第五章细胞增殖分化衰老和凋亡

第一节细胞增殖主要内容

细胞周期有丝分裂无丝分裂细胞以

的方式进行增殖细胞的生长和增殖具有.分裂周期性1、象与鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何？2、生物体的长大，主要是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大？

问题探讨讨论：细胞大小基本一致生物体的生长增大细胞的体积增加细胞的数量随着细胞的长大，细胞膜的面积不也在扩大。那么，细胞会不会无限长大？什么因素限制了细胞的长大？细胞生长----细胞增殖----一、细胞能无限长大吗？细胞大小与物质运输的关系3cm1cm2cm边长/cm表面积/cm2体积/cm3表面积/体积（相对表面积）321542468127632细胞体积越大，其相对表面积越小。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，细胞与周围环境之间物质交流的相对面积也越小，物质运输的效率越低。结论1、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。细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，如果细胞太大，细胞核的“负担”过重。2、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，细胞的物质运输的效率就越高，细胞体积是不是越小越好？细胞体积最小限度，是由完成细胞功能所必须的基本结构（如核糖体）和物质（如酶）所需要的空间决定的。课本第111页二、细胞的增殖的意义和方式1、细胞增殖的意义是什么？3、真核细胞分裂的方式有几种？细胞分裂无丝分裂有丝分裂减数分裂2、细胞通过

方式进行增殖分裂单细胞生物通过细胞增殖而繁衍；多细胞生物从受精卵开始要经过细胞的增殖和分化逐渐发育成成体。细胞增殖是生物体

的基础。生长、发育、繁殖、遗传其中有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式三、有丝分裂（一）细胞周期从一次细胞分裂结束开始，直到下一次细胞分裂结束为止，称为一个细胞周期细胞周期分裂间期分裂期细胞进行有丝分裂具有周期性分裂间期分裂期90%~95%5%~10%②间期在前，分裂期在后；③分裂间期长，分裂期短；④不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。①“连续分裂的细胞”才具有细胞周期；连续分裂的细胞：根尖分生区细胞、造血干细胞、受精卵细胞、胚胎干细胞、皮肤生发层细胞等ABCDEG1期S期G2期前期中期后期末期创新101页细胞周期时间12.40.811.6仓鼠卵细胞36.92。035.3蛙单倍体胚细胞15.31.813.5小鼠十二指肠细胞合计分裂期分裂间期细胞（二）准备知识1、名词及图示：染色体、染色质、着丝粒、染色单体、同源染色体、纺锤体、赤道板、细胞板2、染色体、DNA、染色单体数量关系3、不同形状染色体的相互关系（1：1：0)(1：2：2）复制着丝粒分裂数量?动物细胞的结构细胞膜核膜核仁染色质细胞质（三）有丝分裂过程（体细胞增殖）1.分裂间期分裂间期为什么那么长？

这一时期细胞发生了什么变化？DNA的复制和蛋白质的合成染色体数：4染色单体数：0DNA数：4染色体数：4染色单体数：8DNA数：8原因：DNA的复制分裂间期G1期：DNA合成前期，是RNA和蛋白质合成旺盛时期S期：DNA合成期G2期：DNA合成后期，也有RNA和蛋白质合成分裂间期前期①②

③

2.前期中心体染色体核膜星射线（染色质变成染色体，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，中心体产生星射线构成纺锤体）（两现两失）

3.中期前期中期①（染色体排列整齐，着丝粒整齐地排列在赤道板平面上）（观察最好的时期）中期后期4.后期（着丝粒分裂，染色单体分开，染色体数目加倍，在纺锤丝的牵引下分别移向两极。）染色体数：4染色单体数：8DNA数：8染色体数：8染色单体数：0DNA数：8原因：着丝粒分裂，染色单体分开形成染色体，染色体数目加倍5.末期后期末期①②

