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第六章 细胞的生命历程
第一节 细胞的增殖
1.象与鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何?
2.生物体的长大,是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大?
小老鼠
大象
既靠细胞分裂增加细胞的数量,还要靠细胞生长增大细胞的体积
生物体的生长是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大?
生物体生长
细胞生长,增大体积
细胞分裂,增多数量
(主)
(次)
单细胞
多细胞
产生后代?
(受精卵)
1.细胞增殖的意义
单细胞生物
多细胞生物
繁殖
生长、发育
补充体内衰老、死亡细胞
生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
一、细胞增殖
真核细胞细胞分裂的方式
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
体细胞数目增加方式
生殖细胞形成方式
细胞增殖的阶段:包括物质准备和细胞分裂。
(一)有丝分裂
具有周期性
细胞周期:即连续分裂的细胞,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。
没有细胞周期:神经细胞,脑细胞等高度分化的细胞
一次分裂完成
下次分裂开始
下次分裂完成
分裂间期
分裂期
分裂间期
分裂期:
前期
中期
后期
末期
G1期(与DNA复制有关的蛋白质合成)
S期(DNA复制期)
G2期(与分裂期有关的蛋白质合成)
(90%~95%)
(5%~10%)
细胞分裂的“间歇期”?
细胞周期表示方法:
细胞周期:
分裂间期:
分 裂 期:
乙-甲-乙
乙-甲
甲-乙
乙
甲
方法一:扇形图
方法二:直线图
A C、 C E、 E G
A B、C D、E F
B C、D E、F G
A B C D E F G
不同细胞的细胞周期持续时间(小时)
细胞分裂间期和分裂期的时间相差很大。分裂间期占的时间很长,约占细胞周期的90%-95%;分裂期占的时间短,约占细胞周期的5%-10%。
不同类型细胞的细胞周期持续时间是否相同?分裂
间期和分裂期的持续时间是否相同?
思考
细胞类型 分裂间期 分裂期 细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3
小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3
人的肝细胞 21 1 22
人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22
有丝分裂过程中染色体的变化
染色质
染色体
前期(螺旋化)
末期(解螺旋)
姐妹染色单体,各有1个DNA
DNA的复制和有关蛋白质的合成:
细胞有适度的生长
1.分裂间期
物质准备
植物细胞有丝分裂
间期开始时
间期结束时
形成姐妹染色单体
光学显微镜下不可见
以染色质的形式存在
2.分裂期
分裂阶段
染色质的复制
2.分裂期
分裂阶段
前期
中期
后期
末期
植物细胞有丝分裂
点裂数加均两极
膜仁消失显两体
形数清晰赤道齐
膜仁壁现失两体
前期
形:
①核膜消失、核仁解体;
③染色质
染色体(散乱分布)
②纺锤丝形成纺锤体;
思考:姐妹染色单体在 可见,形成于
(可见)
c
e
d
姐妹染色单体
染色体
着丝粒
a
纺锤丝
b
纺锤体
数:不变
分裂间期
前期
膜仁消失显两体
中期
形:
①着丝粒排列在赤道板上;
②染色体形态固定,数目清晰。
观察染色体最好的时期是? 。
数:不变
中期
形数清晰赤道齐
后期
形:
①着丝粒分裂;
②姐妹染色单体分开,
③染色体平均分配。
不存在
亲代与子代遗传物质的稳定性
数:
①染色体数目加倍;
②无姐妹染色单体(为0)
点裂数加均两极
末期
形:
①染色体 染色质;
②纺锤体消失;
③核膜、核仁重新出现;
真实存在
④细胞板
细胞壁。
数: 染色体和DNA数目减半
1个细胞
2个细胞
【思考】此时比较活跃的细胞器是什么?
高尔基体
膜仁壁现失两体
有丝分裂过程中染色体的变化
间期
前期
中期
后期
末期
复制
螺旋化
移至
细胞
中央
着丝粒
分裂
解螺旋
将细胞结构的变化特点与细胞分裂时期用线联系起来
DNA的复制和有关蛋白质的合成
染色体的着丝粒排列在赤道板上
着丝粒断裂,染色体数目加倍
观察染色体的数目和形态较佳时期
细胞赤道板位置形成细胞板的时期
形成纺锤体,核膜核仁消失、解体
间期
前期
中期
后期
末期
后期
中期
前期
间期
动物和高等植物细胞有丝分裂过程有何异同?
