[细胞分化与细胞全能性]细胞：细胞

[细胞分化与细胞全能性]细胞：细胞 [细胞分化与细胞全能性]细胞:细胞 篇一 : 细胞:细胞-简介，细胞-发现与研究历史 细胞是生物体基本的结构和功能单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成，但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。一般来说，细菌等绝大部分微生物以及原生动物由一个细胞组成，即单细胞生物;高等植物与高等动物则是多细胞生物。细胞可分为两类:原核细胞、真核细胞。但也有人提出应分为三类，即把原属于原核细胞的古核细胞独立出来作为与之并列的一类。研究细胞的学科称为细胞生物学。世界上现存最大的细胞为鸵鸟的卵子。细胞体形极微，在显微镜下始能窥见，形状多种多样。主要由细胞核与细胞质构成，表面有细胞膜。高等植物细胞膜外有细胞壁，细胞质中常有质体，体内有叶绿体和液泡，还有线粒体。动物细胞无细胞壁，细胞质中常有中心体，而高等植物细胞中则无。细胞有运动、营养和繁殖等机能。 细胞_细胞 -简单介绍 在显微镜下的细胞，红色的是 角质素绿色的则是DNA。细胞并没有统一的 定义，近年来比较普遍的提法是:细胞是生物体结构和功能的基本单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成，但病毒生命活动也必须在细胞中才能体 现。一般来说，细菌等绝大部分微生物以及原生动物由1个细胞组成，即单细胞生物;高等植物与高等动物则是多细胞 生物。细胞可分为2类:原核细胞、真核细胞。但 也有人提出应分为3类，即把原属于原核细胞的古核细胞独立 出来作为与之并列的1类。研究细胞的学科称为细胞生物学。世界上现存最大的细胞为鸵鸟的卵子。 细胞_细胞 -发现与研究历史 细胞图 细胞是由英国科学家罗伯特?胡克于1665年发现的。当时他用自制的光学显微镜观察软木塞的薄 切片，放大后发现一格一格的小空间，就以英文的cell命名 之，而这个英文单字的意义本身就有小房间一格一格的用法，所以并非另创的字 汇。而这样观察到的细胞早已死亡，仅能看到残存的植物细胞壁，虽然他并非真的看见1个生命的单位后世的科学家仍认为其功不可没，还是将他当作发现细胞的第一 人。而事实上真正首先发现活细胞的，还是荷兰生物学家雷文?霍克。 1674年，雷文?霍克发现微生物，他也是历史上可找到的第1个发现细菌的业余科学家。 1809年，法国博物学家拉马克提出:“所有生物体都由细胞所 组成，细胞里面都含有些会流动的‘液体’。”却没有具体的观察证据支持这个 说法。 19世纪中期，德国动物学家许旺进1步发现动 物细胞里有细胞核，核的周围有液状物质，在外圈还有一层膜，却没有细胞壁，他认为细胞的 主要部分是细胞核而非外圈的细胞壁。同一时期，德国植物学家许莱登以植物为 材料，研究结果获得与施旺相同的结论，他们都认为“动植物皆由细胞及细胞的 衍生物所构成”，这就是细胞学说的基础。 在德国许旺和许莱登之后的十年，科学家陆续发现新的证据，证明细胞都是从 原来就存在的细胞分裂而来，而至21世纪初期的细胞学说大致上可以简述为以下 三点:细胞为一切生物的构造单位、细胞为一切生物的生理单位、细胞由原已生存的细胞分裂而来。 细胞_细胞 -起源 长期以来人们一直持有1种单支进化的观念，即最原始的细胞一定要在十分温和、优越的环境中才能出现，细胞的诞生被设定为如下的程序，即原核化能异养细胞首先出现，再通过细胞能量利用方式的进步和细胞间的融合组建出现了自养生物和真核细胞。现在看来对这样的观点应该提出修正。 1.对细胞诞生环境的新认识 近年对地球早期生命的探察结果大大地超出了人们的意料。澳大利亚和南非发现的化石表明，至少在35亿年前细胞就已经出现了。那么，细胞的生命发生和演进只能推到更早几乎同步于地壳形成的历史年代。这表明地球上生命的诞生条件绝不会象是奥巴林和荷尔丹想象的那样温和，不会是“温水池”的环境。而近年对地球极端环境生命的研究结果也同样大大出乎人们的意料。一些极端环境生物存在的发现有力地暗示，早期细胞诞生于恶劣的条件中并不是让人无法相信的，而从化石年代和对当时的地质条件分析看，最早细胞诞生于“温水池”的设想反而是不符合实际的。 2.早期细胞多态发生的可能性 近年的研究不仅突破了传统的对细胞诞生条件的认识，出乎许 多生物学家的预料，人们在发现光合作用与光合自养生物的地质记录可以追溯到35亿年前，甚至更早。分子进化的比较研究也得到了类似的结论:许多非光合自养的生物可能反而是起源于光合自养的生物。地质学、古生物学、分子生物学的多方面的证据表明，光合自养的、化能自养的和异养的生物差不多同时起源于太古宙早期。