内容正文:
第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
细胞增殖
目录
生物体的生长主要是细胞增殖的结果
PART 1
细胞增殖和有丝分裂
PART2
减数分裂和无丝分裂
PART3
【知识回顾】动物细胞有丝分裂的过程
细胞增殖
间期:构成中心体的一对中心粒在间期倍增,成为两组
末期:分裂末期不形成细胞板,而是细胞膜从细胞中部向内凹陷,将细胞缢裂成两部分
前期:中心粒发出星射线形成纺锤体
细胞增殖
学习目标
1.构建染色体数、核DNA数目变化的数学模型
2.制作和观察植物根尖细胞有丝分裂简易装片
3.了解减数分裂和无丝分裂
细胞增殖和有丝分裂
PART 2
细胞增殖和有丝分裂
1.染色体、染色单体及核DNA分子的变化规律
间期
前期
中期
后期
末期
染色体数
染色单体数
DNA数
4
4
4
8
4
0→8
8
8
0
0
4→8
8
8
8
4
染色体数
染色单体数
DNA数
2n
0→4n
2n→4n
2n
2n
4n
2n
4n
4n
0
0
4n
4n
4n
2n
细胞增殖和有丝分裂
(1)核DNA数量变化曲线
G1
S
G2
间期
4n
2n
前期
中期
后期
末期
0
间期DNA复制
末期结束,细胞一分为二
间期 前期 中期 后期 末期
染色体数目
核DNA数目
染色单体数目
4n
2n
2n
2n
2n→4n
4n→2n
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
0→4n
4n→0
4n
0
细胞增殖和有丝分裂
(2)染色体数量变化曲线
间期
4n
2n
前期
中期
后期
末期
0
后期着丝粒分裂
末期结束,细胞一分为二
间期 前期 中期 后期 末期
染色体数目
核DNA数目
染色单体数目
4n
2n
2n
2n
2n→4n
4n→2n
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
0→4n
4n→0
4n
0
细胞增殖和有丝分裂
(3)染色单体数量变化曲线
前期
中期
间期
4n
2n
后期
末期
0
间期染色体复制形成 染色单体,一条染色体 上有两条染色单体
后期着丝粒分裂,染色单体消失
间期 前期 中期 后期 末期
染色体数目
核DNA数目
染色单体数目
4n
2n
2n
2n
2n→4n
4n→2n
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
0→4n
4n→0
4n
0
细胞增殖和有丝分裂
柱状图
2N
4N
时期
间期
前期
中期
后期
末期
染色体
染色单体
核DNA
数目
细胞增殖和有丝分裂
2.细胞分裂时期的判断
核DNA
染色单体
染色体
G2期、前期和中期
后期、末期(细胞分裂前)
或
末期(结束时)以及G1期
细胞增殖和有丝分裂
(1)根据染色单体变化判断各时期
染色单体
有
无
G2期、前期、中期(甲图)
后期、末期(乙图)、G1期(丙图)
核DNA
染色单体
染色体
细胞增殖和有丝分裂
(2)根据比例关系判断各时期
核DNA
染色单体
染色体
核DNA
染色体
染色单体
4n:2n:4n
4n:4n:0
G2期、前期、中期(甲图)
后期、末期(乙图)
2n:2n:0
G1期(丙图)
细胞增殖和有丝分裂
3.细胞周期中染色体数与核DNA数比值的变化曲线
(1)ef(BC)段
(2)fg(CD)段
(3)gh(DE)段
:表示有丝分裂后期着丝粒分裂,染色单体消失
:表示S期核DNA的复制,染色单体形成
:表示含有姐妹染色单体的时期,即G2期、有丝分裂前期和中期
走进实验室:观察植物根尖细胞有丝分裂
【实验目的】
(1)观察植物细胞的有丝分裂过程,说出有丝分裂各时期的主要特征
(2)学会使用光学显微镜(特别是高倍镜)、制作临时玻片标本的方法
【实验原理】
(1)幼根根尖的分生区生长旺盛,细胞常处于分裂的不同时期,选择幼根根尖制作临时玻片标本,可观察到细胞有丝分裂中染色体变化的现象
(2)根尖材料经解离后,细胞相互分离,便于压片时将细胞分散开
(3)采用碱性染料对染色体或染色质进行染色,以便于观察
走进实验室:观察植物根尖细胞有丝分裂
【实验器材和试剂】
洋葱或大蒜根尖;光学显微镜、烧杯、试管、载玻片、盖玻片、培养皿、刀片、剪刀、镊子、滴管、滤纸片、吸水纸;清水、盐酸(质量分数 15%)、酒精(体积分数 95%)、苯酚品红溶液等
