细胞生物学 第十二章细胞周期与细胞分裂-2

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《细胞生物学教程》 第14章 细胞分化

第一节 受精与胚胎发育

在个体发育（ontogeny）中，细胞后代在形态结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化（differentiation）。细胞分化不仅发生在胚胎发育中，而是在一生都进行着，以补充衰老和死亡的细胞，如：多能造血干细胞分化为不同血细胞的细胞分化过程。

个体发育是指一个新个体从产生到死亡的全部历程。对两性生殖的生物来说，新个体始于两性配子（精子和卵子）的结合——受精（fertilization）。卵子受精后启动发育程序，形成一个新个体的过程叫做胚胎发育（embryogenesis）。胚胎发育包括受精、卵裂（cleavage）、原肠胚形成（gastrulation）、神经胚形成（neurulation）、器官形成（organogenesis）等几个主要的发育阶段，许多动物还必须经过胚后发育阶段——变态（metamorphosis），才能发育为成体。

第一节 受精与胚胎发育

一、精子和卵的结构

在动物中精母细胞通过减数分裂后形成四个精细胞[1]，精细胞经过精子形成（spermiogenesis）的变态发育过程，排除大部分细胞质，内部发生一系列变化，成为精子。成熟的精子(spermatozoon)形似蝌蚪，分头、尾两部（图14-1）。头内有一个高度浓缩的细胞核，核的前2/3有顶体覆盖（图14-2）。顶体实质上是一个很大的溶酶体，内含多种水解酶，如顶体蛋白酶、透明质酸酶、酸性磷酸酶等。在受精时，精子释放顶体酶消化卵子外面的结构，进入卵内。精于尾部又称鞭毛(flagellum)，是精于的运动装置。尾部可分为颈段、中段、主段和末段四部分。颈段很短，其内有两个相互垂直的中心粒。其他三段内的主要结构是由中心粒发出的轴丝，由9+2排列的微管组成。中段短，在轴丝外包有线粒体鞘，为鞭毛的运动提供能量。主段长，没有线粒体鞘，代之以纤维鞘。末段短，仅有轴丝。个别动物如介壳虫的精子没有鞭毛。 2

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精彩文档 第十二章 细胞增殖及其调控

一、细胞周期概述

(一)细胞周期

细胞周期是指细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分完成所经历的一个有序过程。其间细胞遗传物质和其他内含物分配给子细胞。

细胞周期时相组成：间期(inter phase)：G1期、S期、G2期；有丝分裂期(mitosis phase)：M期；胞质分裂期(cytokinesis)。

细胞沿着G1→S→G2→M→G1周期性运转，在问期细胞体积增大(生长)，在M期细胞先是核分裂，接着胞质分裂，完成一个细胞周期。

细胞周期时间：不同细胞的细胞周期时间差异很大，S+G2+M的时间变化较小，细胞周期时间长短主要差别在G1期。

根据增殖状况，细胞分类三类：连续分裂细胞(cycling cell)、休眠细胞(G0细胞)和终末分化细胞。

(1)连续分裂细胞这类细胞始终保持旺盛的增殖活性，不停地通过G1期及细胞周期各时期，完成细胞分裂，称为增殖细胞。这类细胞代谢水平高，对环境信号敏感，分化程度都比较低，如：胚胎早期的细胞、造血干细胞、上皮基底细胞，它们对机体的建立和组织的更新起了十分重要的作用。

(2)休眠细胞这类细胞可长期停留在G1早期而不越过R点，处于增殖静止状态。它们合成具有特殊功能的RNA和蛋白质，使细胞的结构和功能发生分化，但这类细胞并未丧失增殖能力，在一定条件下可以恢复其增殖状态，但需要经过较长的恢复时间。通常把这类细胞称为G0期细胞。如：肝、肾的实质细胞、血液中的淋巴细胞都属于这类细胞。它们通常处于G0状态，当组织受到损伤或激素的刺激时可重新进入细胞增殖周期。细胞遗传学中常用PHA(植物凝集素)来刺激处于G0状态的淋巴细胞进入细胞周期，从而获得大量分裂期细胞来制备染色体。 实用标准文案

