细胞的增殖分裂和受精作用

细胞生物学研究内容一、细胞的结构1. 细胞膜•细胞膜是细胞的边界，它具有多种重要功能。

例如，它能够控制物质的进出，像一个精密的“守门员”。

一些小分子物质，如水和氧气，可以自由扩散通过细胞膜；而对于一些离子和大分子物质，则需要借助载体蛋白或者通道蛋白来进行跨膜运输。

例如，人体细胞吸收葡萄糖就需要葡萄糖转运蛋白的协助。

•细胞膜的主要成分是磷脂双分子层，磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部，这种特殊的结构使得细胞膜具有一定的流动性。

这一特性在细胞的许多生理过程中都发挥着关键作用，如细胞的变形运动、细胞融合等。

2. 细胞质•细胞质包含细胞质基质和细胞器。

细胞质基质是一种胶状物质，其中进行着许多化学反应，如糖酵解等代谢过程。

•细胞器种类繁多，各自承担着不同的功能。

线粒体被称为“细胞的动力车间”，因为它是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能够将有机物中的化学能转化为细胞能够利用的能量（ATP）。

例如，肌肉细胞中含有大量的线粒体，以满足肌肉收缩对能量的需求。

内质网分为粗面内质网和滑面内质网，粗面内质网与蛋白质的合成和加工有关，滑面内质网则参与脂质的合成等。

高尔基体主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。

3. 细胞核•细胞核是细胞的控制中心，它包含遗传物质DNA。

DNA携带着细胞的遗传信息，通过转录形成RNA，再由RNA指导蛋白质的合成，从而控制细胞的生长、发育、繁殖等各种生命活动。

例如，在细胞分裂时，细胞核中的DNA会进行复制，然后平均分配到两个子细胞中，确保子细胞继承母细胞的遗传信息。

细胞核还具有核膜，核膜将细胞核与细胞质分隔开，上面有核孔，核孔可以控制大分子物质如RNA和蛋白质的进出。

二、细胞的功能1. 物质代谢•细胞通过多种代谢途径来获取和利用能量。

除了前面提到的线粒体中的有氧呼吸，还有细胞的无氧呼吸。

例如，酵母菌在无氧条件下可以进行酒精发酵，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，同时释放少量能量。

植物细胞还可以进行光合作用，利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气。

高一生物下学期期末复习知识点填空必修一第六章细胞的增殖、分化、衰老和凋亡一、细胞不能无限长大1. 细胞体积与表面积的关系限制了细胞的长大。

细胞的体积越大，其相对表面积越小，细胞的的效率越低。

2. 细胞核的控制能力制约细胞的长大。

二、细胞的增殖1．细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。

2．细胞以分裂的方式进行增殖，真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。

其中有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。

三、动、植物细胞的有丝分裂1．细胞周期：是指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。

一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。

体细胞进行有丝分裂具有细胞周期，而减数分裂、无丝分裂不能周而复始地进行，所以不具有细胞周期。

注：①连续分裂的细胞才具有细胞周期；②分裂间期在前，分裂期在后；③分裂间期长，分裂期短；④不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不同。

2.动、植物细胞的有丝分裂过程（1）分裂间期：主要完成DNA复制和有关蛋白质的合成结果：DNA分子加倍；染色体数不变（一条染色体含有2 条染色单体）（2）分裂期前期：①出现染色体和纺锤体②核仁解体、核膜逐渐消失；中期：每条染色体的着丝点都排列在赤道板上；（观察染色体的最佳时期）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，并分别向细胞两极移动。

末期：①纺锤体、染色体消失②核膜、核仁重现③细胞质分裂3、动、植物细胞有丝分裂的比较：4、有丝分裂过程中染色体和DNA数目的变化：5、有丝分裂的意义在有丝分裂过程中，染色体复制1 次，细胞分裂1 次，分裂结果是染色体平均分配到两个子细胞中去。

子细胞具有和亲代细胞相同形态相同大小的染色体。

这保证了亲代与子代细胞间的遗传性状的稳定性。

四、无丝分裂1、特点：在分裂过程中，没有染色体和纺锤体等结构的出现（有DNA的复制）2、举例：蛙的红细胞等。

五、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1.有关试剂及作用：（1）解离液：质量分数15%和体积分数95%按1：1混合而成的，作用是将细胞分散开来。