解离液:由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按体积比1∶1配制而成
苯酚品红溶液 :使染色体着色
漂洗液:清水,洗去组织中的解离液
走进实验室:观察植物根尖细胞有丝分裂
【实验步骤】
1.根尖的培养:取洋葱 (或大蒜),使其底部接触到水,待根生长到 2~5 cm 长时就可以用于实验观察
【注意】取材时只剪取2~3 mm,而不能过长的原因是若剪得过长会包括伸长区,该部位不进行细胞分裂,增加了寻找观察细胞的难度
走进实验室:观察植物根尖细胞有丝分裂
2.制作玻片标本
(1)解离
上午 10 时至下午 2 时一般是洋葱或大蒜根尖细胞有丝分裂的活跃期,可在这段时间内剪取 3~5 mm 长的洋葱或大蒜根尖,放入盛有解离液的培养皿中,在室温下解离 3~5 min
【目的】用药液使组织中的细胞相互分离开来
走进实验室:观察植物根尖细胞有丝分裂
(2)漂洗
待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的培养皿中漂洗,时间约 10 min
(3)染色
把漂洗好的根尖放入盛有苯酚品红溶液的培养皿中,染色 3~5 min
【目的】洗去药液,防止过度解离
【目的】使染色体着色
走进实验室:观察植物根尖细胞有丝分裂
(4)压片
用镊子将这段根尖取出来,放在载玻片的水滴中央,再用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,再盖一张滤纸片后,再加一片载玻片。然后,用拇指轻轻地按压载玻片
【目的】使细胞分散开来,有利于观察
走进实验室:观察植物根尖细胞有丝分裂
3.观察
(1)低倍镜观察→找分生区组织(呈正方形,排列紧密)
(2)高倍镜观察→找各分裂区细胞
首先找出分裂中期的细胞
然后再找前期、后期、末期的细胞
注意观察各时期细胞内染色体形态和分布的特点
最后观察间期的细胞
中期
间期
后期
前期
末期
走进实验室:观察植物根尖细胞有丝分裂
走进实验室:观察植物根尖细胞有丝分裂
实验异常现象的原因分析
视野中的细胞重叠严重 ①解离液浓度不够大
②解离时间不够长
③制片时没有弄碎根尖和按压盖玻片
染色体几乎未染色 ①染色时间不够长
②没有把解离液漂洗干净
③染色剂浓度不够大
观察不到分裂期细胞 ①视野选择不合适
②取材部位不合适
减数分裂和无丝分裂
PART 3
减数分裂和无丝分裂
1.减数分裂
产生有性生殖细胞的分裂方式。与细胞有丝分裂不同的是,细胞减数分裂仅进行一次染色体复制,细胞连续分裂两次,产生的生殖细胞染色体数量减半。
减数分裂和无丝分裂
23对染色体
23条染色体
23条染色体
23对染色体
减数分裂产生的生殖细胞在结合后通过有丝分裂形成胚胎的示意图
减数分裂和无丝分裂
2.无丝分裂
(1)无丝分裂的细胞没有染色体和纺锤体等结构的出现
(2)过程
细胞核先延长,核从中部缢裂成两个子细胞核,接着整个细胞也从中部缢裂成两个子代细胞
减数分裂和无丝分裂
2.实例
高等动物体内,某些迅速增殖的组织,如口腔上皮细胞、伤口附近的细胞和体外培养的动物细胞
3.特点
在分裂过程中,细胞内没有染色体和纺锤体等结构的出现(但有DNA的复制)
课堂小结
细胞增殖
减数分裂
无丝分裂
有丝分裂
分裂间期
分裂期
前期
中期
后期
末期
细胞周期
DNA 复制和有关蛋白质的合成
染色体均分
完成
完成
课堂练习
1.如图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图,图3表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化,图4表示有丝分裂中不同时期染色体和核DNA数量的关系。下列有关叙述不正确的是( )
A.图1所示细胞中共有4条染色体,8个DNA分子;
图2所示细胞中无姐妹染色单体
B.处于图3中B→C段的是图1所示细胞,
完成图3中C→D段变化的细胞的分裂时期是后期
C.有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况
D.图4中a可对应图3中的B→C段,图4中c可对应图3中的A→B段
D
课堂练习
