1、第二节细胞增殖周期第一节细胞的结构 第一章第一章 细细 胞胞 学习任务学习任务 细胞膜的分子结构与功能；细胞质的基质、包含物和细胞器的结构及功能；细胞核的组成；有丝分裂细胞增殖周期的分期；减数分裂的特点。第一章第一章 细细 胞胞内容提要内容提要细胞是所有生物体形态结构、生理功能和生长发育的基本单位。人属于多细胞生物，由（57）*1012个细胞组成，他们均来自胚胎时期的受精卵。人体的细胞大小不一、形态各异，其功能也不同。人体最大的细胞是卵细胞，直径可达100140m，最小的为小脑的颗粒细胞，直径只有4m。细胞的形态与其生理功能和所处的部位密切相关。例如，神经细胞有许多细长的突起是因为它要接受刺激
2、、传导冲动；流动血液中的血细胞呈双面凹的圆盘状，以适应其携带氧气和二氧化碳的功能。研究细胞的形态和功能的变化，对于阐明机体的生理功能和病理变化，具有重要意义。第一章第一章 细细 胞胞 尽管功能不同、形态各异、大小不一，但在光学显微镜下，细胞的基本结构均可分为细胞膜、细胞质和细胞核三部分。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构细胞膜 一、一、细胞膜是细胞的最外层结构，也称质膜，其厚度为610 nm。高倍电镜下观察，可见细胞膜呈两暗加一明的三层结构，其暗层表示高电子密度，明层表示低电子密度，每层厚约2.5 nm，全层厚约7.5 nm。凡具有这三层结构图像的膜，称为单位膜（见图1-1）。第一节第一节 细
3、胞的结构细胞的结构图图1-1 1-1 超薄切片技术显示的细胞膜超薄切片技术显示的细胞膜细胞膜主要成分是类脂、蛋白质和糖类，还有水、无机盐和金属离子等。关于细胞膜的分子结构，目前比较公认的是液态镶嵌模型（见图1-2）。该模型主要是把生物膜看成一种类脂双分子层与球形蛋白质二维排列的液态膜。膜中的类脂双层，既有类似固体分子排列的有序性，又具有液体的流动性，膜中球形蛋白质则以各种镶嵌形式与类脂双分子层相结合。由于类脂双分子在正常情况下处于流动状态,所以膜蛋白在膜内可以绕本身的分子轴转动或沿膜的表面作横向移动，这对膜蛋白执行其生理功能是十分有利的。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构图图1-2 1-2 液
4、态镶嵌模型液态镶嵌模型第一节第一节 细胞的结构细胞的结构细胞膜的功能是防止细胞外物质自由进入细胞的屏障，它保证了细胞内环境的相对稳定，使各种生化反应能够有序运行。细胞通过细胞膜与其周围环境进行着复杂的联系，并选择性地进行物质交换。细胞膜还参与细胞的吞噬和吞饮作用。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构细胞质 二、二、基质基质1.基质是无定形的半透明胶状物，又称胞质溶胶，充填于其他有形结构之间，是细胞质的基本成分。基质主要含有脂质、蛋白质、多种可溶性酶、糖、无机盐和水等。基质的主要功能是为各种细胞器维持其正常结构提供所需要的离子环境，同时也是细胞进行多种物质代谢的场所。第一节第一节 细胞的结构细胞的
5、结构包含物主要是一些代谢产物或细胞的储存物质，如糖原、脂滴等。包含物包含物2.细胞器是指细胞质内有一定形态结构，执行一定生理功能的有形结构。主要包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、线粒体、核糖体、过氧化氢酶体、细胞骨架及中心体等。各种细胞器在细胞的活动中担当不同的重要作用。细胞器细胞器3.第一节第一节 细胞的结构细胞的结构1）内质网 由单位膜构成的多功能的囊状或小管状结构，它们相互连接成网，形成内质网。内质网分为粗面内质网和滑面内质网（见图1-3）。粗面内质网大多为扁平囊状，其表面附有大量核糖体，主要合成分泌性蛋白质，大多运输到高尔基复合体进一步加工。滑面内质网表面光滑，无核糖体附着。滑面内质网
6、不合成蛋白质，但功能更为复杂，如在肝细胞中参与糖原的合成与解毒；在脂肪细胞中参与脂类的合成；在肾上腺皮质细胞、睾丸间质细胞及卵巢的黄体细胞中与合成固醇类激素有关；在肌细胞中与贮存和释放钙离子有关，与传导神经兴奋有关等。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构图图1-3 1-3 内质网电镜结构内质网电镜结构第一节第一节 细胞的结构细胞的结构2）高尔基复合体位于细胞核的一侧，中心体的附近，呈网状，是细胞合成分泌物的场所。在电子显微镜下，高尔基复合体呈囊泡状，属膜相结构，依其结构可分为三部分，即扁平囊泡、大泡和小泡（见图1-4），以扁平囊泡为主，其壁均由一层单位膜构成。扁平囊泡通常由510个相互连通的扁平
