第三節(jié)生物體的結(jié)構(gòu)與分化教案

宜賓學(xué)院教案生命科學(xué)與人類文明 課程周次 第周，第3次課 200年 月 日章節(jié) 其次章生命的真相名稱 第三節(jié).生物體的構(gòu)造與分化授課課堂講授〔√ ；試驗(yàn)課〔 ； 教 學(xué) 2方式其他方式〔 〕 時(shí) 數(shù)1、把握細(xì)胞的構(gòu)造特點(diǎn)。2、理解細(xì)胞培育的本質(zhì)。3、了解細(xì)胞爭(zhēng)論的進(jìn)展。教學(xué)目的教學(xué)重點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：細(xì)胞的構(gòu)造與 教學(xué)難點(diǎn)：細(xì)胞培育難點(diǎn)傅世俠,張昀.生命科學(xué)與人類文明.北京大學(xué)出版社,2023錢凱先.根底生命科學(xué)導(dǎo)論.化學(xué)工業(yè)出版社,2023吳慶余.根底生命科學(xué).高等教育出版社,2023參 4.翟中和等.細(xì)胞生物學(xué).高等教育出版社,2023考 5、“://xuegle/news/shownews.asp?newsid=7988“://xuegle/news/shownews.asp?newsid=7988資料第 頁(yè)生命的真相 時(shí)間第一節(jié) 分細(xì)胞是生命的根本單位，細(xì)胞的特別性打算了個(gè)體的特別性，因此，對(duì)細(xì)胞 配的深入爭(zhēng)論是揭開生命奇特、改造生命和制服疾病的關(guān)鍵。細(xì)胞生物學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)代生物科學(xué)中進(jìn)展最快的一門尖端學(xué)科，50年月以來(lái)諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)大都授予了從事細(xì)胞生物學(xué)爭(zhēng)論的科學(xué)家。授 細(xì)胞:是由膜包圍著含有細(xì)胞核(或擬核)的原生質(zhì)所組成,是生物體的構(gòu)造和功能的根本單位,也是生命活動(dòng)的根本單位。細(xì)胞能夠通過(guò)分裂而增殖，是生課物體個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的根底。細(xì)胞或是獨(dú)立的作為生命單位,或是多個(gè)細(xì)胞內(nèi)組成細(xì)胞群體或組織、或器官和機(jī)體；細(xì)胞還能夠進(jìn)展分裂和生殖；細(xì)胞是遺傳的根本單位，并具有遺傳的全能性。容細(xì)胞〔cell〕是由英國(guó)科學(xué)家羅伯特·虎克〔RobertHooke，1635～1703〕及1665〔列文虎克〕。1673年有個(gè)名叫列文虎克〔AntonivanLeeuwenhoek〕的荷蘭人用自己制過(guò)造的顯微鏡觀看到了被他稱為“小動(dòng)物”的微生物世界。程 細(xì)胞學(xué)說(shuō)19世紀(jì)初，兩位德國(guó)生物學(xué)家施萊登和施旺正式明確提出：細(xì)胞是植物體和動(dòng)物體的根本構(gòu)造單位。除病毒之外的全部生物均由細(xì)胞所組成，但病毒生命活動(dòng)也必需在細(xì)胞中才能表達(dá)。植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的主要區(qū)分在于，植物細(xì)胞具有質(zhì)體、液泡和細(xì)胞壁。細(xì)胞數(shù)量的多少，取決于個(gè)體的大小，而且細(xì)胞數(shù)量幾乎每一瞬間都有變化。細(xì)胞是在不斷生長(zhǎng)生殖之中，所以存在細(xì)胞壽命長(zhǎng)短問(wèn)題，這種長(zhǎng)短，各類細(xì)胞差異也很大，如很多人知道的紅細(xì)胞壽命大約120天，而神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)量，誕生時(shí)有多少以后就有多少，不能增加，可見神經(jīng)細(xì)胞的壽命最長(zhǎng)。俗話說(shuō)：“萬(wàn)兩黃金易盡，一線江河永存”“笑一笑十年少，愁一愁白了頭”是有些道理的。