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1、第6章 细胞的生命历程,第1节 细胞的增殖,1.探究细胞表面积与体积的关系。 2.说出细胞的生长和增殖的周期性。 3.观察细胞的有丝分裂并说出其过程。 4.能够画出有丝分裂各时期的模式图。 5.描述细胞的无丝分裂。,一,二,三,四,一、细胞不能无限长大 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。 细胞核中的DNA不会随细胞体积的扩大而增加。如果细胞太大,细胞核的“负担”就会过重。,一,二,三,四,二、细胞通过分裂进行增殖 真核细胞的分裂方式有三种:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂,其中主要方式是有丝分裂。 多细胞生物体体积的增大,直接原因是
2、什么? 提示:细胞的生长和细胞分裂。,一,二,三,四,三、有丝分裂 1.细胞周期的概念 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。一个细胞周期包括两个阶段,即分裂间期和分裂期。 2.高等植物细胞有丝分裂的过程 (1)分裂间期 细胞周期的大部分时间处于分裂间期,大约占细胞周期的90%95%。分裂间期为分裂期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,同时细胞适度生长。,一,二,三,四,(2)分裂期 前期:核仁逐渐解体,核膜逐渐消失,染色体、纺锤体出现。 中期:每条染色体的着丝点在纺锤丝的牵引下排列在赤道板上,此时染色体形态稳定,数目清晰,利于观
3、察。 后期:由于着丝点的分裂,一条染色体的两条姐妹染色单体分开,并由纺锤丝牵引向两极移动。此时,细胞中染色体数目加倍。 末期:染色体重新变成染色质,纺锤丝逐渐消失,核膜、核仁重新出现。,一,二,三,四,3.动植物细胞有丝分裂的不同点 (1)前期:纺锤体的形成不同。动物细胞由中心体发出星射线,形成纺锤体;植物细胞由两极发出纺锤丝,形成纺锤体。 (2)末期:子细胞的形成方式不同。动物细胞末期,在赤道板位置细胞膜凹陷缢裂形成子细胞;植物细胞在赤道板位置出现细胞板,进一步形成细胞壁。 植物细胞有丝分裂过程中,加入某种药物后发现形成的植物细胞是多细胞核细胞,这是怎样形成的呢? 提示:加入的某种药物抑制了
4、细胞内高尔基体的功能,使有丝分裂末期赤道板位置不能形成细胞板,从而不能形成子细胞,形成多细胞核细胞。,一,二,三,四,4.有丝分裂的特征及意义 (1)特征:亲代细胞的染色体复制后,精确地平均分配到两个子细胞中。 (2)意义:保证亲子代细胞间遗传性状的稳定性。,一,二,三,四,四、无丝分裂 无丝分裂的简要过程是:细胞核先延长,核的中部向内凹进,缢裂成两个细胞核;接着,整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞。分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。无丝分裂的典型实例是蛙的红细胞的无丝分裂。,一,二,三,四,五,六,七,一、细胞周期的不同图示分析 1.扇形图分析,(1)上页右下图中细胞周期的起点
5、应为末期结束点,终点也是该点。 (2)在整个细胞周期中,分裂间期所占的时间远比分裂期长,所以观察细胞的有丝分裂实验中,视野内分裂间期的细胞数目多。,一,二,三,四,五,六,七,2.直线图分析 a+b、c+d各为一个完整的细胞周期,但b+c不是细胞周期,尽管时间相同,但起点和终点与有丝分裂的事实不符。,一,二,三,四,五,六,七,3.柱形图分析 B组DNA数量在2n4n之间,说明细胞正处于DNA复制时期;C组细胞中DNA已经加倍,说明细胞处在分裂期(前、中、后、末期)和G2期。,一,二,三,四,五,六,七,二、与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用,特别提醒(1)观察染色体的最佳时期是中期。
