1、細(xì)胞學(xué)說的主要的內(nèi)容

17世紀(jì)中葉，顯微鏡被用于生物學(xué)研究，用顯微鏡觀察來自樹皮的木栓，看到一個個“小室”結(jié)構(gòu)，稱之謂“Cell”（細(xì)胞）。

一、細(xì)胞學(xué)說的建立

(本節(jié)見參考書第16-17頁）現(xiàn)在是1頁\一共有88頁\編輯于星期三

人們用顯微鏡觀察各種生物，包括微生物和動、植物的細(xì)微構(gòu)造，到處都看到細(xì)胞結(jié)構(gòu)。逐漸形成一個觀念：各種生物都是由細(xì)胞組成的。圖一現(xiàn)在是2頁\一共有88頁\編輯于星期三返回英國科學(xué)家霍克（R.Hook,1635-1703),27歲成為英國皇家學(xué)會領(lǐng)導(dǎo)成員,發(fā)表對木栓的觀察,命名Cell。荷蘭人列文虎克（AntonivonLeeuwenhoek,1623-1723）用自磨鏡片做成顯微鏡第一次觀察了活的細(xì)菌和原生動物。現(xiàn)在是3頁\一共有88頁\編輯于星期三

19世紀(jì)初，兩位德國生物學(xué)家施萊登和施旺正式明確提出：

細(xì)胞是植物體和動物體的基本結(jié)構(gòu)單位?，F(xiàn)在是4頁\一共有88頁\編輯于星期三

這個觀點(diǎn)，經(jīng)過后來的豐富和發(fā)展，形成公認(rèn)的細(xì)胞學(xué)說：

（1）細(xì)胞是所有動、植物的基本結(jié)構(gòu)單位。

（2）每個細(xì)胞相對獨(dú)立，一個生物體內(nèi)各

細(xì)胞之間協(xié)同配合。

（3）新細(xì)胞由老細(xì)胞繁殖產(chǎn)生?，F(xiàn)在是5頁\一共有88頁\編輯于星期三2、細(xì)胞學(xué)說的科學(xué)意義細(xì)胞學(xué)說的提出先于進(jìn)化論約20年，它與進(jìn)化論一起，奠定了生物科學(xué)的基礎(chǔ)。細(xì)胞學(xué)說使生命世界有機(jī)結(jié)構(gòu)多樣性的統(tǒng)一，從哲學(xué)推斷走向自然科學(xué)論證?，F(xiàn)在是6頁\一共有88頁\編輯于星期三

細(xì)胞學(xué)說被認(rèn)為是19世紀(jì)自然科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)之一。

值得注意的是，從兩篇經(jīng)典的論文看來，細(xì)胞學(xué)說不但關(guān)系到生物體的構(gòu)造，也關(guān)系到生物體的生長與發(fā)育?，F(xiàn)在是7頁\一共有88頁\編輯于星期三最初提出細(xì)胞學(xué)說觀點(diǎn)的兩篇論文是:德國植物學(xué)家施萊登1838年發(fā)表的論文:『論植物發(fā)現(xiàn)』;德國動物學(xué)家施旺1839年發(fā)表的論文:『動、植物結(jié)構(gòu)與生長相似性的顯微研究』。返回現(xiàn)在是8頁\一共有88頁\編輯于星期三有沒有非細(xì)胞生命？19世紀(jì)末，人們逐漸發(fā)現(xiàn)比細(xì)菌還小的“傳染性的活性成份”，稱為病毒。1930s－1940s期間弄清病毒的化學(xué)本質(zhì)和電鏡結(jié)構(gòu)。看來，病毒是一類不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生命形態(tài)?，F(xiàn)在是9頁\一共有88頁\編輯于星期三最簡單的病毒僅由核酸大分子和蛋白質(zhì)大分子組成。但是，病毒顆粒必需進(jìn)入寄主活細(xì)胞才能表現(xiàn)出生命的各方面特性?，F(xiàn)在是10頁\一共有88頁\編輯于星期三二、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能

（本節(jié)見參考書第47-57頁）1、動物細(xì)胞的典型結(jié)構(gòu)

細(xì)胞膜和生物膜

磷脂和鞘脂分子具有一個共同的特征――一個極性的頭兩個非極性的尾巴。在水環(huán)境中，這類分子會自發(fā)形成脂雙層微囊。現(xiàn)在是11頁\一共有88頁\編輯于星期三返回動物細(xì)胞模式圖現(xiàn)在是12頁\一共有88頁\編輯于星期三返回在水中的脂雙層微囊現(xiàn)在是13頁\一共有88頁\編輯于星期三

