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细胞的生命历程(增殖、衰老、死亡、癌变)


细 胞 的增 殖

生 物 体 的 生 长
细胞数目增加(细胞分裂) 细胞数目增加(细胞分裂) 数目增加 细胞体积增大( 细胞体积增大(细胞生长 ) 体积增大

细胞生长
细胞不能无限生长的限制原因: 细胞不能无限生长的限制原因: 不能无限生长的限制原因 表面积与体积的比(相对表面积) 1,表面积与体积的比(相对表面积) ——细胞体积越大,相对表面积越小 细胞体积越大 细胞体积越大,相对表面积越小 细胞与外界物质交换的频率越低 细胞与外界物质交换的频率越低 2,细胞核与它控制的细胞质的比 DNA不会随细 细胞核是细胞的控制中心(DNA不会随细
胞体积扩大而增加,细胞过大,核负担过重) 胞体积扩大而增加,细胞过大,核负担过重)

细胞增殖的方式
细胞分裂

细胞增殖的意义
是生物体生长,发育,繁殖, 是生物体生长,发育,繁殖,遗传的基础

真核细胞的分裂方式 真核细胞的分裂方式
无丝分裂 有丝分裂 减数分裂
:分裂过程没有出现纺锤体,染 分裂过程没有出现纺锤体, 没有出现纺锤体 色体的变化 实例: 色体的变化 实例:蛙的红细胞 :产生体细胞 产生体细胞 :特殊的有丝分裂, 特殊的有丝分裂, 形成有性生殖细胞 形成有性生殖细胞

原核细胞的分裂方式: 原核细胞的分裂方式:无丝分裂

细胞周期
连续分裂的细 连续分裂的细 上一次分裂 胞,从上一次分裂 结束时开始到 时开始到下一 结束时开始到下一 分裂结束时止. 结束时止 次分裂结束时止.
包括分裂间期和 包括分裂间期和分裂期 分裂间期 间期开始到 间期开始到分裂期结束

有丝分裂细胞周期

细胞的有丝分裂

植物细胞有丝分裂模式图 植物细胞

动物细胞有丝分裂模式图 动物细胞

动植物细胞有丝分裂的比较 动植物细胞有丝分裂的比较 细胞有丝分裂
不 同 点 相 同 点 植物细胞 前期:细胞两极 两极发 1,前期:细胞两极发 纺锤丝构成纺锤体 出纺锤丝构成纺锤体 末期:细胞板形成 2,末期:细胞板形成 细胞壁分成两个子细胞 动物细胞 前期:两组中心体 1,前期:两组中心体 发出星射线 星射线构成纺锤体 发出星射线构成纺锤体 末期: 2,末期:细胞膜内陷缢 裂成两个子细胞

1,间期都有染色体的复制; 间期都有染色体的复制; 核膜,核仁的变化相同; 2,核膜,核仁的变化相同; 染色体的行为变化完全相同. 3,染色体的行为变化完全相同.

细胞有丝分裂各期的特点
时期 主要特点 DNA复制和有关 DNA复制和有关 复制 蛋白质合成 蛋白质合成 染色体 DNA
2N → 4N

分裂间 期

染色单体
0 → 4N

2N 2N 2N 4N
4N → 2N

两消两现: 两消两现:核膜核 仁消失,染色体, 前期 仁消失,染色体, 纺锤体出现 纺锤体出现

4N 4N 4N

4N 4N 0

分 中期 裂 期

着丝点整齐排列在赤道 着丝点整齐排列在赤道 板上, 板上,染色体清晰可数

一分为二, 着丝点一分为二 着丝点一分为二, 后期 染色单体分离 染色单体分离 末期
两消两现:染色体, 两消两现:染色体,纺 锤体消失, 锤体消失,核膜核仁出 现,细胞一分为二

