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细胞增殖


第二节 细胞增殖

从受精卵到婴儿

细胞数目从1到2×1014

讨论:生物体是如何长大的?
(1) 从新陈代谢角度分析: 同化作用强于异化作用 (2) 从细胞变化角度分析: 是细胞数目增多和细胞体积增大的结果。 细胞体积的增大是细胞生长的结果。 细胞能不能无限长大

?
<

br /> 一、细胞不能无限长大

?
0.3cm

实验:细胞大小与物质运输的关系
实验结果:

0.3cm

0.3cm

1cm

2cm

3cm

注:NaOH与酚酞相遇,呈紫红色。

根据实验结果完成下表:P111
边长(cm) 表面积 (cm2) 体积 (cm3) 表面积/ NaOH扩散 扩散效 体积比值 的深度/cm 率

1 2
3

6 24 54

1 8 27

6
3 2

0.3 0.3 0.3

0.936
0.657 0.488
0.3cm

扩散效率=

NaOH扩散的体积 整个琼脂块的体积

结论:
表面积与体积之比随琼脂块增大而 减小;

NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之 比随琼脂块增大而 减小;

细胞大小与物质运输的效率有什么关系?
细胞体积越大,其相对表面积越小, 细胞的物质运输的效率越低。

细胞不能无限长大原因:
1)细胞表面积与体积的关系限制细胞长大; 2)细胞核中DNA的控制代谢能力有限。

如何解决这一矛盾?

增殖

细胞通过什么方式增殖?

细 胞 以 分 裂 的 方 式 进 行 增 殖

有丝分裂
1.(真核细胞) 分裂方式: 无丝分裂 减数分裂 2.意义: 生长、发育、繁殖、遗传和变异的基础 产生体细胞 产生有性生殖细胞

有丝分裂
细胞周期
细胞周期是指 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,这一周期实质上包括 了细胞分裂的准备阶段--- 分裂间期 和细胞分裂的实施 阶段— 分裂期.
怎样的细胞才有细胞周期?

连续分裂:根尖分生区细胞,茎形成层细胞,造血 干细胞,癌细胞等。

暂不分裂:肝细胞,肾细胞

永不分裂:成熟的细胞,如:根冠的细胞,洋葱表 皮细胞,成熟的血细胞,神经细胞等。

? 观察动物细胞有丝分裂的理想材料是 (C ) A. 活的肝细胞 B. 口腔上皮细胞 C. 发育着的受精卵 D. 卵细胞

洋葱根尖细胞有丝分裂图

分裂间期

分裂期

思考:为什么在显微镜下观察到的处于间期的细 胞数目多,而处于分裂期的细胞数目少。

1、绝大多数细胞处于 有丝分裂间 期;

说明细胞分裂间期比细胞分裂期时间 长
2、分裂间期主要完成DNA复制,有关蛋白质的合成。

以下哪个过程可表示为细胞周期?




甲 乙 甲 乙

乙 甲 甲 乙 细胞周期

a+b
a b c d

细胞周期 细胞周期

b+c

c+d

分裂间期
有丝分裂 间期 G1 S

——有丝分裂的准备阶段

细胞内具体的生理变化

合成所需蛋白质的合成 核糖体的增生 DNA复制

G2

有丝分裂所必须的一些蛋白质的合成

细胞分裂期主要完成什么任务? 遗传物质(DNA)的平均分配

真核生物细胞核内DNA的载体是什么?

染 色 质

蛋白质

DNA 染色体

姐妹染色单体 复制 着丝粒 染色体 :一条 DNA :一个 染色体 :一条 DNA :2个

? 染色体数目=着丝点数目 ? 有染色单体时:DNA数=染色单体数=2染色体 数 ? 无染色单体时:DNA数=染色体数

间期

间 期
两消两现一散乱:
核膜核仁 消失, 染色体、纺锤体出现。染色体 散乱分布在纺锤体中央,每条染色体包含 两条 并列 的姐妹染色单体。

分裂期

前 期
两消两现一散乱:
核膜核仁 消失, 染色体、纺锤体出现。染色体 散乱分布在纺锤体中央,每条染色体包含 两条 并列 的姐妹染色单体。

中期
注意:赤道板并 非真正的板,光 学显微镜下看不 到此结构。 形数清晰赤道齐:
染色体的 着丝点 整齐排列在赤道板上,染色体高 度螺旋化,最易看清楚。

后期
注意:移向两极的是 两套染色体,不是染 色体的随机分配。

点裂数增均两极: 姐妹染色单体 分开, 着丝点 分裂、纺锤丝 收缩、 染色体 数目增加,并且分别向两极移动。

末期
注意:细胞板是真实 的结构.细胞板附近 聚集着许多高尔基体。

两消三现:

