第二篇生殖与发育教学课件.ppt

1、第二篇生 殖 与 发 育第一章生殖第一节概述第第 二二 节节 有有 丝丝 分分 裂裂人类是由一个重约10g的受精卵，经过无数次的细胞分裂和分化过程逐渐发育成一个由近610个细胞组成的个体。人的红细胞平均寿命只有120天；小肠绒毛上皮细胞每2-3天更新一遍；女性子宫内膜的周期性脱落以及体表上皮细胞和毛发的迅速更替等。一般认为人体细胞的更新率为1%-2%。一、细胞增殖周期概念一、细胞增殖周期概念 细胞经过生长和分裂而完成增殖的全过程称细胞增殖周期 细胞增殖周期 DNA合成前期（G1期）DNA合成期（S期）DNA合成后期（G2期）分裂期（M期）细胞从一次有丝分裂结束开始，到下一次有丝分裂结束为止所经

2、历的时间称为细胞周期时间 二、细胞增殖周期各期特点二、细胞增殖周期各期特点 1、DNA合成前期（G期）：细胞表现为物质代谢活跃，呼吸旺盛，ATP迅速合成，mRNA、tRNA、rRNA的转录和蛋白质合成迅速进行，细胞体积增大，达到母细胞大小。G期还为细胞进入S期作各种准备，如合成DNA诱导物，DNA复制所需要的各种前体物质等。不同细胞的G1期时间长短不一。如胚胎早期的卵裂细胞几乎测量不到G期，淋巴细胞的G期只有几个小时，而神经元细胞却终生停留在G期。G期时间变化大的最根本原因是具有一个调节细胞增殖周期开和关的“阀门”，称为限制点（R点）。它接受多种环境信号的调节，控制着细胞增殖活动的进程，是细胞

3、增殖与否的转折点。通过通过G期限制点的调节，期限制点的调节，G期细胞可有三种去向期细胞可有三种去向（1）继续增殖细胞：这类细胞始终保持旺盛的增殖活性，分化程度低，周期时间稳定，如骨髓造血干细胞、上皮基底细胞、小肠腺细胞及精原细胞等。正常情况下增殖细胞增殖的目地是更新补充衰老死亡的细胞以保护机体各组织细胞数量及功能的平衡。（2）暂不增殖细胞：这类细胞平时保持分化状态，执行各自功能，停留在G期。可被认为是延长了的G期细胞。如细胞受损，他们又能改变方向，由分化转入增殖轨道，甚至通过有丝分裂补足失去的细胞。这些细胞又可称为G。期细胞。G。期细胞处于静息状态时，比较G期细胞，其对药物敏感性较差。人体组织

4、中肝、肾的实质细胞，结缔组织中的成纤维细胞和血液中的淋巴细胞都属于暂不增殖细胞。他们通常处于G。态，当组织受到损伤或激素的刺激时，就恢复到增殖状态。（3）永不增殖细胞或称不育细胞：如哺乳类的成熟红细胞，角化的上皮细胞、神经元细胞和骨骼肌细胞等。专一合成执行各自特定功能的物质，细胞结构和功能发生高度分化，已经丧失了增殖能力，始终停留在G期，直到衰老、死亡。2、DNA合成期（合成期（S期）期）从这一时期开始并完成DNA分子的复制，使DNA 含量增加一倍。同时合成一定数量的组蛋白，经核孔进入核，与DNA结合形成染色质。S期 历时较恒定，一般为68小时。细胞周期只要进入DNA复制，增殖活动就不停顿地进

5、行，直至分为两个子细胞。3、DNA合成后期（合成后期（G2期）期）合成与有丝分裂有关的特殊蛋白质，如微管蛋白，膜蛋白等，如阻断这些合成，细胞便不能进入丝裂期。染色质开始螺旋化，产生凝集和浓缩。一些使核膜解体的可溶性因子也出现在G2期的晚期，还有一种促使细胞从G2期进入M期的可溶性蛋白激酶也在此时合成，这种蛋白激酶可促使核膜破裂。G2期历时较短，也很恒定，一般为11.5小时。G2期结束后，M期开始，细胞随即开始分裂。4、分裂期（、分裂期（M期）期）把S期中倍增了的DNA形成染色体，然后再平均分配到两个子细胞中去，使每个子细胞得到一整套和母细胞完全相同的遗传信息。包括前、中、后、末期四个时期 1、

6、前期、前期 s染色质进入高度螺旋化状态，逐渐变短、粗，形成具有一定形态和数目的染色体。s中心粒向细胞两极移动，确定了分裂级s中心粒的周围出现许多放射状的细丝，形成星体。在两个中心粒之间出现纺锤丝，纺锤丝与星体连接形成纺锤体。s核膜溶解，核仁消失。2、中期、中期 染色体更加致密而明显，有规律地排列在细胞两极间的赤道面上，形成赤道板。每条染色体的着丝粒与两侧的纺锤丝相连 3、后期、后期 着丝点纵裂，两条染色单体从着丝点处分开，在纺锤丝作用下，开始向细胞两极移动。此时每条单体具有一个独立的着丝点，含一个分子的DNA。4、末期、末期 两组子染色体已完全移向两极。染色体开始解螺旋重新成为染色质，核仁也重

