第六章-细胞分化、衰老、凋亡和癌变-综合.pptx

细胞的细胞的生命生命(shngmng)(shngmng)历程历程合肥(h fi)八中 宋 晖第六章第六章第一页，共五十二页。前一冷前一冷打一生物学名词打一生物学名词(mng(mng c)c)课课第二页，共五十二页。细胞(xbo)分化第第2 2节节第第6 6章章细胞的生命细胞的生命(shngmng)(shngmng)历程历程第三页，共五十二页。细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)分化分化受精卵受精卵骨细胞骨细胞上皮上皮细胞细胞肌肉肌肉 细胞细胞神经细胞神经细胞上皮组织上皮组织肌肉组织肌肉组织神经组织神经组织结缔组织结缔组织有丝有丝分裂分裂细胞细胞分化分化p结果(ji gu)：使细胞的种类增多第四页，共五十二页。细胞分化细胞分化(fnhu)(fnhu)(fnhu)(fnhu)的概念的概念一个细胞或同一个细胞或同一种类型的细胞经经细胞增殖细胞增殖细胞增殖细胞增殖产生的后代，逐渐在形态、结构形态、结构形态、结构形态、结构和生理功能和生理功能和生理功能和生理功能上形成上形成稳定性差异稳定性差异稳定性差异稳定性差异的的过过程称为程称为(chn wi)(chn wi)细胞分化。细胞分化。细胞增殖细胞增殖(zngzh)(zngzh)产生的后代产生的后代细胞分化是建立在细胞分化是建立在细胞增殖细胞增殖的基础之上的基础之上持久的持久的不可逆的不可逆的变化变化分化后的细胞一直保持分化后的状态直至死亡分化后的细胞一直保持分化后的状态直至死亡稳定性差异稳定性差异差异：形态、结构、生理功能上的差异：形态、结构、生理功能上的差异差异稳定性：稳定性：遗传物质不发生变化遗传物质不发生变化第五页，共五十二页。细胞分化细胞分化(fnhu)(fnhu)(fnhu)(fnhu)的实质的实质受精卵受精卵血血红蛋白基因蛋白基因(jyn)表达表达肌肌动蛋白基因蛋白基因(jyn)关关闭血血红蛋白基因关蛋白基因关闭肌肌动蛋白基因表达蛋白基因表达基因选择性表达基因选择性表达第六页，共五十二页。细胞分化细胞分化(fnhu)(fnhu)(fnhu)(fnhu)的意义的意义(1)(1)是生物是生物个体发育个体发育的的基础基础(2)(2)使细胞趋向使细胞趋向专门化专门化，提高，提高(t go)(t go)了各种生理功能的了各种生理功能的效率效率全全职工职工人人 专职工人专职工人第七页，共五十二页。细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)的全能性的全能性高度分化的植物细胞具有发育高度分化的植物细胞具有发育(fy)(fy)成成完整植株的潜能完整植株的潜能全能性全能性斯图尔德斯图尔德哈伯兰特哈伯兰特第八页，共五十二页。细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)的全能性的全能性p概念(ginin)已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能p原因 已分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的全部基因。p应用(yngyng)在合适条件(如离体状态等)下，有些分化的细胞能恢复分裂、重新分化并发育成完整的新个体。植物组织培养技术、动物细胞克隆第九页，共五十二页。植物植物(zhw)(zhw)(zhw)(zhw)细胞全能性细胞全能性p植物(zhw)组织培养离体的植物离体的植物(zhw)器官、器官、组织或或细胞胞愈愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体脱分化脱分化再分化再分化第十页，共五十二页。人工繁殖人工繁殖脱毒植株脱毒植株人工人工(rngng)种子种子p植物(zhw)组织培养植物植物(zhw)(zhw)(zhw)(zhw)组织培养组织培养第十一页，共五十二页。p植物体细胞(xbo)杂交植物体细胞植物体细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)杂交杂交第十二页，共五十二页。p植物体细胞(xbo)杂交植物体细胞植物体细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)杂交杂交白菜白菜(bici)紫甘紫甘蓝白菜白菜-甘甘蓝第十三页，共五十二页。