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1、四、细胞的生命历程,考纲要求： 细胞的增殖： （1）细胞的生长和增殖的周期性 （2）细胞的无丝分裂 （3）细胞的有丝分裂 实验：观察细胞的有丝分裂 模拟探究细胞表面积与体积的关系,考纲要求： 细胞的分化、衰老和凋亡： （1）细胞的分化 （2）细胞的全能性 （3）细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系 （4）癌细胞的主要特征及预防 ,（一）细胞的生长, 细胞从周围环境中吸收营养物质 并增大自身体积的过程。,限制细胞无限长大的原因：,细胞生长是个体生长的原因之一。, 细胞体积越大，其相对表面积越小， 细胞的物质运输的效率就越低；, 细胞的核/质比： 细胞体积太大不利于细胞核对性状的控制。,（二）细胞
2、的增殖,1、细胞增殖的定义,细胞通过细胞分裂产生新细胞、增加细胞数目的过程。 包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。,2、细胞增殖的意义,是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础,单细胞生物,分裂,新个体,繁殖,多细胞生物,体细胞,（多数）,有丝分裂,新的体细胞,（少数）,无丝分裂,新的体细胞,增加个体中细胞数目，使个体长大,原始生殖细胞,减数分裂,（精子、卵细胞）,有性生殖细胞,受精,子代个体,繁殖,3、细胞增殖的方式,（1）有丝分裂, 实验：观察洋葱根尖有丝分裂,培养洋葱根尖,取根尖23mm,解离,漂洗,染色,制片,观察,含分生区细胞,利用解离液使细胞彼此分离,洗去解离液，便于染色,利用碱性染
3、料使染色体（质）染成深色而从细胞结构中凸显出来,使细胞彼此分散开，成单层细胞状态,先用低倍镜找分生区，再用高倍镜观察, 有丝分裂的周期性,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，是一个细胞周期。,下列材料中具有细胞周期的是 。, 根尖分生区细胞 神经细胞 精子或卵细胞 胚胎干细胞 人成熟红细胞 形成层细胞 叶肉细胞 洋葱表皮细胞 癌细胞 愈伤组织细胞,高度分化的体细胞和生殖细胞没有细胞周期。,分裂期,前期 中期 后期 末期,细胞周期,G1期 S 期 G2期,（M期）,分裂间期,蛋白质合成,核DNA复制,蛋白质合成,将复制好的核DNA（染色体）精确地平分到两个子细胞中, 植
4、物细胞的有丝分裂过程,染色体复制,膜仁消失现两体,形定数晰赤道齐,点裂数加均两极,两消两现重开始,分化,部分,部分, 植物细胞与动物细胞有丝分裂的区别,前期纺锤体的形成,细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体,末期细胞质的分裂,在赤道板上形成细胞板，进而形成细胞壁,中心体发出星射线，形成纺锤体,细胞膜从细胞中部向内凹陷、缢裂,分裂间期 前期 中期 后期 末期,染色体的变化,形态,染色单体数目,DNA分子数目,染色体组数目,染色质,染色体,染色质,细胞核,赤道板,移向细胞两极,子细胞核,2N,4N,2N,0,4n,2a,0,0,4a,2a,2,4,2,位置,数目,细胞周期中染色体、DNA等的变化,核区,
5、随着丝点分裂，染色体数加倍，染色体组数也加倍。 此时的赤道板两侧各有两个染色体组。每个染色体组包含图中的一长一短两条染色体。,后期图像,易错图像辨析,每 细 胞 核DNA 含 量,每 染 色 体 DNA 含 量,CD段发生在末期,CD段发生在后期,例. 研究人员根据细胞DNA含量不同，将某二倍体植物连续增殖的细胞分为三组，每组的细胞数如图。从图中所示信息分析其细胞周期，不正确的是（ ） A甲、乙、丙组细胞中均有间期细胞 B用适宜浓度的秋水仙素处理该植物一段时间后，丙组 细胞数目将增加 C丙组细胞的染色体数目是正常体细胞的两倍 D用DNA合成抑制剂处理后会导致甲组细胞数目增加,C,例：如图所示，
6、图甲中ab表示一个细胞周期，cd表示另一个细胞周期；图乙中箭头方向表示细胞周期，据图分析下列说法不正确的是 A. 处于图甲、图乙的细胞不会出现同源染色体分离 B. 处于图甲a和图乙BA时期的细胞可进行DNA复制 C. 处于图甲、图乙时期的细胞一定有同源染色体的存在 D. 处于图甲b时期的细胞，若着丝点分裂，染色体数目 一定加倍,C, 有丝分裂的意义,亲代细胞的染色体（DNA）经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中， 从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。,物质准备,细胞核延长,细胞核缢裂,母细胞从中部缢裂,两个子细胞形成,特点：,没有形成纺锤体（丝）和染色体。,实例：,蛙红细胞