精彩文档 (3)终末分化细胞这类细胞的结构和功能发生高度分化，已经丧失增殖能力，终生处于G0期，直到衰老死亡。如：人的红细胞、神经元细胞和骨骼肌细胞等。

- 1 - 课时分层作业(二十一) 细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂

(建议用时：35分钟)

[合格基础练]

1．下列有关细胞大小与物质运输关系的模拟实验说法中不正确的是( )

A．琼脂块大小模拟细胞大小

B．细胞边长越大，其表面积与体积之比越小

C．琼脂块的体积越小，NaOH在其内的扩散速率越快

D．NaOH扩散的体积与琼脂块的体积比最大的是最小的琼脂块

C [NaOH在不同大小的琼脂块中扩散的速率是相同的，NaOH扩散的体积与琼脂块体积的比值最大的是最小的琼脂块。]

2．有关细胞不能无限长大原因的叙述，不正确的是( )

A．细胞体积越大，物质运输效率相对越低

B．细胞体积越大，其相对表面积越大，物质运输效率相对越低

C．细胞表面积与体积关系限制了细胞长大

D．细胞核中的DNA不会随细胞体积增大而增加

B [细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率相对越低。]

3．下列选项中，细胞的染色体可呈周期性变化的是( )

A．叶肉细胞 B．根尖分生区细胞

C．人的成熟红细胞 D．牛的精细胞

B [根尖分生区细胞具有细胞周期。]

4.如图表示一个细胞一次分裂的细胞周期。假如以具有放射性的核苷酸培养这个细胞，这些核苷酸进入染色体的位点是( )

A．W B．X

C．Y D．以上全有

A [细胞周期中间期进行DNA复制和蛋白质合成，需消耗核苷酸，从图中分析W为分裂间期，所以这些核苷酸进入染色体的位点是W。]

5．科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间(单位：h)数据如下图所示。相关叙述正确的是( )

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A．de阶段发生遗传物质的平均分配

B．bc阶段结束时DNA含量增加一倍

C．cd阶段完成与DNA复制有关的蛋白质的合成

D．一个细胞周期(可表示为cd＋de)等于17.3 h

B [图示ab、cd、ef为细胞分裂期，主要完成遗传物质的平均分配；bc、de为细胞分裂间期，主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，结果是DNA分子加倍。一个细胞周期包括分裂期和分裂间期，为de＋ef(或bc＋cd)等于17.3 h。]

细胞生物学目录

第一章 绪论

第二章 细胞生物的研究方法和技术

第三章 质膜的跨膜运输

第四章 细胞与环境的相互作用

第五章 细胞通讯

第六章 核糖体和核酶

第七章 线粒体和过氧化物酶体

第八章 叶绿体和光合作用

第九章 内质网，蛋白质分选，膜运输

第十章 细胞骨架 ，细胞运动

第十一章 细胞核和染色体

第十二章 细胞周期和细胞分裂

第十三章 胚胎发育和细胞分化

第十四章 细胞衰老和死亡 第一章 绪论1.原生质体：被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞核和细胞质 细胞质：细胞内除核以外的原生质，即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分 原生质体：除去细胞壁的细胞2.结构域：生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域3.装配模型：模板组装，酶效应组装，自组装4.五级装配： 第一级,小分子有机物的形成 第二级，小分子有机物组装成生物大分子 第三级,由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构 第四级,由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器 第五级，由各种细胞器组装成完整细胞6.支原体：目前已知的最小的细胞

第二章 细胞生物的研究方法和技术1.显微镜技术：光镜标本制备技术、2.光镜标本制备技术步骤：样品固定、包埋与切片、染色3.电子显微镜种类：透射电子显微镜，扫描电镜，金属投影，冷冻断裂和冷冻石刻电镜，复染技术，扫描隧道显微镜4.细胞化学技术：酶细胞化学技术 ，免疫细胞化学技术 ，放射自显影5.细胞分选技术：流式细胞术6.分离技术：离心技术，层析技术，电泳技术