人的身體有大約60萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞，每個(gè)細(xì)胞中含有的分子數(shù)相當(dāng)于銀河系中星星數(shù)量的一萬(wàn)倍那么多！2.人體最大的細(xì)1/180175000個(gè)精子細(xì)胞才抵得上一個(gè)卵細(xì)胞的重量。除細(xì)菌和藍(lán)藻植物的細(xì)胞以外，全部的動(dòng)物細(xì)胞以及植物細(xì)胞都屬于真核細(xì)DNA白質(zhì)共同組成染色體構(gòu)造，在核內(nèi)可看到核仁。在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)很興旺，存在著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體和溶酶體等細(xì)胞器，分別行使特異的功能。細(xì)胞中全部由脂類和蛋白質(zhì)等成分組成的膜包括細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基膜、核膜、線粒體膜和類囊體膜等待統(tǒng)稱為生物膜。細(xì)胞器之間(膜系統(tǒng))的聯(lián)系細(xì)胞連接 細(xì)胞與細(xì)胞間或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的聯(lián)結(jié)構(gòu)造稱為細(xì)胞連接〔celljunction〕。細(xì)胞連接的體積很小，只有在電鏡下才能觀看到?？煞譃槿箢?，即：封閉連接、錨定連接和通訊連接。嚴(yán)密連接又稱封閉小帶，存在于脊椎動(dòng)物的上皮細(xì)胞間，長(zhǎng)度約50-400nm，相鄰細(xì)胞之間的質(zhì)膜嚴(yán)密結(jié)合，沒(méi)有縫隙。間壁連接是存在于無(wú)脊椎動(dòng)物上皮細(xì)胞的嚴(yán)密連接。連接蛋白呈梯子狀排列，外形格外規(guī)章，連接的細(xì)胞內(nèi)骨架成分為肌動(dòng)蛋白纖維。胞間連絲是植物細(xì)胞特有的通訊連接。是由穿過(guò)細(xì)胞壁的質(zhì)膜圍成的細(xì)胞質(zhì)通道，直徑約20～40nm。因此植物體細(xì)胞可看作是一個(gè)巨大的合胞體。通道中有一由膜圍成的筒狀構(gòu)造，稱為連絲小管。連絲小管由光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特化而成，管的兩端與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。連絲小管與胞間連絲的質(zhì)膜內(nèi)襯之間，填充有一圈細(xì)胞質(zhì)溶質(zhì)。一些小分子可通過(guò)細(xì)胞質(zhì)溶質(zhì)環(huán)在相鄰細(xì)胞間傳遞。胞間連絲在功能上與動(dòng)物細(xì)胞間的間隙連接類似，它允許分子量小于800Da的分子通過(guò)，在相鄰細(xì)胞間起通訊作用。但通過(guò)胞間連絲的分子運(yùn)輸也要受到調(diào)整。細(xì)胞分裂〔celldivision〕是活細(xì)胞生殖其種類的過(guò)程。分裂前的細(xì)胞稱母細(xì)胞，分裂后形成的細(xì)胞稱子細(xì)胞。細(xì)胞分裂通常包括核分裂和胞質(zhì)分裂兩步。細(xì)胞分化：在個(gè)體發(fā)育中，同一種一樣的細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分裂漸漸在形態(tài)、構(gòu)造和功能上形成穩(wěn)定性差異,產(chǎn)生不同細(xì)胞類型的過(guò)程。多細(xì)胞生物個(gè)體是通過(guò)細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化形成的，人體200余種細(xì)胞是由受精卵分裂產(chǎn)生的細(xì)胞生長(zhǎng)增殖而來(lái)的。不同的細(xì)胞具有不同的功能。在個(gè)體發(fā)育中，的高度周密的程序掌握調(diào)控著，即分化是細(xì)胞命運(yùn)打算過(guò)程中基因循序差異表達(dá)的結(jié)果。