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1、第6章细胞的生命历程 第1节细胞的增殖 本节聚集 1 细胞为什么不能无限长大 2 细胞通过什么方式增殖 3 什么叫细胞周期 4 细胞有丝分裂的过程是怎样的 它有什么生物学意义 5 细胞的无丝分裂有什么特点 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 2 生物体的长大 是靠细胞数量的增多 还是靠细胞体积的增大 问题探讨 象与鼠相应器官和组织的细胞大小无明显差异 生物体的生长 既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 不同动 植 物个体体积大小有差异 但构成它们的细胞的大小并无明显差异 且都很小 需借助光学显微镜才能看到 多细胞生物体的长大 可以靠细胞生长来增大体积 但
2、主要还是靠通过细胞分裂的方式增多细胞数目 为什么 细胞为什么不能无限长大 限制细胞长大的因素有哪些呢 因为细胞不能无限增大 由于细胞很小 我们无法用真实的细胞进行实验 只能用模型替代 请大家阅读课本P110的实验 明确操作过程和要求 预测实验结果 思考 琼脂块模拟的是什么 NaOH溶液模拟的是什么 琼脂块模拟的是细胞 NaOH溶液模拟的是扩散进入细胞的物质 一 细胞不能无限增大 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 与物质运输效率之间的关系 探讨细胞不能无限长大的原因 材料用具 方法步骤 54 27 2 24 8 3 6 1 6 1 1 1 1
3、27 1 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 表中数列有什么规律 得出什么结论 实验 细胞大小与物质运输的关系 1 立方体体积增大时 表面积与体积之比有什么关系 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 越低 越小 2 细胞大小与物质运输有什么关系 3 为什么细胞不能无限长大 原因是 1 细胞体积越大 其相对表面积越小 细胞的物质运输的效率就越低 细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大 细胞表面积与体积的比 2 细
4、胞核对细胞的控制 细胞的核质比 细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的 如果细胞太大 细胞核的 负担 就会过重 所以细胞都很小 不能无限长大 4 生物体为什么会进行细胞分裂 随着细胞生长 细胞体积增大 而细胞表面积和体积之比 表面积 体积 却在变小 而活细胞不断进行新陈代谢 细胞表面担负着输入养分 排出废物的重任 表面积 体积比值的下降 意味着代谢速率的受限和下降 所以 细胞分裂是细胞生长过程中保持足够表面积 维持一定的生长速率的重要措施 那么 细胞是不是越小越好呢 由于受细胞器所占体积的影响 细胞也不是越小越好 所以多细胞生物体的长大还有赖于细胞的增殖 真核细胞的分裂方式有三种 a
5、 有丝分裂b 无丝分裂c 减数分裂 二 细胞通过分裂进行增殖 细胞在分裂之前 必须进行一定的物质准备 细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程 一 细胞增殖的意义 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 概念 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 阶段 分裂间期 分裂期 前期 中期 后期 末期 二 细胞周期 在一次分裂结束之后到下一次分裂之前叫分裂间期 1 连续分裂的细胞2 从 完成 到 完成 3 分裂间期时间比分裂期长4 不同细胞的周期持续时间不同 二 细胞周期 须注意的问题 不同细胞的细胞周期持续时间 t h 三 植物
6、细胞有丝分裂 观察有丝分裂过程并讨论 分裂期的主要变化是什么 主要观察细胞核的变化以及变化前后的结果 细胞变化 核膜 核仁明显 染色质状态 一 分裂间期 遗传物质复制 为分裂期做准备 进行活跃的物质准备 完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 同时细胞有适度的生长 二 分裂期 完成细胞核遗传物质的均分 前期 间期染色质丝螺旋缠绕 缩短变粗 成为染色体 每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体 这两条染色单体由一个共同的着丝点连接着 核仁逐渐解体 核膜逐渐消失 从细胞的两极发出纺锤丝 形成一个纺锤体 染色体散乱地分布在纺锤体的中央 核膜 核仁消失 形成纺锤体 膜仁消失现两体 每条染色体的着丝点的两侧
