么特點(diǎn)?—穩(wěn)定性—不可逆性

1.細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中。(動(dòng)物）胚胎時(shí)期達(dá)到最大限度。—持久性

3.造血干細(xì)胞原紅細(xì)胞早幼紅細(xì)胞中幼紅細(xì)胞晚幼紅細(xì)胞成熟紅細(xì)胞死亡想一想4、人的所有細(xì)胞中都含有胰島素基因，但該基因只在胰島細(xì)胞中才表現(xiàn)出來，從而合成胰島素。－不變性第11頁/共71頁4、細(xì)胞分化的特點(diǎn)：（1）、細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中，胚胎(動(dòng)物）時(shí)期達(dá)到最大限度。該生命現(xiàn)象貫穿生命的始終，所以具有

性。（2）、一般來說分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)直到死亡，細(xì)胞分化具有

性和

性。（3）、分化后的細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變，只是在不同細(xì)胞中基因的活動(dòng)或者關(guān)閉的狀態(tài)不同，這就是細(xì)胞分化的

性。（4）、細(xì)胞分化是生物界普遍存在的現(xiàn)象，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)，具有

性。持久穩(wěn)定不可逆不變普遍第12頁/共71頁問：就一個(gè)個(gè)體來說，各種細(xì)胞具有相同的遺傳信息，為什么形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大的差異呢？資料：在紅細(xì)胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于活動(dòng)狀態(tài)，與肌動(dòng)蛋白（肌細(xì)胞中的一種蛋白質(zhì)）合成有關(guān)的基因則處于關(guān)閉狀態(tài)；在肌細(xì)胞中則相反。分析：1.紅細(xì)胞和肌細(xì)胞等體細(xì)胞的遺傳信息相同嗎？2.紅細(xì)胞血紅蛋白基因開啟合成血紅蛋白肌細(xì)胞肌動(dòng)蛋白基因開啟合成肌動(dòng)蛋白結(jié)論：細(xì)胞分化是不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同導(dǎo)致（基因的選擇性表達(dá)）。相同。第13頁/共71頁1．從分子角度看，構(gòu)成人體的各種細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能等方面的不同是靠什么物質(zhì)體現(xiàn)的？

2.為什么組成各種細(xì)胞的蛋白質(zhì)會(huì)不同呢？其根本原因是什么？

蛋白質(zhì)基因的選擇性表達(dá)不是,各種細(xì)胞的遺傳信息完全相同,但執(zhí)行情況不同。3.細(xì)胞出現(xiàn)了分化,是否遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變?第14頁/共71頁細(xì)胞分裂細(xì)胞分化不同點(diǎn)細(xì)胞數(shù)量形態(tài)結(jié)構(gòu)功能相同點(diǎn)聯(lián)系增加相同不變差異遺傳信息都不變共同完成生物個(gè)體發(fā)育過程第15頁/共71頁植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)高度分化的細(xì)胞，能不能再分化成其他細(xì)胞？第16頁/共71頁1958年，美國科學(xué)家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細(xì)胞成功地培育出了一棵完整的植株。實(shí)驗(yàn)證明：高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能，即植物細(xì)胞具有全能性。

第17頁/共71頁二、細(xì)胞的全能性：1、定義：細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。思考：為什么任意一個(gè)體細(xì)胞會(huì)具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能？

