细胞的分化细胞的分化受精卵婴儿幼儿儿童中年老年青春期青春期死亡精子精子卵子人人的的生生命命周周期期受精卵两个细胞四个细胞多个细胞受精卵的分裂受精卵的分裂细胞分化细胞分化一、细胞的分化一、细胞的分化（一）概念（一）概念细胞的后代细胞的后代,在形态结构和功能上发生差异的在形态结构和功能上发生差异的过程，称为过程，称为细胞分化细胞分化.什么是细胞分化什么是细胞分化?你能举出一些细胞分化的实例吗？背景资料：背景资料： 18801880年，有人提出：细胞分化使后代细胞出现年，有人提出：细胞分化使后代细胞出现差异的机理是由于遗传物质不断丢失的结果差异的机理是由于遗传物质不断丢失的结果, ,即即染色体在逐步衰减！染色体在逐步衰减！人类个体发育的起点是什么？人类个体发育的起点是什么？想象一下，如果受精卵发育过程中细胞只分裂想象一下，如果受精卵发育过程中细胞只分裂而不发生分化，则发育成的人体会是怎样呢？而不发生分化，则发育成的人体会是怎样呢？深度思考：深度思考：既然遗传物质不改变既然遗传物质不改变, ,怎样解释细胞分化中细胞怎样解释细胞分化中细胞形态结构和功能的差异形态结构和功能的差异? ?肌肉细胞与神经细胞形态、功能已经不同，推肌肉细胞与神经细胞形态、功能已经不同，推测一下它们所含有的遗传物质相同吗？测一下它们所含有的遗传物质相同吗？基因的选择性表达基因的选择性表达细胞分化原因：细胞分化原因：形态形态结构结构功能功能差异差异性性状状不不同同蛋蛋白白质质不不同同遗遗传传物物质质相相同同基基因因相相同同从受精卵形成婴儿的胚胎发育过程中存在细胞分化，那从受精卵形成婴儿的胚胎发育过程中存在细胞分化，那么细胞分化是否只发生在人的胚胎发育阶段么细胞分化是否只发生在人的胚胎发育阶段, ,还是贯穿于还是贯穿于整个生命进程中整个生命进程中? ?这说明细胞分化具有什么特点这说明细胞分化具有什么特点? ?持久性持久性在细胞分化过程中在细胞分化过程中, ,假如当假如当A A细胞分化形成细胞分化形成B B细细胞后胞后, ,一般不会再表现出一般不会再表现出B B细胞反方向分化形成细胞反方向分化形成A A细胞细胞, ,这说明细胞分化具有这说明细胞分化具有不可逆性不可逆性离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，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。这说明细胞分化而不会变成其他类型的细胞。这说明细胞分化具有具有 稳定性稳定性（三）细胞分化的特点：持久性、不可逆性、稳定性三）细胞分化的特点：持久性、不可逆性、稳定性细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化不不同同点点细胞细胞数量数量形态形态结构结构功能功能相相同同点点联联系系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生物体的正常发育是细胞在分化过程中受到高度精巧的严格控制下发生的。若细胞分化发生异常，会出现什么后果呢？ 你知道威胁人类健康的你知道威胁人类健康的四大四大“杀手杀手”吗？吗？ 1.心血管病 2.2.癌症癌症 3.艾滋病 4.糖尿病癌细胞：有的细胞受到癌细胞：有的细胞受到致癌因子致癌因子的作的作用，细胞中用，细胞中遗传物质遗传物质发生变化，就变发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖恶性增殖细胞。细胞。1 1癌细胞能够癌细胞能够无限增殖无限增殖3 3、细胞膜上、细胞膜上粘连蛋白粘连蛋白减少或减少或缺失缺失，易发生，易发生转移。转移。癌细胞特征癌细胞特征2 2癌细胞的癌细胞的形态结构形态结构发生显著变化发生显著变化结合这两幅图解，描述一下细胞的癌变结合这两幅图解，描述一下细胞的癌变是怎样的一种情形。是怎样的一种情形。原癌原癌基因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为什么会发生细胞癌变？为什么会发生细胞癌变？二、致癌因子二、致癌因子2.