4.1.2有丝分裂过程及意义与细胞癌变课件-2024-2025学年高一上学期生物浙科版必修1

第2课时 第四章 细胞的生命历程 浙科版高中生物 必修1 有丝分裂过程及意义与细胞癌变 第一节 细胞通过分裂增殖 SZ-LWH 学习目标 1.概述细胞有丝分裂的过程。 2.阐述有丝分裂的意义。 3.说出癌细胞的主要特征。 有丝分裂的过程及意义 一 癌细胞可以无限制地分裂 二 目录 有丝分裂是一个连续的过程,人们根据染色体的行为,把它分为四个时期:前期、中期、后期、末期。 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH SZ-LWH 分裂间期结束之后,细胞就进入分裂期。开始进行细胞分裂。在分裂间期的复制的DNA如何平均分配到两个子细胞中呢?在真核细胞内,这主要通过有丝分裂来完成的。 4 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 膜仁消失显两体 形数清晰赤道齐 粒裂数增均两极 两消两现新壁见 前期 中期 后期 末期 SZ-LWH 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH SZ-LWH 分裂间期结束之后,细胞就进入分裂期。开始进行细胞分裂。在分裂间期的复制的DNA如何平均分配到两个子细胞中呢?在真核细胞内,这主要通过有丝分裂来完成的。 5 思考:姐妹染色单体在 可见,形成于 ①核膜消失、核仁解体; ③细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。 ②染色质丝螺旋缠绕形成染色体,染色体散乱分布; 前期 分裂间期 不变 纺锤丝 染色体 着丝粒 膜仁消失显两体 前期 形: 数: SZ-LWH 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH SZ-LWH 染色质 染色质发生螺旋化 电子显微镜照片 高度螺旋、缩短变粗 解开螺旋、恢复细长丝状 染色质 染色体 SZ-LWH 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH SZ-LWH ①染色体的着丝粒整齐的排列在“赤道面”上; ②染色体缩短到最小的程度,便于观察和研究。 思考:观察染色体最好的时期是_ 中期 形定数晰赤道齐 中期 中期 形: 数: 不变 SZ-LWH 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH SZ-LWH ①着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两个子染色体,细胞内染色体数目加倍。 ②分离的染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极。 ①染色体数目加倍;②无姐妹染色单体(为0)。 粒裂数增均两极 子染色体 后期 形: 数: SZ-LWH 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH SZ-LWH ①染色体变成染色质; ③核膜、核仁重现; ②纺锤体消失; ④两个新细胞间出现含有细胞壁物质的囊泡 聚集成细胞板 形成新的细胞壁 两个新细胞 染色体和DNA数目减半。 两消两现新壁见 细胞板 细胞壁的形成过程 囊泡内含有细胞壁物质 细胞壁 新细胞壁 细胞板 末期 形: 数: SZ-LWH 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 1.请就有丝分裂过程中染色质(染色体)的行为进行正确排序,并说明理由。 A D B C A。 染色质要先进行复制,然后高度螺旋化,缩短变粗,以利于平均分配。 SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 2.根据染色质(体)模型,填写下表图示结构中染色体、核DNA、染色单体的数量关系。 