第五章細胞增殖分化衰老和凋亡

第一節(jié)細胞增殖主要內容

細胞周期有絲分裂無絲分裂細胞以

的方式進行增殖細胞的生長和增殖具有.分裂周期性當前1頁，總共82頁。1、象與鼠相應器官和組織的細胞大小差異如何？2、生物體的長大，主要是靠細胞數量的增多還是靠細胞體積的增大？

問題探討討論：細胞大小基本一致當前2頁，總共82頁。生物體的生長增大細胞的體積增加細胞的數量隨著細胞的長大，細胞膜的面積不也在擴大。那么，細胞會不會無限長大？什么因素限制了細胞的長大？細胞生長----細胞增殖----當前3頁，總共82頁。一、細胞能無限長大嗎？細胞大小與物質運輸的關系3cm1cm2cm邊長/cm表面積/cm2體積/cm3表面積/體積（相對表面積）321542468127632細胞體積越大，其相對表面積越小。當前4頁，總共82頁。物質運輸的效率與細胞大小之間的關系？細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞與周圍環(huán)境之間物質交流的相對面積也越小，物質運輸的效率越低。結論1、細胞表面積與體積的關系限制了細胞的長大細胞核是細胞代謝的調控中心。細胞核中的DNA不會隨著細胞體積的擴大而增加，如果細胞太大，細胞核的“負擔”過重。2、細胞的核質比限制了細胞的長大當前5頁，總共82頁。既然細胞越小，細胞相對表面積就大，細胞的物質運輸的效率就越高，細胞體積是不是越小越好？細胞體積最小限度，是由完成細胞功能所必須的基本結構（如核糖體）和物質（如酶）所需要的空間決定的。課本第111頁當前6頁，總共82頁。二、細胞的增殖的意義和方式1、細胞增殖的意義是什么？3、真核細胞分裂的方式有幾種？細胞分裂無絲分裂有絲分裂減數分裂2、細胞通過

方式進行增殖分裂單細胞生物通過細胞增殖而繁衍；多細胞生物從受精卵開始要經過細胞的增殖和分化逐漸發(fā)育成成體。細胞增殖是生物體

的基礎。生長、發(fā)育、繁殖、遺傳其中有絲分裂是真核細胞進行細胞分裂的主要方式當前7頁，總共82頁。三、有絲分裂（一）細胞周期從一次細胞分裂結束開始，直到下一次細胞分裂結束為止，稱為一個細胞周期細胞周期分裂間期分裂期細胞進行有絲分裂具有周期性當前8頁，總共82頁。分裂間期分裂期90%~95%5%~10%②間期在前，分裂期在后；③分裂間期長，分裂期短；④不同生物或同一生物不同種類的細胞，細胞周期長短不一。①“連續(xù)分裂的細胞”才具有細胞周期；連續(xù)分裂的細胞：根尖分生區(qū)細胞、造血干細胞、受精卵細胞、胚胎干細胞、皮膚生發(fā)層細胞等ABCDEG1期S期G2期前期中期后期末期創(chuàng)新101頁當前9頁，總共82頁。細胞周期時間12.40.811.6倉鼠卵細胞36.92。035.3蛙單倍體胚細胞15.31.813.5小鼠十二指腸細胞合計分裂期分裂間期細胞當前10頁，總共82頁。（二）準備知識1、名詞及圖示：染色體、染色質、著絲粒、染色單體、同源染色體、紡錘體、赤道板、細胞板當前11頁，總共82頁。2、染色體、DNA、染色單體數量關系3、不同形狀染色體的相互關系（1：1：0)(1：2：2）復制著絲粒分裂數量?當前12頁，總共82頁。動物細胞的結構細胞膜核膜核仁染色質細胞質（三）有絲分裂過程（體細胞增殖）當前13頁，總共82頁。1.分裂間期分裂間期為什么那么長？

這一時期細胞發(fā)生了什么變化？DNA的復制和蛋白質的合成染色體數：4染色單體數：0DNA數：4染色體數：4染色單體數：8DNA數：8原因：DNA的復制分裂間期G1期：DNA合成前期，是RNA和蛋白質合成旺盛時期S期：DNA合成期G2期：DNA合成后期，也有RNA和蛋白質合成當前14頁，總共82頁。分裂間期前期①②

