细胞的生命历程

第6章细胞的生命历程6.1细胞的增殖细胞为什么要增殖？细胞是基因保存自己的容器1、分子水平：扩增DNA分子并分配到新的容器中2、个体水平：使个体成长为什么不通过细胞无限长大来使个体成长呢？细胞一样大一、细胞不能无限长大细胞体积越大——需要的营养物质越多排出的代谢废物越多细胞表面积越大代谢效率正比于细胞表面积/细胞体积1、原因——物质运输越快S/V的值在何种状况下增大？边长（cm）表面积（cm

2）

体积（cm）表面积/体积161622483496641.5N6N2N36/N细胞的表面积与体积的关系2、是什么限制了细胞的长大？①②DNA的量一定，细胞过大会加重核的负担3、细胞可以无限小吗？

不可以，细胞的基本结构和构成物质需要一定空间。最小：支原体100nm最长：神经细胞1m最大：驼鸟卵细胞5cm大、小核伸缩泡二、细胞通过分裂进行增殖真核细胞的分裂方式：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂（一）有丝分裂

1、细胞周期

连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。细胞周期分裂间期分裂期物质准备细胞分裂连续分裂的细胞：干细胞、皮肤生发层细胞、植物的形成层细胞、根尖分生区细胞等暂时停止分裂的细胞：肝脏细胞、肾细胞（在合适的条件下可以继续分裂）不再分裂的细胞：已分化细胞（绝大多数）甲乙以下哪个过程可表示为细胞周期?甲乙乙甲甲甲乙乙有丝分裂的目的体细胞增殖，获得遗传物质和母细胞一样的子细胞。

1、遗传物质加倍2、遗传物质平均分配1）、间期

从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前，是分裂间期。时间最长

2、过程DNA复制、蛋白质合成G1期：蛋白质合成S期：DNA合成期G2期：

蛋白质合成2）、前期（2）、染色质变成染色体（3）、细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体（1）、核仁、核膜消失姐妹染色单体膜仁消失现两体为什么需要消失？为什么染色质需要高度螺旋化形成染色体？纺锤体有什么用？3）、中期（2）、染色体形态稳定、数目清晰，便于观察。（1）、纺锤丝牵引染色体运动，着丝点排列在赤道板上。形数清晰赤道齐为什么着丝点要排列在赤道板上？（1）、着丝点断裂，两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体。细胞两极各有一套染色体，形态、数目完全相同，与亲代染色体也相同。（2）、由纺锤丝牵引染色体向细胞两极运动。4）、后期点裂数增均两极5）、末期（3）、赤道板的位置出现细胞板，由中央向四周扩展，形成新的细胞壁，成为两个子细胞。（1）、染色体形成染色质（2）、纺锤丝消失，出现新的核膜、核仁，形成新的细胞核。膜仁重现无两体染色体与DNA、姐妹染色单体的数量关系复制着丝点分裂___条染色体___条姐妹染色单体___个DNA___条染色体___条姐妹染色单体___个DNA___条染色体___条姐妹染色单体___个DNA101122202

染色体数=着丝点数DNA数=线条数

染色体复制后才有染色单体，着丝点分裂后又无染色单体。

假定某生物体中一个体细胞内的染色体和DNA的含量为2N，填写下表：间期前期中期后期末期染色体数目DNA数目染色单体数目2N4N2N4N02N2N4N2N4N4N4N2N4N4N00染色体的变化曲线

间期

04N2N

前期

中期

后期

末期DNA的变化曲线

间期

04N2N

前期

中期

后期

末期

间期

04N2N

前期

中期

后期

末期

染色单体的变化曲线纺锤体的形成方式子细胞形成方式动物植物中心体发出星射线构成纺锤体细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体细胞膜向内凹陷将细胞一分为二细胞板扩展成细胞壁将细胞一分为二前期末期动植物细胞有丝分裂的区别有丝分裂的意义

将亲代细胞的染色体经过复制后，精确的平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。

分裂过程没有出现纺锤丝和染色体的变化。（二）无丝分裂

分裂结果和有丝分裂会有什么不同？三、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1、材料：根尖分生区细胞2、步骤：

解离漂洗染色制片

P116

使细胞分散；细胞膜失去选择透过性龙胆紫/醋酸洋红看到数量最多的是处于什么时期的细胞？间期，因为时间最长死细胞洗去盐酸压片低分化细胞

增殖

子细胞

持续增殖分化异常分化

子细胞

高度分化细胞

癌细胞

衰老

凋亡

6.2细胞的分化一、细胞分化及其意义

在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程叫做细胞分化。1、概念有丝分裂分化分化 *决定细胞分化方向的机制

一、细胞内因素 从卵裂时期开始每个细胞获得的细胞质成分有差异，从而影响了基因表达。（一）、环境因素

环境多种因素对机体的发育有一定的影响，如温度，光线等，这些因素可能是造成第一次不等卵裂，从而影响细胞分化的原因之一。

如豚鼠的孕期为68d，如果在妊娠18—28d给母鼠增温度3—4℃1小时，胎鼠脑重可减轻10％。

二细胞外因素（二）、细胞间的相互作用

1．诱导（induction）：一部分细胞对邻近细胞产生影响，并决定邻近细胞分化方向及形态发生的过程。

2．抑制

（inhibition）指在胚胎发育中，已分化的细胞抑制邻近细胞进行相同分化而产生的负反馈调节作用。

如发育中的蛙胚置于含成体蛙心组织碎片的培养液中，胚胎不能产生正常的心脏；用含成体蛙脑组织碎片的培养液培养蛙胚，也不产生正常的脑，说明已分化的细胞可产生某种物质，抑制邻近细胞向相同方向分化。

