专题3细胞生命历程含细胞分裂、生殖

1、 一、细胞增殖的方式 细胞增殖是生物体的重要生命特征，是生物体 生长、发育、繁殖和遗传的基础。 1有丝分裂 细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂 完成时开始，到下一次分裂完成时为止。 细胞周期主要变化特点分析记忆小窍门 分裂前期 两消：核膜、核仁消失；两现：染色 质变成染色体、纺锤体出现；一着一 移：纺锤丝附着在染色体的着丝点上， 牵拉染色体向中央移动 膜仁消失两体现 分裂中期 三清晰：染色体的形态清晰、数目清 楚、纺锤体最清晰；一排列：着丝点 排列在细胞中央的赤道板上 形定数清赤道面 分裂后期 分开加倍：着丝点分开，由一条染色 体上的两个姐妹染色单体变成两条子 染色体，使染色体数目加倍；两

2、极移： 染色体在纺锤丝牵拉下向两极移动 点裂数增两极移 分裂末期 三现：核膜、核仁重现，( (植物细胞) ) 细胞板出现；两消：染色体解旋变成 染色质而在光镜下消失，纺锤体解体 消失 三现两消分裂完 观察并描述有丝分裂的过程 如图4-1曲线所示。在表示有丝分裂过程细胞内 的染色体数目时一般用偶数表示，因为在整个有 丝分裂过程都存在着同源染色体，没有减数分裂 过程中同源染色体的联会配对形成四分体和同源 染色体彼此分开的过程。 对一个细胞核中的染色体数目变化曲线的理解 就是在后期进入末期时染色体已完全实现了平 均分配，所以末期一个细胞核的染色体是后期 的一半，与前期和中期一样。如图4-2所示。 在

3、间期的G1是进行DNA复制的准备期，此时主 要是进行RNA的转录和有关蛋白质的合成， DNA尚未开始复制S期是DNA的复制期，但复 制有一个过程，所以在图中用一斜线表示；S 期结束时DNA含量比原来增加了一倍，此后一 直到分裂结束，才减半到与母细胞一样的水平 。如图4-3所示。 一个细胞核中的染色体数目的变化曲线如图4-4 所示。 植物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂 不 同 前 期 末 期 相 同 区别动、植物细胞的有丝分裂 细胞两极发出纺 锤丝形成纺锤体 细胞中部形成细胞板， 扩展形成细胞壁，结果 形成两个子细胞 由中心粒发出星射线， 形成纺锤体（中心粒在 间期复制） 细胞膜从中部向内陷，细

4、胞质缢裂成两部分，一个 细胞分裂成两个子细胞 分裂过程基本相同。染色体变化规律相同 ；分裂间期染色体复制；分裂期实现染色 体平均分配到两个细胞中去 有丝分裂的实质是染色体经过复制后，平均地 分配到2个子细胞中去。有丝分裂的意义是因 为染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和 子代之间保持了遗传性状的稳定性。 细胞分裂不是无限进行的 ，细胞分裂产生的子 细胞有的继续分裂 ；也有的暂时失去分裂能力 ，进入生长发育时期，最后形成某种成熟的组 织，但当受到某种刺激时，又可恢复分裂能力 ，如植物的皮层细胞、叶肉细胞等；哺乳动物 的上皮组织细胞等。也有的发育成高度分化成 熟的组织，永远失去分裂能力，如哺乳动

5、物的 红细胞、被子植物的筛管细胞等。 对于减数分裂过程的理解要注意以下几点： 一是染色体的复制时间在性原细胞发育成性 母细胞的过程中，即在同源染色体联会之前早 就已经复制完成了 二是联会发生在染色体缩短变粗的早期，发 生联会的过程在光学显微镜下是看不到的， 所以教材中的减数分裂图解表示联会的图中 一个染色体中未画出2条染色单体 只有进行有性生殖的生物体内才有进行减数 分裂的原始生殖细胞。减数分裂是一种染色体 只复制一次，而细胞却连续分裂2次的分裂方 式，分裂的结果是子细胞中的染色体数目比性 原细胞（或体细胞）减少了一半。 2减数分裂 四是减数分裂第二次分裂的主要特征是着丝 点分裂，实现染色单体