③

④纺锤体消失。（核膜核仁重新出现，纺锤体消失，染色体消失）后期末期染色体数：8染色单体数：0DNA数：8染色体数：4染色单体数：0DNA数：4原因：细胞分裂，DNA分子被平均分配到两个子细胞中去.细胞分裂,染色体被平均分配到两个子细胞中去,（四）有丝分裂各时期主要特点小结（五）有丝分裂的意义染色体数目相同、形态相同

将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性。植物细胞的结构植物细胞有丝分裂√√植物细胞动物细胞不同点相同点1、间期都有染色体的复制；2、核膜、核仁的变化相同；3、染色体的行为变化完全相同。1、前期：细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体1、前期：两组中心体发出星射线构成纺锤体2、末期：细胞板形成细胞壁分成两个子细胞2、末期：细胞膜内陷缢裂成两个子细胞（六）动植物细胞有丝分裂的区别(七)有丝分裂中染色体、DNA、染色单体数目变化问题：仔细观察下面各图，判断是哪个时期？再完成下表。ABCDE间期前期中期后期末期染色体数目DNA含量染色单体数目44→8444488880→88800细胞有丝分裂各期的特点时期主要特点分裂间期分裂期前期中期后期末期DNA复制和有关蛋白质合成两现两失：染色体、纺锤体出现，核膜核仁消失着丝点排列在细胞中央的赤道板平面上着丝点分裂，染色单体分离2N→4N00两失两重现：染色体、纺锤体消失，核膜、核仁出现2N4N2N2N4N4N0

→4N4N4N4N4N4N染色体染色单体DNA间期04N2N染色体变化规律前期中期后期末期间期04N2NDNA变化规律前期中期后期末期间期04N2N染色单体变化规律前期中期后期末期有丝分裂中染色体、DNA、染色单体数目变化表示染色体变化表示DNA变化有丝分裂中染色体与DNA在细胞分裂中的数目变化可用曲线表示为N2N3N4N间期前期中期后期末期间期四、无丝分裂1、过程:2、特点在分裂过程中，没有染色体和纺锤体等结构的出现蛙红细胞无丝分裂示意图细胞核缢裂细胞质缢裂、细胞膜缢裂课堂练习1、有丝分裂的细胞周期是A、从一次分裂开始时，到下次分裂完成时止B、从一次分裂开始时，到下次分裂开始时止C、从一次分裂完成时开始，到下次分裂开始时止D、从一次分裂完成时开始，到下次分裂完成时止2、染色体形态比较固定，数目比较清晰的时期为A、前期B、中期C、后期D、末期3、植物细胞有丝分裂末期，在细胞板附近较多的细胞器是A、线粒体B、内质网C、核糖体D、高尔基体单击画面继续4、在有丝分裂中，染色质与染色体发生形态转变的时期是A、间期和后期B、间期和前期C、前期和后期D、前期和末期5、某动物细胞有丝分裂后期有板有32条染色体,其正常体细胞中染色体数目为:A.８条Ｂ.16条Ｃ.32条D.64条单击画面继续6、在有丝分裂中，具有染色单体的时期是A、间期和后期B、间期和前期C、前期和后期D、中期和末期7、蚕豆细胞在有丝分裂后期染色体数为24个，那么蚕豆的体细胞中染色体对数为A、3对B、6对C、2对D、24对8、根尖细胞有丝分裂中，染色体数和DNA数分别相同的时期是A、前期和中期B、中期和后期C、后期和末期D、前期和后期五、观察植物细胞的有丝分裂实验解离漂洗染色制片观察1、解离液组成和浓度漂洗液染色剂的名称和浓度2、每一步操作的注意点或目的病毒的增殖：（噬菌体的增殖过程分

、

、

、

,四个阶段）原核生物只有

分裂一种细胞分裂方式间期（G1、S、G2）准备复制DNA合成RNA和蛋白质（1）培养中的细胞其数目的增加和培养时间的关系如图1。据图读出该细胞完成一个细胞周期所需要的时间（T）是

