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生物技术概论生物技术概论生物工程系列课件生物工程系列课件Corresponding E-mail: Biotechnology: A short CourseBiotechnology: A short Course细胞与生命课件OutlineOutlineØ 细胞学说的建立细胞学说的建立Ø 细胞的结构与功能细胞的结构与功能Ø 细胞的分裂和细胞周期细胞的分裂和细胞周期Ø 细胞的分化、衰老与死亡细胞的分化、衰老与死亡细胞与生命课件一一. . 细胞学说的建立细胞学说的建立眼眼 虫虫钟钟 形形 虫虫细胞与生命课件     英国科学家英国科学家胡克胡克(R. Hook,1635-1703)，，27岁成为英国皇岁成为英国皇家学会领导成员家学会领导成员, 发表对木栓发表对木栓的观察，命名的观察，命名Cell     荷兰人荷兰人列文列文·虎克虎克（（Antoni von Leeuwenhoek,1623-1723）用自磨镜片做成显微镜第一次观察）用自磨镜片做成显微镜第一次观察了了活活的细菌和原生动物的细菌和原生动物 17 17世纪中叶，显微镜被用于生物学研究，用显微镜观察来自树世纪中叶，显微镜被用于生物学研究，用显微镜观察来自树皮的木栓，看到一个个皮的木栓，看到一个个““小室小室””结构，称之谓结构，称之谓““Cell”(Cell”(细胞细胞) )。

细胞与生命课件Schleiden, Matthias (1804-1881)：：细胞胞学学说创始人始人 ★★★★★★German botanist and master microscopist who German botanist and master microscopist who was influenced by was influenced by Schelling’sSchelling’s NaturphilosophieNaturphilosophie and the writings of and the writings of OkenOken. . He worked under He worked under Johanes MullerJohanes Muller and studied primarily cells in and studied primarily cells in plants. plants. He observed that all plants seemed to be He observed that all plants seemed to be composed of cells, and is thus considered the co-composed of cells, and is thus considered the co-founder of cell theoryfounder of cell theory together with together with SchwannSchwann, , with whom he consulted. Schleiden wanted to with whom he consulted. Schleiden wanted to make cell formation analogous to crystal make cell formation analogous to crystal formationformation, , and published his results in and published his results in Beiträge zur Beiträge zur PhytogenesisPhytogenesis (Contributions of Phytogenesis, (Contributions of Phytogenesis, 1838). Schleiden was a vitalist, and thought the cell 1838). Schleiden was a vitalist, and thought the cell was the center of the vital force was the center of the vital force Vitalist theoryVitalist theory. . 细胞与生命课件Schwann, Theodor (1810-1882)：：细胞胞学学说创始人始人 ★★★★★★German physiologist who served as an assistant toGerman physiologist who served as an assistant to Johannes Johannes MullerMuller. He discovered the digestive . He discovered the digestive enzymeenzyme pepsin in 1836. pepsin in 1836. He showed that yeast were tiny plant-like organisms, and He showed that yeast were tiny plant-like organisms, and suggested that fermentation was a biological processsuggested that fermentation was a biological process. . Schwann was a master microscopist who examined animal Schwann was a master microscopist who examined animal tissue, specifically working on notochord development in tissue, specifically working on notochord development in tadpoles. In "Mikroskopische Untersuchungen über die tadpoles. In "Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Übereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Thiere und Pflanzen" ("Microscopic researches on the Thiere und Pflanzen" ("Microscopic researches on the Conformity in Structure and Growth Between Animals and Conformity in Structure and Growth Between Animals and Plants," 1839), Plants," 1839), he recognized nuclear structures similar to he recognized nuclear structures similar to what what SchleidenSchleiden had observed in plants had observed in plants. . In 1839, he extended In 1839, he extended Schleiden's cell theory to animals, stating that all living things Schleiden's cell theory to animals, stating that all living things are composed of cells.are composed of cells. He He believed that new cells form believed that new cells form principally outside pre-existing cellsprincipally outside pre-existing cells, and wanted to draw an , and wanted to draw an analogy to crystal formation. analogy to crystal formation. 约翰内斯约翰内斯··缪勒缪勒, ,德国生理学德国生理学家家, ,是实验生理学和感官生是实验生理学和感官生理学的创建人之一，是理学的创建人之一，是 19 19 世纪最重要的实验心理学世纪最重要的实验心理学家之一。