7、新形成。核纤层蛋白质重组形成核膜。在原来赤道板位置两侧的细胞膜，由于微丝的作用向内凹陷形成缢沟，缢沟逐渐加深，最后分成两个子细胞。三、细胞增殖周期的调控三、细胞增殖周期的调控 单细胞有机体的细胞增殖只取决于外界环境 ，只要有足够的营养物质，细胞就可以无限地增殖。在多细胞有机体中，每个细胞都是特化了的整体中的一员，担负专一职责。细胞增殖活动受到严格的控制,以保证机体体积和生理机能的平衡。（一）、遗传因子的调节（一）、遗传因子的调节 1、细胞周期基因 真核细胞的基因组中具有细胞分裂周期基因，这些基因的产物可以调节细胞周期的进程或是基因本身的表达依赖于细胞周期。目前了解较清楚的是一种酶母中的cdc基

8、因。他们包括启动细胞周期开始的cdc28基因，（突变后使细胞不能越过增殖活动的起始点），有控制DNA合成的cdc8基因(突变后,使细胞停留在S期)控制中心体复制的cdc31基因(突变后,使细胞停留在中期)控制出芽方式完成细胞质分裂的cdc24基因(突变后使细胞停留在末期)等。这些基因分别调节胞核和胞质的分裂。（一）、遗传因子的调节（一）、遗传因子的调节 2、癌基因和原癌基因 1976年证实鸡肉瘤病毒能诱发肿瘤，使体外培养细胞转化的根本原因是它携带一段特殊的DNA序列即癌基因命名为V-src。该基因编码的60KD磷蛋白催化硌氨酸残基磷酸化，刺激细胞无限增殖而形成肿瘤。正常细胞的基因组中，含有和癌

9、基因相似的序列，只是其产量极少。不但不干扰细胞的正常生长，还是细胞增殖必不可少的因子。这些基因一旦发生突变，便使细胞转化为异常增殖状态，故此在突变前他们称作原癌基因。在淋巴细胞中原癌基因被活化后，能使细胞通过R点的能力提高。另一种淋巴瘤患者大约90%是由于染色体易位导致bcl2基因活化造成的。该基因的产物能阻止细胞的程序性死亡。（一）、遗传因子的调节（一）、遗传因子的调节 3、抑癌基因 用正常细胞和肿瘤细胞进行融合所形成的杂种细胞恶性程度明显下降，甚至完全消失。说明正常细胞中含有抑止细胞恶性增殖的抑癌基因。其产物可以抑制细胞的生长和分裂。当该基因发生变异或丢失，解除了对细胞增殖的抑制作用以后，

10、就成为诱发肿瘤的重要因素。遗传性视网膜母细胞癌（retioblastoma，Rb）是由于Rb基因丢失引起的。病人体细胞第13号染色体长臂缺少一个特定的区段，即Rb基因的DNA顺序。实验证明，所有的细胞都会有Rb蛋白，它通过和细胞核中的转录因子结合，抑止转录、阻止细胞越过R点，起细胞增殖制动器的作用。目前已在G肉瘤、乳癌、小细胞肺癌和膀胱癌等细胞中发现Rb基因的缺失、突变或表达异常。（二）、环境因子的调节二）、环境因子的调节 1、生长因子的调节 在体外进行细胞培养时，培养基除含有各种必须的氨基酸、维生素之外还要加5%20%的小牛血清，细胞才能正常生长增殖。这是因为血清中含有多种对细胞增殖起促进作

11、用的多肽类物质，统称为生长因子 生长因子通过与特异性的细胞膜受体结合，刺激或抑制细胞的增殖活动。不同种类的细胞具有不同的生长因子受体，每个细胞可以有几种不同的受体，接受几种生长因子的顺序性调节。如PDGF（血小板源生长因子）是一种碱性蛋白质，分子量为310Da每个血小板约含1000个这样的因子。PDGF能启动Go期细胞进入细胞周期，促进S期DNA的合成，是一种较强的促有丝分裂因子。在大多数细胞的增殖过程中，需要PDGF的作用。（二）、环境因子的调节二）、环境因子的调节 2、细胞间的竞争影响 细胞形态和细胞对培养皿表面的贴附情况都影响细胞对生长因子的接触。试验表明，细胞完全贴壁后，其群体细胞增殖

