細胞的生命歷程

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

2）

體積（cm）表面積/體積161622483496641.5N6N2N36/N細胞的表面積與體積的關(guān)系2、是什么限制了細胞的長大？①②DNA的量一定，細胞過大會加重核的負擔3、細胞可以無限小嗎？

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

1、細胞周期

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

1、遺傳物質(zhì)加倍2、遺傳物質(zhì)平均分配1）、間期

從細胞在一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前，是分裂間期。時間最長

2、過程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動，著絲點排列在赤道板上。形數(shù)清晰赤道齊為什么著絲點要排列在赤道板上？（1）、著絲點斷裂，兩條姐妹染色單體分開成為兩條子染色體。細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胞兩極運動。4）、后期點裂數(shù)增均兩極5）、末期（3）、赤道板的位置出現(xiàn)細胞板，由中央向四周擴展，形成新的細胞壁，成為兩個子細胞。（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，形成新的細胞核。膜仁重現(xiàn)無兩體染色體與DNA、姐妹染色單體的數(shù)量關(guān)系復(fù)制著絲點分裂___條染色體___條姐妹染色單體___個DNA___條染色體___條姐妹染色單體___個DNA___條染色體___條姐妹染色單體___個DNA101122202

染色體數(shù)=著絲點數(shù)DNA數(shù)=線條數(shù)

染色體復(fù)制后才有染色單體，著絲點分裂后又無染色單體。

假定某生物體中一個體細胞內(nèi)的染色體和DNA的含量為2N，填寫下表：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

間期

04N2N

前期

中期

后期

末期DNA的變化曲線

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紡錘體的形成方式子細胞形成方式動物植物中心體發(fā)出星射線構(gòu)成紡錘體細胞兩極發(fā)出紡錘絲構(gòu)成紡錘體細胞膜向內(nèi)凹陷將細胞一分為二細胞板擴展成細胞壁將細胞一分為二前期末期動植物細胞有絲分裂的區(qū)別有絲分裂的意義

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

分裂過程沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化。（二）無絲分裂

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

解離漂洗染色制片

P116

使細胞分散；細胞膜失去選擇透過性龍膽紫/醋酸洋紅看到數(shù)量最多的是處于什么時期的細胞？間期，因為時間最長死細胞洗去鹽酸壓片低分化細胞

增殖

子細胞

持續(xù)增殖分化異常分化

子細胞

高度分化細胞

癌細胞

衰老

凋亡

6.2細胞的分化一、細胞分化及其意義

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

一、細胞內(nèi)因素 從卵裂時期開始每個細胞獲得的細胞質(zhì)成分有差異，從而影響了基因表達。（一）、環(huán)境因素

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

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，胎鼠腦重可減輕10％。

二細胞外因素（二）、細胞間的相互作用

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

2．抑制

（inhibition）指在胚胎發(fā)育中，已分化的細胞抑制鄰近細胞進行相同分化而產(chǎn)生的負反饋調(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，說明已分化的細胞可產(chǎn)生某種物質(zhì)，抑制鄰近細胞向相同方向分化。

3．細胞識別與黏合

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

如將蠑螈的原腸胚三個胚層的游離細胞體外混合培養(yǎng)，各胚層細胞又將自我挑選，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胞的分化，屬遠距離調(diào)節(jié)。

如在昆蟲變態(tài)中，幼蟲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)成熟的幼蟲中將腦取出，就不能化蛹。若將腦回植到體內(nèi)，則此幼蟲又恢復(fù)化蛹能力，推斷腦激素實際是一種促蛻皮激素。而保幼激素則由咽側(cè)體產(chǎn)生，能促進幼蟲發(fā)育，但阻止變態(tài)。若將幼齡蟲的咽側(cè)體切除，則提前化蛹，變?yōu)槌上x。

2、特點（1）持久性在生物體的整個生命過程中都有，只是在胚胎時期達到最高峰。（2）（體內(nèi)）不可逆性在生物體內(nèi)，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。所有細胞都由一個受精卵分裂而來3、意義使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，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)分裂分化能力的細胞（1）植物：分生組織細胞等（2）動物：干細胞等例如：造血干細胞——可以增殖分化為紅細胞、白細胞、血小板等胚胎干細胞——能被誘導(dǎo)分化為機體幾乎所有的細胞類型二、細胞的全能性

1958年，斯圖爾德將胡蘿卜韌皮部的細胞，放入含有植物激素、無機鹽和糖類的培養(yǎng)液中……1、概念

已分化的細胞具有發(fā)育成完整個體的潛能。

2、原因

細胞內(nèi)含有形成完整個體所需的全套基因。3、全能性表達的條件（1）離體（2）營養(yǎng)、激素等4、全能性表達的難易程度受精卵生殖細胞體細胞植物細胞動物細胞（分化程度越高，全能性越難表達）（簡單）（復(fù)雜）（1）、植物——組織培養(yǎng)5、應(yīng)用（2）、動物——克隆

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

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

有，如造血干細胞一生都能增殖分化產(chǎn)生各種類型的血細胞。

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

水分減少，新陳代謝速率減慢。多種酶活性降低。色素隨著細胞衰老而逐漸積累。呼吸速率減慢，細胞核體積增大，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胞衰老的原因

衰老的自由基學說是DenhamHarman在1956年提出的，認為衰老過程中的退行性變化是由于細胞正常代謝過程中產(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，可使細胞中的多種物質(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。自由基學說端粒學說由Olovnikov提出，認為細胞在每次分裂過程中都會由于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序列可能會丟失，最終造成細胞衰老死亡。端粒學說三、細胞凋亡1、概念

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

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

癌癥的發(fā)病機理

正常細胞癌細胞原癌基因轉(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生長因子Erwing網(wǎng)瘤erb-B

受體酪氨酸激酶，EGF受體星形細胞瘤、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

信號轉(zhuǎn)導(dǎo)連接蛋白白血病myc

轉(zhuǎn)錄因子

Burkitt

淋巴瘤