末期
末期
后期
中期
前期
间期
动物细胞有丝分裂
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
相同点 不同点 前期 由细胞两极发出的_______形成纺锤体 中心粒在间期复制
由两组______发出_______形成纺锤体
末期 细胞中部形成细胞板,最后形成细胞壁,将细胞均分为两个子细胞 细胞膜从细胞的________凹陷,将细胞缢裂成两部分
分裂过程基本相同,染色体变化规律相同
纺锤丝
中心粒
星射线
中央向内
说出动、植物细胞有丝分裂的异同。
菠菜根尖分生区细胞有丝分裂过程中能进行复制的成分或结构有哪些?动物细胞呢?
DNA、线粒体
DNA、线粒体、中心粒
有丝分裂的特征和意义
1.特征
亲代细胞的染色体复制以后,平均分配到
两个子细胞中去。
2.意义
由于染色体上有遗传物质,因而在生物的
亲代与子代之间保持了遗传性状的稳定性。
细胞无丝分裂的过程一般是
细胞核延长
核缢裂成两个细胞核
细胞缢裂成两个子细胞
无丝分裂
蛙的红细胞无丝分裂示意图
特点:
在分裂过程中,没有出现纺锤丝和染色体的变化
DNA复制
着丝点
2个
1个
姐妹染色单体
染色体数 =着丝粒数
DNA分子数= 2倍染色体数 = 染色单体数 (有染色单体时)
DNA分子数=染色体数(无染色单体时)
染色体,染色单体和DNA的关系
2条
着丝点分裂
无(0)
2个
1条
1条
染色体数目
DNA数目
染色单体数目
2个
无(0)
1
1’
间期
前期
中期
后期
末期
间期
细胞中 间期 前期 中期 后期 末期
染色体数目
DNA含量
染色单体数目
0
0
2n
2n
2n
4n
4n
2n→4n
4n
4n
4n
4n
0→4n
4n
4n
间期
0
DNA、染色体(染色质)、
染色单体
前期
中期
后期
末期
2N
4N
注意:DNA复制、加倍在 ,斜线逐渐加倍;染色体加倍在 ,由于着丝粒分裂,姐妹染色单体分离;DNA和染色体减半都是在 ,细胞分裂,平分到两个子细胞中
时期
数量
间期
末期
后期
请用曲线绘出植物细胞核内变化P117
下图1表示某动物细胞有丝分裂的不同时期每条染色体上DNA含量变化的关系;图2表示处于有丝分裂某个时期的细胞图像。请据图回答:
(1)图1中AB段形成的原因是 ,该过程发生在细胞分裂的 期。
(2)图2细胞处于有丝分裂的 期,此时细胞中染色体数、DNA分子数、染色体单体数分别为 、 、 。
DNA复制
有丝分裂间
有丝分裂后
8
8
0
运用模型作解释
细胞的边长/cm 表面积/cm2 体积/cm3 相对表面积(表面积:体积) 葡萄糖扩散的深度/cm 葡萄糖扩散的体积/细胞的体积
2
4
8
24
8
3
96
64
1.5
384
512
0.75
0.5
0.5
0.5
结论:细胞的相对表面积(即表面积与体积之比)随着细胞的增大而_______;葡萄糖扩散的体积与整个细胞的体积之比随着细胞的增大而_______。
减小
减小
7/8≈0.9
37/64≈0.6
169/512≈0.3
一、细胞不能够无限长大的原因:
2.受细胞的核质之比限制
细胞核所控制的细胞质有一定的限度。
1.受细胞的表面积与体积之比限制
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。
那么,细胞是不是越小越好呢?