高中生物易混淆知识点一受精作用属于基因重组基因自由组合定律是指在生物体通过减数分裂产生配子时，随着非同源染色体的自由组合，其上的非等位基因也自由组合。

受精作用是指不同基因型的配子结合成受精卵的过程，此过程不存在基因重组。

虽然受精卵的基因型不同，但是它是由不同基因型配子所决定的。

假如没有减数分裂过程中的非同源染色体的自由组合和四分体的交叉互换，就不会产生不同基因型的精子和卵子细胞，也就不会形成不同基因型的受精卵。

生物的基因型就不会有更丰富的变化。

所以，不同雌雄配子结合形成的受精卵的过程不属于基因重组。

高中生物易混淆知识点二基因突变发生在DNA复制时期我们知道，基因突变具有低频率性。

其原因之一是DNA的结构具有稳定性，而DNA 具有稳定性的原因之一是DNA具有规则的双螺旋结构。

当DNA解旋时，双螺旋结构被打破，其稳定性受到影响，容易发生突变。

DNA复制过程中需要解旋容易发生突变，转录时也需要解旋，同样也容易发生突变。

新课程教材中这样描述道：“基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期。

”教参中明确指出：基因突变可以发生在个体发育的任何阶段以及体细胞或生殖细胞周期的任何时期。

由于自然界中诱变剂的作用或DNA复制转录修复时，偶然出现碱基配对错误所产生的突变称为自发突变。

由此可见：基因突变发生在个体发育的任何时期。

高中生物易混淆知识点三染色体交叉互换属于染色体变异染色体结构变异中有一种类型叫易位，指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。

而四分体的交叉互换是指在减数分裂的四分体时期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间常常发生局部交换，导致这些染色单体上的基因重新组合。

因此，四分体的交叉互换应属于基因重组，而不属于染色体变异。

高中生物易混淆知识点四精细胞变形为精子的过程属于减数分裂过程一个初级精细胞通过减数第一次分裂和减数第二次分裂形成四个精细胞。

也就是说，减数分裂结束时形成的是精细胞而不是精子。

因此，精细胞变形成为精子的过程不属于减数分裂过程。

细胞增殖减数分裂
雌雄分裂异同点
每条染色体上DNA的数量变化
减数分裂过程中的变异
基因重组
染色体数目变异
减1异常
减2异常
XXY形成原因
精子、卵子减数分裂过程
分裂间期：DNA的复制和有关蛋白质的合成（染色体：2N，DNA：2N-4N；染
色单体：0-4N）
减1 中期：同源染色体排列在赤道板上（同上）
减1 后期：同源染色体分开，非同源染色体自由组合（同上）
减1 末期：染色体减半（染色体：2N-N；DNA：4N-2N；染色单体：4N-2N）
减1前期：联会形成四分体（染色体：2N；DNA：4N；染色单体：4N）
减2前期：与有丝相同，无同源染色体（染色体：N；DNA：2N；染色单体：
2N）
减2中期：与有丝相同，无同源染色体（染色体：N；DNA：2N；染色单体：
2N）
减2后期：与有丝相同，无同源染色体，染色体暂时加倍（染色体：N-2N；
DNA：2N；染色单体：0）
减2末期：平均分配，形成精细胞或者卵细胞
有丝与减数的区别
交叉互换
自由组合
作者：@n v640518|来自：知犀思维导图。

高中生物第2章《基因和染色体的关系》知识点清单第1节减数分裂和受精作用说明：1．有丝分裂、无丝分裂和减数分裂是真核生物的细胞增殖方式，原核生物通过二分裂的方式增殖。

2．组成高等多细胞生物的细胞一般有两种类型，即体细胞和生殖细胞。

真核生物体细胞增殖方式是有丝分裂（最普遍）和无丝分裂，有性生殖细胞的产生靠减数分裂。

一、预言：1．科学家：与孟德尔同时代的德国动物学家魏斯曼。

2．理论预测：在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。

3．证实：其他科学家通过显微镜观察证实了魏斯曼预言的过程—一种特殊方式的有丝分裂：减数分裂。

二、场所：有性生殖器官，以哺乳动物为例：雄性在睾丸，雌性在卵巢。

三、过程：（一）精原细胞的增殖：通过有丝分裂进行增殖，每个精原细胞中的染色体数目与体细胞相同。

（二）精子的形成：（二）卵子的形成－与精子形成的区别：（三）观察－【探究·实践】观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片：色体复制一次，细胞分裂两次●结果：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减半五、结果－产生配子：（一）配子的特点－染色体组合具多样性1．【探究·实践】建立减数分裂中染色体变化的模型一对同源染色体间的非姐妹染色单体可能发生交叉互换（发生在减数第一次分裂前时期）。

