难点: 1、说出细胞分裂过程中染色体的大致变化。
2、描述细胞的分化现象。
4.识别植物体的主要组织和人体的基本组织
技能目标:
使用显微镜观察洋葱根尖细胞分裂的基本过程。(重点)
情感目标:
培养学生在讨论中领悟新的生物学知识,发现问题、解决问题的能力。
3.描述动植物细胞的分化过程以及通过分化形成组织的过程。(重点)
2.描述生物的生长现象与细胞数目增多,体积增大有关。(重点)
知识性目标:
1.说出细胞分裂的基本过程。
永久组织的分类: 按功能分为:保护组织、基本组织、疏导组织、机械组织和分泌组织。
保护组织: 覆盖与植物体表,起保护作用,如减少植物失水,防止病原微生物侵入,控制植物与外界的气体交换。分为:表皮和周皮(木栓层)
(1)表皮:原表皮(初生分生组织)发育而来,主分布与叶、嫩的根茎及花果表皮。一般由一层细胞(表皮细胞、保卫细胞、副位细胞、泡状细胞等),表皮细胞形状扁平,一般不含叶绿体。无色透明含有较大液泡;排列紧密,无间隙,表皮层外面有角质层,还盖有一层蜡质、表皮毛、腋毛等,可防止水分过度散失,也可保护植物免受侵害。
(根的表皮有吸收作用)来源于木栓形成层。
(2)木栓层:次生保护组织,双子叶植物和裸子植物。木栓层位于根茎外围。无原生质体的细胞壁高度木栓化的死细胞,具有不透水不透气,绝缘、隔热、耐腐蚀等特性。排列紧密无间隙。
薄壁组织(基本组织):各器官中广泛存在。
特点:薄壁细胞壁薄,有明显细胞间隙,液泡较大,核相对较小;分化程度一般比较低具较强的分生潜能,一定条件下可转变为分生组织。(对于伤口的愈合,扦插、嫁接的成活和促进离体组织培养等有实际意义)。
功能:合成有机物;吸收营养;储藏物质;通气、传递运输物质据不同功能分为:
同化组织:叶肉,嫩茎,绿果等中。细胞内含大量的叶绿体。
吸收组织:根尖成熟区的表皮,形成根毛
贮藏组织:主存于果实、种子、块茎、块根以及根茎的皮层和髓中。贮藏有淀粉,糖类,蛋白质和油类等。多浆贮水组织
通气组织:水生和湿生植物体内,细胞间隙形成气道和气腔。形成一个发达的通气系统,如水稻。
传递组织:普通存在于叶的小叶脉末端,具有内凸生长的细胞壁和发达的胞间连丝,以适应短途运输物质的生理功能。
机械组织:有很强的抗压,抗张和抗屈挠性能,主起支持作用。细胞大多数为细长形,都有加厚的细胞壁。常见的机械组织有两种:厚壁组织与厚角组织
厚壁组织:具加厚的次生壁,并大都木质化,无原生质体的死细胞。据形状,分为石细胞和纤维。
厚角组织;长形活细胞,壁上不规则增厚(角偶处),含叶绿体,可进行光合作用。细胞壁除含纤维素外,还有较多果胶质,但不木质化。因此具有一定韧性,可塑性和伸展性即可支持器官的直立又可适应器官的迅速生长。多分布于幼嫩植物与茎,叶柄等器官起支持作用。
疏导组织:长距离疏导水分,无机盐和有机物的组织。细胞呈长管形,细胞间以不同方式相互联系,在整个植物体内的各器官内成为一连续的系统。
据运输物质的不同分两类:
导管,管胞:运输水和无机盐(导管:长管状的细胞壁木质化的导管分子,靠穿孔相连曲折相连向上运输。管胞:两端斜尖,径较小,壁较厚管状细胞靠吸孔相连,运输效率不及导管)。
筛管和伴胞:有机物(筛管:长形活细胞,筛管分子之间有筛板,上有筛孔。伴胞:与筛管分子共同起源于一个细胞。有浓厚的细胞质和明显的核。为筛管分子提供能量,纤维素或调控。