动物细胞全能性动物细胞全能性 植物细胞(xbo)的全能性容易表达，动物细胞核的全能性较难表现，需将细胞核移植到去核卵细胞中，但是整个动物细胞的全能性，目前仍难以得到验证。我国科学家童第周在我国科学家童第周在19781978年研究年研究(ynji)(ynji)发现，将发现，将黑斑蛙黑斑蛙的红细胞核的红细胞核移入去了核的黑斑蛙卵，核即分裂，卵子发育为正常的蝌蚪，移入去了核的黑斑蛙卵，核即分裂，卵子发育为正常的蝌蚪，红细胞核便成为有各种功能的细胞核。红细胞核便成为有各种功能的细胞核。第十四页，共五十二页。克隆克隆(k ln)(k ln)(k ln)(k ln)用核移植的方法得到的动物称为(chn wi)克隆动物。高度分化的动物高度分化的动物(dngw)(dngw)细胞核仍细胞核仍然含有该物种全套基因然含有该物种全套基因，仍具有，仍具有全能性。全能性。第十五页，共五十二页。干干细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)p所谓干细胞（stem cell），意为(树)干或起源，类似于一棵树干可以生出(shn ch)树杈、树叶、开花、结果。p严格地说，干细胞是尚未分化发育，能生成各种组织、器官的起源细胞。由由于于干干细胞胞是是未未成成熟熟的的细胞胞，尚尚未未开开始始分分化化而而具具有有再再生生成成各各种种(zhn)组织器器官官的的潜潜能能，因因此此，人人们寄寄希希望望于于利利用用干干细胞胞在在体体外外培培育育出出各各种种(zhn)组织或器官，并最或器官，并最终用用这些些组织或或器官移植器官移植来代替病来代替病变的的组织或器官。或器官。第十六页，共五十二页。细胞衰老(shuilo)、凋亡第第3 3节节第第6 6章章细胞的生命细胞的生命(shngmng)(shngmng)历程历程第十七页，共五十二页。岁月不饶人细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)衰老衰老第十八页，共五十二页。1.1.老年人体内有没有幼嫩老年人体内有没有幼嫩(yu nn)(yu nn)的细胞？的细胞？2 2.年轻人体内有没有衰老的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？有，如造血干细胞一生都能增殖分化(fnhu)产生各种类型的血细胞。有，如皮肤表皮(biop)细胞衰老成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。细胞衰老细胞衰老第十九页，共五十二页。单细胞生物单细胞生物(shngw)细胞胞(xbo)衰老与死亡个体衰老与死亡衰老与死亡个体衰老与死亡多细胞多细胞(xbo)生生物物细胞衰老与死亡个体衰老与死亡胞衰老与死亡个体衰老与死亡细胞在不断更新细胞在不断更新细胞衰老与个体衰老细胞衰老与个体衰老个体衰老过程也是组成个体的个体衰老过程也是组成个体的细胞普遍衰老细胞普遍衰老过程。过程。第二十页，共五十二页。细胞衰老细胞衰老(shuilo)(shuilo)(shuilo)(shuilo)的原因的原因1.自由基学说自由基学说(xu shu)2.端粒学说端粒学说(xu shu)第二十一页，共五十二页。自由基学说自由基学说(xu shu)(xu shu)(xu shu)(xu shu)第二十二页，共五十二页。端粒端粒学说学说(xu shu)(xu shu)(xu shu)(xu shu)第二十三页，共五十二页。细胞衰老的原因细胞衰老的原因(yunyn)(yunyn)(yunyn)(yunyn)和假说和假说v蛋白蛋白质、核酸、核酸(h sun)合成的差合成的差错突突变说v代代谢废物物积累累说v免疫学免疫学说v脑的衰老假的衰老假说v端粒与衰老（生物端粒与衰老（生物钟）v自由基理自由基理论第二十四页，共五十二页。Hayflick界限（即最大分裂界限（即最大分裂(fnli)(fnli)(fnli)(fnli)次数）次数）v培养的二倍体培养的二倍体细胞不是不死的，而是有一定寿命的；其增胞不是不死的，而是有一定寿命的；其增殖能力不是无限的，而是有一定界限的，平均殖能力不是无限的，而是有一定界限的，平均传代代4060次，就表次，就表现出明出明显的衰老、退化的衰老、退化(tuhu)和死亡的和死亡的过程。程。v物种寿命与培养物种寿命与培养细胞寿命之胞寿命之间存在着相互关系，如存在着相互关系，如龟的寿的寿命可达命可达175岁，其，其传代次数达到代次数达到90125次；小鼠寿命次；小鼠寿命为3.5年，其年，其传代次数代次数仅为1428次。次。第二十五页，共五十二页。