（二）配子的结合－受精作用：1．定义：卵细胞与精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

2．过程：精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。

与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子进入。

精子的头部进入卵细胞后不久，精子的细胞核就与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。

3．结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。

4．意义：减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。

一、生殖细胞的产生1.1 男性生殖细胞的产生男性生殖细胞即精子的产生称为精子发生，它主要发生在睾丸内的精原细胞中。

精子发生经历了一系列的分裂和分化过程，包括精原细胞的增殖、减数分裂、精子的成熟等阶段。

最终形成成熟的精子，具有头部包括遗传物质DNA，中部含有线粒体提供能量，尾部具有运动能力等结构。

1.2 女性生殖细胞的产生女性生殖细胞即卵子的产生称为卵子发生，它主要发生在卵巢内的卵泡中。

卵子发生包括卵母细胞的增殖、第一次减数分裂、原初卵母细胞的形成、第二次减数分裂、卵子成熟等过程。

成熟的卵子具有细胞质丰富，含有细胞器和养分的特点。

二、精子和卵子的结构与功能2.1 精子的结构与功能精子是生物体的雄性生殖细胞，它由头部、中部和尾部组成。

精子的头部含有遗传物质DNA，具有穿透卵子的能力；中部富含线粒体，提供能量以维持精子的运动；尾部则使精子具有游动能力，能够自主地游向卵子。

2.2 卵子的结构与功能卵子是生物体的雌性生殖细胞，它由卵细胞核、细胞浆和卵壳膜等组成。

卵子含有丰富的细胞质，具有提供胚胎发育所需的养分和细胞器的功能；卵子的核包含有遗传物质DNA，决定了后代的遗传特征；卵壳膜可以保护卵子，防止其受到外界的伤害。

三、受精卵的形成和发育3.1 受精卵的形成受精卵是精子与卵子结合后形成的新细胞。

在受精作用中，精子通过尾部的游动能力游向卵子，与卵子的细胞膜融合，形成受精卵。

受精后，受精卵内部的遗传物质DNA重新组合，产生新的基因组合。

3.2 受精卵的发育受精之后，受精卵经历一系列的细胞分裂和增殖过程，形成胚胎。

在这一过程中，胚胎会经历卵裂期、囊胚期、胚胎期等阶段，并不断增加细胞数量和发育成各种器官。

最终发育成一个完整的个体。

受精作用的调控包括内部调控和外部调控两个方面。

4.1 内部调控内部调控是指受精作用自身所蕴含的生物学机制，包括精子和卵子的结构与功能、遗传物质DNA的组合、胚胎的发育等。

这些过程受到遗传因素和生理因素等的调控。

微专题3细胞的生命历程概念线索网络构建细胞分裂和受精作用1．真核细胞的增殖方式主要是有丝分裂，原核细胞的增殖方式主要是无丝分裂。

(×) 提示：原核细胞的增殖方式是二分裂，有丝分裂、无丝分裂都是真核细胞的增殖方式。

2．植物细胞有丝分裂末期形成赤道板，赤道板扩展形成细胞壁。

(×) 提示：植物细胞有丝分裂末期形成细胞板。

3．有丝分裂后期由于纺锤丝的牵引，使着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。

(×) 提示：纺锤丝的牵引使染色体向细胞的两极移动，而不是使着丝粒分裂。

4．同种生物的细胞在有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期，染色体数目相同、核DNA数目也相同。

(√) 5．等位基因分离是由于减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离。

(×) 提示：等位基因分离是减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离导致的。

6．非同源染色体自由组合导致基因重组仅发生在减数分裂中。

(√) 7．受精卵中遗传物质一半来自父方，另一半来自母方。

(×) 提示：受精卵的细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞(母方)。

8．在受精作用过程中，不同类型的雌雄配子随机结合产生了多种类型的基因重组。

(×) 提示：基因重组发生在减数分裂过程中，不发生在受精作用过程中。

细胞分化、衰老和死亡1．某细胞中存在血红蛋白能说明其已经发生分化。

(√) 2．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株的过程，发生了细胞分化且能体现细胞全能性。

