1、第一节 细胞的增殖第六章 细胞的生命历程问题探讨象与鼠的个体大小相差十分悬殊讨论:1.请推测象与鼠相应器官或组织的细胞大小是否也有很大差异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?象与鼠相应器官和组织的细胞在大小上无明显差异象与鼠相应器官和组织的细胞在大小上无明显差异生物体的长大,既靠细胞生长增大细胞的体积,也要靠生物体的长大,既靠细胞生长增大细胞的体积,也要靠细胞分裂增加细胞的数量。细胞分裂增加细胞的数量。多细胞生物体积的增大,即生物体的生长,即靠细胞生长增大细胞的体积,还要靠细胞分裂增加细胞的数量。事实上,不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异,器官的大小主要
2、取决于细胞数量的多少。而细胞数量的增多,是通过细胞分裂来实现的。多细胞生物体细胞体积增大细胞数量增多细胞生长细胞分裂体积增大依靠依靠依靠一.细胞增殖1.定义细胞通过细胞分裂细胞分裂增加细胞数量的过程,叫做细胞增殖2.意义单细胞生物通过细胞增殖而繁衍多细胞生物a.从受精卵开始,要经过细胞分裂或分化逐渐发育为成体b.生物体内也不断地有细胞衰老、死亡,需要通过细胞增殖加以补充细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础的基础二.细胞周期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,为一个细胞周期2.组成细细胞胞周周期
3、期分裂间期分裂间期(90%-95%)分裂期分裂期(5%-10%)DNA分子复制有关蛋白质的合成细胞适度生长物质物质准备准备细细胞胞周周期期分裂间期分裂间期(90%-95%)分裂期分裂期(5%-10%)(物质准备阶段)(细胞分裂阶段)G1SG2M与DNA复制有关的蛋白质的合成DNA复制与分裂期有关的蛋白质的合成前期、中期、后期、末期细胞类型细胞类型分裂间期分裂间期分裂期分裂期细胞周期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞15.32.017.3小鼠十二指肠上皮细胞13.51.815.3人的肝细胞21122人的宫颈癌细胞20.51.522不同细胞的细胞周期持续时间不同细胞的细胞周期持续时间/h不同细胞的细胞周期
4、一般不同,但也有相同的在细胞周期中,分裂间期持续的时间长,占细胞周期的90%-95%三.有丝分裂细胞进入分裂期后,在分裂间期复制成的DNA如何平均分配到两个子细胞?真核细胞主要是通过有丝分裂来完成的有丝分裂是一个连续的过程,人们根据染色体的行为,把他们分为四个时期:前期、中期、后期、末期前期中期后期末期子细胞细胞周期(以进行有细胞周期(以进行有丝分裂的细胞为例)丝分裂的细胞为例)1.过程(以高等植物为例)前期核膜染色质 核仁纺锤丝染色体着丝粒a.染色质染色体b.核仁逐渐解体,核膜逐渐消失c.纺锤体形成1.过程(以高等植物为例)中期纺锤丝染色体着丝粒a.染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上b.染色
5、体的形态和结构最清晰染色体1.过程(以高等植物为例)后期a.着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为染色体,并在纺锤丝的牵引下移向细胞两极b.染色体数目加倍染色体子染色体1.过程(以高等植物为例)末期子染色体核膜细胞板a.染色体染色质b.核膜、核仁逐渐形成,形成了两个新的细胞核c.纺锤丝逐渐消失d.在赤道板位置出现一个细胞板,逐渐扩展形成新的细胞壁子细胞一个细胞分裂成为两个子细胞,每个子细胞中含有的染色体数目与亲代细胞的相等。分裂后形成的子细胞继续分裂,就进入下一细胞周期的间期状态。间期前期中期后期末期动物细胞有丝分裂模式图2.动植物细胞有丝分裂过程的异同点间期间期植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞无
6、中心体的倍增完成中心体的复制及倍增前期前期细胞由两极发出纺锤丝形成纺锤体中心体移到细胞两极,并发出星射线形成纺锤体末期末期细胞板扩展为细胞壁,形成两个子细胞细胞膜在中部向内凹陷,把细胞缢裂成两个子细胞相同点相同点分裂过程基本相同,染色体变化规律相同,分裂间期染色体复制,分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中。3.动、植物细胞有丝分裂过程中参与的细胞器细胞器参与时期作用核糖体线粒体中心体高尔基体间期整个时期前期末期合成蛋白质提供能量发出星射线,形成纺锤体参与细胞板(细胞壁)的形成有丝分裂过程中加倍的物质或结构物质或结构时间原因DNA染色体中心体细胞核间期后期间期末期DNA复制着丝粒分裂中心体复制
