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第1页共7页1第七章细胞的分裂和分化一、生殖和生命的延续1．无性生殖：1.1概念：是指不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式。1.2类型：营养繁殖的特点：a.繁殖速度快，产量高。b.能够保持母本的优良性状。营养繁殖的类型：扦插、嫁接、压条、分株2．有性生殖：2.1概念：指通过亲本产生生殖细胞，雌雄生殖细胞结合形成受精卵，再由受精卵发育成新个体的生殖方式，是生物界普遍存在的生殖方式。2.2卵式生殖：卵与精子结合的生殖方式。是高等动物和人类唯一的生殖方式。在多细胞生物中，卵式生殖是普遍存在的。2.3受精作用：卵与精子结合成合子的过程。2.4特点和意义：有性生殖产生的后代往往比亲本有着更强的适应环境变化的能力。因为生殖细胞大多来自不同的亲本，后代具备两个亲本的遗传物质，具有更大的生活力和变异性，因此对于生物的生存和进化具有重要的意义。（更大的变异性→更大的适应性）2.5单性生殖：【属于有性生殖，关键是：减数分裂，产生了有性生殖细胞】2.5.1概念：卵不经受精就能发育成新个体的生殖方式。也称孤雌生殖。2.5.2特点：繁殖速度快，能在短期内形成大量的个体。2.5.3常见生物：蜜蜂中的雄蜂(全雄)、蚜虫和水蚤(全雌)二、有丝分裂概述：细胞分裂的意义----生物体生长、发育和繁殖的基础。1．有丝分裂过程：1.1植物细胞的有丝分裂：1.1.1发生有丝分裂的细胞：A.植物：根尖和茎尖的分生区、茎的形成层；B.动物：骨髓细胞、消化道的粘膜上皮细胞等；另外，精巢和卵巢中的精原细胞和卵原细胞的增殖方式也为有丝分裂，产生精子和卵细胞的方式为减数分裂。1.1.2植物细胞有丝分裂的过程：A.间期：占95%a.G1期（DNA合成前期）：合成一定数量的RNA和蛋白质；b.S期（DNA合成期）：进行DNA的精确复制；c.G2期（DNA合成后期）：主要合成组装纺锤体的蛋白质，完成细胞分裂所必需的物质准备和能量准备。（G2期RNA也有合成，课本未说。）生殖方式概念举例分裂生殖由一个生物体直接分裂成为两个大小和形状基本相同的新个体的生殖方式。变形虫、草履虫、细菌、眼虫等单细胞生物出芽生殖在母体的一定部位上长出芽体。芽体长大以后，从母体上脱落下来，成为与母体一样的新个体。酵母菌、水螅孢子生殖真菌和一些植物，能够产生一种无性的生殖细胞——孢子。孢子在适宜的环境条件下，能够萌发并长成新个体。真菌（青霉、曲霉、蘑菇等）、苔藓、蕨类、藻类等营养生殖植物体营养器官（根、茎、叶）的一部分，在与母体脱离后，能够独立发育成为一个新个体的生殖方式。马铃薯块茎、草莓的匍匐茎、甘薯的块根、落地生根的叶等第2页共7页2间期实质：DNA复制和蛋白质合成，结果形成染色单体，DNA加倍，染色体数目不变。B.分裂期：占5%a.前期：核膜、核仁消失；出现染色体[染色单体]，出现纺锤丝形成纺锤体。b.中期：染色体的着丝粒排列在赤道面，染色体形态数目清晰。（查染色体最佳时期）c.后期：着丝粒分离，染色单体分开，染色体加倍，平分为两组向两极移动d.末期：纺锤体消失，染色体转变为染色质，核膜核仁重新出现，细胞一分为二。1.1.3细胞分裂各期染色体、染色单体及DNA的变化规律（一般默认的是核内）1.1.4有丝分裂的染色体、DNA数量变化1.2有丝分裂概念：在细胞分裂过程中出现纺锤丝的细胞分裂方式。1.3动植物细胞有丝分裂区别比较项目动物细胞（高等）植物细胞不同点前期纺锤体形成由中心体及纺锤丝组成纺锤体由两极发出的纺锤丝组成纺锤体末期子细胞形成赤道面处的细胞膜向内凹陷缢裂赤道面位置出现细胞板向四周扩展形成细胞壁相同点有丝分裂过程中染色体的行为相同1.4有丝分裂的重要特征和意义：1.4.1特征：亲代细胞的染色体先复制以后，再平均分配到两个子细胞中去，从而保证了亲、子两代细胞中含有相同数目和形态结构的染色体。1.4.2意义：由于染色体上有遗传物质DNA，因而在亲代细胞与子代细胞之间保持了遗传性状的稳定性和连续性。2．