3．细胞识别与黏合

从受精、胚泡植入、形态发生、器官形成都与细胞识别与黏合息息相关。

如将蝾螈的原肠胚三个胚层的游离细胞体外混合培养，各胚层细胞又将自我挑选，相互黏着，依然形成外胚层在外，内胚层在内，中胚层介于二者之间的胚胎。（三）、激素

激素由血液循环输送到不同部位决定靶细胞的分化，属远距离调节。

如在昆虫变态中，幼虫的蜕变和化蛹受激素影响。脑激素是脑部产生的神经内分泌物质。若从已经成熟的幼虫中将脑取出，就不能化蛹。若将脑回植到体内，则此幼虫又恢复化蛹能力，推断脑激素实际是一种促蜕皮激素。而保幼激素则由咽侧体产生，能促进幼虫发育，但阻止变态。若将幼龄虫的咽侧体切除，则提前化蛹，变为成虫。

2、特点（1）持久性在生物体的整个生命过程中都有，只是在胚胎时期达到最高峰。（2）（体内）不可逆性在生物体内，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。所有细胞都由一个受精卵分裂而来3、意义使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。4、发生原因

基因的选择性表达DNA相同蛋白质不同形态、结构、生理功能不同5、具有连续分裂分化能力的细胞（1）植物：分生组织细胞等（2）动物：干细胞等例如：造血干细胞——可以增殖分化为红细胞、白细胞、血小板等胚胎干细胞——能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型二、细胞的全能性

1958年，斯图尔德将胡萝卜韧皮部的细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类的培养液中……1、概念

已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能。

2、原因

细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。3、全能性表达的条件（1）离体（2）营养、激素等4、全能性表达的难易程度受精卵生殖细胞体细胞植物细胞动物细胞（分化程度越高，全能性越难表达）（简单）（复杂）（1）、植物——组织培养5、应用（2）、动物——克隆

将含有遗传物质的供体细胞的细胞核移植到去除了细胞核的卵细胞中。动物细胞的细胞质限制了全能性核供体A受体B代孕母羊C小羊长得像谁？和A羊一模一样吗？6.

3细胞的衰老和调亡（1）单细胞生物一.细胞的衰老细胞衰老与死亡＝个体衰老与死亡（2）多细胞生物细胞衰老与死亡＝个体衰老与死亡1.个体衰老与细胞衰老的关系衰老个体内衰老细胞多，幼嫩个体内衰老细胞少1.老年人体内有没有幼嫩的细胞？2.年轻人体内有没有衰老的细胞？

有，如造血干细胞一生都能增殖分化产生各种类型的血细胞。

有，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。二、细胞衰老的特征

水分减少，新陈代谢速率减慢。多种酶活性降低。色素随着细胞衰老而逐渐积累。呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。膜通透性改变，物质运输功能降低。e.g.白发e.g.老年斑e.g.皮肤干燥食欲降低细胞衰老的原因

衰老的自由基学说是DenhamHarman在1956年提出的，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生的自由基的有害作用造成的。自由基是正常代谢的中间产物，其反应能力很强，可使细胞中的多种物质发生氧化，损害生物膜。还能够使蛋白质、核酸等大分子交联，影响其正常功能。也可以引起DNA损伤从而导致突变，诱发肿瘤形成。自由基学说端粒学说由Olovnikov提出，认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体，因此最后复制DNA序列可能会丢失，最终造成细胞衰老死亡。端粒学说三、细胞凋亡1、概念

由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。——自杀2、作用（1）清除多余、无用的细胞（2）清除衰老细胞（3）清除异常细胞（4）维持组织和器官中细胞数目的稳定四、细胞坏死细胞坏死是在种种不利因素影响下，如电、热、冷、机械伤害等，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞死亡。——他杀6.4细胞的癌变

有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞（cancercell）癌细胞的大量增殖而引起恶性肿瘤，即癌症。一、癌细胞的主要特征1、在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖。细胞来源细胞周期分裂次数存活时间正常人肝细胞22小时50~6045.8天～55天Hela宫颈癌细胞22小时≈254841951年至今2、癌细胞的形态结构发生显著变化正常的纤维细胞为扁平梭形癌变后球形的成纤维细胞3、癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞间的黏性降低。正在扩散的癌细胞癌细胞的扩散和转移二、细胞癌变的原因1、外因——致癌因子物理致癌因子化学致癌因子生物致癌因子抑癌基因的功能是抑制细胞不正常的增殖。负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，细胞就会过度增殖，形成肿瘤。（1）原癌基因（2）抑癌基因2、内因——基因突变细胞本身具有

癌症的发病机理

正常细胞癌细胞原癌基因转变激活致癌因子③生物致癌因子①物理致癌因子②化学致癌因子抑癌基因（积累效应）或原癌基因功能相关肿瘤sis生长因子Erwing网瘤erb-B

受体酪氨酸激酶，EGF受体星形细胞瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌fms

受体酪氨酸激酶，CSF-1受体髓性白血病rasG-蛋白肺癌、结肠癌、膀胱癌、直肠癌src

非受体酪氨酸激酶鲁斯氏肉瘤Abl-1非受体酪氨酸激酶慢性髓性白血病rafMAPKKK，丝氨酸/苏氨酸激酶腮腺肿瘤vav

信号转导连接蛋白白血病myc

转录因子

Burkitt

淋巴瘤