他在生理学、解家之一他在生理学、解剖学、病理学和心理学等剖学、病理学和心理学等方面都有重大贡献方面都有重大贡献 细胞与生命课件 人们用显微镜观察各种生物，包括微生物和动、植物人们用显微镜观察各种生物，包括微生物和动、植物的细微构造，到处都看到细胞结构逐渐形成一个观念：的细微构造，到处都看到细胞结构逐渐形成一个观念：各种生物都是由细胞组成的各种生物都是由细胞组成的 19 19 世纪初，两位德国生物学家世纪初，两位德国生物学家施莱登施莱登和和施旺施旺正式正式明确提出：明确提出： 细胞是植物体和动物体的基本结构单位细胞是植物体和动物体的基本结构单位细胞与生命课件The Cell TheoryThe Cell Theory The cell theory, in its modern form, The cell theory, in its modern form, includes the following three principles:includes the following three principles:☆☆  All organisms are composed one or more cells, and the life processes of metabolism and  heredity occur within these cells.☆☆  Cell are the smallest living things, the basic units of organization of all organisms.☆☆  Cells arise only by division of a previously existing cell.细胞与生命课件 这个观点，经过后来的丰富和发展，形成这个观点，经过后来的丰富和发展，形成公认的公认的细胞学说：细胞学说：(1)(1)细胞是所有动、植物的基本结构单位。

细胞是所有动、植物的基本结构单位2)(2)每个细胞相对独立，一个生物体内各细胞之间每个细胞相对独立，一个生物体内各细胞之间 协同配合协同配合3)(3)新细胞由老细胞繁殖产生新细胞由老细胞繁殖产生细胞学说主要观点：细胞学说主要观点：细胞与生命课件细胞学说的科学意义细胞学说的科学意义 细胞学说的提出先于进化论约细胞学说的提出先于进化论约2020年，年，它与进化论一起，奠定了生物科学的基础它与进化论一起，奠定了生物科学的基础细胞学说使细胞学说使生命世界有机结构多样性的统一生命世界有机结构多样性的统一，，从哲学推断走向自然科学论证从哲学推断走向自然科学论证细胞与生命课件有没有非细胞生命？有没有非细胞生命？ 19 19 世纪末，人们逐渐发世纪末，人们逐渐发现比细菌还小的现比细菌还小的““传染性的活性成份传染性的活性成份””，，称为称为病毒病毒 1930s1930s～～1940s 1940s 期间弄清病毒的化期间弄清病毒的化学本质和电镜结构：学本质和电镜结构： 病毒是一类不具细胞结构的生命形病毒是一类不具细胞结构的生命形态。

态细胞与生命课件 最简单的病毒仅由最简单的病毒仅由核酸大分子和蛋白核酸大分子和蛋白质大分子质大分子组成但是，病毒颗粒必需组成但是，病毒颗粒必需进进入寄主活细胞入寄主活细胞才能表现出生命的各方面才能表现出生命的各方面特性细胞与生命课件SARSSARS病毒为冠状病毒病毒为冠状病毒细胞与生命课件ØPrionPrion一词创于一词创于19821982年用来命名可转移性海绵状脑病的致病因年用来命名可转移性海绵状脑病的致病因子8080年代中期我国学者译之为朊病毒年代中期我国学者译之为朊病毒PrusinerPrusiner博士也因朊博士也因朊病毒的发现而获得诺贝尔生理和医学奖病毒的发现而获得诺贝尔生理和医学奖Ø朊病毒是一种新型的朊病毒是一种新型的蛋白感染因子蛋白感染因子，，19831983年年““植物和动物亚病植物和动物亚病毒病源：类病毒和朊病毒国际会议毒病源：类病毒和朊病毒国际会议””正式把朊病毒归入亚病毒正式把朊病毒归入亚病毒领域它能引起人和动物的可转移性神经退化疾病，领域它能引起人和动物的可转移性神经退化疾病，如人的震如人的震颤病颤病(KURU(KURU病病) )、克雅氏病、克雅氏病(CJD)(CJD)、吉斯综合症、吉斯综合症(GSS)(GSS)和致死性家和致死性家族失眠症族失眠症(FFI)(FFI)以及动物的羊瘙痒病以及动物的羊瘙痒病(Scrapie)(Scrapie)、牛海绵脑病、牛海绵脑病(BSE (BSE 俗称疯牛病俗称疯牛病) )和鹿、猫、水貂等的海绵脑病。

