(共72张PPT)
第六章 细胞的生命历程
第一节 细胞的增殖
讨论:1、请推测象与鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何?
不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小无明显差异,器官大小主要取决于细胞数量的多少。
多细胞生物体体积的增大
(生物体的生长)
细胞生长----增大细胞的体积
细胞增殖----增加细胞的数量
事实上,不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小无明显差异,器官大小主要取决于细胞数量的多少。
1.细胞为什么都那么微小?什么因素限制了
细胞的长大?
2.随着细胞的长大,细胞膜的面积不也在扩大吗?那么,细胞会不会无限长大?
还有哪些因素会限制细胞体积的增大呢?
实验:细胞大小与物质运输的关系
目的要求:
通过探究细胞大小,即细胞的表面积与体积之比,与物质运输效率之问的关系,
探讨细胞不能无限长大的原因。
材料用具:
材料:3cm×3cm×6cm的含酚酞的琼脂块(NaOH
和酚酞相遇,呈紫红色)。
用具:塑料餐刀,防护手套,毫米尺,塑料勺,纸巾,烧杯。
试剂:质量分数为0.1%的NaCl溶液。
方法步骤
(1)用塑料餐刀将琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体。
(2)将3块琼脂块放在烧杯内.加入NaOH溶液,将琼脂块淹没,浸泡10min。用塑料勺不时
翻动琼脂块。注意,不要用勺子将琼脂块
切开或挖动其表面。
(3)戴上手套,用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液中取出来,用纸巾把它们吸干,用塑料刀把
琼脂块切成两半。观察切面,测量每一块上NaOH扩散的深度。记录测量结果(每两次操作之间必须把刀
擦干)。
(4)根据测量结果进行计算,并填写下表。
琼脂块的边长/cm 表面积/cm2 体积/cm3 相对表面积(表面积/体积) NaOH扩散的深度/cm NaOH扩散的体积/琼脂块的体积
3
2
1
54
27
2
24
8
3
6
1
6
0.5
0.5
0.5
19/27
7/8
1
结论:琼脂块的相对表面积(即表面积与体积之比)随着琼脂块的增大而_______;NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而_______。
减小
减小
细胞大小与物质运输的关系:
在相同时间内,物质扩散进细胞的体积与细胞的总体积之比可以反映细胞的物质运输的效率。
通过模拟实验可以看出,细胞的体积越大,其相对表面积______,细胞物质运输的效率就_______。
细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
越小
越小
限制细胞大小的因素有哪些
(1)细胞表面积与体积的比。原生动物细胞中的伸缩泡就是增大膜表面积与体积的比。
(2)细胞的核质比,细胞核所控制的细胞大小与核的大小成比例。所以像草履虫这样个体较大的细胞有两个细胞核,保证正常的核质比。
一.细胞不能无限长大
细胞表面积与体积关系(相对表面积)
既然细胞越小,细胞相对表面积就大,细胞的物质运输的效率就越高,细胞体积是不是越小越好?
细胞体积最小限度,是由完成细胞功能所必须的基本结构和物质所需要的空间决定的。
细胞核(DNA)与细胞质之比(核质比)
复习:细胞的分裂
细胞核分裂
细胞质分两部
形成新的细胞膜
细胞壁
单细胞生物通过细胞增殖而繁衍。
4.细胞增殖的意义?阅读P111~P112页
细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
多细胞生物需要通过细胞增殖来补充衰老死亡的细胞。
二.细胞通过分裂进行增殖
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
——体细胞 (最常见)
——生殖细胞(最复杂)
——蛙的红细胞(最简单)
三.有丝分裂
细胞周期
定义: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。
阶段划分:
分裂间期
分裂期
前期
中期
后期
末期
90~95%
5~10%
准备期
实施期
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
分裂间期大约占细胞周期的90%~95%
甲
乙
甲 乙
乙 甲
甲 甲
乙 乙
以下哪个过程可表示为细胞周期
细胞周期
a
b
c
d
a + b
b + c
c + d
细胞周期
细胞周期
A
B
C
D
E
有丝分裂各个时期的特点(植物细胞为例)
1.间期
DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
G1期——DNA复制前期:蛋白质的合成
S期——DNA复制期:DNA分子的复制
G2期——DNA复制后期:蛋白质的合成
复制
DNA的复制和有关蛋白质的合成
姐妹染色单体
染色质
