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1、01细胞的增殖02细胞的分化03细胞的衰老和死亡第六章 细胞的生命历程01细胞的增殖总结细胞增殖生物体生长细胞不能无限长大细胞生长过程无丝分裂有丝分裂减数分裂细胞周期分裂间期分裂期前期中期后期末期意义动、植物细胞有丝分裂的区别过程意义细胞大小与物质运输的关系观察根尖分生组织的有丝分裂各期特征与图像细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。细胞增殖细胞增殖是重要的生命活动，是生物生长、发育、繁殖、遗传的基础。细胞增殖包括 物质准备 和 细胞分裂 两个连续的过程。具有周期性周期性概念概念意义意义内容内容细胞周期定义：连续分裂的细胞，从一次分裂完成一次分裂完成时开始，到下下一次分裂完成一次分裂完成时为止，
2、为一个细胞周期。概念概念阶段 分裂期（5%10%）分裂间期（90%95%）物质准备：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。完成复制后的核遗传物质的平均分配复习总结有丝分裂意义 将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，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的稳定性。植物和动物有丝分裂区别植物：由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体，出现细胞板向周围扩展形成细胞壁。动物：有中心体，由两组中心粒发出的星射线形成纺锤体，细胞膜从中部向内凹陷，缢裂成两个子细胞。无丝分裂在分裂过程中，没有出现纺锤丝和染色体的变化。细
3、胞越大，其表面积与体积的比值（相对表面积）越小，物质运输效率越低。下列细胞中不具有细胞周期的是叶肉细胞 分生区细胞 精子 植物形成层细胞皮肤生发层细胞 哺乳动物成熟红细胞 胚胎干细胞造血干细胞 神经细胞 肌肉细胞01细胞的增殖具有细胞周期2、右图表示细胞有丝分裂一个细胞周期所用的时间，下列说法正确的是（）.甲 乙的过程表示分裂间期.乙 甲的过程表示分裂期.一个细胞周期是指甲 甲的全过程.一个细胞周期是指乙 乙的全过程D分裂期分裂间期分裂间期DNA复制和相关蛋白质合成，细胞适度生长。间期结束DNA含量加倍，染色体数量不变，形成染色单体。一条染色质一条染色质一个一个DNA一条染色质一条染色质两两个
4、个DNADNA，两两条条姐妹染色单体姐妹染色单体姐妹染色单体姐妹染色单体着丝粒着丝粒染色体的计数：有几个着丝粒，就有几条染色体。复制复制合成姐妹依分分裂裂间间期期分分裂裂期期分裂间期：分裂期:细胞周期：分裂间期：分裂期:细胞周期：ABBAABAb-c、h-ic-hb-h中期前期后期末期子细胞 有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期，中期，后期，末期。分裂间期分裂期 核膜消失、核仁解体；细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体。染色质染色体 （散乱分布）纺锤体纺锤体着丝粒着丝粒染色体染色体前期中期 着丝粒排列在细胞中央的一个平面赤道板上（实际不存在）染色体形态固定，数目清晰
5、。（是观察染色体数目，形态的最佳时期）后期 着丝粒分裂，染色体数目加倍，姐妹染色单体消失染色体平均分配到细胞两极。末期 染色体、纺锤体消失；核膜、核仁出现；赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展形成细胞壁。细胞板细胞板真实存在。真实存在。高尔基体高尔基体与与细胞壁细胞壁的形成有关。的形成有关。后期核膜细胞板细胞板一个细胞分裂成两个子细胞每个子细胞的染色体数目与亲代细胞相等。分裂后形成的子细胞若继续分裂，进入下一个细胞周期的分裂间期。两个子细胞末期S z L w h核心核心归纳高等植物细胞增殖的概念图解（有（有丝分裂）分裂）动物细胞的有丝分裂中心粒中心粒倍增倍增中期中期后期后期分裂间期分裂间期前期前期
6、末期末期中心粒发出星射中心粒发出星射线形成纺锤体线形成纺锤体细胞膜从细胞中部细胞膜从细胞中部向内凹陷向内凹陷，最后把，最后把细胞缢裂成两部分细胞缢裂成两部分03有丝分裂后期中期前期间期植物细胞与动物细胞的有丝分裂有什么异同？末期植物动物间期前期末期有无中心体的倍增有由细胞两极直接发出的纺锤丝形成纺锤体 赤道板位置出现细胞板向周围扩展形成细胞壁 由两组中心粒发出的星射线形成纺锤体细胞膜从中部向内凹陷，缢裂成两个子细胞植物细胞与动物细胞的有丝分裂的区别无纺锤体形成方式形成新细胞的方式 将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，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，
