第八章第二節(jié)細(xì)胞的基本生命現(xiàn)象

第二節(jié)細(xì)胞的基本生命現(xiàn)象一細(xì)胞增值（一）細(xì)胞分裂的作用一些單細(xì)胞生物，如眼蟲和變形蟲，一次細(xì)胞分裂可形成兩個新生物體多細(xì)胞生物，也是由一個細(xì)胞——受精卵或合子經(jīng)過多次分裂和分化發(fā)育形成由受精卵或合子經(jīng)過多次分裂和分化發(fā)育形成多細(xì)胞囊胚細(xì)胞分裂是細(xì)胞繁殖的一種形式生物的生長也依賴于細(xì)胞分裂，細(xì)胞分裂還導(dǎo)致了多細(xì)胞生物的組織分化和生長發(fā)育繁殖與生殖無性繁殖與有性繁殖一個多細(xì)胞生物完全長大以后，仍然需要細(xì)胞分裂的過程。這種分裂生成的新細(xì)胞可用于替代不斷衰老或死亡的細(xì)胞，維持細(xì)胞的新陳代謝，或者用于生物組織損傷的修復(fù)例如，骨髓細(xì)胞可以不斷再生出新的血細(xì)胞（二）細(xì)胞周期1.細(xì)胞周期的概念：

指細(xì)胞從一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束為止的全過程。

典型的細(xì)胞周期可分為間期和細(xì)胞分裂期間期包括一個DNA合成期(S期）和S期前后的間隙期DNA合成前期（G1期）和DNA合成后期（G2期）。細(xì)胞分裂期包括核分裂和胞質(zhì)分裂兩個主要過程。細(xì)胞周期各期示意圖2.細(xì)胞周期的時間細(xì)胞周期的時期隨不同細(xì)胞、不同條件而異。以大腸桿菌為例，培養(yǎng)在只含葡萄糖和無機鹽環(huán)境里，細(xì)胞周期為45分；如果培養(yǎng)基中加入氨基酸和其他有機物后，細(xì)胞周期就縮短為20分。真核細(xì)胞的細(xì)胞周期比原核細(xì)胞長。3.細(xì)胞周期的調(diào)控為了確保細(xì)胞分裂分化的有序進(jìn)行，細(xì)胞內(nèi)必須對細(xì)胞周期嚴(yán)格監(jiān)控。近年來的研究獲得了許多突破性的進(jìn)展。2001年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎就給了在此方面研究中有突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。細(xì)胞周期的調(diào)控關(guān)鍵在分裂間期的兩個調(diào)控點（G1期進(jìn)入S期，G2期進(jìn)入M期），由MPF——成熟促進(jìn)因子對其進(jìn)行調(diào)控。4.細(xì)胞周期的階段G1期：主要活動是為DNA的復(fù)制及蛋白質(zhì)的合成作準(zhǔn)備。S期：DNA合成期。G2期：G2期的生物合成是為M期的細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備。有絲分裂所需的RNA、蛋白質(zhì)是在G2期合成。M期：RNA合成停止，蛋白質(zhì)合成減少以及染色體高度螺旋化。顯微鏡下可見到有絲分裂。G0期細(xì)胞分裂后相對穩(wěn)定的細(xì)胞，在適宜的刺激下，細(xì)胞能被觸發(fā)，從靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入增殖狀態(tài)。正常肝細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞是典型代表。正常情況下肝細(xì)胞很少分裂，但是肝部分切除手術(shù)時，即呈活躍的分裂活動，肝再生后，細(xì)胞又重新返回G0期。在腫瘤組織，由于G0期細(xì)胞代謝率低，對藥物不敏感，在藥物應(yīng)用期間保留下來，成為以后腫瘤復(fù)發(fā)的根源。（三）細(xì)胞分裂方式A、直接分裂（無絲分裂）B、有絲分裂（真核細(xì)胞分裂的普遍形式）C、減數(shù)分裂

1.真核細(xì)胞的有絲分裂

大多數(shù)真核生物是多細(xì)胞生物。體細(xì)胞的分裂稱為有絲分裂；生殖細(xì)胞形成過程中，則有與之不同的減數(shù)分裂。（1）核分裂

前期:染色質(zhì)濃縮，折疊，包裝，形成光鏡下可見的染色體，每條染色體含兩條染色單體。中期:核膜消失，染色體排列在赤道板上。后期:姐妹染色單體分開，被分別拉向細(xì)胞兩側(cè)。末期:重新形成核膜，染色體消失。細(xì)胞質(zhì)分裂:胞質(zhì)形成間隔，最終分開為兩個細(xì)胞。分裂間期有絲分裂前期中期中期后期末期細(xì)胞質(zhì)分裂有絲分裂

