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1、第1节 细胞的增殖,1、象与鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何？,问题探讨,讨论：,细胞大小基本一致.,一、细胞不能无限长大,细胞体积趋向于小的原因是什么呢？,生物为什么是由很多很小的细胞构成，而不能由几个很大的细胞构成呢？,你能用实验或数据演示你的想法么？,实验：【探究细胞大小与物质运输的关系】,实验目的： 通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之比，与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因,模拟探究的模型与原型： 原型：细胞 模型：含有酚酞的琼脂块 原型：营养物质 模型：NaOH溶液,实验原理：NaOH和酚酞相遇，呈紫红色 。,一、模拟实验过程,放入盛有NaOH溶液中浸泡,慢慢
2、地，含酚酞的琼脂 随着NaOH溶液的扩散而变红,切开琼脂方块,哪个物质运输 效率高哪？,测量NaOH的扩散深度,实验：细胞大小与物质运输的关系,54,27,2,24,8,3,6,1,6,0.5,0.5,0.5,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,19/270.7,7/80.9,1/1 = 1,实验和数据表明：,细胞体积越大，其表面积与体积之比就越小，细胞的物质运输的效率就越低。 细胞表面积和体积的关系限制了细胞的长大。,细胞不能够无限长大的原因：,细胞核中的是不会随着细胞体积的扩大而增加
3、。 细胞核与细胞质的关系限制了细胞的长大.,1、细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大 2、细胞的核质比限制了细胞的长大,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（如核糖体）和物质（如酶）所需要的空间决定的。,结论:,思考与讨论:,答案:,二、细胞通过分裂进行增殖,（1）单细胞生物：,1.细胞增殖的意义,产生新个体,（2）多细胞生物：,新个体,细胞增殖,细胞增殖,受精卵,补充衰老死亡的细胞,细胞增殖,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。,二、细胞通过分裂进行增殖,4
4、、真核细胞分裂的方式有几种？,细胞分裂,无丝分裂: 有丝分裂: 减数分裂：,3、细胞在分裂之前，必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括 和 整个连续的过程。,物质准备,细胞分裂,少数特殊细胞,体细胞主要增殖方式,生殖细胞特有的分裂方式,二、细胞通过分裂进行增殖,生物体的生长主要靠细胞分裂增加细胞的数量，还要靠细胞生长增大细胞的体积（次）。,有丝分裂,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。,（1）细胞周期概念：,1.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。,二、有丝分裂的细胞周期概念：,2.具有细胞周期的细胞:,动物：干细胞、生发层细胞、癌细胞。
5、 植物：分生区、形成层 动、植物的受精卵,已经高度分化的细胞如神经细胞、表皮细胞、红细胞等， 还有减数分裂形成的精细胞（精子）与卵细胞,3.不具细胞周期的细胞:,前提,起点,连续增殖细胞：骨髓造血干细胞、根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、皮肤生发层细胞、茎顶端分生组织、癌细胞 永不增殖细胞：成熟的红细胞、植物导管细胞、植物筛管细胞、神经细胞、根毛细胞、叶肉细胞、角质层细胞 暂不增殖细胞：肝细胞、肾细胞（受刺激可进行增殖）,3、细胞周期,细胞分裂间期,细胞分裂期,（2）阶段,（3）特点：,(起点),不同细胞的细胞周期持续时间（小时）,细胞分裂间期和分裂期的时间相差很大。分裂间期占的时间很长，约占细