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.病毒致癌因子：如致癌病毒快来关注1 1日本广岛、长崎在第日本广岛、长崎在第二次世界大战时受原子二次世界大战时受原子弹的影响，对幸存的居民弹的影响，对幸存的居民进行进行2929年的调查，发现年的调查，发现皮肤癌、粒细胞性白血病皮肤癌、粒细胞性白血病发生率明显增加，而且距发生率明显增加，而且距离爆炸中心越近，发生率离爆炸中心越近，发生率越高。越高。随堂演练：随堂演练：物理致癌因子物理致癌因子2.2.切尔诺贝利核电站核物质外泄，诱发了切尔诺贝利核电站核物质外泄，诱发了众多白血病患者。众多白血病患者。物理致癌因子物理致癌因子. .居里夫人在研究工作中长期被放射线居里夫人在研究工作中长期被放射线损伤，导致白血病损伤，导致白血病。物理致癌因子物理致癌因子4 4我国北方地区居民有冬季烧火炕的我国北方地区居民有冬季烧火炕的习惯，有时臀部皮肤发生癌变形成所谓习惯，有时臀部皮肤发生癌变形成所谓的炕癌。华北地区食管癌患者中有的炕癌。华北地区食管癌患者中有50%-50%-73%73%有喜欢热食的习惯。有喜欢热食的习惯。物理致癌因子物理致癌因子5. 35. 3、4-4-苯并芘是煤焦油中的主要致苯并芘是煤焦油中的主要致癌成分，存在于吸烟时烟草燃烧的烟雾、癌成分，存在于吸烟时烟草燃烧的烟雾、工厂的煤烟、汽车的尾气等。近几十年工厂的煤烟、汽车的尾气等。近几十年来，肺癌的发病率增加。，很可能和人来，肺癌的发病率增加。，很可能和人们吸入了大量的上述气体有关。们吸入了大量的上述气体有关。化学致癌因子6有人用砷酸钠治疗皮肤病后，出现有人用砷酸钠治疗皮肤病后，出现局部色素增加，过度角化，最后发展为局部色素增加，过度角化，最后发展为皮肤癌，砷是迄今发现的唯一使人致癌皮肤癌，砷是迄今发现的唯一使人致癌而不是动物致癌的物质而不是动物致癌的物质。化学致癌因子7. 7. 日本日本“奥姆真理教奥姆真理教”曾在东京地铁曾在东京地铁使用的使用的“芥子气芥子气”，可以使人患白血，可以使人患白血病、肺癌、乳腺癌。病、肺癌、乳腺癌。化学致癌因子丙烯酰胺丙烯酰胺亚硝胺亚硝胺苯并芘苯并芘吃出来的癌症：8 8EBEB病毒是一种疱疹病毒，能使儿童患病毒是一种疱疹病毒，能使儿童患淋巴癌和成人患鼻咽癌。淋巴癌和成人患鼻咽癌。病毒致癌因子19111911年年RousRous 第一次用鸡肉瘤的无细胞第一次用鸡肉瘤的无细胞提取物引起另一只鸡产生新的肿瘤提取物引起另一只鸡产生新的肿瘤 。病毒致癌因子讨论：癌症的预防讨论：癌症的预防1、日常生活中，哪些做法会增加、日常生活中，哪些做法会增加 患癌的机会？患癌的机会？2、应该如何、应该如何预防预防 癌症？癌症？日常诱癌日常诱癌2020例例 感染乙肝病毒的可诱发感染乙肝病毒的可诱发肝癌肝癌 感染人乳头状病毒可诱发感染人乳头状病毒可诱发宫颈宫颈癌癌 感染螺旋杆菌可诱发感染螺旋杆菌可诱发胃癌胃癌 吸烟（每日超过吸烟（每日超过2 2包，包，1010年以上）年以上）可诱发可诱发肺癌肺癌 被动吸烟（被动吸烟（2222年以上）可诱发年以上）可诱发肺癌与喉癌肺癌与喉癌 经常接触沥青者，易诱发经常接触沥青者，易诱发皮肤皮肤癌癌 经常接触煤焦油者，易患经常接触煤焦油者，易患皮肤癌皮肤癌 经常接触放射线者，易诱发经常接触放射线者，易诱发肺癌与白血病肺癌与白血病 长期使用化学性染发剂可诱发长期使用化学性染发剂可诱发淋巴癌淋巴癌 经常在太阳下曝晒，可诱发经常在太阳下曝晒，可诱发皮肤癌皮肤癌 酗酒可诱发酗酒可诱发咽喉癌咽喉癌 新鲜水果及蔬菜摄入不足可诱发新鲜水果及蔬菜摄入不足可诱发肺癌肺癌 红肉（即牛肉、羊肉）摄入量过大，可诱发红肉（即牛肉、羊肉）摄入量过大，可诱发结肠癌结肠癌 高盐咸食者，易患高盐咸食者，易患胃癌胃癌 报纸包食物可得报纸包食物可得各种癌症各种癌症 吃热烫食物易引起吃热烫食物易引起食道癌食道癌 纤维素摄入不足可诱发纤维素摄入不足可诱发结肠癌和直肠癌结肠癌和直肠癌 过度肥胖可诱发过度肥胖可诱发结肠癌与乳腺癌结肠癌与乳腺癌 缺少锻炼（每周热量消耗少于缺少锻炼（每周热量消耗少于10001000卡）可诱发卡）可诱发 结肠癌和直肠癌结肠癌和直肠癌 