細胞

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細胞(英文名:CELL)。細胞並沒有統一的定義,近年來比較普遍的提法是:細胞是生命活動的基本單位。已知除病毒之外的所有生物均由細胞所組成,但病毒生命活動也必須在細胞中才能體現。一般來說,細菌等絕大部分微生物以及原生動物由一個細胞組成,即單細胞生物;高等植物與高等動物則是多細胞生物。細胞可分為兩類:原核細胞真核細胞。但也有人提出應分為三類,即把原屬於原核細胞的古核細胞獨立出來作為與之並列的一類。研究細胞的學科稱為細胞生物學。世界上現存最大的細胞為鴕鳥的XX。

基本釋義

  基本解釋   1. 微小的通常是用顯微鏡才能看到的由半透膜與外界分開的原生質團。

細胞圖片(6張)   2. 現又可比喻事物的基本構成部分。   詳細解釋   生物學名詞。構成生物體的基本單位。體形極微,在顯微鏡下始能窺見。形狀多種多樣。主要由細胞核細胞質構成,表面有薄膜。動植物細胞結構大致相同。高等植物細胞質膜外有細胞壁,細胞壁中常有質體,體內葉綠體液泡,還有線粒體動物細胞無細胞壁,細胞質中常有中心體,而高等植物細胞中則無。細胞有運動、營養和繁殖等機能。   除病毒外的所有生物,都由細胞構成。自然界中既有單細胞生物,也有多細胞生物。細胞是生物體基本的結構和功能單位。細胞是生物界中,不可缺少的一部分。   細胞是生命的基本單位,細胞的特殊性決定了個體的特殊性,因此,對細胞的深入研究是揭開生命奧秘、改造生命和征服疾病的關鍵。細胞生物學已經成為當代生物科學發展最快的一門尖端學科,是生物、農學、醫學畜牧、水產和許多生物相關專業的一門必修課程。50年代以來諾貝爾生理與醫學獎大都授予了從事細胞生物學研究的科學家

顯微鏡下的細胞

  細胞的發現與細胞的研究歷史   細胞(cells)是由英國科學家羅伯特·虎克(Robert Hooke,1635~1703)于1665年發現的。當時他用自製的光學顯微鏡觀察軟木塞的薄切片,放大后發現一格一格的小空間,就以英文的cell命名之,而這個英文單字的意義本身就有小房間一格一格的用法,所以並非另創的字彙。而這樣觀察到的細胞早已死亡,僅能看到殘存的植物細胞壁,雖然他並非真的看見一個生命的單位(因為無生命跡象),後世的科學家仍認為其功不可沒,一般而言還是將他當作發現細胞的第一人。而事實上真正首先發現活細胞的,還是荷蘭生物學家雷文霍克(列文虎克)。   1674年,列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)以自製的鏡片,由雨水、乃至於他自己的口中發現微生物,他也是歷史上可找到的第一個發現細菌的業餘科學家。   1809年,法國博物學家(博物學即二十世紀後期所稱的生物學、生命科學等的總稱)拉馬克(Jean-Baptiste de Lamarck,1744—1829)提出:「所有生物體都由細胞所組成,細胞裡面都含有些會流動的『液體』。」卻沒有具體的觀察證據支持這個說法。   1824年,法國植物學家杜托息(Henri Dutrochet,1776~1847)在論文中提出「細胞確實是生物體的基本構造」又因為植物細胞比動物細胞多了細胞壁,因此觀察技術還不成熟的時候比動物細胞更容易觀察,也因此這個說法先被植物學者接受。   19世紀中期,德國動物學家施旺(Theodor Schwann,1810~1882)進一步發現動物細胞里有細胞核,核的周圍有液狀物質,在外圈還有一層膜,卻沒有細胞壁,他認為細胞的主要部分是細胞核而非外圈的細胞壁。同一時期,德國植物學家施萊登(Matthias Schleiden,1804~1881)以植物為材料,研究結果獲得與施旺相同的結論,他們都認為「動植物皆由細胞及細胞的衍生物所構成」,這就是細胞學說的基礎。   在德國施旺和施萊登之後的十年,科學家陸續發現新的證據,證明細胞都是從原來就存在細胞分裂而來,而至21世紀初期的細胞學說大致上可以簡述為以下三點:細胞為一切生物的構造單位、細胞為一切生物的生理單位、細胞由原已生存的細胞分裂而來。<細胞是生物體構造與機能的基本單位>   「細胞」一詞最早出現在日本蘭學家宇田川榕庵1834年的著作《植學啟原》。   中國自然科學家李善蘭1858年在其著作《植物學》中使用「細胞」作為cell的中文譯名。有學者認為李善蘭此時並未接觸過《植學啟原》,因而是獨自發明。

