生物必修一细胞的分化省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

Jan 2010Jan 2010第第 六六 章章 细细 胞胞 的的 生生 命命 历历 程程第第2节节 细胞分化细胞分化第1页第2页人类受精卵发育过程人类受精卵发育过程第3页组成人体细胞种类有组成人体细胞种类有200各种各种第4页细胞分化细胞分化第5页在个体发育中，由一个或一个细胞增殖产生在个体发育中，由一个或一个细胞增殖产生后代后代,在形态结构和功效上发生差异过程，称在形态结构和功效上发生差异过程，称为为细胞分化细胞分化.一、细胞分化及意义一、细胞分化及意义1、什么是细胞分化、什么是细胞分化?第6页植物器官切片图植物器官切片图天竺葵天竺葵根冠根冠分生区分生区伸长区伸长区成熟区成熟区(根毛区根毛区)根尖根尖保卫细胞保卫细胞气气孔孔筛管筛管导管导管第9页3、细胞分化有何生物学意义？、细胞分化有何生物学意义？v1）经过细胞分化使相同细胞能够形成各种不一样）经过细胞分化使相同细胞能够形成各种不一样组织和器官；组织和器官；v2）使多细胞生物体中细胞趋向专门化，有利于提）使多细胞生物体中细胞趋向专门化，有利于提升各种生理功效效率。升各种生理功效效率。细胞分化特点又有哪些呢？细胞分化特点又有哪些呢？第10页 2.2.黑色素细胞在体外培养黑色素细胞在体外培养3030多代后仍能合成黑色多代后仍能合成黑色素；离体培养上皮细胞，一直保持为上皮细胞，而不素；离体培养上皮细胞，一直保持为上皮细胞，而不会变成其它类型细胞。会变成其它类型细胞。以下事例可说明细胞分化含有什么特点以下事例可说明细胞分化含有什么特点?稳定性稳定性稳定性稳定性不可逆性不可逆性不可逆性不可逆性 1.1.细胞分化发生在整个生命进程中。细胞分化发生在整个生命进程中。(动物）胚胎动物）胚胎时期到达最大程度。时期到达最大程度。持久性持久性持久性持久性 3.3.造血干细胞造血干细胞 原红细胞原红细胞 早幼红细胞早幼红细胞 中幼红细胞中幼红细胞 晚幼红细胞晚幼红细胞 成熟红细胞成熟红细胞 死亡死亡想一想一想想 4 4、人全部细胞中都含有胰岛素基因，但该基因只在、人全部细胞中都含有胰岛素基因，但该基因只在胰岛细胞中才表现出来，从而合成胰岛素。胰岛细胞中才表现出来，从而合成胰岛素。不变性不变性第11页问：就一个个体来说，各种细胞含有相同遗传信息，问：就一个个体来说，各种细胞含有相同遗传信息，为何形态、结构和功效却有很大差异呢？为何形态、结构和功效却有很大差异呢？资料：资料：在红细胞中，与血红蛋白合成相关基因处于活在红细胞中，与血红蛋白合成相关基因处于活动状态，与肌动蛋白（肌细胞中一个蛋白质）合成相动状态，与肌动蛋白（肌细胞中一个蛋白质）合成相关基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。关基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。分析：分析：1.1.红细胞和肌细胞等体细胞遗传信息相同吗？红细胞和肌细胞等体细胞遗传信息相同吗？2.2.红细胞红细胞血红蛋白基因开启血红蛋白基因开启合成血红蛋白合成血红蛋白肌细胞肌细胞肌动蛋白基因开启肌动蛋白基因开启合成肌动蛋白合成肌动蛋白结论：细胞分化是不一样细胞中遗传信息执行结论：细胞分化是不一样细胞中遗传信息执行情况不一样造成（基因选择性表示）。情况不一样造成（基因选择性表示）。相同。相同。第13页1 1从分子角度看，从分子角度看，组成人体各种细胞在形态、结构、组成人体各种细胞在形态、结构、功效等方面不一样是靠什么物质表达？功效等方面不一样是靠什么物质表达？2.2.为何组成各种细胞蛋白质会不一样呢？其为何组成各种细胞蛋白质会不一样呢？其根本原因是什么？根本原因是什么？蛋白质蛋白质基因选择性表示基因选择性表示不是不是,各种细胞遗传信息完全各种细胞遗传信息完全相同相同,但执行情况不一样。但执行情况不一样。3.3.