这将可能彻底修改仅从复杂性比较而推导出的光合自养生物应该比化能自养和异养生物晚出现得多的思维模式，向生物单支等级进化的传统观念提出了挑战。 细胞_细胞 -作用 生物的基本结构单位 一切生物都由细胞和细胞构成的。从最小的变形虫和细菌到最大的鲸和红杉都是由细胞组成的。最简单的低等生物单细胞生物仅由1个细胞组成，复杂的高等生物一般由数以万亿计的细胞组成。病毒是非细胞形态的有机体，但病毒不能独立生存，不是独立的生物体。从生命的层次上看，细胞是具有完整生命力的最简单的物质集合形式，即细胞是构成生物体的最基本的单位。细胞学说在生命的多样性的背后首先是找到了生命在构造上的共性。 高等植物细胞模式图 生物的基本功能单位 细胞是1个独立有序的、能够进行自我调控的结构与功能体系。每1个细胞都具有一整套完整的装置以满足自身代谢的需要。单细胞生物能够独立地进行全部的生命活动。在多细胞生物中，尽管每1个细胞的功能受到整体的协调与控制，但每1个细胞都是1个独立的、 自我控制的、高度有序的代谢系统，有相对独立的生命活动，各种组织都是以细胞为基本单位来执行特定的功能，整个机体的新陈代谢活动都是以细胞为单位协调地进行的。 只要具备合适的生存条件，每1个分离的细胞都可以在体外生长繁殖，表现出生命的特征。所以细胞是生命活动的基本功能单位。 有机体生长发育的基本单位 新的细胞必须经过已存在的细胞的分裂而产生，每1个生命体都是从1个细胞生长发育而来的，不论是简单的单细胞生物还是复杂的多细胞生物，其生长和发育可以部分地通过细胞体积的增加来实现，但细胞体积不可能无限地增加，因此多细胞生物的生长主要是通过细胞分裂、增加细胞数量并伴随细胞的分化来实现的。细胞是生物生长发育的基本实体。1个多细胞生物即使已经完成了组织的分化和个体的发育，即完全长大后，仍然需要细胞分裂的过程。这种分裂生成的新细胞可用来替代不断衰老和死亡的细胞，维持细胞的新陈代谢，或用于生物组织损伤的修复。 对于像“胚胎是如何生长的”、“动物的器官是如何形成的”这样一些生物体个体发育的问题，人类思考已久。有1种学说“预成论”，曾经统治人的思想一百多年。“预成论”认为动物的肢体和器官在胚胎发育的过程中是1个预成构造在机械地放大。在胡克观察到细胞壁后不久，竟然有人宣布在显微镜下看到了精子里有预成的微型人。一切生物都是由胚种产生的，而这些胚种是宇宙中原来就存在的。“上帝创世说”给生物发育问题蒙上了一层神秘的面纱。 细胞学说的建立首次科学地触及了生命运动的过程。细胞学说把细胞运动与生物发育和胚胎生长相联系，把细胞的形成生物生长发育的普遍原则。细胞学与胚胎学的研究结合起来，证明了在发育过程中细胞本身可以复制，这就是细胞分裂。卵和精子原本也是简单的细胞，胚胎发育过程就是细胞分裂分化的过程。病变细胞是由正常细胞变化来的，所以“细胞来自细胞”。 生物体的完整遗传单位 在多细胞生物体中，尽管数目众多的各种细胞形态和功能各不相同，但它们又都是由同1个受精卵分裂和分化而来的，因而这个生命体中的每1个细胞都具有这个生命体的全部遗传信息，因为在细胞的中心细胞核中“存在着生命的本质”——遗传信息。 植物的生殖细胞和体细胞都具有遗传的全能性，单个细胞都可以在合适的条件下诱导发育为完整的植物个体。在高等动物体内，卵细胞无疑具有遗传的全能性，而体细胞也具有这辈子命体的全部遗传信息，经过一定的操作，例如运用细胞核移植的方法，也可以使单个的体细胞表现出遗传上的全能性。所以细胞是遗传的基本单位。 最小的生命单位 细胞结构完整性的任何破坏都会导致细胞生命特征的丧失和细胞的死亡。比如从细胞分离出的任何结构，即使是保存完好的细胞核或是含有遗传信息、具有相对独立性的线粒体和叶绿体，都不能在细胞外作为生命活动的单位而独立生存。细胞才是生命活动的最小单位，只有完整的细胞结构才能保证细胞具有生命的各种基本特征，使 其能独立自主、协调有序地进行各种生命活动。 细胞学说不仅是生物体构成的学说，也是生物体繁殖和生长发育的学说以及生命活动的学说。一切生物都由细胞构成，这些细胞又按照同样的规律形成和生长。面对多样性的生命世界，细胞学说宣布:生命的共同基础是细胞，就像原子是化学现象的共同基础一样。19世纪人们开始把构成细胞的物质叫原生质，人们为在多样的自然物体和自然现象背后找到统一的、共同的东西而欣喜，因为每一次自然界本质和规律的发现都是1种统一的、共同的东西的发现，都是科学的进步，当然这也是科学的任务。为此曾有人自豪地说，“我能把我的祖先一直追溯到原生质的初始原子小球”。 细胞_细胞 -学说建立 从1665年英国物理学家R?胡克发现细胞到1839年细胞学说的建立，经过了170多年。在这一时期内，对动、植物的细胞及其物进行了广泛的研究，积累了大量资料。