(共33张PPT)
第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖
第1课时 细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂
1.请推测象与鼠相应器官和组织的细胞大小有差异吗?
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?
鼠小弟,你为什么长得这么小呢?
象大哥,你又为什么长得这么大呢?
细胞大小一般无明显的差异。
既靠细胞生长增大细胞的体积,还要靠细胞分裂增加细胞的数量。
3.不同动植物同类器官或者组织的细胞大小一般无明显的差异,器官大小主要取决于 。
细胞的数量
问题探讨
1、概念:
细胞通过 增加 的过程。
一、细胞增殖
细胞分裂
细胞数量
2、意义:
是重要的细胞生命活动,是生物体 的基础。
(1)单细胞:通过细胞增殖而繁衍。
(2)多细胞生物:从受精卵开始,要经过细胞 和分化逐渐发育为 。
生物体内不断地有细胞 、死亡,需要通过细胞 加以 。
生长、发育、繁殖、遗传
补充
成体
衰老
增殖
增殖
3、过程:
包括 和 两个连续的过程。
物质准备
细胞分裂
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
思考:从下列表格中你能获得哪些信息?
1、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。
为什么分裂间期需要这么长的时间?
分裂间期为分裂期进行物质准备;
完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。
特点:
①分裂间期所占时间远远大于分裂期;
②不同种类细胞的细胞周期所占时间不同。
如受精卵、干细胞、分生区细胞等
不同细胞的细胞周期持续时间/h
二、细胞周期
1、前提条件: 的细胞。
二、细胞周期
3、图示含义
2、时间
起点:
终点:
(90%-95%)
(5%-10%)
5、特点:不同种类的细胞,细胞周期 ,分裂间期与分裂期所占的 也不同。
4、分裂间期与分裂期的联系:分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成 和 ,同时细胞有适度的 。
DNA分子的复制
有关蛋白质的合成
生长
不同
比例
分
裂
期
分
裂
间
期
A
B
三、有丝分裂
原核生物的细胞分裂方式是 ;真核生物的细胞分裂方式包括有丝分裂、减数分裂、无丝分裂,主要方式是 。
有丝分裂
二分裂
在分裂间期结束之后,细胞就进入分裂期,开始进行细胞分裂。分裂结束后,形成的子细胞又可以进入分裂间期。
有丝分裂是一个连续的过程,人们根据染色体的行为,把它分为四个时期:前期、中期、后期、末期。
四、有丝分裂过程(以高等植物体细胞有4条染色体为例)
分裂间期为分裂期进行的活跃的物质准备,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。分裂间期结束之后,开始进行细胞分裂。
核膜
核仁
染色质
(一)分裂间期
(2)细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体。
(3)核膜、核仁逐渐消失。
(4)染色体呈散乱分布。
(二)分裂期
1.前期
纺锤丝
着丝粒
染色体
(1)染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体;每条染色体含两条姐妹染色单体。
(5)染色体数4
DNA数8
染色单体数8
(1)每条染色体的着丝粒两侧附着纺锤丝,纺锤丝牵引染色体运动;使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上(赤道板);赤道板与纺锤体中轴相垂直。
2.中期
染色体
(3)染色体数4
DNA数8
染色单体数8
(2)染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,是观察的最佳时期。
(二)分裂期
(2)纺锤丝分别牵引移染色体向细胞的两极移动,细胞的两极各具有一套完全相同的染色体。
3.后期
子染色体
(3)染色体数8
DNA数8
染色单体数0
(二)分裂期
(1)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,细胞内染色体数目加倍,姐妹染色单体消失。
(2)纺锤体消失。
(3)核膜、核仁重新出现。
(4)在赤道板位置出现细胞板,逐渐扩展形成分隔两个子细胞的新细胞壁。
4.末期
细胞板
核膜
(5)染色体数8——4
DNA数8——4
染色单体数0
(二)分裂期
(1)当两套染色体分别到达细胞的两极以后,每条染色体变成细长而盘曲的染色质丝。