和鹿、猫、水貂等的海绵脑病这些疾病的这些疾病的共同特征是使生物体产生认知和运动功能的严重衰退直至死亡共同特征是使生物体产生认知和运动功能的严重衰退直至死亡 朊病毒：朊病毒：遗传物质不是核酸遗传物质不是核酸细胞与生命课件二二. . 细胞的结构和功能细胞的结构和功能1. 1. 细胞大小细胞大小      最小的细胞型生物是支原体，直径只有最小的细胞型生物是支原体，直径只有100nm      最大的是鸟类的卵细胞，如鸡蛋最大的是鸟类的卵细胞，如鸡蛋45-60cm          神经细胞直径神经细胞直径0.1mm，，但从细胞体伸出的神经纤维但从细胞体伸出的神经纤维可长达可长达1m以上这与神经传导机能相一致以上这与神经传导机能相一致,是寿命最是寿命最长的细胞长的细胞      人卵细胞直径人卵细胞直径200um细胞与生命课件 一般来说，一般来说，真核细胞真核细胞大小大多数为大小大多数为1010～～100um100um；；原核细胞原核细胞大小为大小为1 1～～10um10um ，，支支原体为原体为100nm100nm；；病毒更小，只有几十个病毒更小，只有几十个nmnm。

需要掌握的内容：需要掌握的内容：★★★★★★细胞与生命课件细胞与生命课件细胞与生命课件2. 2. 细胞结构和功能细胞结构和功能细胞与生命课件细胞的三维结构图形细胞的三维结构图形细胞与生命课件 原核细胞一般没有细胞器原核细胞一般没有细胞器( (但有但有核糖体核糖体) )，，真核细胞有完整的核膜和核仁微生物细胞真核细胞有完整的核膜和核仁微生物细胞( (除支除支原体原体) )和植物细胞有细胞壁；动物细胞没有细胞壁和植物细胞有细胞壁；动物细胞没有细胞壁 一般来说，一个完整的细胞由一般来说，一个完整的细胞由细胞壁、细胞细胞壁、细胞膜、细胞器、细胞质和细胞核膜、细胞器、细胞质和细胞核组成细胞与生命课件•细菌和放线菌细菌和放线菌的细胞壁主要化学成分为的细胞壁主要化学成分为肽聚糖；肽聚糖；•酵母菌酵母菌的细胞壁主要化学成分为的细胞壁主要化学成分为葡聚糖、蛋白质和葡聚糖、蛋白质和甘露聚糖；甘露聚糖；•霉菌霉菌的细胞壁主要化学成分为的细胞壁主要化学成分为葡聚糖和几丁质葡聚糖和几丁质，一，一些水生性霉菌还含有纤维素；些水生性霉菌还含有纤维素；•植物细胞和藻类植物细胞和藻类的细胞壁化学成分主要为的细胞壁化学成分主要为纤维素纤维素。

各种生物细胞壁化学组成各种生物细胞壁化学组成 ★★★ ★★★细胞与生命课件Gram positive bacterial cell wall细胞与生命课件Gram negative bacterial cell wall细胞与生命课件Frederick Sanger •1972年年Sanger和和Nicolson提提  出的细胞膜出的细胞膜流体镶嵌模型流体镶嵌模型•酶法核苷酸测序的设计者酶法核苷酸测序的设计者细胞膜结构细胞膜结构 ★★★ ★★★细胞与生命课件细胞膜流体镶嵌模型细胞膜流体镶嵌模型细胞与生命课件 古生菌除脂双层结构外，也有古生菌除脂双层结构外，也有脂单层脂单层结构，脂单层结构，脂单层结构难被剥离，所以结构难被剥离，所以广泛存在于嗜热古生菌广泛存在于嗜热古生菌中细胞与生命课件 由两层生物膜由两层生物膜围成，遗传信息贮藏围成，遗传信息贮藏在核内，是在核内，是 DNA DNA 复制复制和和 RNA RNA 合成场所合成场所细胞核细胞核•原核细胞的原始核无核膜和核仁，没有固定的形状，只有一个含有原核细胞的原始核无核膜和核仁，没有固定的形状，只有一个含有DNA遗传信息的区域。

