三、细胞分裂和细胞分化关系
细胞分裂 细胞变化 数量增多 细胞分化 细胞形态、结构、 细胞形态、结构、生理功能 发生稳定性差异， 发生稳定性差异，且这种变 异是不可逆转的
发生时间
从受精卵开始，有些部位 胚胎早期开始出现细胞分化， 从受精卵开始， 胚胎早期开始出现细胞分化， 的细胞终生保持分裂能力， 是一种持久性的变化， 的细胞终生保持分裂能力， 是一种持久性的变化，在胚 胎期达到最大限度。 有的细胞发育到一定的时 胎期达到最大限度。 期就停止分裂。 期就停止分裂。
2N

0
间期 前期 中期 后期 末期
细胞有丝分裂的分裂期各时期特点： 细胞有丝分裂的分裂期各时期特点：
前期 染色质 (体)形 体形 态
染色质→染色体 染色质 染色体 染色体 染色体 染色体→染色质 染色体 染色质
中期
后期
末期
着丝点分裂， 散乱分布在纺 整齐排列在细胞 着丝点分裂，姐 重新被核膜包 裹在细胞核中 中央， 妹染色单体分离， 中央，着丝点排 妹染色单体分离， 染色体 锤体中央 列在赤道板上 移向两极 位置
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
步骤 培养 材料 时间 作用 3—4天 洋葱 天 取材：根尖2—3 mm,10 am—14 pm分裂最活跃） 分裂最活跃） （取材：根尖 分裂最活跃 解离液（ 盐酸+95%酒 解离液（15%盐酸 盐酸 酒 溶解细胞间质， 溶解细胞间质，使细 3—5min 精按1： 比例混合 比例混合） 精按 ：1比例混合） 胞分离 洗去药液， 洗去药液，防止解离 清水 约10min 过度 0.01g/mL龙胆紫（醋酸洋 龙胆紫（ 龙胆紫 3—5min 使染色体着色 红）
假设正常体细胞的核中DNA含量为 ，染色体数为 ，则 含量为2a，染色体数为2N， 假设正常体细胞的核中 含量为
复制
间期 DNA含量 含量 染色体数 染色单体
2a → 4a 2N 0 → 4N
前期
4a 2N 4N
中期
4a 2N 4N
后期
4a 4N 0
末期
4a → 2a 4N → 2N 0
DNA、染色体、 DNA、染色体、染色单体变化规律 4N
二、细胞全能性: 细胞全能性
（1）体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， 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 分子， 的细胞都有一整套和受精卵相同的 分子 因此， 的细胞具有发育成完整新个体的潜能。 的细胞具有发育成完整新个体的潜能。 （2）植物细胞全能性 ） 高度分化的植物细胞仍然具有全能性。 高度分化的植物细胞仍然具有全能性。 例如： 例如：胡萝卜跟根组织的细胞可以发育成完整的新植株 （3）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。 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： 但是，细胞核仍然保持着全能性。例如：克隆羊多莉 （4）全能性大小：受精卵>生殖细胞 体细胞 ）全能性大小：受精卵 生殖细胞>体细胞 生殖细胞
分化为组织、 （2）过程：受精卵 增殖为多细胞 →分化为组织、器官、系 ）过程：受精卵→增殖为多细胞 分化为组织 器官、 统 →发育为生物体 发育为生物体 （3）特点： ）特点： 持久性：在生物体的整个生命过程都有， ① 持久性：在生物体的整个生命过程都有，只是在胚胎发育 时达到最大值； 时达到最大值； 相对稳定性（不可逆）：一般来说， ）：一般来说 ② 相对稳定性（不可逆）：一般来说，分化了的细胞将一直 保持分化后的状态，直到死亡； 保持分化后的状态，直到死亡； （4） 意义：使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提 ） 意义：使多细胞生物体中的细胞趋向专门化， 高各种生理功能的效率。 高各种生理功能的效率。 （5）原因：不同细胞中遗传信息的执行情况不同。是细胞核 ）原因：不同细胞中遗传信息的执行情况不同。 内基因组的选择性表达，亦即特定的基因在一定时间、 内基因组的选择性表达，亦即特定的基因在一定时间、空间表 达的结果。 达的结果。