细胞出现了分化细胞出现了分化,是否遗传物质发生了改变是否遗传物质发生了改变?第14页细胞分裂细胞分化不同点细胞数量v形形态态结结构构功功效效相同点v联联络络增加增加相同相同不变不变差异差异遗传信息都不变遗传信息都不变共同完成生物个体发育过程共同完成生物个体发育过程第15页植物组织培养试验植物组织培养试验已经高度分化细胞，能不能再分化成其它细胞？已经高度分化细胞，能不能再分化成其它细胞？第16页1958年，美国年，美国科学家斯图尔科学家斯图尔德用胡萝卜韧德用胡萝卜韧皮部细胞成功皮部细胞成功地培育出了一地培育出了一棵完整植株。棵完整植株。试验证实：高度分化植物细胞试验证实：高度分化植物细胞依然含有发育成完整植株依然含有发育成完整植株潜能潜能，即即植物细胞含有全能性植物细胞含有全能性。第17页二、细胞全能性：二、细胞全能性：1、定义：、定义：细胞全能性细胞全能性是指是指已经分化已经分化细胞细胞,依然含有发育成完整个体依然含有发育成完整个体潜能潜能。思思索索：为何任意一个体细胞会含有发育为何任意一个体细胞会含有发育成成完整个体潜能？完整个体潜能？体细胞内含有本生物物种体细胞内含有本生物物种全套遗传信息！全套遗传信息！第18页“多利多利”诞生证实诞生证实:已分化已分化动物体细胞动物体细胞细细胞核胞核含有全能性含有全能性不过当前为止不过当前为止,人们人们还没有成功地还没有成功地将单个将单个已分化动物体细胞培已分化动物体细胞培养成新个体。养成新个体。为何细胞核含有发为何细胞核含有发育成育成完整个体潜能完整个体潜能？动物细胞是否含有全能性？动物细胞是否含有全能性？第19页细胞全能性大小比较：细胞全能性大小比较：在在受精卵、受精卵、生殖细胞、生殖细胞、高度分化动高度分化动物细胞中，全能性最大是物细胞中，全能性最大是_,最小是最小是_。细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞全能性大小主要受细胞分化程度影响。细胞分化程度越细胞分化程度越高高，全能性越，全能性越_；分化；分化程度越程度越低低，全能性越，全能性越_。另外，植物细胞全能性另外，植物细胞全能性_动物细胞！动物细胞！低低高高高于高于第20页1、干细胞概念：动物和人体内保留少数含有分裂和分动物和人体内保留少数含有分裂和分化能力细胞。化能力细胞。三、干细胞三、干细胞第21页干细胞干细胞分化潜能大小起源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：如肠上皮干细胞第22页这幅图说明了怎么一个生命现象？这幅图说明了怎么一个生命现象？第23页一、个体衰老与细胞衰老关系单细胞生物单细胞生物:细胞衰老细胞衰老=个体衰老个体衰老第24页造血干细胞造血干细胞细胞衰老细胞衰老个体衰老个体衰老 细胞时刻都在更新细胞时刻都在更新多细胞生物：多细胞生物：一、个体衰老与细胞衰老关系红细胞红细胞血小板血小板白细胞白细胞第25页问题探讨问题探讨衰老是生物界普遍现象。衰老人体通常表现出细胞数目降低、肌肉萎缩、行动迟缓等特征。1.人体衰老还表现出那些特征？2.老年人体内有没有幼嫩细胞？年轻人体内有没有衰老细胞？3、人体衰老和细胞衰老有什么关系？白发、皱纹、老年斑、耳聋、眼花等。白发、皱纹、老年斑、耳聋、眼花等。有，精原细胞产生精子；有，精原细胞产生精子；有，角质层细胞。有，角质层细胞。第26页请分析以下衰老症状与衰老细胞什么特征相关？请分析以下衰老症状与衰老细胞什么特征相关？（1）肌肉萎缩，出现皱纹）肌肉萎缩，出现皱纹（2）食量下降）食量下降（3）头发变白）头发变白（4）出现老人斑）出现老人斑水分降低，体积变小，代谢减慢水分降低，体积变小，代谢减慢代谢减慢，物质运输能力降低代谢减慢，物质运输能力降低酪氨酸酶活性降低，黑色素合成降低酪氨酸酶活性降低，黑色素合成降低细胞内色素积累细胞内色素积累（5）体温降低，怕冷）体温降低，怕冷各种酶活性降低，代谢减慢各种酶活性降低，代谢减慢第27页二二.细胞衰老特征细胞衰老特征1.