第6章细胞的增殖和分化知识点总结高一上学期生物人教版必修1

第六章细胞的生命历程细胞的增殖一、细胞增殖1.概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。2.意义：细胞增殖十重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。二、细胞周期1.概念；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，为一个细胞周期。2.细胞周期包括两个阶段：分裂间期（时间相对较长）和分裂期（时间相对较短）三、有丝分裂1.有丝分裂是一个连续的过程，根据染色体行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。2.高等植物细胞有丝分裂过程：（1）图解（2）过程：①分裂间期的特点：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度生长。②分裂期主要变化为：前期：核仁解体、核膜消失，形成纺锤体，出现染色体，排列散乱。中期：每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板（不是真实存在结构）上。数目比较清晰，便于观察。后期：着丝粒断裂（不是纺锤丝拉断，是水解酶水解断开），两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体，纺锤丝牵引分别移向两极。末期：纺锤体消失，核膜、核仁重新形成，由细胞板形成新细胞壁（与高尔基体有关）。3.动物细胞的有丝分裂（示意图）4.动植物有丝分裂主要区别：植物有丝分裂动物有丝分裂前期（形成纺锤体的方式）从细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体中心粒发出星射线，形成纺锤体末期（细胞质分裂方式）由细胞板形成新细胞壁，一个细胞分裂成两个子细胞细胞膜从中部向内凹陷，细胞缢裂成两部分5.染色体行为变化规律6.有丝分裂的实质和意义（1）实质：将亲代细胞的染色体经复制（关键是DNA的复制）之后，精确平均地分配到两个子细胞中去。（2）意义：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。四、无丝分裂（蛙的红细胞）1.过程：一般是细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成为两个细胞核；接着，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。2.特点：分裂过程中不出现染色体和纺锤体的变化，但存在DNA的复制。【特别提醒】只有连续分裂的细胞才有细胞周期。2.DNA的复制和中心粒的倍增都发生在细胞有丝分裂间期。3.在有丝分裂过程中，各个时期始终都有同源染色体，但它们不配对。3.赤道板与细胞板不同：赤道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下看不到；细胞板是一种真实结构，在光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。4.与细胞分裂有关的细胞器：核糖体，中心体，高尔基体，线粒体实验观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1、实验原理在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一个分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体（或染色质）的存在状态，就可以判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期，进而认识有丝分裂的完整过程。染色体容易被碱性染料（例如甲紫溶液，醋酸洋红液）着色。2、材料：洋葱根尖（葱，蒜）

3、步骤：（一）洋葱根尖的培养

：上午10时到下午2时是取根尖的最佳时间，因为此时细胞分裂活跃。

（二）装片的制作：制作流程：解离→漂洗→染色→制片

解离:

质量分数为15%的盐酸,体积分数为95%的酒精(1:1混合，制成解离液)。

时间:35min。目的:

使组织中的细胞相互分离开来。

漂洗:

用清水漂洗约3min。

目的:

洗去药液,防止解离过度,并有利于染色。

染色:

用质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液)染色35min

目的:

使染色体着色,利于观察。

制片:

将根尖放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子把根尖弄碎,盖上盖玻片,然后用拇指轻轻地按压载玻片。

压片目的:

使细胞分散开来,有利于观察。

（三）观察

1、先在低倍镜下找到根尖分生区细胞，特点：细胞呈正方形，排列紧密,有的细胞正在分裂。

2、换高倍镜下观察：①处于分裂间期的细胞数目最多，因为：分裂间期持续时间长。

②观察不到细胞动态变化，因为所观察的细胞都是停留在某一时期的死细胞。

③若观察时不能看到染色体，其原因：没有找到分生区细胞；染液过稀；染色时间过短。

减数分裂和受精作用一、减数分裂1．概念：是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。2.减数分裂的结果是:成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。3．适用范围：进行有性生殖的生物4．特点：在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次二、精子的形成过程1．场所：人和其他哺乳动物的精子睾丸中形成原始雄性生殖细胞：精原细胞成熟雄性生殖细胞：精子3.过程：1个精原细胞→1个初级精母细胞（MI前中后）→2个次级精母细胞（MII前中后末）→4个精细胞→变形→4个精子。4精细胞的形成过程图解减数第一次分裂（1）间期：精原细胞的体积增大，染色体复制(包括DNA复制和有关蛋白质的合成)，成为初级精母细胞。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色单体由同一个着丝粒连接。（2）MI前期：原来分散的染色体进行两两配对。配对的两条染色体，形状、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体。联会：同源染色体两两配对现象叫做联会。四分体：联会后的每对同源染色体含有四条姐妹染色单体叫四分体，四分体的非姐妹染色单体之间常常发生缠绕，会发生基因重组。（3）MI中期：同源染色体上下排列在赤道板的两侧。（4）MI后期：在纺锤丝的牵引下，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，移向细胞两极。减数第二次分裂：无同源染色体，染色质不再复制。（1）MII前期：染色体散乱排列。（2）MII中期：每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板上。（3）MII后期：每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。（4）MII末期：细胞质均等分裂，每个细胞形成2个子细胞。注意：经减数分裂得到的精细胞要通过变形才能形成成熟的精子.三．卵细胞的形成过程1．场所：人和其他哺乳动物的卵细胞卵巢中形成的。2．卵细胞与精子形成过程的主要区别是：（1）初级卵母细胞经过减数第一次分裂，形成大小不同两个细胞，大的叫做次级卵母细胞，小的叫做极体。（2）次级卵母细胞胞进行减数第二次分裂。形成一个大的卵细胞和一个小的极体，在减数第一次分裂中形成的极体也分裂为两个极体。这样，一个初级卵母细胞经过减数分裂，就形成一个卵细胞和三个极体。（3）卵细胞和极体中都含有数目减半的染色体。不久，三个极体都退化消失，结果是一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞。3．卵细胞的形成过程图解四、同源染色体与非同源染色体1、数量关系1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。2、同源染色体与非同源染色体的比较图形说明①同源染色体一般形状、大小相似（性染色体除外），一条来自父方，一条来自母方②1和2是一对同源染色体，3和4也是一对同源染色体③1和3或1和4是一对非同源染色体，2和4或2和3也是一对非同源染色体五、受精作用1．受精作用是卵细胞和精子相互识别成为受精卵的过程。受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞。2．减数分裂和受精作用的意义：新一代继承了父母双方的遗传物质，由于减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性，其有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。此外，就进行有性生殖的生物来说减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都十分重要。3．配子中染色体组合多样性的原因基因重组（1）减数第一次分裂过程中，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合（2）减数第一次分裂四分体时期，同源染色体中的非姐妹染色单体片段交叉互换。六、有关曲线细胞分裂过程中DNA和染色体的变化曲线二倍体生物有丝分裂，MI，MII重要时期比较时期有丝分裂MIMII前期中期后期细胞的分化、衰老、凋亡、癌变一、分化及其意义1.分化的概念：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。2.分化的结果：形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官3.分化的实质：基因选择性表达的结果（并没有改变细胞的遗传物质）4.细胞分化的特点：（1）细胞分化的持久性：发生于整个生命进程中，但在胚胎期达到最大限度。（2）细胞分化具有相对的稳定性：一般情况下细胞分化是不可逆转的过程。（3）普遍性：细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。5.细胞分化的意义：细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。二、细胞的全能性1.概念：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。2.原因：具有发育成完整个体所需的全套遗传物质。3.生物体内全能性不能表现的原因：在生物体内，基因只能进行选择性表达，最终形成组织或器官。4.全能性体现的条件：在离体的情况下，给予一定的营养、激素和其他适宜的外界条件，细胞才能表现其全能性。5.全能性与分化程度的关系：一般来说，分裂能力越强，分化程度越低，全能性越高。受精卵全能性最高，卵细胞虽然分化程度很高，但全能性依然很高。6.植物细胞依然具有全能性，动物细胞因为高度特化，所以全能性降低，但动物细胞核依然保留全能性。7.干细胞：动物和人体内仍保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞。8.分化程度：胚胎干细胞（全能干细胞）＜造血干细胞（多能干细胞）＜成肌细胞（专能干细胞）三、细胞的衰老1.个体衰老和细胞衰老的关系1）对单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老和死亡；2）对多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡不是同一个过程，个体衰老是组成个体的细胞普遍衰老的过程。2.细胞衰老的特征（1）细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢速率减慢（2）细胞内多种酶的活性降低。如：黑色素细胞衰老，细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，老年人出现白发。（3）细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，它们会妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能。（4）细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。（5）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。3.细胞衰老原因：自由基学说：自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。端粒学说：端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，随着细胞分裂次数的增加，端粒内侧的正常基因DNA序列会受到损伤，结果使细胞活动趋于异常。端粒：染色体两端的一段特殊序列的DNA。四、细胞的凋亡1.概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程。由于受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也称为细胞编程性死亡。2.凋亡的实例：细胞的自然更新，被病原体感染的细胞的清除通过细胞凋亡完成的。（1）人体发育过程中器官的形成过程，如手指的形成。（2）人和蛙胚胎发育过程中尾巴的消失（3）花粉的凋零（4）被病原体入侵的靶细胞被效应T细胞裂解。（5）血细胞的更新，白细胞的凋亡速率比红细胞快。3.凋亡的意义：对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。4.细胞坏死：在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。不受遗传物质的控制。五、细胞的癌变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、连续分裂的恶性增殖细胞。2.癌细胞的主要特征：（1）在适宜条件下，能无限增值。（2）癌细胞的形态结构发生显著变化。如体外培养的正常成纤维细胞呈扁平梭形，癌变后成球形。（3）癌细胞表面发生了变化。细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。3.致癌因子：（1）物理致癌因子：主要指辐射，如紫外线、X射线、电离辐射等。（2）化学致癌因子：无机物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等；有机物如黄曲霉素、亚硝胺、联苯胺、烯环烃等。（3）病毒致癌因子：如R