12、率为90%；部分贴壁的群体增殖率为30%；而完全不贴壁的（悬浮培养）增殖率只有8%。正常细胞在体外培养时，必须贴附于固体表面，充分铺展以后才具有增殖能力，这种现象称为依赖贴壁性调节。这种特性有助于机体内组织的聚焦，防止脱落和游走细胞的无限增殖。（二）、环境因子的调节二）、环境因子的调节 3、细胞增殖抑制因子 试验表明，正常小鼠胚胎细胞在体外培养时，若加入纯化的生长因子，细胞就持续地进行增殖而不出现衰老现象。如果加入的是全血清，经过一定的分裂次数以后，增殖能力逐渐下降，抑制停留在Go期，最后衰老、死亡。这说明血清中不仅含有刺激细胞增殖的生长因子，同时也含有抑制细胞增殖的因子。抑素（chalone

13、）是一类由细胞自身产生的、终止细胞增殖的信号分子，属于分泌性糖蛋白，具有很强的特异性。抑素是对细胞增殖起负调节作用的因子，它和起正调节作用的生长因子相互拮抗，又相互协调。目前已经发现的有肝细胞抑素、肾细胞抑素、红细胞抑素、粒细胞抑素等多种。肿瘤细胞不但自身产生抑素的能力低，而且对抑素的敏感性也大大下降。如髓性粒细胞的抑素含量只有正常粒细胞的1/401/10。抑制白血病淋巴细胞的抑素要比抑制正常淋巴细胞的用量高34倍。第三节第三节 减数分裂减数分裂.（一）前期I.1、细线期细线状的染色质螺旋化形成染色体，数目为2N。2、偶线期 同源染色体从某一点相互靠拢在一起，相同位置的染色粒准确配对的过程称为

14、联会。2、偶线期一对大小、形态相同，一条来自父亲，一条来自母亲的染色体，互称为同源染色体。3、粗线期 每个二价体中有四条染色单体，称为四分体。同一条染色体中的二条染色单体互称为姐妹染色单体。同源染色体的染色单体之间互称为非姐妹染色单体。此时，在二价体的某些区域，两条非姐妹染色单体之间发生DNA片断相互交换，形成交叉点，这个过程叫互换。每个二价体平均有2.36个交叉点。（此时交叉点不可见）4、双线期 同源染色体相互排斥（此时可见交叉点），交叉点逐渐向两端移动，最后趋向分离，这个过程称为交叉的端化。5、终变期 二价体高度螺旋化，粗短状，呈多态性，并移至核膜附近。最后，核仁、核膜消失。（二）中期I

15、23对染色体排列在细胞中央，形成赤道板；纺缍体形成，并与染色体中的着丝粒相连。（三）后期（三）后期I I 二价体中的两条染色体在纺缍丝的作用下，彼此分开，称为二分体。二分体被纺缍丝分别拉向两极。（四）末期（四）末期I I 二组染色体到达两极后，解螺旋，伸展，核膜重新出现。分裂后所形成的细胞中，染色体数目减少了一半。而且发生了重组（交换）。2N N二、减数分裂的第二次分裂 减数分裂的第一次分裂与第二次分裂的间期很短，并无DNA的复制。（一）前期（一）前期 每个二分体螺旋化，核膜消失。（二）中期（二）中期 各二分体排列在细胞中央形成赤道板，纺缍丝连于染色体的着丝粒上。（三）后期（三）后期 染色体在

16、着丝粒处分离，纵裂成两条染色单体，各组染色单体被纺缍体分别拉向两极。（四）末期（四）末期 各组染色单体到达两极后，解螺旋成为染色质，分别形成细胞核。此时每个细胞中染色体仍为单倍数，N=23 第四节第四节 配配 子子 发发 生生 s配子发生是指精子和卵子的形成过程。s它们都经过增殖、生长、成熟、变形增殖、生长、成熟、变形等四个时期 一、精子的发生一、精子的发生 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子.在精子的发生过程中，从精原细胞发育成在精子的发生过程中，从精原细胞发育成为成熟的精子，大约需要为成熟的精子，大约需要60706070天，一天，一个成熟的男性每次排精量约为个成熟的男性每次

17、排精量约为34ml34ml，含含有有2323亿个精子，一生大约产生亿个精子，一生大约产生1010万亿个万亿个精子。精子。二、卵子的发生二、卵子的发生 卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 卵细胞卵 细 胞 形 成增殖期、生长期 女性胚胎第6周时，生殖嵴约有10002000个原始生殖细胞，它们以有丝分裂方式增殖为卵原细胞。卵原细胞中，有二倍数染色体(2n)，是二倍体，以人为例，它有46条染色体。至第20周时，生殖细胞约为700万个，其中约200万个为卵原细胞，约500万个已发育成初级卵母细胞。成熟期初级卵母细胞内积累了大量卵黄、RNA和蛋白质等物质，为受精后的发育提供信息、物质和能量准备。其染色

