第六章细胞的生命历程

1、生物体的生长生物体的生长细胞的生命历程：生长、增殖、分化、衰细胞的生命历程：生长、增殖、分化、衰老、凋亡、癌变老、凋亡、癌变增大细胞的体积增大细胞的体积增加细胞的数量增加细胞的数量细胞生长细胞生长-细胞增殖细胞增殖-物质运输的效率与细胞大小之间的关系？物质运输的效率与细胞大小之间的关系？细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间物质交流的相对面积也越小，物质运输的效率越低。间物质交流的相对面积也越小，物质运输的效率越低。1 1、细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大、细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大细胞核是细胞代谢的调控中心。细胞核

2、中的细胞核是细胞代谢的调控中心。细胞核中的dnadna不会随着不会随着细胞体积的扩大而增加，如果细胞太大，细胞核的细胞体积的扩大而增加，如果细胞太大，细胞核的“负负担担”过重。过重。2 2、细胞的核质比限制了细胞的长大、细胞的核质比限制了细胞的长大既然细胞越小，细胞相对表面积就大，细既然细胞越小，细胞相对表面积就大，细胞的物质运输的效率就越高，细胞体积是胞的物质运输的效率就越高，细胞体积是不是越小越好？不是越小越好？细胞体积最小限度，是由完成细胞功能所必细胞体积最小限度，是由完成细胞功能所必须的须的基本结构（如核糖体）基本结构（如核糖体）和和物质（如酶）物质（如酶）所需要的空间决定的。所需要的

3、空间决定的。细胞能无限小吗？细胞能无限小吗？二、细胞的增殖1 1、细胞增殖的意义：、细胞增殖的意义：是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础3 3、真核细胞分裂的方式：、真核细胞分裂的方式：细胞分裂细胞分裂无丝分裂无丝分裂有丝分裂有丝分裂 减数分裂减数分裂2 2、细胞通过分裂方式进行增殖、细胞通过分裂方式进行增殖原核细胞：二分裂原核细胞：二分裂纺锤体、染色体纺锤体、染色体体细胞的增殖体细胞的增殖生殖细胞的产生生殖细胞的产生细胞分裂间期，能被碱性染料染色的纤细网状物染色质染色质e分裂期，染色质逐步成为有明显形态和结构的染色体染色体 各染色体着丝点的位置相对稳定，因

4、而根据着丝点的各染色体着丝点的位置相对稳定，因而根据着丝点的位置将染色体分为：位置将染色体分为：中间着丝粒染色中间着丝粒染色体体 近中着丝粒染色近中着丝粒染色体体近端着丝粒染色近端着丝粒染色体体 端着丝粒染色体端着丝粒染色体化学组成化学组成(1) dna(1) dna：约占：约占30%30%，每条染色体一个双链，每条染色体一个双链dnadna分分子。是遗传信息的载体，也就是所谓的遗传物质。子。是遗传信息的载体，也就是所谓的遗传物质。呈碱性，结构稳定；与呈碱性，结构稳定；与dnadna结合形成并结合形成并维持染色质结构；维持染色质结构； 非组蛋白：呈酸性，种类和含量不稳定；作用还非组蛋白：呈酸性

5、，种类和含量不稳定；作用还 不完全清楚，可能与基因表达的调控有关。不完全清楚，可能与基因表达的调控有关。(3)(3)rnarnav不同生物物种的染色体数目是生物物种的特征，同种生物染色体数目相对恒定；v体细胞中染色体成对存在(2n)，而配子中染色体数目是体细胞中的一半(n)。染色体复制前后，相关变化染色体复制前后，相关变化染色染色体体dna 染色单体染色单体图解图解复制复制前前复制复制后后着丝着丝点分裂点分裂后后110122220四分体四分体-在减数分裂中，在减数分裂中，成对的同源染色体靠近成对的同源染色体靠近, ,并且每条染色体都含有并且每条染色体都含有1 1对姐妹染色单体。这样，对姐妹染色

6、单体。这样，四条染色单体在一起，四条染色单体在一起，就组成了四分体。就组成了四分体。同源染色体同源染色体-形态、结构、遗传组成基本相同和在减数形态、结构、遗传组成基本相同和在减数分裂中彼此联会分裂中彼此联会( (配对配对),),并且能够形成四分体并且能够形成四分体, ,然后分裂到然后分裂到不同的生殖细胞的一对染色体，一个来自母方，另一个来不同的生殖细胞的一对染色体，一个来自母方，另一个来自父方。自父方。 雄果蝇染色体图细胞中的一组非同源染色体，它们雄果蝇染色体图细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传