7、囊叠合在一起，一般靠近细胞核的一面为凸形，称生成面，有来自粗面内质网的运输小泡；朝向细胞膜的一面为凹形，称成熟面，有数目不等、体积较大的分泌泡。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构图图1-4 1-4 高尔基复合体三维结构模式图高尔基复合体三维结构模式图第一节第一节 细胞的结构细胞的结构高尔基复合体的膜性结构与粗面内质网及核膜的关系比较密切，其主要功能是参与细胞的分泌过程。粗面内质网合成蛋白质后，形成运输小泡，运送至高尔基复合体，进行浓缩、加工，在高尔基复合体的成熟面形成分泌颗粒，向细胞表面移动，最后与细胞膜融合，通过胞吐作用把分泌物质释放到细胞外。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构3）溶酶体溶酶
8、体是由一层单位膜包被的内含多种酸性水解酶的小体，是高尔基复合体形成的一种特殊囊泡，溶酶体大小不一，多呈圆形，内含多种水解酶，具有极强的消化分解物质的能力，是细胞内的消化器。未执行消化活动的溶酶体称初级溶酶体，初级溶酶体与来自细胞内外的物质相融合后称为次级溶酶体。次级溶酶体作用的底物包括外源性的异物、细菌、细胞及内源性衰老的细胞器或局部细胞质等。在机体缺氧、中毒、创伤等情况下，可引起溶酶体膜破裂，大量水解酶扩散到细胞质内，使整个细胞被消化、自溶（见图1-5）。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构图图1-5 1-5 溶酶体的消化过程溶酶体的消化过程第一节第一节 细胞的结构细胞的结构次级溶酶体对被消化
9、的底物进行消化分解后，消化不了的残渣物质累积在溶酶体内形成残余体。残余体可通过胞吐作用将其残余物排出，也可存在细胞内，如脂褐素等。4）线粒体线粒体在光镜下呈线状、颗粒状或杆状，故称线粒体。电镜下线粒体呈长椭圆形，由内、外两层单位膜围成。外膜平整光滑，内膜向内折叠形成嵴，使内膜的表面积扩增（见图1-6）。外膜和内膜之间的空间称外腔，嵴内的空隙称内腔，内外腔均充满基质。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构图图1-6 1-6 线粒体的电镜结构线粒体的电镜结构第一节第一节 细胞的结构细胞的结构线粒体内有多种酶，能将细胞摄入的蛋白质、脂肪及糖等物质分解氧化并释放出能量，使二磷酸腺苷（ADP）磷酸化为三磷酸
10、腺苷（ATP），并将能量贮存于ATP中。当细胞的某些活动需要能量时，ATP再水解为ADP并释放出能量。所以，线粒体是细胞内能量储存和供给的场所，是细胞的氧化中心和动力站，细胞生命活动中需要的能量约有95来自线粒体。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构5）核糖体核糖体又称核蛋白体，是细胞质中的一种非膜性结构，是细胞内蛋白质合成的场所。电镜下的核糖体呈颗粒状，直径为1525 nm，主要由核糖核酸和蛋白质组成。核糖体可以游离在细胞质中，称游离核糖体。主要合成细胞的“内销性”结构蛋白，如供细胞本身生长代谢所需要的酶、组蛋白、核糖体蛋白等。核糖体也附着在内质网膜和核外膜表面，称附着核糖体。附着核糖体主要合
11、成“外销性”输出蛋白，如抗体、肽类激素、消化酶、胶原蛋白等。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构6）过氧化物酶体过氧化物酶体又称微体，是细胞的防毒小体，属膜相结构。电镜下观察，是由一层单位膜围成的圆形或椭圆形小体，直径为0.20.5 nm。过氧化物酶体含有多种酶，主要是氧化酶和过氧化氢酶。其主要功能是清除体内对细胞有害的过氧化物，对细胞起保护、解毒作用。在人体的肝、肾细胞中，过氧化物酶体可氧化分解来自血液中的有毒成分，担负着清除血液中各种毒素的任务。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构7）细胞骨架细胞骨架是指细胞质内的蛋白质纤维网架，包括微丝、微管及中间丝。它们对于细胞的形状和运动、细胞内物质的运
