细胞的分化、衰老和死亡

生物必修，主要内容有：细胞分化、细胞的全能性、细胞的衰老、细胞的死亡四部分内容。

细胞的分化、衰老和死亡

• 细胞分化
  • 概念
    • 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。
  • 实质
    • 在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，即基因的选择性表达。
  • 为什么来源于同一个体的两种细胞形态、结构、功能有所不同，二遗传物质相同？
    • 从起源上看，这两种细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂增殖而来的，根据有丝分裂的特征，染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，所以，二者的遗传信息一样。 从发育过程上看，这两种细胞在不同时间和空间，其遗传信息的表达情况不同，于是就产生了不同的蛋白质，行使不同的功能。
  • 管家基因奢侈基因
    • 管家基因
      • 所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。
    • 奢侈基因
      • 不同类型细胞特异性表达的一类基因，其表达产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因等。
  • 特点
    • 持久性
      • 细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
    • 普遍性
      • 细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
    • 遗传物质不变性
      • 在细胞分化过程中，遗传物质不会发生改变
        • 不可逆性，稳定性
  • 意义
    • 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
  • 细胞分化与细胞分裂的区别与联系
    • 细胞分化是细胞种类增多（细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异）,发生在整个生命进程中，生物体正常生长发育的基础
    • 细胞分裂是细胞数目增多,从受精卵开始，有些部位的细胞终生保持分裂能力，有的细胞发育到一定时期停止分裂；保持了亲代和子代之间遗传的稳定性
    • 细胞的分裂是细胞分化的基础。细胞的分裂与分化往往是相伴随的，随着细胞分化程度的增进，细胞的分裂能力逐渐下降
• 细胞的全能性
  • 概念
    • 细胞全能性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
      • （1）高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
      • （2）已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性
  • 原因
    • 已分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的全部基因。
  • 理解
    • 体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带有相同的DNA分子
  • 细胞分化与细胞全能性的关系
    • 全能性的大小：受精卵＞生殖细胞＞体细胞
    • 分化程度：体细胞＞生殖细胞＞受精卵
    • 细胞的分化程度越高，具有的全能性越小
  • 干细胞
    • 动物和人体内保留着极少数具有分裂和分化能力的细胞
• 细胞的衰老
  • 细胞衰老的主要特征
    • 细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小。
    • 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
    • 细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。
    • 细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深
    • 细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
  • 人体衰老的主要表现及原因分析
  • 原因
    • 自由基学说
      • 自由基：通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基
      • 内容：自由基产生后会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，导致细胞衰老
    • 端粒学说
      • 端粒：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒
      • 内容：细胞每分裂一次端粒DNA序列会缩短一截，在端粒DNA序列被截短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常
  • 细胞衰老与个体衰老的关系
    • 单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡
    • 多细胞生物
      • 从细胞水平上讲，生物体内的细胞总是不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态
      • 从总体水平上讲，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程
      • 正常的细胞衰老对机体是有利的
• 细胞的死亡
  • 细胞凋亡
    • 概念： 是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
    • 类型:个体发育中细胞程序性死亡；成熟生物体中细胞自然更新；被病原体感染的细胞清除
    • 意义
      • ①维持生命体正常发育。（清除多余的细胞）
      • ②维持机体内部环境的稳定。（细胞的自然更新）
      • ③抵御外界各种因素的干扰。（受损的、被病原体感染细胞的清除）
  • 细胞坏死
    • 在种种不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡
  • 细胞自噬
    • 概念
      • 在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用
        • 有些激烈细胞自噬，可能诱导细胞凋亡
    • 意义
      • 处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量
      • 在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定
  • 细胞凋亡和细胞坏死的区别
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