第七章细胞的分裂与分化(共12页)

1、第七章 细胞的分裂与分化第 页第一节 生殖和生命(shngmng)的延续一无性生殖(wxng shngzh)亲子(qn z)两代极其相似1定义：生物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。2分类：（1）分裂生殖：母体新个体，如细菌、草履虫；（2）出芽生殖：母体芽体新个体，如水螅、酵母菌；（3）孢子生殖：母体孢子新个体，如青霉、曲霉(真菌)、蕨类；（4）营养繁殖：植物的营养器官(根、茎、叶)新个体。如马铃薯、草莓、蒜。运用于扦插、分株、嫁接。3特点：（1）较低级、不普遍；（2）后代能较好的保持母体的遗传性状； （3）变异性小，生活力差。实践意义：生产上和科研中，常用无性生殖的方法来

2、繁殖优良生物品种，克隆生物。二有性生殖遗传性变异的来源1定义：通过亲本产生生殖细胞(配子)，雌雄生殖细胞结合形成合子(受精卵)，再由受精卵发育成新个体的生殖方式。2主要生殖方式卵式生殖：卵与精子结合的生殖方式(高等动物和人类唯一的生殖方式)。有性生殖两个基本过程：（1）减数分裂：产生精子和卵细胞的过程。 （2）受精作用：卵与精子(称为雌雄配子)结合成为合子(受精卵)的过程。特点：（1）较高级、很普遍；（2）后代具有两个亲本的遗传特性； （3）变异性大，生活力强，往往比亲本有着更强的适应环境变化的能力。意义：（1）理论上：有利于个体生存和种群进化； （2）实践上：杂交育种，扩大变异来源。第二节

3、有丝分裂一生物的分裂1多细胞生物的生长发育是细胞分裂和分化的过程。2分裂方式：无丝分裂、有丝分裂(动植物体细胞分裂的主要形式)、减数分裂。二有丝分裂过程1分裂间期：细胞分裂前的准备期，染色质呈细丝状，核仁明显。细胞内进行DNA复制及有关蛋白质的合成。2分裂期（1）前期：核膜、核仁消失；纺锤丝、染色体出现，每条染色体含2条姐妹染色单体，共用一个着丝粒(两个消失和两个出现)；（2）中期：着丝粒被纺锤丝牵引排列在赤道面上；染色体数目、形态最清晰(构成与前期相同)；（3）后期：着丝粒分裂，染色单体分开成为两条新染色体，向细胞两极移动；细胞中染色体数目暂时加倍，形成两组形态结构数目相同的染色体(染色单体

4、消失)；（4）末期(mq)：核膜、核仁出现(chxin)；纺锤体和染色体消失(xiosh)；两组染色体平均分到两个子细胞内，染色体解螺旋为染色质(两个出现和两个消失)。3动植物细胞分裂的异同点（1）相同点：有丝分裂过程中染色体、DNA的行为和数目变化相同。如间期DNA复制、后期着丝粒分裂、染色体均分等。（2）不同点时期特征表现原因植物细胞动物细胞前期纺锤体来源直接由细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体由中心体发出的星射线和纺锤丝共同形成纺锤体高等植物细胞无中心体；动物细胞有中心体(间期复制成2个)末期细胞一分为二的方式细胞赤道面上的细胞板(形成新的细胞壁)使细胞一分为二赤道面的细胞膜向内凹陷缢裂，使

5、细胞一分为二动物细胞无细胞壁；植物细胞有细胞壁(高尔基体形成) 动植物细胞分裂的不同点是读图时辨认细胞类型的重要依据。4意义：DNA先复制、再平均分配，产生两个染色体数目和形态结构与亲代细胞完全相同的子细胞，保证亲子两代遗传性状的稳定性和连续性。5细胞分裂过程中染色体、DNA、染色单体的数量变化(设某生物细胞内的染色体为2n个)：间期前期中期后期末期(一个子细胞)DNA数2n4n4n4n4n2n染色体(质)数2n2n2n4n2n染色单体数04n4n00染色质、染色体和染色单体之间的关系：染色质和染色体是同一物质在细胞周期的不同时期的两种形态，主要成分都是DNA和蛋白质。染色质是间期细胞核内的细