細(xì)胞膜的框架，就是脂雙層，還有蛋白質(zhì)“鑲嵌”其中。1970s提出的流動鑲嵌學(xué)說,強(qiáng)調(diào)了生物膜中脂分子和蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動。

這樣的膜結(jié)構(gòu)不但用以組成細(xì)胞膜，還用以分割形成各種細(xì)胞器，所以,統(tǒng)稱生物膜?，F(xiàn)在是14頁\一共有88頁\編輯于星期三返回細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是15頁\一共有88頁\編輯于星期三

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

由單層生物膜圍成。是蛋白質(zhì)合成、修飾和分泌；脂類合成的場所。

細(xì)胞核由兩層生物膜圍成，遺傳信息貯藏在核內(nèi)，是DNA復(fù)制和RNA合成場所?，F(xiàn)在是16頁\一共有88頁\編輯于星期三返回細(xì)胞核結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是17頁\一共有88頁\編輯于星期三返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是18頁\一共有88頁\編輯于星期三

溶酶體

由單層生物膜圍成，是生物大分子分解的場所。

高爾基體

由單層生物膜圍成，與蛋白質(zhì)修飾和分泌有關(guān)。

現(xiàn)在是19頁\一共有88頁\編輯于星期三返回溶酶體結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是20頁\一共有88頁\編輯于星期三返回高爾基體結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是21頁\一共有88頁\編輯于星期三

細(xì)胞質(zhì)有多種蛋白質(zhì)和酶，是糖酶解和糖元合成等反應(yīng)的場所。

線粒體

由雙層生物膜圍成，是生物氧化、產(chǎn)生能量的場所?，F(xiàn)在是22頁\一共有88頁\編輯于星期三返回線粒體結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是23頁\一共有88頁\編輯于星期三

細(xì)胞骨架

由蛋白質(zhì)亞基組裝成，和細(xì)胞形狀、遷移、信息傳導(dǎo)等有關(guān)。

核糖體由RNA和蛋白質(zhì)形成的大顆粒，是蛋白質(zhì)合成的場所。

現(xiàn)在是24頁\一共有88頁\編輯于星期三返回微管微絲中間纖維細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是25頁\一共有88頁\編輯于星期三2、植物細(xì)胞的典型結(jié)構(gòu)與動物細(xì)胞相比,有幾點(diǎn)不同:

植物細(xì)胞動物細(xì)胞

有細(xì)胞壁沒有細(xì)胞壁

有葉綠體沒有葉綠體

有中央液泡沒有中央液泡

現(xiàn)在是26頁\一共有88頁\編輯于星期三返回植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是27頁\一共有88頁\編輯于星期三3、真核細(xì)胞和原核細(xì)胞

細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)與動、植物細(xì)胞不同，要簡單的多。最主要的差別是細(xì)菌沒有細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，核物質(zhì)－DNA還是有的，形成類核區(qū)(又稱擬核)。并且細(xì)菌細(xì)胞也沒有其他各種細(xì)胞器。現(xiàn)在是28頁\一共有88頁\編輯于星期三返回細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是29頁\一共有88頁\編輯于星期三

依據(jù)有無細(xì)胞核，整個生命世界可以區(qū)分為兩大類：

原核生物真核生物

細(xì)菌植物

放線菌動物

藍(lán)藻真菌（霉菌、酵母)

等等原生動物

藻類

現(xiàn)在是30頁\一共有88頁\編輯于星期三三、細(xì)胞分裂和細(xì)胞周期

（本節(jié)見參考書第81-86頁）1、為什么會有細(xì)胞分裂？

隨著細(xì)胞生長，細(xì)胞體積增大，而細(xì)胞表面積和體積之比(表面積/體積)卻在變小。

活細(xì)胞不斷進(jìn)行新陳代謝，細(xì)胞表面擔(dān)負(fù)著輸入養(yǎng)分，排出廢物的重任。

現(xiàn)在是31頁\一共有88頁\編輯于星期三

表面積/體積比值的下降，意味著代謝速率的受限和下降。所以，細(xì)胞分裂是細(xì)胞生長過程中保持足夠表面積，維持一定的生長速率的重要措施?，F(xiàn)在是32頁\一共有88頁\編輯于星期三隨著體積增大,表面積/體積比值下降下圖半徑增大4倍體積增大64倍表面積增大16倍表面積/體積從3/1下降到0.7/1現(xiàn)在是33頁\一共有88頁\編輯于星期三表面積/體積比值老鼠>大象返回老鼠重25克,大象重4噸表面積/體積老鼠是大象的24倍所以,老鼠的代謝速率大于大象現(xiàn)在是34頁\一共有88頁\編輯于星期三2、