遗传信息的区域•真核细胞含有固定形状的细胞核，它有核膜、核仁和组蛋白等，主要真核细胞含有固定形状的细胞核，它有核膜、核仁和组蛋白等，主要成分是成分是DNA、、 RNA和有关的合成酶和有关的合成酶•细胞核具有遗传信息的存储、复制和转录等功能细胞核具有遗传信息的存储、复制和转录等功能细胞与生命课件线粒体线粒体mitochondrionmitochondrion•原核细胞不含线粒体，大多数动植原核细胞不含线粒体，大多数动植物真核细胞都含有线粒体物真核细胞都含有线粒体•线粒体为棒状小粒，由内外膜和基线粒体为棒状小粒，由内外膜和基质组成•外膜包围着内膜，内膜部分曲折伸外膜包围着内膜，内膜部分曲折伸入基质使内外膜之间形成孔穴入基质使内外膜之间形成孔穴•内膜为半透膜，只有部分小分子物内膜为半透膜，只有部分小分子物质可以通过外膜通透性较大，分质可以通过外膜通透性较大，分子量小于一万的分子都可以通过子量小于一万的分子都可以通过Ø线粒体含有多种酶系线粒体含有多种酶系Ø主要是呼吸链电子传递酶系、糖类分解氧化酶系、脂酸的氧化酶系、主要是呼吸链电子传递酶系、糖类分解氧化酶系、脂酸的氧化酶系、氧化磷酸化酶系、核酸合成酶系和蛋白质合成酶系等。

氧化磷酸化酶系、核酸合成酶系和蛋白质合成酶系等Ø线粒体是进行生物代谢和能量转换最重要的场所线粒体是进行生物代谢和能量转换最重要的场所功能：功能：细胞与生命课件•核糖核蛋白体又称为核糖体，由核糖核酸与多种结合蛋白构成核糖核蛋白体又称为核糖体，由核糖核酸与多种结合蛋白构成•是蛋白质生物合成的主要场所是蛋白质生物合成的主要场所核糖核蛋白体核糖核蛋白体(ribosomes)(ribosomes)细胞与生命课件•高尔基体是真核细胞高尔基体是真核细胞内一种由网状小管或内一种由网状小管或泡组成的复杂结构泡组成的复杂结构•其功能可能与细胞内其功能可能与细胞内物质的转运和细胞膜物质的转运和细胞膜更新有关更新有关高尔基体高尔基体(Golgi)(Golgi)细胞与生命课件•溶酶体是由溶酶体是由30-4030-40种水解种水解酶和膜基质组成的一种酶和膜基质组成的一种细胞器•溶酶体主要含有溶酶体主要含有RNARNA水水解酶、解酶、DNADNA水解酶、蛋水解酶、蛋白酶、酸性糖苷酶、酸白酶、酸性糖苷酶、酸性磷酸酯酶、脂酶和磷性磷酸酯酶、脂酶和磷脂酶等•是细胞内代谢物质的分是细胞内代谢物质的分解、清除的主要场所。

解、清除的主要场所溶酶体溶酶体(Lysosomes)(Lysosomes)细胞与生命课件•叶绿体存在于绿叶绿体存在于绿色植物和藻类的色植物和藻类的细胞中•叶绿体主要含有叶绿体主要含有叶绿素，是进行叶绿素，是进行光合作用的场所光合作用的场所叶绿体叶绿体(Chloroplast)(Chloroplast)细胞与生命课件微管微管微丝微丝中等纤维中等纤维由蛋白质亚基组装成，和细胞形状、迁移、信息传导等有关由蛋白质亚基组装成，和细胞形状、迁移、信息传导等有关细胞骨架细胞骨架细胞与生命课件三三. . 细胞的分裂和细胞周期细胞的分裂和细胞周期1 1、为什么会有细胞分裂？、为什么会有细胞分裂？ 随着细胞生长，细胞体积增大，而细胞表面随着细胞生长，细胞体积增大，而细胞表面积和体积之比积和体积之比( (表面积表面积/ /体积体积) )却在变小却在变小 活细胞不断进行新陈代谢，细胞表面担负着活细胞不断进行新陈代谢，细胞表面担负着输入养分，排出废物的重任输入养分，排出废物的重任细胞与生命课件 表面积表面积/ /体积体积 比值的下降，比值的下降， 意味着意味着代谢速率的受限和下降。