7、新核膜形成4.有丝分裂的意义 将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定。四.无丝分裂1.过程核分裂核分裂细胞核延长细胞核中部向内凹陷缢裂成两个细胞核细胞中部向内凹陷缢裂成两个细胞质分裂质分裂蛙的红细胞无丝分裂示意图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4.无丝分裂也进行DNA的复制复制螺旋化缩短变粗染色体加倍着丝点分裂五.染色体、染色单体、DNA分子三者之间的关系1条染色体1个DNA分子无染色单体1条染色体2个DNA分子2条染色单体1条染色体2个DNA分子2条染色单体2条染色体2个DNA分
8、子无染色单体呈染色质状态呈染色体状态当有染色单体存在时,染色体数:染色单体数:DNA分子数=1:2:2当无染色单体存在时,染色体数:DNA分子数=1:1六.有丝分裂过程细胞核中染色体、染色单体、DNA数目变化规律间期间期前期前期中期中期后期后期末期末期染色染色体数体数染色染色单体单体数数DNA数数444840888004888842n2n2n4n2n04n4n4n002n4n4n4n4n2n细胞核中细胞核中DNADNA的变化曲线的变化曲线 间期 04a2a 前期 中期 后期 末期 bacdcdcd变化的原因是变化的原因是DNADNA分子均分进入两个细胞核中分子均分进入两个细胞核中abab变化的
9、原因是变化的原因是DNADNA分子复制分子复制细胞核中染色体的变化曲线细胞核中染色体的变化曲线 间期 04N2N 前期 中期 后期 末期 cdcd变化的原因是染色体均分进入两个细胞核中变化的原因是染色体均分进入两个细胞核中abab变化的原因是着丝粒分裂变化的原因是着丝粒分裂bacd 间期 021 前期 中期 后期 末期 每条染色体上每条染色体上DNADNA分子含量的变化曲线分子含量的变化曲线bacdcd变化的原因是着丝粒分裂,染色体数加倍ab变化的原因是DNA分子复制七.思维训练利 用 模 型 作 解 释细胞不能无限长大的原因很多,细胞的大小影响物质运输的效率,可以作为一种解释。表面积=体积=
10、表面积=体积=表面积=体积=2mm4mm8mm讨论:1.细胞的表面积和体积的比值与细胞的大小有什么关系?2.从物质运输的效率看,细胞为什么不能太大?3.细胞越小,越有利于细胞与外界的物质交换,那么,细胞是越小越好吗?2mm4mm8mm探究探究实践实践观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验原理实验原理1.植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。2.各个细胞的分裂是独立进行的,在同一分生组织中可以看到处于各个细胞的分裂是独立进行的,在同一分生组织中可以看到处于不同时期的细胞。有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同,根据不同时期的细胞。
11、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。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。细胞核内的染色体(质)易被碱性染料染色。实验步骤实验步骤1.洋葱根尖培养取洋葱一个,放在广口瓶上。瓶内装满清水,让洋葱的底部接触到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方培养。待根长约5cm时,取生长健壮的根尖制成临时装片观察。2.装片的制作取材时间:上午10时至下午2时最佳取材部位:待根长到5cm左右时剪取根尖2-3mm根尖结构示意图根尖结构示意图细胞体积较大,有根毛,成熟区细胞体积较大,有根毛,成熟区是根吸收水和无机盐的主要部位是根吸收水和无机盐的主要部位细胞体积较大,呈长方形,是根细胞体积较大,呈长方形,是根伸长最快的区域伸长最快的区域细胞分裂旺盛,细胞体积小,呈细胞分裂旺盛,细胞体积小,呈正方形,排列紧密正方形,排列紧密位于根尖最顶端,是死细胞,起位于根尖最顶端,是死细胞,起保护作用保护作用3.装片制作流程解 离漂 洗染 色制 片用药液使组织中的细胞相互分离开来用药液使组织中的细胞相互分离开来洗去药液,放止解离过度洗去药液,放止解离过度使染色体着色使染色体着色使细胞分散开来,有利于观察使细胞分散开来,有利于观察