第三章 质膜的跨膜运输1.细胞功能：外界与通透性障碍，组织和功能定位，运输作用，细胞间通讯，信号检测2.膜化学组成：膜脂，膜糖，膜蛋白3.膜脂的三个种类：磷脂，糖脂，胆固醇4.脂质体用途：用作生物膜的研究模型，作为生物大分子与药物的运载体5.膜糖功能：细胞与环境的相互作用，接触抑制，信号转导，蛋白质分选，保护作用。6.膜蛋白类型：整合蛋白，外周蛋白，脂锚定蛋白7.膜蛋白功能：运输蛋白，酶，连接蛋白，受体（信号接受和传递）8.不对称性的研究方法：冰冻断裂复型，冰冻蚀刻9.膜流动性研究方法：质膜融合，淋巴细胞的成斑成帽效应，荧光漂白恢复技术10.膜流动性的重要性：酶活性，信号转导，物质运输，能量转换，细胞周期11.影响膜脂流动性的因素：脂肪酸链，胆固醇，卵磷脂/鞘磷脂比值12.影响膜蛋白流动的因素：整合蛋白，膜骨架，细胞外基因，相邻细胞，细胞外配体、抗体、药物大分子13.膜骨架的主要蛋白：血影蛋白，肌动蛋白和原肌球蛋白，带4.1蛋白，锚定蛋白14.转运蛋白质包括：载体蛋白，通道蛋白15.协同运输的方向：同向协同，反向协同 第四章 细胞与环境的相互作用1.细胞表面结构：细胞外被、膜骨架、胞质溶胶2.细胞外被功能：连接，细胞保护，屏障3.糖萼：由细胞表面的碳水化合物形成的质膜保护层，又称为多糖包被。4.细胞壁成分：纤维素，半纤维素，果胶质，木质素，糖蛋白5.细胞外基质成分：蛋白聚糖（成分是糖胺聚糖），结构蛋白，黏着蛋白6.透明质酸：细胞外基质中游离存在，在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用，具有抗压能力7.胶原的功能：是骨、腱和皮肤组织中的主要蛋白，起细胞外基因骨架作用；促进细胞生长；维持并诱导细胞分化。8.弹性蛋白：是弹性纤维的主要成分，富含甘氨酸和谷氨酸。9.黏着蛋白的种类：纤粘连蛋白FN，层粘连蛋白LN10.FN功能：介导细胞黏着，是细胞外基质的组织者，影响细胞的迁移11.LN功能：是基膜的主要结构；介导细胞黏着于胶原，使之发生铺展；影响细胞迁移、生长、分化。12.基膜的组成成分：层粘连蛋白，巢蛋白，Ⅳ型胶原，硫酸肝素糖蛋白13.基膜作用：对组织起支持作用，调节分子通透性，作为细胞运动的选择性通透屏障14.细胞识别中起作用的事糖被，引起细胞黏着的是膜蛋白15.细胞识别系统：抗原—抗体的识别，酶与底物的识别，细胞间的识别，酶与信号分子的识别16.识别反应三类型：内吞，细胞黏着，信号反应17.钙黏着蛋白能通过它们所在的细胞类型进行区别： E-钙黏着蛋白（表皮），N-钙黏着蛋白（神经），P-钙黏着蛋白（胎盘）18.斑块连接分为：黏着连接，桥粒19.黏着连接有两种： 黏着带：细胞-细胞间 黏着斑：细胞与细胞外基质20.参与黏着连接的组分：钙黏着蛋白，肌动蛋白，细胞质斑21.黏着斑组分：整联蛋白，纤连蛋白22.桥粒分为：桥粒（钙黏着蛋白），半桥粒（整联蛋白） 细胞是通过中间纤维锚定在细胞骨架上。23.通讯连接：一种特殊的细胞连接，位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞。方式：间隙连接，胞间连接，化学突触