第6章細(xì)胞的生命歷程（背誦版）

第6章細(xì)胞的生命歷程6.1細(xì)胞的增殖吃透教材吃透教材1.多細(xì)胞生物體體積的增大，即生物體的生長(zhǎng)，既靠細(xì)胞生長(zhǎng)增大細(xì)胞的體積，還要靠細(xì)胞分裂增加細(xì)胞的數(shù)量。2.細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞分裂增加細(xì)胞數(shù)量的過(guò)程，叫作細(xì)胞增殖。單細(xì)胞生物通過(guò)細(xì)胞增殖而繁衍。多細(xì)胞生物從受精卵開(kāi)始，要經(jīng)過(guò)細(xì)胞增殖和分化逐漸發(fā)育為成體。生物體內(nèi)也不斷地有細(xì)胞衰老、死亡，需要通過(guò)細(xì)胞增殖加以補(bǔ)充。因此，細(xì)胞增殖是重要的細(xì)胞生命活動(dòng)，是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。3.細(xì)胞增殖包括物質(zhì)準(zhǔn)備和細(xì)胞分裂兩個(gè)相連續(xù)的過(guò)程，“物質(zhì)準(zhǔn)備—分裂—物質(zhì)準(zhǔn)備—再分裂······”可見(jiàn)細(xì)胞增殖具有周期性。4.連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開(kāi)始，到下一次分裂完成時(shí)為止，為一個(gè)細(xì)胞周期。一個(gè)細(xì)胞周期包括兩個(gè)階段：分裂間期和分裂期。5.從細(xì)胞一次分裂結(jié)束到下一次分裂之前，是分裂間期。細(xì)胞周期的大部分時(shí)間處于分裂間期，占細(xì)胞周期的90%~95%。分裂間期為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備，完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。6.有絲分裂是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，人們根據(jù)染色體的行為，把它分為四個(gè)時(shí)期：前期、中期、后期、末期。7.高等植物細(xì)胞有絲分裂間期：分裂間期為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備，完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，同時(shí)細(xì)胞有適度的生長(zhǎng)。分裂期結(jié)束后，開(kāi)始進(jìn)行有絲分裂。8.高等植物細(xì)胞有絲分裂前期：染色質(zhì)螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體。每條染色體包括兩條并列的姐妹染色單體，這兩條染色單體由一個(gè)共同的著絲粒連接著。核仁逐漸解體，核膜逐漸消失。從細(xì)胞的兩極發(fā)出紡錘絲，形成一個(gè)梭形的紡錘體。9.高等植物細(xì)胞有絲分裂中期：每條染色體的著絲粒兩側(cè)，都有紡錘絲附著在上面，紡錘絲牽引著染色體運(yùn)動(dòng)，使每條染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的一個(gè)平面上。這個(gè)平面與紡錘體的中軸相垂直，類似于地球上赤道的位置，稱為赤道板。10.高等植物細(xì)胞有絲分裂后期：每個(gè)著絲粒分裂成兩個(gè)，姐妹染色單體分開(kāi)，成為兩條染色體，由紡錘絲牽引著分別相細(xì)胞兩極移動(dòng)，結(jié)果是細(xì)胞的兩極各有一套染色體。這兩套染11.高等植物細(xì)胞有絲分裂末期：當(dāng)這兩套染色體分別到達(dá)細(xì)胞的兩極以后，每條染色體逐漸變成細(xì)長(zhǎng)而盤曲的染色質(zhì)絲。同時(shí)，紡錘絲逐漸消失，出現(xiàn)了新的核膜和核仁，形成兩個(gè)新的細(xì)胞核。這時(shí)候，在赤道板的位置出現(xiàn)一個(gè)細(xì)胞板，細(xì)胞板逐漸擴(kuò)展，形成新的細(xì)胞壁。12.一個(gè)細(xì)胞分裂成為兩個(gè)子細(xì)胞，每個(gè)子細(xì)胞中含有的染色體數(shù)目與親代細(xì)胞的相等。分裂后形成的子細(xì)胞若繼續(xù)分裂，就進(jìn)入下一個(gè)細(xì)胞周期的分裂間期狀態(tài)。13.動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程，與植物細(xì)胞的基本相同。不同的特點(diǎn)是：第一，動(dòng)物細(xì)胞有由一對(duì)中心粒構(gòu)成的中心體，中心粒在間期倍增，成為兩組。進(jìn)入分裂期后，兩組中心粒分別移向細(xì)胞兩極。在這兩組中心粒的周圍，發(fā)出大量放射狀的星射線，兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。第二，動(dòng)物細(xì)胞分裂的末期不形成細(xì)胞板，而是細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷，最后把細(xì)胞縊裂成兩部分，每部分都含有一個(gè)細(xì)胞核。