有丝分裂的过程及意义:1、有丝分裂:真核生物进行细胞分裂的主要方式,具有周期性,分为间期、前期、中期、后期、末期。(如下图)
2、有丝分裂特点:
前期:仁膜消失两体现。
中期:点排中央体明显。
后期:均分牵拉到两极。
末期:仁膜重现两体消。
3、意义:
(l)亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去。
(2)染色体上有遗传物质,有丝分裂保证了亲代和子代之间遗传性状的稳定性,对生物的遗传有重要意义。
辨析动植物细胞有丝分裂的不同:
|
植物细胞有丝分裂 |
动物细胞有丝分裂 |
前期 |
纺锤体的形成方式不同 |
由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 |
两组中心粒翻出星射线形成纺锤体 |
末期 |
形成两个子细胞的方式不同 |
植物细胞中部形成细胞板,扩展形成新细胞壁,分裂成两个子细胞 |
动物细胞膜从中部向内凹陷,把细胞缢裂成两个子细胞 |
知识点拨:
1、细胞中央的赤道板是假想平面,是细胞中央与纺锤体的中轴垂直的一个平面,只表示一个位置,不是真实存在的,在显微镜下观察不到.而细胞板是实际存在的,细胞板由细胞中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁将植物细胞一分为二。
2、细胞板的形成是植物细胞有丝分裂过程中特有的,也是同动物细胞有丝分裂的区别之一。细胞板是植物细胞有丝分裂末期,在赤道板位置通过高尔基体密集而形成的一种结构,它向四周扩展形成新的细胞壁,显微镜下能观察到该结构,它是植物细胞所特有的,区别于动物细胞的标志。
例 在高倍显微镜下观察处于有丝分裂中期的植物细胞,能看到的结构是( )
A.赤道板、染色体、细胞膜
B.纺锤体、赤道板、同源染色体
C.细胞壁、染色体、纺锤体
D.细胞壁、核膜、染色体、着丝点
思路点拔:赤道板是虚拟的位置概念,并非真实存在的结构;细胞膜平时与细胞壁贴得很紧,因此观察不到。核膜在分裂前期就已经消失,在分裂末期才会重建。答案C
2、动、植物细胞分裂图像的识别:
(1)图像画成方形或图像中有细胞板结构,无中心粒结构,一般为植物细胞。
(2)图像画成圆形或有中心粒结构,无细胞板结构,通过缢裂方式平分细胞,一般为动物细胞。
3、若为二倍体生物细胞,可作如下判断:
(l)染色体散乱排列,无联会现象,有同源染色体——有丝分裂前期。
(2)着丝粒排列在赤道板上,有同源染色体——有丝分裂中期。
(3)染色体移向两极,每一极都有同源染色体——有丝分裂后期。
4、DNA分子数目的加倍在间期,数目的恢复在末期;染色体数目的加倍在后期,数目的恢复在末期;染色单体的产生在间期,出现在前期,消失在后期。
5、细胞的有丝分裂过程中,与细胞核内染色体的 “复制和均分”不同,细胞质内细胞器在子细胞中的分配不是平均的。各种细胞器的增生,都是在细胞分裂之前的间期友生的。
有丝分裂过程中DNA、染色体、染色单体和每条染色体上DNA的数目变化:
注:1、细胞内和细胞核内的数目减半的时间是不一样的(图中已标),原因是在有丝分裂的末期,先形成细胞核,后分裂成两个子细胞,所以细胞核内的数目减半点是在末期开始,而细胞内的数目减半是在末期完成时。
2、间期DNA分子复制使DNA含量加倍,但染色体没加倍,而是每条染色体上含有2条姐妹染色单体;染色体加倍发生在后期着丝点分裂时;DNA和染色体数目减半的原因相同。
3、染色体形态的变化:
细胞的全能性:
1、概念:细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
2、细胞具有全能性的原因:
由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的,一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的DNA分子,因此,分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。
3、植物细胞全能性
高度分化的植物细胞仍然具有全能性。
例如:胡萝卜跟根组织的细胞可以发育成完整的新植株
4、动物细胞全能性
高度特化的动物细胞,从整个细胞来说,全能性受到限制。但是,细胞核仍然保持着全能性。例如:克隆羊多莉
5、全能性大小:
(1)物种不同:植物细胞>动物细胞。
(2)分化程度不同:受精卵>生殖细胞>体细胞(肝脏、肌肉等)。
(3)分裂能力大小:>裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞,如分生区细胞>成熟区细胞。
6、细胞全能性表达的条件在离体状态下,需要适宜的水、无机盐、有机营养及激素等,还需要适宜的温度等条件。
7、干细胞
(1)概念:具有分裂和分化能力的细胞。
(2)种类
名称 |
特点 |
实例 |
全能干细胞 |
可分化成各种细胞,构成各种组织和器官,最终发育成完整个体 |
胚胎干细胞 |
多能干细胞 |
可发育形成一种器官的多种组织,但不能发育成完整个体 |
造血干细胞 |
专能干细胞 |
只能分化成某一类型的细胞 |
神经干细胞 |
知识拓展:
1、植物组织培养
(1)理论基础:植物细胞的全能性。
(2)过程
(3)意义:快速繁殖花卉和蔬菜等作物;拯救珍稀濒危植物;与基因工程结合培育作物新类型。