染色体、纺锤体 消失,核膜核仁 重新出现,在赤道板 位置形成 细胞板 。

细胞分裂期完成的任务: 1、遗传物质(DNA)的平均分配 ---核的分 裂 2、细胞质的分配 ---质的分 裂

有丝分裂细胞周期 G1 期 分裂间期 S期 G2期
2

G1

单个染色体在整个细胞周期中的形态变化? 前期 G
分裂期 中期 后期 末期 S

遗传物质复制一次,细胞分裂一次,遗传物质平均分配

间期

前期

中期

后期

末期

课 堂 反 馈
1、分裂间期细胞内发生了复杂变化,其中染色体复制 的结果是 A A.DNA含量增加了一倍,染色体数不变 B.DNA含量和染色体数都增加了一倍 C.DNA含量不变,染色体数增加了一倍 D.DNA含量和染色体数不变,蛋白质增加 2、有丝分裂过程中,细胞中DNA含量加倍和染色体数 目的暂时加倍分别发生在 D A.间期和末期 B.后期和末期 C.间期和中期 D.间期和后期

3、染色体形态比较固定,数目比较清晰的时期为 B A.前期 B.中期 C.后期 D.末期

4、植物细胞有丝分裂末期,在细胞板附近较多的细胞 D 器是 A.线粒体 B.内质网 C.核糖体 D.高尔基体
5、在有丝分裂中,具有染色单体的时期是 A.间期和后期 B.间期和前期 C.前期和后期 D.中期和末期

B

动物细胞有丝分裂过程图

间期

前期

中期

末期

后期

动植物细胞有丝分裂的区别
植物细胞 不 同 点 相 同 点
1、前期:细胞两极发出 纺锤丝构成纺锤体 2、末期:细胞板形成细 胞壁分成两个子细胞

动物细胞
1、前期:两组中心体发 出纺锤丝构成纺锤体 2、末期:细胞膜内陷缢裂 成两个子细胞

1、间期都有染色体的复制; 2、核膜、核仁的变化相同; 3、染色体的行为变化完全相同。

总之,两者的不同是: 前期:纺锤体的形成方式不同; 末期:细胞质的分裂方式不同。

有丝分裂的特征和意义:
特征:亲代细胞的染色体在间期经过复制 后,再平均分配到两个子细胞中。
意义:由于染色体的复制和均分,保证了 亲子两代遗传性状的稳定性。可见, 细胞的有丝分裂对于生物的遗传有 重要意义。

四、无丝分裂

细胞的无丝分裂
1、过程

先核裂,后质裂
2、特点 无纺锤丝,染色体的出现 3、举例 蛙的红细胞

细胞有丝分裂中染 色体和DNA的变化

染色体,染色单体和DNA的关系
复制 着丝粒分裂

染色体

1

1 2

2 0

染色单体 0 1

核内DNA

2

2

体细胞中的染色体通常是成对出现的。用2N 表示

有丝分裂中染色体,DNA分子数各期的变化
前 期 2N 中 期 2N 4N 4N 后 期 4N 0 4N 末 期 2N 0 2N

有丝分裂 间期 染色体 2N

说明
后期暂时加倍 复制后,着丝粒 分裂前才有 复制后加倍, 分裂后恢复

染色单体 0~4N 4N DNA数目 2~4N 4N

染色体变化规律
4N

2N

间期2N

前期 2N 中期2N 后期4N 末期2N

DNA变化规律

4N

2N

间期 2N 4N

前期4N 中期4N 后期4N 末期2N

染色单体变化规律

4N

2N

间期0-4N

前期4N 中期4N

后期0

末期0

遗传物质相对量的变化

子细胞形成

[例1]

(2010·上海高考)下列是关于细胞分裂过程中细胞

内变化的叙述,能正确表示一个细胞周期内分裂过程的顺
序是 ①两个相同DNA分子完全分开 ③中心体发生倍增 A.②→③→①→④ (

C

)

②出现放射状排列的细丝

④着丝点排列在一个平面上 B.②→④→③→①

C.③→②→④→①

D.②→③→④→①

例2

下面是细胞有丝分裂过程中染色体、核DNA变化曲线图, ( )B

下列有关该图的叙述,不正确的是

A.图甲中bc过程存在有染色单体 B.图甲中ac过程和图乙中ac过程代表细胞有丝分裂的同一

时期
C.图乙中染色体数目的增加是着丝点分开的结果 D.图甲中的cd和图乙中的de是同一个过程

7、蚕豆细胞在有丝分裂后期染色体数为24个,那么 蚕豆的体细胞中染色体对数为
A.3对 B.6对 C.2对 D.24对

8、根尖细胞有丝分裂中,染色体数和DNA数分别相同 的时期是 A.前期和中期 B.中期和后期 C.后期和末期 D.前期和后期 9、与洋葱根尖生长点细胞分裂无关的结构是 A.中心体 体 B.线粒体 C.染色体 D. 高尔基

