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第六章细胞的生命历程第一节细胞的增殖有丝分裂无丝分裂减数分裂生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础1.细胞增殖的意义：2.真核细胞分裂的方式：一、细胞周期（1）概念：（2）两个阶段：（3）特点：指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。分裂间期：分裂期：分裂间期所占时间长。从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前分为前期、中期、后期、末期二、植物细胞有丝分裂各期的主要特点：1、分裂间期问题:分裂间期为什么那么长？分裂间期发生了什么变化？分裂间期有些什么特点？观察下图，比较右图中染色体及整个细胞发生了什么变化？②结果：每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态①特点：完成DNA的复制和有关蛋白质的合成核膜核仁染色质着丝点2.前期问题：前期发生了什么变化？有什么特点?特点①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失染色体特点：1、染色体散乱地分布在细胞中心附近。2、每个染色体都有两条姐妹染色单体3.中期问题：中期发生了什么变化？有什么特点?①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上②染色体的形态和数目最清晰染色体特点：染色体的形态比较固定，数目比较清晰。故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。染色体纺锤丝纺锤体着丝点姐妹染色单体赤道板（与纺锤体中轴相垂直的平面）子染色体4.后期问题：后期发生了什么变化？有什么特点?①着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别向两极移动。染色体特点：染色单体消失，染色体数目加倍。纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极5.末期问题：末期发生了什么变化？有什么特点?①染色体变成染色质，纺锤体消失。②核膜、核仁重现③在赤道板位置出现细胞板，并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁植物细胞有丝分裂各期的主要特点总结如下表：间期前期中期后期末期①变化：完成DNA的复制和有关蛋白质的合成②结果：每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态①出现染色体，②核膜、核仁消失，③出现纺锤体①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上。①着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两个子染色体。并分别向两极移动①染色体变成染色质，②核膜、核仁重现，③纺锤体消失，④在赤道板位置出现细胞板，并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁特点记忆妙招：前期：膜仁消失显两体。中期：形定数晰赤道齐。后期：点裂数加均两极。末期：膜仁重现失两体。三、有丝分裂中染色体、DNA、染色单体数目变化问题：仔细观察下面各图，判断是哪个时期？再完成下表。ABCDEF间期前期中期后期末期染色体数目DNA含量染色单体数目44→848→4448884→80→88800有丝分裂中染色体与DNA在细胞分裂中的数目变化可用曲线表示为N2N3N4N间期前期中期后期末期表示染色体变化表示DNA变化四、植物与动物细胞的有丝分裂的比较1、都有间期和分裂期。分裂期都有前、中、后、末四个阶段。2、分裂产生的两个子细胞的染色体数目和组成完全相同且与母细胞完全相同。染色体在各期的变化也完全相同。3、有丝分裂过程中染色体、DNA分子数目的变化规律。动物细胞和植物细胞完全相同。不同点：植物细胞动物细胞前期纺锤体的来源末期细胞质的分裂由两极发出的纺锤丝直接产生由中心体周围产生的星射线形成。细胞中部出现细胞板形成新细胞壁将细胞隔开。细胞中部的细胞膜向内凹陷使细胞缢裂相同点：五、有丝分裂的意义：将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性。六、无丝分裂：特点：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。举例；蛙的红细胞的无丝分裂。二、细胞的分化、癌变、衰老和凋亡考点1：细胞分化考点2：细胞全能性考点3：细胞衰老考点4：细胞的癌变特征与机理考点5：细胞的凋亡、坏死与癌变的比较考点6：细胞衰老和凋亡与人体健康的关系知识网络细胞正常分裂分化组织器官系统生物体致癌因子作用癌细胞特征诱因机理预防特征正常生命现象细胞衰老原因细胞全能性概念原因考点1：细胞分化在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。1、细胞分化的概念：持久性：细胞分化是一种稳定性的变化，贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度。2、细胞分化的特点：普遍性：普遍发生在生物体的生长、发育的过程中，是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。不可逆性：一般说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。遗传物质未发生变化。小肠上皮细胞血红细胞神经细胞肌肉细胞上皮细胞细胞分裂（有丝分裂）细胞分化3、图解各方面相同的细胞首先出现化学成分上的不同，如酶的不同形态、结构和生理功能上的不同（染色体数、核DNA彼此相同）4、细胞分化的遗传学基础（分化的原因）：细胞分化的过程中，细胞内遗传物质没发生变化，但遗传物质的表达不同（基因选择性表达的结果）。5、细胞分化的结果产生不同的组织和器官。6、细胞分化的意义：细胞分化是生物个体发育（组织器官形成）的基础。7、细胞细胞分裂和细胞分化比较：细胞分裂使细胞的数量增多，是生物体生长的基础。