细胞衰老细胞衰老(shuilo)(shuilo)(shuilo)(shuilo)的特征的特征大大：细胞核的体积增大，核膜内折，染色质细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩收缩，染色加深；，染色加深；小小：细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小；细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小；多多：细胞内色素逐渐积累增多，妨碍细胞内色素逐渐积累增多，妨碍(fng i)(fng i)细胞内物质的交流和传递；细胞内物质的交流和传递；1 1低低：细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；多种酶的活性降低。细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；多种酶的活性降低。2 2低低：呼吸速率降低，呼吸速率降低，细胞代谢速率减慢；细胞代谢速率减慢；e.g.e.g.老年人的白发老年人的白发(bi f)(bi f)e.g.e.g.老年斑老年斑e.g.e.g.皮肤干燥皮肤干燥一大一少一多两低一大一少一多两低第二十六页，共五十二页。1 1、老年人头发变白是因为：、老年人头发变白是因为：头发基部合成黑色素的细胞衰老头发基部合成黑色素的细胞衰老(shuilo)(shuilo)，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少 ；2 2、老年人皮肤上会长老年斑是因为：、老年人皮肤上会长老年斑是因为：细胞内的色素（脂褐素）细胞内的色素（脂褐素）随着细胞衰老而逐渐积累随着细胞衰老而逐渐积累(jli)(jli)造成的造成的 。细胞衰老细胞衰老(shuilo)(shuilo)(shuilo)(shuilo)的特征的特征第二十七页，共五十二页。细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)死亡死亡1、细胞凋亡细胞凋亡和和细胞坏死细胞坏死共称为共称为细胞死亡细胞死亡v坏死（坏死（necrosis)是指极端的物理、化学因素或是指极端的物理、化学因素或严重的病重的病理性刺激引起的理性刺激引起的细胞胞损伤和死亡。和死亡。细胞膜胞膜发生渗漏，生渗漏，细胞内容物胞内容物释放到胞外，放到胞外，导致炎症反致炎症反应。v细胞凋亡胞凋亡(apoptosis)是一种主是一种主动的、由基因决定的的、由基因决定的细胞自我破坏的胞自我破坏的过程程(guchng)，也称，也称为细胞程序性死亡胞程序性死亡（programmed cell death,PCD)。细胞凋亡胞凋亡时细胞膜胞膜的完整性保持良好，不引的完整性保持良好，不引发炎症反炎症反应。第二十八页，共五十二页。细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)死亡死亡第二十九页，共五十二页。2、细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程。相当于细胞的“自杀”。原因：细胞内遗传信息程序性调控的结果。意义：对于个体正常发育，维持(wich)内部环境的稳定，抵制外界干扰起着非常关键作用。细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)凋亡凋亡清除没有用的细胞，这些细胞大多在发育早期阶段死亡；清除没有用的细胞，这些细胞大多在发育早期阶段死亡；清除多余的细胞，在发育过程中某些细胞产生过多，则多余细胞发生凋亡清除多余的细胞，在发育过程中某些细胞产生过多，则多余细胞发生凋亡(dio wn)(dio wn)；清除发育不正常的细胞；清除发育不正常的细胞；清除已完成任务的细胞；清除已完成任务的细胞；清除有损伤或有害的细胞。清除有损伤或有害的细胞。第三十页，共五十二页。第三十一页，共五十二页。胸腺细胞胸腺细胞(xbo)正常正常(zhngchng)凋亡凋亡(dio wn)思考3：细胞的凋亡主要与细胞中的哪个细胞器功能有直接关系？细胞的凋亡主要与细胞中的哪个细胞器功能有直接关系？第三十二页，共五十二页。细胞细胞的自然更新；被病原体感染的自然更新；被病原体感染(gnrn)(gnrn)的细胞的清的细胞的清除；如白细胞吞噬过多病菌死亡；青蛙尾部的消除；如白细胞吞噬过多病菌死亡；青蛙尾部的消失失。