长期精神压力可诱发长期精神压力可诱发各种癌症各种癌症癌症的治疗癌症的治疗手术切除手术切除放疗放疗化疗化疗食物中的防癌物质：食物中的防癌物质： 大豆；动物肝脏中含有大豆；动物肝脏中含有的大量维生素的大量维生素D D；蔬菜水果中富含的维生素蔬菜水果中富含的维生素C C，维生素维生素E E，胡萝卜素；绿茶中富含多元酚胡萝卜素；绿茶中富含多元酚保持愉悦的心情保持愉悦的心情细胞的正常分化，使生物体正常发育，异细胞的正常分化，使生物体正常发育，异常的分化造成细胞癌变，已经发生高度分常的分化造成细胞癌变，已经发生高度分化的细胞化的细胞,还能像受精卵细胞那样还能像受精卵细胞那样,再分化再分化成其他细胞吗成其他细胞吗? 四、细胞全能性（四、细胞全能性（totipotencytotipotency） 细胞的全能性是指细胞具有的分化出各细胞的全能性是指细胞具有的分化出各种细胞的潜能。种细胞的潜能。受精卵受精卵(胡萝卜种子胡萝卜种子)该实验说明了：该实验说明了：高度分化的植物高度分化的植物体细胞体细胞具有全能性具有全能性体细胞体细胞(韧皮部细胞韧皮部细胞)卵细胞卵细胞母绵羊母绵羊母绵羊母绵羊乳腺细胞乳腺细胞细胞质细胞质细胞核细胞核细胞核移植细胞核移植早期胚胎早期胚胎卵裂卵裂C C母绵羊子宫母绵羊子宫胚胎移植胚胎移植多莉羊多莉羊分娩分娩妊娠妊娠融合后的卵细胞融合后的卵细胞多莉羊的培多莉羊的培育过程：育过程：高度分化的动物高度分化的动物细胞核细胞核具有全能性具有全能性实验说明了：实验说明了： 多莉羊诞生于多莉羊诞生于19961996年年7 7月月5 5日，日，19971997年首次向公年首次向公众披露。众披露。 20012001年发现多莉羊的左后年发现多莉羊的左后腿患上了典型的腿患上了典型的“高龄病高龄病症症”关节炎，关节炎，20022002年年发现多利患有严重的进行发现多利患有严重的进行性肺病，经罗斯林研究所性肺病，经罗斯林研究所决定为多莉实施决定为多莉实施“安乐死安乐死” 。为什么不直接用动物的体细胞代替重组细胞来培育成动物个体呢？动物的体细胞不表现全能性是受到了细胞内动物的体细胞不表现全能性是受到了细胞内物质的限制物质的限制细胞全能性的物质基础细胞全能性的物质基础生物体每个细胞都含有该物种所特有生物体每个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整的全套遗传物质，都有发育成为完整个体必需的全部基因。个体必需的全部基因。尽管分化的体细胞具有发育为完整个体的潜能，但在生物体内，细胞分化是不可逆的，一般分化了的细胞不再恢复分裂能力，那么生物体如何补充衰老死亡的细胞？ 在我们体内，红细胞的寿命为在我们体内，红细胞的寿命为120天天左右，白细胞的寿命为左右，白细胞的寿命为57天。这些血细天。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。胞都是失去分裂能力的细胞。 白血病患者的血液中出现大量的异白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。常白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。1.1.为什么健康人的血细胞数量不会随着为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？血细胞的死亡而减少？2.2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓与血细胞的形成有什么关系？骨髓干细胞骨髓干细胞单核单核细胞细胞粒细胞粒细胞红细胞红细胞血小板血小板淋巴细胞淋巴细胞造血干细胞造血干细胞淋巴干细胞淋巴干细胞四、干细胞四、干细胞（一）概念（一）概念 干细胞干细胞(Stem cell)是一类可以分化是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞成为各种细胞的未分化细胞（二）干细胞有几个主要特征（二）干细胞有几个主要特征干细胞本身不是终末分化细胞；干细胞本身不是终末分化细胞；干细胞能无限增殖分裂；干细胞能无限增殖分裂；干细胞可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止干细胞可连续分裂几代，也可在较长时间内处于静止 状态；状态；干细胞进行不对称分裂，即分裂产生的子细胞只能有干细胞进行不对称分裂，即分裂产生的子细胞只能有两种命运两种命运保持为干细胞保持为干细胞 或分化为特定细胞或分化为特定细胞。