6、丝状物，复制后两个相同的DNA分子由一个着丝粒连在一起。染色体是细胞分裂时染色质超螺旋化形成的，每个染色体上有一个着丝粒，是纺锤丝附着的地方。染色单体是间期DNA复制后连在一个着丝粒上的两个相同DNA螺旋化而成的，并在前期出现。其中，1个染色单体含1个DNA分子。进入细胞分裂后期，着丝粒一分为二，两个染色单体也分开各自有自己的着丝粒，此时就不再叫染色单体而叫染色体了。图像中的染色体、染色单体、DNA关系：三细胞周期1细胞分裂后的状态（1）增殖(zngzh)细胞继续增殖有很强分裂能力(nngl)的细胞：骨髓细胞、消化道黏膜上皮细胞、植物形成层细胞、生长点细胞；（2）暂不增殖(zngzh)(G0)

7、细胞始终保持分裂能力的细胞：肝、肾细胞；（3）不增殖细胞高度分化、不再分裂的细胞：神经细胞、肌肉细胞、成熟红细胞等。2细胞周期：对于增殖细胞来说，一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程。（1）间期：约占细胞周期95%的时间。G1 期：DNA合成前期，合成一定数量的RNA、蛋白质、有关酶；S期：DNA的精确自我复制(是进行诱变育种、放疗化疗的最适合时期)；G2 期：合成组装纺锤体的蛋白质，完成物质和能量准备。分裂期：约占细胞周期5%的时间，包括前中后末四个时期。第三节 减数分裂一减数分裂过程1时期：进行有性生殖的生物，由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程。2特点：DNA复制一次，细胞连续分裂两

8、次，结果子代细胞的染色体数包括DNA分子数是亲代细胞的一半。3减数第一次分裂与减数第二次分裂的具体过程(表格)时期染色体行为染色体(质)数染色单体数DNA数等位基因的变化(Dd)间期DNA复制及有关蛋白质的合成2n02a4aDdDDdd减数第一次分裂前期同源染色体联会，部分交叉互换2n4n4aDDdd中期同源染色体的着丝粒排列在赤道面2n4n4aDDdd后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合2n4n4aDDdd末期细胞一分为二，染色体数减半n2n2aDD、dd(不考虑交叉互换)间期短暂，无染色体复制(中心体倍增)n2n2aDD、dd减数第二次分裂前期每条染色体含2条单体，但无同源染色体n2n

9、2aDD、dd中期非同源染色体的着丝粒排列赤道面n2n2aDD、dd后期着丝粒分裂，染色单体成染色体，移向两极2n02aDD、dd末期细胞分裂，共形成4个子细胞n0aD、D、d、d 同源染色体分别来自父方和母方，形状大小结构都相同。在同源染色体的相对位置上的基因都是控制同一性状的基因，但是其中的脱氧核苷酸序列(即遗传信息)可能有所不同。减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对，称联会。联会是减数分裂过程中的重要特征，是有丝分裂没有的；也是等位基因发生交换的前提，是遗传学上基因的分离定律和自由组合定律的细胞学基础。二精子(jngz)和卵的形成比较项目不同点相同点精子的形成卵的形成间期精原细胞(2n

10、)形成初级精母细胞(2n)卵原细胞(2n)形成初级卵母细胞(2n)DNA复制一次减数第一次分裂1个初级精母细胞(2n)产生2个大小相同的次级精母细胞(n)1个初级卵母细胞(2n)产生1个大的次级卵母细胞(n)和1个小的第一极体(n)同源染色体联会、交叉互换、分离；细胞质分裂，子细胞染色体数目减半减数第二次分裂2个次级精母细胞(n)产生4个大小相同的精细胞(n)1个次级卵母细胞(n)产生1个大的卵(n)和1个小的第二极体(n)。第一极体分裂成2个大小相同的第二极体着丝粒分裂，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变变态精细胞形态改变成精子(n)卵(n)无形态改变，3个第二极体退化分裂结果细胞质均等分裂，

