細(xì)胞的生命歷程

第6章細(xì)胞的生命歷程6.1細(xì)胞的增殖細(xì)胞為什么要增殖？細(xì)胞是基因保存自己的容器1、分子水平：擴(kuò)增DNA分子并分配到新的容器中2、個(gè)體水平：使個(gè)體成長(zhǎng)為什么不通過(guò)細(xì)胞無(wú)限長(zhǎng)大來(lái)使個(gè)體成長(zhǎng)呢？細(xì)胞一樣大一、細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大細(xì)胞體積越大——需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越多排出的代謝廢物越多細(xì)胞表面積越大代謝效率正比于細(xì)胞表面積/細(xì)胞體積1、原因——物質(zhì)運(yùn)輸越快S/V的值在何種狀況下增大？邊長(zhǎng)（cm）表面積（cm

2）

體積（cm）表面積/體積161622483496641.5N6N2N36/N細(xì)胞的表面積與體積的關(guān)系2、是什么限制了細(xì)胞的長(zhǎng)大？①②DNA的量一定，細(xì)胞過(guò)大會(huì)加重核的負(fù)擔(dān)3、細(xì)胞可以無(wú)限小嗎？

不可以，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和構(gòu)成物質(zhì)需要一定空間。最?。褐гw100nm最長(zhǎng)：神經(jīng)細(xì)胞1m最大：駝鳥(niǎo)卵細(xì)胞5cm大、小核伸縮泡二、細(xì)胞通過(guò)分裂進(jìn)行增殖真核細(xì)胞的分裂方式：有絲分裂、無(wú)絲分裂、減數(shù)分裂（一）有絲分裂

1、細(xì)胞周期

連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開(kāi)始，到下一次分裂完成時(shí)為止，為一個(gè)細(xì)胞周期。細(xì)胞周期分裂間期分裂期物質(zhì)準(zhǔn)備細(xì)胞分裂連續(xù)分裂的細(xì)胞：干細(xì)胞、皮膚生發(fā)層細(xì)胞、植物的形成層細(xì)胞、根尖分生區(qū)細(xì)胞等暫時(shí)停止分裂的細(xì)胞：肝臟細(xì)胞、腎細(xì)胞（在合適的條件下可以繼續(xù)分裂）不再分裂的細(xì)胞：已分化細(xì)胞（絕大多數(shù)）甲乙以下哪個(gè)過(guò)程可表示為細(xì)胞周期?甲乙乙甲甲甲乙乙有絲分裂的目的體細(xì)胞增殖，獲得遺傳物質(zhì)和母細(xì)胞一樣的子細(xì)胞。

1、遺傳物質(zhì)加倍2、遺傳物質(zhì)平均分配1）、間期

從細(xì)胞在一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前，是分裂間期。時(shí)間最長(zhǎng)

2、過(guò)程DNA復(fù)制、蛋白質(zhì)合成G1期：蛋白質(zhì)合成S期：DNA合成期G2期：

蛋白質(zhì)合成2）、前期（2）、染色質(zhì)變成染色體（3）、細(xì)胞兩極發(fā)出的紡錘絲形成紡錘體（1）、核仁、核膜消失姐妹染色單體膜仁消失現(xiàn)兩體為什么需要消失？為什么染色質(zhì)需要高度螺旋化形成染色體？紡錘體有什么用？3）、中期（2）、染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰，便于觀察。（1）、紡錘絲牽引染色體運(yùn)動(dòng)，著絲點(diǎn)排列在赤道板上。形數(shù)清晰赤道齊為什么著絲點(diǎn)要排列在赤道板上？（1）、著絲點(diǎn)斷裂，兩條姐妹染色單體分開(kāi)成為兩條子染色體。細(xì)胞兩極各有一套染色體，形態(tài)、數(shù)目完全相同，與親代染色體也相同。（2）、由紡錘絲牽引染色體向細(xì)胞兩極運(yùn)動(dòng)。4）、后期點(diǎn)裂數(shù)增均兩極5）、末期（3）、赤道板的位置出現(xiàn)細(xì)胞板，由中央向四周擴(kuò)展，形成新的細(xì)胞壁，成為兩個(gè)子細(xì)胞。（1）、染色體形成染色質(zhì)（2）、紡錘絲消失，出現(xiàn)新的核膜、核仁，形成新的細(xì)胞核。膜仁重現(xiàn)無(wú)兩體染色體與DNA、姐妹染色單體的數(shù)量關(guān)系復(fù)制著絲點(diǎn)分裂___條染色體___條姐妹染色單體___個(gè)DNA___條染色體___條姐妹染色單體___個(gè)DNA___條染色體___條姐妹染色單體___個(gè)DNA101122202

