内容正文:
第6章 细胞的生命历程
第2节 细胞的分化
一、细胞分化及其意义
1.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。
2.特点
特点
解释
持久性
细胞分化是一种持久性的变化
不可逆性
一般情况下,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡
普遍性
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
细胞分化过程中遗传物质不发生改变
3. 时间:发生在整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度
4.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)。
5.实例:构成人体四种组织的细胞,如上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等;植物的叶肉细胞、表皮细胞、储藏细胞等。
6.意义
(1)是生物个体发育的基础。
(2)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。
7.结果:
改变:细胞的形态、结构和生理功能改变,即细胞的种类改变,RNA和蛋白质的种类改变
不变:遗传物质DNA不变,细胞的数目不变
二、细胞的全能性
1.概念: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。
2.高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
3.细胞全能性的原因
(1)原因:细胞内具有本物种个体发育所需要的全套的基因。
(2)理解:体细胞一般都是由受精卵通过细胞分裂增殖而来的,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。
4.细胞表达其全能性都需要的条件
(1)离体状态下。
(2)水、无机盐、有机营养及植物激素等。
(3)适宜的温度等外界环境条件。
5.细胞全能性的高低
(1)受精卵>生殖细胞>体细胞
(2)植物细胞>动物细胞
(3)分化程度低的细胞>分化程度高的细胞(分化程度高的细胞全能性不一定低,如生殖细胞由性原细胞分化而来,属于高度分化的细胞,但全能性依然较高。)
6.干细胞
(1)特点 ①具有分裂和分化能力。
②在动物和人体内,数量很少。
(2) 举例:人骨髓中的许多造血干细胞,能通过增殖和分化,不断产生红细胞、白细胞和血小板。
(3) 并非所有干细胞都要发生分化。
原因:干细胞分裂后一部分细胞发生分化,成为具有特定功能的组织细胞;还有一部分保持分裂能力,用于干细胞本身的自我更新。
第3节 细胞的衰老和死亡
一 细胞的衰老
1.细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
2.细胞衰老的特征(背过)
(1)细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小。(老年人皮肤皱缩)
(2)细胞内的多种酶的活性降低,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,妨碍细胞内的物质的交流和传递
(4)细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深。
(5)细胞膜的通透性改变(不一定是降低),使物质运输功能降低
3.老年人头发变白的原因:毛囊细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少。
老年人皮肤上长“老年斑”的原因:衰老细胞中色素(脂褐素)积累。
4.细胞衰老的原因:自由基学说和端粒学说。
(1)自由基学说
①概念:异常活泼的带电分子或基团
②产生:有害物质的入侵和细胞内的氧化反应
③特点:会攻击破坏正常的生物分子,如
(2) 端粒学说
①概念:每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体
②特点:端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截
③危害:端粒DNA序列变短会使端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤,结果使细胞的生命活动渐趋异常
5.细胞衰老与个体衰老的关系
(1)单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
(2)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;从总体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
6.细胞衰老的意义:细胞衰老是个体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。
7.年龄因素与细胞衰老的关系:①随着年龄的增长,细胞继续分裂的次数会逐渐减少,这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。②细胞进入衰老状态,细胞核中的遗传物质会出现收缩状态,细胞中一些酶的活性会下降,从而影响细胞的生活。
二 细胞的死亡
1.细胞死亡方式:细胞凋亡;细胞坏死;
2.细胞凋亡
(1)概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(2)类型 ①成熟生物体中细胞的自然更新,如红细胞的更新。
②某些被病原体感染的细胞的清除,如白细胞因吞噬过多的细菌而死亡。
③正常发育过程中器官的退化,如蝌蚪尾的消失。
(3)意义 ①完成正常的发育,如胎儿手的发育。
②维持内部环境的稳定,如红细胞的更新。
③抵御外界各种因素的干扰,如吞噬细胞清除病原体。
3.细胞坏死: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,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
4.细胞自噬
(1)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,这就是细胞自噬。
(2)意义
①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。
②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,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。
③细胞自噬不一定引起细胞死亡(细胞自噬本是为了让细胞活下去),但有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
5.同样是血细胞,白细胞和红细胞的功能不同,凋亡的速率也不一样,白细胞凋亡的速率比红细胞快得多,原因是白细胞的主要功能是吞噬病菌等。
6.比较细胞凋亡、坏死的异同点。
项目
细胞凋亡
细胞坏死
过程特点
生理过程,为正常死亡的过程
病理性过程
是否受基因控制
是
否
影响因素
受遗传机制决定的程序性调控
极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
对机体是否有利
是
否
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