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第七章 细胞的分裂和分化
第一节 生殖和生命的延续
一． 无性生殖
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
2. 特点：由于新个体由母体直接产生，所以新个体所含的遗传物质和母体相同，因而新个体基本上能够保持母体的一切性状。
二． 有性生殖
1. 概念：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。
2. 特点：有性生殖的 具备两个亲本的遗传性，具有更大的生活力和变异性，因此对于生物的进化是很有意义的。

第二节 有丝分裂
细胞分裂的种类：有丝分裂（一般产生体细胞）无丝分裂（蛙的红细胞）减数分裂（产生生殖细胞）。原核细胞的分裂方式主要为二分裂。
一． 细胞周期
1. 细胞周期
细胞周期是连续分裂的细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。有丝分裂才有细胞周期。
高度分化的细胞如神经细胞，肌肉细胞，成熟的红细胞，有大液泡的植物成熟细胞在生物体内不会分裂，所以不具有细胞周期。

有丝分裂：细胞核内的遗传物质平均分配，但是细胞质不是平均分配。
2. 分裂间期
G1（DNA复制前期）：DNA复制所需蛋白质的合成和核糖体的增生
S期（DNA复制）：DNA复制
G2（DNA复制后期）：有丝分裂所需的一些蛋白质的合成
细胞分裂间期的特点：
①染色体复制：主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
②复制的结果：染色体数目不变，DNA加倍，染色单体数目从0变为染色体数的两倍。
3. 细胞分裂期
前期的特征：
1） 染色体逐渐出现 染色质逐渐螺旋成染色体。
2） 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
3） 核仁逐渐解体
4） 核膜逐渐消失
“两体出现，两核消失”
细胞分裂中期：
1） 在纺锤丝的牵引下，染色体的着丝粒排列在细胞中央赤道板上
2） 染色体继续凝聚变短，染色体和纺锤体最清晰（中期是染色体计数和观察的最佳时期）
“两体清晰，粒在板”
细胞分裂后期
1） 着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开形成两条子染色体，染色体数目加倍，染色单体变为0条
2） 子染色体平均分为两组向细胞两极移动
“着丝粒断裂，子染色体分离”
细胞分裂末期
1） 染色体解螺旋成染色质
2） 纺锤体消失
3） 核仁重新出现
4） 核膜重新出现
5） 细胞中央出现细胞板，逐渐形成细胞壁后细胞分裂成两个子细胞。细胞板的形成与高尔基体有关，线粒体提供能量。
“两体消失，两核出现，出现细胞板”

例题：一种植物细胞在有丝分裂后期时含有32条染色体，那么此时该细胞内染色单体总数，DNA分子数，该物种正常体细胞内的染色体数分别是（ ）
A.32，32，16 B.0，32，32
C.0，3216 D.16，16，32
4. 有丝分裂的特征和意义
1） 每个子细胞都具有相同数目，形态的染色体，保证了每一种生物体细胞染色体数目的恒定性。
2） 子细胞与亲代细胞同样的遗传物质，保证每一种生物亲，子代之间遗传性状的稳定性。
二． 动植物细胞有丝分裂的异同

三． 与有丝分裂有关的细胞器
1. 线粒体：DNA分子的复制，有关蛋白质的合成，染色体的运动等过程都需要消耗ATP
2. 核糖体：合成组成染色体的蛋白质，与细胞分裂有关的蛋白质和细胞内的其他蛋白质
3. 高尔基体：与植物细胞的细胞壁形成有关
4. 中心体：与动物细胞纺锤体的形成有关，决定了动物细胞分裂的方向

实验：观察植物根尖分生区的有丝分裂
实验材料：洋葱根尖
实验步骤：
①　 解离：取根尖2~3mm，10%盐酸，使细胞分离。
②　 漂洗：清水
③　 染色：龙胆紫或醋酸洋红
④　 制片：盖上盖玻片，再用载玻片压片
第三节 减数分裂
一． 同源染色体的来源，概念及关系
1. 同源染色体
概念：一个来自父方，一个来自母方，其形态，大小相同的一对染色体。同源染色体在减数第一次分裂前期发生联会。

果蝇有4对同源染色体
根据图3-3理解染色体的概念
1） 染色体数目：
2） DNA数目：
3） 染色单体数目：
4） 属于姐妹染色单体的是：
5） 属于非姐妹染色单体的是：
6） 属于同源染色体的是：
7） 属于非同源染色体的是：

2. 减数分裂，受精作用，有丝分裂的关系

3. 减数分裂是同源染色体的分离
二． 减数分裂的概念及名称来源
1. 范围：成熟的有性生殖细胞（指精子或卵细胞）的形成。
2. 特点：细胞分裂连续两次，而染色体只复制一次
3. 结果：细胞中染色体数目比原来减少一半。
ü 减数分裂没有细胞周期，因为减数分裂不能连续进行。
三． 精子的形成和减数分裂中的染色体行为
1. 精子产生的场所和精原细胞的两种分裂方式
ü 精子在精巢内产生
ü 精原细胞通过减数分裂产生精子，同时精原细胞通过有丝分裂产生更多的精原细胞。
2. 减数分裂中精子的形成