6、 (2)染色单体形成于间期,出现于前期,消失于后期。 (3)赤道板与细胞板的区别:赤道板不是细胞结构,而是一个假想的平面,在显微镜下看不到;细胞板是一个真实结构,显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。,一,二,三,四,五,六,七,三、利用口诀巧记各时期的变化特征 1.前期:膜仁消失显两体(核膜、核仁消失,显现纺锤体和染色体)。 2.中期:形定数晰赤道齐(染色体的形态稳定,数目清晰,着丝点排列在赤道板上)。 3.后期:点裂数加均两极(着丝点分裂,染色体数目加倍,并平均移向两极)。 4.末期:两消两现重开始(两消:纺锤体消失,染色体变为染色质;两现:核膜、核仁重新出现)。,一,二,三,四,
7、五,六,七,四、有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA数目变化规律与曲线模型(正常体细胞中染色体数为2n,仅考虑细胞核中的DNA),一,二,三,四,五,六,七,以上关系可用下图表示。,一,二,三,四,五,六,七,五、实验细胞大小与物质运输的关系 1.实验原理 (1)含酚酞的琼脂块 酚酞变紫红。 (2)NaOH在琼脂块中扩散的速率相同,在相同时间内,NaOH扩散的深度(或琼脂块变红的体积)与琼脂块的总体积的比值,即可以反映NaOH扩散的效率。此过程可模拟细胞大小与物质运输效率的关系。,一,二,三,四,五,六,七,2.实验过程 制备琼脂块:3块边长分别为3 cm、2 cm、1 cm的正方体 浸泡:
8、质量分数为0.1%的NaOH溶液,10 min 切割:捞取,吸干水分,平分两半 测量记录计算 3.实验结论 细胞越小,表面积与体积的比值越大,物质运输效率越高。 4.实验注意事项 (1)用塑料勺翻动琼脂块时,应防止塑料勺破坏琼脂块的表面。 (2)分割琼脂块之前,应用纸巾吸干NaOH溶液。 (3)每次切割之前必须把刀擦干。,一,二,三,四,五,六,七,六、细胞周期中不同时期的特点 有丝分裂的主要特征是细胞内染色体经复制后平均分配到两个子细胞中去。掌握有丝分裂各时期的特点要以染色体的变化为主线。 细胞周期中不同时期的比较(以植物细胞为例)见下表。,一,二,三,四,五,六,七,一,二,三,四,五,六
9、,七,一,二,三,四,五,六,七,七、实验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的有丝分裂较为旺盛。 (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。,一,二,三,四,五,六,七,2.方法步骤,一,二,三,四,五,六,七,一,二,三,四,五,六,七,绘图,一,二,三,四,五,六,七,特别提醒(1)解离充分,细胞才能分散,才不会重叠。 (2)染色时,染色液的浓度和染色时间必须掌握好,应注意染色不能过深,否则显微镜下一片紫色,无法观察。 (3)压片时用力
10、必须恰当,过重会将组织压烂,过轻则细胞未分散开,二者都将影响观察。 (4)解离完一定要漂洗,目的是洗去多余的解离液,防止解离过度和影响染色。 (5)观察时应先找到呈正方形的分生区细胞。在一个视野里,往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞图像,因此,观察时要注意边观察边移动装片。换高倍镜时,要先把低倍镜下的物像移到视野中央。,题型一,题型二,题型三,题型一 有关细胞有丝分裂的实验 【例1】 下列关于“观察根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述,错误的是( ) A.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散 B.先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察 C.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体 D.探究
11、有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据,题型一,题型二,题型三,解析:解离是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液(11)使组织细胞相互分离,压片使细胞分散开,A项正确;低倍镜下视野大,便于找到分生区,而用高倍镜观察更容易看清染色体,B项正确;由于细胞分裂间期在细胞周期中所占时间长,故观察到的细胞大多数处于间期,这时的染色质是细长丝状的,C项错误;观察细胞的有丝分裂,主要是观察分裂期,由于分裂期在细胞周期中所占时间短,了解有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据,D项正确。 答案:C,题型一,题型二,题型三,题型二 细胞分裂期的特点 【例2】右图为细胞周期中部分细胞核的变化示
