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1、生命通过繁殖而延续 ，繁殖是生命最基本 的特征之一。通过繁 殖，生物的基本特征 信息由父母传递给子 代，这种信息传递称 为遗传。 一 细胞分裂和细胞周期 n 1、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 l 细胞分裂是细胞繁殖的一种形式 n 细胞分裂的作用 l 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 l 一个多细胞生物完全长 大以后，仍然需要细胞 分裂的过程
2、。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 骨髓细胞不断再生出新的血细胞 n 细胞分裂的作用 2、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 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 l细胞周期的时期随不同细胞、不同条件而异。 l以大肠杆菌为例，培养在
3、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。 l真核细胞的细胞周期比原核细胞长。 l如在适宜条件下草履虫一般为6小时，而蚕豆 根尖细胞为19.3小时。 间期时间总是长于分裂期（M期） l紫鸭跖草根尖细胞周 期约为20h 其中分裂间期17.5h（ G1期4h， S期10.8h， G2期2.7h），M期2.5h （前期1.6h，中期0.3h ，后期及末期0.6h） （3） 细胞周期的调控 l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
4、方面研究中有 突出贡献的三位科学家。 l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。 3、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 4、有丝分裂过程 （1 1）核分裂）核分裂 间期间期 DNA合成前期（G1G1期期） 进行RNA和 各类蛋白质的合成 DNA合成期（S S期期） 进行DNA的合 成复制、组蛋白的合成 DNA合成后期（G2 G2 期期） 进行微管蛋 白合成、DNA合成结束，准备分裂. 分裂期（各期细胞特征） 前期 染色质高度螺旋化 ，逐渐缩短变粗形成染色 体
5、；核仁、核膜消失；纺 锤丝开始出现。 中期 染色体排列在细胞 中央的赤道板上，纺锤体 明显。 后期 染色体从着丝点分 开，移向两极。 末期 染色体到达两极 ，并开始解螺旋逐渐形成 染色质；核仁、核膜出现 ，形成新的子核。 （2）胞质分裂 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。 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。 有丝分裂的特点和意义 l特点：染色体复制一次，细胞分裂一
6、次 ，子细胞染色体数目与母细胞一样。 l意义：保持了细胞遗传的稳定性。 5 减数分裂的过程 第一次分裂（简称分裂第一次分裂（简称分裂） 前期 细线期 染色质螺旋化缩短变粗形成细 长、线状的染色体 偶线期 同源染色体配对、联会 粗线期 同源染色体交叉、互换 双线期 发生交叉互换的染色单体分开 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 成对的同源染色体双双排列在赤 道面上，形成纺锤体。 后期 同源染色体分开并移向两极。 末期 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（简称分裂第二次分裂（简称
7、分裂 ） 过程与一般有丝分裂相同过程与一般有丝分裂相同 前期 中期 后期 末期 黑麦花粉母细胞减数分裂 减数分裂的特点和意义 l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。 l意义：保持了物种的稳定性。 二、细胞的分化 l细胞分化是指生物个体发育过程中，通过细胞 分裂在细胞之间产生形态结构功能上稳定性差 异的生命活动过程。在形态结构功能上有了稳 定性差异的细胞，称之为分化细胞。 l细胞分裂是细胞分化的基础，而两者又是多细 胞生物个体发育的基础，个体发育是通过细胞 分裂、细胞分化和细胞死亡三种生命活动得以 实现。而发育的本质有待于细胞分化的分子生 物学原理的阐明。 干细
8、胞(stem cell)： l是一类增殖较慢但能自我维持增殖的细 胞。这些细胞存在于各种组织的特定位 置上，从这些细胞可以产生出另外一群 具有有限的而分裂迅速的转移细胞群。 细胞的全能性 l细胞的全能性是一个有机体内每一个细 胞均有同样的或基本相同的成套遗传物 质，而且含有发育为完整有机体或分化 为任何细胞所必须的全部基因，具有分 化的潜能。这就是细胞全能性的基本含 义。 三、细胞衰老与细胞凋亡 1、细胞衰老(cell aging,cell senescence) l在一个生物、细胞培养或微生物无性系的生命 周期的开始时期中，细胞物质的形成超过了它 的降解，而细胞就增殖和生长。 l许多类型细胞
9、的生命周期的稍后时间，细胞物 质的形成和降解是平衡，生长和增殖就停顿下 来。最后，细胞物质的解裂或惰性的细胞物质 形成成为细胞代谢的盛行方向。这细胞生命中 的一个时期被认为是细胞的衰老。 衰老细胞的一般特征是： l(1)原生质减少。 细胞内原生质的含量也就相应地减少。 l(2)水分减少。 结果使细胞收缩，体积缩小，失去正常的形状 。 l(3)细胞核团缩。 核结构模糊不清，染色加深。 l(4)细胞核与细胞质的比率逐步减少，生长速 度也逐渐降低，甚至有的细胞最后连核也消 失，如哺乳动物的红细胞。 l(5)色素生成。 l如猕猴神经细胞内脂褐素增加与动物年龄增长 存在着平行关系。 l(6)酶的活性变化
10、。 l衰老细胞内酶的活性变化和含量增减，也可能 与衰老有关。但要在活组织中测定失活的酶很 困难。可仍有一些例子可以说明，如头发在年 老时变灰白，可能与头发基部的黑色素细胞失 去了酪氨酸酶的活性有关。 l衰老细胞的特征，有的是普遍共同存在，有的 是个别细胞所特有。伴随着细胞衰老过程的某 些变化可以用激素来减缓。然而还没有发现一 种激素或激素的组合能真正阻止衰老细胞的基 本退化，从而抗阻细胞衰老的进展。 2002年诺贝尔生理医学奖 【英】悉尼布雷内【英】约翰苏尔斯顿【美】罗伯特霍维 茨 2、细胞凋亡 l细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基 因控制的细胞自主的有序的死亡。 l细胞凋亡与细胞坏死不同，细
11、胞凋亡不 是一件被动的过程，而是主动过程，它 涉及一系列基因的激活、表达以及调控 等的作用。 细胞凋亡与坏死的区别 l虽然凋亡与坏死的最终结果极为相似，但它们 的过程与表现却有很大差别。 坏死（necrosis）：坏死是细胞受到强烈 理化或生物因素作用引起细胞无序变化的死亡 过程。表现为细胞胀大，胞膜破裂，细胞内容 物外溢，核变化较慢，DNA 降解不充分，引 起局部严重的炎症反应。 凋亡是细胞对环境的生理性病理性刺激信 号，环境条件的变化或缓和性损伤产生的应答 有序变化的死亡过程。其细胞及组织的变化与 坏死有明显的不同。 四 癌细胞的分裂 思考： 1、何谓细胞周期？细胞周期分为哪几个时期？其基本特 征是什么？ 2、细胞有丝分裂分为哪几个时期？说说各时期的主要特 征有哪些？ 3、怎样理解细胞的全能性？ 4、何谓细胞衰老？何谓细胞凋亡？ 5、为什么癌细胞不会衰老而会不断疯狂的分裂?