细胞内细胞内水分降低水分降低,细胞萎缩细胞萎缩,体积减小体积减小,新新陈代谢速率减慢陈代谢速率减慢.2.细胞内多中细胞内多中酶酶活性降低活性降低.3.细胞内细胞内色素逐步积累，色素逐步积累，妨碍物质交流和传递妨碍物质交流和传递4.细胞内细胞内呼吸速率减慢呼吸速率减慢，细胞核体积增大，细胞核体积增大,核膜内折，核膜内折，染色质收缩染色质收缩，染色加深，染色加深.5.细胞细胞膜通透性改变膜通透性改变,使物质运输功效降低使物质运输功效降低.第28页细胞衰老原因自由基学说：生命活动中，细胞轻易产生自由基，这些自由基会损伤细胞造成细胞衰老。端粒学说：随细胞分裂次数增加，端粒DNA变短造成正常基因受损，致使细胞衰老。年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白布莱克本、卡萝尔格雷德和杰克绍斯塔克，以表彰他们“发觉端粒和端粒酶是怎样保护染色体”。他们研究结果揭示，端粒变短，细胞就老化；假如端粒酶活性很高，端粒长度就能得到保持，细胞老化就被延缓。第29页烧烫图：正常儿童（左）和婴幼儿早衰症患者（右）图：正常儿童（左）和婴幼儿早衰症患者（右）第30页年年10月月7日英国人悉尼日英国人悉尼布雷诺尔、美国人布雷诺尔、美国人罗伯特罗伯特霍维茨和英国人约翰霍维茨和英国人约翰苏尔斯顿，苏尔斯顿，因在器官发育和细胞编程性死亡方面研究获因在器官发育和细胞编程性死亡方面研究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。Sydney BrennerH.Robert HorvitzJohn E.Sulston 第31页三三.细胞凋亡细胞凋亡1、含义：是一个、含义：是一个自然生理过程自然生理过程由由基因基因决定细胞自动决定细胞自动结束生命过程结束生命过程,就叫就叫细胞凋亡细胞凋亡;也称细胞也称细胞编程性死亡。编程性死亡。第32页第33页正常细胞与凋亡细胞第34页2、细胞凋亡意义：完成正常发育完成正常发育维持内部环境稳定维持内部环境稳定抵抗外界原因干扰抵抗外界原因干扰第35页细胞凋亡细胞凋亡v比如：v人胚胎中尾消失v胎儿手发育过程中，五指相互分离v蝌蚪发育过程中，尾消失v细胞坏死：v受极端物理、化学或严重病理性刺激引发细胞损伤和死亡，并会造成炎症反应。第36页请分析以下衰老症状与衰老细胞什么特征相关？请分析以下衰老症状与衰老细胞什么特征相关？（1）肌肉萎缩，出现皱纹）肌肉萎缩，出现皱纹（2）食量下降）食量下降（3）头发变白）头发变白（4）出现老人斑）出现老人斑水分降低，体积变小，代谢减慢水分降低，体积变小，代谢减慢代谢减慢，物质运输能力降低代谢减慢，物质运输能力降低酪氨酸酶活性降低，黑色素合成降低酪氨酸酶活性降低，黑色素合成降低细胞内色素积累细胞内色素积累（5）体温降低，怕冷）体温降低，怕冷各种酶活性降低，代谢减慢各种酶活性降低，代谢减慢第37页二二.细胞衰老特征细胞衰老特征1.细胞内细胞内水分降低水分降低,细胞萎缩细胞萎缩,体积减小体积减小,新新陈代谢速率减慢陈代谢速率减慢.2.细胞内多中细胞内多中酶酶活性降低活性降低.3.细胞内细胞内色素逐步积累，色素逐步积累，妨碍物质交流和传递妨碍物质交流和传递4.细胞内细胞内呼吸速率减慢呼吸速率减慢，细胞核体积增大，细胞核体积增大,核膜内折，核膜内折，染色质收缩染色质收缩，染色加深，染色加深.5.细胞细胞膜通透性改变膜通透性改变,使物质运输功效降低使物质运输功效降低.第38页细胞衰老原因自由基学说：生命活动中，细胞轻易产生自由基，这些自由基会损伤细胞造成细胞衰老。端粒学说：随细胞分裂次数增加，端粒DNA变短造成正常基因受损，致使细胞衰老。年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白布莱克本、卡萝尔格雷德和杰克绍斯塔克，以表彰他们“发觉端粒和端粒酶是怎样保护染色体”。他们研究结果揭示，端粒变短，细胞就老化；假如端粒酶活性很高，端粒长度就能得到保持，细胞老化就被延缓。