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第六章细胞的生命历程第一节细胞的增殖一、细胞通过分裂来增殖：①单细胞生物通过细胞增殖来繁殖。②多细胞生物从受精卵开始，经细胞增殖和分化发育而来。③衰老、死亡的细胞需经细胞增殖加以补充。1、意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。2、过程：①物质的准备阶段；②细胞的分裂阶段。3、方式：原核细胞：二分裂真核生物：有丝分裂、减数分裂、无丝分裂二、有丝分裂：是真核生物进行细胞分裂的主要方式，细胞进行有丝分裂具有周期性。1、细胞周期：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成为止。△不同的细胞，细胞周期的时间不相同，只有连续分裂的细胞才有细胞周期。例如皮肤的生发层细胞、根的分生区细胞、植物形成层细胞等；而高度分化，失去分裂增殖能力的细胞，例如神经细胞，就不具有细胞周期。2、两个阶段：分裂间期、分裂期。㈠、分裂间期：⑴概念：整个细胞周期中的一部分，在这个期间细胞完成染色体中DNA的复制和相关蛋白质的合成，染色质呈现出长的细丝状。⑵分裂间期与分裂期的关系：分裂间期为分裂期提供物质上的准备。⑶阶段：①G1期（DNA合成前期）：RNA和蛋白质迅速合成，细胞体积显著增大，为进入S期准备。②S期（DNA合成期）：DNA的合成。③G2期（DNA合成后期）：RNA和蛋白质大量合成，为进入M期准备。⑷特点：为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA的复制和蛋白质的合成，同时细胞也有适度的生长。㈡、分裂期（M期）：分裂期是一个连续的过程，为了研究的方便，人为分为四个时期，即：前期、中期、后期和末期。⑴动植物细胞在分裂过程中的异同点⑵分裂期现象口诀：前期：膜仁消失显两体（核膜、核仁消失，显现纺锤体和染色体）。中期：形定数晰赤道齐（染色体的形态固定，数目清晰，着丝点排列在赤道板上）。后期：点裂数加均两极（着丝点分裂，染色体数目加倍，并平均移向两极〉。末期：两消两现重开始（两消:纺锤体消失，染色体变染色质；两现：核膜、核仁重新出现）。⑶细胞周期的图解：a→d是一个完整的细胞周期⑷动植物细胞有丝分裂的区别植物细胞动物细胞不同点1、前期：细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体2、末期：细胞板形成细胞壁分成两个子细胞1、前期：两组中心体发出星射线构成纺锤体2、末期：细胞膜内陷缢裂成两个子细胞相同点1、间期都有染色体的复制；2、核膜、核仁的变化相同；3、染色体的行为变化完全相同。⑸有丝分裂的意义：在于将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对生物的遗传具有重要作用。⑹动、植物细胞的识别：①图像画成方形或图像中有细胞板结构，无中心粒结构，可判断为高等植物细胞；有中心粒结构，可判断为低等植物细胞。②图像画成圆形或有中心粒结构，无细胞板结构，缢裂方式平分细胞，可判断为动物细胞。⑺细胞分裂时期的识别：图像在具备同源染色体的前提下还有下列特点之一，便可判断为有丝分裂：①染色体数目加倍——有丝分裂后期。②所有染色体着丝点排列在赤道板上——有丝分裂中期。③子细胞中染色体教目相同——有丝分裂末期。⑻有丝分裂过程中相关结构和数据的规律性变化①DNA、染色体、染色单体、同源染色体对数、染色体组数变化(二倍体生物)②DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化曲线：1.a→b，g→h，k→l的变化原因都是DNA分子复制。2.c→d，e→f变化的原因都是细胞分裂，染色体和核DNA平均进入两个子细胞，造成DNA和染色体减半。3.i→j，m→n的变化：着丝点分裂，染色单体消失。③细胞周期中几种细胞结构的变化：1、染色体形态变化：染色质在间期高度螺旋化、缩短、变粗而成染色体（前期、中期、后期），染色体在末期解螺旋成为细丝状的染色质。2、纺缍体的变化：形成（前期）→解体（末期）。3、核仁、核膜的变化：解体消失（前期）→重建（末期）。4、染色体行为变化：复制→散乱分布于纺缍体中央→着丝点排列在赤道板上→着丝点分裂→移向两极。④染色体行为变化规律△1.观察染色体最好的时期是中期。2.染色单体形成于间期，出现于前期，消失于后期。间期前期中期后期末期DNA数（2C）2C→4C4C4C4C2C染色单体数0→4N4N4N4N→00染色体数（2N）2N2N2N2N→4N2N同源染色体对数NNNN→2NN染色体组数222423.有丝分裂全过程各个时期始终有同源染色体存在，但不配对也不分开。4.