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细胞的增殖：细胞的增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程
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细胞不能无限长大
琼脂块实验
实验目的
通过探究细胞大小，及细胞的表面积和体积之比，与物质运输效率之间的关系 ，探讨细胞不能无限长大的原因
实验原理
酚酞与NaOH呈现紫红色
用琼脂块的大小模拟细胞的大小
物质扩散进细胞的体积与细胞总体积之比可以反映细胞的物质运输效率
实验结论
细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低
细胞不能无限长大的原因
细胞表面积与体积之比限制了细胞的长大
细胞的核质之比限制了细胞的长大
细胞核控制能力有限度
每一种生物的体细胞中的染色体数目都是固定的
单细胞
通过细胞增殖而繁衍
多细胞
从受精卵开始，要经过细胞的增殖和分化逐渐发育成体
意义：细胞增殖是重要的生命活动，是生物体
生长、发育：受精卵（细胞增殖和分化）®成体
多细胞生物体的旧细胞（细胞的增殖）®新细胞（补充衰老和死亡的细胞）
繁殖
单细胞：意味着生物的繁衍
多细胞：亲代细胞通过细胞增殖产生生殖细胞
遗传
遗产物质由亲代细胞通过细胞增殖传递给子代细胞
的基础
细胞分裂
真核细胞
有丝分裂：真核生物体细胞增殖的主要方式
细胞周期
概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。一个细胞周期包括分裂间期和分裂期。分裂间期的时间长于分裂期的时间。
分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同事细胞有适度生长
染色体数目2N®2N;染色单体数目0®4N；核DNA数目2N®4N（染色体完成复制）
分裂期(染色体数目2N；染色单体数目0；核DNA数2N）
前期：（1）染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，变成染色体 （2）细胞两极发出纺锤丝，形成核形纺锤体 （3）核仁逐渐解体，核膜逐渐消失 （4）染色体散乱分布于纺锤体中央
染色体数目2N；染色单体数目4N；核DNA数目4N
中期：（1）纺锤丝牵引染色体运动，使其着色点排列在细胞中央上 （2）染色体形态稳定、数目清晰，便于观察
后期：（1）着色点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目相同 (2)子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
染色体数目2N®4N（姐妹染色单体分开）；染色单体数目4N®0（姐妹染色单体分开）；核DNA数目4N
末期：（1）染色体变成染色质丝，纺锤体消失 （2）核膜、核仁出现，形成两个新细胞核 （3）赤道板位置出现一个细胞板，逐渐拓展为新细胞
染色体数目4N®2N（细胞一分为二）；染色单体0；核DNA数目4N®2N（细胞一分为二）
特点
过程：染色体复制（实质是DNA的复制）一次，细胞分裂一次
结果：染色体平均分配到两个子细胞中
意义：将亲代细胞的染色体经过复制之后，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的稳定性
动植物细胞有丝分裂的异同点
不同点
是否有中心体的复制
高等植物细胞：无
动物细胞：有
前期：纺锤体形成机制不同
高等植物细胞：两级®纺锤丝®纺锤体
动物细胞：两组中心粒®星射线®纺锤体
细胞质的分裂方式不同
高等植物细胞：细胞板®细胞壁®分割细胞（质）
动物细胞：细胞质®中央内陷®溢裂细胞（质）
相同点：（1）分裂过程及时期相同 （2）染色体变化相同
观察根尖分生组织（细胞呈正方形，排列紧密）细胞的有丝分裂
高等植物的根尖、芽尖等部位有丝分裂旺盛
细胞核内的染色体容易被碱性染料（龙胆紫溶液）染色，便于观察
各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞，可以利用高倍显微镜，根据染色体的形态和数目，识别细胞有丝分裂的不同时期
实验过程
取样：剪洋葱根尖2~2mm
解离
解离液：质量分数为15%的盐酸+体积分数为95%的酒精溶液，以1：1的比例混合
解离时间：3~5min
解离程度：根尖酥软
解离目的：使组织中的细胞相互分离，同时将细胞杀死固定
注意：控制时间
太短：根尖细胞未充分解离，压片时细胞不易分散
过长：细胞过于酥软，染色体结构被破坏
漂洗
漂洗液：清水
漂洗时间：约10分钟
漂洗目的：洗去组织中的解离液，防止解离过度，影响染色
染色
染色液：质量浓度为0.01g/ml或0.02g/ml的龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）
染色时间：3~5min
染色目的：使染色体着色
太短：染色体不能完全着色
太长：显微镜视野下一片紫色
制片：用镊子取出根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后用拇指轻轻按压载玻片，使细胞分散开来，有利于观察
按压过轻：细胞未分散
按压过重：组织被完全压烂
观察：先低倍找出分生区细胞，后高倍找出分裂中、前、后、末期细胞，最后观察分裂间期细胞（处于分裂间期的细胞数量最多）
绘图
实验注意事项
一般在上午10时至下午2时剪取洋葱根尖或剪取根尖之前用35摄氏度的温水浸泡1h左右（此时洋葱根尖分生区细胞有丝分裂旺盛）
用显微镜观察时不可以看到细胞分裂的动态过程，因为细胞已经死亡，停留在分裂的某个时期
由于各个细胞的分裂是独立进行的，不同步，所以分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞
根据染色体（质）的存在状态判断细胞所处的时期
无丝分裂：蛙的红细胞等特殊细胞的增殖方式
概念：细胞在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的细胞分裂方式