【例3】 某科学家用放射性同位素分别标记的胸腺嘧啶和尿嘧啶 培养蚕豆，观察其根尖分生区细胞的有丝分裂。 培养蚕豆，观察其根尖分生区细胞的有丝分裂。已知蚕豆细胞 有丝分裂周期是20h 20h。 有丝分裂周期是20h。根据这两种碱基被细胞利用的情况绘制的 曲线如图所示。下列对此结果的分析中，不正确的是（ 曲线如图所示。下列对此结果的分析中，不正确的是（ C ） ce段表示细胞正在 A、ce段表示细胞正在 进行DNA DNA分子的复制 进行DNA分子的复制 点时刻， B、b点时刻，细胞正在 大量合成RNA 大量合成RNA ab段时期 段时期， C、ab段时期，细胞中最 容易发生基因突变 点和d点时刻， D、b点和d点时刻，细胞 正处于分裂间期
5.数量变化 数量变化
复制 DNA数： 1 数 染色体 ： 1 染色单体： 染色单体： 0 着丝点分裂 2 1 2 2 2 0
△ 有丝分裂的重要意义，是 有丝分裂的重要意义， 将亲代细胞的染色体经过复 制以后， 制以后，精确地平均分配到 两个子细胞中去， 两个子细胞中去，而在生物 的亲代和子代间保持了遗传 性状的稳定性。 性状的稳定性。
例1
4.动植物细胞有丝分裂的区别 动植物细胞有丝分裂的区别
不 同 点 相 同 点
植物细胞 动物细胞 、前期： 1、前期：细胞两极发出纺锤丝构 1、前期：两组中心粒发出星射线 、前期： 构成纺锤体 成纺锤体 2、末期：细胞板形成细胞壁分 2、末期：细胞膜内陷缢裂成两个 、末期： 、末期： 成两个子细胞 子细胞 1、间期都有染色体的复制； 、间期都有染色体的复制； 2、核膜、核仁的变化相同； 、核膜、核仁的变化相同； 3、染色体的行为变化完全相同。 、染色体的行为变化完全相同。
【例1】 如图表示细胞有丝分裂的一个细胞周期， 】 如图表示细胞有丝分裂的一个细胞周期， 下列说法正确的是：（ 下列说法正确的是：（ ） Ｄ
A、甲 、 甲 胞周期 B、乙 、 胞周期 C、甲 、 乙 胞周期 D、乙 、 胞周期 乙的过程表示一个细 甲的过程表示一个细 甲的过程表示一个细 乙的过程表示一个细
细胞能否无限小？ 细胞能否无限小？
1.细胞周期 细胞周期 （1）概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始， ）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结束。 到下一次分裂完成时结束。 概念中注意三点： 概念中注意三点：①范围 ②起点 ③止点 概念的深化：如果一个细胞分裂成两个子细胞， 概念的深化：如果一个细胞分裂成两个子细胞，而这两个 细胞随生长分化而成为具有特定形态结构和功能的细胞， 细胞随生长分化而成为具有特定形态结构和功能的细胞， 甚至衰老、死亡，此细胞就无细胞周期。 甚至衰老、死亡，此细胞就无细胞周期。 （2）一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。间 ）一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。 期持续的时间很长，分裂期较短。 期持续的时间很长，分裂期较短。 实例：在观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂时， 实例：在观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂时，看到大多数 细胞都处在间期，少数进入分裂期。 细胞都处在间期，少数进入分裂期。