11、所以产生4个有功能的精子细胞质不均等分裂，所以只产生1个有功能的卵精子、卵中染色体数目均减半 配子(piz)(精子(jngz)n/卵n)经过受精作用形成受精卵(2n=精子n+卵n)。成对的同源染色体是在有性生殖过程中，分别由两个亲本产生的生殖细胞所携带，通过受精作用进入受精卵中的。三减数分裂和有性生殖的意义1生物因为减数分裂与受精作用，才保证亲、子两代染色体数的恒定，以及生物体遗传性状的相对稳定。有性生殖的意义：保证后代遗传稳定性、增加生物多样性、增强生物适应环境变化的能力。四分裂相关知识点补充1含同源染色体的细胞有：体细棺、精(卵)原细胞、初级精(卵)母细胞、受精卵。含同源染色体的分裂时期有

12、：有丝分裂全过程，减数第一次分裂(子细胞内不再有)。2减数分裂与有丝分裂坐标图(表示DNA，表示染色体)3细胞分裂图识别(shbi)有丝分裂(yu s fn li)：细胞内有同源(tn yun)染色体、后期有着丝粒分裂。减数第一次分裂：细胞内有同源染色体联会，后期有同源染色体分离(后期细胞大小不一则母细胞为初级卵母细胞)。减数第二次分裂：细胞内无同源染色体、后期有着丝粒分裂(后期细胞大小不一则母细胞为次级卵母细胞)。(上述两次形成大小一样的子细胞则母细胞分别为初级精母细胞或次级精母细胞或第一极体)4有丝分裂与减数分裂的比较项目有丝分裂减数分裂不同点分裂形成的是体细胞分裂形成的是生殖细胞细胞分裂

13、1次，产生2个子细胞细胞连续分裂2次，产生4个精子或者1个卵+3个第二极体子细胞染色体数目不变子细胞染色体数目减半没有同源染色体的特殊行为同源染色体联会、交叉互换、分离，非同源染色体自由组合染色体在个体内细胞间的传递染色体在个体间的传递相同点出现纺锤体，DNA复制一次第四节 细胞分化和植物细胞的全能性一细胞分化1定义：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上的差异的过程；2细胞分化的原因：细胞内化学物质的变化，引起了基因的选择性表达；3意义：产生了细胞的多样性，是生物正常发育的基础，也是形成各种组织的基础；4特点：是一种渐变的、持久的、稳定的、不可逆的变化，一旦逆向发展，可能是癌

14、变。二植物细胞的全能性1细胞全能性：又称发育潜能，是指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。受精卵就具有发育成完整个体的最高全能性。随细胞分化程度的提高，细胞发育潜能逐渐变小。一般细胞全能性大小如下：受精卵胚胎细胞(干细胞)植物细胞动物细胞核2植物细胞全能性的表现：一般正常植物体内细胞不表现全能性，但是脱离母体的植物细胞无论来自哪个器官(qgun)，在一定条件下都能表现出全能性，发育成完整植株，即植物的组织培养。3组织培养的条件(tiojin)：无菌条件、控制温度(wnd)、pH和光照条件 含有糖类、无机盐、维生素、植物激素等物质的人工配制培养基 应用：植物快速繁殖，经济植物的

