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細胞是生物體結構和功能的基本單位。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。

1 細胞 -簡介

細胞在顯微鏡下的細胞,紅色的是 角質素綠色的則是DNA。
細胞並沒有統一的 定義,近年來比較普遍的提法是:細胞是生物體結構和功能的基本單位。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卵子。

2 細胞 -發現與研究歷史

細胞細胞圖

細胞(cell)是由英國科學家羅伯特·胡克 (Robert Hooke,1635-1703)於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 匯。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,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,雷文·霍克發現微生物,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。

19世紀中期,德國動物學家許旺(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,德國植物學家許萊登(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。

在德國許旺和許萊登之後的十年,科學家陸續發現新的證據,證明細胞都是從 原來就存在的細胞分裂而來,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)

3 細胞 -細胞的起源

長期以來人們一直持有一種單支進化的觀念,即最原始的細胞一定要在十分溫和、優越的環境中才能出現,細胞的誕生被設定為如下的程序,即原核化能異養細胞首先出現,再通過細胞能量利用方式的進步和細胞間的融合組建(共生)出現了自養生物和真核細胞。現在看來對這樣的觀點應該提出修正。

1.對細胞誕生環境的新認識

近年對地球早期生命的探察結果大大地超出了人們的意料。澳大利亞和南非發現的化石表明,至少在35億年前細胞就已經出現了。那麼,細胞的生命發生和演進只能推到更早幾乎同步於地殼形成的歷史年代(38~40億年以前)。這表明地球上生命的誕生條件絕不會象是奧巴林和荷爾丹想象的那樣溫和,不會是「溫水池」的環境。而近年對地球極端環境生命的研究結果也同樣大大出乎人們的意料。一些極端環境生物存在的發現有力地暗示,早期細胞誕生於惡劣的條件中並不是不可思議的,而從化石年代和對當時的地質條件分析看,最早細胞誕生於「溫水池」的設想反而是不符合實際的。

2.早期細胞多態發生的可能性

近年的研究不僅突破了傳統的對細胞誕生條件的認識,出乎許多生物學家的預料,人們在發現光合作用與光合自養生物的地質記錄(疊層石的存在和對碳、硫同位素的分析)可以追溯到35億年前,甚至更早。分子進化的比較研究也得到了類似的結論:許多非光合自養的生物可能反而是起源於光合自養的生物(Fox,1980)。地質學、古生物學、分子生物學的多方面的證據表明,光合自養的、化能自養的和異養的生物差不多同時起源於太古宙早期(張昀,1998)。這將可能徹底修改僅從複雜性比較而推導出的光合自養生物應該比化能自養和異養生物晚出現得多的思維模式,向生物單支等級進化的傳統觀念提出了挑戰。

4 細胞 -作用

生物的基本結構單位

一切生物都由細胞和細胞構成的。從最小的變形蟲和細菌到最大的鯨和紅杉都是由細胞組成的。最簡單的低等生物單細胞生物僅由一個細胞組成,複雜的高等生物一般由數以萬億計的細胞組成。病毒是非細胞形態的有機體,但病毒不能獨立生存,不是獨立的生物體。從生命的層次上看,細胞是具有完整生命力的最簡單的物質集合形式,即細胞是構成生物體的最基本的單位。細胞學說在生命的多樣性的背後首先是找到了生命在構造上的共性。

細胞高等植物細胞模式圖
生物的基本功能單位

細胞是一個獨立有序的、能夠進行自我調控的結構與功能體系。每一個細胞都具有一整套完整的裝置以滿足自身代謝的需要。單細胞生物能夠獨立地進行全部的生命活動。在多細胞生物中,儘管每一個細胞的功能受到整體的協調與控制,但每一個細胞都是一個獨立的、自我控制的、高度有序的代謝系統,有相對獨立的生命活動,各種組織都是以細胞為基本單位來執行特定的功能,整個機體的新陳代謝活動都是以細胞為單位協調地進行的。