原核生物的細(xì)胞分裂

原核生物以細(xì)菌為例，細(xì)胞分裂比較簡單。

細(xì)胞生長增大到一定程度，DNA復(fù)制，形成兩個DNA分子，分別移到拉長了的細(xì)胞兩端，中間形成新的細(xì)胞間隔，進(jìn)而形成細(xì)胞壁，成為兩個細(xì)胞。這個過程稱為二分分裂?，F(xiàn)在是35頁\一共有88頁\編輯于星期三細(xì)菌細(xì)胞分裂返回現(xiàn)在是36頁\一共有88頁\編輯于星期三3、

真核細(xì)胞的有絲分裂大多數(shù)真核生物是多細(xì)胞生物。體細(xì)胞的分裂稱為有絲分裂；生殖細(xì)胞形成過程中，則有與之不同的減數(shù)分裂?，F(xiàn)在是37頁\一共有88頁\編輯于星期三細(xì)胞從前一次分裂開始到后一次分裂開始，這段時間稱為一個:

細(xì)胞周期。（1）細(xì)胞分裂周期現(xiàn)在是38頁\一共有88頁\編輯于星期三細(xì)胞周期返回現(xiàn)在是39頁\一共有88頁\編輯于星期三通常,細(xì)胞周期可以區(qū)分為四個階段：

M期——分裂期，在這個階段

可以在顯微鏡下看到

細(xì)胞分裂過程。

G1期——

S期——DNA合成期

G2期——

G1期，S期和G2期又總稱為:

分裂間期?，F(xiàn)在是40頁\一共有88頁\編輯于星期三（2）有絲分裂過程

前期

染色質(zhì)濃縮，折疊，包裝，形成光鏡下可見的染色體。每條染色體含兩條姊妹染色單體。

中期核膜消失，染色體排列在赤道板上?，F(xiàn)在是41頁\一共有88頁\編輯于星期三返回分裂間期有絲分裂前期中期現(xiàn)在是42頁\一共有88頁\編輯于星期三

后期

姐妹染色單體分開，被分別

拉向細(xì)胞兩側(cè)

末期重新形成核膜，染色體消失

細(xì)胞質(zhì)分裂

胞質(zhì)形成間隔，最終

分開為兩個細(xì)胞

現(xiàn)在是43頁\一共有88頁\編輯于星期三返回中期后期末期細(xì)胞質(zhì)分裂有絲分裂現(xiàn)在是44頁\一共有88頁\編輯于星期三現(xiàn)在集中看一下在M期發(fā)生的有絲分裂過程：

前期:染色質(zhì)濃縮，折疊，包裝，形成光鏡下可見的染色體，每條染色體含兩條染色單體。

中期:核膜消失，染色體排列在赤道板上。

后期:姐妹染色單體分開，被分別拉向細(xì)胞兩側(cè)。

末期:重新形成核膜，染色體消失。

細(xì)胞質(zhì)分裂:胞質(zhì)形成間隔，最終分開為兩個細(xì)胞?，F(xiàn)在是45頁\一共有88頁\編輯于星期三返回有絲分裂現(xiàn)在是46頁\一共有88頁\編輯于星期三（3）染色質(zhì)和染色體處于分裂間期的細(xì)胞，細(xì)胞核內(nèi)的DNA分子，在一些蛋白質(zhì)的幫助下，有一定程度的盤繞，形成核小體。多個核小體串在一起形成染色質(zhì)。所以，染色質(zhì)是在細(xì)胞分裂間期遺傳物質(zhì)存在的形式?，F(xiàn)在是47頁\一共有88頁\編輯于星期三核小體和染色質(zhì)返回現(xiàn)在是48頁\一共有88頁\編輯于星期三

核小體直徑10nm，光鏡下看不到。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入M期時，染色質(zhì)折疊包裝，大約壓縮8400倍，形成光鏡下可以看到的染色體?，F(xiàn)在是49頁\一共有88頁\編輯于星期三染色體返回現(xiàn)在是50頁\一共有88頁\編輯于星期三