細胞的大小

  原核細胞直徑平均: 1~10μm;    真核細胞直徑平均: 3~30μm;    某些不同來源的細胞大小變化很大:   人卵細胞:直徑0.1mm;鴕鳥卵細胞:直徑5cm;   同類型細胞的體積一般是相近的,不依生物個體的大小而XX或縮小;   器官的大小主要決定於細胞的數量,與細胞的數量成正比,而與細胞的大小無關,這種現象被稱為「細胞體積的守恆定律」。

細胞種類

  按照常規組織學分類方法,脊椎動物人體細胞類型約有200余種。   這些細胞在人體中呈現有序的空間分佈。   細胞是人體的結構和功能單位。共約有40萬--60萬億個,細胞的平均直徑在10--20微米之間。   除成熟的紅血球外,所有細胞都有一個細胞核,是調節細胞作用的中心。   最大的是成熟的卵細胞,直徑在0.1毫米以上;最小的是血小板,直徑只有約2微米。   而175000個XX細胞才抵得上一個卵細胞的重量。   腸粘膜細胞的壽命為3天,肝細胞壽命為500天,而腦與骨髓里的神經細胞的壽命有幾十年,同人體壽命幾乎相等。血液中的白細胞有的只能活幾小時。

細胞共性

  1.所有的細胞表面均有由磷脂分子層與鑲嵌蛋白質及糖被構成的生物膜(注意癌細胞無糖被,容易遊走擴散),即細胞膜。   2.所有的細胞都含有兩種核酸:即DNA與RNA。   3.作為遺傳信息複製與轉錄載體

細胞

  4.作為蛋白質合成的機器─核糖體,毫無例外地存在於一切細胞內。核糖體,是蛋白質合成的必須機器,在細胞遺傳信息流的傳遞中起著必不可少的作用。   5.基本上所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。(少數不是,如藍藻的有些種類從老細胞內產生新細胞)   6.部分細胞能進行自我增殖和遺傳(高度分化的細胞無法自我增殖。)   7.新陳代謝。   8.細胞都具有運動性,包括細胞自身的運動和細胞內部的物質運動。   注:病毒不具有細胞結構。

細胞結構

  在光學顯微鏡下觀察植物的細胞,可以看到它的結構分為下列四個部分

體細胞剖面圖

  1.細胞壁(Cell Wall)   位於植物細胞的最外層,是一層透明的薄壁。它主要是由纖維素果膠組成的,孔隙較大,物質分子可以自由透過。細胞壁對細胞起著支持和保護的作用。   2.細胞膜(Cell Membrane)   細胞壁的內側緊貼著一層極薄的膜,叫做細胞膜。這層由蛋白質分子和磷脂雙分子層組成的薄膜,水和氧氣等小分子物質能夠自由通過,而某些離子大分子物質則不能自由通過。因此,它除了起著保護細胞內部的作用以外,還具有控制物質進出細胞的作用:既不讓有用物質任意地滲出細胞,也不讓有害物質輕易地XX細胞。   細胞膜在光學顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察,可以知道細胞膜主要由蛋白質分子和脂類分子構成。在細胞膜的中間,是磷脂雙分子層,這是細胞膜的基本骨架。在磷脂雙分子層的外側和內側,有許多球形的蛋白質分子,它們以不同深度鑲嵌在磷脂分子層中,或者覆蓋在磷脂分子層的表面。這些磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的,可以說,細胞膜具有一定的流動性。細胞膜的這種結構特點,對於它完成各種生理功能是非常重要的。

