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6.2细胞的生命历程——生长、分化、衰老、凋亡、癌变


细胞生长、分化、衰老、 凋亡、癌变

JLSSY BYH

一、细胞生长
1、象与鼠相应器官和组织的

讨论:

细胞大小差异如何? 细胞大小基本一致

2、生物体的长大,主要是靠
细胞数量的增多还是靠 细胞体积的增大?

细胞能无限长大

吗?
细胞大小与物质运输的关系
3cm

2cm

1cm

含酚酞的 琼脂块, 遇 NaOH 变紫红色。

边长/cm 表面积/cm2 3

体积/cm3

表面积/体积
(相对表面积)

54 27 2 2 24 8 3 1 6 1 6 细胞体积越大,其相对表面积越小。

物质运输的效率与细胞大小之间的关系? 细胞核是细胞代谢的调控中心。细胞核中的DNA不会随着
的相对面积也越小,物质运输的效率越低。 担”过重。

细胞体积的扩大而增加,如果细胞太大,细胞核的“负 细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞与周围环境之间物质交流

1、细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大

2、细胞的核质比限制了细胞的长大

细胞能无限小吗?
既然细胞越小,细胞相对表面积就大,细 胞的物质运输的效率就越高,细胞体积是 不是越小越好?

细胞体积最小限度,是由完成细胞功能所必 须的基本结构(如核糖体)和物质(如酶) 所需要的空间决定的。

二、细胞的分化
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,叫细胞的分化。

意义:
⑴、细胞分化是个体发育 的基础; ⑵、是生物界中普遍存在 的生命现象; ⑶、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。

分化的特点:
1.细胞分化发生在整个生命进程中。(动物)胚胎 时期达到最大限度。 —持久性 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。 —稳定性 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

—不可逆性
4.生物界普遍存在——普遍性 5.遗传物质不变

分化程度
细胞分化程度越高,细胞分裂能力越弱。
*高度分化细胞 如:神经细胞 *部分分化细胞 如:骨髓干细胞 不再分裂 能继续分裂

体细胞 >生殖细胞 > 受精卵

1.细胞分化是否意味着细胞中遗传物质发生改变? 为什么?
细胞分化时遗传物质没有改变,不同组织的细胞由同 一个受精卵,经有丝分裂产生的。

2.同样来自一个受精卵,且每个细胞都携带有相 同的遗传信息,为什么还会出现差异?
不同细胞中遗传信息执行情况不同,即基因选择性 表达

细胞分化的原因
血红蛋白基因表达

功能蛋白
红细胞

肌动蛋白基因关闭

血红蛋白

肌动蛋白基因表达

结构蛋白 肌肉细胞

血红蛋白基因关闭

肌球蛋白

根本原因
直接原因:

不同细胞中遗传信息执行情 况不同,即基因选择性表达 细胞内化学物质的改变(如酶、 结构蛋白等)

比较:下面三种细胞在列举的各项中的比较
两种细胞不同的直接原因,根本原因? 两种蛋白不同的直接原因,根本原因?
DNA
mRNA 蛋白质

相同
不同 不同

细胞形态结构

不同

比较细胞分裂与细胞分化:
小肠上 皮细胞 血红 细胞
神经 细胞

有丝分裂
受精卵

细胞分化

细胞分裂

细胞分化

不 细胞 不变 增加 同 数量 点 形态 结构 相同 差异 功能 相 小肠上 遗传信息都不变 皮细胞 同 血红 细胞分化 有丝分裂 点 细胞 受精卵 神经 联 共同完成生物个体发育过程 细胞 系

细胞的全能性
指已经分化的细胞,仍具有发育成完 1、概念: 整个体的潜能。

2、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。
3、大小:

受精卵



生殖细胞




体细胞

分化程度低>分化程度高

植物细胞

动物细胞

能够增殖的细胞>停止增殖的细胞

指已经分化的细胞,仍具有 发育成完整个体的潜能。

植物:细胞具有全能性。 应用:植物组织培养 4、类型 动物:细胞核具有全能性 应用:细胞核移植产生克隆后代

离体的植物器官、组织或细胞 脱分化

植物组织培养

提取紫草 素、香料、食 品添加剂

愈伤组织 再分化 胚状体(根、芽)

植物激素: 细胞分裂素、生长素

快速繁 殖培育无病 毒植物

植物体

植物细胞表现出全能性条件
①离体状态时, ②一定的营养物质:水、无机盐、蔗糖、维生素等 ③生长调节剂:主要是细胞分裂素和生长素 ④适宜的温度和光照.
生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时, 有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低 时,有利于芽的分化,抑制根的形成;比 值适中时,促进愈伤组织的生长。

动物体细胞的细胞核为 什么具有全能性?
动物细胞的全能性随着细胞分化的 程度的提高而逐渐受到限制,细胞分化 潜能变窄,这是只整体细胞而言。但细 胞核内含有本物种遗传性所需的全套基 因,并没有因细胞分化而失去基因。

干细胞:是一类仍保留有分裂和分化能力的细 胞。
发育 阶段 干细胞 分化潜能 的大小 胚胎干细胞 成体干细胞 全能干细胞:如受精卵 多能干细胞:如骨髓造血干细胞 专能干细胞:如肠上皮干细胞