(√) 3．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。

(×) 提示：细胞凋亡是基因控制的，不是不利因素引起的。

4．细胞毒性T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡。

(√) 提示：细胞凋亡是为更好地适应生存环境而主动死亡，对机体有利，细胞毒性T细胞可诱导靶细胞发生程序性死亡，即细胞凋亡。

5．衰老细胞内染色质收缩影响DNA的复制和转录。

(√) 6．细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小。

(×) 提示：细胞衰老时细胞核体积变大。

细胞分裂1. 细胞增殖的意义，“一个特征，三个基础”即：（1）细胞增殖是生物体重要的生命特征，细胞是以分裂方式进行增殖的；（2）细胞分裂是单细胞生物繁殖的基础，是多细胞生物生长、组织更新的基础，也是多细胞生物通过细胞分裂产生生殖细胞，种族延续的基础。

所以说，细胞增殖是绝大多数生物体生长、发育、繁殖的基础。

2. 有丝分裂（1）真核生物进行细胞分裂的主要方式是有丝分裂，多细胞生物通过有丝分裂增加体细胞数量。

体细胞进行有丝分裂具有周期性，即具细胞周期。

①有丝分裂细胞周期图。

细胞周期包括分裂期以上分裂间期。

两个阶段。

②不同类型细胞的细胞周期持续时间（小时）。

（2①分裂间期细胞分裂间期是新的细胞周期的开始，细胞内部发生着很复杂的变化，最大的变化特点是：完成DNA 的复制和有关蛋白质的合成。

复制的结果，每个染色体都形成两个完全一样的姐妹染色单体，呈长细丝状，连在一起，共有一个着丝点。

因此说，分裂间期是整个细胞周期中极为关键的准备阶段。

主要分为G1、S、G2三阶段。

②分裂期a.先看染色体的形态数目变化；b. 核仁、核膜的变化；c. 纺锤体（丝）的变化；分裂期分为四个时期：前期、中期、后期、末期，分裂期的各个时期的变化是连续的，细胞分裂各期的主要特点：（3）有丝分裂的特征和意义：特征：概括为四个字“复制、均分”。

即，亲代细胞的染色体复制一次，分裂一次，染色体平均分配到两个子细胞中去。

意义：有丝分裂对生物体意义，重点在于遗传学上的意义，生殖和发育，遗传和变异最能体现。

①由于染色体的复制和均分，使新子细胞具有相同数目、形态的染色体，保证每一种生物体细胞染色体数目的恒定性（如人体细胞有46条染色体，果蝇体细胞有8条染色体，豌豆有14条染色体等）。

②由于染色体的复制和均分，使子细胞获得与亲代细胞同样的遗传物质，保证每一种生物亲子代之间遗传性状的稳定性（例如，用扦插繁殖的月季花其花色与亲本的一样……）。

复制3. 无丝分裂：细胞无丝分裂的过程比较简单① 分裂过程中没有出现纺锤丝，故名无丝分裂；②没有出现染色体的变化，不等于染色体没有变化，实质上遗传物质也是要进行复制的。

06 细胞的生命历程第1节 细胞的增殖一、细胞增殖1．概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数目的过程。

2．意义：细胞增殖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。

二、细胞周期1．范围：连续分裂的细胞。

2．起止点：从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。

3．阶段：分裂间期和分裂期。

4．图示5．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，同时细胞有适度的生长。

三、高等植物细胞有丝分裂的基本过程图示时期主要变化前期①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。

每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，这两条染色单体由一个共同的着丝粒连接着；②从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体；③核仁逐渐解体，核膜逐渐消失中期每条染色体的着丝粒两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道板上后期每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动，结果是细胞的两极各有一套染色体末期①染色体变成染色质丝，纺锤丝消失；②核膜、核仁出现，形成两个新细胞核；③赤道板位置出现细胞板，其逐渐扩展为细胞壁四、动物细胞的有丝分裂1．动物细胞有由一对中心粒构成的中心体，中心粒在间期倍增，成为两组。

