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第6章 細胞的生命歷程
細胞的增殖
生物的生長，既靠細胞生長增大體積，還靠細胞分裂增加數(shù)目。
一、細胞不能無限長大
受細胞表面積與體積比的限制：細胞越大，相對表面積越小，物質交換能力越弱。
受細胞的核質比的制約：細胞核是細胞的控制 ( http: / / www.21cnjy.com )中心，一般來說細胞核中的DNA是不會隨著細胞體積的擴大而增加的，如果細胞太大，細胞核的負擔就會過重，但也并不是說，細胞越小越好（原因是細胞內的各種細胞器和100多種酶促反應都要占據一定的空間）
細胞通過分裂進行增殖
細胞增殖的過程：包括物質準備和細胞分裂。
細胞增殖的意義：細胞增殖是重要的細胞生命活動，是生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎。
細胞增殖的方式（真核細胞）：有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂（生殖細胞的形成）。
三、有絲分裂
1、細胞周期
（1）概念：指連續(xù)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。
（2）過程：細胞周期分分裂間期和分裂期兩個 ( http: / / www.21cnjy.com )階段。分裂間期所占時間長（大約占細胞周期的90%——95%）。分裂期可以分為前期、中期、后期、末期。
2、有絲分裂各個時期特點
（1）分裂間期：完成DNA的復制和有關蛋白質的合成；結果是每個染色體都形成兩個姐妹染色單體，呈染色質形態(tài)。（復制合成數(shù)不變）
（2）前期：（膜仁消失現(xiàn)兩體）①染色質變成染色體、出現(xiàn)紡錘體②核膜、核仁消失。
（3）中期：（形數(shù)清晰赤道齊）①所有染色體 ( http: / / www.21cnjy.com )的著絲點都排列在赤道板上 ②染色體的形態(tài)比較穩(wěn)定，數(shù)目最清晰，便于觀察，是進行染色體觀察及計數(shù)的最佳時機。
（4）后期：（點裂數(shù)增均兩 ( http: / / www.21cnjy.com )極）①著絲點一分為二，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體，分別向兩極移動。②紡錘絲牽引著子染色體分別向細胞的兩極移動。這時細胞核內的全部染色體就平均分配到了細胞兩極。
（5）末期：（兩消兩現(xiàn)細胞板）①染色體 ( http: / / www.21cnjy.com )變成染色質，紡錘體消失。②核膜、核仁重現(xiàn)。③在赤道板位置出現(xiàn)細胞板，并擴展成分隔兩個子細胞的細胞壁，與高爾基體的活動有關。
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7．動植物細胞有絲分裂的兩個區(qū)別：
①前期紡錘體的形成方式不同
（植：兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體； 動：中心體發(fā)出星射線形成紡錘體）
②末期形成兩個子細胞的方式不同
（植：在赤道板的位置出現(xiàn)細胞板，向四周擴展形成細胞壁，動：細胞中央不形成細胞板，細胞膜從中部向內凹陷縊裂成兩個細胞）。
8、細胞有絲分裂的重要意義
將親代細胞的染色體經過復制（實質為 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA的復制）以后，精確地平均分配到兩個子細胞中去，由于染色體上有遺傳物質DNA， 因而在生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性，對生物的遺傳具有重要意義。
9、有絲分裂染色體、DNA、姐妹染色單體變化規(guī)律
四、無絲分裂
實例：蛙的紅細胞
特點：在分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化。
過程：先核縊裂，后質縊裂。
五、觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂
1、實驗原理：
（1）在高等植物體內，有絲分裂常見于根尖、芽尖等分生區(qū)細胞。
（2）由于各個細胞的分裂是獨立進行的，因此在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時期的細胞。
