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细胞的生命历程
细胞的增殖
多细胞生物体的生长
既靠细胞生长增大细胞的体积
还靠细胞分裂增加细胞的数量
细胞的增殖
概念
细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程
过程
物质准备
细胞分裂
意义
是生物体生长，发育，繁殖，遗传的基础
细胞不能无限长大的原因
细胞体积越大，其相对表面积(表面积与体积之比)越小，细胞物质运输的效率越低
通常，细胞核中的DNA不会随着细胞体积的增大而增多。细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，因此，细胞过大会增加细胞核的“负担”
细胞增殖的分裂方式
按细胞数目分
单细胞生物
通过细胞增殖来繁衍
多细胞生物
从受精卵开始，要经过细胞的增殖和分化逐渐发育成体
不断有细胞衰老和死亡，需要通过细胞增殖加以补充
细胞增殖是重要的细胞生命活动
按细胞种类分
真核细胞
有丝分裂
受精卵
干细胞
癌细胞
分生区细胞
原始生殖细胞
无丝分裂
蛙的红细胞
减数分裂
产生生殖细胞
原核生物
二分裂
细胞周期
概念
连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止
包括
分裂间期
在前
用时长
分裂期
在后
用时短
不同细胞的细胞周期一般不同，分裂间期与分裂期所占比例也不同
条件
连续分裂的细胞有细胞周期
根尖分生区细胞
茎形成层细胞
皮肤发生层细胞
胚胎干细胞
癌细胞
高度分化的细胞无细胞周期
叶肉细胞
表皮细胞
卵细胞
肌细胞
神经细胞
高等植物细胞有丝分裂的特点
分裂间期
完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
细胞适度生长
核膜核仁清晰可见
分裂前期
染色质螺旋变短变粗形成染色体，染色体散乱分布
核仁解体，核膜消失
细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体
分裂中期
染色体着丝粒排列在赤道板(不存在)上
染色体形态稳定，数目清晰，便于观察
分裂后期
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，由纺锤丝牵引着分别移向细胞两极
分裂末期
染色体解螺旋变为染色质
纺锤体消失
核膜核仁重新出现
赤道板处出现细胞板，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁
动物细胞有丝分裂的特点
分裂间期
完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
中心粒复制
细胞适度生长
核膜核仁清晰可见
分裂前期
染色质螺旋变短变粗形成染色体 ，染色体散乱分布
核仁解体，核膜消失
细胞两极中心粒发出星射线，形成纺锤体
分裂中期
染色体着丝粒排列在赤道板(不存在)上
染色体形态稳定，数目清晰，便于观察
分裂后期
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，由星射线牵引着分别移向细胞两极
分裂末期
染色体解螺旋变为染色质
纺锤体消失
核膜核仁重新出现
细胞膜从中部向内凹陷，缢裂为两个细胞
有丝分裂的意义
特征
将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中
意义
由于染色体上有遗传物质DNA，因而在亲代细胞和子代之间保持了遗传性状的稳定性
无丝分裂特点
分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化
实验：观察根尖分生区组织细胞有丝分裂
实验原理
在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖，芽尖等分生区细胞，在适宜条件下有丝分裂旺盛，易观察到有丝分裂各个时期的细胞。选材时，应选择细胞周期短，分裂期占细胞周期比例相对较大的材料，这样比较容易观察到处于不同分裂期的细胞图像
各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同意分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞
高倍显微镜下观察细胞内的染色体的存在状态，就可以判断细胞处于有丝分裂的哪个时期
细胞核内染色体(质)容易被碱性染料(如龙胆紫，醋酸洋红)染成紫色。
实验步骤
洋葱根尖培养
制作装片
解离
目的
使组织中的细胞相互分离
漂洗
目的
洗去药液，防止解离过度，便于染色
染色
目的
用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液使染色体着色，便于观察
制片
目的
使细胞分散开来，便于观察
观察
先放在低倍镜下观察找到分生区细胞，再转换成高倍镜
结果及分析
显微镜视野中大部分细胞处于分裂间期
间期用时长
视野中观察到的细胞都是死细胞
不能连续观察一个细胞从前期到末期的动态变化
注意事项
实验材料的选择
选取分裂旺盛的部位
如根尖，茎尖的分生区
操作注意事项
解离时间
太短
细胞间质未完全溶解，压片时细胞不易分散
过长
导致细胞解离过度，根尖酥软，影响染色
染色时间
太短
染色体或染色质不能完全着色
过长
使细胞其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
压片
过轻
细胞未分散开
过重
将组织压烂
细胞的衰老和死亡
细胞衰老的主要特征
细胞内水分减少，导致细胞微缩，体积减小
老年人皮肤皱缩
细胞内多种酶的活性降低
老年人白发是由于头发基部细胞中酪氨酸酶
色素积累
老人的“老年斑”
呼吸速率减慢，新陈代谢减慢
细胞体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
细胞膜通透性改变，物质运输能力降低
细胞衰老和个体衰老的关系
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
细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡不是一回事
年轻人体内也有衰老的细胞，老年人体内也有幼嫩的细胞
个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
细胞衰老的原因
自由基学说
我们通常把异常活跃的分子或基团称为自由基
自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。此外，自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老。
端粒学说
每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒
端粒DNA序列在每次细胞分裂后会截短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“短”后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动逐渐趋于异常
细胞凋亡
定义
细胞凋亡指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也被称之为细胞程序性死亡
如胎儿手的发育、蝌蚪尾的消失等
作用
清除多余无用的细胞
清除完成正常使命的衰老细胞
清除体内有害细胞
维持器官和组织中细胞数目的相对稳定
特殊
在成熟生物体内，细胞的自然更新、被病原体细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的
在细胞免疫中，效应T 细胞与靶细胞接触并使之裂解死亡的过程属于细胞凋亡
意义
使多细胞生物体完成正常发育
维持细胞内部环境的稳定
抵御外界各种因素的干扰
细胞坏死
在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡
细胞凋亡和细胞坏死的区别
细胞凋亡
受基因控制，是细胞主动发生的，对生物体有利
细胞坏死
不受基因控制，是细胞被动发生的，对生物体有害
细胞的分化
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叫细胞分化
特点
普遍性
细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象
持久性
发生于整个生命进程，在胚胎期达到最大限度
稳定性和不可逆性
一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡
遗传物质不变性
就一个个体来说，各种细胞的遗传信息相同
意义
是多细胞个体发育的基础，使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率
原因
在各种细胞中，不同细胞的遗传信息执行情况不同
实质
基因的选择性表达
结果
细胞层面
形成形态、结构和功能不同的细胞
分子层面
合成了某种细胞特有蛋白质
如胰岛素，血红蛋白等
细胞分裂与细胞分化的关系
细胞分裂是细胞分化的基础
细胞分裂使细胞数目增多
细胞分化使细胞种类增多
细胞分裂和细胞分化不会使细胞中遗传物质发生改变
细胞的全能性
概念
指已经分化的细胞，仍然具有发育成或分化成其他各种细胞的潜能和特性
原因
细胞中含有本物种的全套遗传物质
实例
植物组织培养
克隆
细胞全能性高低比较
受精卵>生殖细胞>体细胞
已分化植物细胞>已分化动物细胞
分化程度低的细胞>分化程度高的细胞
分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞
干细胞
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞
如人骨髓中的造血干细胞，能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板等
泰森
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