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第6章 细胞的生命历程
第1节第1课时
细胞增殖、细胞周期和细胞的有丝分裂
1
阐明细胞生长和增殖的周期性。
2
描述细胞有丝分裂的过程,阐明细胞有丝分裂的重要意义(重、难点)。
人在生命之初有几个细胞?
既靠细胞的体积的增大(细胞生长实现),
也靠细胞的数量的增多(细胞分裂实现),主要靠细胞数量的增多。
1个受精卵
成人 2x1014个细胞
受精卵发育为成体
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目标一
细胞增殖与细胞周期
1、概念:
细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。
2、意义:
单细胞生物:
多细胞生物:
通过细胞增殖来繁衍
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 。
1.1 细胞增殖
(1) 经过细胞增殖和分化完成个体发育
(2) 补充衰老、死亡的细胞
亲代细胞
子细胞
1.1 细胞增殖
3、真核细胞分裂的方式:
有丝分裂过程概览
蛙的红细胞无丝分裂示意图
减数分裂过程概览
物质准备
分裂
物质准备
亲代细胞
子细胞
分裂
有丝分裂过程概览
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。
细胞周期
分裂间期
分裂期
1.2 细胞周期
1
概念:
一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。
结论:(1)细胞的种类不同,细胞周期时间不同;
(2)分裂间期时间长,分裂期时间短。
你能从上表得出什么结论?
活动1
不同细胞的细胞周期持续时间
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
① DNA分子复制,有关蛋白质的合成
DNA复制
染色体
姐妹染色单体
间期
分裂间期
分裂期
S期
G1期
G2期
着丝粒
1.2 细胞周期
2
分裂间期进行的物质准备:
G1、G2时期细胞高尔基体的电镜图像
用计算机软件计算
G1、G2时期细胞高尔基体体积
G1
G2
G1
G2
② 细胞进行适度的生长
2
分裂间期进行的物质准备:
1.2 细胞周期
A.图1中的a、图2中B→A,细胞正在进行DNA复制
B.图1中的b、图2中A→B,实现细胞内核遗传物质的平均分配
C.图2中,细胞周期可以是从A到B再到A
D.图1中一个细胞周期也可以表示为b+c
1.如图1中,ab表示一个细胞周期,cd表示另一个细胞周期。图2中,按箭头方向,表示细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期,下列叙述不正确的是
解析 分裂间期在前,分裂期在后,图1中一个细胞周期可以表示为a+b或c+d,D错误。
2.如图是关于细胞周期的示意图(G0期是有分裂能力的细胞反复分裂数次之后处于停止分裂状态的时期,但在适当刺激下可重新进入细胞周期。M期为分裂期、G1期为DNA合成前期、S期为DNA合成期、G2期为DNA合成后期)。下列叙述正确的是
A.一个完整细胞周期为G0→G1→S→G2→M
B.哺乳动物的成熟红细胞为G0期细胞
C.同一个体各细胞的细胞周期长短相同,G1期长短
有所不同
D.肝细胞所处时期为G0期
解析 G0期是细胞分裂完成数次后暂时停止分裂所处的时期,一个完整的细胞周期为G1→S→G2→M,A 错误;
哺乳动物的成熟红细胞没有分裂能力,不能再分裂,不是G0期细胞,B错误;
同一个体各细胞的细胞周期长短不同,各个时期长短也不同,C错误;
肝细胞属于暂不分裂细胞,在适当刺激下可重新进入细胞周期,D正确。
1.判断一个完整的细胞周期的方法
(1)“先长后短”:一个细胞周期一定要先经过一个长的分裂间期,再经过一个短的分裂期。
(2)“终点到终点”:从完成时开始,到完成时结束,为一个细胞周期。
(3)“先复制后分裂”:一个细胞周期一定要先完成DNA的复制,才能完成细胞的分裂。
归纳总结
2.细胞分裂后产生的子细胞有三种去向
(1)持续分裂:始终处于细胞周期中,如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞等。
(2)暂不分裂:暂时脱离细胞周期,但仍具有分裂能力,在一定条件下可回到细胞周期中,如肝脏细胞等。
(3)永不分裂:永远脱离细胞周期,处于分化状态直到死亡,如肌纤维细胞、神经细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞等。
归纳总结
3.影响细胞周期的因素
(1)内部因素:不同种类的细胞,细胞周期持续的时间不同,间期和分裂期所占的比例也不同。
(2)外部因素:温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶的活性影响细胞周期。
归纳总结
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目标一
有丝分裂
1.1 细胞学说的建立过程
染色体与染色质是
同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
变化最大的结构
活动2
分析核DNA在有丝分裂中如何均分到两个子细胞中
1.请就有丝分裂过程中染色质(染色体)的行为进行正确排序,并说明理由。
A→D→B→C。
染色质要先进行复制,然后高度螺旋化,缩短变粗,以利于平均分配。
活动2
分析核DNA在有丝分裂中如何均分到两个子细胞中
2.根据染色质(体)模型,填写下表图示结构中染色体、核DNA、染色单体的数量关系。
项目
染色体 ____ ____ ____ ____
核DNA ____ ____ ____ ____
染色单体 ____ ____ ____ ____
1
1
1
2
1
2
2
2
0
2
2
0
活动2
分析核DNA在有丝分裂中如何均分到两个子细胞中
(注:细胞核的直径仅为10μm左右,而染色体的长度有0.5-30μm.)