7、因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。有丝分裂的意义复制 分裂（染色体平均分配）细胞器名称 所在细胞类型作用时期生理作用核糖体 中心体高尔基体线粒体动、植物细胞间期（主要）与相关蛋白质的合成有关动物、某些低等植物前期与纺锤体的形成有关植物细胞动、植物细胞末期整个细胞周期与细胞壁的形成有关提供能量与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用细胞周期中细胞结构或物质的 变化（以有丝分裂为主）核DNA数染色体数染色单体数（姐妹染色单体）110122122220染色体(质)DNA分子染色单体注意：注意：注意：注意：染色体数染色体数 =着丝粒数着丝粒数 DNADNA数数 =臂条数臂条数 染色体复制后才有染
8、色单体，着丝粒分裂后又无染色单体染色体复制后才有染色单体，着丝粒分裂后又无染色单体S z L w hS z L w h染色体、核DNA、染色单体数目的变化曲线分析 间期 04N2N 前期 中期 后期 末期 S z L w hS z L w h染色体、核DNA、染色单体数目的变化曲线分析 间期 04N2N 前期 中期 后期 末期 变化原因？变化原因？着丝粒分裂，姐妹染色单体分开细胞分裂，形成子细胞变化原因？DNA复制变化原因？间期染色体复制形成染色单体，一条染色体上有两条染色单体变化原因？着丝粒分裂，染色单体消失分裂分裂间期期分裂前期分裂前期分裂中期分裂中期分裂末期分裂末期分裂后期分裂后期染色体
9、与核染色体与核DNADNA数比值变化规律数比值变化规律染色体与染色体与核核DNA数数比比值 10.50.51 0.512N2N4N4N4N4N2N2N 4N0 4N4N4N4N004N染色体染色体DNA分子分子染色染色单体体S z L w hS z L w h有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体消失间期进行DNA的复制，染色体单体形成间有丝分裂前期和中efghi蛙的红细胞的无丝分裂过程细胞核延长核的中部向内凹陷,缢裂成两个细胞核特点在分裂过程中，没有出现纺锤丝和染色体的变化。整个细胞从中部缢裂成两个子细胞.实例：蛙的红细胞的分裂草履虫的细胞分裂无丝分裂癌细胞癌细胞u细胞中遗传物质发生变化，变成不受
10、机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞u起因：受到致癌因子的作用u正常细胞的分裂是在机体的精确调控之下进行的，在人的一生中，体细胞一般能够分裂5060次细胞越大，其表面积与体积的比值越小，物质运输效率越低。细胞不能无限长大的原因：表面积与体积的关系限制细胞长大；细胞核的控制范围有限。思考：既然细胞越小，物质运输的效率就越高，细胞体积是不是越小越好？不是，细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能。相对表面积就越小根冠分生区（无液泡）伸长区（方形、紧密）（有液泡）成熟区/根毛区（有液泡）（长条形）01植物根尖结构(1)高等植物根
11、尖、芽尖等_能进行有丝分裂。(2)由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。(3)在高倍显微镜下，根据细胞内_的存在状态，就可以判断这些细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。(4)染色体容易被_(如甲紫溶液)着色。实验原理：分生区细胞染色体碱性染料实验步骤：04观察根尖分生组织细胞的有丝分裂洋葱根尖分生区第一步：洋葱根尖的培养实验前3-4天，取洋葱一个，放在放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。在温暖的地方培养，注意换换水水。待根生长至5cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察（乳白色部分是分生区）。第二步：制成临时装片解离漂洗染色制片目的：
