第8章：细胞分化、凋亡和衰老

1、第8章：细胞的分化、凋亡和衰老石阡县第三高级中学 黄 飞m一、细胞分化m概念：概念：在个体发育中，由增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生 的过程。m特征：特征：具有 、 、 和 。m意义：意义：是生物 的基础；细胞分化使多细胞生 物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种 的效率。m原因：原因：不同的细胞形态、结构的功能不同，是因为不同细胞中 。一个或一种细胞一个或一种细胞稳定性差异稳定性差异普遍性普遍性个体发育个体发育生理功能生理功能不可逆性不可逆性稳定性稳定性遗传信息的执行情况不同遗传信息的执行情况不同持久性持久性细胞的全能性：细胞的全能性：m(1)概念：已经分化的细胞具有 的潜能。是

2、细胞分化的基础，是植物组织培养和动物克隆的理论依据。m(2)实例m植物组织培养：分化的组织细胞(植物) 愈伤组织 新的植物体m动物克隆：核移植m细胞的全能性细胞的全能性:m 大小大小-受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞 （植物细胞（植物细胞 动物细胞）动物细胞）m 原因原因-每个已分化的细胞都含有一整套保持本物种遗传性所需的遗传物质。每个已分化的细胞都含有一整套保持本物种遗传性所需的遗传物质。即即具有完成个体发育的全部基因。m表达的条件表达的条件：m A. 细胞脱离原组织器官处于离体状态。m B. 在一定营养物质、激素和其它外界条件下。发育成完整个体发育成完整个体细胞分裂与分化比较：

3、细胞的全能性应用事例：m动物细胞的细胞核具有全能性细胞分裂与分化的区别与联系 比 较 细胞变化 发生时期 生物学意义 联 系 细胞细胞分裂是分裂是细胞细胞分化分化的的基础基础，通过细胞的分，通过细胞的分裂和分化，生物体才能完成生长、发育和繁裂和分化，生物体才能完成生长、发育和繁殖的过程。殖的过程。 区区 别别细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化数量数量增多；增多； 细胞细胞形态、结构、生理形态、结构、生理遗传物质复制并平均分配遗传物质复制并平均分配 功能功能发生稳定性差异；发生稳定性差异； 遗传物质不变遗传物质不变 从受精卵开始，有些部位从受精卵开始，有些部位 发生于发生于整个生命进程整个生命进程

4、终生分裂或有些发育到终生分裂或有些发育到 在在胚胎时期胚胎时期达到达到最大限度最大限度一定时期停止分裂一定时期停止分裂 保持亲子代保持亲子代遗传遗传性状性状 没有分化，不能没有分化，不能正常发正常发育育稳定性稳定性细胞分化细胞全能性原因细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传信息特点持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中稳定性和不可逆性：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：生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础高度分化的植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性结果形成形

5、态、结构、功能不同的细胞 形成新的个体关系两者的遗传物质都不发生变化细胞的分化程度越高，具有的全能性越小细胞分化与细胞全能性细胞分化与细胞全能性胎儿手的发育人的胚胎经历有尾阶段（6周胚胎）二、细胞的凋亡二、细胞的凋亡1 概念概念：由：由基因基因所决定的细胞所决定的细胞自动结束自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。也生命的过程，就叫细胞凋亡。也常常被称为常常被称为细胞编程性或生理性死亡细胞编程性或生理性死亡。2 特点：特点：是细胞主动发生的，需消耗能量。主要发生在胚胎发育过程中。是细胞主动发生的，需消耗能量。主要发生在胚胎发育过程中。3 细胞凋亡的意义：细胞凋亡的意义：、是机体正常发育的基础。是机体

6、正常发育的基础。细胞凋亡与增殖是相反的过程，二者的协调细胞凋亡与增殖是相反的过程，二者的协调一致保证了生物体的正常发育和器官的形态建成。如胚胎发育至一定阶段，一致保证了生物体的正常发育和器官的形态建成。如胚胎发育至一定阶段，特定区域的细胞群就发生自燃凋亡，清出这些特定区域的细胞群就发生自燃凋亡，清出这些“多余多余”的细胞，有利于发的细胞，有利于发育器官被育器官被“雕凿雕凿”成形。例：蝌蚪变态发育成蛙；人类蹼状指成形。例：蝌蚪变态发育成蛙；人类蹼状指（趾）（趾）、能维持正常组织中细胞数目的相对平衡，从而维持了组织的稳态。能维持正常组织中细胞数目的相对平衡，从而维持了组织的稳态。、是机体的自我保护

