(共32张PPT)
生物必修1 第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖(第一课时)
学习目标
1.简述细胞生长和增殖的周期性。
2.概述细胞有丝分裂的过程。
3.分析有丝分裂过程染色体、染色单体和DNA的数量变化
象与鼠的个体大小
相差十分悬殊。
1.请推测构成象与鼠相应器官或组织的细胞大小是否也有很大差异。
2.生物体的长大,是依靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大?
3.鼠和象器官差异很大,主要取决于什么呢?
①细胞体积增大
②细胞数量增多
依靠
依靠
依靠
细胞生长
细胞分裂
主要
单细胞生物
细胞体积增大
小老鼠
大象
细胞大小基本一致。
如果我的细胞数目和你一样多,我也和你一样大!
多细胞生物体生长
器官大小主要取决于细胞数量的多少
(P110)
新课导入
(细胞增殖的方式)
细胞分裂
2.过程:
物质准备(遗传物质进行复制)
物质准备——分裂——物质准备——再分裂
细胞增殖具有周期性
真核细胞
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
生殖细胞形成方式
体细胞数目增加方式
4.特点:
(110-3)
二分裂
一. 细胞增殖
1.概念:细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程
有丝分裂是真核细胞分裂的主要方式。
3.细胞
增殖方式
原核细胞
受精卵 成体;
单细胞生物:
多细胞生物:
通过细胞增殖繁衍。
补充衰老、死亡的细胞
细胞增殖、分化
5.意义:
细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体____、____、____、____的基础。
生长
发育
繁殖
遗传
一. 细胞增殖
(110-2)
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。
①前提
②起点
③终点
(教材111页)
二. 细胞周期
(两个完成: 完成→ 完成)
细胞周期表示方法:
B
A
方法二:直线图
A B C D E F G
方法一:扇形图
细胞周期:
B-B
A C、 C E、 E G
⑴连续分裂细胞:始终处于细胞周期中,保持连续分裂状态。如:受精卵、部分红骨髓细胞(造血干细胞)、皮肤的生发层(基底层)细胞、癌细胞、植物的形成层细胞、根尖的分生区细胞和芽的顶端分生组织等。(有细胞周期)
⑵暂不分裂(休眠期)细胞:仍然具有分裂能力,在合适的条件下仍可以回到分裂周期中继续进行细胞分裂。如:某些免疫淋巴细胞、肝、肾细胞、大部分造血干细胞等。
⑶不分裂(终端分化)细胞 :细胞不分裂,就必然分化。这类细胞完全脱离细胞周期,不再分裂,而是分化为组织、器官和其他细胞。如:骨骼细胞、白细胞、神经、肌纤维细胞和植物韧皮部细胞、筛管细胞等。
二. 细胞周期
2、阶段:
一个细胞周期包括很长的物质准备时期(分裂间期)和短暂的分裂期
分裂间期
分裂期
阶段
(90%--95%)
(5%--10%)
①间期在前,分裂期在后;
②间期长,分裂期短;
③以分裂完成时为“界限”。
B
A
细胞类型(细胞分裂能力)
时期 特点
G1期 (DNA合成前期)
S期 (DNA合成期)
G2期 (DNA合成后期)
RNA、相关蛋白质(DNA聚合酶等)的合成
DNA的复制
DNA的合成已经终止,但是还有RNA和蛋白质的合成(主要用于形成纺锤丝/星射线)
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
(90%~95%)
P111右上
分子水平:完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
细胞水平:染色体复制
核糖体
二. 细胞周期
与细胞分裂有关的蛋白质的合成。
与DNA复制的有关蛋白质的合成。
DNA复制
细胞分裂:
核分裂和质分裂
3.分裂间期特点
不同细胞的细胞周期持续时间(t/h)
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
结论:(1)细胞种类不同,细胞周期时间不同;
(2)分裂间期时间长,分裂期时间短。
(3)不同细胞周期的分裂期或分裂间期占比例不一样。
你能从上表得出什么结论?
长
短
不同
P111
二. 细胞周期
4.细胞周期差异性
思考:以上四种细胞,那个更适合做观察有丝分裂材料?