體細(xì)胞內(nèi)含有本生物物種全套的遺傳信息！第18頁/共71頁“多利”的誕生證明:已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性但是目前為止,人們還沒有成功地將單個(gè)已分化的動(dòng)物體細(xì)胞培養(yǎng)成新的個(gè)體。為什么細(xì)胞核具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能？動(dòng)物細(xì)胞是否具有全能性？第19頁/共71頁細(xì)胞全能性大小的比較：在①受精卵、②生殖細(xì)胞、③高度分化的動(dòng)物細(xì)胞中，全能性最大的是____,最小的是____。細(xì)胞全能性大小主要受細(xì)胞分化程度影響。細(xì)胞分化程度越高，全能性越____；分化程度越低，全能性越___。另外，植物細(xì)胞全能性____動(dòng)物細(xì)胞?、佗鄣透吒哂诘?0頁/共71頁1、干細(xì)胞概念：動(dòng)物和人體內(nèi)保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞。三、干細(xì)胞第21頁/共71頁干細(xì)胞分化潛能的大小來源胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞全能干細(xì)胞：如受精卵多能干細(xì)胞：如骨髓造血干細(xì)胞專能干細(xì)胞：如腸上皮干細(xì)胞第22頁/共71頁這幅圖說明了怎么的一種生命現(xiàn)象？第23頁/共71頁一、個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系單細(xì)胞生物:細(xì)胞衰老=個(gè)體衰老第24頁/共71頁造血干細(xì)胞細(xì)胞衰老≠個(gè)體衰老細(xì)胞時(shí)刻都在更新多細(xì)胞生物：一、個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系紅細(xì)胞血小板白細(xì)胞第25頁/共71頁問題探討

衰老是生物界的普遍現(xiàn)象。衰老的人體通常表現(xiàn)出細(xì)胞數(shù)目減少、肌肉萎縮、行動(dòng)遲緩等特征。1.人體的衰老還表現(xiàn)出那些特征？2.老年人體內(nèi)有沒有幼嫩的細(xì)胞？年輕人體內(nèi)有沒有衰老的細(xì)胞？3、人體衰老和細(xì)胞衰老有什么關(guān)系？白發(fā)、皺紋、老年斑、耳聾、眼花等。有，精原細(xì)胞產(chǎn)生精子；有，角質(zhì)層細(xì)胞。

第26頁/共71頁請(qǐng)分析以下衰老癥狀與衰老細(xì)胞的什么特征有關(guān)？（1）肌肉萎縮，出現(xiàn)皺紋（2）食量下降（3）頭發(fā)變白（4）出現(xiàn)老人斑水分減少，體積變小，代謝減慢代謝減慢，物質(zhì)運(yùn)輸能力降低酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少細(xì)胞內(nèi)的色素積累（5）體溫降低，怕冷多種酶的活性降低，代謝減慢第27頁/共71頁二.細(xì)胞衰老的特征1.細(xì)胞內(nèi)的水分減少,細(xì)胞萎縮,體積減小,新陳代謝速率減慢.2.細(xì)胞內(nèi)多中酶活性降低.3.細(xì)胞內(nèi)色素逐漸積累，妨礙物質(zhì)交流和傳遞4.細(xì)胞內(nèi)的呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大,核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，染色加深.5.細(xì)胞膜通透性改變,使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低.第28頁/共71頁細(xì)胞衰老的原因自由基學(xué)說：生命活動(dòng)中，細(xì)胞容易產(chǎn)生自由基，這些自由基會(huì)損傷細(xì)胞導(dǎo)致細(xì)胞的衰老。端粒學(xué)說：隨細(xì)胞分裂次數(shù)的增加，端粒DNA變短導(dǎo)致正?；蚴軗p，致使細(xì)胞衰老。2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家伊麗莎白·布萊克本、卡蘿爾·格雷德和杰克·紹斯塔克，以表彰他們“發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體的”。他們的研究成果揭示，端粒變短，細(xì)胞就老化；如果端粒酶活性很高，端粒的長度就能得到保持，細(xì)胞的老化就被延緩。第29頁/共71頁>燒燙圖：正常兒童（左）和嬰幼兒早衰癥患者（右）

第30頁/共71頁2002年10月7日英國人悉尼·布雷諾爾、美國人羅伯特·霍維茨和英國人約翰·蘇爾斯頓，因在器官發(fā)育和細(xì)胞編程性死亡方面的研究獲諾貝爾諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston

第31頁/共71頁三.細(xì)胞的凋亡1、含義：是一種自然的生理過程由基因決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程,就叫細(xì)胞凋亡;也稱細(xì)胞編程性死亡。第32頁/共71頁第33頁/共71頁正常細(xì)胞與凋亡細(xì)胞第34頁/共71頁2、細(xì)胞凋亡的意義：完成正常發(fā)育維持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定抵御外界因素干擾第35頁/共71頁細(xì)胞的凋亡例如：人胚胎中尾的消失胎兒手的發(fā)育過程中，五指的相互分離蝌蚪發(fā)育過程中，尾的消失細(xì)胞壞死：受極端物理、化學(xué)或嚴(yán)重的病理性刺激引起的細(xì)胞損傷和死亡，并會(huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。第36頁/共71頁請(qǐng)分析以下衰老癥狀與衰老細(xì)胞的什么特征有關(guān)？（1）肌肉萎縮，出現(xiàn)皺紋（2）食量下降（3）頭發(fā)變白（4）出現(xiàn)老人斑水分減少，體積變小，代謝減慢代謝減慢，物質(zhì)運(yùn)輸能力降低酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少細(xì)胞內(nèi)的色素積累（5）體溫降低，怕冷多種酶的活性降低，代謝減慢第37頁/共71頁二.細(xì)胞衰老的特征1.細(xì)胞內(nèi)的水分減少,細(xì)胞萎縮,體積減小,新陳代謝速率減慢.2.細(xì)胞內(nèi)多中酶活性降低.3.細(xì)胞內(nèi)色素逐漸積累，妨礙物質(zhì)交流和傳遞4.細(xì)胞內(nèi)的呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大,核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，染色加深.5.細(xì)胞膜通透性改變,使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低.第38頁/共71頁細(xì)胞衰老的原因自由基學(xué)說：生命活動(dòng)中，細(xì)胞容易產(chǎn)生自由基，這些自由基會(huì)損傷細(xì)胞導(dǎo)致細(xì)胞的衰老。端粒學(xué)說：隨細(xì)胞分裂次數(shù)的增加，端粒DNA變短導(dǎo)致正?；蚴軗p，致使細(xì)胞衰老。2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家伊麗莎白·布萊克本、卡蘿爾·格雷德和杰克·紹斯塔克，以表彰他們“發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體的”。他們的研究成果揭示，端粒變短，細(xì)胞就老化；如果端粒酶活性很高，端粒的長度就能得到保持，細(xì)胞的老化就被延緩。第39頁/共71頁>燒燙圖：正常兒童（左）和嬰幼兒早衰癥患者（右）

第40頁/共71頁2002年10月7日英國人悉尼·布雷諾爾、美國人羅伯特·霍維茨和英國人約翰·蘇爾斯頓，因在器官發(fā)育和細(xì)胞編程性死亡方面的研究獲諾貝爾諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston

第41頁/共71頁三.細(xì)胞的凋亡1、含義：是一種自然的生理過程由基因決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程,就叫細(xì)胞凋亡;也稱細(xì)胞編程性死亡。第42頁/共71頁第43頁/共71頁正常細(xì)胞與凋亡細(xì)胞第44頁/共71頁2、細(xì)胞凋亡的意義：完成正常發(fā)育維持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定抵御外界因素干擾第45頁/共71頁細(xì)胞的凋亡例如：人胚胎中尾的消失胎兒手的發(fā)育過程中，五指的相互分離蝌蚪發(fā)育過程中，尾的消失細(xì)胞壞死：受極端物理、化學(xué)或嚴(yán)重的病理性刺激引起的細(xì)胞損傷和死亡，并會(huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。第46頁/共71頁發(fā)育過程中手和足的成形過程第47頁/共71頁3、細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別類型細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死性質(zhì)范圍細(xì)胞膜細(xì)胞器體積炎癥反應(yīng)影響受基因控制生理或病理性死亡外界因素引起病理性死亡內(nèi)陷，形成凋亡小體破裂，內(nèi)容物釋放無有對(duì)機(jī)體有利對(duì)機(jī)體有害多為單個(gè)散在細(xì)胞大片組織或成群細(xì)胞無明顯變化腫脹，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)崩解變小變大第48頁/共71頁壞死細(xì)胞凋亡細(xì)胞第49頁/共71頁