分泌组织:由分泌细胞组成。分泌细胞可以产生特殊的物质 (黏液、液汁、乳汁挥发油、树脂等)。根据分泌物是否排出体外,分泌结构分为:外分泌结构:腺毛,蜜腺排水器(水孔、通水组织和维管束)等分布于植物体表。内分泌结构:分泌细胞(单个存在),分泌腔和分泌道。
资料4-1-14 细胞分化研究的重大发现
多伦多大学的研究人员发现了一个对于组织工程学相当重要的关键机制,对于疾病如瘠裂和癌症组织的形成也很重要。研究人员发现控制细胞分化的机制与控制组织生长的机制是一样的。
这项发现将发表于7月15号的Nature期刊中,提供形态发生的复杂过程重要的观点。形态发生是胚胎发育过程中一个关键的步骤。与细胞和组织形成不同的形态有关。在整个过程中发生的偏差,将可能导致先天性缺陷。
研究人员利用取自青蛙胚胎的组织,研究趋同烟花,以及它与细胞分化的关系。通过已知导致细胞分化的蛋白质:activin的不同剂量,各种细胞类型可能被创造出。研究人员发现,即使是剂量的轻微差异,也会表现不同等细胞,即使它们形成了一个单一的组织,因为这些细胞在试管中培养,所以自动组合形成伸深的背部组织,而后将会显现成青蛙的脊椎。
这些细胞不仅被划分处未来的发展方向,即使当这些细胞混合在一起,也会自动地移向正确的部位。经由了解这个过程,研究人员将可以更加理解组织形态构成的机制。
资料4-1-15 生活中有哪些可以导致癌症
(1)报纸包食物可得癌 生活中常有人利用废旧报纸、杂志包装食物,这是极不卫生的现象。因为这些废旧报纸上均有黑色油墨印的字,印剧厂采用的油墨原料基本上都含有毒物质,如苯、甲苯、二甲苯、聚氯乙烯、糊状树脂等。用废旧报纸包装食物,易污染食品,使人体受害。据报道,有的毒素能引起人体细胞的癌变,有的甚至能破坏细胞的癌变,有的甚至能破坏细胞的遗传基因,危害下一代。 (2)吃热烫食物易引起癌 据临床观察,大多数胃癌和食管癌患者,多有长期食用热烫食物的例史。热烫食物对食管和胃粘膜的灼烧作用,久之会导致食道上皮细胞的恶变。据报道我国华北食管癌高发区就与当地居民喜食热饮有关。 (3)睡热炕易患癌 严寒的冬季,我国北方人总喜欢睡热炕取暖,睡热炕的人易患臀部皮肤癌,即"炕癌"。这是一种特发的鳞状上皮细胞癌,是热炕长期刺激皮肤,引起皮肤组织增生性改变,细胞增生快而造成。这是物理致癌因素之一。 (4)农药DDV、DDT能引起癌症 目前我国广泛的DDV(敌敌畏)、DDT(滴滴涕)来杀蝇蚊及防治农作物的虫害。这些农药有一定的毒性,使用不当就可使人急性或慢性中毒,甚至诱发癌症。已有DDV、DDT慢性中毒而诱发肝癌的报道。 (5)大气污染可致癌 世界调查结果证明:大气污染与肺癌的高发有明显关系。城市的肺癌发病率明显高于农村2-3倍,城市发达程度与肺癌的发病率成正比关系。可见,大气污染与癌发病率有关。
资料4-1-16 美科学家发现导致细胞癌变的基因
美国科学家进行的一项新研究表明,如果消除实验鼠体内一个特殊基因的活性,以减少一种蛋白质的产生,就可以使实验鼠的癌细胞转变为无害的正常细胞。
美国斯坦福大学的研究人员在最新一期英国《自然》杂志上报告说,他们发现,实验鼠体内的一种基因控制MYC蛋白质的生成。这种蛋白 质控制细胞分裂,如果它在实验鼠体内表达过度,细胞分裂便会加速,最终形成肿瘤。
研究中,科学家通过转基因技术使实验鼠细胞中的MYC基因不断“开启”,由于该基因经常处于激活状态,所以其体内的MYC蛋白质出现过剩。一段时间后,实验鼠的一些肝脏细胞便出现了癌变。
接着,科学家向实验鼠体内注入普通的抗生素强力霉素,使MYC基因“关闭”。一段时间后,实验鼠肝脏上的癌细胞又逐渐转化为正常细胞。他们随后停止向实验鼠注射抗生素,其肝脏细胞又开始发生癌变,从而证明了MYC基因对癌细胞产生的特殊作用。
