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1、本 章 内 容,细胞及其化学成分生物膜系统细胞核与染色体细胞的增殖与分化癌基因、癌细胞、癌症热点问题克隆,生 物 体 由 细 胞 组 成,大脑做出的决定通过神经细胞传递给手臂的肌肉细胞,一个受精卵,成年人(约婴儿的30倍),婴儿(约2万亿个细胞),一、细胞及分类,1.细胞生命体结构和功能的基本单位,显微镜的发明打开了微观世界的大门,光学显微镜,透射电子显微镜,扫描电子显微镜,2.细胞的分类 原核细胞,主要特点：1.遗传物质仅一个环状DNA；2.无核膜；3.无细胞器,无细胞骨架；4.以无丝分裂或出芽繁殖。代表生物：支原体、细菌、蓝藻。,细 菌 模 式 图,细菌模式图,透镜下的细菌,真核细胞,真核
2、细胞有三大结构体系：生物膜系统 质膜、内膜系统(细胞器)；遗传信息表达系统 染色质(体)、核糖体、mRNA、tRNA等；细胞骨架系统 胞质骨架、核骨架。,动物细胞模式图,植物细胞模式图,原核细胞与真核细胞的区别,原核细胞 真核细胞没有细胞核，细胞中有核膜只有拟核区 包着的细胞核没有细胞器 有多种细胞器,细胞壁(cell wall)叶绿体(chloroplast)大液泡(vacuole)胞间连丝(plasmodesmata),植物细胞特有的结构,水:85%无机盐:1.5%蛋白质:10%脂质:2%糖类:0.4%DNA:0.4%RNA:0.7%,3.细胞的化学成分,质膜(plasma membran
3、e)内质网(endoplasmic reticulum)高尔基体(Golgi body)溶酶体(lysosome)线粒体(mitochondria)叶绿体(chloroplast),二、生物膜系统,1.质膜,脂质（lipid)质膜结构的分子骨架，主要是磷脂以及糖脂和胆固醇。,磷 脂 磷脂是双极性分子，在水环境中自发形成的双分子层或脂质体，是水溶性分子难以通过的天然屏障。,脂 质 体,膜蛋白,膜蛋白：与磷脂双分子层结合，执行各种 功能，分为：运输载体 酶 受体蛋白 连接蛋白,流动镶嵌模型,糖萼,蛋白质,脂双层,流动镶嵌模型,流 动 镶 嵌 模 型,2.内质网,糙面内质网,光面内质网,内质网的类型
4、,蛋白质的合成脂质的合成蛋白质的修饰新生多肽的折叠与组装,内质网的功能,3.高尔基体,高尔基体的功能蛋白质修饰与加工(糖基化等)蛋白质的分选蛋白质和脂质的运输蛋白质分泌等,4.线粒体能量转换器,线粒体的形态结构,线粒体的主要功能,线粒体是细胞进行氧化呼吸，产生能量的地方，在线粒体中进行的代谢途径主要有：三羧酸循环 氧化磷酸化 参与脂肪酸代谢,5.叶绿体能量转换器,叶绿体的基本结构,叶 绿 体 的 结 构,叶绿体的功能,光合作用 绿色植物和光合细菌摄取太阳光，使二氧化碳固定成为有机物。光合作用是一切生命得以生存的基础。,三、染色质与染色体 染色质(chromatin)间期细胞内由DNA、组蛋白、
5、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构。染色体(chromosome)细胞在分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。,染色体的结构,短臂,着丝粒,长臂,DNA,染色单体,四、细胞的增殖与分化,1.细胞繁殖(cell reproduction）细胞繁殖是细胞生命的一个基本特征。单细胞生物以此繁殖后代，而多细胞生物则依赖它来完成个体发育。细胞繁殖是细胞分化的基础。,细胞繁殖方式,无丝分裂,有丝分裂,减数分裂,细胞有丝分裂过程,间期：物质准备前期：染色体出现，核膜核仁逐渐消失，纺锤体形成；中期：赤道板形成；后期：两个姐妹染色单体分离为两条染色体，分别受微管牵拉向两极移动；末期：两套染色体分别到达两极