4N → 2N

0

注意:
为分裂期作物质准备,细胞体积增大 分裂间期为分裂期作物质准备,细胞体积增大

分裂期中期 分裂期中期:
染色体形态稳定,数目清晰——观察染色体最佳时期 染色体形态稳定,数目清晰——观察染色体最佳时期 ——

赤道板只是一个幻想的平面, 赤道板只是一个幻想的平面, 并非一个真实存在的结构

染色质 间期, 间期, 末期

高度螺旋化,变短, 高度螺旋化,变短,变粗 解螺旋, 解螺旋,成为细丝状

染色体 前期, 前期, 中期, 中期, 后期

复制
一条染色体 一条 一个DNA 一个 无染色单体

着丝点分裂 二条染色体 二条 二个DNA 二个 无染色单体

一条染色体 一条 二个DNA 二个 二个染色单体 二个

注意:分裂后期,着丝点一分为二, 注意:分裂后期,着丝点一分为二,姐妹染色单体 随之分开,各自有了自己的着丝点, 随之分开,各自有了自己的着丝点,这时不再是染 色单体而叫子染色体. 色单体而叫子染色体.

有丝分裂的重要特征: 有丝分裂的重要特征:
亲代细胞的染色体经过复制后, 亲代细胞的染色体经过复制后, 精确地平均分配 平均分配到两个子细胞中 精确地平均分配到两个子细胞中

实验: 实验:观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
实验程序: 实验程序:
解离液(15%盐酸 解离液( 盐酸 和95%酒精 ) 酒精1:1) 酒精

——必修一 p115 必修一
盖盖玻片前要将根尖弄碎, 盖盖玻片前要将根尖弄碎,盖片后 按压适度,使细胞分散, 按压适度,使细胞分散,避免重叠

清水 (3—5min)

培养

取材

(3—5min) (约10min)

解离

漂洗

染色

制片

观察

根尖 2~3mm 生长点 (分生 区)

目的: 目的:细 胞分离. 胞分离.

洗去解离液, 洗去解离液, 防止解离过 度,破坏细 胞;利于染 色(染料碱 性)

碱性染料—— 碱性染料 龙胆紫或醋酸 洋红溶液, 洋红溶液,使 细胞核染色体 染色

细胞分化
组织, 组织,器 官,系统 个体

概念: 在个体发育中, 概念: 在个体发育中,由一个或一种细胞增殖 产生的后代, 形态,结构和生理功能上发生 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. 稳定性差异的过程.

①②分别是什么生命现象? ①②分别是什么生命现象? 分别是什么生命现象

下列事实分别说明了细胞分化的特征

1.细胞分化发生在整个生命进程中. 1.细胞分化发生在整个生命进程中. 细胞分化发生在整个生命进程中 持久性 2.黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑 2.黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑 黑色素细胞在体外培养30 色素;离体培养的上皮细胞, 色素;离体培养的上皮细胞,始终保持为上皮细 而不会变成其他类型的细胞. 胞,而不会变成其他类型的细胞. 稳定性 3.造血干细胞 3.造血干细胞 原红细胞 早幼红细胞 中幼 红细胞 晚幼红细胞 成熟红细胞 死亡 细胞分化的特点: 细胞分化的特点: a.持久性 b.稳定性 c.不可逆性 a.持久性 b.稳定性 c.不可逆性 不可逆性

细胞分裂

细胞分化

不 细胞 不变 增加 数量 同 点 形态 结构 相同 差异 功能 相 同 遗传信息都不变 点 联 系 共同完成生物个体发育过程

细胞分化小结 过程:发生在生物体的整个生命过程中, 过程:发生在生物体的整个生命过程中,在胚 胎时期达到最大限度 结果:由同一个受精卵经分裂, 结果:由同一个受精卵经分裂,分化形成不同 的细胞 实质:不同发育时期基因进行选择性表达 实质:不同发育时期基因进行选择性表达 意义:细胞分化是个体发育的基础; 意义:细胞分化是个体发育的基础;是生物界 中普遍存在的生命现象. 中普遍存在的生命现象.使多细胞生物体中的 细胞趋向专门化, 细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的 效率. 效率.

植物组织培养的过程

高度分化的植物细胞有发育成完整个体的潜能 高度分化的植物细胞有发育成完整个体的潜能 植物细胞有发育成完整个体

克隆羊的诞生
多莉是怎么诞生的? 多莉是怎么诞生的?