染色體數(shù)=著絲點(diǎn)數(shù)DNA數(shù)=線(xiàn)條數(shù)

染色體復(fù)制后才有染色單體，著絲點(diǎn)分裂后又無(wú)染色單體。

假定某生物體中一個(gè)體細(xì)胞內(nèi)的染色體和DNA的含量為2N，填寫(xiě)下表：間期前期中期后期末期染色體數(shù)目DNA數(shù)目染色單體數(shù)目2N4N2N4N02N2N4N2N4N4N4N2N4N4N00染色體的變化曲線(xiàn)

間期

04N2N

前期

中期

后期

末期DNA的變化曲線(xiàn)

間期

04N2N

前期

中期

后期

末期

間期

04N2N

前期

中期

后期

末期

染色單體的變化曲線(xiàn)紡錘體的形成方式子細(xì)胞形成方式動(dòng)物植物中心體發(fā)出星射線(xiàn)構(gòu)成紡錘體細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲構(gòu)成紡錘體細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷將細(xì)胞一分為二細(xì)胞板擴(kuò)展成細(xì)胞壁將細(xì)胞一分為二前期末期動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別有絲分裂的意義

將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制后，精確的平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA，因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。

分裂過(guò)程沒(méi)有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化。（二）無(wú)絲分裂

分裂結(jié)果和有絲分裂會(huì)有什么不同？三、觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂1、材料：根尖分生區(qū)細(xì)胞2、步驟：

解離漂洗染色制片

P116

使細(xì)胞分散；細(xì)胞膜失去選擇透過(guò)性龍膽紫/醋酸洋紅看到數(shù)量最多的是處于什么時(shí)期的細(xì)胞？間期，因?yàn)闀r(shí)間最長(zhǎng)死細(xì)胞洗去鹽酸壓片低分化細(xì)胞

增殖

子細(xì)胞

持續(xù)增殖分化異常分化

子細(xì)胞

高度分化細(xì)胞

癌細(xì)胞

衰老

凋亡

6.2細(xì)胞的分化一、細(xì)胞分化及其意義

在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程叫做細(xì)胞分化。1、概念有絲分裂分化分化 *決定細(xì)胞分化方向的機(jī)制

一、細(xì)胞內(nèi)因素 從卵裂時(shí)期開(kāi)始每個(gè)細(xì)胞獲得的細(xì)胞質(zhì)成分有差異，從而影響了基因表達(dá)。（一）、環(huán)境因素

環(huán)境多種因素對(duì)機(jī)體的發(fā)育有一定的影響，如溫度，光線(xiàn)等，這些因素可能是造成第一次不等卵裂，從而影響細(xì)胞分化的原因之一。

如豚鼠的孕期為68d，如果在妊娠18—28d給母鼠增溫度3—4℃1小時(shí)，胎鼠腦重可減輕10％。

二細(xì)胞外因素（二）、細(xì)胞間的相互作用

1．誘導(dǎo)（induction）：一部分細(xì)胞對(duì)鄰近細(xì)胞產(chǎn)生影響，并決定鄰近細(xì)胞分化方向及形態(tài)發(fā)生的過(guò)程。

2．抑制

（inhibition）指在胚胎發(fā)育中，已分化的細(xì)胞抑制鄰近細(xì)胞進(jìn)行相同分化而產(chǎn)生的負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用。

如發(fā)育中的蛙胚置于含成體蛙心組織碎片的培養(yǎng)液中，胚胎不能產(chǎn)生正常的心臟；用含成體蛙腦組織碎片的培養(yǎng)液培養(yǎng)蛙胚，也不產(chǎn)生正常的腦，說(shuō)明已分化的細(xì)胞可產(chǎn)生某種物質(zhì)，抑制鄰近細(xì)胞向相同方向分化。