這樣，一個(gè)細(xì)胞就分裂成了兩個(gè)子細(xì)胞。14.細(xì)胞有絲分裂的重要意義，是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制（關(guān)鍵是DNA的復(fù)制）之后，精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA,因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩(wěn)定性?？梢?jiàn)，細(xì)胞的有絲分裂對(duì)于生物的遺傳有重要意義。15.細(xì)胞無(wú)絲分裂的過(guò)程比較簡(jiǎn)單，一般是細(xì)胞核先延長(zhǎng)，核的中部向內(nèi)凹陷，縊裂成為兩個(gè)細(xì)胞核；接著，整個(gè)細(xì)胞從中部縊裂成兩部分，形成兩個(gè)子細(xì)胞。因?yàn)樵诜至堰^(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化，所以叫作無(wú)絲分裂，如蛙的紅細(xì)胞的無(wú)絲分裂。16.在高等植物體內(nèi)，有絲分裂常見(jiàn)于根尖、芽尖等分生區(qū)細(xì)胞。由于各個(gè)細(xì)胞的分裂是獨(dú)立進(jìn)行的，因此在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時(shí)期的細(xì)胞。通過(guò)在高倍顯微鏡下觀察各個(gè)時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)，就可以判斷這些細(xì)胞分別處于有絲分裂的哪個(gè)時(shí)期。染色體容易被堿性染料（如甲紫溶液，舊稱龍膽紫溶液）著色。過(guò)程方法時(shí)間目的解離上午10時(shí)至下午2時(shí)（洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞處于分裂期的較多，這會(huì)因洋蔥品種、室溫等的差異而有所不同），剪取洋蔥根尖2～3mm，立即放入盛有鹽酸和酒精的混合液（1:1）的玻璃皿中，在室溫下解離。3～5min用藥液使組織中的細(xì)胞相互分離開(kāi)來(lái)。漂洗待根尖酥軟后，用鑷子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。約10min洗去藥液，防止解離過(guò)度。染色把根尖放進(jìn)盛有質(zhì)量濃度為0.01g/mL或0.02g/mL的龍膽紫溶液（或醋酸洋紅）的玻璃皿中染色。3～5min龍膽紫溶液或醋酸洋紅液能使染色體著色。制片用鑷子將這段根尖取出來(lái)，放在載玻片上，加一滴清水，并用鑷子尖把根尖弄碎，蓋上蓋玻片，在蓋玻片上再加一片蓋玻片。然后，用拇指輕輕地按壓載玻片。使細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)，有利于觀察。17.裝片的制作流程為：解離漂洗染色制片。18.把制成的裝片先放在低倍鏡下觀察，掃視整個(gè)裝片，找到分生區(qū)細(xì)胞：細(xì)胞呈正方形，排列緊密。再換成高倍鏡仔細(xì)觀察，首先找出分裂中期的細(xì)胞，然后再找前期、后期、末期的細(xì)胞，注意觀察各時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體形態(tài)和分布的特點(diǎn)。最后觀察分裂間期的細(xì)胞。思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖1.細(xì)胞周期和高等植物細(xì)胞的有絲分裂2.動(dòng)物細(xì)胞的有絲分裂、無(wú)絲分裂及觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂要語(yǔ)必背要語(yǔ)必背1.真核細(xì)胞分裂方式有有絲分裂、無(wú)絲分裂和減數(shù)分裂三種。2.連續(xù)分裂的細(xì)胞才具有細(xì)胞周期；高度分化的細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞周期，如葉肉細(xì)胞、表皮細(xì)胞、卵細(xì)胞、肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等。3.前期主要變化：染色質(zhì)絲縮短變粗成為染色體，出現(xiàn)紡錘體，核膜、核仁消失。4.中期的主要變化：每條染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的赤道板上。此時(shí)染色體形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰，是觀察染色體形態(tài)數(shù)目的最佳時(shí)期。5.后期的主要變化：每個(gè)著絲粒分裂成兩個(gè)，姐妹染色單體分開(kāi)，成為兩條染色體，由紡錘絲牽引著分別向細(xì)胞的兩極移動(dòng)，染色體數(shù)目加倍。6.染色體數(shù)目加倍：分裂后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分開(kāi)成為兩條染色體；染色體數(shù)目減半：分裂末期，減半的原因是細(xì)胞一分為二，染色體平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞。7.核DNA加倍：分裂間期DNA分子的復(fù)制。核DNA含量減半：分裂末期減半的原因是細(xì)胞一分為二，核DNA平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞。8.有絲分裂的意義：將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制(關(guān)鍵是DNA的復(fù)制)之后，精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中，在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩(wěn)定性。9.無(wú)絲分裂特點(diǎn)：在分裂過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化，所以叫作無(wú)絲分裂。吃透教材6.2細(xì)胞的分化吃透教材1.在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程，叫做細(xì)胞分化。細(xì)胞分化是一種持久性的變化，一般來(lái)說(shuō)，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。2.細(xì)胞分化是生物界普遍存在的生命現(xiàn)象，它是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高生物體各種生理功能的效率。3.就一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳信息，但形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大差異，這是怎么回事呢？原來(lái)，這是細(xì)胞中的基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同種類的細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同。例如，在紅細(xì)胞中，與血紅蛋白合成有關(guān)的基因處于活動(dòng)狀態(tài)，與肌動(dòng)蛋白（肌細(xì)胞中的一種蛋白質(zhì)）合成有關(guān)的基因則處于關(guān)閉狀態(tài)；在肌細(xì)胞中則相反。4.細(xì)胞的全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。當(dāng)然，那些沒(méi)有分化的細(xì)胞，如受精卵、動(dòng)物和人體的早期胚胎細(xì)胞、植物體的分生組織細(xì)胞也具有全能性?，F(xiàn)在人們可以利用植物細(xì)胞的全能性，通過(guò)植物組織培養(yǎng)的方法，快速繁殖花卉和蔬菜等作物，培養(yǎng)微型觀賞植株，拯救瀕危物質(zhì)。5.除前面介紹的非洲爪蟾實(shí)驗(yàn)外，1996年誕生的克隆羊“多莉”，我國(guó)科學(xué)家于2017年獲得的世界上首批體細(xì)胞克隆猴“中中”和“華華”，就是將體細(xì)胞移植到去核的卵細(xì)胞中培育成的，這說(shuō)明已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核是具有全能性的。6.動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞，這些細(xì)胞叫作干細(xì)胞。人的骨髓中有許多造血干細(xì)胞，它們能夠通過(guò)增殖和分化，不斷產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板，補(bǔ)充到血液中去。臍帶血中含有大量的干細(xì)胞，可以培養(yǎng)并分化成人體的各種血細(xì)胞。目前，臍帶血干細(xì)胞可以用于治療血液系統(tǒng)疾病。思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖要語(yǔ)必背要語(yǔ)必背1.細(xì)胞分化是細(xì)胞中基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同種類的細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同。2.細(xì)胞的全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。一些沒(méi)有分化的細(xì)胞，如受精卵、動(dòng)物和人體的早期胚胎細(xì)胞、植物體的分生組織細(xì)胞也具有全能性。3.最容易表達(dá)全能性的細(xì)胞是受精卵。細(xì)胞全能性大小與分化程度之間的關(guān)系為：一般情況下，細(xì)胞分化程度越高，細(xì)胞全能性越低。吃透教材6.3細(xì)胞的衰老和死亡吃透教材1.衰老的細(xì)胞主要有以下特征：細(xì)胞內(nèi)的水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變??