7、机制。是机体的自我保护机制。如被病毒感染的细胞、癌变细胞等可通过凋如被病毒感染的细胞、癌变细胞等可通过凋亡的方式消除，衰老或已完成功能的多余细胞也可通过凋亡的方式清除。亡的方式消除，衰老或已完成功能的多余细胞也可通过凋亡的方式清除。细胞坏死与细胞凋亡相同吗？细胞坏死与细胞凋亡相同吗？是指在种种不利因素影响下，是指在种种不利因素影响下，它是细胞的一种病理性死亡。它是细胞的一种病理性死亡。如：骨细胞坏死，神经细胞坏死等等如：骨细胞坏死，神经细胞坏死等等. .早衰症早衰症（1 1）单细胞生物：细胞衰老或死亡就是个体衰老或死亡）单细胞生物：细胞衰老或死亡就是个体衰老或死亡（2 2）多细胞生物的细胞衰老

8、不能等同个体衰老）多细胞生物的细胞衰老不能等同个体衰老个体衰老与细胞衰老的关系：个体衰老与细胞衰老的关系：因为：因为：虽每时每刻有部分细胞衰老、走向死亡，虽每时每刻有部分细胞衰老、走向死亡， 但同时机体有产生新的细胞来补充。但同时机体有产生新的细胞来补充。 而个体的衰老的原因是细胞普遍衰老的过程而个体的衰老的原因是细胞普遍衰老的过程 含义含义：细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞形态、学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞形态、结构和功能上发生了变化。结构和功能上发生了变化。三、细胞衰老：三、细胞衰老：1特征：特征：m(

9、1)细胞内 减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢；m(2)细胞内多种 降低；m(3)随着细胞的衰老，细胞内的色素会逐渐积累；m(4)细胞内 减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深；m(5)细胞膜 ，使物质运输功能降低。水分水分酶的活性酶的活性呼吸速率呼吸速率通透性改变通透性改变2 2原因：原因：(1)(1) 学说：学说：生物体的新陈代谢离不开氧，在生物氧化过程中，会产生自由生物体的新陈代谢离不开氧，在生物氧化过程中，会产生自由基。细胞内多余的自由基能够损伤线粒体，进而改变细胞的结构和功能，引基。细胞内多余的自由基能够损伤线粒体，进而改变细胞的结构和功能，引起细

10、胞的衰老和死亡。起细胞的衰老和死亡。(2)(2)染色体染色体 学说：学说：端粒是位于染色体末端的特化结构，由端粒端粒是位于染色体末端的特化结构，由端粒DNADNA和端粒蛋白质构成。在不同年龄的细胞中，端粒长度随细胞衰老过程而逐渐和端粒蛋白质构成。在不同年龄的细胞中，端粒长度随细胞衰老过程而逐渐缩短，当端粒不能再缩短时，细胞就会衰老、死亡。缩短，当端粒不能再缩短时，细胞就会衰老、死亡。(1)(1) 学说：学说：细胞的衰老是受基因和线粒体细胞的衰老是受基因和线粒体DNADNA控制的。控制的。3 3结果：结果：细胞的衰老是遗传因素和环境因素共同作用的结果。细胞的衰老是遗传因素和环境因素共同作用的结果

11、。自由基自由基端粒复制端粒复制遗传程序遗传程序3、衰老症状与原因分析衰老症状衰老症状 原因分析原因分析皮肤干燥、发皱皮肤干燥、发皱头发变白头发变白老人斑老人斑饮食减少饮食减少细胞水分减少，体积减小细胞水分减少，体积减小细胞内的酪氨酸酶活性降低所导细胞内的酪氨酸酶活性降低所导致致细胞内色素的累积细胞内色素的累积细胞膜通透性功能改变、细胞呼细胞膜通透性功能改变、细胞呼吸减弱、新陈代谢速率减慢吸减弱、新陈代谢速率减慢m细胞癌变m1癌细胞：癌细胞：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 的细胞，这种细胞就是癌细胞。m(1)在适宜的条件下，癌细胞能够无限 。m(2)癌细胞的发生显著变