7、 都有纺锤丝附着在上面 纺锤丝牵引着染色体运动 使每条染色体的着丝点的排列在细胞中央的一个 平面上 这个平面与纺锤体的中轴相垂直 称为赤道板 中期染色体的形态比较稳定 数目比较清晰 便于观察 因而观察某物种染色体形态和数目时常选分裂中期 赤道板上排整齐 中期 染色体的着丝点分裂 姐妹染色单体分离成为染色体 3 后期 纺锤丝牵引两组完全相同的染色体移向细胞两极 细胞内染色体数目增加一倍 这两套染色体的形态和数目完全相同 每一套染色体与分裂前亲代细胞中的染色体的形态和数目也相同 一分为二向两极 4 末期 核膜核仁重现 新细胞核形成 2个 纺锤体消失 两消两现建新壁 物质准备 DNA分子的复制和有关
8、蛋白质的合成 出现染色体 出现纺锤体 核膜解体 核仁消失 每条染色体分开成为两条姐妹染色单体 其排列无序 前期 分裂间期 三 各分裂期的特点 中期 染色体的着丝点整齐的排列在赤道板上 有利于观察染色体数目 后期 着丝点分裂 染色单体分离 在纺锤丝的牵引下移向细胞的两极 染色体数目加倍 DNA数目不变 末期 出现细胞板并向四周扩展逐渐形成新的细胞壁 染色体消失 纺锤体消失 核膜 核仁重新出现 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 有丝分裂过程中染色体数目和DNA含量的变化 分裂期 DNA的数量变化 分裂期 分裂前体细胞染色体数为2n DNA含量为2n 染色体的数量
9、变化 五 遗传物质相对量的变化 染色单体 DNA 染色体 G1期 S期 G2期 均分 加倍 遗传物质相对量的变化 2N 4N 2N 2N 2N 4N 2N 2N 染色体数目 染色单体 DNA 染色体 G1期 S期 G2期 有丝分裂分裂的染色体 染色单体和DNA分子数目的变化规律 4a 2a 4a 4a 2N 2N 4N 2N 2N 4N 4N 0 0 0 4N 2a 4a 5 8 7 6 4 3 2 1 请同学们按植物细胞有丝分裂的过程进行排序 5 8 7 6 4 3 2 1 四 动物细胞有丝分裂 分裂过程基本相同 染色体变化规律相同 纺锤丝 中心粒 星射线 分裂过程基本相同 染色体变化规律相
10、同 中心粒 星射线 纺锤丝 中央向内 五 参与有丝分裂的细胞结构 细胞核 染色体复制 线粒体 分裂间期DNA复制和蛋白质合成需要能量 供能 核糖体 是蛋白质合成的场所 中心体 发出星射线形成纺锤体 动物细胞 高尔基体 末期 参与形成细胞壁 植物细胞 思考题 1 在细胞板附近 那种细胞器比较多 2 在细胞分裂间期 那种细胞器比较多 3 哪些结构是同时消失和重现的 4 染色体和DNA的含量在此过程中是如何变化的 间期染色体复制一次 分裂期染色体平均分配 亲子细胞中染色体保持恒定 六 有丝分裂的特征 七 有丝分裂的意义 亲代细胞的染色体经过复制 实质为DNA的复制 之后 精确地平均分配到每个子细胞中
11、去 使每个子细胞核中都含有与亲代细胞数目相同 种类相同的染色体 保持了亲代和子代细胞之间遗传性状的稳定性 对生物遗传具有重要意义 蛙的红细胞的无丝分裂 八 无丝分裂 1 过程 先核缢裂为二 然后质缢裂为二 2 特点 不出现染色体和纺锤体 但有DNA的复制 分裂全过程细胞核始终存在 代谢始终旺盛 耗能少 因不存在染色体移动等问题 无丝分裂主要见于高度分化的细胞 如 肝细胞 肾小管上皮细胞等 人的成熟红细胞能否进行无丝分裂 巩固练习 1 若用化学物质强烈抑制肿瘤细胞的DNA复制 这些细胞将停留在细胞周期的 A 间期B 前期C 中期D 后期 A 2 洋葱根尖生长点细胞有丝分裂的末期 在细胞中央出现的
12、结构以及与此结构向四周扩展为细胞壁有关的细胞器 A 赤道板 高尔基体B 细胞板 中心体C 细胞壁 高尔基体D 细胞板 高尔基体 D 3 某植物体细胞内有4条染色体 那么在有丝分裂前期 中期 后期 末期的细胞中 染色体的数目分别是 A 4 4 4 4B 4 8 8 4C 8 8 8 4D 4 4 8 4 D 4 在有丝分裂的分裂期开始时 如果它的染色体数为N DNA的含量为Q 则该细胞分裂后每个子细胞的染色体数和DNA含量分别是 A N和QB N 2和Q 2C N和Q 2D N 2和Q C 5 某细胞有丝分裂后期有染色体数目为16个 那么该物种染色体数为 A 4个B 8个C 16个D 32个 B 下图表示的是连续分裂的细胞的细胞周期 请回答以下问题 哪些点可以表示一个细胞周期的起始点 哪些点可以表示一个细胞周期的中止点 一个细胞周期可以用哪些点之间的距离表示 间期 间期 分裂期 分裂期 分裂间期 进行染色体的复制 即DNA的复制 着丝点 染色单体 染色单体 染色体 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 分裂前期 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