例1.右图表示细胞增殖一个细胞周期所用的时间,下列说法正确的是( )
①甲→乙的过程表示分裂间期
②乙→甲的过程表示分裂期
③一个细胞周期是指甲→甲的全过程
④一个细胞周期是指乙→乙的全过程
A.①②④ B.④
C.③ D.①②③
B
二. 细胞周期
例2.下表是实验测得的四种植物分生组织的细胞周期,下列叙述正确的是( )
植物 细胞周期的时间/h
a时期 b时期 合计
植物1 10.6 0.4 11.0
植物2 18.0 0.5 18.5
植物3 16.5 2.0 18.5
植物4 10.4 2.3 12.7
A.a时期属于细胞周期的分裂期
B.不同植物具有不同的细胞周期
C.最好选用植物1观察有丝分裂过程,因其细胞周期最短
D.四种植物细胞周期的时间都是固定不变的
B
二. 细胞周期
植物细胞的有丝分裂过程
三.有丝分裂
细胞进入分裂期后,在分裂间期复制成的DNA如何平均分配到两个子细胞?
真核细胞主要是通过______________来完成的。
有丝分裂是一个连续的过程,人们根据__________的行为,把它们分为四个时期:___________________________
有丝分裂
染色体
前期、中期、后期、末期
三.有丝分裂
特点——进行活跃的物质准备:
①主要完成DNA分子的复制和
有关蛋白质的合成
②细胞有适度的生长
③DNA加倍,形成姐妹染色单体
复制合成有单体
三.有丝分裂
(一)分裂间期 物质准备
___个着丝粒
___条染色体
个DNA
___条姐妹染
色单体
___个着丝粒
___条染色体
___个DNA
___条姐妹
染色单体
1
1
0
1
2
1
1
2
染色(质)体的计数=着丝粒个数
间期染色体复制
着丝粒
以染色质的
形式存在
形成染色单体
(本质是DNA的复制)
姐妹染色单体
P112下
G1→ S →G2
有丝分裂需要保证亲子代细胞在遗传上的一致性,即需要将亲代细胞中复制好的DNA平均分配到子代细胞中。
真核细胞的DNA主要存在于染色体(质)中。染色质形态不利于遗传物质的精确平分,因此在细胞分裂过程染色质会螺旋化加粗形成染色体。
三.有丝分裂
(二)分裂期(高等植物细胞)
染色质
染色体
前期(螺旋化)
末期(解螺旋)
光镜下看不到
光镜下可见
着丝粒
着丝粒
① 核仁逐渐解体,核膜逐渐消失;
② 细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体。
染色质→染色体;
(散乱分布)
1、前期
膜仁消失现两体
三.有丝分裂
思考:姐妹染色单体在 可见,形成于
前期
分裂间期
纺锤丝
染色体
着丝粒
(二)分裂期(高等植物细胞)
① 染色体在纺锤丝的牵引下移动,每条染色体的_________整齐排列在细胞中央的一个平面上( _______ )(实际不存在的);
2、中期
形定数清赤道齐
着丝粒
赤道板
② 染色体形态固定,数目清晰
染色体
【点拨】观察染色体的最好时期是中期。
三.有丝分裂
(二)分裂期(高等植物细胞)
子染色体
①着丝粒分裂成2个,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,细胞内染色体数目加倍。
②纺锤丝牵引子染色体移向细胞两极,细胞的两极各有一套形态和数目完全相同的染色体。
③染色体数目加倍;无姐妹染色单体(为0)。
3、后期
三.有丝分裂
粒裂数加均两极
黏连蛋白
着丝粒
纺锤丝牵引
染色体
②染色体移向细胞两级的原因:
①染色体着丝粒分裂的原因:
分离酶分解粘连蛋白
【补充】
(二)分裂期(高等植物细胞)
4)末期
结果:①染色体和核DNA平均分到两级。
②1个细胞→2个细胞
③子细胞若继续分裂,进入下一
细胞周期的分裂间期。
核膜
细胞板
细胞壁
细胞板真实存在。高尔基体与细胞壁的形成有关。
三.有丝分裂
两消两现建新壁
特点
①染色体变成染色质;
②纺锤丝逐渐消失;
③出现新的核膜和核仁,形成2个新的细胞核;
④在赤道板的位置出现一个细胞板,并逐渐扩展形成分隔两个子细胞的新的细胞壁。
(二)分裂期(高等植物细胞)
前期
中期
后期
末期
子细胞
间期
(三)动物细胞与植物细胞有丝分裂的比较
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
相同
不同 间期
前期
末期
①染色体变化规律(染色体行为变化、数目变化)相同
②染色体复制,平均分配到两个子细胞
由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体
由两组中心粒发出星射线,形成纺锤体。
细胞中部形成细胞板,细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁,将细胞分裂成两个子细胞。
细胞膜从细胞中部向内凹陷,将细胞缢裂成两个子细胞。
无中心粒倍增
中心粒倍增,成为两组
三.有丝分裂
P114思考与讨论(第2题)
P114思考与讨论(第1题)
上图比较的是高等植物与动物细胞有丝分裂的不同点,请问低等植物和动物细胞有丝分裂相比呢?