主動運輸

  物質跨膜運輸的方式分為被動運輸和主動運輸兩種。   (1)被動運輸,是順著膜兩側濃度梯度擴散,即由高濃度向低濃度。分為自由擴散和協助擴散。   ①自由擴散:物質通過簡單的擴散作用XX細胞。細胞膜兩側的濃度差以及擴散的物質的性質(如根據相似相溶原理,脂溶性物質更容易進出細胞)對自由擴散的速率有影響,常見的能進行自由擴散的物質有氧氣、氧化、甘油、乙醇、苯、尿素膽固醇、水、氨等。   ②協助擴散:進出細胞的物質借助載體蛋白擴散。細胞膜兩側的濃度差以及載體的種類和數目對協助擴散的速率有影響。紅細胞吸收葡萄糖依靠協助擴散。   (2)主動運輸:物質從低濃度一側運輸到高濃度一側,需要載體蛋白的協助,同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量。主動運輸保證了活細胞能夠按照生命活動的需要,主動選擇吸收所需要的營養物質,排出代謝廢物和對細胞有害的物質。各種離子由低濃度到高濃度過膜都是依靠主動運輸。   能進行跨膜運輸的都是離子和小分子,當大分子進出細胞時,包裹大分子物質的囊泡從細胞膜上分離或者與細胞膜融合胞吞和胞吐),大分子不需跨膜便可進出細胞。

胞吞和胞吐

  細胞膜的基本結構:(1)脂雙層:磷脂、膽固醇、糖脂,每個動物細胞質膜上約有109個脂分子,即每平方微米的質膜上約有5x106個脂分子。(2)膜蛋白,分內在蛋白和外在蛋白兩種。內在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結合,兩端帶有極性,貫穿膜的內外;外在蛋白以非共價鍵結合在固有蛋白的外端上,或結合在磷脂分子的親水頭上。如載體、特異受體、酶、表面抗原。(3)膜糖和糖衣糖蛋白、糖脂   細胞膜的特性:(1)結構特性:以磷脂雙分子層作為基本骨架--流動性;(2)功能特性:載體蛋白在一定程度上決定了細胞內生命活動的豐富程度--選擇透過性。   細胞膜的生物電現象:   (1)靜息電位及其產生機制:靜息電位是指細胞膜處於安靜狀態下存在於膜內外兩側的電位差。採用細胞內電位記錄地方法所記錄到的電位是以細胞外為零電位的膜內電位,絕大多數細胞的靜息電位是穩定負電位。靜息電位產生的機制:安靜時細胞這種數值比較穩定的內負外正的狀態稱為極化;(是靜息狀態的標誌) 以靜息電位為準若膜內電位向負值XX的方向變化稱為超極化;若膜內電位向負值減少的方向變化稱為去極化;細胞發生去極化後向原先的極化方向恢復稱為復極化。   (2)動作電位及其產生機制:當細胞膜受刺激時在靜息電位的基礎上可發生電位變化。動作電位產生機制:分為上升支和下降支。包括鋒電位、去極化、反極化、超XX、復極化和后電位。   3.細胞質(Cytoplasm)   細胞膜包著的黏稠透明的物質,叫做細胞質。在細胞質中還可看到一些帶折光性的顆粒,這些顆粒多數具有一定的結構和功能,類似生物體的各種器官,因此叫做細胞器。例如,在綠色植物的葉肉細胞中,能看到許多綠色的顆粒,這就是一種細胞器,叫做葉綠體。綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進行的。在細胞質中,往往還能看到一個或幾個液泡,其中充滿著液體,叫做細胞液。在成熟的植物細胞中,液泡合併為一個中央大液泡,其體積佔去整個細胞的大半。細胞質被擠壓為一層。細胞膜以及液泡膜和

原生質層

兩層膜之間的細胞質稱為原生質層。   植物細胞的原生質層相當於一層半透膜。當細胞液濃度小於外界濃度時,細胞液中的水分就透過原生質層XX外界溶液中,使細胞壁和原生質層都出現一定程度的收縮。由於原生質層比細胞壁的伸縮性大,當細胞不斷失水時,原生質層與細胞壁分離,也就是發生了質壁分離。當細胞液濃度大於外界溶液濃度時,外界溶液中的水分透過原生質層XX細胞液中使原生質層複原,逐漸發生質壁分離的複原。   細胞質不是凝固靜止的,而是緩緩地運動著的。在只具有一個中央液泡的細胞內,細胞質往往圍繞液泡循環流動,這樣便促進了細胞內物質的轉運,也加強了細胞器之間的相互聯繫。細胞質運動是一種消耗能量的生命現象。細胞的生命活動越旺盛,細胞質流動越快,反之,則越慢。細胞死亡后,其細胞質的流動也就停止了。