(三)植物细胞有丝分裂各期的主要特点
间期
前期
中期
后期
末期
①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成;②细胞有适度的生长。
①出现染色体,且散乱分布;②核仁解体,核膜消失;③从细胞两极发生纺锤丝,进而形成纺锤体。
①纺锤体清晰可见,所有染色体的着丝粒都排列在赤道板上;②染色体的形态固定,数目清晰,便于观察。
①着丝粒一分为二,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体;
②纺锤丝牵引染色体向两极移动,形成两套数目和形态完全相同的染色体。
①两组染色体分别到达两极后,又变成细长盘曲的染色质丝;②核膜、核仁重新出现;③纺锤体消失;④在赤道板位置出现细胞板,形成新细胞壁,一个细胞分裂成两个子细胞。
后期
中期
前期
间期
前期
中期
后期
末期
间期
(四)动物细胞与植物细胞有丝分裂的比较
末期
植物细胞
动物细胞
植物 动物
间期
前期
末期
图像
由细胞两极直接发出的纺锤丝形成纺锤体
细胞板向周围扩展形成细胞壁
中心粒移到细胞两极,并发出的星射线形成纺锤体
细胞膜从中部向内凹陷,缢裂成两个子细胞
无中心粒的倍增
完成中心粒的倍增
(四)动物细胞与植物细胞有丝分裂的比较
巩固练习
1.图形识别及排序
1 2 3 4 5
5
2
4
→
3
1
→
→
→
1、判断对错(正确的打“√”,错误的打“X”)
(1)多细胞生物体体积的增大只依靠细胞生长增大细胞体积。( )
(2)要观察细胞内染色体的形态和数目,最好选择处于有丝分裂后期的细胞。( )
(3)有丝分裂间期的细胞内没有什么变化。( )
(4)使用高倍镜可观察到赤道板和细胞板的时期分别是中期和末期。( )
(5)细胞不能无限长大的原因之一是细胞体积越大,相对表面积越小,物质运输效率越低。( )
X
X
X
X
√
作业
提示:
(1)×多细胞生物体体积的增大,既依靠细胞生长增大细胞体积,还依靠细胞分裂增加细胞数目。
(2)×中期细胞染色体形态稳定,数目清晰。
(3)×间期细胞看不到变化,但正在进行紧张的物质准备。
(4)×赤道板不是一个结构。
(5) √
2、在细胞周期的间期,下列哪一组细胞器与染色体复制有关( )A.中心体、线粒体 B.核糖体、线粒体
C.中心体、高尔基体 D.线粒体、高尔基体
解析:选B。中心体与染色体复制无关。染色体的主要成分是DNA和蛋白质,在复制过程中需要核糖体提供合成有关的蛋白质和酶。在DNA复制及蛋白质合成过程中所需的能量由线粒体提供。
B
3、下列与细胞周期和有丝分裂有关的叙述,错误的是( )A.分裂间期结束时,细胞有适度生长,但其物质运输效率降低B.细胞周期中,核DNA和中心粒的倍增都发生于分裂间期C.有丝分裂前期核膜消失、核仁解体,末期核膜、核仁重建D.有丝分裂后期着丝粒在纺锤丝的牵引下分裂,染色体加倍
解析:分裂间期结束时,细胞有适度生长,其物质运输效率下降,A正确;细胞周期中,核DNA和中心粒的倍增都发生于分裂间期,B正确;有丝分裂前期核膜逐渐消失,核仁逐渐解体,末期核膜、核仁重新建立,C正确;有丝分裂后期,着丝粒在相关酶的催化下分裂,而非在纺锤丝的牵引下分裂,D错误。
D
第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖
第2课时 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
是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。
由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
一、细胞有丝分裂的意义
二、有丝分裂中DNA和染色体、染色单体的变化规律
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体
染色单体
2N
4N
2N
4N
0
2N
2N
4N
2N
4N
4N
4N
4N
4N
0
0
2N
4N
4N
2N
4N
注意:染色体数 = 着丝粒数
染色体复制后才有染色单体,着丝点分裂后又无染色单体
以
体
细
胞
数
为
2N
为
例
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
1、染色体数目的变化规律
变化原因?
变化原因?
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开形成子染色体
细胞分裂,形成子细胞
2N→4N→2N
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
2、DNA数目的变化规律
变化原因?
DNA复制
变化原因?