6、彼此分开，所以分裂的 结果是染色体数目未变，但DNA分子数减少一 半 五是第二次分裂程的次级性母细胞的分裂类 似有丝分裂过程，但与有丝分裂过程不同的是 一般已不存在同源染色体。 三是减数分裂第一次分裂的目的是同源染色 体彼此分开实现染色体数目减半，在同源染色 体彼此分开时非同源染色体之间要自由组合， 同源染色体的染色单体之间还要发生交叉互换 ，这是三大遗传规律的细胞学基础 精子的形成过程 联会:同源染色体两两配对 (非姐妹染色单体间常交叉 ) 四分体:联会的每对同源染色体含 有4条 染色单体 同源染色体:形状大小基本相同 一条来自父方,一条来自母方 AB关系？ cc关系？ cd关系？ 精原细胞

7、略微膨大 减数第一次分裂前的间期: 精原细胞初级精母细胞 染色体进行复制 (姐妹染色单体呈染色质形态存在) 减数第一次分裂前的前期: 出现联会和四分体 减数第一次分裂前的中期: 同源染色体排列于 赤道板上 减数第一次分裂前的后期: 同源染色体分离，随机移向两极 （非同源染色体自由组合 ） （着丝点不分裂 ） 减数第一次分裂前的末期: 1个初级精母细胞分裂为2 个次级精母细胞 染色体数减半 减数第二次分裂前的前期: 无同源染色体 染色体散乱分布 减数第二次分裂前的中期: 无同源染色体 着丝点排列在赤道板上 减数第二次分裂前的后期: 着丝点一分为二 染色体暂时加倍 细胞分裂，两个次级精母细胞 分裂

8、成四个精细胞 减数第二次分裂前的末期: 变形 精细胞变形后，形成精子 （精子的头部含有细胞核，尾部 很长，能游动） 减数第一次分裂 间 期 前 期 中 期 后 期 末 期 精原细胞初级精母细胞 次级精母细胞 减数第二次分裂 前 期 中 期 后 期 末 期 次级精母细胞 精细胞精子 精原细胞 初级精母细胞 染色体复制，细胞增大 次级精母细胞 联会 四分体 同源染色体分离 非姐妹染色单体交叉互换 非同源染色体自由组合 精细胞 染色单体分离 精子 变形 2 4 8 初级精母细胞 DNA 染色体 减 数 分 裂 2n n 4n 精原细胞 次级精母细胞精细胞 精子和卵细胞的形成过程异同 精子的形成过程卵

9、细胞的形成过程 相同点 染色体的行为变化相同 不同点 一个精原细胞经减数分 裂形成四个精子细胞， 再经变形而成四个精子 两次细胞质分裂均为不 均等分裂，结果一个卵 原细胞经减数分裂形成 一个卵细胞，无变形 有丝分裂减数分裂 分裂起始细胞 细胞分裂次数 染色体复制次数 同源染色体行为 子 细 胞 数目 类型 染色体数 体细胞原始生殖细胞 一次二次 一次一次 无联会、分离有联会、分离 2 4 体细胞有性生殖细胞 与亲代细胞相同 比亲代细胞减半 减数分裂与有丝分裂的比较 (母本)高等动物(2N)(父本) 受精卵(2N) 卵细胞(N)精子(N) 减数分裂 减数分裂 有丝分裂 受精作用 减数分裂和受精作

10、用的意义 1. 保证前后代染色体数目的恒定 2. 引起后代变异类型的多样性 3无丝分裂 分裂过程是先细胞核延长，从核的中部向内凹 进，缢裂成为2个细胞核，整个细胞从中部缢 裂成两部分，形成2个子细胞。在整个分裂过 程中没有出现纺比体和染色体的变化。如蛙的 红细胞的分裂，在某些植物的胚乳中胚乳细胞 的分裂等。但哺乳动物的红细胞是通过骨髓中 造血干细胞分裂产生的细胞，再分化发育而来 的。 4、细胞的分化 在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结果和功能 上发生稳定性差异的过程。它具有下面特点： （1）、持久性。它发生在生物体的整个生命进 程，但在胚胎时期达到最大限度。分化是发育的 主要过程。 （2

