第14讲 细胞的增殖2——2026届高中生物学 一轮复习课件

第14讲 细胞的增殖 ——有丝分裂的过程 贺老师 大概念三 细胞通过分裂实现增殖 1 染色质 染色体 1、洋葱根尖分生区细胞分裂图：被染成深色的是什么物质？ 螺旋缠绕、缩短变粗 解开螺旋 染色体 染色质 染色体与染色质是同一物质在不同时期的不同存在形态 结构： 功能： 时期： DNA+蛋白质 组成 结构： 功能： 时期： 松散 易于复制和转录 分裂间期 高度螺旋化 易于平均分配DNA 分裂期 在分裂间期结束后，细胞就进入分裂期，开始进行细胞分裂。 2 一条染色体/质 着丝粒 一条染色体 两条姐妹染色单体 染色体复制 染色体数 染色单体数 DNA数 1 0 1 1 2 2 2 0 2 着丝粒分裂 染色体、染色单体和DNA的关系 染色体数 = 没有染色单体 着丝粒数 姐妹染色单体是特指通过同一着丝粒连接的单体 在研究数量时，染色体=染色质 染色单体 姐妹染色单体 范围 广义，包含所有复制后的单体 特指，仅限通过同一着丝粒连接的单体 3 a e d c b 思考：给下图中进行有丝分裂的细胞按时期进行排序，并说出排序依据 前期 中期 后期 末期 有丝分裂是一个连续的过程，人们根据 的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。 分裂间期 染色体 分裂间期不属于有丝分裂期！ 4 间期(G1) 间期(G2) 特点： 分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，出现姐妹染色单体， 同时细胞有适度的生长。 分裂间期结束，开始进行有丝分裂。 染色体______条 核DNA ______个 染色单体______条 染色体______条 核DNA ____个 染色单体 ____条 4 4 0 4 8 8 S期进行DNA的复制 分裂间期 口诀： 复制合成姐妹生 分裂间期不属于有丝分裂期！ 分裂间期DNA数目加倍，染色体数目加倍（ ） × 关键：染色体形态、位置、数目变化 真核生物：细胞分裂（有丝分裂、减数分裂）通常包含间期，间期是DNA复制和物质准备的关键阶段。 原核生物：二分裂过程无典型间期，DNA复制与分裂连续进行。 5 高等植物细胞有丝分裂的过程 （1）前期： 间期（G2） 前期 染色体______条 核DNA ______个 染色单体______条 染色体____条 核DNA ____个 染色单体 ____条 4 8 8 4 8 8 膜仁消失现两体 纺锤丝 特征： 核仁逐渐解体，核膜逐渐消失。 间期的染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。染色体散乱分布。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，其由一个共同的着丝粒连接着 从 发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体。 细胞的两极 6 高等植物细胞有丝分裂的过程 前期 （2）中期: 特征： ①染色体的螺旋化程度最高，形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察。 ②纺锤丝与着丝粒两侧（动粒）相连，牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道板上。 染色体______条 核DNA ______个 染色单体______条 染色体____条 核DNA ____个 染色单体 ___ 条 4 8 8 4 8 8 形定数清赤道齐 中期 在光学显微镜下能否看到赤道板？ 赤道板是假的，表示细胞的某个位置，而不是某个结构。在光学显微镜下看不到。 7 特征： ①每个染色体的着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，染色体数目加倍； ②纺锤丝牵引着分开的染色体向细胞的两极移动。 染色体______条 核DNA ______个 染色单体______条 染色体______条 核DNA ______ 个 染色单体 __ 条 4 8 8 8 8 0 粒裂数增均两极 中期 后期 高等植物细胞有丝分裂的过程 （3）后期： 8 高等植物细胞有丝分裂的过程 特征： ①两套染色体到达细胞的两极后，解螺旋逐渐变成染色质丝。 ②纺锤丝逐渐消失； ③出现了新的核膜和核仁，形成两个新的细胞核。 ④在赤道板的位置出现了细胞板，细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁 染色体______条 核DNA ______个 染色单体______条 染色体____条 核DNA ____个 染色单体 ___ 条 8 8 0 8 8 0 两消两现重开始 后期 (与高尔基体有关) 细胞板是一种真实结构，将来形成细胞壁，在光学显微镜下能看到。 