（3）染色體容易被堿性染料（如龍膽紫溶液或醋酸洋紅）著色。
（4）通過在高倍顯微鏡下觀察各個時期細胞內染色體的存在狀態(tài)，就可判斷這些細胞處于有絲分裂的哪個時期，進而認識有絲分裂的完整過程。
2、方法步驟
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顯微鏡下絕大多數(shù)細胞處于間期，因為間期持續(xù)時間明顯長于分裂期
解離時細胞已經死亡，不可能觀察到細胞由一個時期到另一個時期
第二節(jié) 細胞的分化
一、細胞分化
1、定義：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生的穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。
2、特點：
（1）普遍性：普遍存在于生物界，是個體發(fā)育的基礎
（2）穩(wěn)定性：分化后的細胞一直保持分化后的狀態(tài)
（3）不可逆性
（4）不變性：分化后的細胞內遺傳物質并未發(fā)生改變。
3、原因：不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同（基因的選擇性表達）
4、結果：產生形態(tài)、結構、功能不同的細胞。
5、意義：
（1）細胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象，是個體發(fā)育的基礎。
（2）細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率。
二、細胞的全能性：
1、定義：已經分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。
2、原因：含有本物種的全套遺傳物質，即：發(fā)育成完整個體所必需的全部基因。
3、實例：
（1）植物組織培養(yǎng)（高度分化的植物細胞具有全能性）
（2）克隆技術：動物已分化的細胞細胞核具有全能性
4、全能性大小比較：
①受精卵＞卵細胞＞體細胞
②植物體細胞＞動物體細胞
③細胞分化程度越高，全能性越低
三、干細胞
1、定義：動物和人體內內仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫做干細胞。
2、種類：全能干細胞：胚胎干細胞
多能干細胞：骨髓造血干細胞
單能干細胞：神經干細胞
第三節(jié) 細胞的衰老和凋亡
一、個體衰老和細胞衰老的關系：
（1）個體衰老和細胞衰老都是生物體正常的生命現(xiàn)象。
（2）對單細胞生物體來說，細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。
（3）對多細胞生物體來說，細胞的衰 ( http: / / www.21cnjy.com )老或死亡不等于個體的衰老或死亡；（幼年個體每天都有細胞衰老、死亡）個體的衰老不等于細胞衰老（老年人個體中每天都有新細胞產生）。從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體細胞普遍衰老的過程。
二、細胞衰老的特征
（1）細胞內水分減少，結果使細胞萎縮，體積變小，細胞新陳代謝的速率減慢。
（2）細胞內多種酶的活性降低。如：頭發(fā)變白，酪氨酸酶活性下降
（3）細胞內的色素會隨細胞衰老而逐漸積累，他們會妨礙細胞內物質的交流和傳遞。
為什么老年人皮膚上會長“老年斑”？由于細胞內的色素隨細胞衰老而逐漸積累造成的。衰老細胞中出現(xiàn)色素聚集，主要是脂褐素的堆積。
（4）細胞內呼吸速率減慢，細胞核的體積增大，核膜內折，染色質收縮、染色加深。
（5）細胞膜通透性改變，使物質運輸功能降低。
三、細胞的凋亡
1、本質：是一種自然的生理過程。
2、定義：由基因決定的細胞自動結束生命的過程，就叫細胞凋亡；也叫細胞編程性死亡
3、實例：人在胚胎時期要經歷有尾的階段；胎兒手的發(fā)育；蝌蚪尾部的消失
4、細胞凋亡的意義：完成正常發(fā)育，維持內部穩(wěn)定環(huán)境，抵御外界干擾。
5、細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別
細胞凋亡也叫細胞編程性死亡，是由基因決定的細胞自動結束生命的過程。它屬于一種正常的自然的生理過程
細胞壞死是指在種種不利因素影響下，由于細胞的 ( http: / / www.21cnjy.com )正常代謝活動受損或中斷引起細胞的損傷和死亡，它是細胞的一種病理性死亡。如：骨細胞壞死，神經細胞壞死等等…….
