第八章第二节细胞的基本生命现象.

第二节细胞的基本生命现象一细胞增值（一）细胞分裂的作用一些单细胞生物，如眼虫和变形虫，一次细胞分裂可形成两个新生物体多细胞生物，也是由一个细胞——受精卵或合子经过多次分裂和分化发育形成由受精卵或合子经过多次分裂和分化发育形成多细胞囊胚细胞分裂是细胞繁殖的一种形式生物的生长也依赖于细胞分裂，细胞分裂还导致了多细胞生物的组织分化和生长发育繁殖与生殖无性繁殖与有性繁殖一个多细胞生物完全长大以后，仍然需要细胞分裂的过程。这种分裂生成的新细胞可用于替代不断衰老或死亡的细胞，维持细胞的新陈代谢，或者用于生物组织损伤的修复例如，骨髓细胞可以不断再生出新的血细胞（二）细胞周期1.细胞周期的概念：指细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束为止的全过程。典型的细胞周期可分为间期和细胞分裂期间期包括一个DNA合成期(S期）和S期前后的间隙期DNA合成前期（G1期）和DNA合成后期（G2期）。细胞分裂期包括核分裂和胞质分裂两个主要过程。细胞周期各期示意图2.细胞周期的时间细胞周期的时期随不同细胞、不同条件而异。以大肠杆菌为例，培养在只含葡萄糖和无机盐环境里，细胞周期为45分；如果培养基中加入氨基酸和其他有机物后，细胞周期就缩短为20分。真核细胞的细胞周期比原核细胞长。3.细胞周期的调控为了确保细胞分裂分化的有序进行，细胞内必须对细胞周期严格监控。近年来的研究获得了许多突破性的进展。2001年的诺贝尔生理医学奖就给了在此方面研究中有突出贡献的三位科学家。细胞周期的调控关键在分裂间期的两个调控点（G1期进入S期，G2期进入M期），由MPF——成熟促进因子对其进行调控。4.细胞周期的阶段G1期：主要活动是为DNA的复制及蛋白质的合成作准备。S期：DNA合成期。G2期：G2期的生物合成是为M期的细胞分裂作准备。有丝分裂所需的RNA、蛋白质是在G2期合成。M期：RNA合成停止，蛋白质合成减少以及染色体高度螺旋化。显微镜下可见到有丝分裂。G0期细胞分裂后相对稳定的细胞，在适宜的刺激下，细胞能被触发，从静止状态进入增殖状态。正常肝细胞和肾小管上皮细胞是典型代表。正常情况下肝细胞很少分裂，但是肝部分切除手术时，即呈活跃的分裂活动，肝再生后，细胞又重新返回G0期。在肿瘤组织，由于G0期细胞代谢率低，对药物不敏感，在药物应用期间保留下来，成为以后肿瘤复发的根源。（三）细胞分裂方式A、直接分裂（无丝分裂）B、有丝分裂（真核细胞分裂的普遍形式）C、减数分裂1.真核细胞的有丝分裂大多数真核生物是多细胞生物。体细胞的分裂称为有丝分裂；生殖细胞形成过程中，则有与之不同的减数分裂。（1）核分裂前期:染色质浓缩，折叠，包装，形成光镜下可见的染色体，每条染色体含两条染色单体。中期:核膜消失，染色体排列在赤道板上。后期:姐妹染色单体分开，被分别拉向细胞两侧。末期:重新形成核膜，染色体消失。细胞质分裂:胞质形成间隔，最终分开为两个细胞。分裂间期有丝分裂前期中期中期后期末期细胞质分裂有丝分裂通常把体细胞称为双倍体细胞，体细胞的遗传物质的总含量为2n。在细胞分裂中，在光镜下可以看到染色体时，已经过DNA复制，这时遗传物质的总量已经是4n了。细胞分裂完成时，出现的两个子细胞又都回复为2n。