6、胞周期的90%-95%；分裂期占的时间短，约占细胞周期的5%-10%。,不同类型细胞的细胞周期持续时间是否相同？ 分裂间期和分裂期的持续时间是否相同？,思考,以下哪个过程可表示为细胞周期?,练习：,准确理解“细胞周期”,“连续分裂的细胞”才具有细胞周期；,间期在前，分裂期在后；,间期长，分裂期短；,不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。,二、植物细胞有丝分裂各期的主要特点：,1、分裂间期,结果：染色体数不变，DNA数加倍，形成染色单体。,特点：完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,核膜,核仁,染色质,着丝点,G1期：RNA和蛋白质的生物合成 S期：DNA的合成 G2期：RNA和蛋白
7、质的生物合成,着丝点,染色体,姐妹染色单体,复制,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。,DNA分子数 1,DNA分子数 2,分裂间期： 染色体解开螺旋， 呈细丝状（染色质形态）,分裂间期： 正在完成DNA分子的复制 和有关蛋白质的合成,在分裂间期复制的每一条 染色体，实际上包含着两 条并列着的姐妹染色单体,前期,特点： 出现染色体、出现纺锤体 核膜、核仁消失,染色体特点： 1、染色体散乱地分布在细胞中心附近。 2、每个染色体都有两条姐妹染色单体,膜仁消失显两体,中期,所有染色体的着丝点都排列在赤道板上 染色体的形态稳定，数目最清晰,染色体特点：染色体的形态比
8、较固定，数目比较清晰。故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。,形定数晰赤道齐,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）,后期,着丝点一分为二， 姐妹染色单体分开， 成为两条子染色体。 并分别向两极移动。,染色体特点：染色体数目加倍、DNA数不变， 染色单体消失。,纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极,点裂数增均两极,末期,染色体变成染色质， 纺锤体消失。核膜、 核仁重现,在赤道板位置出现细胞板， 并扩展成分隔两个子细胞的 细胞壁,两消两现重开始,植物细胞有丝分裂各期的主要特点总结如下表：,前期：膜仁
9、消失显两体。 中期：形定数晰赤道齐。 后期：点裂数增均两极。 末期：两消两现重开始。,1、分裂间期的动物细胞图,细胞核,核膜,核仁,染色质,1,2,3,4,5,分裂间期:进行DNA的复制与有关蛋白质的合成。,中心体,中心体复制,2、前期特点： 出现染色体 出现纺锤体（星射线形成） 核膜、核仁消失,2、有丝分裂前期,间期,前期,3、有丝分裂中期,前期,中期,3、中期特点： 染色体的形态固定，数目清晰。 染色体的着丝点都排列在赤道板上。,中期,4、有丝分裂后期,后期,4、后期特点： 着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两个染色体；染色体数目加倍。 形成两套相同的染色体，分别往两极移动。,后期,5、末
10、期特点： 染色体、纺锤体消失，核膜、核仁出现。 细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后细胞缢裂成两个子细胞。,5、有丝分裂末期,末期,动、植物细胞有丝分裂异同点,前期,末期,两极纺锤丝纺锤体,中心体星射线纺锤体(两组中心粒),细胞板细胞壁,中部向内凹陷缢裂,不同点：,相同点：,染色体的行为变化相同,纺锤体的来源不同,（三）动物细胞的有丝分裂,*参与有丝分裂的细胞结构:,细胞核 核糖体 线粒体 中心体 高尔基体,染色体复制,蛋白质合成,供能,纺锤体形成（动物细胞、某些低等植物细胞）,细胞壁形成（植物细胞）,*细胞器与有丝分裂的关系:,分裂间期： 分裂前期： 分裂末期:,主要和线粒体、核糖体有关。,动物
11、细胞与中心体有关。,植物细胞与高尔基体有关。,五、有丝分裂的意义：,将亲代细胞的染色体经过复制（实质是DNA的复制）以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物资DNA,因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。,六、无丝分裂：,特点：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。,举例:蛙的红细胞的无丝分裂。主要见于高度分化的细胞,如肝细胞、肾小管上皮细胞、肾上腺皮质细胞等。,思考：,1、与有丝分裂有什么不同？染色体要复制吗？ 2、人的红细胞与蛙的红细胞一样吗？,无丝分裂中，核仁、核膜都不消失，没有染色体的出现，看不到染色体复制时的规律性变化。实际上染色之也要复制，并且细胞
