生命從一個(gè)細(xì)胞開(kāi)始

第二章 生命從一個(gè)細(xì)胞開(kāi)始一、 人的生命始于合子1、 合子：人體是由受精卵發(fā)育而來(lái)的，而受精卵是精子與卵子結(jié)合的產(chǎn)物，又稱(chēng)為合子。人的生命開(kāi)始于合子，年齡的計(jì)算應(yīng)把實(shí)際年齡加上10個(gè)月。2、 受精卵：是由精子與卵子合并構(gòu)成的一個(gè)細(xì)胞。當(dāng)我們能看到一小點(diǎn)的時(shí)候，只有百萬(wàn)分之一克重，經(jīng)過(guò)10個(gè)月的胚胎發(fā)育，出生時(shí)嬰體具有2x1012個(gè)細(xì)胞，即2萬(wàn)億個(gè)，達(dá)到3-4公斤一成人50公斤，16x1014個(gè)細(xì)胞。二、 細(xì)胞一生命活動(dòng)的基本單位1、細(xì)胞在人體中的功能和作用：細(xì)胞是人體最基本的結(jié)構(gòu)單位：一切生物體(除病毒)都是由細(xì)胞構(gòu)成：人體一若干個(gè)系統(tǒng)：呼吸、消化、神經(jīng)系統(tǒng)…一若干個(gè)器官：消化系統(tǒng)中的口腔、食道、胃…一若干個(gè)組織：如胃的組成有上皮、肌肉、結(jié)締等組織一許多類(lèi)型的細(xì)胞組成一人體中有200多種類(lèi)型細(xì)胞，按分化程度不同，有600多種類(lèi)型一總之，細(xì)胞是組成人體結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)單位。細(xì)胞在生命活動(dòng)中的作用：細(xì)胞是人體代謝生理活動(dòng)的基本功能單位。判斷人是死是活的標(biāo)志是呼吸和心跳(大腦是否死亡)，這兩項(xiàng)指標(biāo)共同標(biāo)志著生與死的根本區(qū)別，即新陳代謝?；钊吮仨毑煌５匚胙鯕?，排出二氧化碳，心臟必須不停地搏動(dòng)推動(dòng)血液循環(huán)：以保證將氧氣輸送到身體各個(gè)部位，又把各個(gè)部位產(chǎn)生的二氧化碳和廢物依存運(yùn)出體外。新陳代謝一旦終止，生命也就完結(jié)。新陳代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝諸多的代謝生理活動(dòng)，這一切是由各種器官組織中的功能細(xì)胞來(lái)具體實(shí)施，所以說(shuō)細(xì)胞是人體生命活動(dòng)的具體實(shí)施單位。細(xì)胞是人體生長(zhǎng)發(fā)育的基本發(fā)育單位。細(xì)胞是人體遺傳的基本遺傳單位。2、細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：圖2-1：三、 細(xì)胞的自我復(fù)制1、概述：由一個(gè)細(xì)胞組成的合子經(jīng)過(guò)10個(gè)月一由2萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞構(gòu)成人體的巨大演變，完全依賴(lài)于細(xì)胞的復(fù)制增殖，通過(guò)細(xì)胞分裂、細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞分化發(fā)育3個(gè)基本進(jìn)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。細(xì)胞分裂的兩種形式：有絲分裂和減數(shù)分裂；減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞；體細(xì)胞的增殖是以有絲分裂方式進(jìn)行的。2、有絲分裂：作用：增加體細(xì)胞的數(shù)目細(xì)胞周期：從上一次細(xì)胞分裂結(jié)束到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束的一段時(shí)期。包括間期和分裂期。圖2-3細(xì)胞周期示意圖間期：從上一次分裂結(jié)束到下一次分裂開(kāi)始前的一段時(shí)期。