18、体数仍为二倍体(2n)。在减数分裂诱导物质的诱导下，初级卵母细胞进入第一次减数分裂并停止在前期工的双线期。女性生殖细胞在卵泡中发育，卵泡的发育过程分为4个阶段。1原始卵泡原始卵泡由中央1个初级卵母细胞与其周围1层卵泡细胞构成。2初级卵泡 初级卵泡由中央1个初级卵母细胞与其周围的单层或多层卵泡细胞构成。卵泡周围的间质细胞逐渐密集形成卵泡膜，在卵母细胞与卵泡细胞间出现1层以糖蛋白为主要成分的非细胞性结构，称为透明带，它具有很强的抗原性，其表面有特异性受体，能对同种精子进行专一性的识别与结合，从而使受精过程具有物种专一性。3次级卵泡 当卵泡细胞增至612层时，细胞间出现一些大小不等的腔并逐渐合并成一

19、个大的卵泡腔，腔内充满由卵泡细胞分泌和从血管渗透来的卵泡液，内含透明质酸酶和性激素。沿透明带周围的卵泡细胞呈放射状排列，称放射冠，其余的卵泡细胞沿卵泡腔分布称颗粒层。卵泡膜分化为内外两层。次级卵泡的生长主要受促卵泡激素影响。大的次级卵泡可发育成熟和排卵，小的次级卵泡大部分将闭锁。4成熟卵泡由于卵泡液增多和卵泡腔扩大，将初级卵母细胞和其周围的卵泡细胞挤至卵泡一侧，形成突向卵泡腔的突起，称为卵丘。此时的卵泡称为近成熟卵泡或囊状卵泡。当囊状卵泡增大至直径约1520mm时向卵巢表面突出，即为成熟卵泡。胎儿自第5个月起至出生后，卵巢中的卵母细胞逐渐退变。新生儿两侧卵巢共约有70万200万个原始卵泡，青春

20、期已减少约4万个。从青春期开始，随着垂体促性腺激素的大量分泌，黄体生成素渗入卵泡液促使初级卵母细胞恢复并完成第一次减数分裂，形成2个细胞：1个是次级卵母细胞；另1个体积很小，称为第一极体。第二次减数分裂后，次级卵母细胞形成1个卵细胞和1个小的细胞即第二极体；极体以后不能继续发育而退化、消失。卵细胞即成为卵子，排卵时，次级卵母细胞停留在第二次减数分裂中期，受精后，它才完成第二次减数分裂，形成卵细胞。如未受精，次级卵母细胞在24小时内死亡。1个妇女一生中约有400个成熟卵泡排放，其中只有25次排的卵能够导致正常的可生育的妊娠。其余的卵泡则可以发育到任何阶段而闭锁，主要是因为这些不同发育阶段的卵泡受

21、到促性腺激素比例失调或不足的影响。现在用外源性促性腺激素处理排卵障碍，即是刺激了一些即将发生闭锁的卵泡使它们达到成熟与排卵。第五节第五节 受受 精精 受精是精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程。一、卵子受精前各时期特征一、卵子受精前各时期特征 s第一时期：16小时，刚刚从卵巢中排出被吸入进输卵管中，还未到达壶腹部，此期卵子无活性。s第二时期：711小时，卵子到达壶腹部，开始有能力接受精子并识别精子，此时卵子状态一般。s第三时期：1216小时，卵子状态达到最佳时期，异常敏感和活跃。s第四时期：1721小时，卵子逐渐走向一般状态。s第五时期：2224小时，卵子开始逐渐衰老，反应迟钝，但可勉强受精。

22、二、精子受精前各时期特征二、精子受精前各时期特征 s第一时期：刚刚从变形期形成的精子，还停留在睾丸中，此时精子无活性。s第二时期：精子从睾丸中移到附睾，经过在附睾头、附睾体、附睾尾运行后逐渐完善和成熟，变得活跃。s第三时期：由附睾运动到储精囊，精子完全成熟。s第四时期：由射精管到雌性生殖道。大多数精子被淘汰，只有少数优良精子保留。s第五时期：精子在输卵管中获能，真正具有活性，与卵子相互识别，完成受精。s历经6070天。三、受精三、受精 s进入子宫输卵管的精子，同管道中的各种酶发生生化反应，使其表面的特异性糖蛋白抗精素显露出来，同卵细胞表面的特异蛋白受精素发生特异性的免疫反应，这个过程称为精子的