只要具備合適的生存條件,每一個分離的細胞都可以在體外生長繁殖,表現出生命的特徵。所以細胞是生命活動的基本功能單位。

有機體生長發育的基本單位

新的細胞必須經過已存在的細胞的分裂而產生,每一個生命體都是從一個細胞生長發育而來的,不論是簡單的單細胞生物還是複雜的多細胞生物,其生長和發育可以部分地通過細胞體積的增加來實現,但細胞體積不可能無限地增加,因此多細胞生物的生長主要是通過細胞分裂、增加細胞數量並伴隨細胞的分化來實現的。細胞是生物生長發育的基本實體。一個多細胞生物即使已經完成了組織的分化和個體的發育,即完全長大后,仍然需要細胞分裂的過程。這種分裂生成的新細胞可用來替代不斷衰老和死亡的細胞,維持細胞的新陳代謝,或用於生物組織損傷的修復。

對於像「胚胎是如何生長的」、「動物的器官是如何形成的」這樣一些生物體個體發育的問題,人類思考已久。有一種學說「預成論」,曾經統治人的思想一百多年。「預成論」認為動物的肢體和器官在胚胎髮育的過程中是一個預成構造在機械地放大。在胡克觀察到細胞壁后不久,竟然有人宣布在顯微鏡下看到了精子里有預成的微型人。一切生物都是由胚種產生的,而這些胚種是宇宙中原來就存在的。「上帝創世說」給生物發育問題蒙上了一層神秘的面紗。

細胞學說的建立首次科學地觸及了生命運動的過程。細胞學說把細胞運動與生物發育和胚胎生長相聯繫,把細胞的形成生物生長發育的普遍原則。細胞學與胚胎學的研究結合起來,證明了在發育過程中細胞本身可以複製,這就是細胞分裂。卵和精子原本也是簡單的細胞,胚胎髮育過程就是細胞分裂分化的過程。病變細胞(比如癌細胞)是由正常細胞變化來的,所以「細胞來自細胞」。

生物體的完整遺傳單位

在多細胞生物體中,儘管數目眾多的各種細胞形態和功能各不相同,但它們又都是由同一個受精卵分裂和分化而來的,因而這個生命體中的每一個細胞都具有這個生命體的全部遺傳信息,因為在細胞的中心細胞核中「存在著生命的本質」——遺傳信息。

植物的生殖細胞和體細胞都具有遺傳的全能性,單個細胞都可以在合適的條件下誘導發育為完整的植物個體。在高等動物體內,卵細胞無疑具有遺傳的全能性,而體細胞也具有這一生命體的全部遺傳信息,經過一定的操作,例如運用細胞核移植的方法,也可以使單個的體細胞表現出遺傳上的全能性。所以細胞是遺傳的基本單位。

最小的生命單位

細胞結構完整性的任何破壞都會導致細胞生命特徵的喪失和細胞的死亡。比如從細胞分離出的任何結構,即使是保存完好的細胞核或是含有遺傳信息、具有相對獨立性的線粒體和葉綠體,都不能在細胞外作為生命活動的單位而獨立生存。細胞才是生命活動的最小單位,只有完整的細胞結構才能保證細胞具有生命的各種基本特徵,使其能獨立自主、協調有序地進行各種生命活動。

細胞學說不僅是生物體構成的學說,也是生物體繁殖和生長發育的學說以及生命活動的學說。一切生物都由細胞構成,這些細胞又按照同樣的規律形成和生長。面對多樣性的生命世界,細胞學說宣布:生命的共同基礎是細胞,就像原子是化學現象的共同基礎一樣。19世紀人們開始把構成細胞的物質叫原生質,人們為在多樣的自然物體和自然現象背後找到統一的、共同的東西而欣喜,因為每一次自然界本質和規律的發現都是一種統一的、共同的東西的發現,都是科學的進步,當然這也是科學的任務。為此曾有人自豪地說,「我能把我的祖先一直追溯到原生質的初始原子小球」。