并不是靜止的，處于高度活躍狀態(tài)，如DNA復(fù)制，組蛋白量的增加：a、 G1期：gap1phase:合成前期，復(fù)制準(zhǔn)備期，各種蛋白質(zhì)合成。b、 S期：synthetic:DNA合成期，染色體復(fù)制期c、G2期：gap2phase:合成后期，少量蛋白質(zhì)合成，如紡錘體的原料，微管蛋白的合成。分裂期：過(guò)程：圖2-2右 四個(gè)連續(xù)階段前期：prophasea、 染色質(zhì)由間期時(shí)細(xì)長(zhǎng)的染色線螺旋化而逐漸縮短加粗b、 前末時(shí)可清楚地看到染色體，能看到微管組成微管網(wǎng)，形成紡錘絲c、 核仁大而明顯中期：metaphasea、 核仁消失，核膜破裂是進(jìn)入中期的標(biāo)志b、 染色體移向赤道，著絲點(diǎn)排列在赤道板上。極面觀：清楚看出染色體數(shù)目和形態(tài)；側(cè)面觀：染色體列為一橫排c、牽引絲連接染色體著絲點(diǎn)；與連續(xù)絲共同組成紡錘體后期:anaphasea、著絲點(diǎn)復(fù)制完成，分裂為二，染色單體在牽引絲的牽引下分開(kāi)成為子染色體，子染色體各移向兩極。b、子染色體向兩極移動(dòng)的機(jī)理：［微管聚散假：牽引絲縮短，連續(xù)絲伸長(zhǎng)。構(gòu)成兩極一端的牽引微管不斷解體致使?fàn)恳z變短，解體后的微管蛋白都直接聚合到連續(xù)絲的末端，造成連續(xù)絲加長(zhǎng)，將染色體推向兩極。微管滑動(dòng)假說(shuō)：后期染色體移動(dòng)是靠牽引絲微管和連續(xù)絲微管間的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。］末期：(telophase)及胞質(zhì)分裂：a、染色體到達(dá)兩極后集聚成團(tuán)，染色體解體，核重建，核膜，核仁重新出現(xiàn)。b、線粒體和葉綠體等細(xì)胞器已經(jīng)增殖。胞質(zhì)開(kāi)始分裂、紡錘體在赤道部位變成纖絲狀，此區(qū)域叫成膜體。高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的半液態(tài)小泡，集結(jié)融合成細(xì)胞板。它先在中心形成，后向四周延伸、擴(kuò)散到原來(lái)的細(xì)胞壁，構(gòu)成新壁的一部份.意義：①保持性狀發(fā)育和遺傳上的穩(wěn)定性②細(xì)胞分裂生物體才能生長(zhǎng)3、減數(shù)分裂：概念：又叫成熟分裂，是有性生殖生物形成性細(xì)胞過(guò)程中一種特殊的有絲分裂。特點(diǎn)：a、 兩次連續(xù)細(xì)胞分裂b、 染色體只復(fù)制一次，一次分離和一次分裂。c、 四個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)目減半。過(guò)程：圖2-2左，兩次連續(xù)分裂：減數(shù)第一次分裂前期I：時(shí)間長(zhǎng)細(xì)線期，偶線期，粗線期，雙線期，濃縮期，中I，后I，末I，減數(shù)第二次分裂前II，中II： 與有絲分裂過(guò)程完全相同后II：末II：交換：發(fā)生在粗線期，同源染色體的非姊妹染色單體之間交換了對(duì)應(yīng)的片段，導(dǎo)致了其上的基因(A-a)也發(fā)生了交換。 圖2-4意義：a、 與受精作用交替進(jìn)行，確保遺傳物質(zhì)在上下代的穩(wěn)定。圖2-5b、 非姐妹染色單體間的交換重組，子代發(fā)生變異，變異是進(jìn)化的原材料。四、精子和卵子是怎樣形成的1、精子的形成：圖2-6（1） 部位：在睪丸的生精小管中發(fā)生的，（2） 過(guò)程：I期：增殖期：有絲分裂；6-7周齡的男性胚胎中已經(jīng)出現(xiàn)胚胎睪丸，在青春期之前其中的精原細(xì)胞大量進(jìn)行有絲分裂。II期：生長(zhǎng)期：停止分裂，體積增大；精原細(xì)胞f初級(jí)精母細(xì)胞。青春期后，由于性激素的誘導(dǎo)精原細(xì)胞開(kāi)始分化為初級(jí)精母細(xì)胞。