细胞周期2.1概念：连续分裂的细胞，从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程。（细胞经历生长直至分裂的有序过程）2.2细胞分裂后的三种状态：2.2.1继续增殖：称为增殖细胞，如植物根尖和茎尖的分生区、茎的形成层；动物骨髓细胞、消化道的粘膜上皮细胞、干细胞、癌细胞等；2.2.2暂不增殖：称为暂不增殖细胞或G0细胞，如肝细胞、肾细胞、记忆细胞等；2.2.3不再增殖：不增殖细胞，如神经细胞、肌肉细胞、成熟的红细胞和植物的筛管等。3．癌细胞的生长特性----癌组织恶性增长的原因：3.1在癌组织中，增殖细胞占大部分，而暂不增殖细胞和不增殖细胞数量较少；3.2癌细胞无接触抑制现象；3.3癌细胞无最高分裂次数的限制，能持续地生长和分裂，成为“不死”的细胞。分裂间期分裂前期分裂中期分裂后期分裂末期染色体2n2n2n4n4n→2n*染色单体0→4n4n4n00DNA2n→4n4n4n4n4n→2n第3页共7页3实验7.1植物细胞有丝分裂的观察1．实验目的：初步学会植物有丝分裂临时装片的制作方法，学会辨认细胞有丝分裂各时期染色体的。2．实验材料：洋葱（或吊兰、大蒜）根尖3．实验步骤：培养→取材→固定→解离→漂洗→染色→压片→镜检(低→高)解离：解离液是20%的盐酸溶液，目的：使根尖组织细胞容易分散漂洗：用流水冲洗；目的：防止解离过度；洗去解离液以便染色染色：染液是醋酸洋红或0.2%龙胆紫，目的：使染色体染上颜色，便于观察压片：使根尖分散成均匀的薄层观察区域：在低倍镜下找以根尖分生区细胞，移至视野中央后换上高倍镜；分生区细胞特点：细胞近似正方形、体积较小、细胞核相对较大、排列紧密、有些细胞正在分裂；4．实验结果：视野中大部分细胞处在分裂间期，因为间期在整个细胞周期中所占的时间最长。5．染色后吸去染色液，向根尖滴加一滴清水，浸没再该盖玻片，此处清水在盖玻片和载玻片之间对于观察的好处是：提高装片的折光率。三、减数分裂（以动物为例）1．减数分裂过程：1.1概念：指染色体复制一次，而细胞连续分裂两次的细胞分裂方式。1.2分裂过程：1.2.1减数第一次分裂：A.间期：DNA复制和有关蛋白质的合成。【具体同有丝分离间期（G1\S\G2）】B.前期：同源染色体联会、同源染色体内非姐妹染色单体间可能会发生交叉互换现象。C.中期：同源染色体对排列于赤道面。D.后期：同源染色体彼此分开，非同源染色体自由组合向两级移动E.末期：缢裂成染色体减半的两个子细胞此后不再含有同源染色体1.2.2减数第二次分裂：基本特征同有丝分裂但始终无同源染色体减数第一次分裂减数第二次分裂第4页共7页43绘制减数分裂的染色体、DNA变化曲线图2．精子和卵的形成：2.1形成过程：2.2精子形成与卵细胞形成的比较比较项目精子形成卵细胞形成不同点形成部位精巢(睾丸)卵巢细胞质分裂方式均等分裂不均等分裂生殖细胞数目4个精子1个卵细胞(+3个极体)相同点生殖细胞是否变形变形不变形3．减数分裂和受精作用的意义3.1减数分裂意义：减数分裂中DNA复制一次，产生4个单倍体的、遗传物质重新组合的子细胞。减数第一次分裂的实质是同源染色体分离，子细胞染色体数目减半，DNA含量不变（相对于性原细胞而言）；减数第二次分裂的实质是染色体的着丝粒分裂，染色单体分开，子细胞染色体数目不变，DNA含量减半。减数分裂是生物有性生殖的基础，是生物遗传、进化、形成多样性的必要条件。3.2导致生殖细胞中遗传物质变化的原因：3.2.1减数第一次分裂前期，联会后，来自父方染色体的一条染色单体与来自母方染色体的一条染色单体有可能互相交换一部分遗传物质3.2.2减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体的随机自由组合。3.3受精作用的意义：通过受精作用把染色体减半的精子和卵细胞结合成合子，恢复了亲代细胞中的染色体数目，保证了同种生物体前后代体细胞中染色体数目的恒定，也保证了生物体遗传性状的相对稳定。（通过减数分裂和受精作用保证了同种生物体前后代体细胞中染色体数目的恒定）4．有丝分裂和减数分裂的比较表(重点掌握图像识别)比较有丝分裂减数分裂分裂次数一次两次子细胞性质体细胞生殖细胞子细胞中染色体数目与体细胞相同减少一半第5页共7页55．