浙科版（2019）生物必修一 第四章第一节课时1 细胞周期及有丝分裂过程中染色体的行为变化课件(共55张PPT)

(共55张PPT)
第四章　细胞的生命历程
第一节　细胞通过分裂增殖
描述细胞通过不同的方式进行分裂,其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。
1.运用结构与功能观,归纳总结植物细胞和动物细胞有丝分裂的不同点和相同点。
2.采用归纳与概括的方法概述有丝分裂各个时期的特点。
3.运用建模分析的方法,探究细胞不能无限长大的原因。
4.了解细胞癌变原因和特点,宣传健康生活方式,预防癌症发生。
课时1　细胞周期及有丝分裂过程中染色体的行为变化
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1
一、细胞周期
1.含义
连续分裂的细胞从 到下一次分裂结束所经历的整个过程。
2.组成
细胞周期包括 (简称M期)和 。
一次分裂结束
分裂期
分裂间期
3.分裂间期
(1)G1期:发生的主要是 ,以及 的增生。
(2)S期:主要是 。
(3)G2期:合成M期所必需的一些 。
4.特点
分裂间期的时间总是 分裂期。
合成DNA复制所需的蛋白质
核糖体
DNA复制
蛋白质
长于
二、模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系
1.实验目的
通过建构 模型,推断细胞大小与 的关系,领悟细胞不能无限长大的原因。
2.方法步骤
(1)制备边长分别为3 cm、2 cm、1 cm的 琼脂块。
(2)将琼脂块分别放入烧杯内,加入0.1%的 将琼脂块淹没,并不停翻动琼脂块3 min。
物理
物质扩散
立方体
NaOH溶液
(3)取出琼脂块,放在垫着吸水纸的培养皿中将琼脂块上的溶液吸干,将琼脂块切成两半,观察 ,记录观察结果,测量每一块琼脂块上NaOH扩散的 。
切面
深度
1.所有的细胞分裂都具有周期性吗
提示:并不是所有的细胞分裂都具有周期性。只有能连续分裂的细胞才有细胞周期,如发育中的受精卵、分生区细胞、各种干细胞等;高度分化的细胞不具有细胞周期,如神经细胞、叶肉细胞、精子、卵细胞等。
2.动物受精卵的细胞周期的长短是不变的吗 为什么
提示:不是。细胞周期的长短会受外界因素的影响,如温度等,所以即使对于同一种细胞来说,其细胞周期的长短也是会变化的。
三、染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化及有丝分裂的意义
1.动植物细胞有丝分裂过程及主要特点
染色体
纺锤体
着丝粒
赤道面
着丝粒
染色质
纺锤体
细胞质
2.动、植物细胞有丝分裂的区别
(1)动物细胞的细胞质中有一个 。G2期时细胞中已有一对中心体。前期,这一对中心体分开并移向细胞两极,由中心体发出的 形成纺锤体。
(2)动物细胞的胞质分裂与植物细胞的不同,不形成
,而是细胞在两极之间的“赤道面”上向内凹陷,形成环沟。 渐渐加深,最后缢裂为两个子细胞。
中心体
纺锤丝
细胞板
环沟
3.有丝分裂的意义
将亲代细胞的 经过复制后,精确地 .