小时。（2）从图1的A点取出6000个细胞，测定每个细胞的DNA含量，结果如图2。图2的B、C、D中，表示处于S期的是

，表示处于G2和M期的是

，表示处于G1期的是

。（3）若取样的6000个细胞中，处于M期细胞的数目是300个，则处于S期和G2期的细胞数分别是

和

个。答案:（1）20（2）CDB（3）15001200（4）11924每个细胞的DNA含量1000200100502010

50032150100（4）细胞周期中，完成各期所需时间的计算公式是（N是取样的总细胞数，n是各期的细胞数），则该细胞完成分裂期

和间期的时间分别是

和

小时。（M=300个T=20小时N=6000个）第二节细胞分化第三节细胞的衰老和凋亡第四节细胞的癌变一、细胞分化1、概念：由一个或一种细胞经细胞增殖后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异，产生不同的细胞类群的过程2、实例3、结果：在多细胞生物体内形成不同类型的

，进而由不同类型的细胞构成生物体的

和

，执行不同的

。由此可见,生物组织的形成是-----------的结果4、实质：

。5、特点基因选择性表达的结果细胞组织器官生理功能（一）细胞分化细胞分化神经细胞上皮细胞肌肉细胞骨细胞血细胞上表皮下表皮栅栏层海绵层叶脉叶片结构示意图细胞分化形成组织上皮组织肌肉组织分化受精卵多个细胞神经组织结缔组织黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。哺乳类红细胞在晚幼红细胞阶段，排出细胞核。人的成熟的无核红细胞进入血液循环，生活120天左右即死亡。下列事实说明了细胞分化的哪一特征稳定性和不可逆性细胞分化发生在整个生命进程中。（胚胎时期达到最大限度）持久的分化在生物界普遍存在，是生物个体发育的基础普遍性细胞分化的特点1、持久性2、稳定性和不可逆性3、普遍性6、意义：细胞分化保证生物体的正常发育，而分化使生物体细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效能。思考：同一生物体不同细胞的DNA、RNA、和蛋白质种类一样吗？①②分别是什么生命现象？两者有何区别和联系呢？细胞分裂细胞分化不同点细胞数量细胞类型形态结构功能相同点联系增加相同不变差异遗传信息都不变共同完成生物个体发育过程不变增加7、细胞分裂与细胞分化的比较自我检测

1．细胞分化的实质是（）A．基因发生改变B．基因选择性表达C．细胞内含有的基因不同D．细胞亚显微结构的变化B2．在生物个体发育过程中，能够增加细胞类型的是（）A．稳定的细胞生长B．快速的细胞分裂C．有序的细胞分化D．有序的细胞呼吸C3．细胞分化过程中发生改变的是（）A．细胞的形态B．细胞的结构C．细胞的功能D．以上都是D（二）细胞的全能性2）原因：

。具有发育成完整个体的全部遗传物质1）概念：高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜在

能力。1、细胞全能性3）实例离体、一定浓度的营养物质、激素和其他适宜条件植物组织培养的过程→植物组织培养再分化离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体脱分化和增殖植物组织培养的条件植物组织培养的应用快速繁殖花卉和蔬菜拯救珍稀濒危物种等5）全能性比较一般分化程度越高，全能性越低。受精卵生殖细胞体细胞植物细胞动物细胞（动物细胞核具有全能性）＞＞＞4）动物细胞的全能性通过核移植来实现，如克隆多利羊说明已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的6）动物和人体内有没有具有分裂和分化能力的细胞呢？动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫干细胞（创新110页）。如造血干细胞这个试验又说明了什么呢？骨髓干细胞分化示意图粒细胞骨髓干细胞造血干细胞淋巴干细胞红细胞血小板淋巴细胞单核细胞细胞分化和全能性的比较创新第110页思考：同一生物体不同细胞的DNA、RNA、和蛋白质种类一样吗？问题探讨衰老是生物界的普遍现象。衰老的人体通常表现出细胞数目减少、肌肉萎缩、行动迟缓等特征。1.人体的衰老还表现出那些特征？2.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？3、人体衰老和细胞衰老有什么关系？白发、皱纹、老年斑、耳聋、眼花等。有，精原细胞产生精子；有，角质层细胞。