1759年C?F?沃尔夫在《发生论》一书中已清楚地描述了组成动、植物胚胎的“小球”和“小泡”，但还不了解其意义和起源的方式。1805年德国生物学家L?奥肯也提出过类似的概念。 1833年英国植物学家R?布朗在植物细胞内发现了细胞核;接着又有人在动物细胞内发现了核仁。到19世纪30年代，已有人注意到植物界和动物界在结构上存在某种一致性，它们都是由细胞组成的，并且对单细胞生物的构造和生活也有了相当多的认识。在这一背景上，施莱登在1838年提出了细胞学说的主要论点，翌年施旺提出” 所有动物也是由细胞组成的”对施莱登提出的“所有的植物都是由细胞组成的”的观点进行了补充。这就是《细胞学说》的基础。20年后另一位德国科学家菲尔肖，而原生生物则有一部分的生物体 具有此构造，但是动物没有。细胞壁是由细胞质的分泌物构成，在电子显微镜的发明之后，有 许多的研究因此可以让人们知道，其成分与组成。而细胞壁可以保护细胞减少外 界伤害、维持形状，并且避免因为水分过多而胀破。 植物细胞壁主要成分是纤维素，经过有系统的编织形成网状的外壁。可分为中胶层、初生细胞壁、次生细 胞壁。 中胶层是植物细胞刚分裂完成的子细胞之间 ，最先形成的间隔，主要成份是果胶质，随后 在中胶层两侧形成初生细胞壁，初生细胞壁主要由果胶质、木质素和少量的蛋白 质构成。次生细胞壁主要由纤维素组成的纤维排列而成，如同一条一条的线以接 近直角的方式排列，再以木质素等多醣类黏接。 真菌细胞壁则是由几丁质、纤维素等多糖类组成，其中几丁质是含有氮的1类多糖。 细菌细胞壁组成以肽聚糖为主。 细胞膜细胞膜为细胞与环境之间以及胞器与细胞质之间的分界， 能够控制物质的进出，而膜上的蛋白质有许多种类，有的可以适时协助物质进出，有的能够传递讯息，有的则负责 防御的功能。 细胞质 细胞膜就像1个塑胶袋一样，装著满满的液状、胶体状的细胞质 ，可粗略分为细胞液和胞器。细胞质含有维持生命现象所需要的基本物质，例如醣类、脂质、蛋白质、 与蛋白质合成有关的核糖核 酸，因此也是整个细胞运作的主要场所，透过细胞膜外接收的讯息、 细胞内部的物质，共同调节基因的表现，影 响生理活动。另外，细胞质内部也有多种网状构造，称为细胞骨架，可以协助维 持细胞形状，也能引导内部物质的移动，一些细胞骨架会于细胞分裂时，形成可 以透过染色而观察的纺锤丝，有一些骨架更能帮助细胞运动。 细胞核 具有双层膜的胞器，主要携带遗传物质，包括染色体、核糖核酸等， 核膜上有许多小孔称做核孔，由数10种特殊的蛋白组成特别的构造，容许一些物 质自由通过，但是分子量很大的核糖核酸、蛋白质就必须依赖这些蛋白辅助，以消耗能量的主动运输 ，来往于细胞质跟细胞核之间。细胞分裂的期间可以看到细胞核中最显著的构造 ——核仁，其组成为核糖体RNA，以及合成核糖体所需的蛋白质。除核仁外，细胞核中还有许 多其它核细胞器，如柯浩体等。在原核细胞中，遗传物质DNA通常分布于一定的区域，该区域称为核区或拟核，即核酸物质没有特别的膜包被。原核细胞的遗传信息量较少，内部结构较简单，除了没有细胞核外，也没有以膜为基础的具特定结构与功能的细胞器。原核细胞也是地球上起源最早、细胞结构最简单的生命形式。 真核细胞具有真正的细胞核，其遗传物质DNA包被在双层膜的特殊结构中。真核细胞还具有许多由膜包被或组成的细胞器，它们包括线粒体、叶绿体、高尔基体和内质网等等。这些以膜为基础分化的结构使得真核细胞比原核细胞复杂许多，导致了真核细胞功能的多 样性。 真核细胞种类繁多，一些单细胞的原生生物、多细胞的植物与动物，以及特殊的真菌等都含有各种真核细胞。植物细胞和动物细胞都属于真核细胞，但二者在细胞的水平上仍然有明显的差别:植物细胞的质膜被较坚硬的细胞壁所包围，细胞壁主要起保持细胞形状和位置的作用，其主要化学成份是纤维素。动物细胞没有细胞壁;植物细胞含有质体，质体具有双层膜结构，是植物细胞生产和贮存食物分子的场所。在质体中，最常见的是叶绿体。它是专门进行光合作用生产食物分子的细胞器。动物细胞不含有质体;大多数细胞都含有1个或几个液泡，液泡中充满了细胞液。液泡的主要作用是转运和贮存养分、水分和代谢副产物或代谢废物，即具有仓库或中转站的作用。动物细胞一般没有大的中央液泡;植物细胞中含有动物细胞所没有的乙醛酸循环体、胞间连丝、细胞分裂时的细胞板等等;而动物细胞则含有植物细胞所没有的溶酶体、中心体、细胞分裂时的收缩环等等。 无论是真核细胞还是原核细胞、动物细胞还是植物细胞，它们都具有细胞质膜、DNA和RNA、核糖体等等，各种细胞都可以通过一分为二的分裂方式来形成新细胞，使生命得以延续。 细胞_细胞 -分化与基因表达 动物细胞 细胞分化是个体发育过程中细胞 之间产生稳定差异的过程。