项目 染色体 _ _ _ _ 核DNA _ _ _ _ 染色单体 _ _ _ _ 1 1 1 2 1 2 2 2 0 2 2 0 SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 (注:细胞核的直径仅为10 m左右,而染色体的长度有0.5-30 m.) 假设1:染色体的着丝粒均排列在细胞中央的赤道面上,随后姐妹染色单体分开移向细胞的两极。 3.提出问题,做出假设 复制好的染色体发生什么行为变化才能够精确均分到细胞两极? 问题1 姐妹染色单体如何分开? 问题2 姐妹染色单体分离后形成的染色体如何移动? 问题3 细胞核的其他结构会发生什么变化,以配合染色体运动? 问题4 假设2:通过着丝粒分裂。 假设3:分离的染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极。 假设4:细胞核解体,即核膜、核仁解体。 SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 (1)如图展示的是科研人员对分裂期细胞的各部分进行荧光染色后的结果,对比这两幅图,细胞有什么变化? 核膜核仁消失,纺锤体形成 染色质 微管蛋白 对比这两幅图,染色质缩短变粗,螺旋化变为染色体;核膜消失;微管蛋白在细胞的一极形成丝状物质,之后这些丝状物质也出现在另外一极,而且,这些微管蛋白还伸向了染色体所在的位置。 梭形的纺锤体 4.寻找证据,验证假设 SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 4.寻找证据,验证假设 ① 染色体的着丝粒排在赤道面上 染色质高度螺旋化成染色体后,它的位置发生了什么变化? SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 4.寻找证据,验证假设 染色质高度螺旋化成染色体后,它的位置发生了什么变化? ② 姐妹染色单体分开, 分别移向细胞的两极 SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 5.寻根溯源 (1)如图所示为一条染色体,姐妹染色单体由粘连蛋白复合体粘在一起。据图分析,姐妹染色单体的分开是被纺锤丝拉开的吗?若不是,姐妹染色单体是如何分开的? 姐妹染色单体 分离酶降解黏连蛋白 黏连蛋白复合体 纺锤丝 黏连蛋白复合体分裂 姐妹染色单体分开不是被纺锤丝拉开的;分离酶把粘连蛋白降解后,粘连蛋白复合体分裂,姐妹染色单体得以分开。 SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 5.寻根溯源 纺锤丝 染色体 解聚的微管二聚体 (2)如图所示纺锤丝的一侧在细胞的一极,另一侧连在着丝粒上。请据图分析染色体是如何向细胞的一极移动的? 纺锤丝由微管蛋白组成,从图中可以看出,微管蛋白从纺锤丝的两端开始解聚,导致纺锤丝越来越短,染色体距离细胞的一极也越来越近,从而实现了这条染色体向细胞的一极移动。 微管 SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 5.寻根溯源 a b c C 图 (3)a、b、c三幅图展示了纺锤丝和姐妹染色单体的连接方式,哪一种连接方式能保证染色体移向细胞的两极? SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 6.假定一个体细胞中的染色体数和核DNA的含量为2n 项目 间期 前期 中期 后期 末期 染色体数目 核DNA含量 染色单体数目 2n 2n 2n 4n 4n 2n 2n 4n 4n 4n 4n 4n 2n 0 4n 4n 4n 0 0 (1)完成表格 SZ-LWH SZ-LWH 任务 项目 间期 前期 中期 后期 末期 染色体数目 核DNA含量 染色单体数目 2n 2n 2n 4n 4n 2n 2n 4n 4n 4n 4n 4n 2n 0 4n 4n 4n 0 0 核DNA在分裂间期发生复制,含量加倍。 