7、；此外人体内某些高度分化的细胞如肝细胞、肾小管上皮细胞。,（2）无丝分裂,如DNA复制,（3）减数分裂,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。, 减数分裂的定义, 减数分裂发生的场所,高等动物的精巢和卵巢,高等植物的幼嫩花药和发育中的胚珠,动物精巢和植物的幼嫩花药是观察减数分裂的理想材料。, 减数分裂的过程,复制,第一次分裂前的间期,精原细胞,初级精母细胞,减数第一次分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精细胞,减数第二次分裂, 减数分裂的特点,染色体（DNA）复制一次， 细胞分裂两次， 1个原始生殖细胞最终形成4个子细胞， 每个子细胞中染色体数目减少一半。,有丝
8、分裂和减数分裂分裂期图形的辨别,前期：,相同点：染色体集中分布在核区,不同点,有同源染色体但不联会,有丝分裂前期,有同源染色体且联会,减数第一次分裂前期,无同源染色体,减数第二次分裂前期,中期：,相同点：染色体集中排列在赤道板上。,不同点,染色体着丝点排列在赤道板上,四分体排列在赤道板上,减数第一次分裂中期,有同源染色体,有丝分裂中期,无同源染色体,减数第二次分 裂中期,后期：,相同点：细胞中的染色体平分为两组、移向两极,不同点,着丝点不分裂，同源染色体分离,减数第一次分裂后期,着丝点分裂，姐妹染色体分离,每极染色体中有同源染色体,有丝分裂后期,每极染色体中无同源染色体,减数第二次分裂 后期,
9、末期：,子细胞核中有同源染色体,有丝分裂末期,子细胞核中无同源染色体,有姐妹染色单体,减数第一次分裂末期,无姐妹染色单体,减数第二次分裂末期,细胞分裂图像的识别,看染色体数目,奇数,减数第二次分裂,偶数,看同源染色体,无同源染色体,有同源染色体,减数第二次分裂,看同源染色体行为,有联会、同源染色体的分离,减数第一次分裂,有丝分裂,无上述现象,例：,甲:细胞处于_分裂的_期,子细胞为_,减数第一次,后,次级精母细胞,乙:细胞处于_分裂的_期,子细胞为_,减数第二次,后,精细胞或第二极体,丙:细胞处于_分裂的_期,子细胞为_,有丝,后,体细胞,丁:细胞处于_分裂的_期,子细胞为_,减数第二次,后,
10、卵细胞和第二极体, 受精作用,1、定义,指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。,2、过程,3、实质,来自精子（父方）和卵子（母方）的遗传物质汇合到一起。,减数分裂和受精作用共同维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定。,精子（N）和卵子（N）相遇,顶体反应,释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间的物质,精子穿越透明带，接触卵黄膜,透明带反应：阻止后来精子进入透明带,精子被卵黄膜的微绒毛抱合，精子外膜与卵黄膜融合,精子进入卵子内,卵细胞膜反应：阻止其他精子进入,精子尾部脱落，形成雄原核；,次级卵母细胞被激活，完成M，形成雌原核,雌、雄原核充分发育，彼此融合成合子（2N）,胚胎发育,受精卵,卵裂
11、,二细胞胚体,桑椹胚,囊胚,原肠胚,32细胞左右,内细胞团 滋养层,卵裂,发育成胎儿,发育成胎膜和胎盘,内细胞团分化出外胚层、内胚层和中胚层,分裂分化,分裂分化,成熟胚胎,选修三胚胎工程,在减数分裂中，,非同源染色体间的自由组合,同源非姐妹染色单体间的交叉互换,导致基因重组，使个体产生的配子多种多样,在受精作用中，多种多样的卵细胞与多种多样的精子 之间随机结合，产生了多种多样的 合子（受精卵）。, 有性生殖使后代变异性更大,意义：提高了生物的变异性， 加快了生物进化的速度。,原因：,减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合：,引起非同源染色体上非等位基因自由组合,A A a a,B B b b
12、,A B,a b,或者,A b,a B,2,2,2,2,1个精原细胞（含n对同源染色体）产生精子数为 个、 种，而该生物体能产生的精子有 种。（不考虑交叉互换和基因突变）,2n,4,2,1个卵原细胞（含n对同源染色体）产生卵细胞数为 个、 种，而该生物体能产生的卵细胞有 种。（不考虑交叉互换和基因突变）,2n,1,1,四分体时期，同源非姐妹染色单体之间可能交叉互换部分片段：,A A,a a,B B,b b,A A,a a,B b,B b,无交叉互换,配子,A B,a,b,有交叉互换,A B,a,b,A b,a,B,引起同源染色体上非等位基因重组,重组类型,（三）细胞的分化和细胞的全能性,指在个