應(yīng)記住，在染色體出現(xiàn)時，細(xì)胞已經(jīng)過S期完成DNA復(fù)制，已由原來的每個DNA分子復(fù)制出兩個DNA分子。所以，每條染色體由兩條姐妹染色單體組成?，F(xiàn)在是51頁\一共有88頁\編輯于星期三通常把體細(xì)胞稱為雙倍體細(xì)胞，體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)的總含量為2n。在細(xì)胞分裂中，在光鏡下可以看到染色體時，已經(jīng)過DNA復(fù)制，這時遺傳物質(zhì)的總量已經(jīng)是4n了。細(xì)胞分裂完成時，出現(xiàn)的兩個子細(xì)胞又都回復(fù)為2n?，F(xiàn)在是52頁\一共有88頁\編輯于星期三

不同物種的細(xì)胞，染色體數(shù)目不同。所以，染色體數(shù)目也是不同物種細(xì)胞的特征。因?yàn)?，對大多?shù)物種來說，體細(xì)胞是2n的，所以染色體數(shù)目通常為偶數(shù)?，F(xiàn)在是53頁\一共有88頁\編輯于星期三物種染色體數(shù)目物種染色體數(shù)目人46豌豆14小鼠40玉米20爪蟾36小麥42果蠅8酵母32現(xiàn)在是54頁\一共有88頁\編輯于星期三

4、

真核細(xì)胞的減數(shù)分裂

（1）減數(shù)分裂發(fā)生在產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過程中。生殖細(xì)胞包括卵細(xì)胞和精子細(xì)胞。它們的遺傳物質(zhì)總量僅為體細(xì)胞的一半，稱為n細(xì)胞。

由2n的體細(xì)胞產(chǎn)生n的生殖細(xì)胞，需要經(jīng)過減數(shù)分裂?，F(xiàn)在是55頁\一共有88頁\編輯于星期三返回減數(shù)分裂現(xiàn)在是56頁\一共有88頁\編輯于星期三

（2）、減數(shù)分裂后，細(xì)胞中染色體數(shù)目減少一半。

減數(shù)分裂可以分為兩個階段：

第一次減數(shù)分裂：DNA復(fù)制一次，

細(xì)胞分裂一次。第二次減數(shù)分裂：DNA不復(fù)制,細(xì)胞再分裂一次?，F(xiàn)在是57頁\一共有88頁\編輯于星期三結(jié)果，子細(xì)胞染色體數(shù)目減半，遺傳物質(zhì)總量由2n變?yōu)閚。

總之，減數(shù)分裂就是DNA復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，結(jié)果由一個2n細(xì)胞分出4個n細(xì)胞?，F(xiàn)在是58頁\一共有88頁\編輯于星期三（3）、減數(shù)分裂豐富基因組合

減數(shù)分裂的特點(diǎn):

一是子細(xì)胞染色體數(shù)減半;

二是子細(xì)胞基因組合大為豐富。

基因組合的豐富由兩個原因造成。

首先，體細(xì)胞的染色體實(shí)際上是由兩套同源染色體組成。人的細(xì)胞有4６條染色體，實(shí)際上可以看作2２對同源染色體加上兩條性染色體?，F(xiàn)在是59頁\一共有88頁\編輯于星期三返回人的體細(xì)胞染色體現(xiàn)在是60頁\一共有88頁\編輯于星期三

在減數(shù)分裂的第一次分裂時，每對同源染色體分別分配至兩個子細(xì)胞。于是父源的同源染色體和母源的同源染色體以不同組合，分配到兩個子細(xì)胞中去。這樣，產(chǎn)生不同染色體組合的配子種型大增。現(xiàn)在是61頁\一共有88頁\編輯于星期三

其次，在第一次減數(shù)分裂中，還發(fā)生同源染色體配對，配對后還發(fā)生同源染色體之間的染色體交叉和基因重組。這使基因組合狀況更為復(fù)雜化?，F(xiàn)在是62頁\一共有88頁\編輯于星期三同源染色體配對和染色體交叉,造成基因重組下圖現(xiàn)在是63頁\一共有88頁\編輯于星期三返回染色體交叉的電鏡圖現(xiàn)在是64頁\一共有88頁\編輯于星期三

所以，經(jīng)由減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細(xì)胞，其基因組合表現(xiàn)極大的豐富和多樣化。結(jié)果是,有性生殖的后代具有更豐富的基因組合，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和進(jìn)化潛能?，F(xiàn)在是65頁\一共有88頁\編輯于星期三四、細(xì)胞的分化、衰老與死亡