第三十三页，共五十二页。青蛙青蛙(qngw)(qngw)尾部的尾部的消失消失 细胞凋亡细胞凋亡(dio wn)(dio wn)(dio wn)(dio wn)的实例的实例第三十四页，共五十二页。细胞凋亡细胞凋亡(dio wn)(dio wn)(dio wn)(dio wn)的实例的实例第三十五页，共五十二页。2002 Nobel Prize in Physiology or MedicineSydney Brenner英国英国(yn u)科学家悉尼科学家悉尼布雷内布雷内Curriculum Vitae美国美国(mi u)科学家科学家罗伯特伯特霍霍维茨茨John E.Sulston英国英国(yn u)科学家科学家约翰翰苏尔斯斯顿因因选择线虫作虫作为新新颖的的实验生物模型，生物模型，找到了找到了对细胞每一个分裂和分化胞每一个分裂和分化过程程进行跟踪的行跟踪的细胞胞图谱 第三十六页，共五十二页。细胞(xbo)癌变第第4 4节节第第6 6章章细胞细胞(xbo)(xbo)的生命历程的生命历程第三十七页，共五十二页。(1)一种一种恶性性(xng)增殖增殖（病（病态）细胞胞(2)产生生原原因因：受受到到致致癌癌因因子子的的作作用用，致致癌癌因因子子类似于人生病似于人生病时的致病因子。的致病因子。(3)产生生结果果：引引起起细胞胞内内部部结构构功功能能的的改改变，具具体体来来说遗传物物质发生生变化化，细胞胞不不受受机机体体的的控控制制，进行行连续分裂。分裂。癌细胞的概念癌细胞的概念(ginin)(ginin)(ginin)(ginin)第三十八页，共五十二页。癌细胞的概念癌细胞的概念(ginin)(ginin)(ginin)(ginin)三个关键点：三个关键点：“致癌因子致癌因子(ynz)(ynz)的作用的作用”“”“遗传物质发生变化遗传物质发生变化”和和“恶性增殖细胞恶性增殖细胞”第三十九页，共五十二页。(1)1)在适宜在适宜(shy)(shy)条件下，无限增殖。条件下，无限增殖。癌细胞与正常细胞的比较细胞来源细胞周期分裂次数存活时间正常人肝细胞22小时506045.855天海拉宫颈癌细胞22小时无限分裂1951年至今无限增殖(zngzh)与恶性增殖(zngzh)无限增殖与恶性增殖都是对癌细胞增殖失控的特征描述，这是癌细胞的最主要特征。但二者有区别：恶性增殖是癌细胞在体体内内的的表现表现，无限增殖则主要是指癌细胞在体外培养的情况体外培养的情况。癌细胞的主要癌细胞的主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)特征特征第四十页，共五十二页。(2)(2)细胞表面发生了变化。细胞表面发生了变化。细胞膜表面的糖蛋白减少细胞间黏着性降低细胞容易移动(易扩散、转移)，失去了接触抑制。接接触触抑抑制制：正常细胞在体外培养时，表现为贴壁生长和汇合成单层后停止生长的特点，即接触抑制现象。正常细胞相互接触后，就停止运动(yndng)和增殖，即有接触抑制现象，而癌细胞失去接触抑制性，即使堆积成群，仍然可以生长，形成多层，如图所示：癌细胞的主要癌细胞的主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)特征特征第四十一页，共五十二页。(3)(3)形态结构发生形态结构发生(fshng)(fshng)显著变化。显著变化。细胞癌变细胞癌变(i bin)(i bin)(i bin)(i bin)的原因的原因三个关键点：三个关键点：“不死的细胞不死的细胞”、“变态变态(binti)(binti)的细胞的细胞”和和“扩散的细胞扩散的细胞”第四十二页，共五十二页。癌细胞的主要癌细胞的主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)特征特征(1)(1)外因外因致癌因子致癌因子物理致癌因子：主要是主要是辐射辐射，如，如X X射线、射线、射线可以引起人类皮肤癌、骨癌、肺癌、白血病等，紫外线射线可以引起人类皮肤癌、骨癌、肺癌、白血病等，紫外线辐射和长期日光照射辐射和长期日光照射(zhosh)(zhosh)可以引起皮肤癌。可以引起皮肤癌。化学致癌因子：种类种类达数千种。某些无机化合物如达数千种。某些无机化合物如石棉、砷化物石棉、砷化物等均可致癌；有机致癌化合物更多，等均可致癌；有机致癌化合物更多，如如联苯胺、联苯胺、苯苯和含苯并芘的化合物、和含苯并芘的化合物、亚硝胺亚硝胺、黄曲霉毒素黄曲霉毒素等。还有某些抗生素和止痛药以及一等。还有某些抗生素和止痛药以及一些农药均可引起恶性肿瘤。