在很多狀況下，一個(gè)細(xì)胞分化前，就有了一個(gè)預(yù)先保證細(xì)胞怎樣分化的時(shí)期，這個(gè)時(shí)期確定了細(xì)胞分化的方向，這一階段統(tǒng)稱細(xì)胞打算。一旦細(xì)胞打算后，特定類型分化力量是穩(wěn)定的，可遺傳的。這種穩(wěn)定性和遺傳性不受多代增殖的影響。細(xì)胞全能性受精卵具有分化除各種組織的潛能并建成完整的個(gè)體。細(xì)胞含有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能稱為全能性(totipotency的細(xì)胞具有分化出多種組織的潛能，但卻失去了發(fā)育成完整個(gè)體的力量，細(xì)胞的這種發(fā)育潛能稱為多能性〔pluripotency〕。在成體中，有些干細(xì)胞雖能分化出幾種細(xì)胞，如多能造血干細(xì)胞可分化出紅細(xì)胞、白細(xì)胞等，卻不能分化出造血系統(tǒng)以外的其他細(xì)胞；有的干細(xì)胞只能分化出一種細(xì)胞，細(xì)胞的這種分化潛能稱為單能性〔monopotency〕?？梢哉f(shuō)，在發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞分化的潛能漸漸變小。在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，大多數(shù)細(xì)胞能夠正常地完成細(xì)胞分化。但是；有的細(xì)胞由于受到致癌因子的作用，不能正常地完成細(xì)胞分化，而變成了不受有機(jī)體掌握的、連續(xù)進(jìn)展分裂的惡性增殖細(xì)胞，這種細(xì)胞就是癌細(xì)胞。每時(shí)每刻都有很多細(xì)胞生殖生，更換年輕死亡的細(xì)胞，以維持機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、及損傷后的修補(bǔ)。細(xì)胞的生殖是通過(guò)細(xì)胞的分裂來(lái)實(shí)現(xiàn)的。原核細(xì)胞的分裂：現(xiàn)在還了解不多，只對(duì)少數(shù)細(xì)菌的分裂有些具體生疏。原核細(xì)胞既無(wú)核膜，也無(wú)核仁，只有由環(huán)狀DNA分子構(gòu)成核區(qū)，又稱擬核，具有類似細(xì)胞核的功能。真核細(xì)胞的分裂：按細(xì)胞核分裂的狀況可分為3種：即有絲分裂、減數(shù)分裂和無(wú)絲分裂。有絲分裂是真核細(xì)胞分裂的根本形式。減數(shù)分裂是在進(jìn)展有性生殖的生物中導(dǎo)致生殖母細(xì)胞中染色體數(shù)目減半的分裂過(guò)程。它是有絲分裂的一種變形，由相繼的兩次分裂組成。無(wú)絲分裂又稱直接分裂。植物細(xì)胞全能性：任何具有完整細(xì)胞核的植物細(xì)胞，都擁有形成一個(gè)完整植珠所必需的全部遺傳信息和發(fā)育成完整植株的力量。植物組織培育：是指通過(guò)無(wú)菌操作分別植物體的一局部〔外植體〕，接種到培育基上，在人工掌握的條件下〔包括養(yǎng)分、激素、溫度、光照、濕度〕進(jìn)展培養(yǎng)，使其產(chǎn)生完整植株的過(guò)程。〔主要有原生質(zhì)體，懸浮細(xì)胞，組織〔愈傷組織、莖尖分生組織〕，器官〔胚，花藥，子房，根和莖〕的培育。其中最常見的是愈傷組織培育。〕愈傷組織：原指植物在受傷之后于傷口外表形成的一團(tuán)薄壁細(xì)胞，在組培中則指人工培育基上由外植體長(zhǎng)出來(lái)的一團(tuán)無(wú)序生長(zhǎng)的薄壁細(xì)胞。脫分化：在組織培育中，不分裂的靜止細(xì)胞，放在肯定的培育基上后，細(xì)胞重進(jìn)入分裂狀態(tài)。一個(gè)成熟的細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚鸂顟B(tài)的過(guò)程叫脫分化。再分化：一個(gè)成熟的植物細(xì)胞經(jīng)受了脫分化后，能再分化而形成完整植株的過(guò)程。再分化途徑：1、器官發(fā)生方式〔是指在外植體或愈傷組織的不同部位分別獨(dú)立形成莖、芽和根，它們?yōu)閱螛O性構(gòu)造，各有維管束與外植體或愈傷組織相連，但在不定芽和不定根之間沒(méi)有共同的維管束將兩者連在一起。〕2、胚胎發(fā)生方式〔外植體直接或通過(guò)愈傷組織或懸浮培育產(chǎn)生胚狀體?！