已發生質壁分離的細胞

  除葉綠體外,植物細胞中還有一些細胞器,它們具有不同的結構,執行著不同的功能,共同完成細胞的生命活動。這些細胞器的結構需用電子顯微鏡觀察。在電鏡下觀察到的細胞結構稱為亞顯微結構。   ①線粒體   線粒體(mitochondrium)線粒體是一些線狀、小桿狀或顆粒狀的結構。在活細胞中可用詹納斯綠(Janus green)【anus Green B 別名健那綠 化學式:C30H31N6Cl 詹納斯綠B是一種活體染色劑,專一用於線粒體的染色。它可以和線粒體中的細胞色素C氧化酶結合,從而出現藍綠色。】染成藍綠色。在電子顯微鏡下觀察,線粒體表面是由雙層膜構成的。內膜向內形成一些隔,稱為線粒體嵴(cristae)。在線粒體內有豐富的酶系統。線粒體是細胞呼吸的中心,它是生物有機體借氧化作用產生能量的一個主要機構,它能將營養物質(如葡萄糖、脂肪酸氨基酸等)氧化產生能量,儲存在ATP(三磷酸腺苷)的高能磷酸鍵上,供給

紫色洋蔥鱗片葉

細胞其他生理活動的需要,因此有人說線粒體是細胞的「動力工廠」。根據對線粒體機能的了解,近些年來試驗用「線粒體互補法」進行育種工作,即將兩個親本的線粒體從細胞中分離出來並加以混合,如果測出混合后呼吸率比兩親本的都高,證明雜交後代的雜種優勢強,應用這種育種方法,能增強育種工作的預見性,縮短育種年限。   ②葉綠體   葉綠體(chloroplasts)是綠色植物細胞中重要的細胞器,其主要功能是進行光合作用。葉綠體由雙層膜、基粒(類囊體)和基質三部分構成。類囊體是一種扁平的小囊狀結構,在類囊體薄膜上,有進行光合作用必需的色素和酶。許多類囊體疊合而成基粒。基粒之間充滿著基質,其中含有與光合作用有關的酶。基質中還含有DNA。   內質網   內質網(endoplasmic reticulum)是細胞質中由膜構成的網狀管道系統廣泛的分佈在細胞質基質內。它與細胞膜及核膜相通連,對細胞內蛋白質及脂質等物質的合成和運輸起著重要作用。   內質網根據其表面有無附著核糖體可分為粗面內質網和滑面內質網。粗面內質網表面有附著核糖體,具有運輸蛋白質的功能,滑面內質網內含許多酶,與糖脂類和固醇類激素的合成與分泌有關。   ④高爾基複合體   位於細胞核附近的網狀囊泡,是細胞內的運輸和加工系統。能將粗面內質網運輸的蛋白質進行加工、濃縮和包裝成分泌泡和溶酶體。   ⑤核糖體   核糖體(ribosomes)是橢球形的粒狀小體,有些附著在內質網膜的外表面(供給膜上及膜外蛋白質),有些遊離在細胞質基質中(供給膜內蛋白質,不經過高爾基體,直接在細胞質基質內的酶的作用下形成空間構形),是合成蛋白質的重要基地。   ⑥中心體   中心體(centrosome)存在於動物細胞和某些低等植物細胞中,因為它的位置靠近細胞核,所以叫中心體。每個中心體由兩個互相垂直排列的中心粒及其周圍的物質組成。動