所以，细胞分化是指同源细胞通过分裂，发生形态、 结构与功能特征稳定差异的过程。 细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，在个体发育过程中 基因按照一定程 序相继活化的现象，称为基因的差次表达 或顺序表达 。即在同 一时间内不是所有的基因都具活性，而是有的有活性，有的无活性，有些细胞是 这部分基因有活性，有些细胞则是另外一些基因有活性。 组织特异性基因和管家基因1类是维持细胞最基本生命活动的基因，是所有 一切细胞都需具备的，由此译制基本生命活动所必需的结构和功能蛋白。这类基 因称“House-keeping gene”，译为“管家基因”，它们与细胞分化关系不大。 如编码与细胞分裂、能量代谢、细胞基本建成有关的蛋白质的基因属此类。另1类是译制特异蛋 白质的基因，与细胞的基本生存无直接关系，但与细胞分化关系密切，被称为 “Luxury gene”，译为奢侈基因。 组合调控引发组织特异性基因的表达弄清了细胞分化的实质，研究者们便把注 意力集中到基因选择表达的控制机理方面。除细胞核与细胞质的相互作用对细胞 分化的影响外，包括环境在内的诸多因素均对细胞分化有重要的影响。 细胞_细胞 -植物细胞的繁殖 植物的生长是由于体内细胞繁殖和增大，细胞繁殖是通过细胞分裂方式进行的，通过细胞分裂完成个体发育，细胞更替以及植物繁殖。分裂方式有:有丝分裂无丝分裂和 .减数分裂。 一(细胞周期:细胞从第一次分裂结束到下一次分裂终了所经历的全部过程。包括间期和分裂期。 1. 间期:一次分裂结束开始，到下一次分裂开始的一段时间是 分列前的准备期间，为分裂进行物质上的准备和积累能量又分为G1期,S期，G2期。 2. 分裂期:开始出现染色体，纺锤丝，复制的 DNA将以染色体的形式平均分到2个子细胞中。 二(有丝分裂: 最普遍最常见的分裂方式，是1个连续的过程，据核内发生的可见变化分为前中后末4个时期。 1. 前期:核的变化:两极两现， 2. 中期:染色体排列到赤道板上，纺锤丝完全形成，此时纺锤体，清晰可见，染色体最清楚时期。 3. 后期:两条染色单体分开，分别向赤道两极移动。 4. 末期:到两极后，染色体消失膜，核仁再现，出现新细胞壁，形成2个新细胞 。 三(减数分裂: 植物有性生殖中进行的1种细胞分裂方式，种子植物发生在大小孢子形成期，其过程包括2个连续的细胞分裂，而 DNA只复制一次。1个母细胞经减数分裂后形成4个子细胞，每个子细胞的染色体数目为母细胞的一半。比较复杂。 第一次分裂: 前期:细线期——偶线期——粗线期——双线期——终变期 中期:同源染色体排列在赤道面上 。 后期:同源染色体被分离。 末期;核再现，细胞板，二分体 第二次分裂:前期:染色体出现，膜仁消失，纺锤丝再现。 中期2: 后期2;染色体分开，在纺锤丝牵引下向两极移动。 末期2:到两极后形成丝状，核膜，核仁再现，细胞板再现，形成4个子细胞。 细胞_细胞 -衰老与凋亡 皮肤细胞 细胞死亡是细胞衰老的结果，是细胞生命现象的终止。包括急性死亡和程序化死亡。细胞死亡最显著的现象，是原生质的凝固。事 实上细胞死亡是1个渐进过程，要决定1个细胞何时已死亡是较因难的。除非用 固定液等人为因素瞬间使其死亡。那么，怎样鉴定1个细胞是否死亡了呢,通常 采用活体染色法来鉴定。如用中性红染色时，生活细胞只有液泡系染成红色，如 果染料扩散，细胞质和细胞核都染成红色，则标志这个细胞已死亡。 细胞衰老的研究只是整个衰老生物学研究中的一部分。所 谓衰老生物学是研究 生物衰老的现象、过程和规律。其任务是要揭示生物衰老的特征，探索 发生衰老的原因和机理，寻找推迟衰老的方法，根本目的在于延长生物 的寿命。多细胞有机体细胞，依寿命长短不同可划分为2类，即干细胞和功能细 胞。干细胞在整个一生都保持分裂能力，直到达到最高分裂次数便衰老死亡。如 表皮生发层细胞，生血干细胞等。 细胞凋亡是1个主动的由基因决定的自动结束生命的过程，也 常 常被称为程序化细胞死亡。凋亡细胞将被吞噬细 胞吞噬。这一假说是基于Hayflick界限提出的:1961年Hayflick根据人胚胎细胞的传代培养实验提出。指细 胞在发育的一定阶段出现正常的自然死亡，它与细胞的病理死亡有根本的区别。 细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各 种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。例如:蝌蚪尾的消失，骨髓和肠的细胞凋亡，脊椎动物 的神经系统的发育，发育过程中手和足的成形过程。 