第39页烧烫图：正常儿童（左）和婴幼儿早衰症患者（右）图：正常儿童（左）和婴幼儿早衰症患者（右）第40页年年10月月7日英国人悉尼日英国人悉尼布雷诺尔、美国人布雷诺尔、美国人罗伯特罗伯特霍维茨和英国人约翰霍维茨和英国人约翰苏尔斯顿，苏尔斯顿，因在器官发育和细胞编程性死亡方面研究获因在器官发育和细胞编程性死亡方面研究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。Sydney BrennerH.Robert HorvitzJohn E.Sulston 第41页三三.细胞凋亡细胞凋亡1、含义：是一个、含义：是一个自然生理过程自然生理过程由由基因基因决定细胞自动决定细胞自动结束生命过程结束生命过程,就叫就叫细胞凋亡细胞凋亡;也称细胞也称细胞编程性死亡。编程性死亡。第42页第43页正常细胞与凋亡细胞第44页2、细胞凋亡意义：完成正常发育完成正常发育维持内部环境稳定维持内部环境稳定抵抗外界原因干扰抵抗外界原因干扰第45页细胞凋亡细胞凋亡v比如：v人胚胎中尾消失v胎儿手发育过程中，五指相互分离v蝌蚪发育过程中，尾消失v细胞坏死：v受极端物理、化学或严重病理性刺激引发细胞损伤和死亡，并会造成炎症反应。第46页发育过程中手和足成形过程第47页3、细胞凋亡与细胞坏死区分类型细胞凋亡细胞坏死性质范围细胞膜细胞器体积炎症反应影响受基因控制生理受基因控制生理或病理性死亡或病理性死亡外界原因引发外界原因引发病理性死亡病理性死亡内陷，形成凋亡小体内陷，形成凋亡小体破裂，内容物释放破裂，内容物释放无无有有对机体有利对机体有利对机体有害对机体有害多为单个散在细胞多为单个散在细胞大片组织或成群细胞大片组织或成群细胞无显著改变无显著改变肿胀，内质网崩解肿胀，内质网崩解变小变小变大变大第48页坏死细胞凋亡细胞第49页 你知道威胁人类健康你知道威胁人类健康四大四大“杀手杀手”吗？吗？-1.心血管病 2.2.癌症癌症 3.艾滋病 4.糖尿病第50页癌癌(carcinoma)(carcinoma)第51页单位单位:万万全球每年新增癌症病例全球每年新增癌症病例世界卫生组织国际癌症研究中心预测:20全世界癌症发病率将比年增加50，全球每年新增癌症患者人数将到达1500万人。第52页据年卫生事业发展情况统计公报，我国城市地域居民疾病死因排在第一位就是癌症。什么是癌？癌是怎样产生呢？什么是癌？癌是怎样产生呢？怎样预防癌症？怎样预防癌症？单位单位:万万我国癌症死亡人数不停增加我国癌症死亡人数不停增加第53页 有些人说，癌症就是肿瘤。就你所了解情况，有些人说，癌症就是肿瘤。就你所了解情况，你同意这种说法吗？你同意这种说法吗？讨论题讨论题1 1、肿瘤是细胞在致瘤原因作用下，基因发生了改变，失去对、肿瘤是细胞在致瘤原因作用下，基因发生了改变，失去对其生长正常调控，造成异常增生。其生长正常调控，造成异常增生。2 2、肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类。两大类。良性肿瘤生长迟缓，与周围组织界限清楚，不发生转移。良性肿瘤生长迟缓，与周围组织界限清楚，不发生转移。恶性肿瘤恶性肿瘤生长快速，可转移，还会产生有害物质，破坏正常器生长快速，可转移，还会产生有害物质，破坏正常器管结构，使机体功效失调，威胁生命，管结构，使机体功效失调，威胁生命，称为称为“癌癌”。第54页 机体内有细胞受到机体内有细胞受到致癌因子致癌因子作用，细作用，细胞中胞中遗传物质发生改变遗传物质发生改变，就变成不受机体控制，就变成不受机体控制、连续进行分裂、连续进行分裂恶性增殖恶性增殖细胞。细胞。一、什么是癌细胞？一、什么是癌细胞？第55页1在适宜条件下，癌细胞能够在适宜条件下，癌细胞能够无限增殖无限增殖二、癌细胞特征二、癌细胞特征第56页观察图片，癌细胞与正常细胞有什么不一样吗？观察图片，癌细胞与正常细胞有什么不一样吗？2 2癌细胞癌细胞形态结构形态结构发生显著改变发生显著改变材料材料第57页第58页材料：材料：癌症为何难以治疗？癌症为何难以治疗？思索：思索：3癌细胞表面发生了改变。