顯微鏡下的細胞

物細胞的中心體與有絲分裂有密切關係..中心粒(centriole)這種細胞器的位置是固定的,具有極性的結構。在間期細胞中,經固定、染色后所顯示的中心粒僅僅是1或2個小顆粒。而在電子顯微鏡下觀察,中心粒是一個柱狀體,長度約為0.3μm~0.5μm,直徑約為0.15μm,它是由9組小管狀的亞單位組成的,每個亞單位一般由3個微管構成。這些管的排列方向與柱狀體的縱軸平行。中心粒通常是成對存在,2個中心粒的位置常成直角。中心粒在有絲分裂時有重要作用   ⑦液泡   液泡(vacuole)是植物細胞中的泡狀結構。成熟的植物細胞中的液泡很大,可占整個細胞體積的90%。液泡的表面有液泡膜。液泡內有細胞液,其中含有糖類無機鹽、色素和蛋白質等物質,可以達到很高的濃度。因此,它對細胞內的環境起著調節作用,可以使細胞保持一定的滲透壓,保持膨脹的狀態。動物細胞也同樣有小液泡。   ⑧溶酶體   囊狀小體或小泡,內含多種水解酶,具有自溶和異溶作用。自溶作用是指溶酶體消化分解細胞內損壞和衰老的細胞器的過程,異溶作用是指消化和分解被細胞吞噬的病原微生物及其細胞碎片的過程。溶酶體是細胞內具有單層膜囊狀結構的細胞器。其內含有很多種水解酶類,能夠分解很多物質。   微絲及微管   在細胞質內除上述結構外,還有微絲(microfilament)和微管(microtubule)等結構,它們的主要機能不只是對細胞起骨架支持作用,以維持細胞的形狀,如在紅血細胞微管成束平行排列于盤形細胞的周緣,又如上皮細胞微絨毛中的微絲;它們也參加細胞的運動,如有絲分裂的紡錘絲,以及纖毛鞭毛的微管。此外,細胞質內還有各種內含物,如糖原、脂類、結晶、色素等。   4.細胞核   細胞質里含有一個近似球形的細胞核(nucleus),是由更加黏稠的物質構成的。細胞核通常位於細胞的中央,成熟的植物細胞的細胞核,往往被中央液泡推擠到細胞的邊緣。細胞核中有一種物質,易被洋紅蘇木精甲基綠等鹼性染料染成深色,叫做染色質(chromatin)。生物體用於傳種接代的物質即遺傳物質,就在染色質上。當細胞進行有絲分裂時,染色質在分裂間期螺旋纏繞成染色體。   多數細胞只有一個細胞核,有些細胞含有兩個或多個細胞核,如肌細胞、肝細胞等。細胞核可分為核膜、染色質、核液核仁四部分。核膜與內質網相通連,染色質位於核膜與核仁之間。染色質主要由蛋白質和DNA組成。DNA是一種有機物大分子,又叫脫氧核糖核酸,是生物的遺傳物質。在有絲分裂時,染色體複製,DNA也隨之複製為兩份,平均分配到兩個子細胞中,使得後代細胞染色體數目恆定,從而保證了後代遺傳特性的穩定。還有RNA,RNA是DNA在複製時形成的單鏈,它傳遞信息,控制合成蛋白質,其中有轉移核糖核酸(tRNA)、信使核糖核酸(mRNA)和核糖體核糖核酸(rRNA)。 細胞核的機能是保存遺傳物質,控制生化合成和細胞代謝,決定細胞或機體的性狀表現,把遺傳物質從細胞(或個體)一代一代傳下去。但細胞核不是孤立的起作用,而是和細胞質相互作用、相互依存而表現出細胞統一的生命過程。細胞核控制細胞質;細胞質對細胞的分化發育和遺傳也有重要的作用。   動物細胞與植物細胞比較   動物細胞與植物細胞相比較,具有很多相似的地方,如動物細胞也具有細胞膜、細胞質、細胞核等結構。但是動物細胞與植物細胞又有一些重要的區別,如動物細胞的最外面是細胞膜,沒有細胞壁;動物細胞的細胞質中不含葉綠體,也不形成中央液泡。   總之,不論是植物還是動物,都是由細胞構成的。細胞是生物體結構和功能的基本單位。   5.細胞骨架(Cytoskeleton)   細胞骨架是指真核細胞中蛋白纖維的網路結構。   細胞骨架由位於細胞質中的微絲、微管和中間纖維構成。微絲確定細胞表面特徵,使細胞能夠運動和收縮。微管確定膜性細胞器的位置和作為膜泡運輸的軌道。中間纖維使細胞具有張力和抗剪切力。   細胞骨架不僅在維持細胞形態、承受外力、保持細胞內部結構有序性方面起重要作用,而且還參與許多重要的生命活動,如:在細胞分裂中細胞骨架牽引染色體分離;在細胞物質運輸中,各類小泡和細胞器可沿著細胞骨架定向運轉。   細胞骨架在20世紀60年代後期才被發現。主要因為早期電鏡制樣採用低溫(0-4℃)固定,而細胞骨架會在低溫下解聚。直到採用戊二醛常溫固定,人們才逐漸認識到細胞骨架的客觀存在。   注:有部分教材把細胞核作為細胞器之一。