7、和变异的全部信息，这样的一组物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体，叫做一个染色体组。染色体组。非同源染色体非同源染色体-不是同源染色体。形态、结构、遗不是同源染色体。形态、结构、遗传组成不同，在减数分裂中彼此不能联会配对。传组成不同，在减数分裂中彼此不能联会配对。 染色体组数量的判断方法染色体组数量的判断方法 (1)据染色体形态判断据染色体形态判断细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。色体组。如图如图21-4所示的细胞中，形态相同的染色体所示的细胞中，形态相同的染色体a中有中有3条，条，b中两两相同，中两两相同

8、，c中各不相同，则可判定它中各不相同，则可判定它们分别含们分别含3个、个、2个、个、1个染色体组个染色体组。图214 (2)据基因型判断据基因型判断控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组组每个染色体组内不含等位或相同基因，如图每个染色体组内不含等位或相同基因，如图21-5所示：所示：(dg中依次含中依次含4、2、3、1个染色体组个染色体组)图215(3)据细胞分裂图像进行识别判断据细胞分裂图像进行识别判断 该细胞中有该细胞中有2个染色体组。个染色体组。该细胞中有该细胞中有1个染色体组。个染色体组。该细胞中有该细胞中有2个染色体组。个染色体组。该细

9、胞中有该细胞中有4个染色体组。个染色体组。细胞增殖细胞增殖一、无丝分裂一、无丝分裂二、有丝分裂二、有丝分裂三、减数分裂三、减数分裂蛙的红细胞蛙的红细胞植物细胞植物细胞无丝分裂1 1 细胞周期细胞周期(cell cycle)(cell cycle)2 2 有丝分裂过程有丝分裂过程3 3 有丝分裂的遗传学意义有丝分裂的遗传学意义概念：指连续分裂的细胞，从上一次分裂结束概念：指连续分裂的细胞，从上一次分裂结束时开始到下一次分裂完成时为止，叫一个细胞时开始到下一次分裂完成时为止，叫一个细胞周期。周期。一个细胞周期包括两个阶段：一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期：大约占细胞周期的分裂间期：大约占细胞周期

10、的90%-95%90%-95%；分裂期：分裂期占分裂期：分裂期占5%-10%5%-10%细胞的种类不同，细胞周期的细胞的种类不同，细胞周期的 长短也不相同。长短也不相同。1 1只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞；成熟细胞不分裂，没有细胞周尖分生区细胞；成熟细胞不分裂，没有细胞周期；减数分裂没有细胞周期。期；减数分裂没有细胞周期。2 2影响因素影响因素(1)(1)内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同。间期与分裂期所占比例也不同。续的时间不同。间期与分裂期所占比例也不同。(2)(2)外部因素：主要有温

11、度、外部因素：主要有温度、phph、射线、生理、射线、生理和病理状况等，这些因素通过影响酶的活性影和病理状况等，这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期。因为响细胞周期。因为dnadna复制、有关蛋白质合成、复制、有关蛋白质合成、能量供给等生理过程都需要酶的参与。能量供给等生理过程都需要酶的参与。过程过程（1 1）细胞分裂间期）细胞分裂间期dnadna的复制、相关蛋白的复制、相关蛋白的合成的合成) )结果：结果：dnadna分子数加倍，染分子数加倍，染色单体（表现为染色质的形色单体（表现为染色质的形态）形成。态）形成。dna合成是间期最重要的准备，因此一般根据合成是间期最重要的准备，因此一般根据d

12、na合成的特点，将间期分为：合成前期合成的特点，将间期分为：合成前期(g1)、合成期、合成期(s)、合成后期、合成后期(g2)。合成前期合成前期(g(g1 1) ) ：细胞体积迅速增大；物质合成迅：细胞体积迅速增大；物质合成迅速，为染色体的复制做准备。速，为染色体的复制做准备。合成期合成期(s) (s) ：dnadna合成期，进行合成期，进行dnadna复制，复制，dnadna的含的含量加倍。量加倍。合成后期合成后期(g(g2 2) ) ：细胞体积增大；蛋白质和：细胞体积增大；蛋白质和rnarna合成合成活跃，组蛋白含量也加倍，细胞分裂所需的高能活跃，组蛋白含量也加倍，细胞分裂所需的高能化合物

