資源簡介

第6章 細胞的生命歷程
第一節 細胞的增殖
細胞增殖與細胞周期
生物體的生長與細胞的關系：
細胞增值：
概念：細胞通過細胞分裂增加細胞數量的過程。
意義：細胞增殖是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎。
過程：包括物質準備和細胞分裂兩個相連續的過程，細胞增殖具有周期性。
細胞周期要點：
概念：連續分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，為一個細胞周期。
適用范圍：連續分裂的細胞
時間起止：起點：一次分裂結束時；終點：下一次分裂結束時
兩個階段：分裂間期：主要完成DNA的復制和有關蛋白質的合成，細胞有適度的生長。分裂期：通過染色體平均分配，完成細胞的分裂。
長短：不同細胞的細胞周期，時間長短各不相同。
易錯點：
只有連續分裂的細胞才有細胞周期，如發育中的受精卵、根尖分生區細胞等。
細胞周期必須是分裂間期在前，分裂期在后，不能顛倒。
一些外界因素，如溫度、pH等會影響細胞周期的長短。
有絲分裂
高等植物有絲分裂過程
時期 高等植物細胞示意圖 動物細胞示意圖 主要特點 記憶口訣
分裂間期 完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，同時細胞有適度的增長。每條染色體經復制后形成兩條完全一樣的姐妹染色單體，動物細胞還完成中心粒的倍增 復制合成有單體
有絲分裂（分裂期） 前期 核仁消失，核膜解體；出現染色體（散亂分布）；植物細胞從細胞兩極發出紡錘絲，進而形成紡錘體；動物細胞兩組中心粒分別移向細胞兩級，發出星射線，形成紡錘體。 膜仁消失現兩體
中期 染色體的著絲粒排列在赤道板位置上，染色體形態穩定，數目清晰（觀察染色體的最佳時期） 形定數晰赤道齊
后期 每個著絲粒一分為二，每條染色體的兩條姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體。（染色體數目加倍，單體數為零） 紡錘絲收縮，牽引著子染色體向細胞兩級移動，形成兩套數目和形態完全相同的染色體 粒裂數增均兩級
末期 染色體變成染色質絲，紡錘體消失，核膜核仁重新出現。植物細胞在赤道板位置出現細胞板，進而形成新的細胞壁，最后一個細胞分裂為兩個子細胞；動物細胞細胞膜從細胞的中部向內凹陷，一個細胞縊裂成兩個子細胞 膜仁重現失兩體
注意事項：
赤道板只表示一個位置，不是真實存在的結構。而細胞板是一種結構在顯微鏡下可以看見。
分裂間期為分裂期作活躍的物質準備，分裂間期結束后，開始進行有絲分裂。有絲分裂不包括分裂間期。
染色體和染色質是同一物質不同時期的兩種形態。
動物細胞與高等植物細胞周期過程的比較
有絲分裂的特點與意義
特點：
注意：染色體平均分配會使DNA平均分配，是指細胞核中的DNA平均分配，而細胞質中的DNA在分裂時是隨機分配的，如線粒體DNA。
意義：將親代細胞的染色體經過復制之后，精確地平均分配到兩個子細胞中，由于染色體上有遺傳物質DNA，因而在細胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩定性。
無絲分裂
過程：細胞核延長 核縊裂 細胞質縊裂 形成兩個細胞
特點：沒有出現紡錘絲和染色體變化，但是染色質、DNA也要進行復制，并且細胞要增大
實例：蛙的紅細胞的無絲分裂
細胞周期中細胞內染色體、染色單體、核DNA分子等的規律性變化
ab 段變化的原因：分裂間期，DNA分子的復制，DNA數目加倍
cd 段變化的原因：有絲分裂后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開形成子染色體，染色體數目加倍。
ef 段變化的原因：有絲分裂末期，一個細胞分裂形成兩個子細胞
ab 段變化的原因：分裂間期，DNA分子的復制，一條染色體上出現兩條姐妹染色單體。