12、化。m (3)癌细胞的表面发生了变化。如 ，使癌细胞彼此之间黏着性显著降低，使癌细胞在机体内容易分散和转移。不受机体控制不受机体控制增殖增殖形态结构形态结构糖蛋白减少糖蛋白减少 2 2 致癌因子的种类致癌因子的种类: : AA物理致癌因子物理致癌因子( (电离辐射电离辐射X X射线射线紫外线紫外线) ) B B化学致癌因子化学致癌因子( (砷砷苯苯煤煤焦油焦油) ) C C病毒致癌因子病毒致癌因子(150(150多种多种) )3 3 癌变的原因：癌变的原因：原癌基因、抑癌基因突变原癌基因、抑癌基因突变 原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞的生原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞的生长和分裂

13、进程；长和分裂进程； 抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖4 4 预防预防 避免接触致癌因子避免接触致癌因子; ; 保持身心健康保持身心健康, ,养成良好习惯养成良好习惯. . 致癌因子致癌因子原癌基因原癌基因抑癌基因抑癌基因细胞生细胞生长分裂长分裂失控失控癌细胞癌细胞基因突变基因突变项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变与基因的关系受基因控制不受基因控制受突变基因控制细胞膜的变化内陷破裂糖蛋白等减少，黏着性降低形态变化细胞变圆，与周围细胞脱离细胞外形不规则变化呈球形影响因素受严格的由遗传机制决定的程序性调控电、热、冷、机械等不利因素影响分为物理、化学和病毒致癌因子对机体

14、的影响对机体有利对机体有害对机体有害细胞凋亡、坏死、癌变的比较细胞凋亡、坏死、癌变的比较细胞分裂、分化与生长发育的关系细胞分裂、分化与生长发育的关系(1)细胞分裂细胞分裂细胞数目增多细胞数目增多 生物体生长。生物体生长。(2)细胞分化细胞分化细胞形态、结构细胞形态、结构 、功能专门化。、功能专门化。(3)发育是基因顺序表达的过程，是一系列分化发育是基因顺序表达的过程，是一系列分化(基因选择性基因选择性 表达表达)的结果。的结果。(4)生物的生长发育在性成熟前是同步的，性成熟后则有可生物的生长发育在性成熟前是同步的，性成熟后则有可 能出现生长能出现生长(如体重增加如体重增加)，但不再出现发育。，

15、但不再出现发育。(5)生物体一生中始终存在着细胞分裂和分化。生物体一生中始终存在着细胞分裂和分化。细胞生长、分裂、分化、癌变细胞生长、分裂、分化、癌变名称项目细胞生长细胞分裂细胞分化细胞癌变表现细胞体积：小大细胞数目：少多细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异的变化过程细胞癌细胞特点是量变具有周期性，量变是质变，具有持久性、稳定性无限增殖、形态结构改变、易分散和转移原因同化作用大于异化作用受细胞核与细胞质之比以及细胞表面积与体积比的制约不同细胞中基因的选择性表达，产生特定功能的细胞原癌基因与抑癌基因被致癌因子诱变意义或结果是生物体生长的原因之一是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础形成各种不同的细胞和组织，使生物体正常地生长发育癌细胞大量增殖，产生肿瘤名称项目细胞生长细胞分裂细胞分化细胞癌变联系A下列关于细胞分裂分化衰老和死亡的叙述正确的是（ ）mA 细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异,导致细胞的形态和功能各不相同mB 个体发育过程中细胞的分裂分化和死亡对于生物体都是有积极意义的mC 细胞分裂存在于个体发育整个生命过程中,细胞分化仅发生于胚胎发育阶段mD 多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的B植物细胞表现出全能性的必要条件是（ ）mA 给予适宜的营养和外