（三）干细胞的分类（三）干细胞的分类按分化潜能大小来分类按分化潜能大小来分类:全能干细胞（全能干细胞（ Totipotent stem cell ）：）： 它具有形成完整个它具有形成完整个 体的分化潜能。如受精卵，胚胎干细胞。体的分化潜能。如受精卵，胚胎干细胞。多多能干细胞能干细胞（ pluripotent stem cell ），具有分化出多种组具有分化出多种组 织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，发育织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，发育 潜能受到一定的限制。潜能受到一定的限制。如如骨髓多能造血干细胞是典型的例骨髓多能造血干细胞是典型的例 子，它可分化出至少十二种血细胞子，它可分化出至少十二种血细胞 。专能干细胞（专能干细胞（ multipotent stem cell ），这类干细胞只能向），这类干细胞只能向 一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织上皮组织 基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞等。基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞等。红细胞红细胞巨核细胞巨核细胞肥大细胞肥大细胞单核细胞单核细胞嗜中性粒细胞嗜中性粒细胞嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞嗜碱性粒细胞嗜碱性粒细胞血小板血小板巨噬细胞巨噬细胞T T淋巴细胞淋巴细胞B B淋巴细胞淋巴细胞浆细胞浆细胞根据来源来分根据来源来分: 来源于胚胎来源于胚胎- 胚胎干细胞胚胎干细胞 ESC （Embryonic Stem Cell ）来源于成体来源于成体- 成体组织来源的干细胞成体组织来源的干细胞 ASC （Adult-derived Stem Cell ）白血病白血病 ,俗称俗称“血癌血癌” ,是一种恶性程度极高的血液病是一种恶性程度极高的血液病 ,其自然病程只有其自然病程只有 3个月。近年来个月。近年来 ,随着医疗技术的发展随着医疗技术的发展 ,可以用化疗、放疗等方法遏止病变的白细胞可以用化疗、放疗等方法遏止病变的白细胞 ,延长病人延长病人的生命。但是这种方法的副作用大的生命。但是这种方法的副作用大 ,复发率高复发率高 ,不但给病不但给病人带来极大的痛苦人带来极大的痛苦 ,而且给家庭、社会造成了沉重的负而且给家庭、社会造成了沉重的负担。担。你愿为中华骨髓库尽自己的一点力量吗？你愿为中华骨髓库尽自己的一点力量吗？9292年成立的中华骨髓库骨髓资料至今仅有年成立的中华骨髓库骨髓资料至今仅有4.54.5万万例份例份美国的库存美国的库存450450万万例，欧洲的库存例，欧洲的库存370370万万例，台湾慈济的库存例，台湾慈济的库存2222万万例例独生子女的脐带血更显珍贵！独生子女的脐带血更显珍贵！巩固练习巩固练习下列人体细胞中分化程度最低的是（下列人体细胞中分化程度最低的是（ ） A A胚胎干细胞胚胎干细胞 B B造血干细胞造血干细胞 C C胰腺细胞胰腺细胞 D D肌肉细胞肌肉细胞A生物体组织形成过程依赖于（生物体组织形成过程依赖于（ ） A A细胞衰老细胞衰老 B B细胞分化细胞分化 C C癌变癌变 D D细胞生长细胞生长B下列哪种细胞的全能性最容易表达出来（下列哪种细胞的全能性最容易表达出来（ ） A A青蛙的上皮细胞青蛙的上皮细胞 B B胡萝卜的韧皮部细胞胡萝卜的韧皮部细胞 C C大白鼠的肝细胞大白鼠的肝细胞 D D人的生发层细胞人的生发层细胞B