第四節(jié) 細胞的癌變
一、癌細胞：
1、定義：有的細胞受到致癌因子的作用，細胞中遺傳物質發(fā)生變化，就變成不受機體控制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞。
2、癌細胞的特征：
（1）在適宜的條件下，癌細胞能夠無限增殖
（2）癌細胞的形態(tài)結構發(fā)生顯著變化
（3）癌細胞的表面也發(fā)生了變化。由于細胞膜上的糖蛋白等物質減少，使得癌細胞彼此之間的黏著性顯著降低，容易在體內擴散和轉移。
二、致癌因子
1、種類
（1）物理致癌因子：主要指輻射，如紫外線、X射線等。
（2）化學致癌因子：無機物如石棉、砷化物、鉻化物、鎘化物等；有機物如黃曲霉毒素、亞硝胺等。
（3）病毒致癌因子：如致癌病毒
2、原癌基因和抑癌基因：
原癌基因：主要負責調節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的過程；
抑癌基因：主要是阻止細胞不正常的增殖。
3、為什么會有癌癥：
環(huán)境中的致癌因子會損傷細胞 ( http: / / www.21cnjy.com )中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞。（注意：細胞癌變是多個基因（至少5-6個）突變的結果，是一種累積效應。）
減數(shù)分裂和受精作用
一、減數(shù)分裂
一、減數(shù)分裂----形成生殖細胞的分裂方式
1、對象：進行有性生殖的生物
2、器官：高等生物的有性生殖器官
動物：睪丸、卵巢 植物：花藥、胚囊
時期：形成成熟的生殖細胞
特點：染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次
結果：成熟生殖細胞中染色體的數(shù)目比原始生殖細胞減少一半
二、精子的形成過程
1、場所：睪丸。（曲細精 ( http: / / www.21cnjy.com )管中有大量的精原細胞，每個精原細胞染色體數(shù)目與體細胞數(shù)目相同。精原細胞既可以進行減數(shù)分裂，形成精子，也可以進行有絲分裂，補充精原細胞的數(shù)量。）
2、過程:
1個精原細胞 （染色體數(shù):2n）
間期：細胞體積增大、染色體復制
1個初級精母細胞 （染色體數(shù):2n）
前期：聯(lián)會、四分體（非姐妹染色單體交叉互換）
中期：同源染色體排列在赤道板兩側
后期：同源染色體分離（非同源染色體自由組合）
末期：形成2個次級精母細胞
2個次級精母細胞（染色體數(shù):n）
著絲點分裂，染色單體分離
4個精細胞（染色體數(shù):n）
變形
4個精子
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三、卵細胞的形成過程
場所：卵巢
過程：
1個卵原細胞 （染色體數(shù):2n）
間期：細胞體積增大、染色體復制
1個初級卵母細胞 （染色體數(shù):2n）
前期：聯(lián)會、四分體（非姐妹染色單體交叉互換）
中期：同源染色體排列在赤道板兩側
后期：同源染色體分離（非同源染色體自由組合）
末期：形成1個次級卵母細胞和1個第一極體
1個次級卵母細胞（大）+1個第一極體（小） （染色體數(shù):n）
著絲點分裂，染色單體分離
1個卵細胞（大）+ 3個第二極體（染色體數(shù):n）
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四、精子和卵細胞形成過程比較
精子的形成過程 卵細胞的形成過程
相同點 染色體行為變化相同
不同點 場所 睪丸 卵巢
分裂方式 細胞質均等分裂 細胞質不均等分裂
子細胞個數(shù) 1個精原細胞 4個精子 1個卵原細胞 1個卵細胞+3個極體
子細胞種類 1個精原細胞 4種精子 1個卵原細胞 1種卵細胞+3種極體
是否變形 有變形過程 無變形過程
五、減數(shù)分裂過程中染色體、染色單體、DNA的變化
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（1）染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分 ( http: / / www.21cnjy.com )裂，原因是同源染色體分離分別進入到兩個次級精母細胞（2）減II后期染色體數(shù)目暫時加倍，原因是該時期著絲點一分為二，每條染色體的兩條姐妹染色單體分開形成兩條染色體。