所以，细胞分裂代谢速率的受限和下降所以，细胞分裂是细胞生长过程中保持足够表面积，维持是细胞生长过程中保持足够表面积，维持一定的生长速率的重要措施一定的生长速率的重要措施细胞与生命课件 随着体积增大随着体积增大, 表面积表面积/体积体积 比值下降比值下降细胞与生命课件表面积表面积/体积体积 比值：老鼠比值：老鼠  >  大象大象老鼠重老鼠重 25 克，大象重克，大象重 4 吨吨表面积表面积/体积体积 ：老鼠是大象的：老鼠是大象的 24 倍倍细胞与生命课件•增大了比表面积，提高了细胞代谢的增大了比表面积，提高了细胞代谢的传质效率；传质效率；•有利于细胞的繁殖有利于细胞的繁殖细胞分裂的两大好处：细胞分裂的两大好处：细胞与生命课件2 2、原核生物的细胞分裂、原核生物的细胞分裂 ★★★ ★★★ 原核生物以细菌为例，细胞分裂比较简单原核生物以细菌为例，细胞分裂比较简单 细胞生长增大到一定程度，细胞生长增大到一定程度，DNA DNA 复制，形成复制，形成两个两个 DNA DNA 分子，分别移到拉长了的细胞两端，中间分子，分别移到拉长了的细胞两端，中间形成新的细胞间隔，进而形成细胞壁，成为两个细形成新的细胞间隔，进而形成细胞壁，成为两个细胞，这个过程称为胞，这个过程称为二分分裂二分分裂。

细胞与生命课件细菌细胞分裂细菌细胞分裂细胞与生命课件3 3、真核细胞的有丝分裂、真核细胞的有丝分裂 ★★★ ★★★ 大多数真核生物是多细胞生物大多数真核生物是多细胞生物体细胞的分裂称为体细胞的分裂称为有丝分裂有丝分裂；生殖；生殖细胞形成过程中，则有与之不同的细胞形成过程中，则有与之不同的减数分裂减数分裂细胞与生命课件(1) (1) 细胞分裂周期细胞分裂周期 细胞细胞从从前前一次一次分裂开始分裂开始到到后一次后一次分裂分裂开始，这段时开始，这段时间称为一个间称为一个: :细胞周期细胞周期细胞与生命课件M M 期期 ———— 分裂期，在这个阶段可以在显微镜下分裂期，在这个阶段可以在显微镜下 看到细胞分裂过程看到细胞分裂过程G1G1期期 —— —— 第一生长期第一生长期 S S 期期 ———— DNA DNA 合成期合成期G2 G2 期期———— 第二生长期第二生长期 G1 G1 期，期，S S 期和期和 G2 G2 期又总称为期又总称为: :分裂间期分裂间期通常通常, , 细胞周期细胞周期可以区分为四个阶段：可以区分为四个阶段：细胞与生命课件前期前期 染色质浓缩，折叠，包装，形成光镜下可染色质浓缩，折叠，包装，形成光镜下可见的染色体。

每条染色体含两条姊妹染色单体见的染色体每条染色体含两条姊妹染色单体分裂间期分裂间期前期前期中期中期(2)(2)有丝分裂过程有丝分裂过程细胞与生命课件中期中期后期后期末期末期细胞质分裂细胞质分裂细胞质分裂细胞质分裂 胞质形成间隔，最终分开为两个细胞胞质形成间隔，最终分开为两个细胞细胞与生命课件现在集中看一下现在集中看一下 在在 M M 期发生的期发生的有丝分裂过程：有丝分裂过程： 前期前期: : 染色质浓缩，折叠，包装，形成光镜下可见染色质浓缩，折叠，包装，形成光镜下可见 的染色体，每条染色体含两条染色单体的染色体，每条染色体含两条染色单体 中期中期: : 核膜消失，染色体排列在赤道板上核膜消失，染色体排列在赤道板上 后期后期: : 姐妹染色单体分开，被分别拉向细胞两侧姐妹染色单体分开，被分别拉向细胞两侧 末期末期: : 重新形成核膜，染色体消失。