13、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。,1、细胞分化, 细胞分化的原因：,不同的细胞中遗传信息的执行情况不同 （即基因的选择性表达）,同一个体的每一体细胞遗传物质相同,不同细胞所表达的基因有所不同,不同细胞所合成的蛋白质有所不同,细胞形态结构功能出现稳定性差异,形成不同种类的细胞, 细胞分化的特点：,渐进的、持久的、一般不可逆转。,发生在整个生命进程中，但在胚胎时期达到最大限度。, 细胞分化的意义：,使多细胞生物体内的细胞趋向专门化， 提高各种生理功能的效率。,2、细胞的全能性,具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整个体的潜能
14、。,胡萝卜植株,胡萝卜根切片,单个细胞,愈伤组织,胚状体,试管苗, 原因：,细胞中含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传信息。,受精卵的全能性最高； 植物分生区细胞和动物干细胞的全能性较高； 高度分化的体细胞全能性较低；,卵细胞已经高度分化，但其全能性仍然较高（特殊）,通常分化程度越高，分裂能力越低，全能性也越低。,植物细胞高于动物细胞, 应用,为植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术、动物克隆技术（核移植技术）提供理论依据。, 全能性表达的条件：,离体；一定因素（营养物质、激素等）的诱导,植物组织培养技术,在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的
15、培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。,植物组织培养技术流程图,外植体消毒,接种到诱导培养基上,脱分化,诱导出愈伤组织,接种到分化培养基上,胚状体,完整幼苗（试管苗）,再分化,接种到生根培养基上,同时诱导生芽和生根,诱导生芽,诱导生根,正常植株,移栽大田,（器皿应严格灭菌）,决定脱分化、再分化的关键因素是生长素和细胞分裂素的协同调控作用：,生长素含量高于细胞分裂素时,诱导植物组织脱分化和生根；,细胞分裂素含量高于生长素时,诱导植物组织再分化和生芽。,（四）细胞的衰老,细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程。,细胞衰老的特征: “一大二小一多三低”,一大,细
16、胞核大，染色质收缩，染色加深,二小,细胞内水分减少，体积变小,一多,细胞内色素增多,三低,许多酶活性降低,物质运输功能降低（膜通透性改变）,细胞代谢速率变低,（脂褐素）,细胞衰老与个体衰老之间的关系：,对单细胞生物而言，细胞衰老即个体衰老；,对多细胞生物而言，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。,（五）细胞凋亡,（细胞编程性死亡）, 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。,多细胞生物体完成正常发育,维持生物体内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰,意义：,细胞坏死,在不利因素影响下，细胞正常代谢活动受阻或中断，引起的细胞的损伤和死亡。,（六）细胞的癌变,细胞受到致癌因子的作用，细胞中
17、的遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。,1. 癌细胞的定义,2. 癌细胞的主要特征,在适宜条件下可无限增殖,细胞形态结构发生显著改变,细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞间黏着性显著降低，容易在体内分散和转移,3. 细胞癌变的原因,正常细胞中的原癌基因,激活状态的原癌基因,正常细胞转化为癌细胞,致癌因子,物理因子： 化学因子： 病毒因子：,电离辐射、X 射线、紫外线等,砷、苯、煤焦油,致癌病毒,正常细胞中抑癌基因,抑癌基因受损伤,突变,突变,4. 癌症的预防,坚持健康的生活方式，远离致癌因子,合理的膳食和作息，愉快的情绪，不吸烟、不酗酒,5. 治疗,手术切除,放疗,化疗,利用化学物质以一定的方式抑制癌细胞的生长和增殖，或者杀伤癌细胞,利用高能量的X或射线直接杀伤癌细胞,如抑制DNA复制而阻止癌细胞增殖,如阻止癌肿附近血管生成而抑制癌细胞增殖,利用单克隆抗体提高药物杀伤癌细胞的准确性,单克隆抗体的制备,特定抗原,注射,小鼠,效应B细胞,骨髓瘤细胞,提取,人工诱导融合,多种融合细胞,HAT培养基筛选,多种杂交瘤细胞,专一抗体检测、筛选,克隆化培养,专一抗体检测阳性细胞,注射,小鼠体内增殖,体外,提取,提取,单克隆抗体,单克隆抗体,既能产生特定抗体又能大量繁殖,