七年級生物細(xì)胞的分裂和分化

七年級生物細(xì)胞的分裂和分化第一頁，共三十頁，2022年，8月28日生命通過繁殖而延續(xù)，繁殖是生命最基本的特征之一。通過繁殖，生物的基本特征信息由父母傳遞給子代，這種信息傳遞稱為遺傳。第二頁，共三十頁，2022年，8月28日一細(xì)胞分裂和細(xì)胞周期1、細(xì)胞分裂的作用一些單細(xì)胞生物，如眼蟲和變形蟲，一次細(xì)胞分裂可形成兩個(gè)新生物體多細(xì)胞生物，也是由一個(gè)細(xì)胞——受精卵或合子經(jīng)過多次分裂和分化發(fā)育形成由受精卵或合子經(jīng)過多次分裂和分化發(fā)育形成多細(xì)胞囊胚第三頁，共三十頁，2022年，8月28日細(xì)胞分裂是細(xì)胞繁殖的一種形式細(xì)胞分裂的作用生物的生長也依賴于細(xì)胞分裂，細(xì)胞分裂還導(dǎo)致了多細(xì)胞生物的組織分化和生長發(fā)育繁殖與生殖無性繁殖與有性繁殖第四頁，共三十頁，2022年，8月28日一個(gè)多細(xì)胞生物完全長大以后，仍然需要細(xì)胞分裂的過程。這種分裂生成的新細(xì)胞可用于替代不斷衰老或死亡的細(xì)胞，維持細(xì)胞的新陳代謝，或者用于生物組織損傷的修復(fù)例如，骨髓細(xì)胞可以不斷再生出新的血細(xì)胞骨髓細(xì)胞不斷再生出新的血細(xì)胞細(xì)胞分裂的作用第五頁，共三十頁，2022年，8月28日2、細(xì)胞周期（1）細(xì)胞周期的概念：

指細(xì)胞從一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束為止的全過程。典型的細(xì)胞周期可分為間期和細(xì)胞分裂

間期包括一個(gè)DNA合成期(S期）和S期前后的間隙期DNA合成前期（G1期）和DNA合成后期（G2期）。

細(xì)胞分裂期包括核分裂和胞質(zhì)分裂兩個(gè)主要過程。第六頁，共三十頁，2022年，8月28日細(xì)胞周期各期示意圖第七頁，共三十頁，2022年，8月28日（2）細(xì)胞周期的時(shí)間細(xì)胞周期的時(shí)期隨不同細(xì)胞、不同條件而異。以大腸桿菌為例，培養(yǎng)在只含葡萄糖和無機(jī)鹽環(huán)境里，細(xì)胞周期為45分；如果培養(yǎng)基中加入氨基酸和其他有機(jī)物后，細(xì)胞周期就縮短為20分。真核細(xì)胞的細(xì)胞周期比原核細(xì)胞長。如在適宜條件下草履蟲一般為6小時(shí)，而蠶豆根尖細(xì)胞為19.3小時(shí)。第八頁，共三十頁，2022年，8月28日間期時(shí)間總是長于分裂期（M期）紫鴨跖草根尖細(xì)胞周期約為20h

其中分裂間期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）第九頁，共三十頁，2022年，8月28日（3）細(xì)胞周期的調(diào)控為了確保細(xì)胞分裂分化的有序進(jìn)行，細(xì)胞內(nèi)必須對細(xì)胞周期嚴(yán)格監(jiān)控。近年來的研究獲得了許多突破性的進(jìn)展。2001年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)就給了在此方面研究中有突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。細(xì)胞周期的調(diào)控關(guān)鍵在分裂間期的兩個(gè)調(diào)控點(diǎn)（G1期進(jìn)入S期，G2期進(jìn)入M期），由MPF——成熟促進(jìn)因子對其進(jìn)行調(diào)控。第十頁，共三十頁，2022年，8月28日3、細(xì)胞分裂方式A、直接分裂（無絲分裂）B、有絲分裂（真核細(xì)胞分裂的普遍形式）C、減數(shù)分裂

