细胞的命运笔记

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√

1.4 原核细胞、真核细胞和古核细胞

在细胞层次，生物界最大的差别在于有无细胞核

有—真核：动植物、真菌、原生生物

无—原核：细菌等原核生物

在极端环境生存—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—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—核糖体

2. 具有相同的化学组成

（1）相同的无机元素（C、H、N、O、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

（1）间期：①G1期—DNA复制

② S期—DNA合成

③ G2期—为细胞分裂做准备

（2）分裂期：①有丝分裂

② 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：①周期细胞

② G0期细胞（静息细胞）

③ 终端分化细胞，如：神经元、平滑肌等—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：①染色体凝缩（保护遗传物质）

② 纺锤体装配

（2）中期：①核膜崩解

② 纺锤体微管捕捉染色体（染色体的“拔河行为”）

③ 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：①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→用于治疗肿瘤（4）末期：①染色体去凝缩—表达遗传物质

② 核被膜装配

③ 胞质分裂（有丝分裂收缩环）

2.4 减数分裂—特殊的有丝分裂，发生于生殖细胞。

DNA复制一次，细胞连续分裂两次，染色体减半。

同时姐妹染色单体存在交叉互换，使生物遗传多样性增加。

【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—通过G1检验点和G2检验点实现

（1）G1检验点：细胞大小、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→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—疾病，如：21三体综合征

2.6 癌变—细胞增殖失控，产生癌细胞，如：Rb基因突变

（1）调控：p53基因—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→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—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）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：

① 管家基因—所有细胞中均表达的一类基因，维持细胞基本生命活动

② 组织特异性基因—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—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：①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）

② 根据分化潜能：全能干细胞，多能干细胞，单能干细胞

3.3 胚胎干细胞和成体干细胞

（1）胚胎干细胞—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—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

如：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

（1）环境不同，分化命运不同——微环境的不对称性

（2）细胞分裂时细胞质的分配方式——细胞分裂的不对称性

3.5 分化的逆转

（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）

① 避免免疫排斥② 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，