重新形成核膜，染色体消失 细胞质分裂细胞质分裂: :胞质形成间隔，最终分开为两个细胞胞质形成间隔，最终分开为两个细胞细胞与生命课件(3)(3)染色体和染色质染色体和染色质 处于分裂间期的细胞，细胞核内的处于分裂间期的细胞，细胞核内的 DNA DNA 分子，在一些蛋白质的帮助下，有一分子，在一些蛋白质的帮助下，有一定程度的盘绕，形成定程度的盘绕，形成核小体核小体多个核小体多个核小体串在一起形成串在一起形成染色质染色质所以，所以，染色质是在染色质是在细胞分裂间期遗传物质存在的形式细胞分裂间期遗传物质存在的形式细胞与生命课件细胞与生命课件 应记住，应记住，在染色体出现时，细胞已在染色体出现时，细胞已经过经过 S S 期完成期完成 DNA DNA 复制，复制， 已由原来的已由原来的每个每个 DNA DNA 分子复制出两个分子复制出两个 DNADNA分子所以，每条以，每条染色体染色体由两条由两条姐妹染色单体姐妹染色单体组成细胞与生命课件 通常把体细胞称为通常把体细胞称为双倍体细胞双倍体细胞，体细胞的，体细胞的遗传物质的总含量为遗传物质的总含量为2n2n。

在细胞分裂中，在光在细胞分裂中，在光镜下可以看到染色体时，已经过镜下可以看到染色体时，已经过DNADNA复制，这复制，这时遗传物质的总量已经是时遗传物质的总量已经是4n4n了细胞分裂完成了细胞分裂完成时，出现的两个子细胞又都回复为时，出现的两个子细胞又都回复为2n2n细胞与生命课件 不同物种的细胞，染色体数目不同不同物种的细胞，染色体数目不同所以，所以，染色体数目也是不同物种细胞的特征染色体数目也是不同物种细胞的特征因为，对大多数物种来说，体细胞是因为，对大多数物种来说，体细胞是 2n 2n 的，的，所以染色体数目通常为所以染色体数目通常为偶数偶数细胞与生命课件 物种物种 染色体数目染色体数目 物种物种 染色体数目染色体数目 人人 46 46 豌豆豌豆 1414 小鼠小鼠 40 40 玉米玉米 2020 爪蟾爪蟾 36 36 小麦小麦 4242 果蝇果蝇 8 8 酵母酵母 3232细胞与生命课件(4)(4)真核细胞的减数分裂真核细胞的减数分裂 减数分裂发生在产生减数分裂发生在产生生殖细胞生殖细胞的过程中。

生的过程中生殖细胞包括卵细胞和精子细胞它们的遗传物质殖细胞包括卵细胞和精子细胞它们的遗传物质总量仅为体细胞的一半，称为总量仅为体细胞的一半，称为n n细胞 由由 2n 2n 的体细胞产生的体细胞产生n n的生殖细胞，需要经过的生殖细胞，需要经过减数分裂减数分裂细胞与生命课件Process of Meiosis细胞与生命课件减数分裂的特点减数分裂的特点: : 一是子细胞染色体数减半一是子细胞染色体数减半; ; 二是子细胞基因组合大为丰富二是子细胞基因组合大为丰富 基因组合的丰富由两个原因造成基因组合的丰富由两个原因造成首先，体细胞的染色体实际上是由两套同源染色首先，体细胞的染色体实际上是由两套同源染色体组成人的细胞人的细胞有有 4 4６６ 条染色体，实际上可条染色体，实际上可以看作以看作 2 2２２ 对同源染色体加上两条性染色体对同源染色体加上两条性染色体细胞与生命课件人人的的体体细细胞胞染染色色体体细胞与生命课件 在减数分裂的第一次分裂时，每对同源染在减数分裂的第一次分裂时，每对同源染色体分别分配至两个子细胞。