第十一頁，共三十頁，2022年，8月28日4、有絲分裂過程（1）核分裂間期

①DNA合成前期（G1期）進(jìn)行RNA和各類蛋白質(zhì)的合成

②DNA合成期（S期）進(jìn)行DNA的合成復(fù)制、組蛋白的合成

③DNA合成后期（G2期）進(jìn)行微管蛋白合成、DNA合成結(jié)束，準(zhǔn)備分裂.第十二頁，共三十頁，2022年，8月28日第十三頁，共三十頁，2022年，8月28日分裂期（各期細(xì)胞特征）①前期

染色質(zhì)高度螺旋化，逐漸縮短變粗形成染色體；核仁、核膜消失；紡錘絲開始出現(xiàn)。②中期

染色體排列在細(xì)胞中央的赤道板上，紡錘體明顯。③

后期

染色體從著絲點(diǎn)分開，移向兩極。④

末期

染色體到達(dá)兩極，并開始解螺旋逐漸形成染色質(zhì)；核仁、核膜出現(xiàn)，形成新的子核。第十四頁，共三十頁，2022年，8月28日（2）胞質(zhì)分裂

①

成膜體出現(xiàn)

核分裂后期，在二子核間增加紡錘絲（微管組成），密集為一桶狀區(qū)域稱成膜體。②

細(xì)胞板形成

成膜體中的小泡（來自高爾基體）在赤道面聚集放出多糖物質(zhì)，構(gòu)成細(xì)胞板，分隔細(xì)胞質(zhì)并逐步向四周延伸與母細(xì)胞側(cè)壁相接，此時(shí)，細(xì)胞板就成了新壁的胞間層的最初部分。在細(xì)胞板的兩側(cè)有小泡融合形成新的質(zhì)膜。第十五頁，共三十頁，2022年，8月28日有絲分裂的特點(diǎn)和意義特點(diǎn)：染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，子細(xì)胞染色體數(shù)目與母細(xì)胞一樣。意義：保持了細(xì)胞遺傳的穩(wěn)定性。第十六頁，共三十頁，2022年，8月28日5減數(shù)分裂的過程第一次分裂（簡稱分裂Ⅰ）前期Ⅰ①細(xì)線期染色質(zhì)螺旋化縮短變粗形成細(xì)長、線狀的染色體②偶線期同源染色體配對、聯(lián)會(huì)③粗線期同源染色體交叉、互換④雙線期發(fā)生交叉互換的染色單體分開⑤終變期染色體進(jìn)一步縮短變粗，核仁、核膜消失，紡錘絲出現(xiàn)。中期Ⅰ

成對的同源染色體雙雙排列在赤道面上，形成紡錘體。后期Ⅰ

同源染色體分開并移向兩極。末期Ⅰ

染色體到達(dá)兩極，核仁、核膜重新出現(xiàn)，形成兩個(gè)子核；赤道面形成細(xì)胞板，隔成兩個(gè)子細(xì)胞，緊接發(fā)生第二次分裂。第二次分裂（簡稱分裂Ⅱ）過程與一般有絲分裂相同前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ第十七頁，共三十頁，2022年，8月28日黑麥花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂第十八頁，共三十頁，2022年，8月28日減數(shù)分裂的特點(diǎn)和意義特點(diǎn)：染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂二次，子細(xì)胞染色體數(shù)目為母細(xì)胞的一半。意義：保持了物種的穩(wěn)定性。第十九頁，共三十頁，2022年，8月28日二、細(xì)胞的分化細(xì)胞分化是指生物個(gè)體發(fā)育過程中，通過細(xì)胞分裂在細(xì)胞之間產(chǎn)生形態(tài)結(jié)構(gòu)功能上穩(wěn)定性差異的生命活動(dòng)過程。在形態(tài)結(jié)構(gòu)功能上有了穩(wěn)定性差異的細(xì)胞，稱之為分化細(xì)胞。細(xì)胞分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)，而兩者又是多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)，個(gè)體發(fā)育是通過細(xì)胞分裂、細(xì)胞分化和細(xì)胞死亡三種生命活動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)。而發(fā)育的本質(zhì)有待于細(xì)胞分化的分子生物學(xué)原理的闡明。第二十頁，共三十頁，2022年，8月28日干細(xì)胞(stemcell)：是一類增殖較慢但能自我維持增殖的細(xì)胞。這些細(xì)胞存在于各種組織的特定位置上，從這些細(xì)胞可以產(chǎn)生出另外一群具有有限的而分裂迅速的轉(zhuǎn)移細(xì)胞群。第二十一頁，共三十頁，2022年，8月28日細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性是一個(gè)有機(jī)體內(nèi)每一個(gè)細(xì)胞均有同樣的或基本相同的成套遺傳物質(zhì)，而且含有發(fā)育為完整有機(jī)體或分化為任何細(xì)胞所必須的全部基因，具有分化的潛能。這就是細(xì)胞全能性的基本含義。第二十二頁，共三十頁，2022年，8月28日三、細(xì)胞衰老與細(xì)胞凋亡1、細(xì)胞衰老(cellaging,cellsenescence)在一個(gè)生物、細(xì)胞培養(yǎng)或微生物無性系的生命周期的開始時(shí)期中，細(xì)胞物質(zhì)的形成超過了它的降解，而細(xì)胞就增殖和生長。許多類型細(xì)胞的生命周期的稍后時(shí)間，細(xì)胞物質(zhì)的形成和降解是平衡，生長和增殖就停頓下來。最后，細(xì)胞物質(zhì)的解裂或惰性的細(xì)胞物質(zhì)形成成為細(xì)胞代謝的盛行方向。這細(xì)胞生命中的一個(gè)時(shí)期被認(rèn)為是細(xì)胞的衰老。第二十三頁，共三十頁，2022年，8月28日衰老細(xì)胞的一般特征是：(1)原生質(zhì)減少。