,由于染色体上有遗传物质DNA,染色体的复制实质上是DNA的复制,因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了 。
染色体
平均分配
到两个子细胞中
遗传性状的稳定性
间期染色体复制后,其数目是否加倍 判断的依据是什么
提示:否;计数染色体以着丝粒数为标准,间期染色体复制后,着丝粒数量不变。
四、制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片,或观察其永久装片
1.实验原理
(1)盐酸能够破坏细胞间的 ,使根尖细胞在后续的操作中彼此容易被 。
(2) 染料可以使染色体着色。
(3)盐酸会影响染色剂染色的效果,要用 把处理根尖的盐酸充分冲洗干净。
果胶
分开
碱性
清水
2.方法步骤
3～5
解离液
1 min
龙胆紫
染液
使染色体(质)着色
1～2 min
2～3 mm
盖玻片
分散开
分生区
近正方
形
1.如图为洋葱根尖细胞有丝分裂显微照片,请按照有丝分裂的过程排序。
提示:图2→图3→图1→图4→图5。
2.在制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片活动中使细胞分散开的操作措施有哪些
提示:①解离,盐酸能够破坏细胞间的果胶,使根尖细胞在后续的操作中彼此容易被分开。②制片时把根尖轻轻压扁。③压片可使细胞尽可能呈单层铺展。
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1.同一生物各种组织的细胞周期长短相同,但G1、S、G2和M期长短不同。(　 　)
提示:同一生物各种组织的细胞周期长短往往不同。
2.有丝分裂中染色体的数目始终和着丝粒的数目相等,间期DNA复制时,着丝粒数目不变,染色体数目不加倍。
(　 　)
×
√
3.动植物细胞中的中心体在间期复制,前期移向两极并发出纺锤丝形成纺锤体,末期平均分到子细胞。(　 　)
提示:中心体(动物细胞、低等植物细胞)间期复制,前期移向两极并发出纺锤丝形成纺锤体,末期平均分到子细胞。
4.根据NaOH在琼脂块中的扩散距离相同可以知道,NaOH在琼脂块中的扩散速率是相等的。(　 　)
×
√
5.解离完毕要进行漂洗,而且一定要彻底,这样处理的目的是防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞,同时也防止盐酸影响染色。(　 　)
6.将洋葱表皮细胞经解离、漂洗、染色、制片后,可观察到细胞内的染色体。(　 　)
提示:洋葱表皮细胞高度分化,不进行有丝分裂,不能观察到染色体。
√
×
7.中期染色体凝聚变短,全部整齐地排列在细胞板上。
(　 　)
提示:中期染色体的着丝粒整齐地排列在赤道面上。
8.细胞有丝分裂的不同时期之间存在明显界限。
(　 　)
提示:有丝分裂的过程是连续的,不存在明显界线,不同时期是人为划分的。
×
×
9.时间允许的情况下,在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中可以观察到一个细胞从间期到末期的连续分裂过程。(　 　)
提示:经过解离细胞已死亡,不能观察到一个细胞的连续有丝分裂过程。
10.细胞有丝分裂实现了细胞中所有物质的平均分配,保证了亲子代遗传性状的稳定性。(　 　)
提示:有丝分裂实现了核遗传物质的平均分配,其他物质不一定均分。
×
×
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2
[任务突破]
探究细胞表面积与体积关系的实验操作与分析
任务一　探究细胞表面积与体积的关系
[典例1] (2022·绍兴高一期末调测)在“模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系”活动中,将含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的立方体,把3块琼脂块放在装有0.1% NaOH溶液的烧杯内,淹没浸泡并用塑料勺不停地翻动3分钟。下列叙述正确的是(　 　)