cd段變化的原因：有絲分裂后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開形成子染色體。
觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂
實驗原理：
選材 在高等植物內，有絲分裂常見于根尖、芽尖等分生區細胞
染色 染色質（體）容易被堿性燃料（如甲紫溶液，舊稱龍膽紫溶液）著色，便于觀察
時期確定 各個細胞的分裂是獨立進行的，在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時期的細胞，可以利用高倍顯微鏡，根據染色體的形態和數目，識別細胞有絲分裂的不同時期
其中分生區細胞呈正方形，排列緊密。分生區有較多細胞處于分裂期，適宜作為有絲分裂觀察材料。
方法步驟：
實驗的選材及注意事項
實驗材料的選擇 類型 選取細胞周期短、分裂期占細胞周期比例相對較大的材料
部位 選取分裂旺盛的部位（如根尖、芽尖的分生區）
時間 選擇分裂旺盛的時間
操作注意事項 解離時間 太短 細胞解離過輕，壓片時細胞不易分散
過長 細胞解離過度、根尖過分酥軟，影響染色和制片
漂洗時間 適宜 洗去多余的鹽酸，防止因解離過度而影響染色和制片
染色時間 太短 染色體或染色質不能完全著色
太長 使其他部分也被染成深色，無法分辨染色體
壓片 過輕 細胞未分散開
過重 將組織壓爛
顯微鏡觀察 細胞狀態 顯微鏡下觀察的都是死細胞，不能看到動態變化
細胞數目 處于分裂間期的細胞數目最多，原因是分裂間期歷時最長
最佳觀察時期 中期，原因是中期染色體形態穩定、數目清晰
第二節 細胞的分化
細胞分化及其意義
概念：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。
過程及實質：細胞中基因的選擇性表達（不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同）。
特點
普遍性 在生物界中普遍存在，是生物個體發育的基礎
持久性 發生在生物體的整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度
相對穩定性（不可逆性） 一般來說，分化的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡
遺傳物質不變性 一般情況下，分化后的細胞內遺傳物質不發生改變
結果：形成不同形態、結構、功能的細胞，不同類型的細胞構成不同的器官和組織。
意義：①是個體發育的基礎，能形成具有特定形態、結構和功能的組織和器官；②使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率。
從不同水平理解細胞分化
細胞分化 細胞水平 細胞形態、結構和生理功能上發生穩定性差異
細胞器水平 細胞器的數目及細胞質基質成分發生變化
分子水平 蛋白質種類、數量、功能發生變化
分子水平 基因的選擇性表達（細胞分化的根本原因）
說明：基因控制RNA和蛋白質的合成，基因的選擇性表達會使RNA和蛋白質的種類和數量發生改變。
二、 細胞的全能性
概念：細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化為其他各種細胞的潛能和特性。
實例：① 植物的組織培養，得出結論：高度分化的植物細胞具有全能性。
② 克隆動物的培育（動物體細胞核移植），得出結論：已分化的動物體細胞的細胞核是具有全能性的。
干細胞：① 概念：動物和人體內仍保留著的少數具有分裂和分化能力的細胞。② 實例：全能干細胞（胚胎干細胞）、多能干細胞（造血干細胞）、專能干細胞（神經干細胞）
三、 比較細胞分裂、細胞分化與細胞全能性
細胞分裂與細胞分化的比較
類別 細胞分裂 細胞分化
時間 從受精卵開始 發生在整個生命過程中
結果 細胞數量增多，生成相同的細胞 細胞種類增多，生成不同的細胞，形成組織和器官