细胞_细胞 -癌细胞 肺癌细胞 癌细胞是健康细胞核结构改变的结果，是人体自身健康细胞在各种外因和内因作用下形成的质变性病细胞 。细胞癌之后，由于它对机体的破坏作用超过任何病毒、细菌、放线菌、真菌和其它微生物，所以人们对它恨之入骨，在治疗上采取了毫不手软的格杀 无论，然而，癌细胞是病细胞，我们应该同情它，帮它治病，使它恢复原状，照 常为机体工作，这不更好吗,为了说明应该和可能，我想用理论和事实2个方面 的证据说明一下它的逆转原理。 在正常情况下，细胞内存在着与癌症有关的基因，这些基因的正常表达是个体 发育、细胞增殖、组织再生等生命活动不可缺少的，这些基因只有发生突变时才 有致癌作用，变成癌基因。这些具有引起细胞癌变潜能的基因称为原癌基因。原 癌基因属于显性基因，等位基因中的1个发生突变，就会引起细胞癌变。正常细 胞中虽然存在着原癌基因，但是原癌基因的活动受到严格的精密调控，其编码产 物是细胞生长和分化所必需的，不会引起癌变。然而，当原癌基因发 生了变化， 产生了超出细胞活动所需要的产物，就会引起细胞癌变。原癌基因的这种变化称 为原癌基因的激活。 癌症起始于1个细胞突变，而人体是由大量体细胞组成的。人的一生大约要进 行1016次细胞分裂。即使不接触致癌剂，每个基因发生自然突变的概率为10-6。可以推算出人的一生中每个基因会 有1010突变概率。由此估计，1个突变细胞中应当有许多与细胞增殖有关的基因 发生突变，失去了对细胞增殖的调控能力。然而事实上，人体癌症发病率并没有 预想的那样高。由此可见，一次突变并不足以将1个健康细胞转变为癌细胞。一 个细胞癌变在1个细胞中发生几次单独的突变，它们共同作用才能诱发细胞 癌变。经统计，1个细胞转化需要发生3-7次单独的随机突变。 虽然癌症起始于1个细胞突变，但是这个突变细胞的后代必须经过几次突变， 才能形成癌细胞。流行病学的统计表明，癌症的发病率随年龄的增长而提高，而 且是几何级数提高，癌症的发病率是年龄的3次方、4次方甚至5次方。癌症的渐进 发生过程非一日之寒，需要数年时间，在此期间既有内因的作用，也有外因的诱 发，致癌因子需要有剂量累积效应。癌症的发生要有许多因子的共同作用。体内 还有免疫监控系统，可以随时消灭癌细胞。因此，许多癌症不是不可避免的。 细胞_细胞 -周期 细胞周期是指细胞从一次分裂结束时起，到下一次分裂结束为止的一段时期。在1个细胞周期中，细胞发生了一系列复杂的变化， 其中特别是DNA的容量增加了一倍。细胞经过增长后平均分裂为与母细胞相同的两个子细胞。细胞周期又可根据其中DNA的变化分成4个连续进行的过程，它们分别是: 1、 G1期，也即DNA合成前期; 2、S期，即DNA合成期; 3、G2期，也称DNA合成后期; 4、M期，此期为细胞的有丝分裂期，在此期中，细胞内的遗传物质--染色体平均纵裂为2，并随细胞的分裂而均分至2个子细胞中。 细胞_细胞 -分裂与分化 细胞分裂 1个细胞分裂为2个细胞的过程。分裂前的细胞称母细胞，分裂后形成的新细胞称子细胞。细胞分裂通常包括核分裂和胞质分裂2步。在核分裂过程中母细胞把遗传物质传给子细胞。在单细胞生 物中细胞分裂就是个体的繁殖，在多细胞生物中细胞分裂是个体生长、发育和繁 殖的基础。 细胞分化 细胞分化是指在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能上的特化过程。对 个体发育而言，细胞分化得越多，说明个体成熟度越高。只有通过细胞分化,才能 形成各种不同的细胞,进而形成不同的各具功能的器官,使生物体成为1个个体,否 则假如细胞只是长大变多也就是说只有干重的增加而不分化,所有的细胞都只能保 持原始的干细胞的状态也就无法形成生物体了 细胞_细胞 -增殖及调控 细胞周期亦称有丝分裂周期，细胞生长到一定程度，不是繁殖就是死亡。细胞分裂后产生的新细胞生长增大，随后又平均地分裂成2个和原来母细胞“一样”的子细胞，细胞这种生长与分裂的循环称细胞周期。 较为普遍的细胞分裂方式为有丝分裂和减数分裂，在生物的个体发育中，这2种分裂方式交替发生，以保证生物种族的延续。 另:cell 单元 另:Cell单元箱 细胞_细胞 -分子组成 基本:C、H、O、N 大量:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 元素微量:Fe、Mo、Zn、Cu、B、Mo等 最基本:C，占干重的48.4%,生物大分子以碳链为骨架 物质说明生物界与非生物界的统一性和差异性。 