13、主要在此期合成。化合物主要在此期合成。l包括两个紧密相连的过程：l通常有丝分裂主要是指核分裂，特别是在遗传学中更主要讨论细胞核分裂。1、前期、前期2、中期、中期着丝点着丝点3、后期、后期着丝点一分为二，每个染着丝点一分为二，每个染色体的两个姐妹染色单体色体的两个姐妹染色单体分开，成为两个染色体，分开，成为两个染色体，此时细胞内的染色体数目此时细胞内的染色体数目加倍加倍纺锤丝收缩牵引染色体向纺锤丝收缩牵引染色体向两极移动。两极移动。4、末期、末期末期的特点末期的特点1 1、两消两消：染色体和纺锤体消失：染色体和纺锤体消失2 2、两现两现：核膜和核仁重现。：核膜和核仁重现。3 3、出现、出现细胞板

14、细胞板，形成新的细胞，形成新的细胞壁。形成两个子细胞壁。形成两个子细胞注意：注意：染色体拉向细胞两极的动力染色体拉向细胞两极的动力来自纺锤丝的牵引。来自纺锤丝的牵引。 赤道板和细胞板的区别：赤赤道板和细胞板的区别：赤道板是用来描述位置的概念，道板是用来描述位置的概念，而细胞板则是一个真实的结构，而细胞板则是一个真实的结构，将来形成细胞壁。将来形成细胞壁。 姐妹染色单体姐妹染色单体dnadna分子分子染色体染色体4n4n2n004n04n2n4n4n2n4n2n4n2n2no4n2n间期前期 中期后期 末期时期o4n2n间期前期 中期后期 末期时期o4n2n间期前期 中期后期 末期时期3 有丝分

15、裂的遗传学意义有丝分裂的重要特征：有丝分裂的重要特征：复制一次，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分复制一次，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子细胞中。配到两个子细胞中。有丝分裂的意义：有丝分裂的意义：通过细胞分裂，使子代细胞获得与亲代细胞相同的核通过细胞分裂，使子代细胞获得与亲代细胞相同的核遗传物质，从而保证了亲代与子代之间遗传物质的稳遗传物质，从而保证了亲代与子代之间遗传物质的稳定性。定性。一、减数分裂的概念一、减数分裂的概念 有性生殖细胞有性生殖细胞( (精子或卵细胞精子或卵细胞) )的形成的形成细胞连续分裂细胞连续分裂两次两次，而染色体只复制，而染色体只复制一次一次细胞中染

16、色体数目比原来减少了细胞中染色体数目比原来减少了一半一半2 2、特点、特点: :1 1、对象、对象: :3 3、结果、结果: :二、精子的形成过程二、精子的形成过程睾丸睾丸1、场所：、场所：2 2、过程：、过程：减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂（含精原细胞）（一）减数第一次分裂（一）减数第一次分裂 精原细胞精原细胞四分体四分体复制复制联会联会同源染色同源染色体分离体分离初级精母细胞初级精母细胞次级精次级精母细胞母细胞2n2nn次级精母细胞次级精母细胞 着丝点着丝点分裂分裂精细胞精细胞精子精子（二）减数第二次分裂（二）减数第二次分裂 变形变形2nnnnn1 1个精原细胞个

17、精原细胞1 1个初级精母细胞个初级精母细胞2 2个次级精母细胞个次级精母细胞4 4个精子细胞个精子细胞体细胞体细胞有丝分裂有丝分裂细胞分化细胞分化间期：细胞体积增大、染色体复制间期：细胞体积增大、染色体复制前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）中期：同源染色体排列在赤道板两侧中期：同源染色体排列在赤道板两侧后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）末期：形成末期：形成2个次级精母细胞个次级精母细胞着丝点分裂，染色单体分离着丝点分裂，染色单体分离精子精子变形变形3. 3. 特点特点: :减数第一次分裂

18、减数第一次分裂减数第二次分减数第二次分裂裂三、卵细胞的形成过程三、卵细胞的形成过程1 1、场所：、场所：卵巢卵巢2 2、过程、过程卵细胞卵细胞极体极体极体极体次级卵母细胞次级卵母细胞卵原细胞卵原细胞四分体四分体复制复制联会联会同源染色同源染色体分离体分离着丝点着丝点分裂分裂着丝点着丝点分裂分裂间期：细胞体积增大、染色体复制间期：细胞体积增大、染色体复制前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）中期：同源染色体排列在赤道板两侧中期：同源染色体排列在赤道板两侧后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）末期：