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（1）染色單體在間期出現(xiàn)，原因間期時進 ( http: / / www.21cnjy.com )行染色體的復制，結果一條染色質經過染色體復制后變成了一條含有兩條姐妹染色單體的染色質，而染色質數(shù)量沒有增加。
（2）染色單體在減數(shù)第二次分裂后期消失，原因減II后期，染色體上著絲點一分為二，姐妹染色單體分開分別形成2條子染色體，即染色單體為0。
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六、減數(shù)分裂和有絲分裂的異同點
有絲分裂 減數(shù)分裂
時期 體細胞形成 形成生殖細胞
細胞分裂次數(shù) 一次 兩次
染色體復制次數(shù) 一次 一次
同源染色體行為 無聯(lián)會、分離 有聯(lián)會、分離
子細胞 數(shù)目 2 4
類型 體細胞 有性生殖細胞
染色體數(shù) 與親代細胞相同 比親代細胞減半
相同點 都有紡錘體的出現(xiàn)，染色體復制
七、幾組概念的比較：
1、染色質、染色體、染色單體和DNA

2、同源染色體和非同源染色體、配對、聯(lián)會、四分體
同源染色體：配對的兩條染色體，形狀大小一般都相同，一條來自父方一條來自母方
非同源染色體：形態(tài)大小不同，在減數(shù)分裂過程中不發(fā)生聯(lián)會的染色體
聯(lián)會：同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象
四分體：聯(lián)會的每對同源染色體都有四條染色單體。
（每對同源染色體的非姐妹染色單體經常發(fā)生交叉互換）
姐妹染色單體和非姐妹染色單體
姐妹染色單體：由一個著絲點連接的兩條并行排列的染色單體。
非姐妹染色單體：兩條存在于不同著絲點上的染色單體。
八、圖形辨析
1、同源染色體的判斷依據下面幾點：
①形態(tài)相同，即染色體上的著絲點的位置相同。
②大小相同，即兩條染色體的長度相同。
③來源不同，即一條來源于父方，一條來源于母方（通常用不同的顏色來表示）。
④能夠配對，即在細胞內成對存在。對常染色體而言，只有當這四點同時滿足時細胞中才含有同源染色體。
但應注意：姐妹染色單體經著絲點分裂形成的兩條子染色體不是同源染色體，而是相同染色體。
2、各個時期圖像判斷
奇數(shù)：減II
一看 無同源染色體：減II
染色體 偶數(shù)：二看有無 聯(lián)會四分體：減I前期
同源染色體 三看同源 同源染色體排列在赤道板兩側：減I中期
染色體行為 同源染色體分離，非同源染色體自由組合：減I后期
無上述同源染色體的特殊行為：有絲分裂
二、受精作用
一、配子多樣性的原因
1、非同源染色體的自由組合導致配子染色體組合多樣性。
n對同源染色體形成配子時,非同源染色體有2n種組合方式，即至少能形成2n種配子
2、非姐妹染色單體的交叉互換導致配子染色體組合多樣性。
二、受精作用
1、概念：精子和卵細胞相互識別，融合成受精卵的過程
2、過程：
1）精子和卵細胞互相識別
2）精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面
3）卵細胞的細胞膜發(fā)生復雜的生理反應，阻止其他精子再進入
4）精子的細胞核與卵細胞的細胞核相融合，使彼此的染色體融合在一起。
3、受精卵特點
1）受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到體細胞中的數(shù)目，其中有一半的染色體來自父方，一般來自母方。
2）受精卵中的核物質一半來自父方，一半來自母方，而細胞質幾乎全部來自卵細胞
4、減數(shù)分裂和受精作用的意義
1）減數(shù)分裂形成的配子的多樣性和受精時不同配子結合的隨機性是形成生物多樣性的重要原因
2）減數(shù)分裂和受精作用對于維持生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于遺傳和變異，都有十分重要的意義。
減Ⅰ
減Ⅱ

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