12、输以及细胞分裂等起着重要作用。（1）微丝：是普遍存在于细胞内的纤维状结构。直径56 nm长度不一，它可以聚集成束，也可以分散或交联成网，分布于细胞膜下或细胞质内。在肌细胞中，与细胞收缩有关。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构（2）微管：是直而中空的圆柱状结构，直径约25 nm，管壁厚约5 nm。微管的功能是维持细胞的形态，参与构成纤毛、鞭毛和中心体，参与细胞内物质的运输。（3）中间丝：是一种实心细丝，直径介于微丝与微管之间，为810 nm。中间丝对细胞具有固定、支持和运输等作用。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构8）中心体中心体是由微管构成的细胞器。属于非膜性结构。光镜下所见的中心体包括中心粒
13、及中心球。电镜下的中心粒为一对圆筒状的小体，常成对存在并彼此相互垂直排列，其壁由9组微管环列而成，每组包括3条微管（见图1-7）。中心体的功能是参与鞭毛及纤毛的形成，并参与细胞的有丝分裂活动。当细胞进行分裂时，中心粒复制成两对，并借纺锤丝与染色体相连，引导染色体向细胞两极移动。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构图图1-7 1-7 中心体结构中心体结构第一节第一节 细胞的结构细胞的结构细胞核 三、三、细胞核是细胞内最大的细胞器，是细胞遗传、代谢、生长及繁殖的控制中心，在细胞生命活动中起着决定性的作用。细胞核由核膜、染色质与染色体、核仁及核基质四部分组成。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构核膜位于
14、细胞核周围，由两层单位膜构成，两层膜间的腔隙为核周隙，外层核膜与内质网膜彼此相连，表面附有大量的核糖体，与粗面内质网的形态极为相似。核膜有直径为30100 nm的核孔，核孔被一层厚45 nm的薄膜覆盖。核孔是胞核与胞质间进行物质交换的通道，并对物质交换具有调控作用。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构核膜核膜1.染色质与染色体染色质与染色体2.第一节第一节 细胞的结构细胞的结构染色质与染色体是同一物质在细胞的不同功能阶段的两种构型。染色质是指细胞核内易被碱性染料着色的物质。在光镜下较稀疏、染色较浅的部分为常染色质；较浓缩、染色较深的部分为异染色质。染色质在细胞有丝分裂过程中高度螺旋化并折叠形成染
15、色体。在细胞分裂间期，染色体又解螺旋形成疏松的染色质。染色质主要由脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质组成。DNA是一种分子量极大的核酸物质，为双螺旋分子链，其内蕴藏有生物体复杂的遗传信息，控制着细胞的生命活动和遗传。因此，染色体被称作遗传物质的载体。人类体细胞的染色体数目为46条，可组成23对，其中22对没有性别差异，为常染色体，有1对表达性别的染色体，为性染色体，分别称为X染色体和Y染色体。男性的性染色体组合是XY，女性的性染色体组合是XX。染色体的数目和形状是相对稳定的，如果染色体数目或结构有变异，将导致遗传性疾病。第一节第一节 细胞的结构细胞的结构光镜下的核仁是细胞核中最明显的结构，一般有1
16、2个核仁，没有界膜包裹。核仁的化学成分主要为蛋白质、DNA和RNA。核仁是合成核糖体的主要场所，对细胞的生命活动具有重要意义。核仁核仁3.第一节第一节 细胞的结构细胞的结构核基质是细胞核内充满着的一种黏稠液体，含有水、蛋白质、无机盐和骨架系统。骨架系统又称核内骨架，由酸性蛋白组成，对核孔、核仁及染色质起支架作用。核基质核基质4.第一节第一节 细胞的结构细胞的结构第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期 细胞增殖是细胞生命活动的基本特征之一，在人体生长发育过程中，细胞数目的增加、衰老、凋亡和更新，以及生命的延续均需通过细胞的增殖来完成。人类细胞的增殖方式主要有两种：有丝分裂和减数分裂。有丝分裂是人