高度分化的动物体细胞的细胞 高度分化的动物体细胞的细胞 动物体细胞的 有发育成完整个体 完整个体的潜能 核有发育成完整个体的潜能

植物组织培养技术

克隆个体的产生

已经分化的细胞,仍然具有发育成 已经分化的细胞, 的细胞 完整个体的潜能 的潜能. 完整个体的潜能. 细胞全能性
细胞具有全能性的原因: 细胞具有全能性的原因:高度分化的细胞含有保持物 种发育所需要的全套基因 种发育所需要的全套基因

一般情况下,分化程度越高,全能性越低. 分化程度越高,全能性越低 分化程度越高 全能性高低: 全能性高低:受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞

细胞的衰老和凋亡

衰老细胞的特征
水分减少,体积变小 水分减少,体积变小,代谢减慢 酶活性降低,如白发 酶活性降低 色素积累,如老年斑 色素积累 细胞内呼吸速率减慢,细胞核体积增大 细胞内呼吸速率减慢,细胞核体积增大, 核膜内折,染色质收缩,染色加深 核膜内折,染色质收缩,染色加深 细胞膜通透性改变, 细胞膜通透性改变,物质运输功能降低

多细胞生物 细胞的衰老不等于个体的衰老 ——幼年个体每天也有细胞衰老
细胞普遍衰老 细胞普遍衰老 普遍

个体的衰老也不等于细胞的衰老 ——老年个体每天也有新的细胞产生

细胞凋亡: 细胞凋亡: 细胞凋亡

细胞的死亡

由基因决定的细胞自动结束生命的过 基因决定的细胞自动结束生命的过 决定的细胞自动结束生命 细胞编程性死亡. 也称细胞编程性死亡 程,也称细胞编程性死亡.
属正常死亡,是主动的,生理性的死亡方式. 正常死亡,是主动的,生理性的死亡方式. 死亡

细胞坏死 细胞坏死
在不利因素影响下,细胞正常代谢活 不利因素影响下,细胞正常代谢活 影响下 动受损或中断引起的细胞损伤和死亡. 引起的细胞损伤和死亡 动受损或中断引起的细胞损伤和死亡.
是被动的,病理性的死亡方式. 是被动的,病理性的死亡方式.

癌细胞的特征
1.无限增殖的 不死的细胞" 1.无限增殖的"不死的细胞"; 无限增殖 2.形状结构改变的 变态的细胞" 2.形状结构改变的"变态的细胞"; 形状结构改变 3.黏着性降低的 扩散的细胞" 3.黏着性降低的"扩散的细胞" 黏着性降低 细胞膜上的糖蛋白减少) 糖蛋白减少 (细胞膜上的糖蛋白减少)

致癌因子(外因) 致癌因子(外因)
1.物理致癌因子: 1.物理致癌因子:主要指辐射,如 紫外线, 物理致癌因子 X射线等. 2.化学致癌因子:无机物如石棉,砷化物, 2.化学致癌因子: 化学致癌因子 铬化物,镉化物等;有机物如黄曲霉毒素, 亚硝胺,联苯胺,烯环烃等. 3.生物致癌因子: 3.生物致癌因子:如Rous肉瘤病毒 生物致癌因子

细胞癌变的根本原因(内因) 细胞癌变的根本原因(内因)
基因突变(原癌基因和抑癌基因突变) 基因突变(原癌基因和抑癌基因突变) 突变
原癌基因的激活 抑癌基因的失活 致癌因子损害细胞的DNA分子, 致癌因子损害细胞的DNA分子,使 损害细胞的DNA分子 原癌基因和抑癌基因突变, 原癌基因和抑癌基因突变,导致正常细 胞的生长和分裂失控 生长和分裂失控而变成癌细胞 胞的生长和分裂失控而变成癌细胞

细胞的凋亡, 细胞的凋亡,坏死与癌症的比较
项目 细胞凋亡 细胞坏死 细胞癌变 与基因的 基因控制 关系 影响因素 遗传机制 决定的程 决定的程 序性调控 对机体的 有利 影响 不受基因控 受突变基因 控制 制 物理, 电,热,冷, 物理,化学 机械等不利 和病毒致癌 机械等不利 和病毒致癌 因素影响 因子 有害 有害


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