末期 （4）末期： 在光学显微镜下能看到细胞板（ ） √ 细 胞 板 9 子细胞： 染色体______条 核DNA ______个 染色单体______条 染色体____条 核DNA ____个 染色单体 ___ 条 8 8 0 4 4 0 末期 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。 核膜 核仁 染色质 细 胞 板 子细胞 高等植物细胞有丝分裂的过程 10 植物细胞 动物细胞 相同 不同 后期 中期 前期 间期 末期 ①分裂过程基本相同 无中心体复制 有中心体复制（低等植物也有） ②染色体变化规律相同 后期 中期 前期 间期 末期 动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的比较 间期 前期 （形成纺锤体的方式） 由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 在赤道板处出现细胞板，扩展形成细胞壁，把一个细胞一分为二。 由两组中心粒发出 星射线形成纺锤体 细胞膜内陷，将细胞缢裂成两个子细胞。 末期 （细胞一分为二的方式） 11 细胞器名称 所在细胞类型 作用时期 生理作用 分配 核糖体 中心体 高尔基体 线粒体 动植物细胞 整个时期， 但主要是间期 与相关蛋白质的合成有关 动物、某些低等植物细胞 前期 发出星射线，形成纺锤体 植物细胞 动植物细胞 末期 整个细胞周期 与细胞壁的形成有关 提供能量 中心体：复制发生在 ，移向细胞两极发生在 。 与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 间期 前期 随机 随机 随机 平均 为什么核糖体在分裂期不如间期活跃？分裂期染色体中的DNA高度螺旋化，难以解旋，无法正常转录 12 复制 子代细胞 亲代细胞 有丝分裂 特别提示：亲代细胞核DNA平均分配，质DNA（线粒体、叶绿体）随机分配 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。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了 。 有丝分裂的意义 遗传的稳定性 染色体 平均分配 有丝分裂产生的两个子细胞中遗传物质完全相同（ ） × 注意：细胞分裂实在机体精确调控之下进行的，人的一生中，体细胞一般能够分裂50-60次。癌细胞由于遗传物质变化，变成不受机体控制的、连续分裂的恶性增殖细胞。 13 高等植物细胞有丝分裂的过程 (必修1 P112图6-2拓展)有丝分裂后期着丝粒的分裂是不是纺锤丝牵引的结果？如何设计实验验证你的结论？ 着丝粒分裂： 纺锤丝的作用： 1、取材： 2、控制自变量： 3、培养： 4、检测因变量： 取生长状况相似的根尖分生区细胞等分为甲、乙两组； 甲组培养液中加入适量秋水仙素；乙组用等量培养液培养； 在相同且适宜的环境下培养一段时间； 检测两组细胞中染色体的数量。 预期实验结果： 甲组细胞中染色体数是乙组的两倍， 说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果 抑制纺锤丝的形成： 秋水仙素 秋水仙素 着丝粒分裂后染色体移动的动力来源 酶的作用 纺锤丝的拉力并非着丝粒分裂的直接原因，而是分离后染色体移动的动力来源。 用秋水仙素处理分裂中的细胞，秋水仙素抑制纺锤体形成，在没有纺锤丝牵引的情况下，染色体的着丝粒照样可以分裂，使得染色体复制后仍存在于同一细胞中，从而使细胞中，这说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果。 纺锤丝的拉力并非着丝粒分裂的直接原因，而是分离后染色体移动的动力来源。 14 间期 0 4N 2N 前期 中期 后期 末期 1.染色体数目的变化规律 后期着丝粒分裂 末期结束，细胞一分为二 假定某生物的一个体细胞中的染色体数和DNA的含量为2N，请推演出各时期染色体、染色单体、DNA的数量变化。 2N→4N→2N 间期 0 4N 2N 前期 中期 后期 末期 2.DNA数目的变化规律 2N→4N→2N 间期DNA复制 末期结束，细胞一分为二 细胞周期中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析 间期 0 4N 2N 前期 中期 后期 末期 3.