通常把體細(xì)胞稱為雙倍體細(xì)胞，體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)的總含量為2n。在細(xì)胞分裂中，在光鏡下可以看到染色體時，已經(jīng)過DNA復(fù)制，這時遺傳物質(zhì)的總量已經(jīng)是4n了。細(xì)胞分裂完成時，出現(xiàn)的兩個子細(xì)胞又都回復(fù)為2n。（2)胞質(zhì)分裂

①成膜體出現(xiàn)核分裂后期，在二子核間增加紡錘絲（微管組成），密集為一桶狀區(qū)域稱成膜體。②細(xì)胞板形成成膜體中的小泡（來自高爾基體）在赤道面聚集放出多糖物質(zhì)，構(gòu)成細(xì)胞板，分隔細(xì)胞質(zhì)并逐步向四周延伸與母細(xì)胞側(cè)壁相接，此時，細(xì)胞板就成了新壁的胞間層的最初部分。在細(xì)胞板的兩側(cè)有小泡融合形成新的質(zhì)膜。（3）有絲分裂的特點和意義特點：染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，子細(xì)胞染色體數(shù)目與母細(xì)胞一樣。意義：保持了細(xì)胞遺傳的穩(wěn)定性。3.減數(shù)分裂第一次分裂（簡稱分裂Ⅰ）前期Ⅰ①細(xì)線期染色質(zhì)螺旋化縮短變粗形成細(xì)長、線狀的染色體②偶線期同源染色體配對、聯(lián)會③粗線期同源染色體交叉、互換④雙線期發(fā)生交叉互換的染色單體分開⑤終變期染色體進(jìn)一步縮短變粗，核仁、核膜消失，紡錘絲出現(xiàn)。中期Ⅰ成對的同源染色體雙雙排列在赤道面上，形成紡錘體。后期Ⅰ同源染色體分開并移向兩極。末期Ⅰ染色體到達(dá)兩極，核仁、核膜重新出現(xiàn)，形成兩個子核；赤道面形成細(xì)胞板，隔成兩個子細(xì)胞，緊接發(fā)生第二次分裂。第二次分裂（簡稱分裂Ⅱ）過程與一般有絲分裂相同前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ黑麥花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂減數(shù)分裂的特點和意義特點：染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂二次，子細(xì)胞染色體數(shù)目為母細(xì)胞的一半。意義：保持了物種的穩(wěn)定性。二、新陳代謝：是細(xì)胞生命活動的基本特征。1、同化作用（合成代謝）細(xì)胞從外界攝取營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過消化、吸收，改變?yōu)榧?xì)胞本身所需要的物質(zhì)。2、異化作用（或分解代謝）細(xì)胞自身的物質(zhì)不斷地分解，釋放能量，供細(xì)胞各種功能活動的需要，并把廢物排出細(xì)胞外的過程。3、新陳代謝的作用細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)不斷得到更新，保持和調(diào)整細(xì)胞內(nèi)、外環(huán)境的平衡，以維持細(xì)胞的生命活動。三、細(xì)胞的分化、衰老與死亡1.細(xì)胞的分化

成年人的細(xì)胞數(shù)量和種類：全身細(xì)胞總數(shù)約1012個。細(xì)胞種類200多種。這么多種類細(xì)胞均來自一個受精卵細(xì)胞。

細(xì)胞分化的定義：發(fā)育過程中細(xì)胞后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生顯著差異的過程稱為細(xì)胞分化。上皮細(xì)胞脂肪細(xì)胞平滑肌細(xì)胞心肌細(xì)胞神經(jīng)元細(xì)胞正在受精的卵細(xì)胞

細(xì)胞分化不但發(fā)生在胚胎階段和發(fā)育過程中，亦發(fā)生在成人階段。如：人體血細(xì)胞的產(chǎn)生。

分化以后不同種類的細(xì)胞：

形態(tài)不同；

功能不同；

基因表達(dá)不同；

代謝活動也不同。四、細(xì)胞的衰老

生理性的衰老（凋亡）：器官系統(tǒng)的衰退。

病理性的衰老：

老年性疾病的發(fā)生。一名男子從36歲到75歲味覺喪失64％腎小球減少44％腎小球過濾率減少31％脊神經(jīng)元減少37％神經(jīng)傳導(dǎo)速度減慢10％腦供血量減少20％肺活量減少44％身體的衰老是以細(xì)胞衰老為基礎(chǔ)的。實驗證明，細(xì)胞有著明顯的衰老過程。體外培養(yǎng)成纖維細(xì)胞來自胎兒

可傳代50次

（與供體年齡有關(guān)）

來自成人

可傳代30次

來自小鼠

可傳代12－18次

（與供體物種特性有關(guān)）來自烏龜

可傳代120－140次

衰老的機理：

端粒學(xué)說

自由基學(xué)說

基因?qū)W說

telomeresH2OH?＋OH?帶有不成對電子的基團稱為自由基自由基的反應(yīng)活潑性特別強