于是色体分别分配至两个子细胞于是父源的父源的同同源染色体源染色体和和母源的母源的同源染色体以同源染色体以不同组合不同组合，，分配到两个子细胞中去这样，产生不同染分配到两个子细胞中去这样，产生不同染色体组合的配子种型大增色体组合的配子种型大增细胞与生命课件 其次，在第一次减数分裂中，还发生其次，在第一次减数分裂中，还发生同同源染色体配对源染色体配对，配对后还发生同源染色体之，配对后还发生同源染色体之间的间的染色体交叉染色体交叉和和基因重组基因重组这使基因组合这使基因组合状况更为复杂化状况更为复杂化细胞与生命课件同源染色体配对和染色体交叉同源染色体配对和染色体交叉,造成基因重组造成基因重组细胞与生命课件 所以，经由减数分裂产生的生殖细胞，所以，经由减数分裂产生的生殖细胞，其基因组合表现其基因组合表现极大的丰富和多样化极大的丰富和多样化结果是是, , 有性生殖的后代具有更丰富的基因组合，有性生殖的后代具有更丰富的基因组合，具有更强的适应性和进化潜能具有更强的适应性和进化潜能细胞与生命课件细胞与生命课件Meiosis compared to mitosisMeiosis compared to mitosis细胞与生命课件比比 较较 有丝分裂有丝分裂 减数分裂减数分裂发生时间发生时间产生体细胞及性原细胞产生体细胞及性原细胞性原细胞产生性细胞性原细胞产生性细胞发生部位发生部位各组织器官各组织器官精精( (卵卵) )巢，花药，胚囊巢，花药，胚囊母细胞类型母细胞类型体细胞体细胞原始生殖细胞原始生殖细胞子细胞类型子细胞类型体细胞体细胞成熟的生殖细胞成熟的生殖细胞子细胞个数子细胞个数2 2个个雄为雄为4 4个，雌为个，雌为(1+3)(1+3)个个子细胞染色体数子细胞染色体数与母细胞相同与母细胞相同是母细胞的一半是母细胞的一半染色体行为染色体行为无无减减1 1时，同源染色体有联时，同源染色体有联会、四分体、互换、分离会、四分体、互换、分离有丝分裂与减数分裂的比较有丝分裂与减数分裂的比较细胞与生命课件Life cycle of humansLife cycle of humans细胞与生命课件四四. . 细胞分化、衰老和死亡细胞分化、衰老和死亡1 1、、  细胞的分化细胞的分化成年人成年人 全身细胞总数约全身细胞总数约 10101212个。

个 细胞种类细胞种类有有200 200 多种这么多种类细胞均来自这么多种类细胞均来自一个一个受精卵细胞受精卵细胞细胞分化细胞分化的定义：的定义：发育过程中细胞后代在形态、结构发育过程中细胞后代在形态、结构和功能上发生差异的过程称为和功能上发生差异的过程称为细胞分化细胞分化细胞与生命课件上上皮皮细细胞胞脂肪脂肪细胞细胞平滑肌平滑肌细胞细胞心肌心肌细胞细胞细胞与生命课件神经元细胞神经元细胞细胞与生命课件正在受精的卵细胞正在受精的卵细胞细胞与生命课件细胞与生命课件 细胞分化不但发生在胚胎阶段和发育过程中，细胞分化不但发生在胚胎阶段和发育过程中，亦发生在亦发生在成人阶段成人阶段如：人体血细胞的产生如：人体血细胞的产生 分化以后分化以后不同种类的细胞，不同种类的细胞， 形态不同，形态不同， 功能不同，功能不同， 基因表达不同，基因表达不同， 代谢活动也不同。

代谢活动也不同细胞与生命课件红血球红血球白血球白血球血小板血小板多种血细胞都由生血干细胞分化而来多种血细胞都由生血干细胞分化而来细胞与生命课件•又又称称老老化化，，指指细细胞胞随随着着年年龄龄的的增增加加，，机机能能和和结结构构发发生生退化性变化，趋向死亡的不可逆的现象退化性变化，趋向死亡的不可逆的现象•衰衰老老和和死死亡亡是是生生命命的的基基本本现现象象，，衰衰老老过过程程发发生生在在生生物物界界的的整整体体水水平平、、种种群群水水平平、、个个体体水水平平、、细细胞胞水水平平以以及及分子水平等不同的层次分子水平等不同的层次2 2、细胞衰老、细胞衰老细胞与生命课件Hutchinson-Gilford Syndrome 细胞与生命课件一名男子从一名男子从 36 36 岁到岁到 75 75 岁岁味觉丧失味觉丧失 6464％％肾小球减少肾小球减少 4444％％肾小球过滤率减少肾小球过滤率减少 3131％％脊神经元减少脊神经元减少 3737％％神经传导速度减慢神经传导速度减慢 1010％％脑供血量减少脑供血量减少 2020％％肺活量减少肺活量减少 4444％％细胞与生命课件体外培养体外培养成纤维细胞成纤维细胞来自胎儿来自胎儿 可传代可传代 50 50 次次 ( (与供体年龄与供体年龄来自成人来自成人 可传代可传代 20 20 次次 有关有关) )来自小鼠来自小鼠 可传代可传代 1414～～28 28 次次 ( (与供体物种与供体物种来自乌龟来自乌龟 可传代可传代 9090～～125 125 次次 特性有关特性有关) )细胞与生命课件3 3、细胞凋亡、细胞凋亡 多细胞生物个体的一生中，不断发生构成身体多细胞生物个体的一生中，不断发生构成身体的细胞的死亡。

