内容正文:
4.1 细胞的增殖
细胞增殖和周期
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多细胞生物体体积的增大,既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。
2
一、细胞增殖的基础知识
【1】细胞增殖的概念
细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程,叫作细胞增殖。
包括____________和____________两个相连续的过程。
【2】细胞分裂的方式
①原核细胞
②真核细胞
二分裂
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
产生体细胞
→ 产生生殖细胞
【3】细胞增殖的意义
是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础
物质准备
细胞分裂
二.细胞周期
并非所有分裂的细胞都有细胞周期,减数分裂和无丝分裂以及高度分化的成熟细胞都没有细胞周期
连续分裂
下一次分裂完成
分裂期因染色体高度螺旋化,故不能进行DNA分子的复制和转录.(但可以翻译)
U消耗较多的是?
T消耗较多的是?
基因突变主要发生在?
G1、G2
S
S
1、抑制DNA的复制,细胞分裂将停留在间期;
2、间期DNA复制时是基因突变的主要时期。
注意
1.细胞周期4种常用表示方法
(1)以“时间长短”为衡量指标:图1中的a和c为分裂间期;其余的为分裂期。
1.细胞周期4种常用表示方法
(2)以“DNA含量”为衡量指标。
(3)以“mRNA含量”为衡量指标:G1、G2期均有蛋白质合成,G1期在前,G2期在后。
1.细胞周期4种常用表示方法
连续增殖(分生区细胞,如:根尖分生区细胞\茎形成层细胞\造血干细胞\皮肤生发层细胞\癌细胞等)
暂不增殖(肝细胞\肾细胞\记忆细胞\黄骨髓细胞等)
永不增殖(成熟的细胞,如:根冠的细胞\洋葱表皮细胞\人体各上皮细胞\角质层细胞\成熟的血细胞\神经细胞等)
细胞分裂产生的子细胞的三种去向:
注意几点:
1、哪些因素会影响细胞周期的长短?
有温度、pH、射线、生理和病理状况等( 影响酶的活性);
2、细胞周期是恒定不变的吗?
不是。如:癌变的细胞\受抗原刺激的淋巴细胞等,分裂速度__,细胞周期____;退出细胞分裂周期的细胞等。
加快
缩短
细胞的有丝分裂
2
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1.有丝分裂
以高等植物细胞为例
蛋白质
染色体
核仁
核膜
纺锤体
染色质
纺锤丝
,细胞板形成
D复蛋合单体现
两消三现出新壁
粒裂数增均两极
形定数清赤道齐
膜仁消失现两体
间期
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2.动植物细胞有丝分裂的主要区别
主要是前期和末期不同
纺锤丝
中心体
细
胞板
缢裂
(中心体在间期复制)
1、DNA含量加倍时期是 ,恢复时期是__;
2、染色体数加倍的时期是___,恢复时期是__;
3、染色单体数形成的时期是___,消失于___;
4、核膜、核仁消失的时期是___,重建于___;
间期
后期
间期
前期
末期
末期
后期
5、染色体、DNA复制都发生在_____;
7、观察染色体形态和数目的最佳时期为_____;
8、细胞板延伸形成细胞壁的时期是_____;
相接相关的细胞器是_____;
末期
高尔基体
中期
间期
末期
判断下列行为对应的时期:
(1)射线照射诱发基因突变
(2)用15N标记DNA分子证明半保留复制
(3)用药物抑制DNA复制,抑制癌细胞无限增殖
(4)用秋水仙素抑制纺锤体形成
间期(S期)
间期(S期)
间期(S期)
前期
3.与细胞周期有关的细胞器及其生理作用
细胞器名称 生物类型 作用时期 生理作用
核糖体 动物、植物 主要是分裂间期 合成相关_______
线粒体 动物、植物 整个细胞周期 提供能量
高尔基体 植物 ____期 与细胞壁(板)的形成有关
中心体 动物、低等植物 _____期 与纺锤体的形成有关
蛋白质
末
前
分裂过程中细胞器的分配:
①中心体复制后, 均等 分配到两个子细胞中去
②线粒体、叶绿体等细胞器 随机 、 不均匀 地分配到两个子细胞中去
4.细胞有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过_____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______的稳定性。
5.细胞的无丝分裂
复制
遗传
细胞核
纺锤丝
染色体
大部分原核生物进行二分裂,二分裂不是无丝分裂
有DNA分子的复制和分配
6.有丝分裂过程中细胞结构或物质的周期性变化
(1)归纳细胞有丝分裂中相关结构的变化规律:
细胞结构 变化规律
纺锤体 形成(前期)→消失(末期)
核膜、核仁 消失(前期)→重建(末期)
中心体 倍增(间期)→移向两极(前期)→平均分配(末期)
6.有丝分裂过程中细胞结构或物质的周期性变化
(2)染色体形态及行为变化:
间
前
中
后
末
染色质
染色体
着丝粒