6、，胞质分裂最终将两侧分隔开。,植 物 细 胞 的 减 数 分 裂 过程,2.细胞分化(cell differentiation）胚胎细胞分裂后的未定型细胞或简单可塑性细胞，在形态和化学组成上向专一性或特异性方向转化，演变为特定细胞类型的过程。,五、癌基因、癌细胞、癌症,1.癌基因oncogene的译名，意思是肿瘤。顾名思义，癌基因是一类能引起细胞癌变的基因。病毒癌基因可使受病毒感染的宿主细胞发生癌变的基因；细胞癌基因又称原癌基因，是指正常细胞基因组中，一旦发生突变或被异常激活后可使细胞发生恶性转化的基因。,人类和其他动物细胞中的癌基因起源于原癌基因。原癌基因是一些与调节和控制细胞生长、分裂和细
7、胞周期相关的基因。有4种类型的突变可以将原癌基因转变为癌基因：基因扩增和增强。染色体易位。基因转座。点突变。这些突变都会增加细胞生长调节蛋白的活性，使得细胞的生长和分裂失控。,基因突变导致原癌基因转变为癌基因,一生中人的基因组中每个基因有10-10突变概率。由此估计，一个突变细胞中应当有许多与细胞增殖有关的基因发生突变，失去了对细胞增殖的调控能力。然而，事实上人的癌症发病率并没有预想的那样高。据统计，一个细胞转化需要37次单独的随机突变。,2.抑癌基因抑癌基因又称肿瘤抑制基因、抗癌基因，是指能够抑制细胞癌基因活性的一类基因，其功能是抑制细胞周期，阻止细胞数目增多以及促使细胞死亡。目前已发现的抑
8、癌基因有10多种。,抑癌基因p53基因调控细胞分裂的作用,3.癌细胞(cancer cell)癌细胞是一种变异的细胞，由突变的正常细胞衍生而来，这个突变细胞的后代必须经过几次突变，才能形成癌细胞。癌细胞是产生癌症的病源，经过很多年才长成肿瘤。,癌细胞的形态特点：核大且大小不等、核畸形核膜增厚、核深染、核质比例失常、细胞体积增大，且大小不等，并出现梭形、蝌蚪形、星形等异常形态。癌细胞有无限生长、转化和转移三大特点。,现在医学家认为：人人体内都有原癌基因，但绝对不是人人体内都有癌细胞。,3.癌症,癌症又称恶性肿瘤,是正常细胞生长与分裂失控，导致异常分裂的细胞团(肿瘤)不断增大。癌的发生是多因素的，
9、与癌基因、抑癌基因、细胞凋亡基因等多个基因的活化或突变密切相关。癌的发生往往是一个多次突变积累的复杂过程。,胃癌的发生模型,癌症的内部成因 癌症起始于一个细胞突变，这个突变细胞的后代必须经过几次突变，才能形成癌细胞。人一生中细胞要进行1016分裂，即不接触致癌剂，每个基因自然突变的概率为10-6。,癌症的外部成因 化学致癌因素 黄霉毒素、亚硝胺类化合物；物理致癌因素 灼热、机械性刺激、创伤、紫外线、放射线等；生物致癌因素 病毒。,癌症的治疗方法 治疗癌症一半靠药力，一半靠自身免疫力。如果身体虚弱、免疫力低，再好的药物对癌症也无效，反之，若饮食正常、消化力强，思想开朗、免疫力高，疗效就好。,临床
10、发现，体质越弱，免疫力就越低，免疫力越低，癌细胞的生长就越快。这就是很多癌症病人连续半年甚至一年多次化疗后，癌细胞反而出现全身扩散的主要原因。,手术疗法 化学疗法普通放射疗法 立体定向放射疗法免疫疗法内 分泌疗法 导向疗法 冷冻疗法和加温疗法 基因疗法,癌症对人类的危害 癌症是威胁人类健康和生命的一种常见病。癌症的种类繁多，如：肝癌、胃癌、皮肤癌、肺癌、白血病(血癌)、骨髓癌、鼻咽癌、肠癌、胰腺癌、食道癌、贲门癌、膀胱癌、大肠癌、阴囊癌、乳腺癌、子宫癌等等。癌症是典型的老年性疾病，其发病率随年龄的增长而呈现几何级数增加，是年龄的3次方、4次方甚至5次方。全世界每年死于癌症的人数高达500万。,
11、多 利,克隆猴,六、克隆及应用前景,生物体的每一个细胞都如受精卵一样，具有经过分裂、分化形成各种组织和细胞，最终发育成一个完整的个体的能力。组织培养、花粉(花药)培养。,1.生物细胞的全能性,植物体的单个细胞可发育成一个完整的植株,2.克隆及克隆技术 克隆是clone的音译，其含义是“无性繁殖”、“无性系”、“生命复制”，就是一种人工诱导的无性繁殖方式。从同一个个体经过无性繁殖而来的，具有与母体完全相同的遗传基因的后代以及由这些后代所组成的群体，也称为克隆。,克隆(clone)从同一个个体经过无性繁殖而来的，具有与母体完全相同的遗传基因的后代以及由这些后代所组成的群体。通过克隆产生的子代，在遗