过程：（1）细胞核先延长，核的中心向内凹进，溢裂成两个细胞核 （2）整个细胞从中部溢裂成两个部分，形成两个子细胞
特点：无丝分裂过程中，细胞内有遗传物质的复制，没有出现纺锤体和染色体的变化，不能保证母细胞的遗传物质平均的分配到两个子细胞中
减数分裂：真核生物产生成熟生殖细胞的方式
癌变
癌细胞：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化。就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞
主要特征
无限增殖：在适宜的条件下，癌细胞能无限增殖，成为不死细胞，癌细胞分裂迅速，细胞内的核糖体数目大量增加，代谢异常活跃
形态结构发生显著变化
癌细胞表面发生变化，由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着点显著降低，容易在体内分散和转移
原因
外因——致癌因子
物理致癌因子：辐射（紫外线、X射线）
化学致癌因子
无机化合物：石棉、砷化物、铬化物、镉化物
有机化合物：联苯胺、烯环烃、亚硝酸、黄曲霉素
病毒致癌因子：Rous肉瘤病毒
内因
原癌基因：主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程
抑癌基因：主要阻止细胞不正常的增殖
机理
预防诊断与治疗
预防措施：远离致癌因子
诊断手段：病理切片的显微观察、CT\核磁共振以及癌基因检测等
治疗手段：手术切除、化疗、放疗
细胞凋亡（细胞编程序死亡）
概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程
机制：由遗传机制决定的程序性调控
类别
发育过程中的器官退化
细胞的自然更新
清除被病原体感染的细胞
意义
完成正常发育
维持内部环境稳定
抵御外界各种因素干扰
凋亡过程
开始：细胞皱缩，细胞连接消失，内质网膨胀，染色质收缩并延核膜分布
凋亡小体的形成：核膜破裂，染色质断裂成大小不等的片段，与一些细胞器聚集后被一些内陷的细胞膜包围，形成凋亡小体
细胞的解体：凋亡小体逐渐与细胞分离，脱落至细胞间质，最终被周围的细胞吞噬并消化
与细胞坏死类比
细胞衰老
细胞衰老和个体衰老的关系
单细胞生物：细胞的衰老或死亡也就是个体的衰老或死亡
多细胞生物：个体衰老的过程也是组成个体细胞普遍衰老的过程，细胞会随着分裂次数增多而衰老
特征
水分减少®细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢速率减慢
多种酶的活性降低，硌氨酸酶活性降低®黑色素合成减少®头发变白
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
细胞内呼吸速率减慢
细胞内色素累积，妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能
变化
细胞形态结构的变化
细胞核：增大，染色加深，核内有包含物，核膜内折
染色质：凝聚，收缩，碎裂，溶解
细胞膜：粘度增加，流动性降低
细胞质：色素积聚，空泡形成
线粒体：数目减少，体积增大
高尔基体：碎裂
包含物：糖原减少，体积增大
分子水平的变化
DNA：DNA复制与转录在细胞衰老是均受抑制，但个别基因可能会异常激活
RNA：mRNA和tRNA含量降低
蛋白质：合成减弱
酶分子：部分或完全失活
脂质：膜的流动性降低
原因：自由极端说和端粒学说
干细胞
概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞
分类
全能干细胞
特点：可分化成各种细胞，形成各种组织和器官，最终发育成完整个体
实例：胚胎干细胞
多能干细胞
特点：可发育形成一种器官的各种组织，但不能发育成完整个体
实例：造血干细胞
专能干细胞
特点：只能分化成某一类细胞
实例： 神经干细胞
关系：全能胚胎干细胞®多能骨髓造血干细胞®专能骨髓造血干细胞®红细胞
应用：医学上，为癫痫、癌症、糖尿病等疾病的根治带来了希望
全能性
概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成体的潜能
植物细胞的全能性
实验过程：胡萝卜韧皮部细胞+植物激素、无机盐和糖类的培养液®完整的植株
结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成个体的能力
动物细胞细胞核的全能性
实验过程：非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞的核+去核的卵细胞®非洲爪蟾
结论：已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性
分化
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
过程：受精卵（有丝分裂）®各方面都相同的细胞（分裂、分化）®首先出现化学成分上的不同，如酶的不同（继续分化）®继而出现形态、结构和生理功能上的不同（染色体数、核内的DNA仍相同）
持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度
不可逆性：一般来说，分化了的细胞浆一直保持分化后的状态，直到死亡
普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础
原因：各种细胞具有完全相同的遗传信息，但不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的（基因的选择性表达)
结构：产生不同的组织和器官
意义：个体发育的基础®个体发育是通过细胞增殖和细胞分化来实现的，细胞增殖只能使细胞的数目增多，细胞生长只能是细胞体积增大。只有细胞分化才能产生出不同形态、不同结果、不同功能的细胞，由这些不同的细胞再构成组织，进而形成胚胎、幼体，并发育成体。
遗传信息相同，但执行情况不同（决定）®合成蛋白质不同（形成）®不同的细胞
核DNA数量（遗传信息量）