23、获能。s获能的精子顶体脱落（即顶体反应），释放各种酸性水解酶，如顶体重蛋白酶、透明质酸酶、放射冠分散酶等，分解包围卵细胞的透明带及放射冠，促使精卵膜接触，同时也抑制了多精授精 第二章人 类 生 殖第一节 人类生殖能力一、性决定sXY型性别决定：男性-XY，女性-XX sY短臂 睾丸决定因子(TDF)SRY基因(Ypll3).s性别决定是多个基因参与作用的联合过程 SRY、SOX3、SOX9等 二、性分化 s胚胎向男性或女性方向发育的过程称为性分化 s胚第67周，原始性腺是中性的，具有双重潜能原始性腺XX 卵巢 睾酮过多 外生殖器男性化外生殖器男性化XY 睾丸 睾酮过多或 外生殖器女性化外生殖器

24、女性化 靶器官受体缺陷三、性 成 熟(一)青春发育期(二)女性生殖活动 下丘脑垂体卵巢轴 男性生殖活动 下丘脑垂体睾丸轴 第三节 克隆医学 克隆是指通过无性生殖方式由单个细胞或个体产生的、和亲代非常相似的一群细胞或生物体。在不发生突变的情况下，一个克隆内的所有成员具有完全相同的遗传构成。第三章 发育 第第 一节一节细细 胞胞 分分 化化 在个体发育中，由一种相同的细胞类在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不和功能上形成稳定性差异，产生不同细胞类群的过程称为细胞分化同细胞类群的过程称为细胞分化。细胞分化的特点细胞

25、分化的特点s稳定性：稳定性：分化一旦确定，在正常生理条件下分化细分化一旦确定，在正常生理条件下分化细胞特性始终不变胞特性始终不变 s可逆性：可逆性：在一定条件（病理、体细胞克隆）下，细在一定条件（病理、体细胞克隆）下，细胞分化又是可逆的。胞分化又是可逆的。已经高度分化的细胞，恢复到胚性细胞状已经高度分化的细胞，恢复到胚性细胞状态，重新分裂的现象称为去分化。态，重新分裂的现象称为去分化。一、胚胎细胞的分化一、胚胎细胞的分化 s胚胎发育过程中，尚未定向的细胞不可胚胎发育过程中，尚未定向的细胞不可逆地转变为某种定向细胞的时刻，细胞逆地转变为某种定向细胞的时刻，细胞的命运就被固定了，因而也称之为细胞的

26、命运就被固定了，因而也称之为细胞决定。决定。s不同种属动物，其早期胚胎细胞出现决不同种属动物，其早期胚胎细胞出现决定的时间不同。定的时间不同。s哺乳类胚胎在哺乳类胚胎在8细胞期以内，任何一个细细胞期以内，任何一个细胞都具有发育为一个个体的能力。胞都具有发育为一个个体的能力。不对称分裂不对称分裂 s卵母细胞的核位于细胞外周靠近表面的卵母细胞的核位于细胞外周靠近表面的地方，极体就是从这里形成并释放出来地方，极体就是从这里形成并释放出来的，通常把极体释放的位点称为北极或的，通常把极体释放的位点称为北极或动物极，而相对的一极称为南极或植物动物极，而相对的一极称为南极或植物极。极。s卵细胞中的蛋白质、卵

27、细胞中的蛋白质、mRNA并非均匀分并非均匀分布的，而是定位于特定的空间。布的，而是定位于特定的空间。昆虫是以表面卵裂的方式形成胚层细胞昆虫是以表面卵裂的方式形成胚层细胞的，迁入卵的后端极质部的细胞发育为原的，迁入卵的后端极质部的细胞发育为原始生殖细胞，用紫外线照射卵的这一区域，始生殖细胞，用紫外线照射卵的这一区域，破坏极质，将会发育为无生殖细胞的不育破坏极质，将会发育为无生殖细胞的不育个体。个体。哺乳动物中，干细胞的分裂也是不对称哺乳动物中，干细胞的分裂也是不对称的，产生一个祖细胞和另一个干细胞，祖的，产生一个祖细胞和另一个干细胞，祖细胞只具有有限的自我更新能力，只能分细胞只具有有限的自我更新

28、能力，只能分化为终端细胞。化为终端细胞。胚胎诱导 s一部分细胞诱导其它细胞向特定方向分一部分细胞诱导其它细胞向特定方向分化的现象。化的现象。s如：脊索可诱导其顶部的外胚层发育成如：脊索可诱导其顶部的外胚层发育成神经板，神经沟和神经管。神经板，神经沟和神经管。s这种诱导是通过信号来实现的。这种诱导是通过信号来实现的。细胞数量控制细胞数量控制 s细胞数量控制不仅是发育中形态构建的细胞数量控制不仅是发育中形态构建的重要机制，也是成体形态维持的重要机重要机制，也是成体形态维持的重要机制。制。s刺激细胞分裂：各类细胞因子（如肽类刺激细胞分裂：各类细胞因子（如肽类生长因子）、激素和细胞外基质成分。生长因子