2．进入分裂期后，两组中心粒分别移向细胞两极。

在这两组中心粒的周围，发出大量放射状的星射线，两组中心粒之间的星射线构成了纺锤体。

3．动物细胞分裂的末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分，每部分都含有一个细胞核。

4．与细胞分裂有关的细胞器及生理作用细胞器细胞类型生理作用核糖体动物、植物各种蛋白质的合成场所中心体动物、低等植物前期参与纺锤体的形成高尔基体植物末期参与细胞壁的形成线粒体动物、植物提供能量五、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。

专题3 第1讲细胞增殖与受精作用一、选择题1．(2010·上海生物)下列是关于细胞分裂过程中细胞内变化的叙述，能正确表示一个细胞周期内分裂过程的顺序是()①两个相同DNA分子完全分开②出现放射状排列的细丝③中心体发生倍增④着丝粒排列在一个平面上A．②→③→①→④B．②→④→③→①C．③→②→④→①D．②→③→④→①[答案] C[解析]本题考查细胞有丝分裂过程各期的特点，意在考查考生的判断分析能力。

进行有丝分裂的细胞具有细胞周期，①过程发生在有丝分裂的后期，②过程发生在有丝分裂的前期，③过程发生在分裂间期，④过程发生在有丝分裂的中期。

故一个细胞周期分裂过程的顺序是③→②→④→①。

2．(2011·萧山模拟)如果将含有1对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并提供14N的原料，则该精原细胞产生的四个精子中没有放射性同位素15N的有() A．0个B．1个C．2个D．4个[答案] A[解析]根据题意，复制后的一对同源染色体的四个DNA分子中，每个DNA分子的一条链上都含有放射性同位素，故产生的四个精子均含有放射性同位素。

本题选择A项。

3．(2010·安徽理综)雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞(C1、C2)，一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)。

比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息，正确的是()A．DNA数目C1与C2相同，S1与S2不同B．遗传信息C1与C2相同，S1与S2不同C．DNA数目C1与C2不同，S1与S2相同D．遗传信息C1与C2不同，S1与S2相同[答案] B[解析]有丝分裂的重要特征是亲代细胞的染色体经过复制后，平均分配到两个子细胞中去，此时能够保持前后代细胞中染色体数目的恒定。

由于染色体上有遗传物质DNA，所以C1、C2细胞核中的DNA数目及贮存的遗传信息相同。

减数第一次分裂的主要特征是同源染色体联会后再分离，平均分配到两个次级精(卵)母细胞中去。

高中生物知识点总结高中生物是一门研究生命现象和生命活动规律的科学，它涵盖了从细胞到生态系统的多个层次和领域。

为了帮助同学们更好地掌握高中生物知识，以下是对高中生物知识点的详细总结。

一、细胞的分子组成1、组成细胞的元素细胞中常见的化学元素约有 20 多种，分为大量元素和微量元素。

大量元素包括 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等；微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。

2、组成细胞的化合物细胞中的化合物包括无机化合物和有机化合物。

无机化合物有水和无机盐；有机化合物有糖类、脂质、蛋白质和核酸。

（1）糖类糖类是主要的能源物质，分为单糖、二糖和多糖。

单糖如葡萄糖、果糖、半乳糖等，是不能水解的糖；二糖如蔗糖、麦芽糖、乳糖等，由两分子单糖脱水缩合而成；多糖如淀粉、纤维素、糖原等，是由多个葡萄糖分子连接而成的大分子。

（2）脂质脂质包括脂肪、磷脂和固醇。

脂肪是良好的储能物质；磷脂是构成生物膜的重要成分；固醇包括胆固醇、性激素和维生素 D 等，具有不同的生理功能。

（3）蛋白质蛋白质是生命活动的主要承担者，其基本组成单位是氨基酸。

氨基酸通过脱水缩合形成多肽链，多肽链经过盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。

蛋白质的结构多样性决定了其功能多样性，如催化、运输、免疫、调节等。

（4）核酸核酸是细胞内携带遗传信息的物质，分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。

DNA 是绝大多数生物的遗传物质，RNA 在某些病毒中作为遗传物质。

二、细胞的结构1、细胞的基本结构细胞包括细胞膜、细胞质和细胞核。

细胞膜具有将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流的功能；细胞质包括细胞质基质和细胞器，细胞器有线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体和中心体等；细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

2、细胞膜的结构和功能细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特点是具有选择透过性。

细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量的糖类。