（本節(jié)見參考書第86-94頁）1、

細(xì)胞的分化

成年人全身細(xì)胞總數(shù)約1012個。

細(xì)胞種類有200多種。這么多種類細(xì)胞均來自一個受精卵細(xì)胞。

細(xì)胞分化的定義：發(fā)育過程中細(xì)胞后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異的過程稱為細(xì)胞分化。現(xiàn)在是66頁\一共有88頁\編輯于星期三上皮細(xì)胞脂肪細(xì)胞平滑肌細(xì)胞心肌細(xì)胞下圖現(xiàn)在是67頁\一共有88頁\編輯于星期三返回神經(jīng)元細(xì)胞現(xiàn)在是68頁\一共有88頁\編輯于星期三正在受精的卵細(xì)胞返回現(xiàn)在是69頁\一共有88頁\編輯于星期三

細(xì)胞分化不但發(fā)生在胚胎階段和發(fā)育過程中，亦發(fā)生在成人階段。如：人體血細(xì)胞的產(chǎn)生。

分化以后不同種類的細(xì)胞，

形態(tài)不同，

功能不同，

基因表達(dá)不同，

代謝活動也不同?，F(xiàn)在是70頁\一共有88頁\編輯于星期三紅血球白血球血小板返回好多種血細(xì)胞都由生血干細(xì)胞分化而來?，F(xiàn)在是71頁\一共有88頁\編輯于星期三返回胰臟細(xì)胞眼晶體細(xì)胞（胚胎）神經(jīng)細(xì)胞糖酵解酶基因晶體蛋白基因胰島素基因血紅蛋白基因不同種類細(xì)胞，形態(tài)、代謝和基因表達(dá)都不同現(xiàn)在是72頁\一共有88頁\編輯于星期三

2、細(xì)胞的衰老

衰老是人們永恒的議題，至今仍是一個迷。

人體衰老時，身體各部分功能都發(fā)生衰老?，F(xiàn)在是73頁\一共有88頁\編輯于星期三返回早衰癥是人體衰老中的一種病癥現(xiàn)在是74頁\一共有88頁\編輯于星期三一名男子從36歲到75歲味覺喪失64％腎小球減少44％腎小球過濾率減少31％脊神經(jīng)元減少37％神經(jīng)傳導(dǎo)速度減慢10％腦供血量減少20％肺活量減少44％返回現(xiàn)在是75頁\一共有88頁\編輯于星期三

身體的衰老是以細(xì)胞衰老為基礎(chǔ)的。實(shí)驗(yàn)證明，細(xì)胞有著明顯的衰老過程。

現(xiàn)在是76頁\一共有88頁\編輯于星期三體外培養(yǎng)成纖維細(xì)胞來自胎兒可傳代50次（與供體年齡來自成人可傳代20次有關(guān)）來自小鼠可傳代14－28次（與供體物種來自烏龜可傳代90－125次特性有關(guān)）返回現(xiàn)在是77頁\一共有88頁\編輯于星期三亦有人強(qiáng)調(diào)，人體衰老時，并非全身細(xì)胞均衡衰老，而是部分細(xì)胞衰老，導(dǎo)致整體機(jī)能失調(diào)。激素系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的衰老對全身的影響最大?，F(xiàn)在是78頁\一共有88頁\編輯于星期三

衰老的機(jī)理，尚不清楚，有各種學(xué)說。自由基假說是其中廣為人們接受的一種假說。

現(xiàn)在是79頁\一共有88頁\編輯于星期三生物氧化中產(chǎn)生自由基，自由基破壞生物大分子——蛋白質(zhì)、核酸、脂類等。使得細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，基因突變，導(dǎo)致細(xì)胞衰老。

人體存在著清除自由基機(jī)制，這些淬滅自由基機(jī)制受遺傳控制?，F(xiàn)在是80頁\一共有88頁\編輯于星期三H2OH?＋OH?返回帶有不成對電子的基團(tuán)稱為自由基自由基的反應(yīng)活潑性特別強(qiáng)現(xiàn)在是81頁\一共有88頁\編輯于星期三

3、

細(xì)胞凋亡

多細(xì)胞生物個體的一生中，不斷發(fā)生構(gòu)成身體的細(xì)胞的死亡。

有兩種細(xì)胞死亡：

因環(huán)境因素突變或病原物入侵而死亡，稱為病理死亡，或細(xì)胞壞死。

因個體正常生命活動的需要，一部分細(xì)胞必定在一定階段死去，稱細(xì)胞凋亡?，F(xiàn)在是82頁\一共有88頁\編輯于星期三細(xì)胞凋亡是普遍存在的

變態(tài)：蝌蚪青蛙

昆蟲、卵幼蟲成蟲哺乳類:皮