有丝分裂、减数分裂前期、中期、后期区分：时期染色体分布有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂前期散乱分布无联会、交叉互换现象有同源染色体有联会、交叉互换现象有同源染色体无同源染色体中期赤道面集中着丝粒赤道面集中，有同源染色体同源染色体赤道面集中无同源染色体后期向两极移动着丝粒分离有同源染色体同源染色体分离，向两极移动无同源染色体（注意做题时，应用相应曲线，注意曲线横纵坐标的观察）细胞分裂各时期特征有丝分裂：（基本均含有同源染色体）间期：DNA复制和相关蛋白质的合成，动物细胞还进行中心体的复制（结果：DNA加倍，形成染色单体，染色体数目不变）G1:合成一定数量的RNA和蛋白质，特别是与DNA复制有关的酶S:进行DNA的精确复制G2:主要合成组装纺锤体的蛋白质（和RNA），完成细胞分裂所必需的物质准备和能量准备有丝分裂前期：核膜、核仁逐渐消失；染色质缩短变粗转变为染色体，每条染色体上有两条染色单体，染色体散乱分布；植物细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，动物细胞则由中心体及纺锤丝共同构成纺锤体。（两现两失）有丝分裂中期：每条染色体的着丝粒整齐排列在赤道面；染色体形态数目清晰；每条染色体上有两条染色单体。（排队）（查染色体的最佳时期）有丝分裂后期：着丝粒分离，每条染色体上的两个染色单体成为两条染色体，染色体平分为两组在纺锤丝的牵拉下向两极移动。（分开）（结果：染色体数目加倍，染色单体分开，DNA含量没有发生变化）有丝分裂末期：纺锤体逐渐消失，染色体解螺旋成为染色质；核膜、核仁重新出现；植物细胞赤道面位置出现细胞板，扩展形成新的细胞壁，最后形成两个新的子细胞，动物细胞赤道面处细胞膜向内凹陷形成两个新的子细胞.（两失两现）减数分裂：减数分裂前的间期：DNA复制和相关蛋白质的合成，动物细胞还进行中心体的复制（结果：DNA加倍，形成染色单体，染色体数目不变）G1:合成一定数量的RNA和蛋白质，特别是与DNA复制有关的酶S:进行DNA的精确复制产生子细胞数两个四个或一个同源染色体的行为变化无联会、交叉互换、分离第6页共7页6G2:主要合成组装纺锤体的蛋白质（和RNA），完成细胞分裂所必需的物质准备和能量准备减数第一次分裂前期：同源染色体联会；同源染色体内的非姐妹染色单体可能发生交叉互换现象；染色体分布散乱。减数第一次分裂中期：成对的同源染色体排列在赤道面上。减数第一次分裂后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合，分为两组向两级移动。（染色体数目减半的原因所在）减数第一次分裂末期：细胞分裂为两个子细胞，每个子细胞中染色体数目是亲代细胞的一半，每条染色体有两条染色单体组成，子细胞核中的DNA总含量与亲代细胞相同。（染色体数目减半结果发生在减数第一次分裂结束后）减数第二次分裂间期：短暂，不进行染色体复制；进行中心体的复制。减数第二次分裂前期：核膜、核仁逐渐消失；染色质缩短变粗转变为染色体，每条染色体上有两条染色单体，染色体散乱分布，无同源染色体；植物细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，动物细胞则由中心体及纺锤丝共同构成纺锤体。减数第二次分裂中期：无同源染色体，每条染色体的着丝粒整齐排列在赤道面；每条染色体上有两条染色单体。减数第二次分裂后期：无同源染色体，着丝粒分离，每条染色体上的两个染色单体成为两条染色体，染色体分为两组在纺锤丝的牵拉下向两极移动。减数第二次分裂末期：纺锤体逐渐消失，染色体解螺旋成为染色质；核膜、核仁重新出现；植物细胞赤道面位置出现细胞板，扩展形成新的细胞壁，最后每个细胞又形成两个新的子细胞，动物细胞赤道面处细胞膜向内凹陷，最后每个细胞又缢裂形成两个新的子细胞。于是一个亲代细胞经过减数分裂形成四个子细胞。注意基本概念：①同源染色体：分别的两条染色体。如图1中的。②姐妹染色单体：如图2中的。答案：来自父方和母方，形状、大小一般相同；A和B、C和D；1和2、3和4、5和