A.随边长增大,琼脂块的表面积与体积之比增大
B.随边长增大,NaOH在琼脂块内扩散的速率增大
C.随边长增大,琼脂块中变红的体积增大
D.若时间允许,琼脂块浸泡时间越长越好
√
[迁移应用]
解析:随琼脂块边长增大,琼脂块的表面积与体积之比减小;不同大小的琼脂块上NaOH扩散的深度相同,即扩散速率相同;不同大小的琼脂块上NaOH扩散的深度相同,因此随琼脂块边长的增大,琼脂块中变红的体积增大;探究细胞大小与物质运输的关系时,琼脂块在NaOH溶液中的浸泡时间必须相同且适宜,如果浸泡时间过长,会导致NaOH扩散体积与琼脂块体积之比均为1。
任务二　理解细胞周期的概念,
明确有丝分裂各时期的特征
[任务突破1]
构建细胞周期4种常用表示方法的概念模型
[典例2-1] (2022·金华十校高一期末)科学家追踪蚕豆根尖分生区细胞连续分裂,得到的数据如下。据此判断,蚕豆根尖分生区细胞周期的时间为(　 　)
A.2 h B.19.3 h
C.21.3 h D.38.6 h
[迁移应用]
√
解析:细胞周期包括分裂间期和分裂期,间期较长,
分裂期较短,其中第2 h～第21.3 h、第21.3 h～第40.6 h表示一个细胞周期,时长为19.3 h。
[任务突破2]
利用胸苷(TdR)双阻断法进行细胞周期同步化的操作
步骤一:培养液中加入过量胸苷。处于S期的细胞均被抑制,其他时期不受影响,因此,培养后可获得S期和G1/S期交界处的细胞,此过程的培养时间应不少于G2+M+G1时长。
步骤二:洗脱胸苷。所有时期细胞均可正常进行分裂。交界处的细胞在该培养液中培养时间应不短于S期时长,小于G2+M+G1时长。
步骤三:再次加入过量胸苷。处理后所有细胞均处于G1/S期。此阶段培养时间应大于G2+M+G1时长。
[典例2-2] 利用一定的方法,使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步。高浓度TdR(胸腺嘧啶核苷)双阻断法是常用的同步化方法,它可逆地起作用,且不影响其他时期细胞的活动,最终可使细胞停留在S期或G1/S交界处。研究人员利用胡萝卜细胞,经如图过程的处理,成功将所有细胞阻断在G1/S交界处。下列叙述正确的是(　 　)
[迁移应用]
注:胡萝卜细胞周期中G1为1.3 h,S为2.7 h,G2为2.9 h,M为0.6 h。
A.t1≥4.8 h B.t2≤2.7 h
C.t3≥4.6 h D.t1+t2+t3=7.5 h
√
解析:经过t1时间处理,G2、M、G1期细胞被抑制在G1/S期交界处,处理时间不少于G2+M+G1之和,故t1≥2.9+0.6+1.3=
4.8(h);正常处理时既要保证G1/S期交界处细胞经过S期,又要保证S期细胞不能再进入S期,故t2应不短于S期时间,且小于G2+M+G1期时间,故4.8 h>t2≥2.7 h;t3与t1时间处理原理相同,故t3≥4.8 h;综上所述,t1≥4.8 h,4.8 h>
t2≥2.7 h,t3≥4.8 h,故t1+t2+t3≥12.3 h。
[任务突破3]
有丝分裂过程中几种结构或物质的变化规律
项目 变化规律
DNA DNA复制含量加倍(S期)→恢复为正常状态(末期细胞分裂)
染 色 体 形 态 变 化
[迁移应用]
[典例2-3] (2022·金华十校高一期末)高等动物有丝分裂过程中,发生在同一时期的是(　 　)
A.核糖体的增生和环沟的形成
B.染色体的出现和纺锤体的出现
C.染色单体的形成和着丝粒的分裂
D.中心体的复制和染色体数的加倍
√
解析:核糖体的增生发生在间期,环沟的形成发生在末期;染色体的出现和纺锤体的出现都在前期;染色单体的形成发生在间期,着丝粒的分裂发生在后期;中心体的复制发生在间期,染色体数的加倍发生在后期。
[任务突破4]
比较动、植物细胞有丝分裂异同
(1)列表比较动、植物细胞有丝分裂过程异同。
项目 植物细胞 动物细胞
不 同 点 间 期 无中心体的复制 一个中心体复制成一对中心体
前 期 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 由中心体发出纺锤丝形成纺锤体