；細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低，呼吸速率減慢，新陳代謝速率減慢；細(xì)胞內(nèi)的色素逐漸積累，妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞；細(xì)胞膜的通透性改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低；細(xì)胞核的體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮、染色加深。2.自由基學(xué)說(shuō)：我們通常把異常活潑的帶電分子或基團(tuán)稱為自由基。自由基含有未配對(duì)電子，表現(xiàn)出高度的反應(yīng)活潑性。在生命活動(dòng)中，細(xì)胞不斷進(jìn)行各種氧化反應(yīng)，在這些反應(yīng)中很容易產(chǎn)生自由基。此外，輻射以及有害物質(zhì)入侵也會(huì)刺激細(xì)胞產(chǎn)生自由基。例如，水在電離輻射下便會(huì)產(chǎn)生自由基。自由基產(chǎn)生后，即攻擊和破壞細(xì)胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子。最為嚴(yán)重的是，當(dāng)自由基攻擊生物膜的組成成分磷脂分子時(shí)，產(chǎn)物同樣是自由基。這些新產(chǎn)生的自由基又會(huì)去攻擊別的分子，由此引發(fā)雪崩式的反應(yīng)，對(duì)生物膜損傷比較大。此外，自由基還會(huì)攻擊DNA,可能引起基因突變；攻擊蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)活性下降，導(dǎo)致細(xì)胞衰老。3.端粒學(xué)說(shuō)：每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA一蛋白質(zhì)復(fù)合體，稱為端粒。端粒DNA序列在每次細(xì)胞分裂后會(huì)縮短一截。隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加，截短的部分會(huì)逐漸向內(nèi)延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒內(nèi)側(cè)正常基因的DNA序列就會(huì)受到損傷，結(jié)果使細(xì)胞活動(dòng)漸趨異常。4.對(duì)于單細(xì)胞生物體來(lái)說(shuō)，細(xì)胞的衰老或死亡就是個(gè)體的衰老或死亡；但對(duì)多細(xì)胞生物來(lái)說(shuō)，細(xì)胞的衰老和死亡與個(gè)體的衰老和死亡并不是一回事。5.一般情況下，體外培養(yǎng)的人體某種細(xì)胞，最多分裂50次左右就停止分裂了，并且喪失了正常的功能。隨著年齡的增長(zhǎng)，細(xì)胞繼續(xù)分裂的次數(shù)會(huì)逐漸減少，這說(shuō)明細(xì)胞會(huì)隨著分裂次數(shù)的增多而衰老。老年人骨折后愈合得慢，與成骨細(xì)胞的衰老也有關(guān)系。細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心，隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增多，或者細(xì)胞進(jìn)入衰老狀態(tài)，細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)收縮狀態(tài)，細(xì)胞中一些酶的活性會(huì)下降，從而影響細(xì)胞的生活。6.細(xì)胞死亡包括凋亡和壞死等方式，其中凋亡是細(xì)胞死亡的一種主要方式。由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程，就叫細(xì)胞凋亡。由于細(xì)胞凋亡受到嚴(yán)格的由遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控，所以它是一種程序性死亡。在成熟的生物體中，細(xì)胞的自然更新，某些被病原體感染的細(xì)胞的清除，也是通過(guò)細(xì)胞凋亡完成的。細(xì)胞凋亡對(duì)于多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育，維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關(guān)鍵的作用。細(xì)胞壞死是指在種種不利因素影響下，如極端的物理、化學(xué)因素或嚴(yán)重的病理性刺激的情況下，由細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡。7.通俗地說(shuō)，細(xì)胞自噬就是細(xì)胞吃掉自身的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)。在一定條件下，細(xì)胞會(huì)將受損或功能退化的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等，通過(guò)溶酶體降解后再利用，這就是細(xì)胞自噬。處于營(yíng)養(yǎng)缺乏條件下的細(xì)胞，通過(guò)細(xì)