由于许多癌症患者体内的MYC基因都过度活跃,因此,科学家下一步计划探明MYC蛋白质是否在人体内也发挥类似的作用。
不过,专家指出,由于人类细胞中缺乏类似基因“开关”这样的生理机制,所以该研究中所采用的技术不能简单地转移到人体上。
资料4-1-17 癌基因
人类和其他动物细胞(以及致癌病毒)中固有的与癌症有关的一类基因。癌基因一旦活化就会促使人或动物的正常细胞发生癌变。可分为两大类:一类称病毒癌基因,是逆转录病毒中能够使细胞发生恶性转化的基因;另一类称细胞转化基因,它存在于细胞中,能使正常细胞转化为肿瘤细胞。细胞转化基因实质上就是由一类原癌基因突变而来的。原癌基因广泛存在于生物界(从酵母到人),在进化过程中,这类基因高度保守。原癌基因是细胞中的正常基因,在细胞中起着调节细胞生长和分化的作用。当它在某些外界因素(如病毒、射线、化学致癌物等)的作用下,发生数量和结构上的微细变化,形成了致癌性的细胞转化基因,从而使正常细胞转化为肿瘤细胞。人类肿瘤中发现癌基因是在1982年才开始的。第一种被发现的人的癌基因是人膀胱癌细胞的癌基因。中国科技工作者已从肝癌细胞、胃癌细胞系中分离出了癌基因。目前,在人类身上已发现了20多个癌基因,并定位到了染色体的一定区段上。癌基因的发现是癌症研究中的一项重大突破。癌基因的研究从理论上对癌变机理提供了重要线索,在应用上有助于对肿瘤有更深刻的认识,从而找到更有效的防治措施,另一方面也为细胞生长、分化、衰老等生物学问题提供了理论依据。
资料4-1-18 正常细胞是怎样转变成癌细胞的
早在1958年,即150年前德国病理学家维尔啸就提出“癌是细胞的疾病”的看法,他认为“机体是一个有序的细胞社会,在发育过程中细胞要服从自然的规律,如有所扰乱,就可以产生疾病”。现代科学的研究表明,癌由癌细胞组成,它来源于正常细胞。
细胞作为一个有机体的组成部分,在细胞与细胞之间的关系上,细胞与它所生存的微环境之间都存在着复杂的相互依存和动态平衡的关系。在个体(胚胎)发育过程中,这类相应关系甚至在时间和空间上都存在着严格的调节。
经过许多科学家的研究。现已发现正常细胞变成癌细胞的自然发展过程要经历致癌、促癌和癌演进三个不同而又连续的阶段;因此肿瘤的发生是一个多因子、多步骤的复杂生物学过程。这个规律已为临床观察和动物中的研究所证实。
科学家们根据应用体外培养的癌细胞和正常细胞的研究发现:癌细胞具有以下特点:①不断生长分裂,但不发生功能分化;②癌细胞具有易变性,如细胞核的类型、生长速率、分化程度、营养需求、侵润转移行为和抗药性等方面的变异。正是由于癌细胞的易变性,因此在一个肿瘤中所存在的癌细胞是不完全一样的,称为癌细胞的异质性。这是由于癌细胞遗传性不稳定所产生的。
在癌变研究中,人们必然会提出到底哪些正常细胞会发生癌变的问题。一般认为只有分裂能力的细胞才能癌变,这种细胞大致有两类:一是保持分裂能力的未分化的干细胞;另一类是已分化有一定功能的细胞,它在某些条件的作用下,发生去发化而复到相当于原始的末分化细胞再发生癌变。此外,在整体水平的研究中,还发现肿瘤的发生、发展与患者的遗传、激素和免疫等因素有关。近代生命科学和生物工程技术的发展使人们可以分析癌细胞的改变,寻找有关遗传改变与癌发生、发展和癌细胞生物特性的因果关系。