12、用药液使组织中的细胞相互分离开来04观察根尖分生组织细胞的有丝分裂将软化的根尖用镊子取出放入清水中，漂洗约10分钟。目的：解离漂洗取样时间：上午10时至下午2时，剪取洋葱根尖23 mm（过长包括伸长区，无细胞分裂）,立即放入解离液（质量分数为15%的盐酸+体积分数为95%的酒精，以1 1的比例混合）中，在室温下解离。解离三到五分钟（根尖软化）解离时间过长使根尖过分酥软，影响染色，而过短则会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。洗去药液，防止解离过度.漂洗是为洗去多余的盐酸，因此要保证足够的时间；不漂洗也会影响染色。压片：使细胞分散开，便于观察。将漂洗过的根尖放入盛有0.01 g/mL或0.02
13、g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液)的玻璃皿中染色。时间：35 min目的：使染色体着色。04观察根尖分生组织细胞的有丝分裂染色制片载玻片中央滴一滴清水镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片并用手指轻轻按压。S z L w hS z L w h注意：观察到的不同时期细胞数目的多少，可反映出各时期经历时间的长度。1.把制成的装片先放在低倍镜下观察，扫视整个装片，找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密。2.再换成高倍镜仔细观察，首先找出分裂中期的细胞，然后再找其他时期的细胞。第三步：洋葱根尖的显微观察S z L w hS z L w h实验异常现象的原因分析总结细胞增殖生物体生长细胞不能无限长大细胞生长过程无丝
14、分裂有丝分裂减数分裂细胞周期分裂间期分裂期前期中期后期末期意义动、植物细胞有丝分裂的区别过程意义细胞大小与物质运输的关系观察根尖分生组织的有丝分裂各期特征与图像02细胞的分化在个体发育中，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，叫作细胞分化（celldifferentiation）。细胞分化的概念细胞分化的实质：在个体发育的过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。（基因的选择性表达）细胞分化的实质（根本原因）持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。细胞分化的特点高度分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。稳定性：普遍性
15、：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。不可逆性：细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向进行。遗传物质 不变性分化后的细胞内的遗传物质没有发生改变。判断细胞发生分化的方法判断细胞发生分化的方法细胞水平上：亚显微结构水平上：分子水平上：细胞的结构、结构和功能发生改变细胞器的种类数量以及细胞质基质成分发生改变蛋白质种类数量发生改变基因的表达不完全相同细胞分化的意义细胞分化是生物体组织、器官、系统形态建成的基础，是个体发育的基础。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。基因细胞中的表达情况功能例子管家基因所有细胞均要表达维持细胞基本生
16、命活动所必需呼吸酶基因ATP合成酶基因奢侈基因不同类型细胞选择性表达赋予不同细胞特异性的生理功能血红蛋白基因肌动蛋白基因胰岛素合成基因基因选择性表达指的是基因选择性表达指的是奢侈基因的选择性表达！奢侈基因的选择性表达！是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。那些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。细胞的全能性1.概念2.应用植物组织培养技术：快速繁殖花卉和蔬菜等作物培养微型观赏植株拯救濒危物种快速、大量繁殖;不受季节影响;同时还能保持植物的优良品质。优点（1）离体(必要条件):（2）一定的营养物质(无机盐、
17、维生素、氨基酸等)和植物激素：（3）适宜的外界条件(适宜的温度、pH等)、无菌无毒的环境。3.实现细胞全能性的条件：韧皮部细胞细胞团根或芽幼苗胡萝卜植株实验证明：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，即植物细胞具有全能性。离体的植物器官组织或细胞植物激素植物激素愈伤组织根芽植物体脱分化脱分化再分化植物组织培养技术脱分化：再分化：让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。脱分化再分化内细胞团离体的韧皮部愈伤组织根或芽幼苗胡萝卜植株 韧皮部细胞属于已分化细胞斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株