10、在细胞有丝分裂过程中,染色体、染色单体、DNA 分子三者的数量比例是1:2:2的时期有( )
A.前、中 B.中、后 C.后、末 D. 间、末

11、在显微镜下观察洋葱根尖分生区细胞时,视野内 看到最多的细胞为 A.间期细胞 B.前期细胞 C.中期细胞 D.末期细胞

后 期 12、此细胞处在有丝分裂的____

染 色 体 的 行 为

分裂间期:进行 染色体的复制。

分裂前期

一条染色体由两 条染色单体连接而成, 每条染色单体上各有 一个DNA分子

着丝点 染色单体 染色单体

染色体

分裂中期

分裂后期

分裂后期

染色体 染色单体→染色体 着丝点分裂,一 条染色体分裂成两条 染色体,每条染色体 上各有一个DNA分子

分裂末期

1、核中DNA含量加倍的时期是 分裂间期
染色体数目加倍的时期是 2、染色体平均分配的时期是 分裂后期 分裂后期


。 。

3、呈染色质状态的时期是

。 分裂间期、末期 4、看得出染色单体的时期是 分裂前期、中期 。

5、细胞板形成细胞壁的时期是 末期 ;高尔基体 细胞器起作用。 6、观察染色体形态和数目的最佳时期为 分裂中期 7、两个姐妹染色单体分开的时期是 分裂后期 。 。

五.观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
(一)实验目的

(二)实验原理:
在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、 芽尖等分生区,茎形成层细胞。由于各个细胞的 分裂是独立进行的,因此,当染色体被碱性染料 着色后,通过在 高倍镜 下观察,同一组织中 可以看到不同 时期 细胞内 染色体 的存在状态。 从而判断细胞各处于有丝分裂的哪个时期。

(三)材料用具: 洋葱 质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液 龙胆紫溶液 (或醋酸洋红溶液)

(四)方法步骤: 1. 洋葱根尖的培养 2.装片的制作:解离→漂洗→染色→制片 3.洋葱根尖细胞有丝分裂的观察: 先低倍镜后高倍镜 4.绘图(中期)
制作关键

(分生区细胞的特点:?)

装片的制作流程:解离→漂洗→染色→制片
过程 方 法 时间 目 的 解离 根尖2-3mm,盐酸和酒 3-5 使组织中的细胞 min 相互分离开来 精混合液(1∶1) 10 洗去药液,防止 漂洗 根尖酥软,清水 min 解离过度 3-5 染色 龙胆紫或醋酸洋红液 使染色体着色 min 制片 根尖弄碎,盖上盖玻片, 使细胞分散开, 有利于观察 再加一片载玻片,用拇 指轻压载玻片

分裂间期

分裂前期
分裂中期

讨论: 1.你视野中哪一期细胞最多?为什么? 2.如何比较细胞周期不同时期的时间长短?

制作洋葱根尖有丝分裂装片的关键是什么? (1)剪取洋葱根尖材料时,应该在洋葱根尖 细胞一天之中分裂最活跃的时间;
(2)解离时,要将根尖细胞杀死,细胞间质 被溶解,使细胞容易分离; (3)压片时,用力的大小要适当,要使根尖 被压平,细胞分散开

[示例] 内容。

以下是与“观察植物细胞的有丝分裂实验”有关的

(1)在高等植物细胞中,有丝分裂常见于根尖、芽尖等

分生区



胞。制作植物根尖细胞有丝分裂装片的流程为________________。

解离→漂洗→染色→制片

(2)如图为普通光学显微镜观察到的某植物根尖细胞有丝分
裂过程中的两个视野,其中细胞甲为主要观察对象,若 要由视野A变为视野B时,有关操作过程中的正确顺序是

⑤________ →④→③→② 。(用下列供选的序号填写:①转动粗准焦螺旋

②转动细准焦螺旋 左下方移动装片

③调节光圈

④转动转换器

⑤向

⑥向右上方移动装片)

(3)上述视野中甲细胞(处于中期)细胞核中的DNA、染色
2∶1∶2。 体和染色单体的数目比例为________

(4)洋葱根尖中有一些细胞正在分裂,在制作洋葱根尖玻 片标本的过程中,这些细胞停止分裂开始于 ( A ) A.解离时期 B.漂洗时期 C.染色时期 D.压片时期 (5)制作装片时,如果用解离液(质量分数为15%的 盐酸和体积分数为95%的酒精溶液按1∶1混合)在室 温下解离2min,然后按正常要求进行漂洗、染色、 制片。在观察中发现根尖细胞没有分开,原因是 解离时间不足 。 ________________ (6)观察装片时,处于什么时期的细胞最多? ___________ 分裂间期 。


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