美国怀特里德生物医学研究所温伯格博士及其同事发现利用基因工程手段,只要改变三种基因,使其表达出特殊的基因性状,就可以使正常细胞转变成癌细胞。这三种基因中有两种为致癌基因,正常细胞经基因工程操作表达出这两种致癌基因后,它的外表面虽已发生变化,但仍未向癌细胞转变。这时如再使控制细胞染色体端粒酶的基因表达,正常细胞即可出现癌变。
这表明,正常细胞向癌细胞的转化过程是有限的,如能确定产生癌细胞异常特性所需的有限途径,我们就可寻找出阻止正常细胞癌变的新办法,这些工作正在研究中。
类型:(1)根据位置分类
顶端分生组织( apical meristem):根,茎顶端的生长锥,分裂活动产生细胞,使根,茎不断伸长,并形成侧枝,叶扩大营养面积;还可以形成生殖器官。
侧生分生组织( lateral meristem):根,茎周围的形成层和木栓形成层。分裂活动使根茎增粗,形成层活动使根茎增粗,以适应植物营养面积的扩大;木栓形成层活动使器官表面形成新的保护组织--木栓层。
(侧生分生组织中形成层细胞大部分呈纺锤形,液泡明显,细胞质不浓厚,且分裂活动往往随季节的变化有明显的周期性)居间分生组织( interclary meristem ):位于成熟组织之间(有些植物)属于初生分生组织(即未完全分化的组织)如:小麦,玉米等单子叶植物节间的下方以及韭菜,葱的叶子基部有该种组织,进行无丝分裂。
(细胞持续分裂时间较短,分裂一段时间后,所有细胞都完全转化成成熟组织)
(2)根据来源和性质分类:
原生分生组织:胚胎细胞组成,具有持久而强烈的分裂能力。位于生长锥较前部分。
初生分生组织:由原生组织分裂衍生而来。这些细胞在形态上已出现了最初的分化,但细胞仍具有很强的分裂能力,是发育形成初生成熟组织的主要分生组织。因为它是一种边分裂边分化的组织,逐渐向成熟组织过度。
次生分生组织:由已成熟的薄壁细胞,经过生理和形态结构上的变化,重新恢复分裂能力的组织,如:侧生分生组织属次类。
永久组织的分类: 按功能分为:保护组织、基本组织、疏导组织、机械组织和分泌组织。
保护组织: 覆盖与植物体表,起保护作用,如减少植物失水,防止病原微生物侵入,控制植物与外界的气体交换。分为:表皮和周皮(木栓层)
(1)表皮:原表皮(初生分生组织)发育而来,主分布与叶、嫩的根茎及花果表皮。一般由一层细胞(表皮细胞、保卫细胞、副位细胞、泡状细胞等),表皮细胞形状扁平,一般不含叶绿体。无色透明含有较大液泡;排列紧密,无间隙,表皮层外面有角质层,还盖有一层蜡质、表皮毛、腋毛等,可防止水分过度散失,也可保护植物免受侵害。
(根的表皮有吸收作用)来源于木栓形成层。
(2)木栓层:次生保护组织,双子叶植物和裸子植物。木栓层位于根茎外围。无原生质体的细胞壁高度木栓化的死细胞,具有不透水不透气,绝缘、隔热、耐腐蚀等特性。排列紧密无间隙。
薄壁组织(基本组织):各器官中广泛存在。
特点:薄壁细胞壁薄,有明显细胞间隙,液泡较大,核相对较小;分化程度一般比较低具较强的分生潜能,一定条件下可转变为分生组织。(对于伤口的愈合,扦插、嫁接的成活和促进离体组织培养等有实际意义)。
功能:合成有机物;吸收营养;储藏物质;通气、传递运输物质据不同功能分为:
同化组织:叶肉,嫩茎,绿果等中。细胞内含大量的叶绿体。
吸收组织:根尖成熟区的表皮,形成根毛
贮藏组织:主存于果实、种子、块茎、块根以及根茎的皮层和髓中。贮藏有淀粉,糖类,蛋白质和油类等。多浆贮水组织
通气组织:水生和湿生植物体内,细胞间隙形成气道和气腔。形成一个发达的通气系统,如水稻。