18、。离体 植物激素 一定的营养条件 适宜的环境（pH、温度等）无菌环境细胞的全能性所需条件 实验证明：已经分化的动物细胞不能发育成新的动物个体，但已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性 。但是目前为止,人们还没有功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体克隆动物卵细胞乳腺细胞去核细胞核核移植代孕母羊多莉细胞全能性的比较（1）植物细胞 动物细胞（2）受精卵 生殖细胞 体细胞一般分化程度越高，全能性越低，反之，则越高。但分化程度越高的细胞，并不一定全能性越低（例卵细胞）。判断细胞全能性的标志看起点和终点。起点是“已分化的体细胞”，终点是发育成“个体”。（植物体细胞培养成叶子无法体现细胞全能型）。所有
19、有核细胞都具有全能性，但不一定都能体现全能性未脱离植物体的细胞不能体现全能性干细胞 动物和人体内仍保留着少数具有分裂能力和分化能力的细胞这些细胞叫做干细胞。如骨髓造血干细胞。1.概念：2.类型：(1)全能干细胞全能干细胞:最终发育成一个完整的个体。（胚胎干细胞）。(2)多能干细胞多能干细胞:胚胎干细胞进一步分化，可以形成各种组织干细胞，它具有形成一种器官的多种组织的潜能，但不能发育成完整的个体。(3)专能干细胞专能干细胞:多能干细胞进一步分化成为专能干细胞，专能干细胞只能分化成某一类型的细胞。如神经干细胞专门分化成各类神经细胞造血干细胞分化出各种血细胞。细胞分化与分裂的区别和联系细胞分裂细胞分
20、化不同点细胞数量形态结构和功能相同点联系增加相同不变存在差异染色体和遗传信息都不变先分裂，后分化；细胞分裂是分化的基础，共同完成生物个体发育过程；分化程度越高，分裂能力越低。03细胞的衰老和死亡细胞衰老特征(4)细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低(5)细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深(1)细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小(2)细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢(3)细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递衰老细胞会影响个体的表现，个体的衰老则明显地体现在外貌上。细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。衰老症状衰老症状原因分析原因分析皮
21、肤干燥、皱纹、变矮皮肤干燥、皱纹、变矮头发变白头发变白老年斑老年斑吸收能力下降吸收能力下降行动迟缓无力、怕冷行动迟缓无力、怕冷细胞水分减少，体积减小细胞内色素（脂褐素）的累积细胞膜通透性功能改变细胞呼吸速度减慢细胞内的酶（酪氨酸酶）活性降低细胞衰老的原因1、自由基学说异常活泼的带电分子或集团。2、端粒学说细胞衰老与个体衰老的关系单细胞生物：=细胞衰老或死亡个体衰老与死亡多细胞生物：细胞在不断更新个体衰老与死亡细胞普遍衰老与死亡 体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。人体细胞每天更新率为人体细胞每天更新率为1%1%2%
22、2%如肝细胞寿命约为如肝细胞寿命约为1818个月；个月；皮肤细胞的寿命为十多天；皮肤细胞的寿命为十多天；消化道内壁细胞消化道内壁细胞寿命寿命只有几十小时只有几十小时细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。众多细胞的衰老会导致人体的衰老，会出现众多细胞的衰老会导致人体的衰老，会出现众多细胞的衰老会导致人体的衰老，会出现众
23、多细胞的衰老会导致人体的衰老，会出现免疫力下降、适应环免疫力下降、适应环免疫力下降、适应环免疫力下降、适应环境能力减弱境能力减弱境能力减弱境能力减弱等现象等现象等现象等现象例如：血液中红细胞的快速更新，可保障机体所需氧气的供应例如：血液中红细胞的快速更新，可保障机体所需氧气的供应例如：血液中红细胞的快速更新，可保障机体所需氧气的供应例如：血液中红细胞的快速更新，可保障机体所需氧气的供应有利方面有利方面不利方面不利方面细胞衰老的意义例如：例如：儿童早衰症儿童早衰症就是细胞过早衰老导致的一种疾病。就是细胞过早衰老导致的一种疾病。细胞的死亡细胞死亡包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是一种主要方式。（一）