12、传性上与亲代完全相同，是真正的“传宗接代”。,动物克隆发展的三个阶段 胚胎分割 胚胎克隆 体细胞克隆,3.生物克隆技术的过程供体细胞的准备去核卵的准备细胞核移植到去核卵中胚胎移植与培养,克隆羊多莉 Dolly的培育过程 性别：雌 出生地点：英国爱丁堡罗斯林研究所 出生日期：1996年7月5日 死亡日期：2003年2月14日 创 造 者：IWilmut及科研小组 基因父亲：无 基因母亲：一只芬兰多塞特白面绵羊A 借卵母亲：一只苏格兰黑脸羊B 代孕母亲：另一只苏格兰黑脸羊C,克隆羊多莉 Dolly的培育过程 从一只六岁雌性的芬兰多塞特(Finn Dorset)白面绵羊(A)的乳腺中取出乳腺细胞，其
13、染色体数为二倍体，将其放入低浓度的营养培养液中，细胞逐渐停止分裂 供体细胞。,克隆羊多莉 Dolly的培育过程 给一只苏格兰黑面母绵羊(B)注射性腺素，促使它排卵，从卵巢中取出未受精的卵细胞，并立即将其细胞核除去，成为无核卵细胞 受体细胞。,克隆羊多莉 Dolly的培育过程 利用电脉冲方法，使供体细胞和受体细胞融合，形成融合细胞 重组卵细胞。电脉冲可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应，使融合细胞也能像受精卵一样进行细胞分裂、分化、发育，从而形成胚胎细胞。,将胚胎细胞植入代孕母羊(另一只苏格兰黑面母绵羊C)的子宫内孕育，胚胎细胞进一步分化和发育，最后产下发育完全的小绵羊 Dolly多莉。,克
14、隆羊多莉 Dolly的培育过程,克 隆 技 术 成果大 回 顾 1938年：德国科学家首次提出克隆设想。1952年：科学家开始用青蛙进行克隆实验。1970年：克隆青蛙实验取得突破，青蛙卵发育成了蝌蚪，但是在开始进食以后死亡。1981年：科学家进行克隆鼠实验，据称用鼠胚胎细胞培育出了正常的鼠。,1984年：第一只胚胎克隆羊诞生。1997年2月24日：英国罗斯林研究所宣布克隆羊培育成功。科学家用取自一只6岁成年羊的乳腺细胞培育成功一只克隆羊。1998年2月23日：英国PPL医疗公司宣布，该公司克隆出一头牛犊。,1998年7月5日：日本科学家宣布，他们利用成年动物体细胞克隆的两头牛犊诞生。1998年
15、7月22日：科学家采用一种新克隆技术，用成年鼠的体细胞成功地培育出了第三代共50多只克隆鼠，这是人类第一次用克隆动物克隆出克隆动物。,1999年5月31日：美国夏威夷大学的科学家，利用成年体细胞克隆出第一只雄性老鼠。1999年6月17日：以美藉华人科学家杨向中为首的研究小组利用一头13岁高龄的母牛耳朵上取出的细胞克隆出小牛。,2000年1月3日：美国著名华人杨向中，用体外长期培养后的公牛耳皮细胞成功克隆出6头牛犊。2000年1月：美国科学家宣布克隆猴成功，这只恒河猴被命名泰特拉。2000年3月14日：曾参与克隆小羊多利的英国PPL公司宣布，他们成功培育出5头克隆猪。,5.克隆所引发的思考 克隆
16、动物的年龄计算 克隆导致遗传病 关于克隆人 试管婴儿问题,试管婴儿郑萌珠,三胞胎试管婴儿,皮肤干细胞研究者旅美华人科学家俞君英,6.克隆的现状及发展,我国第一头克隆牛：委委,我国第二头克隆牛：科科,7.应用前景,生物学 濒危物种(大熊猫)延续种族 计算机 光敏蛋白(细菌视紫红质)生物芯片 化 工 工业酶 纤维素分解 生物塑料(聚羟基丁酸)化妆品(苹果酰酪氨酸)甜味剂(槟榔糖蛋白),7.应用前景,能 源 绿色石油、垃圾、光合放氢气；环 境 净化有毒污染（基因工程菌）；材 料 蜘蛛丝蛋白、人造骨骼、血管、皮肤等；C60（纳米材料）,作业：谈谈你对克隆看法,要求：题目自拟，300字以上。,The End,