传递组织:普通存在于叶的小叶脉末端,具有内凸生长的细胞壁和发达的胞间连丝,以适应短途运输物质的生理功能。
机械组织:有很强的抗压,抗张和抗屈挠性能,主起支持作用。细胞大多数为细长形,都有加厚的细胞壁。常见的机械组织有两种:厚壁组织与厚角组织
厚壁组织:具加厚的次生壁,并大都木质化,无原生质体的死细胞。据形状,分为石细胞和纤维。
厚角组织;长形活细胞,壁上不规则增厚(角偶处),含叶绿体,可进行光合作用。细胞壁除含纤维素外,还有较多果胶质,但不木质化。因此具有一定韧性,可塑性和伸展性即可支持器官的直立又可适应器官的迅速生长。多分布于幼嫩植物与茎,叶柄等器官起支持作用。
疏导组织:长距离疏导水分,无机盐和有机物的组织。细胞呈长管形,细胞间以不同方式相互联系,在整个植物体内的各器官内成为一连续的系统。
据运输物质的不同分两类:
导管,管胞:运输水和无机盐(导管:长管状的细胞壁木质化的导管分子,靠穿孔相连曲折相连向上运输。管胞:两端斜尖,径较小,壁较厚管状细胞靠吸孔相连,运输效率不及导管)。
筛管和伴胞:有机物(筛管:长形活细胞,筛管分子之间有筛板,上有筛孔。伴胞:与筛管分子共同起源于一个细胞。有浓厚的细胞质和明显的核。为筛管分子提供能量,纤维素或调控。
分泌组织:由分泌细胞组成。分泌细胞可以产生特殊的物质 (黏液、液汁、乳汁挥发油、树脂等)。根据分泌物是否排出体外,分泌结构分为:外分泌结构:腺毛,蜜腺排水器(水孔、通水组织和维管束)等分布于植物体表。内分泌结构:分泌细胞(单个存在),分泌腔和分泌道。
资料4-1-14 细胞分化研究的重大发现
多伦多大学的研究人员发现了一个对于组织工程学相当重要的关键机制,对于疾病如瘠裂和癌症组织的形成也很重要。研究人员发现控制细胞分化的机制与控制组织生长的机制是一样的。
这项发现将发表于7月15号的Nature期刊中,提供形态发生的复杂过程重要的观点。形态发生是胚胎发育过程中一个关键的步骤。与细胞和组织形成不同的形态有关。在整个过程中发生的偏差,将可能导致先天性缺陷。
研究人员利用取自青蛙胚胎的组织,研究趋同烟花,以及它与细胞分化的关系。通过已知导致细胞分化的蛋白质:activin的不同剂量,各种细胞类型可能被创造出。研究人员发现,即使是剂量的轻微差异,也会表现不同等细胞,即使它们形成了一个单一的组织,因为这些细胞在试管中培养,所以自动组合形成伸深的背部组织,而后将会显现成青蛙的脊椎。
这些细胞不仅被划分处未来的发展方向,即使当这些细胞混合在一起,也会自动地移向正确的部位。经由了解这个过程,研究人员将可以更加理解组织形态构成的机制。
资料4-1-15 生活中有哪些可以导致癌症
(1)报纸包食物可得癌 生活中常有人利用废旧报纸、杂志包装食物,这是极不卫生的现象。因为这些废旧报纸上均有黑色油墨印的字,印剧厂采用的油墨原料基本上都含有毒物质,如苯、甲苯、二甲苯、聚氯乙烯、糊状树脂等。用废旧报纸包装食物,易污染食品,使人体受害。据报道,有的毒素能引起人体细胞的癌变,有的甚至能破坏细胞的癌变,有的甚至能破坏细胞的遗传基因,危害下一代。 (2)吃热烫食物易引起癌 据临床观察,大多数胃癌和食管癌患者,多有长期食用热烫食物的例史。热烫食物对食管和胃粘膜的灼烧作用,久之会导致食道上皮细胞的恶变。据报道我国华北食管癌高发区就与当地居民喜食热饮有关。 (3)睡热炕易患癌 严寒的冬季,我国北方人总喜欢睡热炕取暖,睡热炕的人易患臀部皮肤癌,即"炕癌"。这是一种特发的鳞状上皮细胞癌,是热炕长期刺激皮肤,引起皮肤组织增生性改变,细胞增生快而造成。