假设1:染色体均排列在细胞中央的一个平面上,随后姐妹染色单体分开移向细胞的两极。
提出问题,做出假设
复制好的染色体发生什么行为变化才能够精确均分到细胞两极?
问题1
姐妹染色单体如何分开?
问题2
子染色体如何移动?
问题3
细胞核的其他结构会发生什么变化,以配合染色体运动?
问题4
假设2:着丝粒分裂。
假设3:细胞中会有牵引染色体的结构出现。
假设2:细胞核解体,即核膜消失,核仁解体。
活动2
下图展示的是科研人员对分裂期细胞的各部分进行荧光染色后的结果,染色质被染成蓝色,微管蛋白染成绿色,红色表示细胞质。我们对比这两幅图,细胞有什么变化?
核膜核仁消失,纺锤体形成
染色质
微管蛋白
对比这两幅图,染色质缩短变粗,螺旋化变为染色体;核膜消失;绿色的微管蛋白在细胞的一极形成丝状物质,之后这些丝状物质也出现在另外一极。而且,这些微管蛋白还伸向了染色体所在的位置。
梭形的纺锤体
寻找证据,验证假设
分析核DNA在有丝分裂中如何均分到两个子细胞中
活动2
① 染色体的着丝粒排在赤道板上
染色质高度螺旋化成染色体后,它的位置发生了什么变化?
寻找证据,验证假设
分析核DNA在有丝分裂中如何均分到两个子细胞中
活动2
染色质高度螺旋化成染色体后,它的位置发生了什么变化?
② 姐妹染色单体分开, 分别移向细胞的两极
寻找证据,验证假设
分析核DNA在有丝分裂中如何均分到两个子细胞中
活动2
寻根溯源
(1)左图所示为一条染色体,姐妹染色单体由黏连蛋白复合体黏在一起。子染色体如何分开?姐妹染色单体的分开是被纺锤丝拉开的吗?
姐妹染色单体
分离酶降解黏连蛋白
黏连蛋白复合体
纺锤丝
黏连蛋白复合体分裂
分离酶把黏连蛋白降解后,黏连蛋白复合体分裂,姐妹染色单体得以分开。
分析核DNA在有丝分裂中如何均分到两个子细胞中
纺锤丝
染色体
解聚的微管二聚体
活动2
(2)图片所示这条纺锤丝的一侧在细胞的一极,另一侧连在着丝粒上。请据图分析子染色体如何向细胞的一极移动?
纺锤丝由微管蛋白组成,从图中可以看出,微管蛋白从纺锤丝的一端开始解聚。导致纺锤丝越来越短,染色体距离细胞的一极的距离也越来越近,实现了这条染色体向细胞的一极移动。
微管
分析核DNA在有丝分裂中如何均分到两个子细胞中
寻根溯源
活动2
a
b
c
C 图
分析核DNA在有丝分裂中如何均分到两个子细胞中
寻根溯源
(3)a、b、c三幅图展示了纺锤丝和姐妹染色单体的连接方式,哪一种连接方式是正确的,能保证子染色体移向细胞的两极?
2.1 动物细胞有丝分裂的过程
活动3
请根据图像描述染色质、纺锤体、核膜、核仁的形态结构是如何变化的?
前期
核膜核仁消失
纺锤体形成
染色质成为染色体
中期
着丝粒排在赤道板上
后期
着丝粒分裂
子染色体移向两极
末期
核膜核仁形成
纺锤体消失
染色体变成染色质
活动4
比较动植物细胞有丝分裂过程的不同点
2.2 动、植物细胞有丝分裂的不同
植物细胞 动物细胞
前期 形成两个子细胞的方式不同 由细胞两极发出纺锤丝 两组中心粒发出星射线
2.2 动、植物细胞有丝分裂的不同
植物细胞 动物细胞
末期 形成两个子细胞的方式不同 细胞中部形成细胞板,扩展形成新细胞壁,分裂成两个子细胞 细胞膜从细胞的中部向内凹陷,把细胞缢裂成两部分
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。
在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
2.3 有丝分裂的意义
3.(2022·江苏扬州中学高一期中)如图为细胞分裂某一时期,下列有关此图的叙述,不正确的是
A.细胞中的中心体⑨,与纺锤体的形成有关
B.④是一条染色体,包含两条染色单体①和③
C.细胞中有4条染色体,8条染色单体
D.细胞中染色体的着丝粒均排列在细胞板上
解析 该细胞处于有丝分裂中期,细胞中染色体的着丝粒均排列在赤道板上,D错误。
A.图示植物细胞分裂期出现的先后顺序是②③④⑤
B.图③中,M的形成与中心体、高尔基体的活动密切相关
C.图④过程,导致细胞染色体、核DNA数量均发生了加倍
D.图⑤时期,是显微镜下观察染色体的最佳时期
4.(2022·四川宜宾东辰学校高一月考)下图为高等植物细胞有丝分裂过程各时期,有关叙述正确的是
解析 图中①表示前期,②表示后期,③表示末期,④表示分裂间期,⑤表示中期,故图示植物细胞分裂期出现的先后顺序是①⑤②③,A错误;
图③中,M表示细胞板,其形成与高尔基体的活动密切相关,B错误;
④表示分裂间期,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,使核DNA数量加倍,染色体数目不变,C错误。
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