③

2.前期中心體染色體核膜星射線（染色質變成染色體，核仁逐漸解體，核膜逐漸消失，中心體產生星射線構成紡錘體）（兩現兩失）

當前15頁，總共82頁。3.中期前期中期①（染色體排列整齊，著絲粒整齊地排列在赤道板平面上）（觀察最好的時期）當前16頁，總共82頁。中期后期4.后期（著絲粒分裂，染色單體分開，染色體數目加倍，在紡錘絲的牽引下分別移向兩極。）當前17頁，總共82頁。染色體數：4染色單體數：8DNA數：8染色體數：8染色單體數：0DNA數：8原因：著絲粒分裂，染色單體分開形成染色體，染色體數目加倍當前18頁，總共82頁。5.末期后期末期①②

③

④紡錘體消失。（核膜核仁重新出現，紡錘體消失，染色體消失）當前19頁，總共82頁。后期末期染色體數：8染色單體數：0DNA數：8染色體數：4染色單體數：0DNA數：4原因：細胞分裂，DNA分子被平均分配到兩個子細胞中去.細胞分裂,染色體被平均分配到兩個子細胞中去,當前20頁，總共82頁。（四）有絲分裂各時期主要特點小結（五）有絲分裂的意義染色體數目相同、形態(tài)相同

將親代細胞的染色體經過復制以后，精確地平均分配到兩個子細胞中去。從而保持生物的親代和子代之間的遺傳性狀的穩(wěn)定性。當前21頁，總共82頁。植物細胞的結構當前22頁，總共82頁。植物細胞有絲分裂√√當前23頁，總共82頁。植物細胞動物細胞不同點相同點1、間期都有染色體的復制；2、核膜、核仁的變化相同；3、染色體的行為變化完全相同。1、前期：細胞兩極發(fā)出紡錘絲構成紡錘體1、前期：兩組中心體發(fā)出星射線構成紡錘體2、末期：細胞板形成細胞壁分成兩個子細胞2、末期：細胞膜內陷縊裂成兩個子細胞（六）動植物細胞有絲分裂的區(qū)別當前24頁，總共82頁。(七)有絲分裂中染色體、DNA、染色單體數目變化問題：仔細觀察下面各圖，判斷是哪個時期？再完成下表。ABCDE間期前期中期后期末期染色體數目DNA含量染色單體數目44→8444488880→88800當前25頁，總共82頁。細胞有絲分裂各期的特點時期主要特點分裂間期分裂期前期中期后期末期DNA復制和有關蛋白質合成兩現兩失：染色體、紡錘體出現，核膜核仁消失著絲點排列在細胞中央的赤道板平面上著絲點分裂，染色單體分離2N→4N00兩失兩重現：染色體、紡錘體消失，核膜、核仁出現2N4N2N2N4N4N0