19、形成末期：形成1 1个次级卵母细胞和个次级卵母细胞和1 1个第一极体个第一极体着丝点分裂，染色单体分离着丝点分裂，染色单体分离3. 3. 特点特点: :1 1个卵原细胞个卵原细胞（染色体数（染色体数:2n:2n）1 1个初级卵母细胞个初级卵母细胞（染色体数（染色体数:2n:2n）1 1个次级卵母细胞个次级卵母细胞+1+1个第一极体个第一极体（染色体数（染色体数:n:n）1 1个卵细胞个卵细胞+3+3个第二极体个第二极体（染色体数（染色体数:n:n）体细胞体细胞（染色体数（染色体数:2n:2n）有丝分裂有丝分裂细胞分化细胞分化减数第一次分裂减数第一次分裂减数减数第二次第二次分裂分裂四、减数分裂过

20、程中染色体数、四、减数分裂过程中染色体数、dnadna数、染色单体数数、染色单体数和同源染色体数的数量变化和同源染色体数的数量变化比较项目比较项目减数分裂第一次分裂减数分裂第一次分裂减数分裂第二次减数分裂第二次分裂分裂间期间期前前期期中中期期后后期期末末期期前前期期中中期期后后期期末末期期染色体数染色体数2n2n2n2n2n2n2n2nn nn nn n2n2nn ndnadna数数2n42n4n n4n4n4n4n4n4n2n2n2n2n2n2n2n2nn n染色单体数染色单体数0 04n4n 4n4n4n4n4n4n2n2n2n2n2n2n0 00 0同源染色体对同源染色体对数数n nn

21、nn nn n0 00 00 00 00 0第二次分裂2n4n间期第一次分裂dna 变 化 曲 线第二次分裂2n4n间期第一次分裂染 色 体 变 化 曲 线第二次分裂2n4n间期第一次分裂染色单体变化曲线有丝分裂和减数分裂曲线图比较有丝分裂和减数分裂曲线图比较有丝分裂有丝分裂染色体数目变化染色体数目变化有丝分裂有丝分裂dna数量变化数量变化减数分裂减数分裂染色体数目变化染色体数目变化减数分裂减数分裂dna数量变化数量变化比较比较精子形成精子形成卵细胞形成卵细胞形成形成场所形成场所细胞质分裂细胞质分裂方式方式产生的生殖产生的生殖细胞数细胞数生殖细胞是生殖细胞是否变形否变形相同点相同点三、精子和卵

22、细胞形成过程的异同三、精子和卵细胞形成过程的异同动物睾丸动物睾丸动物卵巢动物卵巢两次分裂中细胞质都是均两次分裂中细胞质都是均等分裂，产生等大的子细等分裂，产生等大的子细胞胞精细胞变形后成为精子精细胞变形后成为精子初级和次级卵母细胞的初级和次级卵母细胞的分裂均为不均等分裂，分裂均为不均等分裂，产生一大一小两个细胞产生一大一小两个细胞卵细胞不需变形卵细胞不需变形染色体的行为染色体的行为1个卵原细胞个卵原细胞 1个卵细个卵细胞胞+3个极体个极体1个精原细胞个精原细胞 4个精细胞个精细胞区别区别有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂母细胞类型母细胞类型细胞复制和分裂次数细胞复制和分裂次数子细胞的类型子细胞的

23、类型子细胞数目子细胞数目染色体数目变化染色体数目变化dnadna数目变化数目变化同源染色体行为同源染色体行为着丝点分裂的时间着丝点分裂的时间相同点相同点体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞复制一次分裂一次复制一次分裂一次复制一次分裂二次复制一次分裂二次2 2n4n2nn4n2n2n4n2n2n4n2n2n4n2nn2n4n2nn不联会、无四分体形成、不联会、无四分体形成、同源染色体同源染色体不分离不分离联会后形成四分体、联会后形成四分体、同源染色体同源染色体分离分离2nn2nn2nn2nn后期后期第二次分裂后期第二次分裂后期都有纺缍体的出现，都有纺缍体的出现，染色体都复制一次染色体都复制一次体细胞体细