3．細(xì)胞識(shí)別與黏合

從受精、胚泡植入、形態(tài)發(fā)生、器官形成都與細(xì)胞識(shí)別與黏合息息相關(guān)。

如將蠑螈的原腸胚三個(gè)胚層的游離細(xì)胞體外混合培養(yǎng)，各胚層細(xì)胞又將自我挑選，相互黏著，依然形成外胚層在外，內(nèi)胚層在內(nèi)，中胚層介于二者之間的胚胎。（三）、激素

激素由血液循環(huán)輸送到不同部位決定靶細(xì)胞的分化，屬遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)。

如在昆蟲(chóng)變態(tài)中，幼蟲(chóng)的蛻變和化蛹受激素影響。腦激素是腦部產(chǎn)生的神經(jīng)內(nèi)分泌物質(zhì)。若從已經(jīng)成熟的幼蟲(chóng)中將腦取出，就不能化蛹。若將腦回植到體內(nèi)，則此幼蟲(chóng)又恢復(fù)化蛹能力，推斷腦激素實(shí)際是一種促蛻皮激素。而保幼激素則由咽側(cè)體產(chǎn)生，能促進(jìn)幼蟲(chóng)發(fā)育，但阻止變態(tài)。若將幼齡蟲(chóng)的咽側(cè)體切除，則提前化蛹，變?yōu)槌上x(chóng)。

2、特點(diǎn)（1）持久性在生物體的整個(gè)生命過(guò)程中都有，只是在胚胎時(shí)期達(dá)到最高峰。（2）（體內(nèi)）不可逆性在生物體內(nèi)，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。所有細(xì)胞都由一個(gè)受精卵分裂而來(lái)3、意義使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨于專(zhuān)門(mén)化，有利于提高各種生理功能的效率。4、發(fā)生原因

基因的選擇性表達(dá)DNA相同蛋白質(zhì)不同形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能不同5、具有連續(xù)分裂分化能力的細(xì)胞（1）植物：分生組織細(xì)胞等（2）動(dòng)物：干細(xì)胞等例如：造血干細(xì)胞——可以增殖分化為紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等胚胎干細(xì)胞——能被誘導(dǎo)分化為機(jī)體幾乎所有的細(xì)胞類(lèi)型二、細(xì)胞的全能性

1958年，斯圖爾德將胡蘿卜韌皮部的細(xì)胞，放入含有植物激素、無(wú)機(jī)鹽和糖類(lèi)的培養(yǎng)液中……1、概念

已分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。

2、原因

細(xì)胞內(nèi)含有形成完整個(gè)體所需的全套基因。3、全能性表達(dá)的條件（1）離體（2）營(yíng)養(yǎng)、激素等4、全能性表達(dá)的難易程度受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞（分化程度越高，全能性越難表達(dá)）（簡(jiǎn)單）（復(fù)雜）（1）、植物——組織培養(yǎng)5、應(yīng)用（2）、動(dòng)物——克隆

將含有遺傳物質(zhì)的供體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去除了細(xì)胞核的卵細(xì)胞中。動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)限制了全能性核供體A受體B代孕母羊C小羊長(zhǎng)得像誰(shuí)？和A羊一模一樣嗎？6.

3細(xì)胞的衰老和調(diào)亡（1）單細(xì)胞生物一.細(xì)胞的衰老細(xì)胞衰老與死亡＝個(gè)體衰老與死亡（2）多細(xì)胞生物細(xì)胞衰老與死亡＝個(gè)體衰老與死亡1.個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系衰老個(gè)體內(nèi)衰老細(xì)胞多，幼嫩個(gè)體內(nèi)衰老細(xì)胞少1.老年人體內(nèi)有沒(méi)有幼嫩的細(xì)胞？2.年輕人體內(nèi)有沒(méi)有衰老的細(xì)胞？

有，如造血干細(xì)胞一生都能增殖分化產(chǎn)生各種類(lèi)型的血細(xì)胞。

有，如皮膚表皮細(xì)胞衰老成角質(zhì)層細(xì)胞，最后細(xì)胞凋亡、脫落。二、細(xì)胞衰老的特征

水分減少，新陳代謝速率減慢。多種酶活性降低。色素隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累。呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，染色加深。膜通透性改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。e.g.白發(fā)e.g.老年斑e.g.皮膚干燥食欲降低細(xì)胞衰老的原因

