第1节-细胞的增殖(59张PPT).ppt

,第,1,节细胞的增殖,一、细胞不能无限长大的原因,1.细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。细胞体积越大,其,相,对表面积,越小,细胞的物质,运输速率,就越低。,2.细胞核占细胞体积的相对比值限制了细胞长大,细胞核中的,DNA,不,会随细胞体积增大而增加。,细胞不能无限长大,能不能太小呢?,思考感悟,提示:不能,细胞核及各种细胞器具有一定的体积,细胞进行生化反应,需一定的场所,决定了细胞不能太小。,二、有丝分裂,1.真核细胞的分裂方式:,有丝分裂、无丝分裂、减数分裂,。,3.有丝分裂过程(以高等植物细胞为例),4.动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,相同点,分裂过程基本相同,染色体的,行为、形态、数目,的变化规律相同,分裂间期都完成了,染色体,的复制,分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中,不同点,前期,纺锤体的形成方式不同,细胞两极,发出,纺锤丝,中心粒发出,星,射线,末期,细胞分裂方式不同,细胞板,形成细,胞壁,细胞膜,向内凹,陷使细胞缢裂,三、无丝分裂,1.过程:细胞核延长,核中央,向内凹进,缢裂成两个细胞核,整个,细,胞向中央凹陷,缢裂,成两个子细胞。,2.特点:没有出现纺锤丝和,染色体,的变化。,3.实例:,蛙的红细胞,。,菠菜根尖分生区细胞有丝分裂过程中能进行复制的成分或结构有,哪,些?动物细胞呢?,提示:DNA分子和线粒体;动物细胞中除上述两者外还有中心体在间,期复制。,思考感悟,提示,四、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验,1.有关试剂及作用,(1)解离所用药液是由质量分数为15%的,盐酸,和体积分数为95%的,酒,精,按11混合而成的,其作用是使组织中的细胞相互,分离,开来。,(2)漂洗所用的液体是,清水,其作用是洗去,药液,利于,染色,。,(3)染色用0.01 g/mL或0.02 g/mL的,龙胆紫,溶液,能使,染色体,着色。,2.装片制作步骤:,解离,漂洗,染色,制片,。,3.观察装片的步骤,(1)先放在,低倍镜,下观察,找到,分生区,细胞:细胞呈,正方形,排列紧密。,(2)再用,高倍镜,观察。,(3)统计视野中各时期细胞数。,用清水漂洗的目的是什么?,提示:一是洗去解离液,便于染色;二是防止解离过度,造,成压片时细胞破损。,思考感悟,提示,解析,2.无丝分裂与有丝分裂的主要区别是,(),A.无染色体的变化和纺锤丝的出现,B.无染色体的复制,C.形成的子细胞染色体数目减少,D.形成的两个子细胞大小不同,答案:A,解析,3.某细胞在进行正常的有丝分裂过程中,染色体、染色单体、DNA分,子数目关系如图所示,则该细胞所处的分裂时期是,(),A.前期或后期B.后期或末期,C.间期或末期D.前期或中期,答案:D,解析,4.(密码改编)请根据有丝分裂的分裂图像判断正误:,(1)有丝分裂过程是:。,(),解析,要点一,细胞周期,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,称为一个细胞周期;它包括分裂间期和分裂期。具体分析如下:,1.具有细胞周期的条件,(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期,有些细胞分裂结束后不再进,行分裂,它们就没有细胞周期,也有的细胞是暂时停止分裂。,(2)生物体有细胞周期的细胞有:受精卵、干细胞、分生区细胞、形,成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。,(3)减数分裂形成的细胞和已分化的细胞没有周期性。细胞分裂能力,与细胞分化程度成反比。,2.细胞周期的表示方法,(1)扇形图,AA为一个完整的细胞周期,(2)直线图,a+b、c+d各为一个完整的细胞周期,(3)曲线图,ai为一个完整的细胞周期,(4)柱形图,B组DNA相对含量在2C到4C之间,说明细胞正处于DNA复制时期;C,组细胞中DNA已经加倍说明细胞处于分裂期。,(1)细胞周期以分裂间期为起点,而不是以分裂期为起点。,(2)分裂间期的时间远远长于分裂期。,(3)分裂后产生的子细胞有三种去路:继续分裂、暂不分裂和细胞分,化。,【典题例析】细胞周期包括分裂间期(分为G,1,期、S期和G,2,期)和分,裂期(M期)。