末 期 细胞中央出现细胞板,并发展成为新的细胞壁 细胞在两极之间的“赤道面”上向内凹陷,形成环沟,环沟渐渐加深,缢裂为2个子细胞
相 同 点 ①分裂过程均包括间期和分裂期;②细胞核内染色体的行为、形态、数目变化规律相同;③分裂间期都完成了DNA复制(或完成染色体复制);④染色体平均分配到两个子细胞中
(2)基于“三看法”界定动、植物细胞有丝分裂图像。
[迁移应用]
[典例2-4] 下列关于动、植物细胞有丝分裂相同点的叙述,不正确的是(　 　)
A.在分裂间期,核DNA复制含量加倍
B.在分裂前期,由中心体周围发出的纺锤丝形成纺锤体
C.在分裂中期,染色体的着丝粒排列在赤道面上,含染色单体
D.在分裂后期,染色体的着丝粒分为两个,染色体数目加倍,不含染色单体
√
解析:动、植物细胞有丝分裂间期,都进行核DNA的复制,且复制后核DNA含量都加倍;动、植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成方式不同,动物细胞中纺锤体是由中心体发出纺锤丝形成的,高等植物细胞中纺锤体是由细胞两极发出纺锤丝形成的;动、植物细胞有丝分裂中期,染色体的着丝粒都排列在赤道面上,且都含染色单体;动、植物细胞有丝分裂后期,染色体的着丝粒都分为两个,染色体数目加倍,不含染色单体。
[典例2-5] 如图为动物和高等植物细胞的有丝分裂示意图,下列据图分析错误的是(　 　)
A.甲细胞在分裂前期时,一对①分开,其间有纺锤丝相连
B.乙细胞在分裂前期时,无①出现,但仍有纺锤丝出现形成纺锤体
C.甲细胞在分裂末期时,③向内凹陷,形成环沟
D.乙细胞在分裂末期时,⑤聚集发展成新的细胞膜
√
解析:甲细胞为动物细胞,①为中心体,②为着丝粒,③为细胞膜。动物细胞有丝分裂前期,一对中心体分开移向两极,其间有纺锤丝相连;乙细胞为高等植物细胞,细胞中不存在中心体,由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体;动物细胞在分裂末期时,细胞膜向内凹陷形成环沟;高等植物细胞在分裂末期时,⑤聚集发展成新的细胞壁。
任务三　制作并观察有丝分裂临时装片
[任务突破]
制作和观察有丝分裂临时装片实验的关键点及注意事项
实验材料的选择 类型 选取细胞分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部位 选取细胞分裂旺盛的部位(如根尖、芽尖的分生区)
时间 选择细胞分裂旺盛的时间
操作注意事项 解离 时间 太短 细胞间质未被完全溶解,压片时细胞不易分散
过长 细胞解离过度、根尖过于酥软,影响染色
漂洗 时间 适宜 洗去多余的解离液,防止解离过度而影响染色
染色 时间 太短 染色体或染色质不能完全着色
过长 使其他部分也被染成深色,无法分辨染色体
压片 过轻 细胞未分散开
过重 将组织压烂
显微镜观察 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞,不能看到动态变化
细胞数目 处于间期的细胞数目最多,原因是间期历时最长
[典例3] (2022·宁波高一期末)“制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片,或观察其永久装片”活动中,观察到不同分裂时期的细胞如图所示。下列叙述正确的是(　 　)
A.解离时间要尽量长,保证组织中的细胞充分分离开
B.装片制作过程中需要用体积分数95%的酒精洗去解离液
C.图乙细胞的染色体数是图丙细胞的一半,但二者的核DNA数量相等
D.图丁细胞中正在形成赤道面,即将扩展成新的细胞壁
[迁移应用]
√
解析:解离时间一般在3～5 min,时间过长,根尖过于酥软,不利于用镊子取出进行漂洗及染色等;装片制作过程中需要用清水洗去解离液;图乙细胞表示中期,图丙细胞表示后期,后期着丝粒分裂,故中期的染色体数是后期的一半,但二者的核DNA数量相等;赤道面是一个假想平面,图丁细胞处于末期,细胞中正在形成细胞板,即将扩展成新的细胞壁。