癌细胞表面发生了改变。因为因为细胞膜上糖蛋白等物质降低，细胞膜上糖蛋白等物质降低，使得癌细胞彼此之间使得癌细胞彼此之间黏着性显著降低黏着性显著降低，轻易在体内分散和转移。轻易在体内分散和转移。第59页癌细胞分散和转移示意图癌细胞分散和转移示意图第60页2.2.化学致癌因子：化学致癌因子：无机物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等；有机物如黄曲霉毒素、亚硝胺等。1.1.物理致癌因子物理致癌因子：主要指辐射，如紫外线、X射线等。3.3.病毒致癌因子：病毒致癌因子：如致癌病毒。三、有那些致癌因子呢？三、有那些致癌因子呢？第61页抑癌基因功效是抑制细胞不正常增殖。抑癌基因功效是抑制细胞不正常增殖。原癌基因（原癌基因（oncogene）负责调整细胞周期，）负责调整细胞周期，控制细胞生长和分裂进程。控制细胞生长和分裂进程。当原癌基因结构或调控区发生变异，基因产当原癌基因结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，细胞就会过分增殖，物增多或活性增强时，细胞就会过分增殖，形成肿瘤。形成肿瘤。A.原癌基因原癌基因B.抑癌基因抑癌基因累积效应累积效应四、致癌因子为何会造成细胞癌变呢？四、致癌因子为何会造成细胞癌变呢？第62页原癌基因原癌基因抑癌基因抑癌基因正正常常细细胞胞致癌致癌因子因子突变突变细胞癌变细胞癌变四、致癌因子为何会造成细胞癌变呢？四、致癌因子为何会造成细胞癌变呢？第63页小结：发病机理 预防预防：防止接触致癌因子防止接触致癌因子增增强强体体质质，保保持持心心态态健健康康，养养成成良良好好生生活活习习惯惯，从多方面主动采取防护办法。从多方面主动采取防护办法。病毒致癌因子病毒致癌因子。物理致癌因子。物理致癌因子。化学致癌因子。化学致癌因子。抑癌基因抑癌基因第64页 五、怎样预防癌症呢？五、怎样预防癌症呢？建立健康生活方式，远离致癌因子建立健康生活方式，远离致癌因子食物中防癌物质：食物中防癌物质：大豆；动物肝脏中含有大量维生素D；蔬菜水果中富含维生素C，维生素E，胡萝卜素；绿茶中富含多元酚第65页保持愉悦心情第66页防治办法：防治办法：早发觉、早诊疗、早治疗治疗方法：治疗方法：手术切除、化疗、放疗。1、尽可能防止接触致癌因子。2、增强体质，保持心态健康 养成良好生活习惯。六、癌症防治癌症防治第67页细胞细胞细胞细胞正常分化正常分化畸形分化畸形分化癌细胞癌细胞组织组织分裂分裂分化分化致癌因子致癌因子器官、系统器官、系统生物体生物体衰老衰老凋亡凋亡第68页一、利用干细胞，人体组织器官将能再生英国足球名星-贝克汉姆储存来自他刚出生儿子留下脐带血干细胞，方便万一他在赛场上主要器官受伤，则能够接收干细胞移植手术治疗。二、细胞重编程，科学家们实现了一个长久寻求细胞炼金术壮举。他们从不一样疾病患者身上提取皮肤细胞，将其再编程为干细胞。改造后干细胞在试验室里生长并分裂，为研究人员研究组成疾病基础细胞过程提供了新工具。这项成就也可能是用患者本身细胞治疗疾病漫长征途中主要一步。干细胞研究应用媒体报道干细胞研究应用媒体报道第69页知识点 归纳与结论1、细胞分化及其意义va.概念：概念：vb.细胞分化特点：细胞分化特点：vc.细胞分化实质：细胞分化实质：vd.细胞分化意义：细胞分化意义：v v2、细胞细胞全能全能性性va.概念：概念：vb.高度分化植物细胞含有全能性高度分化植物细胞含有全能性vc.动物细胞细胞核含有全能性动物细胞细胞核含有全能性vd.干细胞干细胞持久性，稳定性，不可逆转，遗传物质没有改变。持久性，稳定性，不可逆转，遗传物质没有改变。基因选择性表示基因选择性表示细胞分化是个体发育基础；细胞分化使多细胞分化是个体发育基础；细胞分化使多细胞生物体中细胞趋向专门化，有利于提细胞生物体中细胞趋向专门化，有利于提升各种生理功效效率。升各种生理功效效率。已经分化细胞，依然含有发育成完整个体潜能。已经分化细胞，依然含有发育成完整个体潜能。第70页