衰老的自由基學(xué)說(shuō)是DenhamHarman在1956年提出的，認(rèn)為衰老過(guò)程中的退行性變化是由于細(xì)胞正常代謝過(guò)程中產(chǎn)生的自由基的有害作用造成的。自由基是正常代謝的中間產(chǎn)物，其反應(yīng)能力很強(qiáng)，可使細(xì)胞中的多種物質(zhì)發(fā)生氧化，損害生物膜。還能夠使蛋白質(zhì)、核酸等大分子交聯(lián)，影響其正常功能。也可以引起DNA損傷從而導(dǎo)致突變，誘發(fā)腫瘤形成。自由基學(xué)說(shuō)端粒學(xué)說(shuō)由Olovnikov提出，認(rèn)為細(xì)胞在每次分裂過(guò)程中都會(huì)由于DNA聚合酶功能障礙而不能完全復(fù)制它們的染色體，因此最后復(fù)制DNA序列可能會(huì)丟失，最終造成細(xì)胞衰老死亡。端粒學(xué)說(shuō)三、細(xì)胞凋亡1、概念

由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程?！詺?、作用（1）清除多余、無(wú)用的細(xì)胞（2）清除衰老細(xì)胞（3）清除異常細(xì)胞（4）維持組織和器官中細(xì)胞數(shù)目的穩(wěn)定四、細(xì)胞壞死細(xì)胞壞死是在種種不利因素影響下，如電、熱、冷、機(jī)械傷害等，由于細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷引起的細(xì)胞死亡?！麣?.4細(xì)胞的癌變

有的細(xì)胞受到致癌因子的作用，細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，就變成不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞，這種細(xì)胞就是癌細(xì)胞（cancercell）癌細(xì)胞的大量增殖而引起惡性腫瘤，即癌癥。一、癌細(xì)胞的主要特征1、在適宜的條件下，癌細(xì)胞能夠無(wú)限增殖。細(xì)胞來(lái)源細(xì)胞周期分裂次數(shù)存活時(shí)間正常人肝細(xì)胞22小時(shí)50~6045.8天～55天Hela宮頸癌細(xì)胞22小時(shí)≈254841951年至今2、癌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化正常的纖維細(xì)胞為扁平梭形癌變后球形的成纖維細(xì)胞3、癌細(xì)胞的細(xì)胞膜上糖蛋白等物質(zhì)減少，細(xì)胞間的黏性降低。正在擴(kuò)散的癌細(xì)胞癌細(xì)胞的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移二、細(xì)胞癌變的原因1、外因——致癌因子物理致癌因子化學(xué)致癌因子生物致癌因子抑癌基因的功能是抑制細(xì)胞不正常的增殖。負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的進(jìn)程。當(dāng)原癌基因的結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異，基因產(chǎn)物增多或活性增強(qiáng)時(shí)，細(xì)胞就會(huì)過(guò)度增殖，形成腫瘤。（1）原癌基因（2）抑癌基因2、內(nèi)因——基因突變細(xì)胞本身具有

癌癥的發(fā)病機(jī)理

正常細(xì)胞癌細(xì)胞原癌基因轉(zhuǎn)變激活致癌因子③生物致癌因子①物理致癌因子②化學(xué)致癌因子抑癌基因（積累效應(yīng)）或原癌基因功能相關(guān)腫瘤sis生長(zhǎng)因子Erwing網(wǎng)瘤erb-B

受體酪氨酸激酶，EGF受體星形細(xì)胞瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌fms

受體酪氨酸激酶，CSF-1受體髓性白血病rasG-蛋白肺癌、結(jié)腸癌、膀胱癌、直腸癌src

非受體酪氨酸激酶魯斯氏肉瘤Abl-1非受體酪氨酸激酶慢性髓性白血病rafMAPKKK，絲氨酸/蘇氨酸激酶腮腺腫瘤vav

信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)連接蛋白白血病myc

轉(zhuǎn)錄因子

Burkitt

淋巴瘤