12、要增大。,优越性：比有丝分裂耗能少，分裂迅速并可能同时形成多个核；分裂时细胞核的功能仍可进行；在不利条件下细胞分裂仍能进行。,四、实验强化：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 1.实验原理 （1）植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。 （2）有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期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(质)易被碱性染料染色。 2.实验流程 洋葱根尖的培养：实验课前3-4 d，将洋葱放在装满水的 广口瓶上,底部接触水,装置放在温暖的 地方，注意经常换水,目的是防止烂根, 待根长到5 cm,取材：取根尖23 mm,解离,解离液：质量
13、分数为15%的HCl溶液和体积分数为 95%的酒精溶液按11的比例混合 解离目的：使组织中的细胞分离开来 解离时间：35 min 解离程度：根尖酥软,漂洗,漂洗液：清水 漂洗时间：10 min 漂洗目的：洗去组织中的解离液，有利于染色,装 片 的 制 作,染色,染色液：0.01 g/mL，或0.02 g/mL的龙胆紫溶液 （或醋酸洋红液） 染色时间：35 min 染色目的：使染色体(或染色质)着色,制片：用镊子取出根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用 镊子尖把洋葱根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上 再加一片载玻片。然后，拇指轻轻按压载玻片，这 样可以使细胞分散开来,再把盖玻片上的载玻片取下,装 片
14、 的 制 作,观察 低倍镜:找到分生区细胞, 高倍镜:观察各时期的细胞,绘图,光学显微镜下观察到的植物细胞分裂,提醒： （1）先漂洗再染色，这两步不能颠倒，否则影响实验效果。 （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。 (3)使根尖细胞相互分散的方法 解离，盐酸可破坏细胞壁的果胶层，使组织细胞分离。 制片时用镊子捣碎。 压片。 （4）显微镜下观察的都是死细胞，不能看到细胞分裂动态变化，若视野中找不到某一时期的细胞,可通过移动装片从邻近的区域中找。 （5）在显微镜下观察到间期细胞数目最多，原因是间期历时最长。,洋葱根尖细胞 有丝分裂图,分生区,分
15、裂间期,分裂期,洋葱根尖细胞有丝分裂图,分生区：细胞呈正方体形，有的细胞正在分裂,洋葱根尖细胞有丝分裂图,前期,中期,后期,末期,染色体、DNA、染色单体之间的关系:,2N,2N,2N,2N,4N,4N,4N,4N,4N,2N,4N,4N,2N,0,4N,0,0,2N,2N,0,间期,0,4N,2N,染色体变化规律,前期,中期,后期,末期,细胞周期,间期,0,4N,2N,DNA数量变化规律,前期,中期,后期,末期,细胞周期,间期,0,2,1,染色单体数的变化,前期,中期,后期,末期,细胞周期,间期,0,2,1,每条染色体上DNA含量,前期,中期,后期,末期,细胞周期,2.DNA、染色体、染色单
16、体、每条染色体上DNA含,动植物有丝分裂图像辨析 （1）动物细胞一般画成圆形，外面代表细胞膜；植物细胞一般画成长方形，外面代表细胞壁。 （2）动物细胞分裂后期、末期向内凹陷，最终缢裂成两个子细胞；植物细胞不向内凹陷，细胞中央形成细胞板，最终形成两个子细胞。,（3）动物细胞和低等植物细胞要画出中心体，高等植物细胞一般不能画。 （4）细胞分裂后期图像应注意三点:移向两极的染色体位置不能画反，正确的应为染色体臂朝向中央，着丝点靠近两极；上下对应的两条子染色体的大小、形状、颜色应完全相同；每一极同源染色体都应成对存在（二倍体生物）。,染色体、DNA、染色单体之间的关系:, 1+1, , 1+1,动物、植物细胞全程图,再 见,