基础水:主要组成成分;一切生命活动离不开水 无机物无机盐:对维持生物体的生命活动有重要作用 化合物蛋白质:生命活动的主要承担者,体现者 核酸:携带遗传信息 有机物糖类:主要的能源物质 脂质:主要的储能物质 一、蛋白质 结构元素组成C、H、O、N，有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、 Mn、I等 单体氨基酸 化学结构由多个氨基酸分子脱水缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫多肽。 多肽呈链状结构，叫肽链。1个蛋白质分子含有一条或几条肽链。 高级结构多肽链形成不同的空间结构，分二、三、四级。 结构特点由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同，于是肽链的空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构是极其多样的。 功能蛋白质的结构多样性决定了它的特异性/功能多样性。 1(构成细胞和生物体的重要物质:如细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质; 2(有些蛋白质有催化作用:如各种酶; 3(有些蛋白质有运输作用:如血红蛋白、载体蛋白; 4(有些蛋白质有调节作用:如胰岛素、生长激素等; 5(有些蛋白质有免疫作用:如抗体。 备注连接2个氨基酸分子的键叫肽键。 各种蛋白质在结构上所具有的共同特点: 1(每种氨基酸至少都含有1个氨基和1个羧基连同一碳原子上; 2(各种氨基酸的区别在于R基的不同。 变性,盐析,凝固 计算由N个aa形成的一条肽链围成环状蛋白质时，产生水,肽键 N个; N个aa形成一条肽链时，产生水,肽键N,一个; N个aa形成M条肽链时，产生水,肽键N,M个; N个aa形成M条肽链时，每个aa的平均分子量为α，那么由此形成的蛋白质 的分子量为N×α,×18; 二、核酸 一切生物的遗传物质，是遗传信息的载体，是生命活动的控制者。 元素组成C、H、O、N、P等 分类脱氧核糖核酸核糖核酸 单体 成分磷酸H3PO4 五碳糖脱氧核糖核糖 含氮 碱基A、G、C、TA、G、C、U 功能主要的遗传物质，编码、复制遗 传信息，并决定蛋白质的合成将遗传信息从DNA传递给 蛋白质。 存在主要存在于细胞核，少量在线粒 体和叶绿体中。甲基绿主要存在于细胞质中。吡罗红 每1个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。 三、糖类和脂质 元素类别存在生理功能 糖类C、H、O单糖核糖C5H10O5主细胞质核糖核酸的组成成分; 脱氧核糖C4H10O5主细胞核脱氧核糖核酸的组成成分; 六碳糖:葡萄糖 C6H12O6、果糖等主细胞质是生物体进行生命活动的重要能源物质; 二糖 C12H22O11麦芽糖、蔗糖植物 乳糖动物 多糖淀粉、纤维素植物， 重要的储存能量的物质; 糖原动物 脂质C、H、O 有的还有N、P脂肪动、植物储存能量、维持体温恒定; 类脂/磷脂脑、豆构成生物膜的重要成分; 固醇胆固醇动物动物的重要成分; 性激素促性器官发育和第二性征; 维生素D促进钙、磷的吸收和利用; 组成生物体的任何1种化合物都不能够单独地完成某1种生命活动，而只有按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。 四、鉴别实验 试剂成分实验现象常用材料 蛋白质双缩脲A:0.1g/mLNaOH紫色大豆 鸡蛋 B:0.01g/mLCuSO4 脂肪苏丹?橘黄色花生 还原糖班氏砖红色沉淀苹果、梨、白萝卜 淀粉碘液I2蓝色马铃薯 具有还原性的糖:葡萄糖、麦芽糖、果糖 五、无机物 存在方式生理作用 水 结合水4.5% 自由水95%部分水和细胞中 其他物质结合。细胞结构的组成成分。 绝大部分的水以 游离形式存在，可以自由流动。1(细胞内的良好溶剂; 2(参与细胞内许多生物化学反应; 3(水是细胞生活的液态环境; 4(水的流动，把营养物质运送到细胞，并把废物运送到排泄器官 或直接排出; 无机盐多数以离子状态存，如K+、 Ca2+、Mg2+、Cl--、PO2+等1(细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分; 2(持生物体的生命活动，细胞的形态和功能; 3(维持细胞的渗透压和酸碱平衡; 六、 化合有机组合分化 化学元素化合物原生质细胞 原生质1(泛指细胞内的全部生命物质，但并不包括细胞内的所有物质，如细胞壁; 2(包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分;其主要成分为核酸、蛋白质; 3(动物细胞可以看作一团原生质。 细胞质:指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质。 