请注意,染色体的计数是以着丝点为标准的,有几个着丝点,就有几条染色体。
染色单体数
①
复制
着丝点分裂
A
一条染色体
两条完全相同的染色体
一条染色体包含两条染色单体
B
请注意,染色体的计数是以着丝点为标准的,有几个着丝点,就有几个染色体。
DNA分子数 1
DNA分子数 2
DNA分子数 2
⑴前期
两个消失:核膜消失,核仁解体
两个
出现
(每条染色体包含两条姐妹染色
单体,由着丝点连接)
染色体
纺锤体
两现
两消
纺锤丝的出现,形成纺锤体
着丝点
染色体
纺锤丝
⑵中期
着丝点排列在细胞中央的赤道板上
染色体最粗,最短,形态和数目最清晰
排队
侧面观
极面观
中期
每个着丝点一分为二
姐妹染色单体分开成为染色体
染色体分别向细胞两极移动,使核内的染色体平均分配到细胞两极
分开
⑶后期
⑷末期
返前
两个
消失
染色体
(解螺旋成染色质)
纺锤体
两个出现:
核膜、核仁重现
细胞板
高尔基体
赤道板附近
细胞壁
(细胞质分裂)
染色体
纺锤丝
纺锤体
着丝点
姐妹染色单体
赤道板
(与纺锤体中轴相垂直的平面)
子染色体
植物细胞有丝分裂的显微照片
核中DNA含量加倍的时期是:
间期
染色体平均分配的时期是:
后期
呈染色质状态的时期是:
间期
观察染色单体的最佳时期是:
中期
细胞板形成细胞壁时,起作用的细胞器是:
高尔基体
姐妹染色单体分开的时期是:
后期
核膜、核仁重现的时期是:
末期
总结:
分裂间期:
DNA的复制和有关蛋白质的合成
分裂期:
前期:
中期:
后期:
末期:
染色质 → 染色体(散乱分布在细胞中)
“两消失,两出现”
每条染色体的着丝点排列在细胞中央
姐妹染色单体 → 两条染色体
“两消失,两出现”
细胞板→新的细胞壁
[膜仁重现两体失]
[分裂牵引到两极]
[赤道板上排整齐]
[膜仁消失两体现]
有丝分裂中染色体数和DNA分子数各期的变化
有丝分裂
间期
前期
中期
后期
末期
染色体
染色单体
DNA数目
同源染色体(对)
后期暂时加倍
复制后,着丝点分裂前才有
复制后加倍
后期暂时加倍
2N
2N
2N
4N
2N
0~4N
4N
4N
0
0
2~4a
4a
4a
4a
2a
N
N
N
2N
N
说明
0
2N
4N
间期
分裂期
在一个细胞周期中
一个细胞内DNA分子和染色体数量的变化
复制
着丝点分裂
细胞
分裂
染色体
4N
2N
A B C D E F G H
G1 S G2 前 中 后 末
DNA分子
染色单体
动植物有丝分裂的异同
植物有丝分裂
动物有丝分裂
相同
不同
分裂过程基本相同。染色体变化规律相同:分裂间期染色体 ;分裂期实现 平均分配到两个子细胞中去。
前期
纺锤体是由 发出的 形成的。
细胞两极
纺锤丝
纺锤体是由 发出的 形成的。
中心体
末期
细胞中部形成 扩展
形成 ,结果形成两
个子细胞。
细胞板
细胞壁
细胞膜从中内陷, 缢裂成两部分,结果分裂成两个子细胞。
细胞质
星射线
复制
染色体
有丝分裂的意义
亲代细胞的染色体经过复制,
精确的平均分配到两个子细胞中
使生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性
四.无丝分裂
1、过程:
2、特点:
无染色体和纺锤丝出现。
3、实例:蛙的红细胞、一些高度分化的细胞(肝细胞等)
先核分裂后质分
裂(不均等分裂)
例1 连续分裂的细胞, 相邻的两个细胞周期可表示为下图, 对此不正确的叙述是
a
b
c
d
A . a+b → 一个细胞周期
B. a段的主要变化是DNA的复制及有关蛋白质的合成
C. b+c → 一个细胞周期
D. d段主要完成遗传物质的平均分配
答案 [C]
[变式训练] 如图所示为细胞分裂的一个细胞周期,下列说法正确的是
A.甲 乙的过程表示分裂间期
B.乙 甲的过程表示分裂期
C.一个细胞周期是指甲 --- 甲的全过程
D. 一个细胞周期是指乙 ---乙的全过程 乙
甲
乙
答案:D
例二:如图甲表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化关系,图依表示细胞有丝分裂某时期的细胞图像。下列说法正确的是
A.图甲中AB段形成
原因是DNA分子复制
B.图甲中DE段可表
示有丝分裂后期或减
数第一次分裂的后期
C.图乙中细胞处于图
甲中的BC段
D.图乙中细胞含8条染色体、8个DNA分子,2个染色体组
答案:A
例三.在细胞有丝分裂的分裂期开始时,如果它的染色体数为N,DNA含量为Q,则该细胞分裂后两个子细胞中的染色体数和DNA含量分别是
答案:C
例四:图中的甲、乙、丙表示动物细胞有丝分裂时a是染色体数.b是染色单体数,c是DNA分子数的统计图,下列解释肯定正确的是
A.甲可以用于表示细胞分裂的前期
B.甲时染色体螺旋化程度最高
C.间期用乙表示最恰当
D.丙表示细胞分裂完成
答案:A
观察植物细胞的有丝分裂
一、实验原理:
1、植物根尖、茎尖等分生区细胞能进行有丝分裂;
2、在有丝分裂过程中,染色体发生
规律性动态变化;
3、染色体可被碱性染料着色,
便于观察;
4、根据显微镜下观察到的染色体特点
可识别有丝分裂不同时期。
观察根尖的纵切面
分生区
根冠
伸长区
成熟区
分生组织
保护组织
根据细胞的形态特点分为几部分?