如图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的,细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题:,(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动,物肠上皮细胞后,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素,的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约,h后会检测到被标记的M期细胞。,(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到,最大值时,所经历的时间为,期的时间,处于该期的一个细胞,中染色体数目的变化情况是,。,(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立,刻被抑制,而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约,h后,细胞都将停留在S期。,(4)乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h,M期时长为1.9 h。若要,在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用,(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。,(5)在光学显微镜下观察,同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱,根尖细胞,形态上最主要的区别是,。,解析:(1)S期与M期间隔G,2,期,所以检测到被标记的M期细胞的最快时,间是一个G,2,期持续的时间,即2.2 h。,(2)分裂间期持续时间较长,所以处于间期的细胞数目很多。当第一,个进入M期的被标记细胞完成分裂时,仍然有很多细胞不断进入M期,所以被标记细胞占M期细胞总数的比例达到最大值(100%),经历时间,为M期所占时间。在M期的前期、中期染色体数目不变,后期数目加,倍,应为24条,末期细胞内染色体数目又变为12条。,解析,(3)没有被抑制的细胞经G,2,期、M期、G,1,期后,再次回到S期时,才被抑,制。故预计加入过量胸苷约2.2+1.8+3.4=7.4(h)后,细胞都将停留在S,期。,(4)M期占整个细胞周期的比例越大,则处于M期的细胞数目相对越,多,越便于观察染色体的变化。甲细胞中,M期所占比例约为1.8/(3.4+,7.9+2.2+1.8),12%;乙细胞中,M期所占比例约为1.9/24,8%,故选用,甲动物肠上皮细胞更合适。,(5)动物细胞分裂末期,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后细胞缢裂,成两部分,这样,一个细胞就分裂成了两个子细胞。而在高等植物细,胞分裂末期时在赤道板的位置形成细胞板,细胞板由细胞中央向周围,延展形成细胞壁,最后把一个植物细胞分为两个。,答案:(1)2.2(2)M122412(3)7.4(4)甲(5)动物肠上皮细,胞膜凹陷,细胞缢裂;洋葱根尖细胞形成细胞板,【规律方法】判断细胞周期中某个时期长短,可以根据该时期细胞,数目多少作为依据。如果某个时期时间越长,则处于该时期的细胞数,目相对越多,反之就越少。,有丝分裂过程中相关结构和数目的规律性变化,1.细胞周期中几种细胞结构的变化,(1)纺锤体的变化:形成(前期)解体(末期),(2)核膜、核仁的变化:解体(前期)重建(末期),要点二,(3)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞),(4)染色体行为变化规律,2.与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用,细胞器,细胞类型,作用时期,生理作用,核糖体,动物、植物,整个时期,各种蛋白质的,合成,中心体,动物、低等植,物,前期,纺锤体的形成,高尔基体,植物,末期,细胞壁的形成,线粒体,动物、植物,整个时期,提供能量,3.DNA、染色体、染色单体、同源染色体对数、染色体组数的变化,(以二倍体生物的一个细胞为例),间期,前期,中期,后期,末期,DNA数(2C),2C4C,4C,4C,4C,2C,染色体数(2N),2N,2N,2N,4N,2N,染色单体数,04N,4N,4N,0,0,同源染色体对数,N,N,N,2N,N,染色体组数,2,2,2,4,2,4.DNA、染色体、每条染色体上的DNA含量的变化曲线,(1)ab、lm的变化原因都是DNA分子复制。,(2)gh、no变化的原因都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,形成,子染色体。,(3)cd,no的变化很相似,但时期不同。