15、大批量、工厂化生产过程：第五节 克隆一克隆1定义无需雌雄生殖细胞结合，直接由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(无性繁殖)。2植物和某些低等动物的体细胞具有全能性，动物的细胞核具有全能性。3动物克隆的方法一般是供体(被克隆个体)的体细胞核+去核卵细胞重组细胞早期胚胎克隆个体克隆“多利羊”的技术有：细胞核移植、细胞融合、胚胎移植二动物克隆技术的应用1繁育优良性状的家畜，培育转基因克隆动物2克隆人体组织器官，治疗人类遗传病3抢救濒危物种，保护生物多样性三动物克隆技术与社会伦理1我国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。2四不原则：不赞成、不允许、不支持、不

16、接受任何生殖性克隆人实验。本章小结1生物的生殖可分为无性生殖和有性生殖两大类。2常见的无性生殖方式有分裂生殖(如细菌、草履虫、眼虫)；出芽生殖(如水螅、酵母菌)；孢子生殖(如真菌、苔藓)；营养生殖(如果树)。3有性生殖方式产生的后代具备双亲的遗传信息，具有更强的生活能力和变异性，这对于生物的生存与进化具有重要意义。4体细胞的有丝分裂具有细胞周期，它是指连续分裂的细胞从一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止，包括分裂间期和分裂期。5分裂间期最大特征是DNA复制，蛋白质合成，对于细胞分裂来说，它是整个周期中时间最长的阶段。6分裂期前期最明显的变化是染色体明显，此时每条染色体都含有两条染色单体，

17、由一个着丝粒相连，同时，核仁解体，核膜消失，纺锤丝形成纺锤体。7分裂(fnli)期中期每条染色体的着丝点都排列在细胞(xbo)中央的赤道(chdo)面上，清晰可见，便于观察。8分裂期后期每个着丝粒一分为二，染色单体随之分离，形成两条染色体，在纺锤丝牵引下向两极运动。9分裂期末期染色体到达两极后，逐渐变成丝状的染色质，同时纺锤体消失，核膜核仁重新出现，将染色质包围起来，形成两个新的细胞核，然后细胞一分为二。10动植物细胞有丝分裂比较植物动物纺锤体形成方式纺锤丝纺锤丝、中心体细胞一分为二方式细胞板分割细胞膜内陷意义亲子代遗传性状的稳定性和连续性11填表间期前期中期后期末期DNA2n4n4n4n4n

18、2n染色体2n2n2n4n2n染色单体04n4n4n0012请根据右图回答问题(括号内写标号)（1）依次写出C、E两个时期的名称G2；中期；（2）RNA和蛋白质合成时期为(A)G1期，DNA复制时期为(B)S期，核仁、核膜消失的时期为(D)前期，核仁、核膜重新形成时期为(F)末期。（3）细胞在分裂后，可能出现细胞周期以外的三种生活状态是连续增殖、暂不增殖、细胞分化。13植物细胞有丝分裂的观察实验中：（1）实验材料：植物根尖。（2）实验步骤：解离(试剂：20%HCl)、漂洗、染色(试剂：龙胆紫)、压片。（3）实验的观察部位是：根尖生长点。14精子的形成过程15减数分裂过程中细胞核形态、染色体数、

19、染色单体数和DNA数等的变化时期染色体行为染色体(质)数染色单体数同源染色体对数DNA数间期DNA复制及有关蛋白质的合成2n04nn2n4n减数第一次分裂前期同源染色体联会，部分交叉互换2n4nn4n中期同源染色体的着丝粒排列在赤道面，排列于细胞中央2n4nn4n后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合2n4nn4n末期细胞一分为二，染色体数减半n2n02n间期短暂，无染色体复制(中心体倍增)n2n02n减数第二次分裂前期每条染色体含2条单体，散乱分布，但无同源染色体n2n02n中期非同源染色体的着丝粒排列赤道面，排列于细胞中央n2n02n后期着丝粒分裂，染色单体成染色体，移向两极2n002n