三、细胞的衰老
衰老细胞的特征
1.细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变 小,细胞新陈代谢的速率减慢。 2.细胞内多种酶的活性降低。 3.细胞内的色素会随细胞衰老而逐渐积累,他 们会妨碍细胞内物质的交流和传递。 4.细胞内呼吸速率减慢,细胞核的体积增大,核膜内折, 染色质收缩、染色加深。 5.细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。

个体衰老和细胞衰老的关系
(1)个体衰老和细胞衰老都是生物体正常的生命现 象。从总体上看,个体衰老的过程也是组成个体细胞 普遍衰老的过程。

(2)对单细胞生物体来说,细胞的衰老或死亡就是 个体的衰老或死亡。 (3)对多细胞生物体来说,细胞的衰老或死亡不等 于个体的衰老或死亡;(幼年个体每天都有细胞衰老、 死亡)个体的衰老不等于细胞衰老(老年人个体中每 天都有新细胞产生)

细胞衰老的机制
1.自由基理论:细胞代谢离不开氧的存在,生物氧化过程是细胞获得 能量的过程,同时会产生一些高活性的化合物,即生物氧化过程中的 副产品它们对细胞膜及细胞成分造成很大的损伤,能导致细胞结构 和功能的改变,这就是细胞衰老的自由基理论.

2.程序性细胞死亡理论:是一种细胞的生理控制机制,指动物的大多
数细胞在发育到一定阶段出现正常的自然死亡 3.端粒与衰老:发现端粒长度确实与衰老有着密切的关系,提出细 胞衰老的 “有丝分裂钟”学说

四、细胞凋亡
由基因所决定的细胞自动结束生命的 定义: 过程,就叫细胞凋亡。也常常被称为 细胞编程性死亡。
凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。

多细胞生物体内细胞凋亡的意义的是 1、 维持内环境稳定(细胞的自然更新) 2、 抵御各种因素的干扰 3、促进生物体的正常发育

(被病原体感染的细胞的清除)

细胞凋亡、细胞坏死与细胞癌变比较
项目 与基因 的关系 细胞膜 的变化 形态 变化 细胞凋亡 受基因控制 细胞坏死 不受基因控制 细胞癌变 受突变基因控制 糖蛋白等减少, 黏着性降低 呈球形

内陷 细胞变圆,与周围细 胞脱离

破裂 细胞外形不规则变 化

影响 因素
对机体 的影响

受严格的由遗传机制 决定的程序性调控
对机体有利

电、热、冷、机械 等不利因素影响
对机体有害

分为物理、化学 和病毒致癌因子
对机体有害

五、细 胞 的 癌 变
原因 影响

细胞受到致癌因子的作用,遗传物质发生 变化,成为不受机体控制的、连续进行分 裂的恶性增殖细胞,就是癌细胞。
表现

癌细胞的特征:
①癌细胞会不断分裂、无限增殖 ②形态发生变化 ③细胞膜表面发生变化—细胞膜上的糖蛋白减 少,细胞黏性降低,易在机体内分散和转移

癌细胞中哪些细胞器分布旺盛? 核糖体、线粒体、中心体等 当细胞发生癌变后在机体中将成为?





致癌因子
? 物理致癌因子:包括电离辐射、紫外线、 X-ray、 核辐射、纤维及异物刺激、热辐射、长期机械性炎 性刺激等。 ? 化学致癌因子:有害化学药物、制剂。包括甲醛、 烷化剂类药物;煤焦油、沥青、燃油废气中的稠环 芳烃 类;腌制食品中的亚硝胺类;结晶硅及石棉; 金属和类金属;烟、洒等嗜好品;食物的热烈解产 物;芳香胺类;某些激素、细胞毒性药物、黄曲霉 素。 ? 生物致癌因子:包括某些真菌、病毒、寄生虫、细 菌等,如乙肝及丙肝病毒、人类乳头瘤病毒、幽门 螺杆菌、DNA及RNA病毒、人类免疫缺陷病毒等。

致癌因子致癌的原因
? (1)机体细胞有原癌基因和抑癌基因 ? (2)原癌基因和抑癌基因共同调节细胞 的生长和分化 ? (3)致癌因子诱导原癌基因和抑癌基因 发生基因突变

人和动物的染色体上本来就存在和癌有 关的基因它们都是细胞中正常的固有的基因:


原癌基因:其很多的产物都负责调节细胞周 期,控制细胞生长和分裂的进程。

抑癌基因:主要是阻止组织细胞不正常 的增殖。

癌症的预防和治疗
? 远离致癌因子 ? 治疗:切除、放疗、化疗 ? 新型疗法:干扰素、调控细胞周期药物、基 因治疗

致癌食物:即发霉的、熏制的、烧烤的以及高 脂肪的食品中含有较高的致癌物质,如黄曲霉 毒素、亚硝酸盐、苯并[α ]芘等。

增加癌症风险的行为举例

吸烟

心情忧郁

长期曝晒

食物中的防癌物质:大豆 ;动物肝脏中含 有的大量维生素D;蔬菜水果中富含的维生 素C,维生素E,胡萝卜素;绿茶中富含多 元酚

细胞的命运


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