些农药均可引起恶性肿瘤。病毒致癌因子：可能可能是作为综合病因的一种而参与致癌。现在已经发现的有是作为综合病因的一种而参与致癌。现在已经发现的有150150多种，如人类鼻咽癌和多种，如人类鼻咽癌和宫颈癌与宫颈癌与EBEB病毒有关；白血病、肉瘤和何杰金氏病与病毒有关；白血病、肉瘤和何杰金氏病与C C病毒有关。病毒有关。第四十三页，共五十二页。(2)(2)内因内因基因突变基因突变原癌基因：主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂进程。抑癌基因：主要阻止细胞不正常的增殖。(3)3)本质本质：环境中的致癌因子损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生(fshng)突变，导致正常细胞生长和分裂失控而变成癌细胞。癌细胞的主要癌细胞的主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)特征特征第四十四页，共五十二页。(1)在个人日常生活中远离致癌因子；(2)增强体质，保持健康的心态(xn ti)，养成良好的生活习惯。癌症癌症(i zhn)(i zhn)(i zhn)(i zhn)的预防的预防第四十五页，共五十二页。3癌症的诊断和治疗(1)目前诊断癌症的方法：病理切片的显微观察、CT检查、核磁共振、癌基因检测、癌细胞表面糖蛋白测定、癌细胞中核糖体数目测定等。(2)目前治疗癌症的主要手段有手术切除、放疗、化疗和生物治疗，其他有效手段还包括免疫治疗、内分泌治疗、中医中药治疗、热疗等。由于现有(xin yu)各种治疗手段各有其最佳适应症，也各有其不足，所以，为了提高治愈率，应将各种有效手段综合合理运用并有序地进行。癌症癌症(i zhn)(i zhn)(i zhn)(i zhn)的治疗的治疗第四十六页，共五十二页。食物、食物、营养与癌症的养与癌症的预防防美国癌症研究所与世界癌症研究基金研究会邀集了来自8个国家的15名著名营养学、流行病学和肿瘤学专家组成国际专家小组，对1982年以来公开发表的4500多篇文献进行了分析，并撰写了食物、营养与癌症预防专题报告。该专题报告指出，合合理理膳膳食食、经经常常运运动动和保保持持正正常常(zhngchng)(zhngchng)体体重重会使全世界癌症病例减少30%40%。膳食对患胃癌、结肠癌的危险影响很大，而对其他部位癌症的危险影响甚小。但是，膳食、体力活动和体重似乎对20种不同类型癌症的危险都具有明显的影响。知识知识(zh shi)(zh shi)拓展拓展第四十七页，共五十二页。当前，全球每年约有1000多万癌症新病例，预计到2020年癌症新病例可增至1470万。专家们认为，如能遵循如下建议，就能使全世界的癌症减少30%40%：主要选择植物性食物，如蔬菜、水果、豆类和粗加工淀粉性主食。应避免体重过低或超重。从青年到中年体重增加应限制(xinzh)在每年5千克以内。如工作时体力活动较少，每天应从事相当于步行1h的体力活动，每周至少做1h较激烈的运动，这有助于减少某些癌症，尤其是结肠癌的发生。第四十八页，共五十二页。每天应吃400800克水果蔬菜。每天应吃600800克谷类、豆类、根茎类食物，少吃精制糖。如果饮酒，男子每天限饮两杯，女子每天限饮一杯。如果吃动物蛋白，每天摄取量应低于80g。脂肪和油的能量不应超过摄入总能量的30%。少吃腌制食物，减少烹调用盐。不吃室温下存放过久的食物，因为这种食物易污染上霉菌毒素。k暂不吃的食物要冷藏，以免(ymin)腐败变质。第四十九页，共五十二页。l添加剂、污染物和残留物量水平控制得当，食物和饮料中的这类物质则不会造成健康危害。m不吃烧焦的食物。少吃在明火上直接烧烤的鱼和肉，少吃熏肉。要用较低的温度烹调鱼和肉。n不要吸烟或嚼烟。o如能遵循上述建议，一般无须服用(f yn)膳食补充剂，后者对减少癌症危险并无帮助。第五十页，共五十二页。hfbz第五十一页，共五十二页。内容(nirng)总结细胞的生命历程。已分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的全部基因。“致癌因子的作用”“遗传物质发生变化”和“恶性增殖细胞”。无限增殖与恶性增殖。细胞膜表面的糖蛋白减少细胞间黏着性降低细胞容易移动(易扩散、转移)，失去了接触抑制。膳食对患胃癌、结肠癌的危险影响很大，而对其他部位癌症的危险影响甚小。但是，膳食、体力活动和体重(tzhng)似乎对20种不同类型癌症的危险都具有明显的影响。Thank You第五十二页，共五十二页。