,有丝分裂过程中相关量发生变化的时期,(1)DNA数目加倍发生的时期间期;,(4)染色体数目加倍的时期后期;,(5)中心体数目加倍发生的时期间期。,(2)姐妹染色单体形成的时期间期;,(3)姐妹染色单体消失的时期后期;,【典题例析】图中的甲、乙、丙表示动物细胞有丝分裂过程中的三,个阶段,a是染色体数,b是染色单体数,c是DNA分子数,a、b、c的数量,关系正确的是,(),A.甲、乙B.甲、丙C.乙、丙D.甲、乙、丙,答案试解:,B,解析:由于染色单体是染色体复制后形成的,所以只要存在染色单体,其数目就比染色体多一倍(如题图甲);在分裂后期,由于着丝点分裂,解析,染色单体消失,染色单体数为零(如图丙)。,【规律方法】(1)凡是有染色单体的时期,染色单体的数目=DNA数,目,且染色体数目染色单体数目DNA数目=122,不可能出现,乙图中的情形。,(2)染色单体出现的原因是染色体的复制,消失的原因是着丝点的分,裂,只要染色单体消失了,染色体数目与DNA数目相等。,动植物细胞有丝分裂异同点的比较,要点三,比较,类别,不同点,相同点,有丝分裂过程,末期:胞质,分裂方式,间期,分裂期,是否有中,心体复制,前期:纺锤,体,形成机制,(1)动植物细胞的识别,细胞为圆形;有中心体;细胞缢裂,动物细胞,【对点训练】,(2011重庆南开中学)对如图细胞分裂的有关叙述正确的是,(),A.细胞中有两对同源染色体,两个四分体,B.是由一个着丝点相连的两条染色体,C.其后期移向同一极的染色体均为非同源染色体,D.细胞有中心体,无细胞壁,可以断定该细胞为动物细胞,解析:题图为有丝分裂中期细胞,细胞内有两对同源染色体,四分体是,减数分裂过程中形成的,有丝分裂过程中不形成四分体;是由两条,染色单体组成,由于连接在一个着丝点上,仍为一条染色体,有丝分裂,后期,移向细胞同一极的染色体为细胞中所有染色体,包括同源染色,体;细胞中含有中心体,无细胞壁,故判断该细胞为动物细胞。,答案:D,解析,观察根尖分生组织细胞的有丝分裂,【实验归纳】,1.实验原理,(1)高等植物根尖、茎尖的分生区细胞能进行有丝分裂。,(2)在高倍显微镜下,可根据细胞内染色体的变化情况,识别该细胞处,于有丝分裂的哪个时期。,(3)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色。,2.方法步骤,(1)洋葱根尖的培养,提前34 d,将洋葱放在装满清水的广口瓶上,底部接触水。,装置放在温暖处,常换水,待根尖长至约5 cm时备用。,(2)装片的制作与观察(如图所示),3.讨论,(1)处于间期的细胞最多,因为在细胞周期中间期时间最长。,(2)每一时期的时间=洋葱的细胞周期(12 h),每一时期的细胞数占计,数细胞总数的比例。,(3)为何观察不到细胞分裂的动态连续变化?解离时根尖细胞被杀死,细胞被杀死时处在什么时期,观察到的细胞形态就始终停止在那一时,期。,(1)以根尖分生区为实验材料是由于该部位细胞分裂旺盛。,(2)解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分离开来。,(3)漂洗的目的是洗去药液,防止解离过度,同时避免药液与染色剂发,生作用,影响染色。,(4)要严格控制染色时间。若染色时间过短,染色体或染色质没有被,染成深色;若染色时间过长,则细胞的其他部分也被染成深色,这些都,不利于观察。,(5)制片时,在盖玻片上再加上一块载玻片,目的是使受力均匀,防止盖,玻片移动;同时,避免压碎盖玻片。制片结束后,要移去上面的载玻片,再进行显微镜观察。,(6)观察时,先在低倍镜下找到分生区,再在高倍镜下观察分裂图像。,【对点训练】下图表示洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片的制作与观,察,请据图回答问题。,(1)A过程叫,作用是,。,(2)C过程叫,主要目的是,。,(3)D过程中需要对载玻片上的根尖进行按压,以促使细胞,。,(4)E过程中需要先在低倍镜下找到根尖的,才能进行下一步的,观察。,解析:A过程是把根尖放在15%盐酸和95%酒精混合液(11)中解离,使组织中的细胞分离开来。B过程是漂洗,洗去酸液,防止解离过度,利于染色。C过程是利用龙胆紫溶液对根尖组织染色,便于观察。D,过程是制片,在制片时需要对载玻片上的根尖进行按压,以促使细胞,分散开。E过程是显微镜观察,一般说来首先在低倍镜下找到根尖的,分生区细胞,这部分细胞较小,呈正方形,排列紧密。有的正在进行分,裂,找到分生区细胞,才可进行下一步的观察。,答案:(1)解离使组织中的细胞分离开来,(2)染色使染色体(或染色质)着色,(3)分散开,(4)分生区,拓展:观察植物有丝分裂实验的问题分析,(1)剪取洋葱根尖23 mm的原因:洋葱根尖结构包括根冠、分生区、,伸长区和成熟区,只有分生区细胞进行有丝分裂。选取23 mm是保,证所取部位主要是分生区,选取太长,会因分生区细胞所占比例太小,不容易在视野中找到。