减半的原因是姐妹染色单体分开后形成的染色体分别进入两个子细胞 减半的原因是姐妹染色单体分开后形成的染色体分别进入两个子细胞。 加倍的原因是每个着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开成为两条染色体 SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 (2)根据(1)中表格所填数据,在下面的坐标图中画出细胞周期中染色体和核DNA的数量变化曲线。 SZ-LWH SZ-LWH 探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 任务 7.如图是有丝分裂过程中每条染色体上的DNA含量变化曲线,据图回答下列问题: b c和d e发生变化的原因分别是 和_ ,细胞周期中处于cd的时期有 。 DNA复制 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开 G2期、前期和中期 SZ-LWH SZ-LWH 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH SZ-LWH 分裂间期结束之后,细胞就进入分裂期。开始进行细胞分裂。在分裂间期的复制的DNA如何平均分配到两个子细胞中呢?在真核细胞内,这主要通过有丝分裂来完成的。 24 动物细胞有丝分裂过程 SZ-LWH 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 SZ-LWH SZ-LWH 2.动、植物细胞有丝分裂的差异 后期 中期 前期 间期 末期 SZ-LWH SZ-LWH 有 无 细胞两极发出_形成纺锤体 纺锤丝 由中心体周围发出_形成纺锤体 纺锤丝 赤道面位置出现_ 向四周扩展形成_ 细胞板 细胞壁 不形成细胞板,而是细胞在两极之间的“赤道面”上向内_,形成_。 间期 前期 末期 2.动、植物细胞有丝分裂的差异 凹陷 环沟 SZ-LWH SZ-LWH 意义: 复制 分裂 (染色体平均分配) 亲代细胞的染色体经过 后,精确地 分配到两个子细胞中去。 在生物的亲代与 之间保持了 的稳定性。 复制 平均 子代 遗传性状 3.有丝分裂的意义: SZ-LWH SZ-LWH 跟踪训练 1.(2024 衢州高一期末)如图是某生物细胞的有丝分裂模式图,下列相关叙述正确的是 A.上述细胞在细胞周期中出现的顺序是c a d e b B.d图为观察染色体形态的最佳时期,此时的赤道面清晰可见 C.细胞分裂时纺锤丝由中心体发出,c图细胞核中染色体数和DNA数相等 D.e图染色体数是a图中的两倍,c图与d图所示时期中核DNA含量相同 √ 跟踪训练 图示中a处于分裂间期、b处于末期、c处于前期、d处于中期、e处于后期,所以图示细胞在细胞周期中出现的顺序是a c d e b,A错误; d图所示为有丝分裂中期,为观察染色体形态的最佳时期,但赤道面是虚拟的,不能被观察到,B错误; c图细胞处于有丝分裂前期,经过了DNA的复制后细胞核中DNA数是染色体数的2倍,C错误; e图中着丝粒分裂,处于有丝分裂后期,此时染色体数是a图中的两倍,c前期和d中期的核DNA含量相同,D正确。 跟踪训练 fg段每条染色体含两条染色单体,因此一条染色体含两个DNA分子,D错误。 2.如图是细胞有丝分裂过程中一个细胞 核中DNA含量变化曲线和染色体数量 变化曲线,下列有关曲线的分析错误的是 A.ab段核DNA含量上升的原因是DNA的复制 B.gh段染色体数量加倍的原因是着丝粒分裂 C.cd段核DNA含量下降一半的原因是DNA已平均分配到2个子细胞核中 D.fg段一条染色体含一个DNA分子 √ 有丝分裂的过程及意义 一 癌细胞可以无限制地分裂 二 目录 癌细胞可以无限制地分裂 二 1 癌细胞的概念 在某些致癌因素的作用下,有的细胞会变得不受控制而 ,这种细胞就是癌细胞。 无限增殖 海拉细胞 例如:海拉细胞是20世纪50年代初从一个非裔女子海拉的子宫颈癌组织中分离出来的。这种细胞在体外培养,能够一代代地传下去,存活至今。 