(3)有丝分裂过程中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析
(4)有丝分裂中染色体数与核DNA数比值的变化曲线
图中EF(BC)段表示S期DNA的复制,染色单体形成,FG(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期,即有丝分裂G2期、前期和中期,GH(DE)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂,染色单体消失。
(5)根据柱状图判断细胞分裂时期(以二倍体生物为例)
教材隐性知识:源于必修1 P115“思维训练”:
(1)细胞越大,细胞的表面积与体积的比值 。
(2)从物质运输的效率看,细胞不能太大的原因是:
__________________________________________________________________________。
(3)细胞体积是不是越小越好?并说明原因。
越小
细胞越大,表面积与体积的比值越小,物质运输的效率就越低
提示: 不是,因为细胞中众多的必需物质和细胞器,都需要一定的容纳空间。
二.细胞不能无限长大
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(4)细胞不能无限长大的原因
①受______________的制约: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。
②受___________的制约:细胞核中的DNA是有限的,其能够控制的细胞质的范围有限。
相对表面积
核质比
实验:观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
3
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根 冠
分生区
伸长区
成熟区
1.实验原理
(1)高等植物根尖、芽尖等_____________能进行有丝分裂。
(2)在高倍显微镜下,可根据细胞内_________的存在状态判断该细胞处于有丝分裂的哪个时期。
(3)细胞核内的染色体容易被____________ (如甲紫溶液)着色。
分生区细胞
染色体
碱性染料
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2、实验步骤
步骤 操作 原理
1. 培养 实验课前3~4天,把洋葱放在装满清水的广口瓶上,洋葱底部接触瓶内水面,置于温暖处,常换水。待根长约5cm时,取健壮的根尖制片观察。
2. 剪根、解离 上午10时~下午2时,剪取根尖2~3mm,立即放入解离液,在室温下解离 解离液:质量为15%的__________与体积分数为95%的__________按__:__配成,使组织中的细胞相互分离开
3. 漂洗 待根尖酥软后,用镊子取出,在清水中漂洗 清水:洗去药液,防止_______过度和便于染色
酒精
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盐酸
解离
根尖分生区
分裂最旺盛
步骤 操作 原理
4. 染色
用0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液)染色 使_________染色
5. 制片
用镊子将染过色的根尖取出,置于载玻片上,加1滴清水,用镊子尖弄碎根尖,盖上盖玻片,用拇指轻压 使细胞分散开,有利于观察
6. 观察
先用低倍镜观察,找到分生区,移至视野中央,再换用高倍镜观察细胞分裂不同时期的图像
染色体
观察到的都是死细胞,不能看到动态变化
2、实验步骤
2.为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察?如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞?
提示 ①解离过程中细胞已经死亡,观察到的只是一个固定时期。②如果要找到各个分裂时期的细胞,要不断移动装片,在不同的视野中寻找。
实验结论:根据观察结果,用自己的语言描述植物细胞有丝分裂各时期的特点。
t=T ×
T:细胞周期
n
N
(N:取样的细胞总数)
(n:各时期的细胞数)
3.实验结论:
3.实验成功的关键及注意事项
实验材料的
选择 类型 选取_______占细胞周期比例相对较大的材料
部位 选取分裂旺盛的部位(如根尖、芽尖的分生区)
时间 必须在分裂旺盛的时间
操作注意事项 解离时间 太短 细胞间质未被完全溶解,压片时细胞不易分散
过长 导致细胞解离过度、根尖酥软,影响染色
漂洗时间 适宜 洗去多余的________,防止解离过度而影响染色
染色时间 太短 染色体或染色质不能完全着色
过长 使其他部分也被染成深色,无法分辨染色体
压片 过轻 细胞未分散开
过重 将组织压烂
显微镜观察 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞,不能看到动态变化
细胞数目 间期的细胞数目最多,原因是间期历时最长
分裂期
解离液
(1)根据染色单体变化判断各时期
染色单体
(2)根据比例关系判断各时期
核DNA∶染色体∶染色单体=
实验异常现象的原因分析
$$