11、）、全能性。分化的细胞具有不同的功能， 这是不同基因特异性表达的结果，但高度分化 的细胞含有同样的全套基因，仍然具有全能性 。动物细胞只证明细胞核有全能性。 （3）、不可逆性。 5、细胞衰老特征及原因 （1）物质方面：水分减少；酶活性降低；色素沉积 （2）结构方面：核增大；染色体固缩，染色加深 （3）功能方面：呼吸减慢；膜透性改变；运输功能 降低 7、制约细胞体积大小的因素 原因：自由基假说；细胞程序死亡假说； 体细胞突变；DNA损伤 6、细胞癌变 致癌因子使细胞不正常分化而进行连续分裂 增殖，不受机体控制。从而消耗机体大量物 质。 特征：无限增殖；表面变化；形态结构变化； 易分散转移。 原因

12、：原癌基因被激活；致癌因子（物理、化 学、病毒） 二、个体繁殖的方式 繁殖是指生物产生新个体的过程，也称为生 殖。根据在生殖过程中是否通过两性生殖细胞 的结合繁殖后代，将生物的生殖分为无性生殖 和有性生殖两种方式。 （2）、细胞核与质有一定的关系。核所含的 遗传物质有限度，所控制的细胞活动也有限度 。 （3）、细胞内物质的交流受细胞体积的制约 ，细胞体积过大，影响物质交换。 （1）、细胞的相对表面积与体积的关系，体 积越小，相对表面积越大，细胞与外界交换物 质能力越强。 1无性生殖 是指不经过生殖细胞的两两结合，由母体直接 产生了新个体的生殖方式。常见的无性生殖方 式有： 分裂生殖、孢子生殖、

13、出芽生殖和营养生殖。 其中营养生殖是高等植物利用其营养器官来繁 殖后代的一种方式。 无性生殖的优点是：后代的遗传物质来自一个 亲本，有利于保持亲本的性状。 进行无性生殖的生物，变异的来源只有2种： 基因突变和染色体变异，没有基因重组。原因 是在无性生殖过程不经过减数分裂，所以没有 基因重组的过程。 2有性生殖 是指经过两性生殖细胞结合，产生合子，由合 子发育成新个体的生殖方式。 克隆：无性繁殖系，指遗传物质完全相同的群 体。包括生物个体，生物器官或组织的克隆以 及细胞的克隆，是人工无性繁殖的总称。 3、有性生殖的种类比较 接合生殖：母本-接合子-新个体 原生质 融合 减数分裂 发育 如水绵的生

14、殖 减数分裂 有丝分裂 单性生殖：母本-卵细胞-新个体 发育 如；蜜蜂、蚜虫、蚂蚁和人工花药离体培养 配子生殖：亲本-配子-合子-新个体 两两结合发育 A 同配生殖：配子未分化，性状、大小相同。如衣藻 B 异配生殖：配子有雌雄之分，雌大雄小。如空球藻 C 卵式生殖：雌雄配子进一步分化成卵细胞和精子， 精卵形态、大小差距悬殊。如高等动、植物、人 有性生殖的优点是：后代的遗传物质来自2个亲 本，所以具有2个亲本的遗传性，具有更大的生 活力和变异性，对于生物的进化有重要意义。 有性生殖的主要方式是配子生殖，配子生殖中 最常见的是卵式生殖。卵式生殖是指：由精子 和卵细胞结合成合子的生殖方式称为卵式生殖

15、 。 三、个体发育 个体发育的起点是受精卵。受精卵经过细胞分 裂、组织分化和器官形成，直到发育成新个体 的过程称为个体发育。 1植物的个体发育 植物的个体发育包括胚的发育和胚乳的发育 。 雄蕊的花药成熟后破裂，撒出花粉，经虫媒或 风媒传到雌蕊的柱头上，萌发出花粉管，管内 产生2个精子，其来源是由一个小孢子母细胞（ 相当于精原细胞）经减数分裂形成4个小孢子， 每个小孢子的核内染色体数已减半，核经一次 有丝分裂形成2个核，其中一个称为营养核，一 个称为生殖核，生殖核再有丝分裂一次就形成2 个精子，所以一个花粉中的2精子是同源的，其 基因组成也是一样的 精子的形成 花粉母细胞 （小孢子母细胞） 小孢