细胞分化形成不同的细胞，构成不同的组织，是生物体发育的基础。细胞分裂细胞分化不同细胞数量形态结构功能相同点联系增加相同不变差异遗传信息都不变共同完成生物个体发育过程考点2：细胞全能性已经分化了的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，称为细胞的全能性。由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带着本物种固有的DNA分子（全部的遗传信息）。1、细胞全能性概念：1958年美国斯图尔德的实验（组织培养）：胡萝卜韧皮部细胞含植物激素、无机盐、糖类等物质的培养液中新的细胞群细胞分化新的胡萝卜植株外植体愈伤组织胚状体2、植物细胞的全能性高度分化的植物细胞仍然具有全能性。芬兰多塞特母绵羊苏格兰黑面母绵羊电激融合多利细胞重组胚胎移植苏格兰黑面母绵羊“多利”的身世3、动物细胞的全能性高度分化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制，但细胞核仍然保持这种全能性。动物和人体内仍保留少数具有分裂和分化的能力的细胞，叫干细胞。4、动物干细胞干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称之为“万用细胞”。4、全能性与细胞分化程度的联系1）细胞全能性是植物组织培养的理论基础。2）一般情况下，分化程度越高，全能性越低。二者呈负相关。同一生物体内细胞的全能性的高低为：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；增殖细胞＞停止增殖细胞。考点3：细胞衰老1、个体衰老与细胞衰老的关系个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。对于单细胞生物，细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；多细胞生物每时每刻都有细胞在衰老、死亡，同时又有新增的细胞来补充它们。因此，多细胞生物的细胞衰老死亡和个体的死亡并不是同步的。2、细胞衰老的特征①形态上的变化：水分减少，细胞萎缩，体积变小。②结构上的变化：细胞核体积增大，染色质收缩。溶酶体数增加或体积增大，内质网排列无序。③功能上的变化：线粒体数目减少，呼吸速率减慢，酶的活性降低。色素逐渐积累。细胞膜通透性发生改变（通透性降低），使物质运输功能降低。3、细胞衰老的原因1）自由基学说：生物体内产生的自由基（异常活泼的带电分子或基团，含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性）能攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。因此可以破坏细胞膜，也可以引起基因突变，使蛋白质活性下降，细胞发生衰老。2）端粒学说：端粒DNA序列（每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒）在每次细胞分裂后会缩短一截，随着细胞分裂次数的增加，缩短的部分会逐渐向内延伸，使正常基因序列受到损伤，使细胞活动异常。4、细胞的凋亡细胞的凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。（受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，也称为细胞编程性死亡。是一种自然的生理过程。）细胞凋亡的意义：①细胞的自我更新，被病原体感染细胞的清除。②调节多细胞生物体的正常发育。③维持细胞内环境的稳定。④抵御外界各种因素的干扰。细胞的坏死与细胞的凋亡的区别：细胞的死亡是种种不利因素影响下，使细胞的正常代谢活动受损或中断而引起的细胞损伤和死亡。细胞凋亡则是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，它属于一种正常的自然的生理过程。非正常死亡细胞内容物释放、炎症正常死亡表面有凋亡小体、无炎症1、癌细胞有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。①能无限增殖（能迅速生长、分裂、无限增殖）；②细胞的形态、结构发生显著的变化（如变成球形）；③细胞膜表面糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，使之容易分散转移。恶性增殖的“不死细胞”。形状显著改变的“变态细胞”。黏着性下降的“扩散细胞”。2、癌细胞的主要特征考点4：细胞的癌变特征与机理调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，维持机体正常活动必需基因。原癌基因癌基因抑癌基因抑制细胞过度生长、增殖，从而遏制肿瘤细胞形成。致癌因子物理致癌因子化学致癌因子病毒致癌因子正常细胞癌细胞基因突变癌细胞的产生是内外因素共同作用的结果。3、细胞癌变的原因及其致癌因子癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5-6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。考点5：细胞的凋亡、坏死与癌变的比较项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变与基因关系受基因控制不受基因控制受突变基因控制细胞膜变化内陷破裂糖蛋白减少，黏着性降低形态变化细胞变圆，与周围细胞脱离细胞外形不规则变化呈球形影响因素受严格的由遗传机制决定的程序调控电、热、冷、机械等不利因素影响分为物理、化学和病毒致癌因子对机体影响对机体有利对机体有害对机体有害考点6：细胞衰老和凋亡与人体健康的关系1、衰老的控制不仅在细胞内部，同时也与外部环境有密切的关系。良好的外部环境可以延缓细胞的衰老。对人类来说，合理的饮食结构、良好的生活习惯、适当的体育运动和乐观的人生态度等都有益于延缓衰老。2、正常的细胞凋亡可以保证人体的正常发育和身体各个器官功能的正常发挥，而不正常的细胞凋亡会导致许多疾病。肿瘤的发生、自身免疫疾病等与细胞凋亡不足有关，而帕金氏综合症（又称震颤麻痹，是发生于中年以上成人黑质和黑质纹状体通路变性疾病。）、再生障碍性贫血等与细胞凋亡过盛有关。