細胞繁殖

  繁殖方式:   人體內每時每刻都有許多細胞繁殖新生,更換衰老死亡的細胞,以維持機體的生長、發育、XX、及損傷后的修補。細胞的繁殖是通過細胞的分裂來實現的。   連續分裂的細胞從一次分裂完成時開始到下一次分裂完成時為止為一個細胞周期。   分裂的方式可分為兩種   一.間接分裂(有絲分裂)   從細胞在一次分裂結束後到下一次分裂之前是分裂間期,細胞周期的大部分時間處於分裂間期,大約占細胞的90%~95%,分裂間期中,細胞完成DNA分子的複製和有關蛋白質的合成。   在分裂間期結束之後,就XX分裂期。分裂期是一個連續的過程,人們為了研究方便,把分列期分為四個時期:前期、中期、後期、末期。   1.前期; 是細胞分裂的開始。細胞外形一般變圓,中心體的中心粒分離,並向細胞的兩極移動。四周出現發XX狀細絲。核膨大、脫氧核糖酸增多,   核染色加深,不規則的染色質形成絲狀染色體,並縮短變粗。核仁及核膜消失,核質與細胞質混合。   2.中期; 兩個中心體接近兩極,它們之間有絲相連,呈紡錘形,叫紡錘體。染色體移到細胞中央赤道部,呈星芒狀排列;後來染色體縱裂為二。   3.後期;已經縱裂的染色體分為兩組,由赤道部向兩極的中心體方向移動,細胞器亦隨之均等分配。趨向兩極,細胞體在赤道部開始橫縊變窄。   4.末期;染色體移動到兩極的中心體附近,重新聚到一起,轉變為染色質絲,核膜、核仁、又重新出現。細胞體在赤道部愈益狹窄   植物細胞的有絲分裂與動物細胞類似。但是高等植物細胞中沒有中心體,紡錘絲由細胞兩級發出。分裂末期不是由細胞膜向內凹陷將兩個細胞分開,而是在細胞中央赤道處形成細胞板。可簡潔概括為:細胞核,細胞膜,(如果是植物細胞的話下一步是分裂細胞壁),細胞質》。二、直接分裂(無絲分裂) 【概念】直接分裂是最早發現的一種細胞分裂方式,早在1841年就在雞胚的血細胞中看到了。因為這種分裂方式是細胞核和細胞質的直接分裂,所以叫做直接分裂。又因為分裂時沒有紡錘絲出現,所以叫做無絲分裂。只有部分動物的部分細胞可以進行無絲分裂,比如蛙的紅細胞。   【過程】直接分裂的早期,球形的細胞核和核仁都伸長。然後細胞核進一步伸長呈啞鈴形,中央部分狹細。最後,細胞核分裂,這時細胞質也隨著分裂,並且在滑面型內質網的參與下形成細胞膜。在直接分裂中,核膜和核仁都不消失,沒有染色體的出現,當然也就看不到染色體複製的規律性變化。但是,這並不說明染色質沒有發生深刻的變化,實際上染色質也要進行複製,並且細胞要XX。當細胞核體積XX一倍時,細胞核就發生分裂,核中的遺傳物質就分配到子細胞中去。至於核中的遺傳物質DNA是如何分配的,還有待進一步的研究。   【不同觀點】關於直接分裂的問題,長期以來就有不同的看法。有些人認為直接分裂不是正常細胞的增殖方式,而是一種異常分裂現象;另一些人則主張直接分裂是正常細胞的增殖方式之一,主要見於高度分化的細胞,如肝細胞、腎小管上皮細胞、腎上腺皮質細胞等。   二.減數分裂   這種細胞分裂形式是隨著配子XX而出現的,凡是進行有性XX的動、植物都有減數分裂過程。減數分裂與正常的有絲分裂的不同點,在於減數分裂時進行2次連續的核分裂,細胞分裂了2次,其中染色體只分裂一次,結果染色體的數目減少一半。   減數分裂發生的時間,每類生物是固定的,但在不同生物類群之間可以是不同的。大致可分為3種類型,一是合子減數分裂或稱始端減數分裂,減數分裂發生在XX卵開始卵裂時,結果形成具有半數染色體數目的有機體。這種減數分裂形式只見於很少數的低等生物。二是孢子減數分裂或稱中間減數分裂,發生在孢子形成時,即在孢子體和配子體世代之間。這是高等植物的特徵。三是配子減數分裂或稱終端減數分裂,是一般動物的特徵,包括所有後生動物、人和一些原生動物。這種減數分裂發生在配子形成時,發生在配子形成過程中成熟期的最後2次分裂,結果形成XX和卵。   