二.材料用具
1.洋葱(葱,蒜)
2.显微镜,载玻片,盖玻片,剪刀,镊子,滴管,玻璃皿
3.15%盐酸+95%酒精混和(1:1)作为解离液,0.01g/ml或0.02g/ml龙胆紫染液
4.洋葱根尖细胞有丝分裂固定装片。
三.方法步骤
(一).洋葱根尖的培养
实验课前的3—4d,取洋葱一个,放在广口瓶或烧杯上,瓶内装满清水,放置在光照处。注意每天换水1—2次,使洋葱的底部总是接触到水。待根长到5cm时,取生长健壮的根尖制片临时装片观察。
解离:取根尖2—3mm(最好在每天的10—14点
取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),
立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积
分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3—5min
(二).装片的制作
解离目的?
使得细胞相互分离开来
另外解离时间不宜过短,否则根尖未
充分解离,压片时细胞分不开,细胞
重叠;但又不能太长,否则使根尖过分
酥软,无法进行漂洗和染色,且染色体
成分被破坏。这一步是实验成功与否的
关键,也可手拿镊子,轻轻按正在解离
的根尖,感觉酥软即可。
漂洗
用镊子去除根尖后放入盛有清水的玻璃皿中漂洗10分钟
需要注意:
动作轻,不要把根尖弄碎
漂洗的目的是去除根中多余的解离液,
特别是盐酸,因为染色时用的是碱性
染料龙胆紫,酸与碱发生反应会影响染色效果
染色
再次轻轻取出漂洗干净的根尖放入滴有一滴龙胆紫的在载玻片上,染色3-5min
染完之后用吸水纸将多余的染液除去,再加一滴请水。
过长过短都不好,
为什么???(深,浅)
目的是使染色体着色。
染色时间过长过短都不好,为什么?
染色时间亦不能过长,否则会使
染色体与周围的其他结构均被着色,
这样就无法形成颜色上的反差,
不便于观察。
染色时间亦不能过短,否则会使染色体不能很好着色。
实验步骤
制片
注意:
盖盖玻片时要从一侧接触,慢慢放下,注意不要产生气泡;
压片时不要太用力,只要细胞散开既可。
观察
显微镜的使用
低倍镜观察
慢慢移动装片找到分生区细胞
特征:呈正方形,排列紧密,有的正在分裂
换高倍镜观察
用细准焦螺旋和反光镜调节视野清晰
找到有丝分裂前,中,后,末期的细胞,
并用铅笔绘图。
特点
分裂间期
DNA复制和有关蛋白质的合成
分裂期:
前期 中期 后期 末期
注意:染色体的行为变化
观察
注意:
在一个视野中处于分裂期的细胞是少数的,绝大多数的细胞处于??期,为什么??
一个视野中很难找全各个时期的细胞,可以慢慢移动装片,从临近的视野中找。
练习:
1.细胞周期中,要辨认染色体形态和数目,应选择( )
A、间期 B、前期
C、中期 D、后期
C
2.同学观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时发现被观察的材料边缘为浅蓝色,中间为白色,下列有关对这一现象的分析,正确的是 ( )
A.染色时间过长
B.染色时间过短
C.解离不充分
D.漂洗不彻底
B
3、在观察有丝分裂的实验中,一般用根尖而不能用洋葱鳞片叶表皮的原因是( )
A.洋葱表皮细胞因有紫色液泡而使
分裂看不清
B.洋葱表皮细胞太小
C.洋葱表皮细胞一般不发生分裂 D.根尖细胞较大且呈正方形
C
4. 某同学在观察植物细胞有丝分裂装片时,在根尖分生区只看到各个分裂时期的静态的细胞,而看不到细胞内染色体动态变化,原因是
A.压片用力过大使细胞死亡
B.细胞分裂速度缓慢,肉眼很难看出其变化过程
C.细胞已被杀死,本来就不可能看到动态变化
D.所观察的细胞不适合,应选择分裂后期的细胞进行定点观察
C
5. 在下列实验中,必须始终用
活细胞做材料的实验是 ( )
A.在光学显微镜下观察植物细胞 分裂的过程
B.观察植物细胞的质壁分离和复原
C.叶绿体色素的提取和分离
D.观察人体口腔上皮细胞的实验(用碘染色)
B