12、意图,此过程( ) A.发生在细胞分裂期的末期,核膜再度合成 B.发生在细胞周期的分裂间期,染色质复制 C.发生在细胞分裂期的前期,核膜逐渐消失 D.发生在细胞分裂期的中期,染色体螺旋变粗 解析:图中显示的是染色体形态,且存在染色单体,又因为核膜正逐渐消失,故应为前期。 答案:C,题型一,题型二,题型三,反思领悟有丝分裂图像识别技巧 (1)动植物细胞的识别 图像画成正方形或图像中有细胞板结构,无中心体,一般可判断为植物细胞。 图像画成圆形或有中心体,无细胞板结构,通过缢裂方式平分细胞,一般可判断为动物细胞。 (2)细胞有丝分裂时期的识别 染色体数目加倍有丝分裂后期。 所有染色体的着丝点排列在赤
13、道板上有丝分裂中期。 核仁解体,核膜消失,染色体散乱分布,每条染色体含两条姐妹染色单体有丝分裂前期。,题型一,题型二,题型三,题型三 有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的数量关系 【例3】 下图中的甲、乙、丙表示动物细胞有丝分裂中的三个阶段,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,题型一,题型二,题型三,解析:按照有丝分裂中各成分的数量变化关系,可以推知图甲为前、中期细胞,图丙为末期细胞或刚进入间期的细胞。图乙从a(染色体)、c(DNA)的数量关系看,应为后期,但此时b(染色单体)的数量应为零,
14、而此图中b并不为零,故图乙中a、b、c的数量关系不正确。 答案:B 反思领悟在有丝分裂过程中,如果有染色单体存在,那么染色单体的数量与DNA分子的数量一定相等。,探究方法,能力展示,补充完善型实验设计题常见的考查形式:一、添加实验假设;二、完善实验步骤;三、总结实验结论;四、补充添加对照实验。 解答补充完善型实验设计题,要深刻理解实验原理对实验设计的重要作用。每一个生物实验材料的选择、实验装置的确定、实验步骤和实验方法的安排都不是随意的、盲目的,而必须以实验原理作为依据。实验现象和实验结果、结论的预期也是依据实验原理而作出的。可见实验原理是实验设计的依据。,探究方法,能力展示,某同学在“观察根
15、尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的实验报告中写道“上午10时到下午2时是洋葱根尖细胞有丝分裂的活跃期”,有三名同学对此提出质疑:“一天中,是否真的是这一时间段细胞分裂最为活跃?”进而他们通过实验来验证这个问题。 (1)方法步骤 洋葱根尖的培养:11月18日开始取洋葱若干进行培养。 取材:从11月21日凌晨至22日凌晨共24小时,每隔3小时用剪刀剪取洋葱根尖23 mm。 (2)制作装片 首先是解离:将剪取的根尖放在解离液中,解离的目的是 ;然后再经过 等步骤制成装片。,探究方法,能力展示,(3)观察、读数、记录与整理数据 首先,能在显微镜下辨别出处于分裂期的细胞图像(如右图),请判断图中所示的细胞
16、分别处于什么时期? 。然后,观察多个装片进行数据读取(每个装片可选35个视野)。数出每个视野的细胞总数及处于分裂期的细胞数,取平均值进行记录、计算,记录和整理后的数据见下表。,探究方法,能力展示,探究方法,能力展示,如果将实验结果转换成折线图,以 为纵坐标能为实验提供直观的证据,请在下列坐标系中作出该折线图。,探究方法,能力展示,(4)分析及讨论 从折线图中可以看出,有丝分裂最活跃的时间是否与实验报告中的观点相符合? 。据此,实验小组的同学对实验老师提出了建议:我们所在地区在每天的 时间取材为最佳。 (5)教材中提出“洋葱根尖分生区细胞有丝分裂的最活跃期,可能因洋葱品种、室温等条件不同,在各地的具体时间有所差别”。就此请你从中选择一项,作为你提出验证性实验的内容,你的验证性实验题目是 。 解析:制作洋葱根尖装片时,解离的目的是使细胞相互分离;装片的制作步骤包括解离、漂洗、