染色单体数目的变化规律 0→4N→0 间期DNA复制 后期着丝粒分裂 只要存在染色单体，则染色单体数= DNA数 细胞周期中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析 间期 0 2 1 前期 中期 后期 末期 DNA/染色体 4.每条染色体上DNA数量的变化规律 间期DNA复制，DNA 数目加倍，染色体数目不变 后期着丝粒分裂 细胞周期中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析 动物受精卵及早期胚胎 植物茎尖 植物根尖 ①分裂能力旺盛的部位，如根尖、芽尖。 ②分裂期占分裂周期比例大。 ③染色体数目较少，便于观察。 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 （1）实验材料选取： 【问题1】可以用哪些材料观察细胞的有丝分裂过程？ 19 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 （1）实验材料选取： 伸长区：有少量细胞分裂 分生区： 细胞呈正方形，有大量细胞分裂 无液泡和叶绿体 成熟区：没有细胞分裂 根 冠：保护(死细胞) 切取洋葱根尖2~3mm √ 20 ①在高等植物体内，有丝分裂常见于___________等分生区细胞，适宜条件下有丝分裂旺盛，易观察到处于______________的细胞。 ②有丝分裂的不同时期，细胞中 的状态、行为不同。 ③细胞核内的染色体(质)易被碱性染料 染成深色。 根尖、芽尖 不同分裂时期 甲紫溶液 染色体 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 p116 （2）实验原理： 或醋酸洋红染液 21 —— 解离液：质量分数为15%的盐酸+体积分数为95%的 ，以1∶1的比例混合 目的：使组织中的细胞 . 时间：3～5 min程度： . 解离 —— 漂洗液：清水；时间：约10 min 目的：洗去药液，防止 . 酒精 相互分离开来 根尖软化 解离过度 漂洗 漂洗是为洗去多余的盐酸，因此要保证足够的时间； 不漂洗也会影响染色。 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 （3）实验步骤： 逻辑思路：把细胞分散开来，得到单层细胞 22 制片 —— 染色液：0.01 g/mL或0.02 g/mL的 溶液(或醋酸洋红液) 时间：3～5 min 目的：使 着色 染色 甲紫 染色体 ①载玻片中央滴一滴清水 ②镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片 ③并用手指轻轻按压。 使细胞分散开，便于观察。 方法： 目的： 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 （3）实验步骤： 23 实验结果 间期 后期 末期 中期 前期 结果分析 1、什么时期的细胞数量最多？为什么？ 间期细胞最多，因为在一个细胞周期中，间期所占时间最长 2、能观察到某个细胞的连续变化么？为什么？ 不能。细胞已经在解离时被杀死 注意：观察到的不同时期细胞数目的多少，可反映出各时期经历时间的长度。 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 （3）实验步骤： 分生区：细胞呈正方形，排列紧密 24 解离时间 太短 过长 漂洗时间 适宜 洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色 染色时间 太短 过长 压片力度 过轻 过重 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散 导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色 染色体或染色质不能完全着色 使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体 细胞未分散开 压坏装片，将组织压烂 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 （4）实验成功的关键及注意事项： 25 1.洋葱的“一材多用： 实验名称 取材原因 鳞片叶 管状叶 根 总结归纳 植物细胞的吸水与失水 外表皮细胞含紫色大液泡 使用高倍显微镜观察几种细胞 细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核 绿叶中色素的提取和分离 色素含量多 观察叶绿体和细胞质的流动 观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体运动作为标志 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察 低温诱导植物染色体数目的变化 材料易得,且低温(4℃)下根尖也能分裂生长,诱导染色体变异率较高 26 2.