在成熟期的2次細胞分裂中,是在初級精母細胞(2n)分裂(減數第一次分裂)到次級精母細胞(n)時,染色體減少了一半,後者再分裂(減數第二次分裂),產生4個精細胞(n),這些精細胞通過分化過程轉變成XX(n)。在雌體中這些相應的階段是初級卵母細胞(2n)、次級卵母細胞(n)和卵(n)。所不同的在於每個初級卵母細胞不是產生4個有功能的配子,而只產生一個成熟卵和另外3個不孕的極體。這種不平均的分裂使卵細胞有足夠的營養以供將來發育的需要,而極體則失去XX發育能力,所以卵的數量不如XX多(圖1-10)。   減數分裂的具體過程是很複雜的,它包括2次細胞分裂。第一次分裂的前期較長,一般把這個前期分為細線期偶線期粗線期雙線期終變期,這前期Ⅰ(表示第一次分裂前期)之後是中期Ⅰ、後期Ⅰ和末期Ⅰ;經過減數分裂間期(很短或看不出來),XX前期Ⅱ、中期Ⅱ、後期Ⅱ、末期Ⅱ,也有的不經過間期。   在減數分裂過程中,細胞分裂2次,但染色體只分裂一次,結果染色體數目減少了一半。一般說來,第一次分裂是同源染色體分開,染色體的數目減少一半,是減數分裂。第二次分裂是姊妹染色單體分開,染色體的數目沒有減少,是等數分裂。但嚴格說來,這樣說是籠統的。如果從遺傳上來分析,並不如此簡單,因為它涉及到染色體的交換、重組等。   減數分裂對維持物種的染色體數目的恆定性,對遺傳物質的分配、重組等都具有重要意義,這對生物的進化發展都是極為重要的。   細胞的生命活動細胞的生命活動包括:   1.胞生長   結果:使細胞逐漸變大。   2.胞分裂   結果:使細胞數量增多。   3.胞分化   結果:形成不同功能的細胞群(組織)。   三、養細胞生長過程:潛伏期指數增生期→停滯期 一、潛伏期(latent phase):細胞接種后,先經過一個在培養液中呈懸浮狀態的懸浮期.此時,細胞質回縮,胞體呈圓球形.然後細胞貼附於載體表面,稱貼壁,懸浮期結束. 細胞貼壁速度與細胞種類,培養基成分,載體的理化性質等密切相關。一般情況下,原代培養細胞貼壁速度慢,可達10-24 小時或更多,而傳代細胞系貼壁速度快,通常10-30 分鐘即可貼壁。細胞貼壁后還需經過一個潛伏階段,才XX生長和增殖期.原代培養細胞潛伏期,約24-96 小時或更長,連續細胞系和腫瘤細胞潛伏期短,僅需6-24 小時。二、指數增生期(logarithmic growth phase) 這是細胞增殖最旺盛的階段,分裂相細胞增多。指數增生期細胞分裂相數量可作為判定細胞生長是否旺盛的一個重要標誌。通常以細胞分裂相指數(Mitotic index,MI)表示,即細胞群中每1000 個細胞中的分裂相數。一般細胞的分裂指數介於0.1%-0.5%,原 代細胞分裂指數較低,而連續細胞和腫瘤細胞分裂相指數可高達3%-5%。指數增生期的細胞是細胞活力最好時期,是進行各種實驗最佳時期,也是凍存細胞的最好時機。在接種細胞數量適宜情況下,指數增生期持續3-5 天後,隨著細胞數量不斷增多、生長空間減少,最後細胞相互接觸匯合成片。正常細胞相互接觸后能抑制細胞運動,這種現象稱接觸抑制現象(contact inhibition)。而惡性腫瘤細胞無接觸抑制現象,能繼續移動和增殖,導致細胞向三維空間擴展,使細胞發生堆積(piled up)。細胞接觸匯合成片后,雖然發生接觸抑制,但只要營養充分,細胞仍能進行增殖分裂,因此細胞數仍然在增多。但是,當細胞密度進一步XX,培養液中營養成分減少,代謝產物增多時,細胞因營養枯竭和代謝產物的影響,導致細胞分裂停止,這種現象稱密度抑制現象(Density Inhibition)。三、停滯期(Stagnate phase) 細胞數量達到飽和密度后,如不及時進行傳代,細胞就會停止增殖,XX停止期。此時細胞數持平,故也稱平台期(Plateau phase)。停滯期細胞雖不增殖,但仍有代謝活動。如不進行分離傳代,細胞會因培養液中營養耗盡、代謝產物積聚、pH 下降等因素中毒,出現形態改變,貼壁細胞脫落,嚴重的會發生死亡,因此,應及時傳代。