→4N4N4N4N4N4N染色體染色單體DNA當前26頁，總共82頁。間期04N2N染色體變化規(guī)律前期中期后期末期當前27頁，總共82頁。間期04N2NDNA變化規(guī)律前期中期后期末期當前28頁，總共82頁。間期04N2N染色單體變化規(guī)律前期中期后期末期當前29頁，總共82頁。有絲分裂中染色體、DNA、染色單體數目變化表示染色體變化表示DNA變化有絲分裂中染色體與DNA在細胞分裂中的數目變化可用曲線表示為N2N3N4N間期前期中期后期末期間期當前30頁，總共82頁。四、無絲分裂1、過程:2、特點在分裂過程中，沒有染色體和紡錘體等結構的出現蛙紅細胞無絲分裂示意圖細胞核縊裂細胞質縊裂、細胞膜縊裂當前31頁，總共82頁。課堂練習1、有絲分裂的細胞周期是A、從一次分裂開始時，到下次分裂完成時止B、從一次分裂開始時，到下次分裂開始時止C、從一次分裂完成時開始，到下次分裂開始時止D、從一次分裂完成時開始，到下次分裂完成時止2、染色體形態(tài)比較固定，數目比較清晰的時期為A、前期B、中期C、后期D、末期3、植物細胞有絲分裂末期，在細胞板附近較多的細胞器是A、線粒體B、內質網C、核糖體D、高爾基體單擊畫面繼續(xù)當前32頁，總共82頁。4、在有絲分裂中，染色質與染色體發(fā)生形態(tài)轉變的時期是A、間期和后期B、間期和前期C、前期和后期D、前期和末期5、某動物細胞有絲分裂后期有板有32條染色體,其正常體細胞中染色體數目為:A.８條Ｂ.16條Ｃ.32條D.64條單擊畫面繼續(xù)當前33頁，總共82頁。6、在有絲分裂中，具有染色單體的時期是A、間期和后期B、間期和前期C、前期和后期D、中期和末期7、蠶豆細胞在有絲分裂后期染色體數為24個，那么蠶豆的體細胞中染色體對數為A、3對B、6對C、2對D、24對8、根尖細胞有絲分裂中，染色體數和DNA數分別相同的時期是A、前期和中期B、中期和后期C、后期和末期D、前期和后期當前34頁，總共82頁。五、觀察植物細胞的有絲分裂實驗解離漂洗染色制片觀察1、解離液組成和濃度漂洗液染色劑的名稱和濃度2、每一步操作的注意點或目的當前35頁，總共82頁。當前36頁，總共82頁。當前37頁，總共82頁。當前38頁，總共82頁。當前39頁，總共82頁。當前40頁，總共82頁。病毒的增殖：（噬菌體的增殖過程分

、

、

、

,四個階段）原核生物只有

分裂一種細胞分裂方式間期（G1、S、G2）準備復制DNA合成RNA和蛋白質當前41頁，總共82頁。（1）培養(yǎng)中的細胞其數目的增加和培養(yǎng)時間的關系如圖1。據圖讀出該細胞完成一個細胞周期所需要的時間（T）是

小時。（2）從圖1的A點取出6000個細胞，測定每個細胞的DNA含量，結果如圖2。圖2的B、C、D中，表示處于S期的是

，表示處于G2和M期的是

，表示處于G1期的是

。（3）若取樣的6000個細胞中，處于M期細胞的數目是300個，則處于S期和G2期的細胞數分別是

和

個。答案:（1）20（2）CDB（3）15001200（4）11924每個細胞的DNA含量1000200100502010

50032150100當前42頁，總共82頁。（4）細胞周期中，完成各期所需時間的計算公式是（N是取樣的總細胞數，n是各期的細胞數），則該細胞完成分裂期

和間期的時間分別是

和

小時。（M=300個T=20小時N=6000個）當前43頁，總共82頁。第二節(jié)細胞分化第三節(jié)細胞的衰老和凋亡第四節(jié)細胞的癌變當前44頁，總共82頁。一、細胞分化1、概念：由一個或一種細胞經細胞增殖后，逐漸在形態(tài)結構和生理功能上形成穩(wěn)定性的差異，產生不同的細胞類群的過程2、實例3、結果：在多細胞生物體內形成不同類型的

，進而由不同類型的細胞構成生物體的

和

，執(zhí)行不同的

。由此可見,生物組織的形成是-----------的結果4、實質：

。5、特點基因選擇性表達的結果細胞組織器官生理功能（一）細胞分化細胞分化當前45頁，總共82頁。神經細胞上皮細胞肌肉細胞骨細胞血細胞當前46頁，總共82頁。當前47頁，總共82頁。上表皮下表皮柵欄層海綿層葉脈葉片結構示意圖當前48頁，總共82頁。細胞分化形成組織上皮組織肌肉組織分化受精卵多個細胞神經組織結締組織當前49頁，總共82頁。黑色素細胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。哺乳類紅細胞在晚幼紅細胞階段，排出細胞核。人的成熟的無核紅細胞進入血液循環(huán)，生活120天左右即死亡。下列事實說明了細胞分化的哪一特征穩(wěn)定性和不可逆性細胞分化發(fā)生在整個生命進程中。（胚胎時期達到最大限度）持久的分化在生物界普遍存在，是生物個體發(fā)育的基礎普遍性當前50頁，總共82頁。細胞分化的特點1、持久性2、穩(wěn)定性和不可逆性3、普遍性6、意義：細胞分化保證生物體的正常發(fā)育，而分化使生物體細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效能。思考：同一生物體不同細胞的DNA、RNA、和蛋白質種類一樣嗎？當前51頁，總共82頁。①②分別是什么生命現象？兩者有何區(qū)別和聯系呢？當前52頁，總共82頁。細胞分裂細胞分化不同點細胞數量細胞類型形態(tài)結構功能相同點聯系增加相同不變差異遺傳信息都不變共同完成生物個體發(fā)育過程不變增加7、細胞分裂與細胞分化的比較當前53頁，總共82頁。自我檢測