（2)胞质分裂①成膜体出现核分裂后期，在二子核间增加纺锤丝（微管组成），密集为一桶状区域称成膜体。②细胞板形成成膜体中的小泡（来自高尔基体）在赤道面聚集放出多糖物质，构成细胞板，分隔细胞质并逐步向四周延伸与母细胞侧壁相接，此时，细胞板就成了新壁的胞间层的最初部分。在细胞板的两侧有小泡融合形成新的质膜。（3）有丝分裂的特点和意义特点：染色体复制一次，细胞分裂一次，子细胞染色体数目与母细胞一样。意义：保持了细胞遗传的稳定性。3.减数分裂第一次分裂（简称分裂Ⅰ）前期Ⅰ①细线期染色质螺旋化缩短变粗形成细长、线状的染色体②偶线期同源染色体配对、联会③粗线期同源染色体交叉、互换④双线期发生交叉互换的染色单体分开⑤终变期染色体进一步缩短变粗，核仁、核膜消失，纺锤丝出现。中期Ⅰ成对的同源染色体双双排列在赤道面上，形成纺锤体。后期Ⅰ同源染色体分开并移向两极。末期Ⅰ染色体到达两极，核仁、核膜重新出现，形成两个子核；赤道面形成细胞板，隔成两个子细胞，紧接发生第二次分裂。第二次分裂（简称分裂Ⅱ）过程与一般有丝分裂相同前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ黑麦花粉母细胞减数分裂减数分裂的特点和意义特点：染色体复制一次，细胞分裂二次，子细胞染色体数目为母细胞的一半。意义：保持了物种的稳定性。二、新陈代谢：是细胞生命活动的基本特征。1、同化作用（合成代谢）细胞从外界摄取营养物质，经过消化、吸收，改变为细胞本身所需要的物质。2、异化作用（或分解代谢）细胞自身的物质不断地分解，释放能量，供细胞各种功能活动的需要，并把废物排出细胞外的过程。3、新陈代谢的作用细胞内的物质不断得到更新，保持和调整细胞内、外环境的平衡，以维持细胞的生命活动。三、细胞的分化、衰老与死亡1.细胞的分化成年人的细胞数量和种类：全身细胞总数约1012个。细胞种类200多种。这么多种类细胞均来自一个受精卵细胞。细胞分化的定义：发育过程中细胞后代在形态、结构和功能上发生显著差异的过程称为细胞分化。上皮细胞脂肪细胞平滑肌细胞心肌细胞神经元细胞正在受精的卵细胞细胞分化不但发生在胚胎阶段和发育过程中，亦发生在成人阶段。如：人体血细胞的产生。分化以后不同种类的细胞：形态不同；功能不同；基因表达不同；代谢活动也不同。四、细胞的衰老生理性的衰老（凋亡）：器官系统的衰退。病理性的衰老：老年性疾病的发生。一名男子从36岁到75岁味觉丧失64％肾小球减少44％肾小球过滤率减少31％脊神经元减少37％神经传导速度减慢10％脑供血量减少20％肺活量减少44％身体的衰老是以细胞衰老为基础的。实验证明，细胞有着明显的衰老过程。体外培养成纤维细胞来自胎儿可传代50次（与供体年龄有关）来自成人可传代30次来自小鼠可传代12－18次（与供体物种特性有关）来自乌龟可传代120－140次衰老的机理：端粒学说自由基学说基因学说telomeresH2OH•＋OH•带有不成对电子的基团称为自由基自由基的反应活泼性特别强早衰症是人体衰老中的一种病症习题何谓细胞周期？细胞周期阶段划分？细胞周期的调控点分别在哪个阶段？主要调控因子是什么？何谓G0期细胞？细胞分裂的方式有几种？简述有丝分裂的过程。何谓减数分裂？简述第一次减数分裂前期的变化。说明细胞的同化作用和异化作用。何谓细胞分化？引起细胞分化的原因是什么？何谓细胞凋亡？引起细胞凋亡的原因？