SZ-LWH SZ-LWH 癌细胞可以无限制地分裂 二 2 癌细胞的特点 无限增殖 癌细胞的细胞周期失控,不受正常生长调控系统的控制,能持续的分裂与增殖,其分裂次数是无限的。 体内转移 癌细胞表面黏连蛋白很少或缺失,易于从肿瘤上脱落。许多癌细胞具有变形运动能力,容易在组织间转移。 形态结构发生变化 核形态不一,并可出现聚合双核或多核现象。 代谢旺盛,合成代谢超过分解代谢 代谢旺盛 线粒体功能障碍 失去接触抑制 SZ-LWH SZ-LWH 癌细胞可以无限制地分裂 二 3 癌变的原因 原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因,是维持正常细胞周期所必需的。 内因 抑癌基因也称为抗癌基因,其产物能够抑制细胞增殖,促进细胞分化和抑制细胞迁移等。 细胞癌变与原癌基因的激活和抑癌基因功能的丧失有关。 SZ-LWH SZ-LWH 癌细胞可以无限制地分裂 二 3 癌变的原因 如紫外线、电离辐射等; 物理致癌因子: 如:吸烟时烟雾中的物质、亚硝酸盐等; 化学致癌因子: 外因: 致癌因子 如:某些病毒、细菌、霉菌等。 生物致癌因子: SZ-LWH SZ-LWH 跟踪训练 3.自行动手去痣后引发恶性色素瘤导致死亡的病例并不鲜见,恶性色素瘤细胞的线粒体功能障碍是其癌变的特征之一。下列叙述错误的是 A.痣细胞并非癌变细胞 B.痣细胞与恶性色素瘤细胞获取能量的主要途径不同 C.恶性色素瘤细胞具有无限增殖的能力 D.恶性色素瘤细胞的蛋白质合成代谢与分解代谢都减弱 √ 恶性色素瘤细胞的蛋白质合成代谢与分解代谢都增强,D错误。 跟踪训练 4.(2024 浙江强基联盟高一联考)我国科研人员在国际上首次发现了位于22号染色体上的抑癌基因DEPDC5,揭示了DEPDC5突变与胃肠道间质细胞癌变的关系。以下相关叙述正确的是 A.DEPDC5编码的蛋白质会促进胃肠道间质细胞的异常增殖 B.原癌基因或抑癌基因发生突变,就会引起恶性肿瘤 C.胃肠道间质细胞发生癌变,分裂速度明显加快,但细胞周期不变 D.胃肠道间质细胞癌变后易转移与细胞表面粘连蛋白减少有关 √ 跟踪训练 DEPDC5属于抑癌基因,其编码的蛋白质会抑制细胞的异常增殖,A错误; 细胞癌变往往与原癌基因的激活和抑癌基因功能的丧失有关,B错误; 癌细胞可以无限增殖,胃肠道间质细胞发生癌变,其细胞周期变短,分裂速度加快,C错误; 癌细胞表面的粘连蛋白减少或缺失,细胞间的黏着性降低,易扩散和转移,D正确。 SZ-LWH 课堂小结 SZ-LWH SZ-LWH 夯基础查落实 41 1.细胞分裂各时期特点 (1)分裂间期(包括S期、G1期和G2期) ①G1期主要是合成DNA复制所需的蛋白质,以及核糖体的增生; ②S期发生DNA的复制; ③G2期合成M期所必需的一些蛋白质。 (2)前期:出现染色体和纺锤体;每个染色体由两条并列的姐妹染色单体组成;核膜、核仁解体。 (3)中期:染色体的着丝粒都排列在赤道面上。 (4)后期:染色体的着丝粒分为两个,姐妹染色单体分离成两条独立的染色体,被纺锤丝拉向两极。 (5)末期:染色体成为染色质状态;核膜、核仁出现(植物细胞出现细胞板)。 要语必背 2.染色体复制时期:分裂间期;中心体复制时期:分裂间期;染色体加倍时期:后期;DNA复制时期:分裂间期(S期);DNA加倍时期:分裂间期;染色单体形成时期:分裂间期;染色单体消失时期:后期;观察染色体的最佳时期:中期;细胞板出现时较活跃的细胞器:高尔基体。 3.动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别: (1)前期:动物细胞由中心体发出的纺锤丝形成纺锤体。 (2)末期:动物细胞的胞质分裂不形成细胞板,而是在“赤道面”上向内凹陷,形成环沟,最后缢裂为两个子细胞。 4.有丝分裂的意义:将亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中。在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性。 5.核DNA在分裂间期发生复制,含量加倍;核DNA含量在末期结束时减半,减半的原因是姐妹染色单体分开后形成的染色体分别进入两个子细胞。 