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1、选修课：细胞的命运一、细胞的统一性与多样性1.1细胞发现以及细胞学说的建立细胞学说：(1 )所有生物都是由单个或多个细胞构成(2) 细胞是所有生物体结构和功能的基本单位(3) 细胞不能通过分裂来自已有的细胞1.2细胞是生命的基本单位1. 细胞是生命的基本结构单位，所有生物都由细胞及其产物组成2. 细胞是生命活动的功能单位，一切代谢活动均以细胞为基础 细胞生命活动是：以物质代谢为基础；以能量代谢(ATP为动力； 以信息调控为机制的。3. 细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁4. 细胞是生物体生长和发育的基础5. 细胞具有全能性，可以产生新的同样的有机体1.3病毒是生命吗？V1.4原核细胞、真核细胞
2、和古核细胞在细胞层次，生物界最大的差别在于有无细胞核有一真核：动植物、真菌、原生生物无一原核：细菌等原核生物在极端环境生存一古核生物1.5所有细胞的基本共性1. 具有类似的结构(1) 细胞膜 一作为细胞与环境之间的界膜和选择性通透屏障 (2 )遗传物质DNA和蛋白质合成指令介质 RNA(3)蛋白质合成机器 一核糖体2. 具有相同的化学组成(1) 相同的无机元素(C、H、N、0、P等)(2) 同类生物大分子(蛋白质、核酸、脂质和糖)及其复合物3. 具有相似的代谢特征和调控机制(1 )相似的代谢途径(糖酵解为基本功能途径)(2) 相似的ATP能量利用机制(3) 一分为二的增值方式二、细胞的增殖与癌
3、变2.1细胞增殖的意义(1) 细胞分裂增殖是细胞生物生长发育的基础(2) 更是生物体世代延续的保证(3) 细胞增殖也是维持个体细胞数量和功能相对平衡的基础2.2细胞周期概述细胞周期-G1间期一 S-G2有丝分裂 分裂期一L胞质分裂（1 ）间期： G1期一DNA复制 S期一DNA合成 G2期一为细胞分裂做准备（2）分裂期： 有丝分裂 胞质分裂（3）对于不同种类的细胞，对应的细胞周期长度也不同 对人来说，有：周期细胞 GO期细胞（静息细胞） 终端分化细胞，如：神经元、平滑肌等一不再分裂增殖2.3有丝分裂1. 三个根本问题：（1）细胞分裂前遗传物质 DNA的精确复制（2）复制的DNA如何在细胞分裂中
4、确保准确分配到两个子细胞（3）物质准备与细胞分裂是如何调控的2. 有丝分裂（核分裂）：确保两个子细胞获得一套完全相同的遗传物质遗传物质加倍、染色体凝缩、染色体分离（1 ）前期： 染色体凝缩（保护遗传物质）纺锤体装配（2 ）中期：核膜崩解 纺锤体微管捕捉染色体（染色体的“拔河行为”） 染色体排列在赤道面上（保证所有染色体被微管捕捉）（3 ）后期： 姐妹染色单体分离，产生向极运动（移向细胞两极）（秋水仙素可破坏微管动态平衡）抑制使之无法完成向极运动t用于治疗肿瘤（4 ）末期：染色体去凝缩一表达遗传物质 核被膜装配 胞质分裂（有丝分裂收缩环）2.4减数分裂一特殊的有丝分裂，发生于生殖细胞。DNA复制
5、一次，细胞连续分裂两次，染色体减半。精原细胞有理分裂0O 0阴原細胞0 QQ 0 Q生长初级卵母细胞次级卵母细胞同时姐妹染色单体存在交叉互换，使生物遗传多样性增加。幺L 1 A精子细胞初级棉母细胞 环Q O京级精母细胞 【0000精子哺乳动物生殖细胞发生过程【注】(1 )精原细胞的减数分裂发生在青春期，而卵原细胞的减数分裂发生在胎儿性别分化后(2) 初级卵母细胞和次级卵母细胞分别完成减I减II后都会产生一个极体(3) 次级卵母细胞在输卵管需要等待精子的刺激才能完成减II过程， 故卵原细胞的减数分裂并不是连续分裂两次的2.5细胞增殖调控一通过G1检验点和G2检验点实现(1) G1检验点：细胞大小
6、、营养、生长因子、DNA损伤G2 检验点：细胞大小、DNA损伤(2) Cdc检验点t通过转录生成cyclin周期蛋白，周期蛋白与Cdk结合形成MPF促进因子，作用于复合体使之活化或失活(3) 增殖出错 一疾病，如：21三体综合征2.6癌变 一细胞增殖失控，产生癌细胞，如：Rb基因突变(1) 调控：p53基因一通过转录出p21蛋白，抑制G1/S- Cdk，使之失活若没有调控机制，失控细胞将会死亡/突变t肿瘤(2) 癌症的危险性在于其转移扩散能力三、细胞分化与干细胞3.1细胞分化一在个体发育中，由一种细胞类型经细胞分裂后 逐渐在形态、功能形成差异的过程(1) 细胞分化是基因选择性表达的结果(2 )