原生质层:成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，为一层半透膜。 篇二 : 细胞分化教案 《细胞分化》的教学设计 [设计思路] 关于细胞分化，课程的要求是“说明细胞的分化”和“举例说明细胞的全能性”，这都是“理解”水平的要求;课程标准建议开展的学生活动是“搜集有关干细胞研究进展和应用的资料”。说出细胞分化的概念及在生物个体发育中的意义 举例说明细胞的全能性在生产实践与科学研究中的作用，说出细胞全能性的实质及植物细胞和动物细胞全能性的不同点，能够区分具体细胞全能性的大小 举例说明干细胞的种类、特点和应用。 2、能力目标: 在教师的引导下，师生共同探究，使学生学会学习，培养分析、归纳的思维能力和自主学习的能力 探究细胞分化的特点，细胞全能性的概念，培养学生的科学探究方法和生物学素养 3、情感态度价值观: 1 通过学习使学生体会生命的运动性，体会内因和外因对生命进程的影响等哲学思想 引导学生关注当今世界面临的重大社会问题和人类健康问题，激发社会责任感和使命感，激发学生关爱生命的美好情感。[) [教学重点与难点] 教学重点 细胞分化的概念和意义 细胞全能性的概念 教学难点 细胞分化的概念 细胞全能性、干细胞概念及实例。 教法学法: 高中阶段的学生已经有了一定的抽象思维能力和综合思维能力。由于此部分知识比较抽象，学生将抽象知识具体化、形象化的能力还不够，需要教师由浅入深，从生活中的事例入手，从学生身边常见的实例展开组织教学活动。同时，由于学生的心理特征存在个体差异，对新鲜知识的接收与认知程度不一，因此，教学中要注意从学生的具体实际出发，抓住学生的认知特点，采用恰当的教学策略，使生物科学知识有效地整合到学生原有认知结构中去，丰富和发展原有知识体系，在大脑中建构起新的知识、能力、价值观联系。 1(本节课的授课形式以学习分析正确例证为主，教师主要起引导和提示作用，是“学与教”的过程模式。 2(在教学中为了激发学生的学习动机，采取了以下策略:创设问题情境，激发学生的认识兴趣和求知欲;使学习材料与社会生活相联系，增强学生对获得有用的知识本身发生兴趣;进行正确的评价和适当的表扬，以巩固和发展学生正确的学习动机。 课时安排: 1课时。 教学过程: 个体发育的起点是什么, 受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多，依靠的是哪种细胞增殖方式呢, 如果单纯通过细胞分裂使细胞数目增加，会不会形成 一个独立的生物个体, 2 学生联系细胞增殖的有关知识。 细胞分化是生物界中十分普遍的一种生命现象;细胞分化发生于生物体的整个生命进程，但在胚胎发育期最旺盛、最频繁;分化后的细胞将一直保持分化后的状态，而不会再变为其它细胞;造血干细胞会分化为红细胞，红细胞最终衰老、死亡，而不会再形成造血干细胞，分化的过程中遗传物质不改变。 那么细胞分化对生物体的生长发育具有什么样的意义呢, 细胞分化使多细胞生物中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能效率。是生物个体发育的基础。 现在我们知道了，一个个体的形成既要有细胞分裂，又必须进行细胞分化。 既然同一个体的每个细胞都由受精卵有丝分裂产生，而细胞分化使细胞之间存在稳定的差异，这些差异差异是不是细胞的遗传物质改变引起的呢, 细胞有丝分裂能够保证每个子细胞都获得了与母细胞同样的一份染色体，具有相同的遗传信息，并未发生遗传物质的改变，细胞 分化的遗传本质是基因选择性表达的结果。教师例举关于细胞分化的具体例子。 红细胞 红细胞合成血红蛋白 ——均来自中胚层 ——基因选择性表达的结果——细胞分化 心肌细胞 心肌细胞合成肌动、肌球蛋白 3 高度分化的细胞，已经失去了继续分裂的能力，那它们还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其他细胞吗,引入细胞全能性的探究。 根据细胞分化和分裂的关系，细胞分裂是分化的基础，要想让高度分化的细胞再继续分化，必须要具备什么条件,那能否实现呢, 展示图7-1植物组织培养的流程图。 通过对植物组织培养实验的分析，得出什么是细胞全能性的概念,细胞为什么会有全能性呢, 细胞全能性是指高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞全能性。高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。 