两者并不是一回事。人体的细胞总是不断更新，总有一部分细胞处在衰老或走向死亡，个体衰老过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。二、细胞衰老个体衰老和细胞衰老都是生物体正常的生命现象。1、个体衰老和细胞衰老的关系（1）对单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。（2）对多细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡不等于个体的衰老或死亡；（幼年个体每天都有细胞衰老、死亡）个体的衰老不等于细胞衰老（老年人个体中每天都有新细胞产生）

从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体细胞普遍衰老的过程。实例体外培养的人体某细胞,最多分裂50次,并丧失正常功能从成人肺部得到的成纤维细胞在离体条件下只能传代20次细胞的增殖能力是有限的；细胞会随着分裂次数的增加而衰老；老年人骨折2、细胞衰老的特征特征：1.细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢。2.细胞内多种酶的活性降低。3.细胞内的色素会随细胞衰老而逐渐积累，他们会妨碍细胞内物质的交流和传递。4.细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。5.细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。含义：细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞形态、结构和功能上发生了变化。3、衰老症状与原因分析衰老症状原因分析皮肤干燥、发皱头发变白老人斑饮食减少细胞水分减少，体积减小细胞内的酪氨酸酶活性降低，导致细胞内色素的累积细胞膜通透性功能改变、细胞呼吸减弱、新陈代谢速率减慢4、细胞衰老原因假说：1、自由基理论：2、端粒学说：攻击DNA------攻击蛋白质-----引起基因突变蛋白质活性降低，使细胞衰老人的衰老是一个复杂的综合过程，是在遗传因素、社会因素、营养因素、医疗条件、环境因素、个人主观因素等综合因素作用下逐渐发展而形成的。迄今为止，有300多种学说来阐明衰老的机理。三、细胞的凋亡概念：由_____所决定的细胞__________生命的过程，就叫细胞凋亡。也常常被称为_______________。基因自动结束细胞编程性死亡？细胞坏死与细胞凋亡相同吗？细胞的凋亡的重要意义是：对生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定和抵御外界各种因素的干扰起关键作用。细胞坏死是不利因素影响下，细胞正常代谢受损或中断引起的细胞损伤和死亡。3、细胞凋亡和细胞坏死的区别细胞坏死是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡项目细胞的凋亡细胞的坏死与基因的关系受基因控制的不受基因控制细胞膜的变化内陷破裂形态变化细胞变圆，与周围细胞脱离细胞外型不规则变化影响因素温和的刺激或药物引起电、热、冷、机械伤害性刺激对机体的影响对机体是有利对机体是有害细胞的凋亡和坏死蝌蚪在变态发育过程中尾的消失就是细胞凋亡的结果实例2、癌细胞的主要特征四、细胞癌变1、什么是癌细胞？课本第125页癌细胞形态结构发生变化，为“变态的细胞”

癌细胞表面发生了变化，为“扩散的细胞”

正常的体细胞一般能够分裂50~60次，而来自名叫海拉的一位女癌症患者的“海拉细胞”。患者已死去四十多年，但从她身上取下的癌细胞却在实验室一代代地传了下来，成为研究癌症的材料。能够无限增殖，为“不死的细胞”细胞癌变的原因内因:外因:原癌基因和抑癌基因的变异致癌因子物理致癌因子化学致癌因子病毒致癌因子3、癌细胞形成的原因紫外线X射线等亚硝酸盐黄曲霉毒素等烟草

台湾有一个“癌症家族”，三代十五人生活在癌症阴影里，其中已有10人确定患有癌症。

经“台大”医院基因分析检验后证实，子孙满堂的李某因为基因变异，成为“遗传性非息肉性大肠直肠癌”患者。在他证实患有肠癌后，他的3个孩子随后全数患上癌症，几年之内他的孙子中又有多人确认罹患胃癌、肠癌等不同癌症。患者生殖细胞原癌基因和抑癌基因发生致癌变异，致使后代所有体细胞的相应基因都发生了改变。4、癌症的预防肿瘤的“三级预防”策略一级预防