你知道威脅人類健康的四大“殺手”嗎？

--1.心血管病

2.癌癥

3.艾滋病

4.糖尿病第50頁/共71頁癌(carcinoma)第51頁/共71頁單位:萬全球每年新增癌癥病例

世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究中心預(yù)測:2020年全世界癌癥發(fā)病率將比2003年增加50％，全球每年新增癌癥患者人數(shù)將達(dá)到1500萬人。

第52頁/共71頁

據(jù)2000年衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展情況統(tǒng)計(jì)公報(bào)，我國城市地區(qū)居民疾病死因排在第一位的就是癌癥。

什么是癌？癌是怎樣產(chǎn)生的呢？如何預(yù)防癌癥？單位:萬我國癌癥死亡人數(shù)不斷增加第53頁/共71頁

有人說，癌癥就是腫瘤。就你所了解的情況，你同意這種說法嗎？討論題1、腫瘤是細(xì)胞在致瘤因素作用下，基因發(fā)生了改變，失去對(duì)其生長的正常調(diào)控，導(dǎo)致異常增生。2、腫瘤分為良性腫瘤和惡性腫瘤兩大類。良性腫瘤生長緩慢，與周圍組織界限清楚，不發(fā)生轉(zhuǎn)移。惡性腫瘤生長迅速，可轉(zhuǎn)移，還會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，破壞正常器管結(jié)構(gòu)，使機(jī)體功能失調(diào)，威脅生命，稱為“癌”。第54頁/共71頁

機(jī)體內(nèi)有的細(xì)胞受到致癌因子的作用，細(xì)胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，就變成不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞。一、什么是癌細(xì)胞？第55頁/共71頁1．在適宜的條件下，癌細(xì)胞能夠無限增殖二、癌細(xì)胞的特征第56頁/共71頁觀察圖片，癌細(xì)胞與正常細(xì)胞有什么不一樣嗎？2．癌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化材料第57頁/共71頁第58頁/共71頁材料：癌癥為什么難以治療？思考：3．癌細(xì)胞的表面發(fā)生了變化。

由于細(xì)胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，

使得癌細(xì)胞彼此之間的黏著性顯著降低，

容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。第59頁/共71頁癌細(xì)胞的分散和轉(zhuǎn)移示意圖第60頁/共71頁2.化學(xué)致癌因子：無機(jī)物如石棉、砷化物、鉻化物、鎘化物等；有機(jī)物如黃曲霉毒素、亞硝胺等。1.物理致癌因子：主要指輻射，如紫外線、X射線等。3.病毒致癌因子：如致癌病毒。三、有那些致癌因子呢？第61頁/共71頁抑癌基因的功能是抑制細(xì)胞不正常的增殖。原癌基因（oncogene）負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長和分裂的進(jìn)程。當(dāng)原癌基因的結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異，基因產(chǎn)物增多或活性增強(qiáng)時(shí)，細(xì)胞就會(huì)過度增殖，形成腫瘤。A.原癌基因B.抑癌基因累積效應(yīng)四、致癌因子為什么會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞癌變呢？第62頁/共71頁原癌基因抑癌基因正常細(xì)胞致癌因子突變細(xì)胞癌變四、致癌因子為什么會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞癌變呢？第63頁/共71頁小結(jié)：發(fā)病機(jī)理

正常細(xì)胞癌細(xì)胞原癌基因轉(zhuǎn)變致癌因子預(yù)防：①避免接觸致癌因子②增強(qiáng)體質(zhì)，保持心態(tài)健康，養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣，從多方面積極采取防護(hù)措施。③病毒致癌因子。①物理致癌因子。②化學(xué)致癌因子。抑癌基因第64頁/共71頁

五、怎樣預(yù)防癌癥呢？建立健康生活方式，遠(yuǎn)離致癌因子食物中的防癌物質(zhì)：大豆；動(dòng)物肝臟中含有的大量維生素D；蔬菜水果中富含的維生素C，維生素E，胡蘿卜素；綠茶中富含多元酚第65頁/共71頁保持愉悅的心情第