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第五单元 细胞的生命历程
1.细胞增殖
（1）概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。
（2）过程：包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。
（3）意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
（4）方式：真核细胞的分裂方式包括：有丝分裂（体细胞）、无丝分裂和减数分裂（形成成熟生殖细胞）。
2.细胞周期：连续分裂的细胞（条件），从上一次分裂完成时开始（起点），到下一次分裂完成时为止（终点），为一个细胞周期。
3.两个阶段
（1）分裂间期：一次分裂结束之后→下一次分裂之前；在前，用时长，约占细胞周期的90%～95%。
G1期：DNA复制前期（合成一些RNA和有关蛋白质，为DNA复制做准备
S期：DNA复制期
G2期：DNA复制后期（主要是RNA和与细胞分裂有关的蛋白质的合成）
（2）分裂期：在后，用时短，约占细胞周期的5%～10%。
不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期的持续时间不同，但都是分裂间期持续时间大于分裂期。分裂间期与分裂期所占比例也不同。
4.植物细胞的有丝分裂
时期 图像 特征
分裂间期 （1）完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，细胞适度生长； （2）复制后的染色质仍呈丝状分布，核DNA数目加倍； （3）不同细胞的细胞周期持续时间不同，间期大约占细胞周期的90%~95%； （4）分裂间期结束后，开始进行有丝分裂
前期 （1）染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体 （2）核仁逐渐解体，核膜逐渐消失 （3）从细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体
中期 （1）每条染色体的着丝粒两侧都被纺锤丝附着牵引，使着丝粒排列在细胞中央的一个平面上（该平面与纺锤体的中轴垂直，称为赤道板）； （2）此时细胞内染色体的形态和数目最清晰（是观察染色体的最好时期）
后期 （1）着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成两条子染色体，细胞染色体数目加倍； （2）两条子染色体在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极，结果是细胞的两极各有一套染色体
末期 （1）到达细胞两极的染色体逐渐解旋为丝状染色质，纺锤丝逐渐消失； （2）核膜、核仁重新出现； （3）赤道板处出现细胞板，并向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁，细胞一分为二
5.动、植物细胞的有丝分裂的区别
时期 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
间期 无中心粒的倍增（低等植物细胞除外） 中心粒倍增
前期 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 中心粒发出星射线，形成纺锤体
末期 细胞板扩展为细胞壁，分割细胞质 细胞膜从中部向内凹陷，缢裂细胞质
6.有丝分裂的特征和意义
（1）特征：将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，精确地平均分配到两个子细胞中。
（2）意义：由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
7.细胞增殖过程中有关曲线模型
核DNA在间期加倍，染色体在后期加倍；G2期、前期、中期核DNA分子数是染色体数的2倍，后期、末期核DNA分子数与染色体数相等。
8.无丝分裂
（1）含义：细胞分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。
（2）过程
细胞核延长→核中部向内凹进，缢裂成两个细胞核→整个细胞从中部缢裂为两个子细胞
（3）实例：蛙红细胞的无丝分裂。
9.观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
实验原理
（1）高等植物根尖、芽尖等分生区细胞能进行有丝分裂。
（2）在高倍显微镜下，可根据细胞内染色体的存在状态识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。
（3）细胞核内的染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液）着色。
（4）盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞分离开。
实验试剂
（1）解离液：由质量分数15%的盐酸和体积分数95%的酒精按1∶1配制而成。
（2）甲紫溶液（或醋酸洋红液）：使染色体着色。
（3）漂洗液：清水，洗去组织中的解离液。
实验步骤
洋葱根尖培养：实验前3~4天，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触清水，置于温暖处，常换水，待根长至约5cm时取用。
取材：取用洋葱根尖材料时，选在洋葱一天之中分裂最活跃的时间，一般在上午10时至下午2时左右，剪取根尖2~3mm。
解离：用解离液（质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按体积比1∶1混合）浸泡根尖3~5min，酒精可迅速杀死细胞，固定染色体形态和位置，盐酸可促进细胞间中胶层物质溶解，从而使组织中细胞分离。
漂洗：用清水漂洗根尖10min，洗去解离液便于染色，同时避免解离过度。
染色：用质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）染色3~5min，使染色体（质）着色。
制片：用镊子将根尖弄碎，盖上盖玻片，再加一片载玻片用拇指轻压使细胞分散。
观察：先用低倍镜找到呈正方形、排列紧密的分生区细胞，再换用高倍镜寻找并观察各分裂时期的图像特点。
10.细胞分化
（1）概念：在个体发育中，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。
（2）特点
特点 解释
持久性 发生在生物体的整个生命进程中，分化程度在胚胎时期达到最大
不可逆性 一般来说，分化了的细胞，不会再演化变成原始的细胞，将一直保持分化后的状态，直到死亡
普遍性 在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础
稳定性 分化后的细胞内遗传物质不发生改变
（3）意义
是生物个体发育的基础。
使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
（4）原因：细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的执行情况不同。
11.细胞的全能性：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
12.植物细胞的全能性
（1）胡萝卜经组织培养产生完整植株，表明高度分化的植物细胞具有全能性。
（2）植物体细胞全能性表达的条件：
离体＋一定的物质条件（水、无机盐、有机营养、植物激素等）＋适宜的外界条件（温度、pH等）。
（3）植物细胞全能性的应用：快速繁殖花卉和蔬菜等作物，拯救濒危物种，培育微型观赏植株等。
13.动物细胞的全能性
（1）非洲爪蟾实验以及克隆羊和克隆猴的成功培育，说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
（2）到目前为止，人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新个体。
14.干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。利用干细胞可治疗一些疾病，如利用脐带血干细胞治疗白血病等。
15.细胞衰老的含义：细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
16.细胞衰老的特征
（1）形态结构方面
细胞膜：通透性改变，使物质运输功能降低。
细胞核：体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。
（2）细胞内的物质方面
水：水分减少（特别是自由水含量减少），细胞萎缩、体积变小。
酶：多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。
色素：细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。
17.细胞衰老的原因：科学家对于细胞衰老的机制提出了很多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
18.自由基学说
（1）自由基的概念：通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。
（2）自由基的特点：含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性
（3）自由基的危害：攻击组成生物膜的组成成分磷脂分子，引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大；攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。
19.端粒学说
（1）端粒的概念：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒。
（2）端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
20.细胞衰老与个体衰老的关系
（1）单细胞生物：细胞的衰老就是个体的衰老。
（2）多细胞生物：细胞的衰老与个体的衰老是不同步的。然而个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
21.细胞的死亡：细胞死亡包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。
22.细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。
23.细胞凋亡的类型
（1）个体发育中细胞的编程性死亡；
（2）成熟个体中细胞的自然更新；
（3）被病原体感染细胞的清除。
24.细胞凋亡的引发机制
25.意义：对于多细胞生物体完成正常的生长发育，维持内部环境的稳定以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
26.细胞坏死：在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
27.细胞自噬：通俗地说，细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。
28.细胞自噬的意义：
（1）处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；
（2）在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素；③有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。

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