第七章 细胞的分裂和分化

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。

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。

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。

2.5单性生殖：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，产生的子细胞也为体细胞。

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。

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，染色单体消失，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。

1.4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。

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等；2.2.2暂不增殖：称为暂不增殖细胞或G 0细胞，如肝细胞、肾细胞等；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。

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：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：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：使根尖组织变成均匀的一层的细胞层观察区域：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。

三、减数分裂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、形成四分体、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：四分体（或同源染色体）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13绘制有丝分裂的染色体、DNA变化曲线图2．精子和卵的形成：2.1形成过程：减数第一次分裂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；减数第二次分裂的实质是染色体的着丝粒分裂，染色单体消失，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但体育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。

4．有丝分裂和减数分裂的比较表(重点掌握图像识别)（注意做题时，应用相应曲线，注意曲线横纵坐标的观察）四、细胞分化和植物细胞的全能性1．细胞分化1.1 不同细胞的功能：神经细胞：伸出长的突起，有传导神经冲动和储存信息的功能；肌肉细胞：呈梭形，有输送营养物质的功能；筛管细胞：呈长柱形，有输送营养物质的功能；叶肉细胞：含有叶绿体，可进行光合作用。

1.2概念：同一来源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质合成的差异，这个过程称为细胞分化。

1.3结果：产生了细胞的多样性； 1.4原因：基因的选择性表达1.5特点：持久性(贯穿于生物个体发育的全过程)、稳定性、不可逆性。

1.6意义：生物体发育的基础2．植物细胞的全能性2.1概念：单个细胞经细胞分裂和分化后仍具有形成完整生物体的潜能，就是细胞的全能性。

2.2细胞具有全能性的机理：生物体体中的每个活细胞，具有亲本的全部遗传信息。

2.3植物细胞全能性原理的应用：植物组织培养2.3.1概念：植物的一些组织细胞，接种在合适的人工培养基上，在一定的外界条件下，就能长成一株完整的植物，这种技术称为组织培养。

2.3.2原理：植物细胞的全能性2.3.3过程：离体植物器官、组织或细胞（外植体）→脱分化→愈伤组织→再分化→长出根和芽→形成完整植株。

（注意：细胞分裂素和生长素的比例配制）2.3.4条件：离体；无菌；适宜的温度、pH和光照条件；营养物质（糖类、无机盐、维生素）和激素2.3.5优点：快速繁殖，脱毒，种质资源保存。

（注意：外植体的选择原则）实验7.3 植物细胞分化的观察1．实验目的：2．实验材料：已长有根毛的小麦苗幼根3．试剂：0.2%龙胆紫染液（或醋酸洋红）4．实验步骤：小麦苗幼根装片的制作取材→染色→加盖玻片→压片→镜检(低→高)，观察小麦根尖各区域的细胞结构特点根冠：细胞形状不规则分生区：细胞呈正方形，有处于不同分裂时期的细胞。

伸长区：细胞较长成熟区：具有环纹或螺纹的导管和根毛细胞。

五、克隆技术1．克隆：1.1概念：指不用雌、雄两性生殖细胞，而仅仅用一个个体的部分组织或一个体细胞，通过细胞分裂和分化而产生新个体的过程。

1.2植物克隆：分裂生殖、出芽生殖、营养繁殖、组织培养等。

1.3动物克隆：1.3.1低等动物克隆：A.涡虫和蚯蚓等的再生：B.没有父亲的非洲爪蟾的培育(证明了动物的体细胞核具有全能性)；1.3.2高等动物的克隆----“多利”羊的培育：A.培育过程：如右图B.结论：哺乳动物中高度分化的体细胞核仍保持着全能性。

2．动物克隆技术的应用2.1培育优良畜种和生产实验动物；2.2生产转基因动物；2.3生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法；2.4复制濒危的动物物种，保存和传播动物物种资源。

（注意：1、选择卵细胞的原因；2、多利诞生涉及到哪些生物工程技术）。