赤道板与细胞板的区别：赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。△方法规律总结1.细胞分裂图像的识别：(1)先判断是动物细胞还是植物细胞；(2)对应各期特点，分析图像中染色体或DNA变化属于哪个时期；(3)注意染色体的变化。2.做染色体、DNA有关曲线题时，需注意如下几方面的特点：(1)加倍的时期：DNA分子在间期加倍，染色体在后期加倍；(2)前、中期DNA分子数是染色体数目的两倍，后期和末期DNA与染色体数相等。三、无丝分裂1.无丝分裂的过程：核延长→核缢裂→质缢裂→形成2个子细胞2.无丝分裂的特点：存在遗传物质的复制，不出现纺锤丝和染色体。3.实例：蛙的红细胞以无丝分裂的方式进行分裂。四、与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用细胞器名称细胞类型时期生理作用核糖体动物、植物整个时期，但是主要是间期各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质)的合成中心体动物、低等植物前期纺锤体的形成高尔基体植物末期细胞壁的形成线粒体动物、植物整个时期提供能量五、相关实验▲⑴细胞不能无限大的原因：1）体积与表面积的关系:细胞的体积与相对表面积成反比，体积越大，相对表面积越小，细胞与周围环境交换物质的效率就越小。2）无论细胞体积大小相差多大，细胞核大小相差不大：一个细胞核内所含遗传信息量有限，能控制细胞质的活动也是有限度的，因此细胞质的体积不能无限增大。3)细胞体积越大，内部物质的传递与交流速度相对越小。4)细胞内关键分子的浓度：一些重要分子在细胞内拷贝数是很少的，当细胞体积增大时，这些分子的浓度就越来越稀，无法满足完成正常生化反应所需的分子浓度。⑵细胞不能太小的原因：细胞完成代谢过程中各种生化反应需要一定的结构基础和物质基础，需要一定的空间容纳。每个细胞内容纳各种的细胞器，完成细胞的各项功能至少需要100种酶，每一项酶促反应占有50nm的空间，而每一个核糖体直径10—20nm。所以细胞体积的最小限度是由完成各项功能所需的基本结构和物质所需的空间决定的。⑶细胞分裂的原因1．细胞的表面积与体积的不适应。当细胞的体积逐步增加时，表面积和体积不适应，表面积和体积的比例会愈来愈小，使细胞内部和外界的物质交换适应不了细胞生命活动的需要而引起分裂。2．细胞核和细胞质的不平衡。当细胞质的体积增长太大，则细胞核对这样大范围的细胞质的作用就会减少，造成核质不平衡，从而引起细胞分裂。3．染色体的复制和蛋白质的相互作用也是引起细胞分裂的动力。（二）、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂一、实验原理：1.高等植物的分生组织有丝分裂较旺盛。2.细胞有丝分裂各个时期染色体的形态和行为变化不同，可用高倍显微镜根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于哪个时期。3.细胞核内的染色体易被碱性染料(如龙胆紫)染成深色。二、实验流程：1.洋葱根尖培养：实验前3～4d，待根长到5cm。2.装片制作(1)取材：取根尖2～3mm(2)解离解离液：质量分数为15%的HCl和体积分数为95%的酒精混合液1∶1目标：使组织中的细胞分离开时间：3～5min程序：根尖酥软(3)漂洗漂洗液：清水目的：洗去解离液，便于染色时间：10min(4)染色染液：0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液目的：使染色体质着色时间：3～5min(5)制片操作：用镊子将根尖弄碎，盖上盖玻片，覆加一块载玻片，用拇指轻压呈云雾状目的：使细胞分散开来3.观察：(1)低倍镜观察：找到分生区细胞，其特点是细胞呈正方形，排列紧密，有分裂细胞。(2)高倍镜观察：在低倍镜观察的基础上换高倍镜。(3)仔细观察：先找中期，再找其余各期，注意染色体的特点。(4)移动观察：慢慢移动装片，完整地观察各个时期。4.绘图三、基本技术要求1、剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，同时注意剪取的时间，一般在上午10点至下午2点左右，此时分生区细胞分裂旺盛。2、解离充分，使细胞分散开，是实验成功的必备条件。3、解离完一定要漂洗，目的是洗去多余的盐酸，防止解离过度和影响染色。4、染色液的浓度和染色时间必须掌握好，应注意染色不能过深，否则镜下一片紫色，无法观察。5、压片时用力必须恰当，过重会将组织压烂，过轻则细胞未分散，二者都将影响观察。6、加盖玻片时，注意防止产生气泡。7、用显微镜观察装片时，要遵循“先低后高”的原则。8、观察时应先找到呈正方形的分生区细胞，在一个视野里观察时，要注意边观察边移动装片，观察有丝分裂各个时期。9、在观察装片时，装片的移动方向与物像的移动方向相反。