意義 重要的生命活動，生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎 生物體發育的基礎；使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高生物體各種生理功能的效率
關系 細胞分裂時=是細胞分化的基礎，兩者往往是相伴相隨的；一般來說，分化程度越高，細胞的分裂能力就越低
細胞分化與細胞的全能性的比較
類別 細胞分化 細胞全能性
原理 細胞內基因選擇性表達 已分化的細胞依舊含有本物種的全套遺傳信息
特點 持久性；不可逆性；普遍性；遺傳物質不變性 高度分化的植物細胞具有全能性；已分化的動物體細胞的全能性受到限制，但其細胞核仍具有全能性
結果 形成形態、結構、功能不同的細胞 產生完整的有機體或分化為其他各種細胞
大?。ǔ潭龋┍容^ 細胞分化程度有高低之分： 高低分化的體細胞＞生殖細胞＞受精卵 細胞全能性有大小之分：受精卵＞生殖細胞＞體細胞
關系 一般來說，兩者的遺傳物質都不發生變化；一般來說，細胞分化程度越低，全能性越高；分化程度越高，全能性越難以表達
第三節 細胞的衰老和死亡
細胞的衰老
細胞衰老的概念：細胞的生理狀態和化學反應發生復雜變化的過程，最終表現為細胞的形態、結構和功能發生變化。
細胞衰老的特征：① 水分減少——細胞萎縮，體積變??；② 多種酶的活性降低——呼吸速率減慢，新陳代謝速率減慢；③ 細胞膜通透性改變，使物質運輸功能降低；④ 細胞核體積增大，核膜內折，染色質收縮、染色加深；⑤ 細胞內色素逐漸積累，妨礙細胞內物質的交流和傳遞。
衰老細胞影響個體的表現
細胞衰老的原因
自由基學說
端粒學說
細胞衰老和個體衰老的關系
單細胞生物：細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡
多細胞生物：細胞的衰老和死亡與個體的衰老和死亡并不是一回事。多細胞生物體內的細胞總是在不斷更新著，總有一部分細胞處于衰老或走向死亡的狀態。從總體上看，個體衰老的過程是組成個體的細胞普遍衰老的過程。
細胞衰老的意義
有利： 細胞衰老是人體內發生的正常生命現象，正常的細胞衰老有利于機體更好地實現自我更新。
有害：眾多細胞的衰老會導致人體的衰老，會出現免疫力下降、適應環境能力減弱等現象。
二、 細胞的死亡
1. 細胞死亡的方式
細胞死亡包括凋亡和壞死等方式，其中凋亡是細胞死亡的一種主要方式。
2. 細胞凋亡
概念：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，就叫細胞凋亡。是細胞內遺傳機制程序性調控的結果，又叫細胞程序性死亡。
實例：人體和蝌蚪尾的消失（細胞的自動死亡）；胎兒手發育過程中，手指連接處細胞的自動死亡；脊椎動物神經系統在發育過程中，約有50%的細胞凋亡；清除受損、突變、衰老的細胞；某些被病原體感染的細胞的清除。
意義：完成正常生長發育，維持內部環境的穩定，抵御外界因素的干擾。
3. 細胞壞死
概念：指在種種不利因素影響下，如極端的物理、化學因素或嚴重的病理性刺激的情況下，由于細胞的正常代謝活動受損或中斷，從而引起細胞的損傷和死亡。
實例：燙傷的皮膚細胞的死亡；骨折后骨細胞的死亡；吸煙者肺部細胞因尼古丁作用的死亡
4.細胞自噬
概念：在一定條件下，細胞會將受損或功能退化的細胞結構等，通過溶酶體降解后再利用。
對象：受損或功能退化的細胞結構等。
作用：在營養缺乏條件下，獲得維持生存所需的物質和能量，克服營養缺乏條件；細胞受到損傷或衰老時，清除受損或衰老的細胞器；微生物入侵時，清除感染的微生物和毒素。
有些激烈的細胞自噬，可能誘導細胞凋亡。
三、 細胞凋亡和細胞壞死的比較
類別 細胞凋亡 細胞壞死
原因 正常生理變化 病理性變化或劇烈損傷
范圍 多為單個細胞 大片組織或成群細胞
細胞膜 內陷 破損
細胞器形態 無明顯變化 腫脹
細胞體積 收縮變小 腫脹變大
炎癥反應 無炎癥反應 引發炎癥

展開更多......

收起↑