# 生物步步高11.细胞的增殖

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## 细胞的生长和细胞周期

- 生物体生长的原因

生物体生长的原因是？
细胞的生长和细胞的分裂。

- 细胞不能无限长大
- 实验：NaOH在琼脂块中扩散

细胞不能无限长大的原因是？
(1)受相对表面积的制约：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。
(2)受核质比的制约：细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。

细胞体积是不是越小越好？为什么？
不是。因为遗传物质、酶和各种细胞器都需要一定的容纳空间。

- 细胞增殖

细胞增殖：
(1)概念：细胞以**分裂**的方式进行增殖，包括**物质准备**和**细胞分裂**整个连续的过程。
(2)方式：真核细胞：**无丝分裂、有丝分裂和减数分裂**；原核细胞：**二分裂**。
(3)意义：**是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础**。

- 细胞周期

细胞周期：
(1)条件：**连续进行有丝分裂**的细胞才有细胞周期。
(2)概念：**连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。**
(3)特点：一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期，分裂间期**完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成**，**为分裂期进行活跃的物质准备**，同时**细胞有适度的生长**。

分裂间期的特点是**完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成**，**为分裂期进行活跃的物质准备**，**同时细胞有适度的生长**。

判断：同一生物体器官的大小主要取决于细胞数量的多少。
正确。

判断：任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。
错误。减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂。减数分裂过程中DNA分子只复制一次，而细胞连续分裂两次，因此进行减数分裂的细胞无细胞周期。减数分裂和无丝分裂没有细胞周期，高度分化的成熟细胞也没有细胞周期。

判断：洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。
错误。洋葱表皮细胞不分裂。

- 分裂间期的物质变化

分裂间期的物质变化：
G1期：又称**DNA合成前期**，主要进行RNA和有关蛋白质(如DNA聚合酶等)的合成，为S期DNA的复制做准备。
S期：又称**DNA合成期**，主要进行DNA的复制。
G2期：又称**DNA合成后期**，发生的是有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。

- 细胞分裂后产生的子细胞有三种去向

细胞分裂后产生的子细胞有三种去向：
(1)持续分裂：始终处于细胞周期中，如**部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞**等。
(2)暂不分裂：暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中，如**肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞**等。
(3)永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡，如**肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞**等。

- 与细胞周期相联系的知识

与细胞周期相联系的知识：
(1)基因突变：在**细胞分裂间期的S期**（填时期，下同），DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。
(2)染色体变异：在**细胞分裂期的前期**，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍，继续进行有丝分裂，可出现多倍体植株。
(3)细胞癌变：用药物作用于癌细胞，在**分裂间期**，DNA不能复制，可抑制癌细胞的增殖。
(4)免疫：在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂，使细胞周期缩短。

## 细胞的有丝分裂

有丝分裂间期的主要特点是？
DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，细胞适度生长。

有丝分裂前期的主要特点是？
出现染色体和纺锤体，核膜、核仁消失，且染色体散乱排列。

有丝分裂中期的主要特点是？
染色体的着丝点排列在赤道板上。

有丝分裂后期的主要特点是？
着丝点分裂，子染色体被拉向细胞的两极。

有丝分裂末期的主要特点是？
染色体变成染色质丝，纺锤体消失，核膜、核仁重新出现，出现细胞板。

分裂间期核DNA存在于染色质丝中，分裂期染色质丝螺旋缠绕成棒状的染色体，这种变化有什么意义？
分裂间期核DNA存在于染色质丝中，有利于解旋后进行DNA的复制和转录。
分裂期染色质丝螺旋缠绕成棒状的染色体，有利于遗传物质的平均分配。

有丝分裂的丝：对于高等植物，丝指**纺锤丝**；对于动物和低等植物，丝指**星射线**。它的作用是**牵引染色体的运动**。

| 细胞器名称 | 生物类型 | 作用时期 | 生理作用 |
| -------- | -------- | -------- | -------- |
| 核糖体 | **动物 植物** | 主要是**间期** | **合成相关蛋白质** |
| 线粒体 | **动物 植物** | **整个细胞周期** | 提供能量 |
| 高尔基体 | **植物** | **末期** | **与细胞壁(板)的形成有关** |
| 中心体 | 动物、低等植物 | **前期** | 与纺锤体的形成有关 |

- 有丝分裂中细胞结构或物质的周期性变化

①当有染色单体(间期的G2期、前期、中期)时，染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝1∶2∶2。
②当无染色单体(间期的G1期、后期、末期)时，染色体数∶核DNA数＝1∶1。

- 有丝分裂的意义

将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲代和子代之间**遗传性状**的稳定性。

判断：间期细胞核中的主要变化是DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
错误。细胞核中没有有关蛋白质的合成。

细胞分裂期蛋白质合成的很少，原因是？
DNA高度螺旋化，难以解旋，无法正常转录。

有丝分裂后期着丝点的分裂是不是纺锤丝牵引的结果？如何验证你的结论？
不是。秋水仙素处理后，染色体加倍，这说明纺锤体无法形成的时候着丝点一样可以分裂。

## 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

- 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验原理
(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。
(2)细胞核内的染色体(质)易被**碱性染料(龙胆紫溶液或醋酸洋红液)** 染成深色。
(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。

- 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验步骤
(1)洋葱根尖的培养：实验前3～4 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触到瓶内的水面，置于温暖处培养，待根长至约5 cm。
(2)装片的制作
- 解离
- 剪取根尖**2-3mm**
- 解离液：质量分数为**15%盐酸**和体积分数为**95%的酒精**混合液（1：1）
- 目的：使组织中的细胞相互分离开来
- 时间：3-5min
- 漂洗
- 漂洗液：**清水**
- 目的
- 防止**解离过度**
- 便于染色
- 时间：约10min
- 染色
- 染液：质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的**龙胆紫**溶液或**醋酸洋红液**溶液。
- 目的：使**染色体**着色，便于观察。
- 时间：3-5min
- 制片
- 用镊子尖把根尖弄碎，盖上**盖玻片**，附加一片盖玻片，用拇指轻压盖玻片。
- 目的：使细胞分散开来，有利于观察。
(3)观察
低倍镜观察：根据根尖特点找到**分生区**细胞：细胞呈**正方形**，排列**紧密**。
高倍镜观察：先找**分裂中期**的细胞，再找**前期、后期、末期**的细胞，最后观察分裂间期的细胞
(4)绘图：绘出植物细胞有丝分裂中期简图。

- 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验注意事项：
(1)根尖中只有**分生区**细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。
(2)不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。
(3)“**解离**→**漂洗**→**染色**→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。