5 細胞 -細胞學說的建立

從 1665 年英國物理學家 R·胡克 (Robert Hooke) 發現細胞到 1839 年細胞學說的建立,經過了 170 多年。在這一時期內,對動、植物的細胞及其內容物進行了廣泛的研究,積累了大量資料。1759 年 C·F·沃爾夫在《發生論》一書中已清楚地描述了組成動、植物胚胎的「小球」和「小泡」,但還不了解其意義和起源的方式。1805 年德國生物學家 L·奧肯也提出過類似的概念。

1833 年英國植物學家 R·布朗 (Robert Brown) 在植物細胞內發現了細胞核;接著又有人在動物細胞內發現了核仁。到 19 世紀 30 年代,已有人注意到植物界和動物界在結構上存在某種一致性,它們都是由細胞組成的,並且對單細 胞生物的構造和生活也有了相當多的認識。在這一背景上,施萊登 (Matthias Jakob Schleiden) 在 1838 年提出了細胞學說的主要論點,翌年施旺 (Theodor Schwann) 提出"所有動物也是由細胞組成的」對施萊登提出的「所有的植物都是由細胞組成的」的觀點進行了補充。這就是《細胞學說》 (Cell theory)的基礎。20年後另一位德國科學家菲爾肖(Rudolf Virchow)作出了另一個重要的論斷:所有的細胞都必定來自已存在的活細胞。至此,以上三位科學家的研究結果加上許多其他科學家的發現,共同形成了比較完備的細胞學說。

6 細胞 -細胞的組成

細胞細胞組成

細胞是生物體的構造和生理的基本單位,卻不能因此認為所 有的生物細胞都相同,即使在同一個個體內,也有因為分化而產生各式各樣外觀 與功能不同的細胞,即使相同種類的細胞,也可能正在執行的生理工作也有差異 ,但是基本上彼此都有共同的基本構造。

細胞壁

分類在細菌、真菌、植物的生 物,其組成的細胞都具有細胞壁(cell wall),而原生生物則有一部分的生物體 具有此構造,但是動物沒有。細胞壁是由細胞質的分泌物構成,在電子顯微鏡的發明之後,有 許多的研究因此可以讓人們知道,其成分與組成。而細胞壁可以保護細胞減少外 界傷害、維持形狀,並且避免因為水分過多而脹破。

植物細胞壁主要成分是纖維素 ,經過有系統的編織形成網狀的外壁。可分為中膠層、初生細胞壁、次生細 胞壁。 中膠層是植物細胞剛分裂完成的子細胞之間 ,最先形成的間隔,主要成份是果膠質 (一種多糖類),隨後 在中膠層兩側形成初生細胞壁,初生細胞壁主要由果膠質、木質素和少量的蛋白 質構成。次生細胞壁主要由纖維素組成的纖維排列而成,如同一條一條的線以接 近直角的方式排列,再以木質素 等多醣類黏接。 真菌細胞壁則是由幾丁質 、纖維素等多糖類組成,其中幾丁質是含有氮的一類多糖。 細菌細胞壁組成以肽聚糖 為主。

細胞膜細胞膜(cell membrane)為細胞與環境之間以及胞器與細胞質之間的分界, 能夠控制物質的進出,而膜上的蛋白質 有許多種類,有的可以適時協助物質進出,有的能夠傳遞訊息,有的則負責 防禦( 免疫系統)的功能。

細胞質

細胞膜就像一個塑膠袋一樣,裝著滿滿的液狀、膠體狀的細胞質(cytoplasm) ,可粗略分為細胞液和胞器。細胞質含有維持生命現象所需要的基本物質,例如 醣類、脂質、蛋白質、 與蛋白質合成有關的 核糖核酸,因此也是整個細胞運作的主要場所,透過細胞膜外接收的訊息、 細胞內部的物質,共同調節基因的表現,影 響生理活動。另外,細胞質內部也有多種網狀構造,稱為細胞骨架,可以協助維 持細胞形狀,也能引導內部物質的移動,一些細胞骨架會於細胞分裂時,形成可 以透過染色而觀察的紡錘絲,有一些骨架更能幫助細胞運動。