实验:观察植物细胞的有丝分裂
(一)实验目的
(二)实验原理
细胞核的染色体容易被碱性染料着色。在植物体中,根尖、茎尖等部位的分生组织细胞有丝分裂旺盛。可以用高倍镜观察植物细胞有丝分裂的过程。
(三)材料用具
洋葱; 质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液 ;质量浓度为0.01g/ml的龙胆紫溶液 (或醋酸洋红溶液)
分生区:
①根尖只有该区域有丝分裂旺盛,
②细胞呈正方形,排列紧密,
③无液泡和叶绿体
(四)方法步骤:
1. 洋葱根尖的培养
2. 装片的制作
清水
1
2
3
4
洋葱根尖细胞有丝分裂图
前期
中期
后期
末期
排序
1
2
3
4
5
6
7
8
[归纳总结]
④通过压片可将根尖细胞分散开来,使之不相互重叠,有利于观察。
在有丝分裂的实验过程的叙述中,每一步操作的目的可归纳为:
①解离的目的:是用药液使组织细胞彼此分离开
②漂洗的目的:是为了洗去根尖上的酸,避免与碱性染料发生中和
③用龙胆紫染液:是为了将染色体染成紫色
观察时的注意点
(3)若观察洋葱根尖时不能看到染色体,其原因可能是:
①没有找到分生区细胞;
②没有找到处于分裂期的细胞;
③染液过稀或染色时间过短等。
(1)分生区细胞中,间期的细胞最多,因为在细胞周期中,间期所占时间最长。
(2)在显微镜下,不能观察到细胞能从中期到后期的变化过程,因为在解离时就已将细胞杀死,所观察的细胞都是停留在某一时期的死细胞。
1.取生长健壮的小麦根尖,经过解离、漂洗、染色、制片过程,制成临时装片,放在显微镜下观察。欲观察到有丝分裂的前、中、后、末几个时期,正确的是 ( )
应该选一个处于间期的细胞,持续观察它从间期到末期的全过程
如果在低倍镜下看不到细胞,可改用高倍镜继续观察
如果在一个视野中不能看全各个时期,可移动装片从周围细胞中找寻
如果视野过暗,可以转动细准焦螺旋增加视野的亮度
2.下列关于“观察植物细胞的有丝分裂”实验的叙述中,正确的是 ( )
A.装片制作的正确顺序是:解离→染色→漂洗→制片
B.视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
C.观察处于分裂中期的细胞,可清晰的看到赤道板和染色体
D.细胞是独立分裂的,因此可选一个细胞持续观察它的整个分裂过程
C
B
3.下图表示洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察,请据图回答;
(1)A过程叫做________,作用是 ;动物组织(细胞)的 A 过程常使用_________________(试剂)。
(2)C过程叫_______,健那绿染液与龙胆紫染液染色最大的一点不同是,健那绿染液是一种_ __染色剂。
(3)D过程中需要对载玻片上的根尖进行按压,以促使细胞进一步 _______。
(4)有些因素会影响细胞周期各时期的长短,实验过程中也会产生一些误差。因而对整个实验结果可能产生影响的有___________。
①取材时间 ②根尖培养温度 ③解离时间长短 ④载玻片厚度 ⑤计数的细胞是否属于分生区细胞 ⑥细胞周期各时期区分是否准确
解离
使组织中的细胞分离开来
胰蛋白酶
染色
活体
散开
①②③⑤⑥
1、分裂间期细胞内发生了复杂变化,其中染色体复制
的结果是
A.DNA含量增加了一倍,染色体数不变
B.DNA含量和染色体数都增加了一倍
C.DNA含量不变,染色体数增加了一倍
D.DNA含量和染色体数不变,蛋白质增加
课 堂 反 馈
A
2、有丝分裂过程中,细胞中DNA含量加倍和染色体数
目的暂时加倍分别发生在
A.间期和末期 B.后期和末期
C.间期和中期 D.间期和后期
D
3、染色体形态比较固定,数目比较清晰的时期为
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
4、植物细胞有丝分裂末期,在细胞板附近较多的细胞
器是
A.线粒体 B.内质网 C.核糖体 D.高尔基体
5、在有丝分裂中,具有染色单体的时期是
A.间期和后期 B.间期和前期
C.前期和后期 D.中期和末期
B
D
B
6、蚕豆细胞在有丝分裂后期染色体数为24个,那么
蚕豆的体细胞中染色体对数为
A.3对 B.6对 C.2对 D.24对
7、根尖细胞有丝分裂中,染色体数和DNA数分别相同
的时期是
A.前期和中期
B.中期和后期
C.后期和末期
D.前期和后期
8、与洋葱根尖生长点细胞分裂无关的结构是
A.中心体 B.线粒体 C.染色体 D. 高尔基体
11、此细胞处在有丝分裂的____期
后
9、在细胞有丝分裂过程中,染色体、染色单体、DNA分子三者的数量比例是1:2:2的时期有( )
A.前、中 B.中、后 C.后、末 D. 间、末
10、在显微镜下观察洋葱根尖分生区细胞时,视野内看到最多的细胞为
A.间期细胞 B.前期细胞
C.中期细胞 D.末期细胞