24、（一）细胞凋亡细胞凋亡1.定义：由由基因基因所决定的细胞所决定的细胞自动结束生命自动结束生命的过程。细胞凋亡受到严格的过程。细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡。的由遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡。2.实质：与凋亡相关的基因选择性表达的结果与凋亡相关的基因选择性表达的结果细胞收缩凋亡小体被吞噬细胞吞噬消化正常细胞3.过程：4.意义：(3)(3)(3)(3)抵御外界因素的干扰抵御外界因素的干扰抵御外界因素的干扰抵御外界因素的干扰(1)(1)(1)(1)完成正常生长发育完成正常生长发育完成正常生长发育完成正常生长发育(2)(2)(2)(2)维持内部环境的稳定维
25、持内部环境的稳定维持内部环境的稳定维持内部环境的稳定（发育性凋亡）（发育性凋亡）（更新性凋亡）（更新性凋亡）（清除性凋亡）（清除性凋亡）某些被病原体感染的细胞的清除；某些被病原体感染的细胞的清除；清除受损、突变、衰老的细胞清除受损、突变、衰老的细胞蝌蚪发育过程，尾的消失；蝌蚪发育过程，尾的消失；胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的自动死亡；胎儿手发育过程中，手指连接处细胞的自动死亡；(二）二）二）二）细胞坏死细胞坏死细胞坏死细胞坏死 指在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由于细胞的正常代谢活动受损或中断，从而引起细胞的损伤和死亡。如骨细胞坏死，神经细胞坏死如骨
26、细胞坏死，神经细胞坏死等。等。概念：极端的物理因素极端的化学因素病理性刺激尼古丁烫伤烫伤判断下列过程属于细胞坏死还是细胞凋亡（1 1）在胚胎发育时期清除多余的细胞建成器官。）在胚胎发育时期清除多余的细胞建成器官。（2 2）胎儿尾的消失，手的发育，蝌蚪尾的消失。）胎儿尾的消失，手的发育，蝌蚪尾的消失。（3 3）在成体中，细胞衰老死亡后的自然更新）在成体中，细胞衰老死亡后的自然更新（4 4）被病原体感染的细胞被吞噬细胞清除。）被病原体感染的细胞被吞噬细胞清除。（5 5）身体被烫伤）身体被烫伤细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞坏死细胞细胞细胞细胞自噬自噬自噬自噬1.定义：在一定条件下，细胞会将受损
27、或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。通俗地说，就是细胞吃掉自身地结构和物质。溶酶体溶酶体自噬体自噬体2.细胞自噬的意义 可在营养缺乏条件下获得维持生存所需的物质和能量 清除受损或损伤的细胞器以及感染的微生物和毒素，维持细胞内部的稳定 有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡，细胞自噬障碍会引发疾病。项目项目细胞凋亡细胞凋亡细胞坏死细胞坏死与基因的关系与基因的关系特点特点死亡原因死亡原因死亡过程死亡过程对机体的影响对机体的影响细胞凋亡和细胞坏死的区别细胞凋亡和细胞坏死的区别受凋亡基因控制的受凋亡基因控制的生理性或病理性生理性或病理性病理性病理性对机体是有利，对机体是有利，不发生炎症不发生炎
28、症基因控制基因控制主动的，不可逆转主动的，不可逆转与基因无关与基因无关对机体是有害，对机体是有害，发生炎症发生炎症不利因素影响不利因素影响被动的，可逆转被动的，可逆转“寿终正寝寿终正寝”“死于非命死于非命”细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死的区别细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死的区别项目项目细胞衰老细胞衰老细胞凋亡细胞凋亡细胞坏死细胞坏死实质实质内因和外因共同作用的结果受到由遗传机制决定的程序性调控受电、热、冷、机械等不利因素影响，与基因无关形态形态变化变化细胞萎缩，细胞膜皱缩多为单个细胞，形成凋亡小体，细胞膜内陷外形呈不规则变化，细胞膜破裂意义意义生物体的绝大多数细胞都经历未分化分化衰老死亡的过程；细胞衰老是时刻都在发生的清除多余、无用的细胞清除完成正常使命的衰老细胞；清除体内的有害细胞；维持器官和组织中细胞数目的相对稳定对周围细胞造成伤害，引发炎症对机体对机体的影响的影响对机体有利对机体有利对机体有害