細胞核

具有雙層膜的胞器,主要攜帶遺傳物質(DNA),包括染色體(脫氧核糖核酸加上一些特殊的蛋白質)、核糖核酸等, 核膜上有許多小孔稱做核孔,由數十種特殊的蛋白組成特別的構造,容許一些物 質自由通過,但是分子量 很大的核糖核酸、蛋白質就必須依賴這些蛋白輔助,以消耗能量的主動運輸 ,來往於細胞質跟細胞核之間。細胞分裂的期間可以看到細胞核中最顯著的構造 ——核仁,其組成為核糖體RNA,以及合成核糖體所需的蛋白質。除核仁外,細胞核中還有許 多其它核細胞器,如柯浩體 (Cajal body),PML體等。 有趣的是, 有些細胞為了執行特別的工作而沒有細胞核:哺乳綱 動物的紅血球 ,為了減少攜帶的氧氣,被紅血球 本身消耗,而成熟后就沒有細胞核;植物則以篩管、導管、假 導管為了運輸功能,成熟后沒有細胞核。

7 細胞 -分類

按照結構的複雜程度及進化順序,全部細胞可歸併為兩類,一類是原核細胞,一類是真核細胞;按照細胞的營養類型,可分為自養與異養;還可將大部分真核細胞分為植物細胞和動物細胞。真菌類細胞也是真核細胞,它們既有植物細胞的某些特徵,如有細胞壁,又行異養生長。

原核生物細胞缺乏真正的細胞核,通常比真核生物細胞小。原核生物一般是單細胞的生物體,主要包括細菌和藍細菌(藍藻)等。在原核細胞中,遺傳物質DNA通常分佈於一定的區域,該區域稱為核區或擬核,即核酸物質沒有特別的膜包被。原核細胞的遺傳信息量較少,內部結構較簡單,除了沒有細胞核外,也沒有以膜為基礎的具特定結構與功能的細胞器。原核細胞也是地球上起源最早、細胞結構最簡單的生命形式。

真核細胞具有真正的細胞核,其遺傳物質DNA包被在雙層膜的特殊結構中。真核細胞還具有許多由膜包被或組成的細胞器,它們包括線粒體、葉綠體、高爾基體和內質網等等。這些以膜為基礎分化的結構使得真核細胞比原核細胞複雜許多,導致了真核細胞功能的多樣性。

真核細胞種類繁多,一些單細胞的原生生物、多細胞的植物與動物,以及特殊的真菌等都含有各種真核細胞。植物細胞和動物細胞都屬於真核細胞,但二者在細胞的水平上仍然有明顯的差別:植物細胞的質膜被較堅硬的細胞壁所包圍,細胞壁主要起保持細胞形狀和位置的作用,其主要化學成份是纖維素。動物細胞沒有細胞壁;植物細胞含有質體,質體具有雙層膜結構,是植物細胞生產和貯存食物分子的場所。在質體中,最常見的是葉綠體。它是專門進行光合作用生產食物分子(葡萄糖)的細胞器。動物細胞不含有質體;大多數細胞都含有一個或幾個液泡,液泡中充滿了細胞液。液泡的主要作用是轉運和貯存養分、水分和代謝副產物或代謝廢物,即具有倉庫或中轉站的作用。動物細胞一般沒有大的中央液泡;植物細胞中含有動物細胞所沒有的乙醛酸循環體、胞間連絲、細胞分裂時的細胞板等等;而動物細胞則含有植物細胞所沒有的溶酶體、中心體、細胞分裂時的收縮環等等。

無論是真核細胞還是原核細胞、動物細胞還是植物細胞,它們都具有細胞質膜、DNA和RNA、核糖體等等,各種細胞都可以通過一分為二的分裂方式來形成新細胞,使生命得以延續。

8 細胞 -分化與基因表達

細胞動物細胞

細胞分化(cell differentiation)是個體發育過程中細胞 之間產生穩定差異的過程。所以,細胞分化是指同源細胞通過分裂,發生形態、 結構與功能特徵穩定差異的過程。