29、）、激素和细胞外基质成分。s抑制细胞分裂抑制细胞分裂 ：下调刺激信号的水平下调刺激信号的水平 抑制细胞周期引擎抑制细胞周期引擎 二、细胞分化与基因表达调控二、细胞分化与基因表达调控 s基因选择性表达基因选择性表达 s例：鸡的输卵管细胞合成卵清蛋白，成红细胞合成例：鸡的输卵管细胞合成卵清蛋白，成红细胞合成-珠蛋白，胰岛细胞合成胰岛素。用编码上述三珠蛋白，胰岛细胞合成胰岛素。用编码上述三种蛋白的基因分别作探针，对三种细胞中提取的总种蛋白的基因分别作探针，对三种细胞中提取的总DNA的限制性酶切片段进行杂交实验。的限制性酶切片段进行杂交实验。s上述三种细胞的基因组上述三种细胞的基因组DNA中均存在卵清

30、蛋白基因、中均存在卵清蛋白基因、-珠蛋白基因和胰岛素基因；珠蛋白基因和胰岛素基因；s在输卵管细胞中表达卵清蛋白在输卵管细胞中表达卵清蛋白mRNA，而成红细胞而成红细胞中表达中表达-珠蛋白珠蛋白mRNA，胰岛细胞中表达胰岛素胰岛细胞中表达胰岛素mRNA。组织特异性基因与管家基因组织特异性基因与管家基因 s管家基因是指所有细胞中均要表达的一管家基因是指所有细胞中均要表达的一类基因类基因，其产物是对维持细胞基本生命其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的活动所必需的。s组织特异性基因是指不同的细胞类型进组织特异性基因是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因行特异性表达的基因，其产物赋予各种其产物赋予各种

31、类型细胞特异的形态结构特征与特异的类型细胞特异的形态结构特征与特异的生理功能生理功能。第二节 干细胞 s将那些具有无限的或永生的自我更新能将那些具有无限的或永生的自我更新能力、并在一定条件下分化产生一种以上力、并在一定条件下分化产生一种以上“专业专业”细胞的原始细胞称为干细胞细胞的原始细胞称为干细胞。s具有分化为机体任何一种组织器官的潜具有分化为机体任何一种组织器官的潜能的干细胞，称为胚胎干细胞。能的干细胞，称为胚胎干细胞。s存在于成熟个体各种组织器官中的干细存在于成熟个体各种组织器官中的干细胞，通常只能分化为相应胞，通常只能分化为相应(或相邻或相邻)组织器组织器官组成的官组成的“专业专业”细

32、胞细胞，称为成体干细称为成体干细胞胞。干细胞的分类干细胞的分类 s发生来源：发生来源：胚胎干细胞胚胎干细胞 、成体干细胞、成体干细胞 s分化潜能：分化潜能：全能干细胞全能干细胞 、多能干细胞、多能干细胞、单能干细胞单能干细胞。成体干细胞成体干细胞s造血干细胞造血干细胞存在于造血组织内的一类能分化生成各种存在于造血组织内的一类能分化生成各种血细胞的原始细胞，又称多能造血干细胞。血细胞的原始细胞，又称多能造血干细胞。主要存在主要存在于骨髓、外周血及脐带血中。于骨髓、外周血及脐带血中。造造血血干干细细胞胞多能淋巴细胞：多能淋巴细胞：功能性淋巴细胞功能性淋巴细胞多能髓性造血干细胞：多能髓性造血干细胞：

33、造造血血祖祖细细胞胞（粒粒细细胞胞巨巨噬噬细细胞胞系系、红红细细胞胞系系、巨巨核核细细胞胞系系等等）白白细细胞胞、红红细细胞胞和血小板和血小板间充质干细胞间充质干细胞 s形成于发育中的骨髓腔。形成于发育中的骨髓腔。s个个体体出出生生后后，间间充充质质干干细细胞胞附附于于骨骨髓髓窦窦的的内内腔腔面面，形形成成一一种种包包埋埋于于窦窦状状网网络络中中的三维细胞网络。的三维细胞网络。s人人的的间间充充质质干干细细胞胞属属于于专专能能干干细细胞胞，可可以以像像未未分分化化细细胞胞那那样样进进行行体体外外扩扩增增，也也具具有有向向骨骨、软软骨骨、脂脂肪肪、肌肌肉肉及及肌肌腱腱等等组织分化的潜能。组织分化

34、的潜能。神经干细胞神经干细胞 s侧侧脑脑室室的的室室管管膜膜下下区区包包括括室室管管膜膜的的细细胞胞中，存在着有增殖能力中，存在着有增殖能力的神经细胞。的神经细胞。s具具有有自自我我更更新新及及分分化化形形成成神神经经元元、星星形形胶胶质质细细胞胞和和少少突突胶胶质质细细胞胞等等成成熟熟细细胞胞的的能力。能力。表皮干细胞表皮干细胞 s在在没没有有毛毛发发的的部部位位，表表皮皮干干细细胞胞位位于于与与真真皮皮乳乳头头顶顶部部相相连连的的基基底底层层；而而有有毛毛发发的的皮皮肤，表皮干细胞位肤，表皮干细胞位于表皮的基底层。于表皮的基底层。s表表皮皮干干细细胞胞能能持持续续增增殖殖分分化化以以取取代