6.在某些致癌因素的作用下,有的细胞会变得不受控制而无限增殖,这种细胞就是癌细胞。癌细胞的主要特点:有无限增殖能力;能在体内转移;核形态不一,并可出现巨核、双核,或多核现象;代谢旺盛,合成代谢超过分解代谢;线粒体功能障碍,即使在氧供应充分的条件下也主要依靠糖酵解途径获取能量;体外培养时无接触抑制现象。 7.癌变的内因:原癌基因和抑癌基因发生改变;外因(致癌因子):物理因子,如紫外线、电离辐射等;化学因子,如吸烟时烟雾中的物质、亚硝酸盐等;生物因子,如某些病毒、细菌、霉菌等。 1.如图为不同生物细胞有丝分裂图,图A表示 (填“动物细胞”或“植物细胞”),判断的理由:_ 。 长句表达 2.同一个体分化形成的不同体细胞为什么 遗传物质相同?_ 。 3.染色体数目在 加倍,加倍的原因是_ ;染色体数目在 减半,减半的原因是 。 植物细胞 具有细胞壁;无中心体,两极发出纺 锤丝形成纺锤体 因为这些不同的体细胞是由 同一个受精卵通过有丝分裂和细胞分化形成的 后期 着丝粒分为两个,姐妹染色 单体分离成两条独立的染色体 末期结束时 姐妹染色单体分开后形成的两条染色体分别进入两个子细胞 4.癌细胞能在体内转移的原因是_ 。 癌细胞表面粘连蛋白很少或缺失,易 于从肿瘤上脱落,许多癌细胞具有变形运动能力,容易在组织间转移 时期 图示 特点及物质变化 M期 前期 ①最明显的是细胞核内出现 ;每个染色体由两条并列的 组成,由一个 连接在一起;②前期中较晚的时候出现 ;③核膜、核仁开始解体 1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 (1)有丝分裂过程中染色体的行为变化(以高等植物细胞为例) 导学 染色体 姐妹染色单体 着丝粒 纺锤体 M期 中期 ①染色体的 都排列在细胞中央的平面(赤道面)上;②染色体缩短到 的程度,便于观察和研究 后期 ①染色体的着丝粒分为 个;②姐妹染色单体分离成两条独立的 , 数目增加一倍;③分离的染色体以相同的速率分别被 拉向两极 着丝粒 最小 两 染色体 染色体 纺锤丝 M期 末期 ①染色体伸展,呈现 状态;② 重新形成,核仁出现;③细胞核内染色体数目与分裂前 ,有丝分裂结束;④两个新细胞间出现含有细胞壁物质的囊泡 聚集成细胞板 形成新的细胞壁 两个新细胞 染色质 核膜 相同 (2)动、植物细胞有丝分裂的差异 ①动物细胞的细胞质中有一个 。G2期时细胞中已有一对中心体。 期,这一对中心体分开并移向细胞两极,由中心体发出的 形成纺锤体。 ②动物细胞的胞质分裂不形成 ,而是细胞在两极之间的“赤道面”上向内 ,形成 。环沟渐渐加深,最后缢裂为两个子细胞。 2.有丝分裂的意义:将亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中。在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了 的稳定性。 中心体 前 纺锤丝 细胞板 凹陷 环沟 遗传性状 1.癌细胞 (1)概念:在某些致癌因素的作用下,有的细胞会变得不受控制而_ ,这种细胞就是癌细胞。 (2)癌细胞的主要特征 ①最重要的特点:有 能力。 ②另一重要特点:能在体内转移。原因是癌细胞表面 很少或缺失,易于从肿瘤上脱落。许多癌细胞具有变形运动能力,容易在组织间转移。 导学 无限 增殖 无限增殖 粘连蛋白 ③其他特点 核形态不一,并可出现巨核、双核或多核现象 ,蛋白质合成及分解代谢都增强,但合成代谢超过分解代谢 功能障碍,即使在氧供应充分的条件下也主要依靠 途径获取能量 体外培养时 接触抑制现象 代谢旺盛 线粒体 糖酵解 无 2.癌变的原因 (1)内因: 基因和 基因发生改变。 ①原癌基因:细胞内与细胞增殖相关的基因,是维持 所必需的。 ②抑癌基因:其产物能够 细胞增殖, 细胞分化和 细胞迁移等。 原癌 抑癌 正常细胞周期 抑制 促进 抑制 (2)外因: (致癌因子) 因子:如紫外线、电离辐射等 因子:如吸烟时烟雾中的物质、亚硝酸盐等 因子:如某些病毒、细菌、霉菌等 物理 化学 生物 $$