細胞分化的實質是基因選擇性表達的結果,在個體發育過程中基因按照一定程 序相繼活化的現象,稱為基因的差次表達 (differential expression)或順序表達(Sequential expression) 。即在同 一時間內不是所有的基因都具活性,而是有的有活性,有的無活性,有些細胞是 這部分基因有活性,有些細胞則是另外一些基因有活性。

組織特異性基因和管家基因 一類是維持細胞最基本生命活動的基因,是所有 一切細胞都需具備的,由此譯制基本生命活動所必需的結構和功能蛋白。這類基 因稱「House-keeping gene」,譯為「管家基因」,它們與細胞分化關係不大。 如編碼與細胞分裂、 能量代謝、細胞基本建成有關的蛋白質的基因屬此類。另一類是譯制特異蛋 白質的基因,與細胞的基本生存無直接關係,但與細胞分化關係密切,被稱為 「Luxury gene」,譯為奢侈基因。

組合調控引發組織特異性基因的表達弄清了細胞分化的實質,研究者們便把注 意力集中到基因選擇表達的控制機理方面。除細胞核與細胞質的相互作用對細胞 分化的影響外,包括環境在內的諸多因素均對細胞分化有重要的影響。

9 細胞 -植物細胞的繁殖

植物的生長是由於體內細胞繁殖和增大,細胞繁殖是通過細胞分裂方式進行的,通過細胞分裂完成個體發育,細胞更替以及植物(微生物)繁殖。分裂方式有:有絲分裂無絲分裂和 .減數分裂。

一.細胞周期:細胞從第一次分裂結束到下一次分裂終了所經歷的全部過程。包括間期和分裂期。

1. 間期:一次分裂結束開始,到下一次分裂開始的一段時間是分列前的準備期間,為分裂進行物質上的準備(主要是 RNA,蛋白質合成和DNA複製)和積累能量又分為G1期,S期,G2期。

2. 分裂期:開始出現染色體,紡錘絲,複製的 DNA將以染色體的形式平均分到兩個子細胞中。

二.有絲分裂:

最普遍最常見的分裂方式,是一個連續的過程,據核內發生的可見變化分為前中后末四個時期。

1. 前期:核的變化:兩極兩現,(染色單體,染色體,著絲點)

2. 中期:染色體排列到赤道板上,紡錘絲完全形成,此時紡錘體,清晰可見,染色體最清楚時期。

3. 後期:兩條染色單體分開,分別向赤道兩極移動。

4. 末期:到兩極后,染色體消失膜,核仁再現,出現新細胞壁,形成兩個新細胞 。

三.減數分裂:

植物有性生殖中進行的一種細胞分裂方式,種子植物發生在大小孢子形成期,其過程包括兩個連續的細胞分裂,而 DNA只複製一次。一個母細胞經減數分裂后形成四個子細胞,每個子細胞的染色體數目為母細胞的一半。比較複雜。

第一次分裂: 前期:細線期——偶線期(聯會現象)——粗線期(交叉現象)——雙線期(同源染色體開始分離)——終變期(最短粗,膜仁消失,紡錘絲再現)

中期:同源染色體排列在赤道面上 。

後期:同源染色體被分離。

末期;核再現,細胞板,二分體(染色體減半)

第二次分裂:前期:染色體出現,膜仁消失,紡錘絲再現。

中期2:

後期2;染色體分開,在紡錘絲牽引下向兩極移動。

末期2:到兩極后形成絲狀,核膜,核仁再現,細胞板再現,形成四個子細胞 。 

10 細胞 -衰老與凋亡

細胞皮膚細胞

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。

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。

11 細胞 -癌細胞

細胞肺癌細胞

癌細胞是健康細胞核結構改變的結果,是人體(其它動物一樣)自身健康細胞在各種外因和內因作用下形成的質變性病細胞 。細胞癌之後,由於它對機體的破壞作用超過任何病毒、細菌、放線菌 、真菌和其它微生物 ,所以人們(特別是醫生)對它恨之入骨,在治療上採取了毫不手軟的格殺 無論,然而,癌細胞是病細胞,我們應該同情它,幫它治病,使它恢復原狀,照 常為機體工作,這不更好嗎?為了說明應該和可能,我想用理論和事實兩個方面 的證據說明一下它的逆轉原理。