死亡

  細胞死亡是細胞衰老的結果,是細胞生命現象的終止。包括急性死亡(細胞壞 死)和程序化死亡(細胞凋亡)。細胞死亡最顯著的現象,是原生質的凝固。事 實上細胞死亡是一個漸進過程,要決定一個細胞何時已死亡是較因難的。除非用 固定液等人為因素瞬間使其死亡。那麼,怎樣鑒定一個細胞是否死亡了呢?通常 採用活體染色法來鑒定。如用中性紅染色時,生活細胞只有液泡系染成紅色,如 果染料擴散,細胞質和細胞核都染成紅色,則標誌這個細胞已死亡。

皮膚細胞

細胞衰老的研究只是整個衰老生物學(老年學人類學)研究中的一部分。所 謂衰老生物學(biology of senescence)(或稱老年學,gerontology)是研究 生物衰老的現象、過程和規律。其任務是要揭示生物(人類)衰老的特徵,探索 發生衰老的原因和機理,尋找推遲衰老的方法,根本目的在於延長生物(人類) 的壽命。多細胞有機體細胞,依壽命長短不同可劃分為兩類,即幹細胞和功能細 胞。幹細胞在整個一生都保持分裂能力,直到達到最高分裂次數便衰老死亡。如 表皮生髮層細胞,生血幹細胞等。   細胞凋亡(apoptosis)是一個主動的由基因決定的自動結束生命的過程,也常 常被稱為程序化細胞死亡(programmed cell death,PCD)。凋亡細胞將被吞噬細 胞吞噬。這一假說是基於Hayflick界限提出的:1961年Hayflick根據人胚胎細胞的傳代培養實驗提出。指細 胞在發育的一定階段出現正常的自然死亡,它與細胞的病理死亡有根本的區別。細胞凋亡對於多細胞生物個體發育的正常進行,自穩平衡的保持以及抵禦外界各 種因素的干擾方面都起著非常關鍵的作用。例如:蝌蚪尾的消失,骨髓和腸的細胞凋亡,脊椎動物 的神經系統的發育,發育過程中手和足的成形過程。

分裂

  一個細胞分裂為兩個細胞的過程。分裂前的細胞稱母細胞,分裂后形成的新細胞稱子細胞。細胞分裂通常包括核分裂和胞質分裂兩步。在核分裂過程中母細胞把遺傳物質傳給子細胞。在單細胞生 物中細胞分裂就是個體的繁殖,在多細胞生物中細胞分裂是個體生長、發育和繁 殖的基礎。

分化

  細胞的分化是指分裂后的細胞,在形態,結構和功能上向著不同方向變化的過程。細胞分化是形成不同的組織,分化前和分化后的細胞不屬於一類型。那些形態的相似,結構相同,具有一定功能的細胞群叫做組織。不同的組織,按一定的順序組成器官。各種器官協調配合,形成系統。各種器官和系統組成生命體。細胞的癌變是細胞的一種不正常的分化方式。每個正常細胞細胞核內都有原癌基因。發生癌變的細胞原本是正常細胞,由於受到外界致癌因子(致癌因子包括物理致癌因子,主要指輻XX,如紫外線,XXX線等 ),化學致癌因子(例如黃曲黴毒素亞硝酸鹽等 ),生物致癌因子(Rous肉瘤病毒、乙肝病毒等)作用,導致細胞內原癌基因被激活,激活的原癌基因控制細胞發生癌變。   癌變的細胞在細胞形態、結果、功能上都發生了一定的變化。

化學成分

  組成細胞的基本元素是:O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg,其中O、C、H、N四種元素占90%以上。細胞化學物質可分為兩大類:無機物和有機物。在無機物中水是最主要的成分,約占細胞物質總含量的75%-80%。   一、水與無機鹽      (一)水是原生質最基本的物質   

細胞

水在細胞中不僅含量最大,而且由於它具有一些特有的物理化學屬性,使其在生命起源和形成細胞有序結構方面起著關鍵的作用。可以說,沒有水,就不會有生命。水在細胞中以兩種形式存在:一種是遊離水,約占95%;另一種是 ="baike.php?name=%E7%B5%90%E5%90

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