20、末期细胞一分为二n00n16有丝分裂与减数分裂(jin sh fn li)的比较比较有丝分裂减数分裂分裂细胞类型体细胞(从受精卵开始)精(卵)巢中的原始生殖细胞细胞分裂次数一次二次同源染色体行为无联会，始终在一个细胞中有联会形成四分体，彼此分离子细胞数目二个雄为四个，雌为(1+3)个子细胞类型体细胞成熟的生殖细胞最终子细胞染色体数与亲代细胞相同比亲代细胞减少一半子细胞间遗传物质一般相同(无基因突变、染色体变异)一般两两相同(无基因突变、染色体变异)相同点染色体都复制一次，减数第二次分裂和有丝分裂相似意义使生物亲代和子代细胞间维持了遗传性状的稳定性，对生物的遗传有重要意义减数分裂和受精作用使生物

21、的亲代和子代维持了染色体数目的恒定，对遗传和变异有十分重要的17卵细胞的形成(xngchng)过程18受精(shu jng)作用19据减数分裂后期细胞质分裂方式判断细胞20判断动物细胞分裂方式、时期（1）首先判断时期，如染色体无规律分布为前期，染色体排列在中央为中期，染色体移向两极为后期；（2）判断分裂方式21下图是某种生物不同(b tn)的细胞分裂示意图(假设该生物体细胞中染色体数目为4条)（1）在A、B、C、D中，属于(shy)减数分裂的是B、D。（2）A细胞(xbo)中有8个染色体，8个DNA分子，0个染色单体。（3）具有同源染色体的细胞有A、B、C。（4）不具有姐妹染色单体的细胞有A、

22、D。22用显微镜观察动物细胞分裂薄玻片标本，看到哪些现象是减数分裂细胞所特有的（ B ）A有纺锤体的出现B同源染色体的联会C染色体的复制D分裂后期形成细胞板2310个初级精母细胞产生的精子和10个初级卵母细胞产生的卵细胞，若全部受精，则形成受精卵（ A ）A10个B5个C20个D40个24一条染色体含有一个DNA分子，经复制后，一条染色单体含有（ B ）A两条双链DNA分子B一条双链DNA分子C四条双链DNA分子D一条单链DNA分子25某生物减数分裂第二次分裂后期(huq)有染色体18个，该生物体细胞有染色体（ A ）A18个B36个C72个D9个26细胞(xbo)分化是指同一(tngy)来源

23、的细胞发生在形态结构、生理功能和蛋白质合成上发生差异的过程。27科学研究证实，高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整生物体的能力，即保持着细胞全能性。生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的遗传信息。28植物组织培养的理论基础是细胞全能性，过程可以简要归纳为：离体的植物器官、组织或细胞(愈伤组织)(根茎叶分化)。本章小结1生物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称为无性生殖。常见的无性生殖有分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖和营养繁殖。2有性生殖是通过亲本产生生殖细胞，雌雄生殖细胞结合形成受精卵，由受精卵发育成新个体的生殖方式。高等植物和大多数动物进行有性生殖。3有丝分裂是动植物细胞分

24、裂的主要方式，由分裂间期和分裂期组成。根据染色体的变化特点，将分裂期分为前期、中期、后期、末期四个时期。经过有丝分裂，分裂间期复制的DNA平均分离，产生两个染色体数目和形态结构与亲代细胞完全相同的子细胞，保证亲代、子代之间遗传性状的稳定性和连续性。4减数分裂是形成生殖细胞的一种特殊形式的细胞分裂。由减数第一次分裂和减数第二次分裂两个连续的细胞分裂组成。减数分裂过程中，DNA复制一次，产生四个单倍体的子细胞。减数分裂是有性生殖的基础，是生物遗传、进化、形成生物多样性的必要条件。5细胞分化是指同一来源的细胞发生形态结构、生理功能和蛋白质合成上稳定差异的过程。经细胞分化形成细胞的多样性，是个体发育的必要条件。6细胞的全能性是指单个细胞，经细胞分裂和分化后仍具有形成完整生物体的潜能。细胞全能性是组织培养和克隆技术的理论基础。7克隆是指不用雌雄两性的生殖细胞，而仅