通过对植物组织培养实验的分析，得出高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，这种潜能我们称之为细胞的全能性。那么细胞为什么会有全能性呢, :高度分化的植物细胞中有没有因为分化而失去基因, 高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因，这也就是细胞具有全能性的根本原因。 按照以上逻辑进行分析，高度分化的动物细胞也应该具有全能性，也应该能够发育成一个完整的个体。但事实是否如此呢,到目前为止，人们还没有成功的将单个已分化的动物细胞培养成新的个体。那有些同学可能就会提出疑问了，那克隆羊又是怎么回事呢, 蛙的核移植实验流程图，讲解动物克隆——“多莉”产生的过程图解。 得出高度分化的动物细胞全能性受到限制，而高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性。 设问推测克隆羊和哪只绵羊最相似,推测的依据,。因此高度分化的动物细胞全能性虽然受到限制，而细胞核具有全能性。 从上述实验，我们知道了动物细胞的细胞核具有全能性，既然每个细胞的细胞核仍然具有全部遗传物质，那为什么高度分化的动物细胞不能直接发育成一个完整的个体，动物细胞的全能性究竟怎样呢,并让学生比较植物细胞，动物细胞;受精卵，卵细胞、体细胞的全能性大小。 4 高度分化的动物细胞的全能性小。广泛存在于生物体内的含 Cu、Zn、Mn、Fe的金属类酶。 2(除杂蛋白 提取液加入1/4体积的氯仿-乙醇混合液搅拌10min，6000rpm离心15min去沉淀，得粗酶液。 3(SOD酶的沉淀分离 剩余的粗酶液中加入等体积的冷丙酮，搅拌15min，6000rpm离心15min，得到SOD酶沉淀。将沉淀先加2mL磷酸缓冲液，溶解后再加3mL混匀。6000rpm离心15min，取上清得到SOD酶液。取1mL备用，其余量取体积。 4(粗酶液活性测定 提取液、粗酶液、酶液中SOD活力检测， 加入邻苯三酚后迅速混匀，准确计时4min，加一滴浓盐酸停止反应，420nm测吸光值。 5(溶液中可溶性蛋白含量测定 分别从1mL备用的提取液、粗酶液、酶液各取0.3mL按以下倍数稀释，260nm/280nm测定吸光值，按公式计算蛋白质浓度。 提取液稀释:50 × 粗酶液稀释:20 × 酶液稀释:10 × 实验结果 数据处理 1(酶活力单位 提取液酶活力单位:=2×5/0.1 粗酶液活力单位:=2×5/0.1 酶液活力单位:=2×5/0.1 2(总活力 提取液总活力U=活力单位×总体积 粗酶液总活力=活力单位×总体积 酶液总活力=活力单位×总体积 3(比活力 提取液酶液比活力U/mg=活力单位/蛋白质浓度 粗酶液比活力U/mg=活力单位/蛋白质浓度 酶液比活力U/mg=活力单位/蛋白质浓度 4(纯化倍数 粗酶液纯化倍数=粗酶液比活力/提取液比活力 酶液纯化倍数=酶液比活力/提取液比活力 5(回收率 粗酶液回收率=粗酶液总活力/提取液总活力 酶液回收率=酶液总活力/提取液总活力 实验结果误差分析 1(研磨和离心大概还不够充分。[] 2(由于测量仪器的精密度引起的误差。 3(在操作的过程中，加入邻苯三酚后未混合均匀，可能致使化学反应进行得不很充分，这可能是造成实验数据与预期不符的一个原因; 4(在实验过程中，所需化学试剂加入的量不是很准确，这可能是实验数据出现问题的另一个原因; 篇五 : 单细胞生物有细胞分化，全能性吗? 单细胞生物有细胞全能性吗? 全能性的概念是对多细胞生物来说的，通常在单细胞生物中每个细胞既可以产生后代，也可以完成营养积累，都是“全能的”，因此讨论全能性就没有意义了。 单细胞生物有细胞分化吗? 单细胞生物也具有细胞分化现象。细胞分化的实质就是细胞选择性的表达基因，可以从2个层面理解: 1)细胞从产生到成熟、衰老、死亡，本身就是分化的过程，因为不同阶段表达的基因可能不同。 2)对于1个细胞的后代来说，分化就是后代功能和形态改变的现象。在单细胞生物中也具有细胞分化的现象，如细菌的芽孢，蓝藻的内生孢子，酵母的配子，还有单细胞藻类的孢子、配子等等显然都是不同的细胞后代。 微生物有基因的选择性表达吗?诱导酶的合成是不是体现了基因的选择性表达? 基因选择表达都是细胞对环境信号的相应，对于单细胞生物(,来说环境信号可以是营养成分、离子强度等简单地东西，对于多细胞生物来说，1个特定细胞的环境信号是其它细胞提供的——譬如激素 等信号分子。 细胞全能性 细胞分化 选择性表达是不是只针对多细胞生物的? 上述我个人的一些看法已经陈述了这个问题，全能性是用来描述细胞分化潜能的1个概念——是针对于多细胞生物提出的，细胞分化和选择性表达则同样适用于单细胞生物。