細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)的含量也就相應(yīng)地減少。(2)水分減少。

結(jié)果使細(xì)胞收縮，體積縮小，失去正常的形狀。(3)細(xì)胞核團(tuán)縮。

核結(jié)構(gòu)模糊不清，染色加深。(4)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的比率逐步減少，生長速度也逐漸降低，甚至有的細(xì)胞最后連核也消失，如哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞。第二十四頁，共三十頁，2022年，8月28日(5)色素生成。如獼猴神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)脂褐素增加與動(dòng)物年齡增長存在著平行關(guān)系。(6)酶的活性變化。衰老細(xì)胞內(nèi)酶的活性變化和含量增減，也可能與衰老有關(guān)。但要在活組織中測定失活的酶很困難。可仍有一些例子可以說明，如頭發(fā)在年老時(shí)變灰白，可能與頭發(fā)基部的黑色素細(xì)胞失去了酪氨酸酶的活性有關(guān)。衰老細(xì)胞的特征，有的是普遍共同存在，有的是個(gè)別細(xì)胞所特有。伴隨著細(xì)胞衰老過程的某些變化可以用激素來減緩。然而還沒有發(fā)現(xiàn)一種激素或激素的組合能真正阻止衰老細(xì)胞的基本退化，從而抗阻細(xì)胞衰老的進(jìn)展。第二十五頁，共三十頁，2022年，8月28日2002年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)【英】悉尼·布雷內(nèi)【英】約翰·蘇爾斯頓【美】羅伯特·霍維茨第二十六頁，共三十頁，2022年，8月28日2、細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細(xì)胞自主的有序的死亡。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死不同，細(xì)胞凋亡不是一件被動(dòng)的過程，而是主動(dòng)過程，它涉及一系列基因的激活、表達(dá)以及調(diào)控等的作用。

第二十七頁，共三十頁，2022年，8月28日細(xì)胞凋亡與壞死的區(qū)別雖然凋亡與壞死的最終結(jié)果極為相似，但它們的過程與表現(xiàn)卻有很大差別。

壞死（necrosis）：壞死是細(xì)胞受到強(qiáng)烈理化或生物因素作用引起細(xì)胞無序變化的死亡過程。表現(xiàn)為細(xì)胞脹大，胞膜破裂，細(xì)胞內(nèi)容物外溢，核變化較慢，DNA降解不充分，引起局部嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。

凋亡是細(xì)胞對環(huán)境的生理性病理性刺激信號，環(huán)境條件的變化或緩和性損傷產(chǎn)生的應(yīng)答有序變化的死亡過程。其細(xì)胞及組織的變化與壞死有明顯的不同。