这是物理致癌因素之一。 (4)农药DDV、DDT能引起癌症 目前我国广泛的DDV(敌敌畏)、DDT(滴滴涕)来杀蝇蚊及防治农作物的虫害。这些农药有一定的毒性,使用不当就可使人急性或慢性中毒,甚至诱发癌症。已有DDV、DDT慢性中毒而诱发肝癌的报道。 (5)大气污染可致癌 世界调查结果证明:大气污染与肺癌的高发有明显关系。城市的肺癌发病率明显高于农村2-3倍,城市发达程度与肺癌的发病率成正比关系。可见,大气污染与癌发病率有关。
资料4-1-16 美科学家发现导致细胞癌变的基因
美国科学家进行的一项新研究表明,如果消除实验鼠体内一个特殊基因的活性,以减少一种蛋白质的产生,就可以使实验鼠的癌细胞转变为无害的正常细胞。
美国斯坦福大学的研究人员在最新一期英国《自然》杂志上报告说,他们发现,实验鼠体内的一种基因控制MYC蛋白质的生成。这种蛋白 质控制细胞分裂,如果它在实验鼠体内表达过度,细胞分裂便会加速,最终形成肿瘤。
研究中,科学家通过转基因技术使实验鼠细胞中的MYC基因不断“开启”,由于该基因经常处于激活状态,所以其体内的MYC蛋白质出现过剩。一段时间后,实验鼠的一些肝脏细胞便出现了癌变。
接着,科学家向实验鼠体内注入普通的抗生素强力霉素,使MYC基因“关闭”。一段时间后,实验鼠肝脏上的癌细胞又逐渐转化为正常细胞。他们随后停止向实验鼠注射抗生素,其肝脏细胞又开始发生癌变,从而证明了MYC基因对癌细胞产生的特殊作用。
由于许多癌症患者体内的MYC基因都过度活跃,因此,科学家下一步计划探明MYC蛋白质是否在人体内也发挥类似的作用。
不过,专家指出,由于人类细胞中缺乏类似基因“开关”这样的生理机制,所以该研究中所采用的技术不能简单地转移到人体上。
资料4-1-17 癌基因
人类和其他动物细胞(以及致癌病毒)中固有的与癌症有关的一类基因。癌基因一旦活化就会促使人或动物的正常细胞发生癌变。可分为两大类:一类称病毒癌基因,是逆转录病毒中能够使细胞发生恶性转化的基因;另一类称细胞转化基因,它存在于细胞中,能使正常细胞转化为肿瘤细胞。细胞转化基因实质上就是由一类原癌基因突变而来的。原癌基因广泛存在于生物界(从酵母到人),在进化过程中,这类基因高度保守。原癌基因是细胞中的正常基因,在细胞中起着调节细胞生长和分化的作用。当它在某些外界因素(如病毒、射线、化学致癌物等)的作用下,发生数量和结构上的微细变化,形成了致癌性的细胞转化基因,从而使正常细胞转化为肿瘤细胞。人类肿瘤中发现癌基因是在1982年才开始的。第一种被发现的人的癌基因是人膀胱癌细胞的癌基因。中国科技工作者已从肝癌细胞、胃癌细胞系中分离出了癌基因。目前,在人类身上已发现了20多个癌基因,并定位到了染色体的一定区段上。癌基因的发现是癌症研究中的一项重大突破。癌基因的研究从理论上对癌变机理提供了重要线索,在应用上有助于对肿瘤有更深刻的认识,从而找到更有效的防治措施,另一方面也为细胞生长、分化、衰老等生物学问题提供了理论依据。
资料4-1-18 正常细胞是怎样转变成癌细胞的
早在1958年,即150年前德国病理学家维尔啸就提出“癌是细胞的疾病”的看法,他认为“机体是一个有序的细胞社会,在发育过程中细胞要服从自然的规律,如有所扰乱,就可以产生疾病”。现代科学的研究表明,癌由癌细胞组成,它来源于正常细胞。
细胞作为一个有机体的组成部分,在细胞与细胞之间的关系上,细胞与它所生存的微环境之间都存在着复杂的相互依存和动态平衡的关系。在个体(胚胎)发育过程中,这类相应关系甚至在时间和空间上都存在着严格的调节。