辰M培意義：1、根底理論爭(zhēng)論〔試驗(yàn)體系的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，廣泛用于細(xì)胞、組織的代謝生理及其它生化等方面的爭(zhēng)論〔如分化問(wèn)題〕〕2、應(yīng)用爭(zhēng)論〔無(wú)性生殖系快速生殖的生產(chǎn)、試管苗的商品化，遺傳育種，種質(zhì)保存，抑制遠(yuǎn)緣雜交，種質(zhì)資源創(chuàng)，獲得轉(zhuǎn)基因植株〕。組培應(yīng)用前景：1、作物育種上的應(yīng)用〔1、花藥和花粉培育2、胚胎培育3、細(xì)胞融合4、基因工程5、培育細(xì)胞突變體6、種質(zhì)保存〕2、作物脫毒和快繁上的應(yīng)用〔馬鈴薯，蘭花〕34、在遺傳、生理、生化和病理爭(zhēng)論上的應(yīng)用。植物體細(xì)胞雜交是指用兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并且把雜種細(xì)胞培育成的植物體的方法。植物體細(xì)胞雜交的第一步是去掉細(xì)胞壁，分別出有活力的原生質(zhì)體。去除細(xì)胞壁的常用方法是酶解法，即用纖維素酶和果膠酶等分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。其次步是將兩個(gè)具有活力的原生質(zhì)體放在一起，通過(guò)肯定的技術(shù)手段進(jìn)展人工誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合。常用的誘導(dǎo)方法有兩大類：物理法和化學(xué)法。物理法是利用離心、振動(dòng)、電刺激等促使原生質(zhì)體融合?；瘜W(xué)法是用聚乙二醇(PEG〕等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。第三步是將誘導(dǎo)融合得到的雜種細(xì)胞，和植物組織培育的方法進(jìn)展培育，就可以得到雜種植株。植物體細(xì)胞雜交的最大優(yōu)點(diǎn)是可以抑制植物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)大了可用于雜交的親本基因組合的范圍。干細(xì)胞：有分化潛能的動(dòng)物細(xì)胞。分為：全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞、單能干細(xì)胞。單能干細(xì)胞只能分化為一種類型的細(xì)胞，也稱為祖細(xì)胞，自我更力量有限。依據(jù)個(gè)體發(fā)育過(guò)程中消滅的次序，干細(xì)胞又可分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞〔ESC〕是從胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或原始生殖細(xì)胞篩選分別出的具有多能性或全能性的細(xì)胞。ESC的用途主要有：①動(dòng)物克?。虎趧?dòng)物轉(zhuǎn)基因；③組織工程。補(bǔ)充：干細(xì)胞治療2023123政命令，隨后美國(guó)食品和藥品治理局(FDA)批準(zhǔn)了全球首宗人類胚胎干細(xì)胞治療臨床試驗(yàn)。據(jù)悉，胚胎干細(xì)胞多年來(lái)始終是醫(yī)學(xué)界爭(zhēng)論的熱點(diǎn)，這種細(xì)胞可以生成任何器官或組織。干細(xì)胞培植器官移植技術(shù)大約只需要20年的時(shí)間就可以進(jìn)展成為常規(guī)手術(shù)。干細(xì)胞工程：干細(xì)胞的爭(zhēng)論被認(rèn)為開頭于1960年月，在加拿大科學(xué)家恩尼斯特·莫科洛克和詹姆士·堤爾的爭(zhēng)論之后。核移植技術(shù)：所謂核移植技術(shù)就是利用顯微操作技術(shù)將一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移植到另一個(gè)細(xì)胞中，或者將兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核〔或細(xì)胞質(zhì)〕進(jìn)展交換，從而可