,(2)漂洗的目的:防止解离过度,根尖过分酥软。洗去盐酸,防止与,碱性染液发生作用,便于染色。,解析,A.处于图甲、图乙的细胞不会出现同源染色体分离,B.处于图甲a时期和图乙BA时期的细胞可进行DNA复制,C.处于图甲、图乙各时期的细胞一定有同源染色体的存在,D.处于图甲b时期的细胞,若着丝点分裂,染色体数目一定加倍,解析:题图甲中a和c、图乙中BA时期都为细胞有丝分裂的间期,图,甲中b和d、图乙中AB时期都为细胞有丝分裂的分裂期;在细胞的,有丝分裂过程中,间期完成DNA复制和有关蛋白质的合成,后期着丝,点分裂,染色体数目加倍;若为某单倍体生物的体细胞,细胞中不一定,有同源染色体存在。,答案:C,解析,3.在人体体细胞增殖的一个细胞周期中,在纺锤体形成时,一个细胞中,的染色体数为N,DNA含量为m;则当该细胞中染色单体消失时,此细,胞中的染色体数和DNA含量分别是,(),A.2N和mB.N/2和m/2,C.2N和m/2D.N和m,解析:纺锤体形成发生在细胞有丝分裂前期,染色单体消失发生在细,胞有丝分裂后期。有丝分裂后期由于着丝点分裂使染色体数加倍,但,DNA含量不变。,答案:A,解析,4.如图为某真核生物细胞分裂过程中DNA含量变化的图解,下列叙述,中正确的是,(),从AB段开始合成大量蛋白质若该细胞是植物细胞,则在CD段,该细胞中将出现赤道板若该细胞是动物细胞,则在CE段该细胞,中有中心体,A.B.,C.D.,解析:由题图可知BC段进行DNA分子复制,在DNA分子复制前,细胞,要合成相关的蛋白质,正确。植物细胞的分裂前期没有赤道板,错误。动物细胞中具有中心体,在细胞分裂的各个阶段都存在,正,确。在中期,着丝点排列在细胞中央的一个称为赤道板的平面上,但,赤道板并不是真实存在的结构。,答案:C,解析,5.(2011安皖南八校一次联考)用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有,丝分裂,下列叙述正确的是,(),A.同一视野中各个细胞的染色体数目相等,B.在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等,C.观察处于分裂中期的细胞,可清晰地看到赤道板和染色体,D.每个细胞是独立分裂的,任选一个细胞可持续观察它的整个分裂过,程,解析:同一视野中各个细胞所处的时期可能不一样,各个细胞的染色,体数目不一定相等,在分裂后期染色体会加倍;在一个视野中处于分,裂前期和中期的细胞数目可能相等;观察处于分裂中期的细胞,可清,晰地看到染色体,但看不到赤道板,赤道板是假想的一个结构;每个细,胞是独立分裂的,但在解离的时候已经杀死了细胞,所以我们看到的,是细胞分裂某个阶段的静态图。,答案:B,6.(2011福州调研)洋葱是中学生物实验常用材料之一,如图是与洋葱,有关实验的部分步骤,请据图回答下列问题。,(1)表示提取洋葱叶色素时的研磨步骤,研钵中除了加无水乙醇外,还需加入的化学试剂有,;表示符合要求的滤纸,条,但层析一段时间后,该滤纸条上没有一条色素带,则最可能的原因,是,。,(2)表示观察洋葱根尖细胞有丝分裂时装片制作的压片步骤,该步,骤的目的是,;数染色体数目最好是在,期,此时细胞内染色体、DNA、染色单体数目之比为,。表示,在低倍镜下观察洋葱根尖细胞时的一个视野,若要在高倍镜下观察洋,葱细胞染色体的形态和数目,应将装片向,方移动。,(3)某同学绘制了细胞分裂期的三个时期模式图,请你在下图方框中,画出细胞分裂期中所缺时期的模式图。,动物细胞有丝分裂与上图不同之处主要表现在,图。,图中染色体数与其他各图不同的是,图,此时有染色体,条,染色单体,条;同源染色体,对。,解析:(1)研磨洋葱叶提取色素时,研钵中除了加无水乙醇外,还需加入,的化学试剂有碳酸钙(保护色素)和二氧化硅(使研磨充分)。层析,失败最可能的原因是层析时层析液没及滤液细线。(2)观察洋葱根尖,细胞有丝分裂时装片制作的压片步骤,目的是使细胞分散开来。数染,色体数目最好的时期是分裂中期(中期染色体形态数目最清晰),此时,细胞内染色体、DNA、染色单体数目之比为122。显微镜中成,像与物体是完全倒置的,分裂中期细胞图位于视野的右上方,所以要,观察染色体的形态和数目,应向右上方移动装片。(3)题中缺中期图,画图时要注意抓住有丝分裂中期图像的特点:染色体着丝点整齐地排,列在赤道板上。动物细胞有丝分裂与植物有丝分裂不同之处主要表,现在:一是纺锤体的形成方式不同,植物细胞是从细胞两极发出纺锤,丝形成纺锤体,动物细胞是由中心体发出星射线形成纺锤体;二是细,胞质分裂方式不同,植物是从细胞中部形成细胞板,动物是从细胞中,部凹陷缢裂。有丝分裂后期染色体着丝点一分为二,染色体数暂时加,倍,染色单体数为0条。,答案:(1)碳酸钙和二氧化硅层析时层析液没及滤液细线,(2)使细胞分散开来分裂中122右上,(3)如图,A、BC804,