经过许多科学家的研究。现已发现正常细胞变成癌细胞的自然发展过程要经历致癌、促癌和癌演进三个不同而又连续的阶段;因此肿瘤的发生是一个多因子、多步骤的复杂生物学过程。这个规律已为临床观察和动物中的研究所证实。
科学家们根据应用体外培养的癌细胞和正常细胞的研究发现:癌细胞具有以下特点:①不断生长分裂,但不发生功能分化;②癌细胞具有易变性,如细胞核的类型、生长速率、分化程度、营养需求、侵润转移行为和抗药性等方面的变异。正是由于癌细胞的易变性,因此在一个肿瘤中所存在的癌细胞是不完全一样的,称为癌细胞的异质性。这是由于癌细胞遗传性不稳定所产生的。
在癌变研究中,人们必然会提出到底哪些正常细胞会发生癌变的问题。一般认为只有分裂能力的细胞才能癌变,这种细胞大致有两类:一是保持分裂能力的未分化的干细胞;另一类是已分化有一定功能的细胞,它在某些条件的作用下,发生去发化而复到相当于原始的末分化细胞再发生癌变。此外,在整体水平的研究中,还发现肿瘤的发生、发展与患者的遗传、激素和免疫等因素有关。近代生命科学和生物工程技术的发展使人们可以分析癌细胞的改变,寻找有关遗传改变与癌发生、发展和癌细胞生物特性的因果关系。
美国怀特里德生物医学研究所温伯格博士及其同事发现利用基因工程手段,只要改变三种基因,使其表达出特殊的基因性状,就可以使正常细胞转变成癌细胞。这三种基因中有两种为致癌基因,正常细胞经基因工程操作表达出这两种致癌基因后,它的外表面虽已发生变化,但仍未向癌细胞转变。这时如再使控制细胞染色体端粒酶的基因表达,正常细胞即可出现癌变。
这表明,正常细胞向癌细胞的转化过程是有限的,如能确定产生癌细胞异常特性所需的有限途径,我们就可寻找出阻止正常细胞癌变的新办法,这些工作正在研究中。
类型:(1)根据位置分类
顶端分生组织( apical meristem):根,茎顶端的生长锥,分裂活动产生细胞,使根,茎不断伸长,并形成侧枝,叶扩大营养面积;还可以形成生殖器官。
侧生分生组织( lateral meristem):根,茎周围的形成层和木栓形成层。分裂活动使根茎增粗,形成层活动使根茎增粗,以适应植物营养面积的扩大;木栓形成层活动使器官表面形成新的保护组织--木栓层。
(侧生分生组织中形成层细胞大部分呈纺锤形,液泡明显,细胞质不浓厚,且分裂活动往往随季节的变化有明显的周期性)居间分生组织( interclary meristem ):位于成熟组织之间(有些植物)属于初生分生组织(即未完全分化的组织)如:小麦,玉米等单子叶植物节间的下方以及韭菜,葱的叶子基部有该种组织,进行无丝分裂。
(细胞持续分裂时间较短,分裂一段时间后,所有细胞都完全转化成成熟组织)
(2)根据来源和性质分类:
原生分生组织:胚胎细胞组成,具有持久而强烈的分裂能力。位于生长锥较前部分。
初生分生组织:由原生组织分裂衍生而来。这些细胞在形态上已出现了最初的分化,但细胞仍具有很强的分裂能力,是发育形成初生成熟组织的主要分生组织。因为它是一种边分裂边分化的组织,逐渐向成熟组织过度。
次生分生组织:由已成熟的薄壁细胞,经过生理和形态结构上的变化,重新恢复分裂能力的组织,如:侧生分生组织属次类。
细胞分裂→细胞生长→细胞分化→组织形成;植物的四种组织,人体的四种组织的分布及其主要功能。
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