35、代表表层层终终末末分分化化细细胞胞，从从而而完完成成皮皮肤肤组组织织结结构构的的更更新。新。肠干细胞肠干细胞 s位于肠腺基部或近基部。位于肠腺基部或近基部。s肠肠干干细细胞胞可可以以分分化化为为肠肠上上皮皮吸吸收收细细胞胞、杯细胞和肠内分泌细胞。杯细胞和肠内分泌细胞。s肠肠干干细细胞胞还还可可以以向向肠肠腺腺基基部部分分化化产产生生潘潘氏细胞。氏细胞。肝干细胞肝干细胞 s目目前前肝肝干干细细胞胞在在肝肝脏脏内内的的精精确确定定位位尚尚不不完全明确。完全明确。s肝肝干干细细胞胞为为肝肝内内胆胆管管系系统统源源性性的的多多潜潜能能分分化化细细胞胞群群，它它既既可可向向胆胆管管细细胞胞分分化化，又可

36、向肝细胞分又可向肝细胞分化。化。第三节细胞衰老 衰老通常指生物发育成熟后，在正常情况衰老通常指生物发育成熟后，在正常情况下随着年龄的增加，机能减退，内环境下随着年龄的增加，机能减退，内环境稳定性下降，结构中心组分退行性变化，稳定性下降，结构中心组分退行性变化，趋向死亡的不可逆的现象。趋向死亡的不可逆的现象。衰老过程发生在生物界的衰老过程发生在生物界的:整体水平、种群水平、个体水平、细胞水整体水平、种群水平、个体水平、细胞水平以及分子水平等不同的层次。平以及分子水平等不同的层次。一、细胞衰老的特征一、细胞衰老的特征 形态上的变化形态上的变化形态上的变化形态上的变化细胞皱缩，膜通透性、脆性增加，核

37、膜内折，细胞器数量特别是线细胞皱缩，膜通透性、脆性增加，核膜内折，细胞器数量特别是线粒体数量减少，胞内出现脂褐素等异常物质沉积粒体数量减少，胞内出现脂褐素等异常物质沉积 细胞成分损伤，细胞代谢能力降低细胞成分损伤，细胞代谢能力降低细胞成分损伤，细胞代谢能力降低细胞成分损伤，细胞代谢能力降低基基因因：活活性性异异常常、端端粒粒DNA丢丢失失、线线粒粒体体DNA特特异异性性缺缺失失、DNA结结构构异常。异常。RNA：mRNA和和tRNA含量降低。含量降低。蛋蛋白白质质：含含成成下下降降、异异常常修修饰饰、自自由由基基使使蛋蛋白白质质变变性性、氨氨基基酸酸由由左左旋变为右旋。旋变为右旋。酶酶分分子子

38、：活活性性中中心心、金金属属离离子子、溶溶解解度度、等等电电点点、总总的的效效应应是是酶酶失失活。活。脂类：脂类：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联，不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联，膜的流动性降低。膜的流动性降低。二、细胞衰老的机理二、细胞衰老的机理 s s差错学派差错学派 衰老是由于细胞中的各种错误积累引起的衰老是由于细胞中的各种错误积累引起的s s遗传学派遗传学派 衰老是遗传决定的自然演进过程衰老是遗传决定的自然演进过程 差错学派 代谢废物积累代谢废物积累 老年性痴呆就是由老年性痴呆就是由-淀粉样蛋白沉积引起的，可做为鉴定指标。淀粉样蛋白沉积引起的，可做

39、为鉴定指标。大分子交联大分子交联 胶原交联和动脉硬化、微血管病变有密切关系胶原交联和动脉硬化、微血管病变有密切关系 自由基学说自由基学说 Orr WC和和Sohal RS（1994），），将铜锌超氧化物岐化酶基因导入果蝇，使转将铜锌超氧化物岐化酶基因导入果蝇，使转基因株具有基因株具有3个拷贝的个拷贝的SOD基因，其寿命比野生型延长基因，其寿命比野生型延长1/3。线粒体线粒体DNA突变突变 使呼吸链功能受损使呼吸链功能受损 体细胞突变与体细胞突变与DNA修复修复重复基因失活重复基因失活 小鼠肝细胞重复基因的转录灵敏度随年龄而逐渐降低，哺乳动物小鼠肝细胞重复基因的转录灵敏度随年龄而逐渐降低，哺乳动

