《细胞分裂和分化》PPT课件.ppt

第四章 细胞的分裂、分化和衰亡,提要： 一、细胞周期和细胞分裂 二、个体发育中的细胞,1、细胞的分裂是由细胞内的基因控制的。 2、细胞的分裂是生物生命过程中始终存在的生命活动。 3、生物体自身生存的需要。,为什么会有细胞分裂？,（一）细胞周期,1、细胞周期（cell cycle）： 细胞从一次分裂开始(结束）到第二次分裂开始(结束）所经历的全过程称为一个细胞周期,包括有丝分裂期和分裂间期。 细胞周期= 分裂间期 + 分裂期 G1期 间期 S 期-DNA复制 G2期 分裂期 M 2、 G0期细胞 ：离开细胞周期不再分裂的细胞。,一、细胞周期和细胞分裂,3、细胞周期不同时期的主要事件 G1期：与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等，同时染色质去凝缩。 S期：DNA复制 G2期：合成一定数量的蛋白质和RNA分子。 M期：细胞分裂期 有丝分裂细胞核及染色体分裂 胞质分裂细胞质分裂,1、原核细胞的二分分裂,(二)细胞分裂,真核细胞的无丝分裂,在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，所以叫做无丝分裂。,过程,意义： 遗传物质均等地分配，维持了生物物种的稳定性。,核分裂 胞质分裂,2、真核细胞的有丝分裂(mitosis),植物细胞的有丝分裂,动物细胞的有丝分裂,有丝分裂期的重要事件 （1）核被膜的裂解与再生 * 核被的裂解： 发生时间：有丝分裂前期 成因：是由于核被膜内面的核纤层（蛋白质构成）蛋白的高度磷酸化而解体。 *核被膜的建成： 发生时间：有丝分裂末期 成因：核纤层蛋白的去磷酸化作用，使核纤层蛋白重新聚合并与膜泡结合。,（2）纺锤体的形成 纺锤体纤维是由成束的微管和与微管相结合的蛋白质组成。 可分为： 极纤维：由纺锤体的一极延伸到另一极。 动粒纤维：是附着在染色体着丝粒两侧的动粒上。,（3）染色体的行为,人的体细胞染色体,减数分裂是发生在有性生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂。它包括两次连续发生的细胞分裂，而染色体只复制一次，结果形成四个染色体数目减少了一半的子细胞。 体细胞(双倍体2n)生殖细胞(单倍体n) S 期持续时间较长,3、减数分裂(meiosis),过程：,细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期,特点： 发生部位 分裂结果 特殊事件：有联会、交换和重组,意义： 维持了物种的稳定性。 增加了生物的变异性。,同源染色体重组产生新的基因组合,减数分裂(meiosis)与有丝分裂的比较：,有丝分裂 减数分裂,对象 体细胞 生殖细胞,分裂次数 复制1次分裂1次 复制1次分裂2次,染色体数 由2n2n 由2n1n,S期长度 S G2 M S M,染色体行为 独立活动 发生配对,联会,交叉 和交换,持续时间 一般为1-2小时 24小时甚至数年,细胞周期与不同的检验点,（一）细胞的分化,细胞分化：在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能上产生稳定性差异的过程。,二、个体发育中的细胞,每个细胞均含有一套完整的遗传信息 每种特定类型细胞只有一部分特定基因表达 细胞分化的实质在于细胞合成特异性蛋白；特异性蛋白合成的基础在于细胞基因的选择性表达。,持家基因：维持细胞生存所必需的、在各种细胞中都表达的基因 组织特异性基因：不同细胞中专一性表达的基因,p287,细胞的发育潜能 全能性具有能使后代细胞形成完整个体的潜能的细胞称全能性细胞。例如：受精卵 多能性具有分化出多种组织或细胞（但是不能形成完整个体）的潜能的细胞称多能性细胞。