III期：成熟期：初級(jí)精母細(xì)胞f次級(jí)精母細(xì)胞f精細(xì)胞。初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂I產(chǎn)生兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂II形成4個(gè)單倍體的精細(xì)胞W期：變態(tài)期經(jīng)過(guò)變態(tài)，長(zhǎng)尾巴，轉(zhuǎn)變成能靈活運(yùn)動(dòng)的精子。（3）精子的形態(tài)及精細(xì)胞的變態(tài)過(guò)程：a、 扁圓形的頭部（含細(xì)胞核及遺傳物質(zhì)）、b、 帽狀頂體（由溶酶體轉(zhuǎn)變而成，內(nèi)含有蛋白酶和透明質(zhì)酸酶）c、 頸部（含有巨大的線粒體，提供能量）d、 長(zhǎng)尾（中軸部分是由維管組裝的特殊結(jié)構(gòu)，可保證尾巴能擺動(dòng)以利于精子的游動(dòng)）?？傊酉篁蝌?，但是要小得多，一次射精3-4ml，有6000萬(wàn)個(gè)精子，高齡老人仍然能產(chǎn)生精子，80歲老漢喜得貴子。圖2-7。（4）后熟過(guò)程：剛形成的精子必須由生精子小管進(jìn)人附睪中儲(chǔ)存數(shù)天到數(shù)周才能完成其后熟發(fā)育。所以性交過(guò)于頻繁，精子在附睪中停留時(shí)間短，無(wú)受精能力，會(huì)導(dǎo)致不育。（5）獲能過(guò)程：進(jìn)入陰道的精子，還需要陰道中的理化因子作用5-6小時(shí)后，才能具備受精能力。如果陰道的分泌物異常也可能導(dǎo)致不育。2、卵子的形成：（1） 部位：卵巢（2） 過(guò)程：圖2-8I期：增殖期：有絲分裂；在3個(gè)月齡的女性胚胎的胚胎性卵巢中，卵原細(xì)胞開(kāi)始有絲分裂形成大量卵原細(xì)胞II期：生長(zhǎng)期：出生前，卵原細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)、體積增大f初級(jí)卵母細(xì)胞。I期：成熟期：初級(jí)卵母細(xì)胞f次級(jí)卵母細(xì)胞f成熟的卵細(xì)胞減數(shù)分裂前期：初級(jí)卵母細(xì)胞…雙線期階段休止期：雙線期階段f青春期大部分初級(jí)卵母細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂I之后，很快停留在前期的雙線期階段，一停就停留10多年到40-50年。減數(shù)分裂復(fù)始：青春期f中期II階段女性青春期后，在性激素的調(diào)節(jié)下，每個(gè)月就會(huì)有一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞恢復(fù)進(jìn)入減數(shù)分裂1雙線期后的過(guò)程，分裂為一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞+1個(gè)極體。次級(jí)卵母細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂II，再次停留在中期II階段，此時(shí)它從卵巢中被排出，進(jìn)入輸卵管中，等待受精，這個(gè)過(guò)程叫排卵。這個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞面臨兩種可能的前途：a、成熟卵細(xì)胞的形成：可能遇到精子，在精子的激發(fā)下，完成減數(shù)分裂II，中期II后面的過(guò)程，形成一個(gè)成熟的卵細(xì)胞（圖2-9），并釋放出第二極體（原第一極體也分裂出2個(gè)第二極體，共3個(gè)第二極體不久自行消失），隨后這個(gè)受精的卵細(xì)胞再完成雌核和雄核的融合，成為二倍體的合子。b、次級(jí)卵母細(xì)胞崩解消失：另一種可能是這個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞在12小時(shí)內(nèi)沒(méi)有遇到精子，則自身發(fā)生變化，從輸卵管中崩解消失，直接導(dǎo)致月經(jīng)的發(fā)生。