24、胞原始生殖细胞原始生殖细胞一数一数染染色色体体数数目目奇数奇数偶数偶数二看二看同同源源染染色色体体有同源染色体有同源染色体无同源染色体无同源染色体三判断三判断同同源源染染色色体体行行为为无同源染色体行为无同源染色体行为（有丝分裂）（有丝分裂）联会、四分体、分离联会、四分体、分离（减（减）减减减减减数分裂和有丝分裂图像鉴别减数分裂和有丝分裂图像鉴别技巧：一数二看三判断技巧：一数二看三判断减减前期前期减减末期末期减减前期前期减减中期中期减减中期中期减减后期后期有丝后期有丝后期减减后期后期减减后期后期减减后期后期减减前期前期作用作用时间时间材料材料步骤步骤解离液（解离液（15%盐酸盐酸+95%酒精按

25、酒精按1：1比例混合）比例混合）低倍镜找到分生区：细胞呈正方形，排列紧密；低倍镜找到分生区：细胞呈正方形，排列紧密；转高倍镜寻找分裂期转高倍镜寻找分裂期观观察察使细胞分散开呈薄云雾状使细胞分散开呈薄云雾状滴清水，碎根尖，压片滴清水，碎根尖，压片制制片片使染色体着色使染色体着色35min0.01g/ml龙胆紫龙胆紫（醋酸洋红）（醋酸洋红）染染色色洗去药液，防止洗去药液，防止解离过度解离过度约约10min清水清水漂漂洗洗溶解细胞间质，使溶解细胞间质，使细胞分离细胞分离35min解解离离（取材：根尖（取材：根尖23 mm,10 am14 pm分裂最活跃）分裂最活跃）制制作作装装片片34天天洋葱洋葱培

26、养培养观察根尖分生组织细胞的有丝分裂观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 第二节第二节 细胞的分化细胞的分化一、细胞的分化一、细胞的分化（1）概念：在个体发育中，相同细胞的后代，在形）概念：在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。（2）过程：受精卵）过程：受精卵增殖为多细胞增殖为多细胞 分化为组织、分化为组织、器官、系统器官、系统 发育为生物体发育为生物体（3）特点：）特点： 持久性：在生物体的整个生命过程都有，只是在持久性：在生物体的整个生命过程都有，只是在胚胎发育时达到最大值；胚胎发育时达到最大值； 相对稳定性（不可逆

27、）：一般来说，分化了的细相对稳定性（不可逆）：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡；胞将一直保持分化后的状态，直到死亡；（4） 原因：是细胞核内基因组的选择性表达，亦原因：是细胞核内基因组的选择性表达，亦即特定的基因在一定时间、空间表达的结果。即特定的基因在一定时间、空间表达的结果。二、细胞全能性二、细胞全能性:（1）体细胞具有全能性的原因）体细胞具有全能性的原因由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的化的细胞都有一整套和受精卵相同的dna分子，因此，分子，因此，分化的细胞具有发育成完整新

28、个体的潜能。分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。（2）植物细胞全能性）植物细胞全能性高度分化的植物细胞仍然具有全能性。高度分化的植物细胞仍然具有全能性。例如：胡萝卜跟根组织的细胞可以发育成完整的新植株例如：胡萝卜跟根组织的细胞可以发育成完整的新植株（3）动物细胞全能性）动物细胞全能性高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但是，细胞核仍然保持着全能性。例如：克隆羊多制。但是，细胞核仍然保持着全能性。例如：克隆羊多莉莉（4）全能性大小：受精卵）全能性大小：受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞一、细胞的衰老一、细胞的衰老1、个体衰老与细胞

29、衰老的关系、个体衰老与细胞衰老的关系单细胞生物体，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死单细胞生物体，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。亡。多细胞生物体，个体衰老的过程就是组成个体的细胞普多细胞生物体，个体衰老的过程就是组成个体的细胞普遍衰老的过程。遍衰老的过程。2、衰老细胞的主要特征：、衰老细胞的主要特征：1）在衰老的细胞内水分减少。）在衰老的细胞内水分减少。2）衰老的细胞内有些酶的活性降低。）衰老的细胞内有些酶的活性降低。3）细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累。）细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累。4）衰老的细胞内代谢速度减慢，细胞核体积增大，染）衰老的细胞内代谢速度减慢，细胞核体积增大，