40、物rRNA基基因数随年龄而减少因数随年龄而减少 遗传学派 v程序性衰老程序性衰老衰老是某些基因依次开启或关闭的结果。例如在小鼠肝中，衰老是某些基因依次开启或关闭的结果。例如在小鼠肝中，胚胎早期表达的胞质丙氨酸转氨酶（胚胎早期表达的胞质丙氨酸转氨酶（cAAT）为为A型，随型，随后停止表达，但是在衰老时则表达后停止表达，但是在衰老时则表达B型型cAAT，v复制性衰老复制性衰老动物细胞分裂次数存在一个动物细胞分裂次数存在一个“极值极值”，亦称最大分裂次数。，亦称最大分裂次数。人的成纤维细胞端粒每年缩短人的成纤维细胞端粒每年缩短14-18bp 。当缩短到当缩短到Hayflick点时，激活点时，激活p5

41、3，引起引起p21表达，导致不可逆地表达，导致不可逆地退出细胞周期，走向衰亡。退出细胞周期，走向衰亡。v长寿基因长寿基因研究表明当细胞衰老时，一些衰老相关基因（研究表明当细胞衰老时，一些衰老相关基因（SAG）表达表达特别活跃，其表达水平大大高于年轻细胞，已在人特别活跃，其表达水平大大高于年轻细胞，已在人1号号染色体、染色体、4号染色体及号染色体及X染色体上发现染色体上发现SAG。第四节 细胞坏死与凋亡 细胞死亡的方式通常有细胞死亡的方式通常有3种：种：细胞坏死（细胞坏死（necrosis）细胞凋亡（细胞凋亡（apoptosis）细胞程序性死亡（细胞程序性死亡（programmed cell d

42、eath，PCD）。）。细胞坏死 v是细胞受到化学因素（如强酸、强碱、有毒物是细胞受到化学因素（如强酸、强碱、有毒物质）、物理因素（如热、辐射）和生物因素质）、物理因素（如热、辐射）和生物因素（如病原体）等环境因素的伤害，引起细胞死（如病原体）等环境因素的伤害，引起细胞死亡的现象。亡的现象。v坏死细胞的形态改变主要是由下列坏死细胞的形态改变主要是由下列2种病理过种病理过程引起的，即程引起的，即酶性消化酶性消化和和蛋白变性蛋白变性。细胞坏死初期，胞质内线粒体和内质网肿胀、崩解，结细胞坏死初期，胞质内线粒体和内质网肿胀、崩解，结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多，核发生固缩构脂滴游离、空泡化，蛋白

43、质颗粒增多，核发生固缩或断裂。随着胞质内蛋白变性、凝固或碎裂，以及嗜或断裂。随着胞质内蛋白变性、凝固或碎裂，以及嗜碱性核蛋白的降解，细胞质呈现强嗜酸性，原有的微碱性核蛋白的降解，细胞质呈现强嗜酸性，原有的微细结构消失。在含水量高的细胞，可因胞质内水泡不细结构消失。在含水量高的细胞，可因胞质内水泡不断增大，并发生溶解，导致细胞结构完全消失，最后断增大，并发生溶解，导致细胞结构完全消失，最后细胞膜和细胞器破裂，细胞膜和细胞器破裂，DNA降解，细胞内容物流出，降解，细胞内容物流出，引起周围组织炎症反应。引起周围组织炎症反应。细胞凋亡 v细胞凋亡通常指细胞的生理性死亡细胞凋亡通常指细胞的生理性死亡v凋

44、亡细胞的主要特征是：凋亡细胞的主要特征是：染色质聚集、分块、位于核膜上，胞质凝缩，最后核染色质聚集、分块、位于核膜上，胞质凝缩，最后核断裂，细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体；断裂，细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体；凋亡小体内有结构完整的细胞器，还有凝缩的染色体，凋亡小体内有结构完整的细胞器，还有凝缩的染色体，可被邻近细胞吞噬消化，因始终有膜封闭，没有内溶可被邻近细胞吞噬消化，因始终有膜封闭，没有内溶物释放，故不会引起炎症；物释放，故不会引起炎症；凋亡细胞中仍需要合成一些蛋白质；凋亡细胞中仍需要合成一些蛋白质；核酸内切酶活化，导致染色质核酸内切酶活化，导致染色质DNA在核小体连接部位在核小体连接部位断裂，形成约断裂，形成约200bp整数倍的核酸片段，凝胶电泳图整数倍的核酸片段，凝胶电泳图谱呈梯状；谱呈梯状；细胞程序性死亡 s是指在胚胎发育中有些细胞注定要死亡是指在胚胎发育中有些细胞注定要死亡 的现象。它是胚胎正常发育所必需的。的现象。它是胚胎正常发育所必需的。近年来近年来细胞程序性死亡细胞程序性死亡和细胞凋亡常被做和细胞凋亡常被做为同义词使用。为同义词使用。