在正常情況下,細胞內存在著與癌症有關的基因,這些基因的正常表達是個體 發育、細胞增殖、組織再生等生命活動不可缺少的,這些基因只有發生突變時才 有致癌作用,變成癌基因 。這些具有引起細胞癌變潛能的基因稱為原癌基因(proto-oncogenes)。原 癌基因屬於顯性基因,等位基因中的一個發生突變,就會引起細胞癌變。正常細 胞中雖然存在著原癌基因,但是原癌基因的活動受到嚴格的精密調控,其編碼產 物是細胞生長和分化所必需的,不會引起癌變。然而,當原癌基因發生了變化, 產生了超出細胞活動所需要的產物,就會引起細胞癌變。原癌基因的這種變化稱 為原癌基因的激活。

癌症起始於一個細胞突變,而人體是由大量體細胞組成的。人的一生大約要進 行1016次細胞分裂。即使不接觸致癌劑 ,每個基因發生自然突變的概率為10-6。可以推算出人的一生中每個基因會 有1010突變概率。由此估計,一個突變細胞中應當有許多與細胞增殖有關的基因 發生突變,失去了對細胞增殖的調控能力。然而事實上,人體癌症發病率並沒有 預想的那樣高。由此可見,一次突變並不足以將一個健康細胞轉變為癌細胞。一 個細胞癌變要求在一個細胞中發生幾次單獨的突變,它們共同作用才能誘發細胞 癌變。經統計,一個細胞轉化需要發生3-7次單獨的隨機突變。

雖然癌症起始於一個細胞突變,但是這個突變細胞的後代必須經過幾次突變, 才能形成癌細胞。流行病學的統計表明,癌症的發病率隨年齡的增長而提高,而 且是幾何級數提高,癌症的發病率是年齡的3次方、4次方甚至5次方。癌症的漸進 發生過程非一日之寒,需要數年時間,在此期間既有內因的作用,也有外因的誘 發,致癌因子需要有劑量累積效應。癌症的發生要有許多因子的共同作用。體內 還有免疫監控系統,可以隨時消滅癌細胞。因此,許多癌症不是不可避免的。

12 細胞 -細胞周期

 細胞周期是指細胞從一次分裂結束時起,到下一次分裂結束為止的一段時期。在一個細胞周期中,細胞發生了一系列複雜的變化,其中特別是DNA的容量增加了一倍。細胞經過增長后平均分裂為與母細胞相同的2個子細胞。細胞周期又可根據其中DNA的變化分成四個連續進行的過程,它們分別是: 
1、 G1期,也即DNA合成前期;
2、S期,即DNA合成期;
3、G2期,也稱DNA合成後期;
4、M期,此期為細胞的有絲分裂期,在此期中,細胞內的遺傳物質--染色體平均縱裂為2,並隨細胞的分裂而均分至兩個子細胞中。

13 細胞 -細胞分裂與細胞分化

細胞分裂

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。

細胞分化

細胞分化是指在個體發育過程中,細胞在形態、結構和功能上的特化過程。對 個體發育而言,細胞分化得越多,說明個體成熟度越高。只有通過細胞分化,才能 形成各種不同的細胞,進而形成不同的各具功能的器官,使生物體成為一個個體,否 則假如細胞只是長大變多也就是說只有乾重的增加而不分化,所有的細胞都只能保 持原始的幹細胞的狀態也就無法形成生物體了

14 細胞 -增殖及調控

細胞周期亦稱有絲分裂周期,細胞生長到一定程度,不是繁殖就是死亡。細胞分裂后產生的新細胞生長增大,隨後又平均地分裂成兩個和原來母細胞「一樣」的子細胞,細胞這種生長與分裂的循環稱細胞周期。 較為普遍的細胞分裂方式為有絲分裂和減數分裂,在生物的個體發育中,這兩種分裂方式交替發生,以保證生物種族的延續。

另:cell 單元

另:Cell單元箱

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