例如，生血多能干细胞 单能性只能分化成一种细胞的干细胞称单能干细胞。例如，单能生血干细胞,从植物体细胞到一棵完整的植株,植物体细胞具有全能性,人血细胞的分化,多能性干细胞,T细胞,B细胞,嗜酸白细胞,嗜硷白细胞,中性白细胞,巨噬细胞,血小板,红细胞,对于动物来说： 随着分化的演进，细胞逐渐丧失其分化潜能。 全能性 多能性 单能性 分化成熟的体细胞。 实验得出的结论囊胚阶段的细胞乃至成熟的体细胞，其细胞核仍具有全能性可能发育成完整个体。 细胞核保持着全套基因组。 细胞质中有着决定细胞分化全能性的物质，称为分化决定子（ RNA ）。,爪蟾的细胞核移植实验，证明细胞核的全能性,Dolly的出生,内涵： 1分化了的细胞仍具有全套的遗传信息。 2每个细胞都具有发展成一个完整个体的潜能。 应用：组织培养、克隆技术,细胞的全能性,（二）细胞的衰老与死亡,1.个体衰老与细胞衰老,细胞体外培养实验 人细胞最高分裂次数：6080次；冻存后复苏培养保持记忆 龟（寿命200年）细胞最高分裂次数：90125次； 小鼠（寿命3年）细胞最高分裂次数：1428次； 传代次数与物种寿命有关。 人成纤维细胞体外培养 胚胎，40-60代；幼年，20-40代；成年，10-30代；老人2-10代 传代次数与供体年龄成反比。 Hayflick界限：培养的细胞增殖能力不是无限的，传代次数有一定的界限。 动物体内各种功能细胞的存活时间不同,细胞衰老机制的研究 “自由基损伤假说” 代谢产物中引发细胞损伤的主要是氧自由基。氧自由基导致DNA损伤、脂类过氧化、蛋白质变性，特别是对DNA的损伤超过一定限度后，细胞就走向死亡。细胞内存在一套抗氧化酶及抗氧化小分子。如超氧化物歧化酶(SOD)。谷胱苷肽等能够清除代谢过程中产生的氧自由基,以降低其导致的损伤作用。 端粒与衰老 端粒是位于染色体两端的重复DNA序列，细胞分裂时部分端粒丢失，被细胞感知为DNA损伤。端粒酶可补充丢失的端粒。端粒的长度决定细胞的寿命，端粒的缩短导致细胞的衰老和死亡。,细胞凋亡(细胞的程序性死亡programmed cell death，PCD) ：指多细胞生物体内某些细胞遵循一定程序的生理性死亡。 细胞凋亡现象普遍存在于生物界。,2.细胞死亡,细胞凋亡的信号途径 死亡信号死亡受体形成死亡信号转导复合物 引发级联反映活化死亡底物导致细胞凋亡； 发生凋亡的细胞： 正常发育中多余细胞、无用细胞、 突变细胞、有害细胞或衰老细胞。 生物学意义： 维持组织、器官细胞数目相对平衡，保证个体正常发育,细胞凋亡和细胞坏死有明显区别:,细胞凋亡 细胞坏死, 细胞变圆,与周围细胞脱开 细胞外形不规则变化 核染色质凝聚 溶酶体破坏 细胞膜内陷 细胞膜破裂 细胞分为一个个小体 胞浆外溢 被周围细胞吞噬 引起周围炎症反应 ,坏死细胞,多细胞生物的生命活动中，因为环境因素的突然变化或病原物的入侵，导致一部分细胞死去，称为细胞的病理死亡，或细胞坏死。,凋亡细胞,秀丽隐杆线虫(Caenorbabditis Elegans) 1031个细胞 ，131个细胞凋亡 ced-3、ced-4 诱发、启动凋亡 ced-9 抑制凋亡, ced-3、ced-4 基因突变或缺失，使凋亡受阻 移入 ced-9 使凋亡受阻 失去 ced-9 使细胞凋亡,补充：脱离正常轨道的细胞-癌细胞,癌细胞的主要特征 1.脱分化 2.无限增殖 HeLa细胞系，1951年 3.失去接触抑制现象 contact inhibition 4.对生长因子需求低 5.细胞骨架紊乱,1.物理致癌因子（紫外线，电离辐射等） 2.化学致癌因子（砷化物、铬化物、亚硝胺等） 3.病毒致癌因子,癌症的治疗 化学治疗 放射治疗 手术治疗 基因治疗,致癌因子,接触抑制,乳癌长成肿块- 向周围侵润 - 通过淋巴管转移。,1、什么是细胞周期？ 2、简述有丝分裂的过程。