细胞分裂形成子细胞
2N→4N→2N
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
3、染色单体数目的变化规律
变化原因?
染色体复制
变化原因?
着丝粒分裂
0→4N→0
染色体的复制发生在分裂间期,复制后每条染色体都具有两条姐妹染色单体,但此时还没有螺旋化,仍然是细长的染色质状。但进入分裂期后,随着染色质的收缩变短就会变成染色体。所以说染色单体形成于间期(因为复制发生在间期),出现于前期(前期才可见)。
染色体和染色质是同一物质不同时期的两种形态,染色质收缩变短高度螺旋化就会形成染色体,染色体解螺旋就会变成染色质。染色质在光学显微镜下是看不见的,但染色体可见。
间期
0
2
1
前期
中期
后期
末期
DNA/染色体
变化原因?
DNA复制
变化原因?
着丝粒分裂
4、每条染色体上DNA数量的变化规律
1.在高倍显微镜下观察处于有丝分裂中期的植物细胞,能看到的结构是( )
A.赤道板、染色体、细胞膜 B.纺锤体、赤道板、染色体
C.细胞壁、染色体、纺锤体 D.细胞壁、核膜、染色体、着丝粒
C
巩固练习
解析:A.赤道板只是一个位置,而不是一个实际上的细胞结构;细胞膜紧贴着细胞壁,不可见,A错误;
B.赤道板只是一个位置,而不是一个实际上的细胞结构,因此不可见,B错误;
C.植物细胞最外面是细胞壁,而在有丝分裂前期形成染色体和纺锤体;有丝分裂中期,所有染色体的着丝点排列在赤道板的中央,形态稳定、数目清晰,C正确;
D.核膜和核仁在前期消失,末期重现,在中期不可见,D错误。
2.图示为某细胞有丝分裂的某个时期,根据图回答:
(1)此图表示植物细胞处于细胞分裂____期;
有_____个染色体,____条染色单体,____
个DNA分子;
(2)其前期时细胞中有____个染色体,______条染色单体,
_______个DNA分子;
(3)在其刚形成的子细胞中有______个染色体,________条
染色单体,________个DNA分子;
后
8
0
4
8
8
8
4
0
4
巩固练习
子染色体
1、实验原理
(1)在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。
(2)各个细胞的分裂是独立进行的,因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞,根据各个时期细胞内染色体的存在状态,就可以判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期。
(3)染色体容易被碱性染料着色。
2、方法步骤
(1)大蒜根尖的培养:取大蒜去除残根后置于小烧杯内,底部浸水培养。置温暖处,常换水。
三、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
(2)装片的制作
取材:于上午8时或下午2时左右剪取培养好的大蒜根尖2~3mm。
①解离:解离液(15%盐酸:95%酒精=1:1),时间3~5分钟,目的是使组织中的细胞相互分离开来,同时杀死并固定细胞。
②漂洗:根尖酥软后置于清水中漂洗,洗去药液,便于染色(防止酸碱中和)并防止解离过度。
③染色:染色液为0.01g/mL或0.02g/mL甲紫溶液(或醋酸洋红溶液) ,时间3~5分钟,使染色体着色。
④制片:用镊子将根尖夹起放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子弄碎,盖上盖玻片,其上再加一片载玻片后用拇指轻压。
三、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
3、大蒜根尖细胞有丝分裂的观察
低倍镜观察:找到分生区细胞——细胞呈正方形,排列紧密。
高倍镜观察:找各时期细胞。
讨论:
1.在你的观察结果中,处于哪一时期的细胞最多?为什么?
2.如何比较细胞周期中不同时期的时间长短?你可以数一数视野中5个不同时期的细胞数目。统计全班的结果,求每个时期细胞数目的平均值。
三、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
处于分裂间期的细胞最多,因为间期时间长,分裂期时间短。
某时期的细胞数占计数细胞总数的比例越大,该时期的时间越长。
四、无丝分裂
1、过程:
细胞核延长 核缢裂 细胞质缢裂 形成两个子细胞
2、特点:不出现纺锤丝和染色体的变化;
染色质、DNA也要进行复制,并且细胞要增大。
3、实例:蛙的红细胞分裂。
蛙的红细胞无丝分裂示意图
本课小结