低等植物细胞也有中心体,所以间期前期与动物细胞相同,末期与高等植物细胞相同
(三)动物细胞与植物细胞有丝分裂的比较
三.有丝分裂
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 ,因而在细胞的_____和_____间保持了 。
遗传物质DNA
亲代
子代
遗传的稳定性
(四)有丝分裂的意义:
P114思考与讨论(第3题)
三.有丝分裂
细胞器 参与时期 作用
核糖体
线粒体
中心体
高尔基体
间期
整个时期
前期
末期
合成蛋白质
提供能量
发出星射线
形成纺锤体
参与细胞板
(细胞壁)的形成
动、植物细胞有丝分裂中参与的细胞器
三.有丝分裂
前期
中期
后期
末期
间期
拓展(一) 染色体、染色单体形态变化曲线
间期
复制
缩短
变粗
前期
后期
着丝粒
分裂
末期
解螺旋
着丝粒____
染色体____
姐妹染色单体____核DNA数____
着丝粒____
染色体____
姐妹染色单体____核DNA数____
着丝粒____
染色体____
姐妹染色单体____核DNA数____
着丝粒____
染色体____
姐妹染色单体___
核DNA数____
1条
1条
1个
2条
1个
1条
2条
2个
2条
0条
0
1个
1个
1个
2条
2条
拓展(二) 染色体、染色单体、DNA之间数量变化曲线
间
期
前
期
中
期
后
期
末
期
子细胞
“二看法”区分染色体、核DNA、染色单体曲线图
【方法技巧】
拓展(二) 染色体、染色单体、DNA之间数量变化曲线
项目 数目加倍 数目减半
时期 原因 时期 原因
DNA
染色体
间期
后期
DNA复制
着丝粒分裂
末期
平均分到两个子细胞中
小结:
变化原因
拓展(二) 染色体、染色单体、DNA之间数量变化曲线
染色体数目=着丝粒数目
染色单体:形成于 期,消失于 期。着丝粒分裂,染色单体消失
后
间
拓展(二) 染色体、染色单体、DNA之间数量变化曲线
染色体数目=着丝粒数目
归纳—染色体、染色单体、DNA数目比
①无染色单体时,
染色体:染色单体: DNA=1:0:1 或=2: 0:2
②有染色单体存在时,
染色体:染色单体:DNA=1:2:2
染色体
核DNA
G1
前
中
后
末
G2
S
1/2
1
ab:间期DNA复制,一条染色体上有2条DNA分子。
cd:后期着丝点分裂,一条染色体上有1条DNA分子。
a
b
c
d
e
P117下右
拓展(二) 染色体、染色单体、DNA之间数量变化曲线
数学模型构建:柱状图(二倍体生物2N为例)
2N
4N
2N
4N
2N
4N
c:DNA
b:姐妹染色单体
a:染色体
前期和中期(以及G2)
后期
或
末期(以及G1)
P116下
拓展(二) 染色体、染色单体、DNA之间数量变化曲线
方法三:柱形图
方法四:直线图
A组:G1期,细胞数目最多,分裂间期时间长。
B组:S期,DNA复制;
C组:G2期和分裂期(M期),DNA已经加倍。
a+b+c+d+e 为一个细胞周期
P111下
数学模型构建:细胞周期表示方法:
拓展(二) 染色体、染色单体、DNA之间数量变化曲线
例3.下图是植物细胞增殖过程中一个细胞周期中核内染色体和DNA数量变化的曲线图,下列分析错误的是( )
A.实线是DNA数量变化的曲线图
B.虚线是染色体数量变化的曲线图
C.AB段进行DNA复制
D.B点开始着丝粒分裂
D
例4.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