解 离 制 漂 作 洗 装 片 染 色 制 滴清水，碎根尖， 滴清水，碎根尖，压片 使细胞分散开呈薄云雾状 片 低倍镜找到分生区：细胞呈正方形，排列紧密； 观 低倍镜找到分生区：细胞呈正方形，排列紧密；转高倍镜寻找 察 分裂期
2.细胞分裂间期 细胞分裂间期 提出问题：细胞分裂间期是为分裂期作准备的阶段，准备了什么？ 提出问题：细胞分裂间期是为分裂期作准备的阶段，准备了什么？结果是 什么？ 什么？ 主要变化：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。 主要变化：完成 分子的复制和有关蛋白质的合成。 分子的复制和有关蛋白质的合成 结果：每条染色质丝形成两个完全一样的染色质丝（DNA），共用一个着 结果：每条染色质丝形成两个完全一样的染色质丝（ ），共用一个着 ）， 丝点。 丝点。 3.有丝分裂的分裂期，包括：前期、中期、后期、末期 有丝分裂的分裂期， 有丝分裂的分裂期 包括：前期、中期、后期、 时期 主要特征 转录大量的RNA和合成大量的蛋白质， DNA复制作准备 RNA和合成大量的蛋白质 G1期 转录大量的RNA和合成大量的蛋白质，为DNA复制作准备 DNA复制 一个DNA分子复制出的两个DNA 复制， DNA分子复制出的两个DNA分子通过着丝点连在 间 DNA复制，一个DNA分子复制出的两个DNA分子通过着丝点连在 S期 一起，与蛋白质结合形成2 期 一起，与蛋白质结合形成2个姐妹染色单体 G2期 为进入分裂期作准备 染色质转变成染色体；核膜解体，核仁消失； 前期 染色质转变成染色体；核膜解体，核仁消失；形成纺缍体 着丝点排列在赤道板中央；染色体数目最清晰， 分 中期 着丝点排列在赤道板中央；染色体数目最清晰，形态最固定 着丝点分裂，染色单体分裂， 裂 后期 着丝点分裂，染色单体分裂，在纺缍丝牵引下移向细胞两极 期 染色体解螺旋形成染色质丝；核膜重建，核仁出现； 染色体解螺旋形成染色质丝；核膜重建，核仁出现；纺缍体 末期 解体；赤道板→细胞板→ 解体；赤道板→细胞板→细胞壁
没有细胞分化， 在个体发育 保持了亲代和子代之间遗 没有细胞分化，生物体就不 传性状的稳定性。 能进行正常的发育。 能进行正常的发育。 中的意义 传性状的稳定性。
2
4
每个细胞中DNA含量 相对值 含量(相对值 每个细胞中 含量 相对值)
【例2】根据上图回答下面有关哺乳动物细胞培养的问题。 根据上图回答下面有关哺乳动物细胞培养的问题。
（1）培养中的细胞其数目的增加和培养时间的关系如左图。据图读出该 ）培养中的细胞其数目的增加和培养时间的关系如左图。 细胞完成一个细胞周期所需要的时间（ ） 小时。 细胞完成一个细胞周期所需要的时间（T）是 20 小时。 点取出6000个细胞，测定每个细胞的 个细胞， 含量， （2）从左图的 点取出 ）从左图的A点取出 个细胞 测定每个细胞的DNA含量，结果如 含量 表示处于G2和 右图。右图的B、 、 中 表示处于S期的是 ，表示处于 和M 右图。右图的 、C、D中，表示处于 期的是 C B 表示处于G1期的是 期的是 D ，表示处于 期的是 。 个细胞中， 期细胞的数目是300个，则处于 （3）若取样的 ）若取样的6000个细胞中，处于 期细胞的数目是 个细胞中 处于M期细胞的数目是 个 则处于S 期和G2期的细胞数分别是 期和 期的细胞数分别是 1500 和 1200 个。 分裂间期又分为3个时期 期为DNA合成前期， 合成前期， （注:分裂间期又分为 个时期：G1、S、G2期。G1期为 分裂间期又分为 个时期： 、 、 期 期为 合成前期 复制做准备的时期， 期为 期为DNA合成期，此过程中完成 合成期， 复制； 为DNA复制做准备的时期，S期为 复制做准备的时期 合成期 此过程中完成DNA复制； 复制 G2期为 期为DNA合成后期，为分裂期即 期进一步做准备的。） 合成后期， 期进一步做准备的。） 期为 合成后期 为分裂期即M期进一步做准备的