（3）卵巢中的絕大部初級(jí)卵母細(xì)胞是終生不能發(fā)育成熟：正常女性有月經(jīng)的年齡是12-45歲，大約是30-35年，終身能形成大約400個(gè)成熟的卵子，僅僅占卵巢中原有初級(jí)卵母細(xì)胞的0.1%，所以說(shuō)卵巢中的絕大部分的初級(jí)卵母細(xì)胞是終生不能發(fā)育成熟，最終在卵巢中蛻變消失。五、受精過(guò)程精子獲能成熟后經(jīng)過(guò)陰道和子宮到達(dá)輸卵管上端，與卵細(xì)胞相遇開(kāi)始受精過(guò)程：1、 頂體反應(yīng)：由于卵細(xì)胞外圍有輻射冠和透明帶（兩者都由大量卵泡細(xì)胞環(huán)繞組成的）保護(hù)，于是精子頭部前端的頂體膜上出現(xiàn)許多小孔，釋放出蛋白酶和透明質(zhì)酸酶，使卵泡細(xì)胞之間的膠狀基質(zhì)溶解形成孔道，進(jìn)而在透明帶上也溶解出一個(gè)小孔，這樣就為一個(gè)精子接近卵細(xì)胞打開(kāi)了一條通道，此現(xiàn)象被稱(chēng)為頂體反應(yīng)。2、 然后精子與卵子的局部細(xì)胞膜相互融合，形成孔洞，精子頭部由此鉆進(jìn)卵細(xì)胞，精子尾部留在卵細(xì)胞膜外，水解消失。3、隨后卵細(xì)胞膜外的保護(hù)層發(fā)生變化，阻止其它精子再進(jìn)入卵細(xì)胞。（1） 雄原核（雄核）：進(jìn)入卵細(xì)胞的精子頭部水化膨大上百倍形成雄原核。（2） 雌原核（雌核）：在此同時(shí)卵細(xì)胞中繼續(xù)完成減數(shù)分裂II的最后階段，其細(xì)胞核發(fā)育成為雌原核。（3）在受精后的24小時(shí)之內(nèi)，兩個(gè)核合并成一體，這樣才真正完成了受精過(guò)程，形成了合子。合子隨即開(kāi)始分裂增殖，新一代生命就這樣開(kāi)始了。圖2-10。六、胚胎的分化發(fā)育1、胚胎發(fā)育進(jìn)程：從合子開(kāi)始卵裂，到280天左右分娩，是人體胚胎的發(fā)育階段，有3個(gè)進(jìn)程：（1） 胚胎生長(zhǎng)：胚胎細(xì)胞的大量有絲分裂；（2） 胚胎分化：胚胎中各種組織細(xì)胞功能的分化和基因表達(dá)活性的調(diào)控；（3） 胚胎形態(tài)建成：胚胎中各類(lèi)器官系統(tǒng)的構(gòu)建以及各類(lèi)特化細(xì)胞的遷移。胚胎期=胚期（前3個(gè)月）+胎兒期（后7個(gè)月），前3個(gè)月最敏感，變化也最大。2、胚胎期的發(fā)育變化：（1） 合子…胚球：合子開(kāi)始卵裂是一分為二、二分為四…形成的一團(tuán)細(xì)胞叫胚球，一邊分裂一邊從輸卵管中位置下移，在受精后4-5天進(jìn)入子宮.（2） 此時(shí)胚球的形態(tài)也發(fā)生變化（胚胎學(xué)上叫桑椹胚一囊胚）：胚球分為兩層=外層的滋養(yǎng)層細(xì)胞+內(nèi)部的未分化的細(xì)胞團(tuán)。（3） 著床或植入：a、著床或植入：進(jìn)入子宮1-2天時(shí)，囊胚就固定在子宮壁上，叫著床或植入。即外層的滋養(yǎng)層細(xì)胞與子宮壁的粘膜細(xì)胞之間發(fā)生融合，組成一層合胞滋養(yǎng)層。b、合胞體：合胞滋養(yǎng)層的所有細(xì)胞全部融成一片，可見(jiàn)其中有許多細(xì)胞核，但是無(wú)細(xì)胞膜分隔，所以稱(chēng)為一°c、胎盤(pán)的前身：這層合胞滋養(yǎng)層就是胎盤(pán)的前身，母親通過(guò)胎盤(pán)供給胎兒的氧氣和營(yíng)養(yǎng)。（4） 在囊胚著床的同時(shí)，其內(nèi)的細(xì)胞也開(kāi)始分化為兩層（在排卵后的第八天左右）=外層稱(chēng)為外胚層+內(nèi)層稱(chēng)為內(nèi)胚層。（5） 胚胎發(fā)育進(jìn)入原腸胚階段：①中胚層的形成：此時(shí)內(nèi)外胚層之間又形成了一層，稱(chēng)為中胚層。②此后胎兒身體上的全部器官都是分別由這3層細(xì)胞發(fā)育分化而來(lái)。