ü 减数分裂间期：精原细胞体积增大，染色体复制，形成初级精母细胞
ü 减Ⅰ前期：同源染色体联会（一个四分体=一对同源染色体=l两条染色体）
ü 交叉互换是减Ⅰ前期联会时同源染色体的两条非姐妹染色单体发生部分对应片段的交换。
ü 减Ⅰ中期：同源染色体排列在赤道板上
ü 减Ⅰ后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合
四． 卵子的形成以及与精子形成的区别
1. 卵子产生的场所和卵原细胞的两种分裂方式
卵子又称卵细胞在卵巢内产生
卵原细胞通过减数分裂产生卵细胞，同时卵原细胞通过有丝分裂产生更多的卵原细胞。
2. 减数分裂中卵子的形成过程

3. 卵子与精子形成的比较
1） 相同点
² 都经过一次减数分裂，分裂过程中均有联会，四分体等现象
² 卵细胞和精子中的染色体数都比原始生殖细胞减少一半
2） 不同点
项目
精子的形成
卵细胞的形成
形成的成熟生殖细胞数目
4个精子
1个卵（3个极体退化，不属于生殖细胞）
细胞质是否均等分裂
均等分裂
初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂，第一极体均等分裂
是否需要变形
精细胞变形成精子
不变形，卵细胞就是卵子
初级精（卵）母细胞和次级精（卵）母细胞数量
初级精母细胞有1个，次级精母细胞有2个
初级卵母细胞有1个，次级卵母细胞有1个

1） 一种如上图的精原细胞能产生几种精子？
2） 一个如上图的精原细胞能产生几种精子？
3） 一个含有上图精原细胞的动物能产生几种精子？
4） 一种如上图的卵原细胞能产生几种卵子？
5） 一个如上图的卵原细胞能产生几种卵子？
6） 一个含有如上图卵原细胞的动物能产生几种卵子？
四． 减数分裂中细胞，染色体，染色单体，DNA的数目变化

五． 受精作用的概念及过程
精子与卵细胞融合成为受精卵的过程称为受精作用。
受精卵细胞核中的染色体一半来自卵细胞，一半来自精子；细胞质的DNA主要来自卵细胞。受精作用的过程可以基本体现细胞膜的流动性。

六． 减数分裂的意义
减数分裂与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，有十分重要的意义。
七． 减数分裂与有丝分裂的区别

【拓展习题】关于减数分裂
1. 染色体复制发生在哪一个时期？
2. 同源染色体配对发生在哪一个时期？
3. 中期Ⅰ与中期Ⅱ染色体行为有什么不同？
4. 后期Ⅰ与后期Ⅱ的主要区别有哪些？
5. 染色体数目减半发生在哪个时期？
6. 在哪些阶段存在姐妹染色单体？

第四节 细胞分化和植物细胞的全能性
一． 细胞分化的意义
1. 细胞分化：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，这个过程称为细胞分化。
2. 细胞分化的意义：
² 细胞分化是个体发育的基础，能形成具有特定形态，结构和功能的组织和器官。
² 细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率和组织器官的修复。
二． 细胞分化和细胞分裂的区别
细胞分裂只能产生许多相同的细胞，而细胞分化形态有差异的不同细胞。

细胞分裂
细胞分化
细胞数量
增加
不变
形态结构功能
相同
差异
相同点
遗传信息都没有发生改变
联系
共同完成生物个体发育过程
一般情况下，分化程度越高的细胞分裂能力越低。高度分化的细胞在体内没有分裂能力，如神经细胞，成熟的红细胞都不分裂。
三． 生物体内细胞分化的特点
1. 不可逆性
2. 稳定性
3. 持久性
四． 细胞分化的本质是基因的选择性表达
细胞分化的本质是基因的选择性表达。所以同一个个体的不同细胞的DNA是相同的，mRNA和蛋白质是不同的。
五． 植物细胞的全能性
1. 植物组织培养的理论基础是：植物细胞全能性
2. 植物细胞全能性的含义：植物体的每个细胞都具有发育成完整植株的潜能。
3. 植物细胞全能性的原因：生物体的每个细胞都有该五种所特有的全套遗传物质，都有发育称为完整个体所必需的全部基因。
六． 植物细胞全能性表达的条件
1. 离体
在离体条件下培养，植物细胞能表现出全能性，动物细胞的细胞核表现出全能性。
2. 培养基
3. 有一定的营养物质：维生素，蔗糖，水，无机盐等。
4. 植物生长调节剂：生长素和细胞分裂素。
组织培养中，生长素相对过多，只长根；细胞分裂素过多，只长芽。
5. 无菌条件
6. 一定的外界环境条件：温度，光照
七． 植物组织培养

ü 外植体：离体的植物器官，组织或细胞
ü 愈伤组织：相对没有分化的薄壁组织，排列疏松无规则，高度液泡化，无定形态。
ü 脱分化就是去分化，是分化的相反过程，脱分化不是一种分化。再分化就是脱分化后再次分化，就是一种分化。

第五节 克隆技术
1. 概念：克隆就是指不用雌雄两性的生殖细胞，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。
2. 优缺点：
优点：①快速繁殖②保持亲本的优良性状
缺点：降低了遗传多样性