16、子 （4个单核花粉粒） 双核 花粉粒 减数 分裂 有丝分裂 1个孢子 营养核 生殖核 两个精字 有丝分裂 雌蕊的子房内有胚珠，胚珠的胚囊内有8个核， 其来源是由一个大孢子母细胞（相当于卵原细胞 ）经减数分裂形成4个大孢子(域称单核胚囊)其中 3个退化，只有一个发育成胚囊，其中的核经3次 连续的有丝分裂形成8个核或称8个细胞，其中靠 近珠孔的3个细胞中，中间最大的一个为卵细胞 ，胚囊中央为2个极核，卵细胞和极核是同源的 ，其中的染色体数都是体细胞的一半，且基因组 成也是一样的。 卵细胞的形成 大孢子母细胞 胚囊母细胞 大孢子 一个单核胚囊细胞 8核胚囊 减数 分裂 有丝 分裂 花粉在雌蕊的柱头上

17、萌发出花粉管后沿花柱向 胚珠生长，最后从珠孔处穿入胚囊，伸到极核 与卵细胞之间的胚囊的原生质中释放出2个精子 ，其中一个精子与卵细胞结合，另一个精子与 极核结合，分别形成受精卵和受精的极核，这 是被子植物所特有的双受精现象。 一个子房发育成一个果实，一个胚珠发育成一 粒种子。在种子中，胚是受精卵发育而来的， 是新一代的个体；但种皮未经减数分裂和受精 作用，是属于母体的部分，是由母体发育成的 保护胚的结构，在果实中的果皮是由子房壁发 育而来的，也是属于母体的一部分。 单子叶植 物的种子大多数是有胚乳的。双子叶植物种子 有的有胚乳，如番茄、蓖麻、辣椒等，有的种 子无胚乳，如大豆、棉花、油菜等。部分

18、双子 叶植物无胚乳的原因是在胚的发育过程中，胚 乳中的营养物质转移到子叶中，胚乳被子叶吸 收掉。 2动物的个体发育 动物的个体发育包括胚的发育和胚后发育两个 连续的阶段。胚的发育是指从受精卵形成，经 细胞分裂。组织分化、器官形成直到发育成幼 体的过程。胚后发育是指幼体成熟后从卵膜内 孵化出来或从母体内生出来后，发育到成体的 过程。 青蛙的生殖特征和受精卵的特点。 青蛙的受精卵中贮存的营养物质分布是不均匀 的，其分布特点是：动物半球分布少，植物半 球分布多，所以植物半球比重大总是朝下的， 动物半球比重小，总是朝上的。动物半球颜色 深有两层生态意义：既有利于吸收阳光的热量 ，同时也是一种保护色。

19、受精卵的分裂是一种有丝分裂，但分裂的特点 与一般体细胞的有丝分裂不同，分裂产生的子 细胞未经生长就接着进入下一次分裂，所以连 续分裂后细胞数量越来越多，但细胞的体积却 越来越小，这种分裂特点特称为卵裂。 由于受精卵的营养物质分布是不均匀的，所以 进行第三次卵裂时出现了不均等的现象，即动 物半球的4个细胞小，植物半球的4个细胞大， 以后动物极细胞分裂速度明显快于植物极细胞 ，动物半球细胞的数量比植物半球多，但体积 比植物半球细胞小，随着营养物质的消耗，逐 渐在动物半球的内部出现一个空的腔，称为囊 胚腔，此时的胚称为囊胚。 继续发育下去出现动物极细胞下包，植物极细胞 内陷，在下包和内陷的夹缝中出现

20、一个新的空腔 ，称为原肠腔，这个结构将来发育成消化道。囊 胚腔与外界是不通的，而且随着发育的进行越来 越小，最后逐渐消失。原肠腔越来越大。在原肠 胚时期分化出了3个胚层，即中胚层沙胚层和内胚 层。所以在蛙胚发育过程中细胞的分化从原肠胚 时期开始。动物细胞在原肠胚时期之前由于还未 开始分化，所以还保留着全能性，但进入原肠胚 期后，由于细胞已开始分化，所以就去了全能性 。 外胚层发育成皮肤的表皮及其附属结构;外胚层 还发育成神经系统和感觉器官，神经系统包括 脑和脊髓以及由脑和脊髓发出的脑神经和脊神 经，也包括神经末稍等。感觉器官是指眼、耳 、鼻等。 中胚层发育成的结构最多。动物的脊柱及至整 个骨骼都是由中胚层发育而来的