细胞的衰老:
1、概念:是细胞内发生生理、生化过程,衰老的细胞在形态、结构和功能上都发生明显的变化。
2、细胞衰老的特征
(1)细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速度减慢。
实例:老人的皮肤干燥、皱裂,说明衰老的细胞内水分减少。
(2)细胞内有些酶的活性降低。
实例:头发变白是由于头发基部的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶的活性降低,黑色素合成减少。
(3)细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞的正常生理功能。
实例:老年人出现老年斑。老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集,主要是脂褐素的堆积。
(4)细胞呼吸速率减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深。
实例:老年人食量减少,说明衰老细胞新陈代谢速率减慢,呼吸速率降低等。
(5)细胞膜通透性改变,使韧质运输能力降低。
3、细胞衰老的原因:遗传因素和环境因素共同作用的结果。
(1)自由基学说。
(2)端粒学说。
个体衰老与细胞衰老的区别:
生物种类 |
关系 |
单细胞生物 |
细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡 |
多细胞生物 |
(1)细胞水平:生物体内的细胞不断更新,既存在幼嫩的细胞,同时也存在衰老或走向死亡状态的细胞 (2)个体水平:个体衰老过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程 |
表解细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的不同:
|
实质 |
特点 |
结果与意义 |
细胞分化 |
基因的选择性表达 |
①持久性;②普遍性;③不可逆性 |
产生各种不同的组织、器官 |
细胞衰老 |
内因和外因共同作用的结果 |
①酶活性降低, 呼吸速率减慢②细胞体积减小,线粒体减少③核增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深 |
①生物体的绝大多数细胞都经历未分化——分化——衰老——死亡的过程③细胞衰老是时刻都在发生的 |
细胞凋亡 |
由遗传机制决定的程序性调控 |
细胞膜内陷,细胞变圆,与周围细胞脱离 |
①清除多余无用细胞②清除完成使命的衰老细胞③清除体内异常细胞 |
细胞坏死 |
电、热、冷、机械等不利因素影响。不受基因控制 |
细胞膜破裂 |
对周围细胞造成伤害,引发炎症 |
细胞癌变 |
物理、化学和病毒致癌因子影响下,原癌基因和抑癌基因的突变 |
①恶性增殖的“不死细胞” ②形状显著改变的“变态细胞”③黏着性降低的“扩散细胞” |
癌细胞出现并大量增殖 |
知识点拨:
细胞衰老的特征归纳起来为 “一大”(细胞核的体积增大)、“一小”(细胞体积变小)、“一多”(色素增多)、“三低”(代谢速率、多种酶的活性、物质运输能力均降低)。
细胞的癌变:
概念:是指在个体发育过程中,有的细胞受到致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生改变,而变成不受机体控制的,连续进行分裂的恶性增殖细胞。
表解细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的不同:
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实质 |
特点 |
结果与意义 |
细胞分化 |
基因的选择性表达 |
①持久性;②普遍性;③不可逆性 |
产生各种不同的组织、器官 |
细胞衰老 |
内因和外因共同作用的结果 |
①酶活性降低, 呼吸速率减慢②细胞体积减小,线粒体减少③核增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深 |
①生物体的绝大多数细胞都经历未分化——分化——衰老——死亡的过程③细胞衰老是时刻都在发生的 |
细胞凋亡 |
由遗传机制决定的程序性调控 |
细胞膜内陷,细胞变圆,与周围细胞脱离 |
①清除多余无用细胞②清除完成使命的衰老细胞③清除体内异常细胞 |
细胞坏死 |
电、热、冷、机械等不利因素影响。不受基因控制 |
细胞膜破裂 |
对周围细胞造成伤害,引发炎症 |
细胞癌变 |
物理、化学和病毒致癌因子影响下,原癌基因和抑癌基因的突变 |
①恶性增殖的“不死细胞” ②形状显著改变的“变态细胞”③黏着性降低的“扩散细胞” |
癌细胞出现并大量增殖 |
知识拓展:
放疗、化疗与免疫疗法:
(1)放疗:使用高能X射线或1射线集中照射患病部位,杀死癌细胞。这里利用的是肘线对DNA的损伤作用。放射性疗法不适于病灶范围已经扩大的患者。
(2)化疗:主要是利用抗癌剂。常用的抗癌剂包括细胞分裂抑制剂、细胞增殖蛋白合成的抑制剂等。多种抗癌剂混合使用往往可以获得较好的疗效,并且副作用小。
(3)免疫疗法:主要是通过提高机体的免疫能力,特别是通过增殖和活化T细胞,增强机体免疫系统抵抗癌组织的能力。