7、高度分化的细胞也含有完整的基因组。如：克隆羊(3) 有关表达的两大类基因： 管家基因一所有细胞中均表达的一类基因，维持细胞基本生命活动 组织特异性基因 一不同类型细胞中特异性表达的基因，赋予细胞特异的形态结构与功能特征(4 )组合调控与级联反应：细胞分化调控的经济性也体现在调控蛋白的“组合调控”,决定了细胞不同的命运3.2干细胞及其分类（1）干细胞 一是机体中能进行自我更新和多向分化潜能的一类细胞。它们在细胞分化和个体发育中，起着关键和决定性的作用（2 ）干细胞分类： 根据来源：胚胎干细胞，成体干细胞。（如：造血干细胞，皮肤干细胞，神经细胞等）根据分化潜能：全能干细胞，多能干细胞，单能干细胞
8、3.3胚胎干细胞和成体干细胞（1）胚胎干细胞一指胚胎早起的干细胞。这类干细胞的分化潜能宽，具有分化为集体任何组织细胞的能力胚胎干细胞在再生医学，组织工程，药物发现与评价方面极具应用价值（2）成体干细胞 一指成体各组织器官中的干细胞。具有自我更新能力，但分化潜能窄，只能分化为相应组织器官组成的细胞 女口：骨髓干细胞等（3 ）细胞分化是一个细胞全能性逐渐丧失的过程3.4干细胞的分化和更新干细胞更新与分化的调节途径（命运）f()f()H Ir* ( / / hjj () ：(I-fI（1 ）环境不同，分化命运不同一一微环境的不对称性（2 ）细胞分裂时细胞质的分配方式一一细胞分裂的不对称性3.5分化的
9、逆转（1 ）细胞分化可逆吗？（人为干预下）（2）在人为干预下，体细胞经过诱导可能形成诱导多能性干细胞（ips细胞） 避免免疫排斥避免理论学争端第四章细胞衰老4.1衰老的概念及特征（1 ）概念：体外培养的正常细胞经过有限次数的分裂后，停止生长，细胞形态和生理代谢活动发生显著改变（2） Hayflick界限： 正常细胞不能无限增殖，具有一定增殖寿命 增殖寿命与供体年龄和物种寿命有关 细胞衰老主要取决于自身，而非培养环境 正常细胞具有有限分裂次数，而癌细胞能够在体外无限增殖（3 ）特征： 生长停滞，这种停滞不可逆3-半乳糖苷酶活化4.2衰老的分子机制(1 )复制衰老机制：1. 端粒学说一随着复制不断
10、缩短的 DNA末端 可能是正常细胞有限分裂的原因 端粒一位于染色体末端，由短小串联重复序列构成,端粒序列在生物中非常保守 功能：保持染色体的独立性和稳定性 端粒酶 一由RNA和蛋白质组成的一种反转录酶 线性染色体复制问题线性染色体末端复制血题IJ门叫池Fl云IIstiff端粒酶与DMA结合在3合成DNA互补链的合成环形染色体有复制问题吗？ x(没有末端) 端粒缩短引发细胞复制性衰老的机制：端粒缩短引发P53蛋白的表达 抑制细胞增殖，导致细胞衰老一保护机制帕滴的鬲耗pS3Ip16p21(CDK)cycirWCDK ZRb1EJF/OP*G!S2. 氧化损伤学说一由呼吸产生的活性氧分子 对细胞损伤
11、的积累导致细胞衰老4.3细胞衰老与个体衰老的关系一没有决定性关系第五章细胞之死5.1细胞死亡一细胞死亡往往受到细胞内由遗传机制决定的“死亡程序”所控制， 要求特定的基因表达，是“主动”而非“被动”的死亡形式， 所以又叫程序性细胞死亡细胞死亡的主要类型：（1）细胞凋亡 （2）细胞坏死 （3 ）细胞自噬5.2细胞坏死一在极端环境下细胞发生的死亡（1）急/慢性细胞坏死：PARP酶的活化使NAD受到抑制，ATP浓度减少，细胞坏死 RIP3 切换细胞坏死和凋亡的开关（2）细胞坏死与细胞凋亡的区别：细胞坏死过程中细胞的完整性收到破坏（质膜破裂，内容物释放） 5.3细胞凋亡一“皱缩性坏死”，但细胞保持完整，
12、最后被吞噬（1）过程： 质膜凹陷皱缩，细胞片段化，遗传物质降解 形成凋亡小体，发出 Eat Me信号 被吞噬细胞吞噬（2） 细胞凋亡有序性的体现：细胞凋亡过程中的形态变化 对自身结构蛋白和遗传物质切割的有序性 （片段电泳后呈弥散状） 细胞凋亡是受遗传机制高度有序调控的：1.线虫：Ced4和Ced3的突变能促进细胞凋亡，而Ced9能抑制Ced4的突变，从而抑制细胞的凋亡2哺乳动物：ICE转化酶促进Caspase切割结构蛋白Caspase依赖性的细胞凋亡途径：1外源途径：死亡信号（与细胞凋亡时外翻质膜 上的磷脂酰丝氨酸结合）起始，如：杀伤淋巴细胞”、fnaar(弓1 自Alberti B t E T 2006)2内源途径：由线粒体起始，细胞色素c通过影响ATP的生成从而引起细胞凋亡3. 红细胞（无核细胞）一红细胞凋亡：通过 Bcl-2调控（3） 细胞死亡的意义：正常发育 自稳态维持 清除多余、受损及危险细胞（4） 细胞的过度凋亡：将会导致免疫功能的丧失。如：HIV引发自身免疫疾病和炎症。如：阿耳茨海默病（老年痴呆）5.4细胞自噬 一细胞自噬是促使细胞存活的自我保护机制，具有自我“清理”功能