的细胞的死亡 有两种细胞死亡：有两种细胞死亡： 因环境因素突变或病原物入侵而死亡，称为因环境因素突变或病原物入侵而死亡，称为病病理死亡，或细胞坏死理死亡，或细胞坏死 因个体正常生命活动的需要，一部分细胞必定因个体正常生命活动的需要，一部分细胞必定在一定阶段死去，称在一定阶段死去，称细胞凋亡细胞凋亡细胞与生命课件细胞凋亡和细胞坏死有明显区别细胞凋亡和细胞坏死有明显区别细胞凋亡 细胞坏死Apoptosis NecrosisApoptosis Necrosis细胞变圆细胞变圆, ,与周围细胞脱开与周围细胞脱开 细胞外形不规则变化细胞外形不规则变化 核染色质凝聚核染色质凝聚 溶酶体破坏溶酶体破坏 细胞膜内陷细胞膜内陷 细胞膜破裂细胞膜破裂 细胞分为一个个小体细胞分为一个个小体 胞浆外溢胞浆外溢 被周围细胞吞噬被周围细胞吞噬 引起周围炎症反应引起周围炎症反应细胞与生命课件正常的胸腺细胞正常的胸腺细胞凋亡的胸腺细胞凋亡的胸腺细胞细胞与生命课件2002年年10月月7日英国人悉尼日英国人悉尼·布雷诺尔、美国人罗伯特布雷诺尔、美国人罗伯特·霍维霍维茨和英国人约翰茨和英国人约翰·苏尔斯顿，因在苏尔斯顿，因在细胞程序性死亡细胞程序性死亡方面的研方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。

究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖Sydney BrennerH. Robert HorvitzJohn E. Sulston 是一种基因指导的是一种基因指导的细胞自我消亡方式细胞自我消亡方式细胞与生命课件SummarySummaryCorresponding E-mail: Corresponding E-mail: 掌握以下内容：掌握以下内容：1.1.各种生物细胞大小各种生物细胞大小 ( (真核细胞：真核细胞：1010～～100um100um；原核细；原核细胞：胞：1 1～～10um10um；支原体：；支原体：100nm100nm；病毒：几十；病毒：几十nm)nm) 2.2.细胞的结构和功能细胞的结构和功能 (各种生物细胞壁组成，各种生物细胞壁组成，革兰氏革兰氏染色法染色法；细胞膜的组成，；细胞膜的组成，流体镶嵌模型流体镶嵌模型) )3.3.细胞分裂方式细胞分裂方式【【原核细胞：无丝分裂；真核细胞：有原核细胞：无丝分裂；真核细胞：有丝分裂丝分裂( (体细胞体细胞) ) ，减数分裂，减数分裂( (生殖细胞生殖细胞) )】】细胞与生命课件SummarySummaryCorresponding E-mail: Corresponding E-mail: 1.1.细胞学说的创建人及其主要观点。

细胞学说的创建人及其主要观点2.2.细胞分裂的原因及好处细胞分裂的原因及好处3.3.真核生物细胞周期真核生物细胞周期4.4.有丝分裂与减数分裂的过程及比较有丝分裂与减数分裂的过程及比较 5.5.细胞分化、衰老及凋亡的含义细胞分化、衰老及凋亡的含义 了解以下内容：了解以下内容：细胞与生命课件。