17、类体细胞的主要增殖方式，从上一次细胞分裂结束并产生新细胞开始，到下一次细胞分裂结束所经历的一个过程称为细胞增殖周期，简称细胞周期（见图1-8）。细胞周期可分为两个阶段：分裂间期和分裂期。第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期有丝分裂 一、一、图图1-8 1-8 细胞有丝分裂周期细胞有丝分裂周期第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期细胞分裂间期持续时间较长，约占细胞周期的95%。细胞核内的变化很少，而以细胞内部的DNA合成为中心。染色体所含的全部基因组DNA都在间期进行复制。分裂间期可根据DNA阶段的不同分为以下3期：1）DNA合成前期DNA合成前期（G1期
18、）的特点是物质代谢活跃，迅速合成DNA和蛋白质，细胞体积显著增大，为下阶段S期的DNA复制做好物质和能量的准备。分裂间期分裂间期1.细胞进入G1期后，停留的时间长短不一，可分为三种类型：（1）不再增殖细胞。此种细胞进入G1期后，失去分裂能力，终身处于G1期，最后通过分化、衰老直至凋亡。如高度分化的红细胞、肌细胞和神经细胞等；（2）暂不增殖细胞或休止细胞。此类细胞进入G1期后不立即转入S期，在需要（损伤、手术等）时才进入S期继续增殖，如肝细胞、肾小管上皮和淋巴细胞等；（3）增殖细胞。此类细胞能及时进入S期，并保持旺盛的分裂能力，如骨髓造血干细胞、消化道上皮细胞等。肿瘤细胞进入G1期后也会出现上述
19、三种细胞群，但抗癌药物只能杀灭一定时期的细胞即增殖细胞，为了更合理地制订抗癌治疗方案，了解细胞周期的知识非常重要。第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期2）DNA合成期DNA合成期的主要特点是复制DNA，使DNA含量加倍。保证将来分裂时两个子细胞的DNA含量不变，维持遗传性的稳定。从G1期进入S期是细胞周期的关键环节，只要DNA复制一开始，细胞的增殖活动就会进行下去，直到分裂成两个子细胞为止。因此，干扰细胞的DNA复制，就能抑制细胞的分裂。3）DNA合成后期DNA合成后期（G2期）：G2期主要为细胞分裂期做物质准备，DNA合成终止。但有少量的RNA和蛋白质合成，与构成纺锤体和微管蛋白有关，G1
20、期结束标志着M期开始。第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期分裂期分裂期2.细胞分裂期(M期）是一个复杂而连续的动态变化过程，时程短，但细胞形态结构变化最大。除了细胞会一分为二成为两个子细胞外，在染色体向两个子细胞分离移动过程中有纺锤丝牵引，故称有丝分裂。根据细胞的形态变化，M期可分为以下4个时期：l）前期此期的细胞体积变大，主要是核膜、核仁逐渐消失，细胞核膨大，染色质细丝呈高度螺旋，缠绕盘曲形成有特定形态的染色体；中心粒已复制成两对，其周围出现由微管呈放射状排列形成的星状线，称为星体。之后星体逐渐移向细胞的两极，而星状线则形成纺锤丝，连于两对中心粒之间，
21、形如纺锤，称为纺锤体。第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期2）中期核膜、核仁消失，染色体移向中央，每条染色体纵裂为二，形成赤道板，两个中心粒分别移向细胞的两极，纺锤体完全形成。3）后期染色体上的着丝粒一分为二，分别与两端的纺锤丝相连，两染色单体分离并移向细胞两极，这样就形成了数目完全相等的两组染色体。4）末期两组染色单体移至细胞的两极并开始松解，形成染色质。核膜、核仁重新出现，细胞中部继续缩窄，完全分裂为两个子细胞。第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期减数分裂 二、二、减数分裂又称成熟分裂，是人体生殖细胞在成熟过程中所发生的一种特殊的细胞分裂方式。其特点是：整个分裂过程包括两次连续的分裂，而DNA只复制一次，结果子细胞中染色体的数目比原来母细胞中的染色体数目（23对）减少了一半（23条），故称减数分裂。第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期成熟的两性生殖细胞染色体的数目为23条（单倍体），为体细胞染色体数目的一半，它们在结合成受精卵后，染色体的数目恢复为23对（双倍体）。成熟分裂的意义在于产生单倍体的生殖细胞，经过受精的子代才能保持具有和亲代相同数目的染色体，使遗传物质在数量上保持稳定。细胞进行分裂繁殖有一定的限度，超越这个限度即称为增生。有些细胞增生是属于功能适应性的，如受频繁摩擦部位表皮细胞的增生。若细胞极度增生，形态和功能发生质的变化，即成为癌细胞。