1．細胞分化的實質是（）A．基因發(fā)生改變B．基因選擇性表達C．細胞內含有的基因不同D．細胞亞顯微結構的變化B當前54頁，總共82頁。2．在生物個體發(fā)育過程中，能夠增加細胞類型的是（）A．穩(wěn)定的細胞生長B．快速的細胞分裂C．有序的細胞分化D．有序的細胞呼吸C當前55頁，總共82頁。3．細胞分化過程中發(fā)生改變的是（）A．細胞的形態(tài)B．細胞的結構C．細胞的功能D．以上都是D當前56頁，總共82頁。（二）細胞的全能性2）原因：

。具有發(fā)育成完整個體的全部遺傳物質1）概念：高度分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛在

能力。1、細胞全能性3）實例離體、一定濃度的營養(yǎng)物質、激素和其他適宜條件植物組織培養(yǎng)的過程→植物組織培養(yǎng)再分化離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽植物體脫分化和增殖植物組織培養(yǎng)的條件植物組織培養(yǎng)的應用快速繁殖花卉和蔬菜拯救珍稀瀕危物種等當前57頁，總共82頁。5）全能性比較一般分化程度越高，全能性越低。受精卵生殖細胞體細胞植物細胞動物細胞（動物細胞核具有全能性）＞＞＞4）動物細胞的全能性通過核移植來實現，如克隆多利羊說明已分化的動物體細胞的細胞核是具有全能性的6）動物和人體內有沒有具有分裂和分化能力的細胞呢？動物和人體內仍保留著少數具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫干細胞（創(chuàng)新110頁）。如造血干細胞當前58頁，總共82頁。這個試驗又說明了什么呢？當前59頁，總共82頁。骨髓干細胞分化示意圖粒細胞骨髓干細胞造血干細胞淋巴干細胞紅細胞血小板淋巴細胞單核細胞當前60頁，總共82頁。細胞分化和全能性的比較創(chuàng)新第110頁思考：同一生物體不同細胞的DNA、RNA、和蛋白質種類一樣嗎？當前61頁，總共82頁。問題探討衰老是生物界的普遍現象。衰老的人體通常表現出細胞數目減少、肌肉萎縮、行動遲緩等特征。1.人體的衰老還表現出那些特征？2.老年人體內有沒有幼嫩的細胞？年輕人體內有沒有衰老的細胞？3、人體衰老和細胞衰老有什么關系？白發(fā)、皺紋、老年斑、耳聾、眼花等。有，精原細胞產生精子；有，角質層細胞。

兩者并不是一回事。人體的細胞總是不斷更新，總有一部分細胞處在衰老或走向死亡，個體衰老過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。二、細胞衰老個體衰老和細胞衰老都是生物體正常的生命現象。當前62頁，總共82頁。1、個體衰老和細胞衰老的關系（1）對單細胞生物體來說，細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。（2）對多細胞生物體來說，細胞的衰老或死亡不等于個體的衰老或死亡；（幼年個體每天都有細胞衰老、死亡）個體的衰老不等于細胞衰老（老年人個體中每天都有新細胞產生）