圖2-11a、外胚層一腦、脊髓、脊椎神經(jīng)干、耳、眼、毛發(fā)、牙齒；b、內(nèi)胚層一消化系統(tǒng)（口、食道、胃、腸、肝）和呼吸系統(tǒng)（氣管、肺等）；c、中胚層一肌肉、骨骼、血液循環(huán)系統(tǒng)（心臟、血管）和泌尿生殖系統(tǒng)（腎、性腺等）?？傊?，從一個(gè)受精卵到2萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞組成的新生兒，是通過(guò)大量細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)、分化和發(fā)育形成的；父母兩套基因的協(xié)調(diào)，不斷發(fā)生各種指令和調(diào)控作用，指揮胚胎的發(fā)育分化，使其按照正確程序進(jìn)行；另外，子宮內(nèi)部、外部的環(huán)境因素也發(fā)揮重要作用。七、 雙生與多生1、 雙生兒類(lèi)型：雙生兒的出生率：亞洲1/150，美國(guó)1/89。同卵雙生：真雙生，一個(gè)受精卵而來(lái)，占雙生兒的1/3,遺傳基礎(chǔ)完全相同，性別一致，容貌、性格。智力很相似。異卵雙生：假雙生，占2/3。由母親的排卵周期中排出的兩個(gè)卵子各與一個(gè)精子結(jié)合形成的兩個(gè)合子發(fā)育而來(lái)，盡管是同胎，其關(guān)系類(lèi)似于不同胎的兄弟姐妹之間的關(guān)系。遺傳基礎(chǔ)有差別，性別可能相同，也可能不相同，容貌、性格、智力、身高都有差別.識(shí)別真假雙生的方法：看性別：如果是一男一女，肯定是假雙生.看胎盤(pán)和羊膜的類(lèi)型：圖2-12a、 單羊膜、單胎盤(pán)的是真雙生，70%，b、 還有兩個(gè)羊膜或胎盤(pán)的真雙生占30%查血型和免疫學(xué)指標(biāo)：是最可靠的方法，完全相同的是真雙生，假雙生則有不同。2、 鏡像現(xiàn)象：發(fā)生在真雙生中，即雙方的容貌互呈鏡像，即互為反轉(zhuǎn)的，占22%，表現(xiàn)在身體的各個(gè)部位。圖2-133、聯(lián)體復(fù)合雙生或聯(lián)體雙生：是由于胚胎發(fā)育早期，雖然分離成兩個(gè)胚胎，但是分離不完全，彼此之間常有不同程度的愈合發(fā)生，所以就形成了各種連接位置不同和聯(lián)結(jié)程度不同的孿生畸形胎兒。圖2-14：如兩頭兩身四手三足，兩頭一身兩手兩足等。4、一胎多生：雙生兒少見(jiàn)，但是一產(chǎn)多胞胎，如3、4、5、6胞胎，甚至8胞胎更是少見(jiàn)。多胞胎中有同卵的，也有異卵的，或者部分是同卵而部份是又是異卵的。我國(guó)近幾年報(bào)道幾例龍鳳4胞胎(資料)，有同卵也有異卵的，白人夫妻的多胞胎中，竟有黑皮膚嬰兒。雙生和多生在不同人種中的發(fā)生率是不同的：黑人高，白人次之黃種人最低發(fā)生頻率公式林海法則(1/89)n，n是每產(chǎn)嬰兒數(shù)-1.按此推算，3胞胎發(fā)生頻率=(1/89))^1/8000，即8000次生育中有一個(gè)3胞胎，6胞胎的發(fā)生頻率是=(1/89)501/56億。(5胞胎資料)八、 流產(chǎn)和不育1、 自發(fā)流產(chǎn)：概念：在胚胎發(fā)育過(guò)程中，由于某種內(nèi)部或外部的原因引起妊娠自行終止的現(xiàn)象(不包括人工流產(chǎn))。早期流產(chǎn)不容易被察覺(jué)(3)原因是與胚胎中的染色體異常有關(guān)系(4)由于遺傳物質(zhì)異常引起的自發(fā)流產(chǎn)，是人類(lèi)繁衍后代過(guò)程中的一項(xiàng)重要的保護(hù)性自然選擇機(jī)制，對(duì)維持人類(lèi)遺傳素質(zhì)有利。2、不育：(!)概念：與受精過(guò)程相關(guān)的問(wèn)題是不育現(xiàn)象。新婚夫妻第一個(gè)月懷孕占25%，6個(gè)月之內(nèi)懷孕占63%，一年之內(nèi)懷孕占87%.一年以上仍未懷孕則應(yīng)該考慮可能與不育有關(guān)。(2)原因：a、 男方原因引起的不育占40