酒精在生物学教材实验中的“同材异用” 酒精浓度 用途 50% 70% 95% 无水乙醇 总结归纳 在脂肪检测中用于洗浮色 消毒；在土壤小动物类群丰富度调查实验中用于杀死并保存小动物 与质量分数为15%的盐酸混合用于有丝分裂实验中的解离 低温诱导染色体加倍实验中的冲洗卡诺氏液 必2p89 用于光合色素的提取 27 1.（2022·北京·高考真题）实验操作顺序直接影响实验结果。表中实验操作顺序有误的是（　　） C 选项 高中生物学实验内容 操作步骤 A 检测生物组织中的蛋白质 向待测样液中先加双缩脲试剂A液，再加B液 B 观察细胞质流动 先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞，再换高倍镜观察 C 探究温度对酶活性的影响 室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混匀后，在设定温度下保温 D 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 将解离后的根尖用清水漂洗后，再用甲紫溶液染色 真题演练 A、在鉴定蛋白质时要先加2ml双缩脲试剂A液，再向试管中加入3-4滴双缩脲试剂B，A正确； B、在观察细胞质流动的实验中应该先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞，然后再换用高倍镜观察，B正确； C、探究温度对酶活性的影响时，应将淀粉溶液与淀粉酶溶液分别在设定温度下保温一段时间，待淀粉溶液与淀粉酶溶液都达到设定温度后再混合，C错误； D、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂时，将解离后的根尖用清水漂洗除去解离液后，再用碱性染料甲紫溶液染色，D正确。 28 2.（2020·北京·高考真题）为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响，用聚乙二醇溶液模拟干旱条件，处理白刺花的根尖，制片（压片法）后用显微镜观察染色体变异（畸变）的情况，细胞图像如图。相关叙述正确的是（    ） A．制片需经龙胆紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤 B．直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体 C．染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期 D．观察结果表明该细胞染色体发生了变异（畸变） D 真题演练 A、观察根尖细胞有丝分裂图像的实验中，需经过解离（盐酸+酒精1∶1混合液）→漂洗→染色（龙胆紫）→制片等步骤，A错误； B、应先在低倍物镜下找到分生区细胞并移至视野中央，再换高倍物镜仔细观察； C、由图示染色体的形态和位置，表明该细胞正处于有丝分裂的后期，C错误； 29 30 2N 2N 4N→2N 4N 4N 4N→2N 2N 2N 4N 0 4N 2N→4N 4N 4N 4N →0 0 4N 分裂间期 染色体 DNA分子 分裂前期 分裂中期 分裂末期 染色单体 分裂后期 染色体行为变化 假定某生物的一个体细胞中的染色体数和DNA的含量为2N 31 【问题2】如何选取到根尖分生区细胞？ 分生区细胞的特点： ①根尖只有该区域有丝分裂旺盛 ②细胞呈正方形，排列紧密 ③无液泡和叶绿体 ①解离要充分； ②制片时用镊子把根尖弄碎； ③压片使细胞尽量单层铺展。 伸长区 分生区 成熟区 根冠(死细胞) 【问题3】如何将细胞分散开以便在显微镜下观察？ 32 【问题4】如何判断细胞所处分裂时期？ ①染色体容易被碱性染料（如甲紫或醋酸洋红液）着色 ②可通过高倍显微镜下观察染色体的状态，来判断细胞所处分裂时期 【问题5】如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？ ①各个细胞的分裂是独立进行的， 因此可以在同一分生组织中看到处于不同分裂时期的细胞 ②通过统计各个视野中不同分裂期细胞数所占比例，来计算各个时期的时间长短 【问题6】如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？ 不能；解离过程中细胞已经死亡； 33 $$