從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體細胞普遍衰老的過程。實例當前63頁，總共82頁。體外培養(yǎng)的人體某細胞,最多分裂50次,并喪失正常功能從成人肺部得到的成纖維細胞在離體條件下只能傳代20次細胞的增殖能力是有限的；細胞會隨著分裂次數的增加而衰老；老年人骨折當前64頁，總共82頁。2、細胞衰老的特征特征：1.細胞內水分減少，結果使細胞萎縮，體積變小，細胞新陳代謝的速率減慢。2.細胞內多種酶的活性降低。3.細胞內的色素會隨細胞衰老而逐漸積累，他們會妨礙細胞內物質的交流和傳遞。4.細胞內呼吸速率減慢，細胞核的體積增大，核膜內折，染色質收縮、染色加深。5.細胞膜通透性改變，使物質運輸功能降低。含義：細胞衰老的過程是細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程，最終表現為細胞形態(tài)、結構和功能上發(fā)生了變化。當前65頁，總共82頁。3、衰老癥狀與原因分析衰老癥狀原因分析皮膚干燥、發(fā)皺頭發(fā)變白老人斑飲食減少細胞水分減少，體積減小細胞內的酪氨酸酶活性降低，導致細胞內色素的累積細胞膜通透性功能改變、細胞呼吸減弱、新陳代謝速率減慢當前66頁，總共82頁。4、細胞衰老原因假說：1、自由基理論：2、端粒學說：攻擊DNA------攻擊蛋白質-----引起基因突變蛋白質活性降低，使細胞衰老人的衰老是一個復雜的綜合過程，是在遺傳因素、社會因素、營養(yǎng)因素、醫(yī)療條件、環(huán)境因素、個人主觀因素等綜合因素作用下逐漸發(fā)展而形成的。迄今為止，有300多種學說來闡明衰老的機理。當前67頁，總共82頁。三、細胞的凋亡概念：由_____所決定的細胞__________生命的過程，就叫細胞凋亡。也常常被稱為_______________?；蜃詣咏Y束細胞編程性死亡？細胞壞死與細胞凋亡相同嗎？細胞的凋亡的重要意義是：對生物體完成正常發(fā)育，維持內部環(huán)境的穩(wěn)定和抵御外界各種因素的干擾起關鍵作用。細胞壞死是不利因素影響下，細胞正常代謝受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。當前68頁，總共82頁。3、細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別細胞壞死是極端的物理、化學因素或嚴重的病理性刺激引起的細胞損傷和死亡當前69頁，總共82頁。項目細胞的凋亡細胞的壞死與基因的關系受基因控制的不受基因控制細胞膜的變化內陷破裂形態(tài)變化細胞變圓，與周圍細胞脫離細胞外型不規(guī)則變化影響因素溫和的刺激或藥物引起電、熱、冷、機械傷害性刺激對機體的影響對機體是有利對機體是有害細胞的凋亡和壞死當前70頁，總共82頁。蝌蚪在變態(tài)發(fā)育過程中尾的消失就是細胞凋亡的結果實例當前71頁，總共82頁。2、癌細胞的主要特征四、細胞癌變1、什么是癌細胞？課本第125頁當前72頁，總共82頁。癌細胞形態(tài)結構發(fā)生變化，為“變態(tài)的細胞”

癌細胞表面發(fā)生了變化，為“擴散的細胞”

正常的體細胞一般能夠分裂50~60次，而來自名叫海拉的一位女癌癥患者的“海拉細胞”?；颊咭阉廊ニ氖嗄辏珡乃砩先∠碌陌┘毎麉s在實驗室一代代地傳了下來，成為研究癌癥的材料。能夠無限增殖，為“不死的細胞”當前73頁，總共82頁。細胞癌變的原因內因:外因:原癌基因和抑癌基因的變異致癌因子物理致癌因子化學致癌因子病毒致癌因子3、癌細胞形成的原因紫外線X射線等亞硝酸鹽黃曲霉毒素等煙草當前74頁，總共82頁。

臺灣有一個“癌癥家族”，三代十五人生活在癌癥陰影里，其中已有10人確定患有癌癥。

經“臺大”醫(yī)院基因分析檢驗后證實，子孫滿堂的李某因為基因變異，成為“遺傳性非息肉性大腸直腸癌”患者。在他證實患有腸癌后，他的3個孩子隨后全數患上癌癥，幾年之內他的孫子中又有多人確認罹患胃癌、腸癌等不同癌癥?；颊呱臣毎┗蚝鸵职┗虬l(fā)生致癌變異，致使后代所有體細胞的相應基因都發(fā)生了改變。當前75頁，總共82頁。4、癌癥的預防腫瘤