解析:A.图1表示的细胞处于有丝分裂中期,细胞中有4条染色体,8个DNA分子,图2细胞着丝粒分裂,染色单体数量为0,A正确;B.图3中BC段每条染色体上有2个DNA,对应于图1,图3中CD段变化的原因是着丝粒分裂,处于有丝分裂的后期,对应于图2,B正确;C.有丝分裂过程中染色体与核DNA的数量关系是1:2或1:1,不可能出现2:1的比例关系,C正确;D.图4中a表示染色体:核DNA=1:1,且染色体数目是体细胞的2倍,对应图3中的D点之后;图4中c表示染色体:核DNA=1:1,且染色体数目与体细胞相同,对应图3中的A点之前或D点之后,D错误。
课堂练习
2.下图中①表示某高等雄性动物肝脏里的一个正在分裂的细胞,图②表示该细胞分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化。下列叙述正确的是( )
A.图①所示分裂时期处于图②中的DE段,该时期每条染色体
的着丝粒排列在细胞板这一结构上
B.图①细胞中染色体数、染色单体数和核DNA数的比例是1:2:2
C.图②中的CD段与DNA分子复制有关,细胞核内出现染色体
D.图②中E→F的变化是纺锤丝的牵引使着丝粒发生分裂造成的
解析:A、图①细胞处于有丝分裂中期,每条染色体上有2个DNA分子,对应图②中的BC段;动物细胞无细胞板结构,中期染色体的着丝粒排列在赤道板上,A错误;B、图①细胞中染色体数为4,染色单体数为8,核DNA数为8,比例是1:2:2,B正确;C、图②中的BC段与DNA分子复制有关,DNA复制发生在间期,染色体出现在前期,C错误;D、图②中E→F的变化是着丝粒分裂,着丝粒分裂是自身的生理过程,不是纺锤丝牵引造成的,D错误。
B
课堂练习
3.下列关于有丝分裂和无丝分裂的叙述正确的是( )
A.无丝分裂过程中没有出现纺锤体,但有染色体的出现
B.无丝分裂和有丝分裂前都有DNA分子的复制
C.真核细胞只进行有丝分裂,原核细胞只进行无丝分裂
D.无丝分裂和有丝分裂过程中都有核膜与核仁的周期性消失和重建
解析:无丝分裂过程中没有纺锤体和染色体等结构的出现,这是与有丝分裂最典型的区别,A错误;无丝分裂和有丝分裂前都有DNA分子的复制,B正确;有丝分裂与无丝分裂都是真核细胞进行增殖的方式,C错误;无丝分裂过程中没有核膜与核仁的周期性消失和重建,D错误。
B
衔接高考
衔接高考
1.【2026年四川高考真题】在观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中,某同学观察到5个不同视野,每个视野中用箭头标示1个细胞,分别用①~⑤表示。下列叙述正确的是( )
A.制片需取2~3 cm的洋葱根尖,依次进行解离、染色和漂洗处理
B.在低倍镜下找到分生区细胞后,用手指推转物镜切换到高倍镜
C.将图中的细胞按照分裂顺序排序,依次是④→②→⑤→③→①
D.若将洋葱冷藏培养48∼72 h,视野中大多数细胞染色体数目加倍
C
衔接高考
解析:A、制片需取2~3 mm的洋葱根尖,且正确的操作流程为解离、漂洗、染色、制片,选项中取材长度和操作顺序均错误,A错误;B、低倍镜下找到分生区细胞后,应转动转换器切换高倍镜,不可直接推转物镜,避免损坏物镜镜头,B错误;C、结合有丝分裂各时期特征判断:④细胞具有完整细胞核,为分裂间期;②细胞染色体散乱分布,为分裂前期;⑤细胞染色体的着丝粒排列在赤道板上,为分裂中期;③细胞着丝粒分裂,染色体移向细胞两极,为分裂后期;①细胞染色体到达两极,细胞板形成,为分裂末期,因此分裂顺序为④→②→⑤→③→①,C正确;D、低温抑制纺锤体形成,仅会使少数正在分裂的细胞染色体数目加倍;细胞周期中间期时长占比远大于分裂期,视野中大多数细胞都处于间期,染色体数目不会加倍,D错误。
衔接高考
2.【2026年山东高考真题】关于“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”和“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”两个实验,下列说法正确的是( )
A.均需要设置对照实验
B.所用酒精的作用完全相同
C.都使用卡诺氏液固定细胞形态
D.均能观察到染色体数目加倍的细胞
D
衔接高考
解析:
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
A 该实验的主要目的是通过显微镜直接观察根尖分生区细胞中染色体的形态和分布,从而识别有丝分裂的各个时期,不需要设置对照实验 应设置常温培养的对照组,以确认低温诱导染色体数目加倍
B 该实验中体积分数为95%的酒精用于根尖解离(使用盐酸和酒精1:1的混合液) 该实验中体积分数为95%的酒精用于根尖解离和冲洗卡诺氏液(根尖在卡诺氏液中浸泡0.5~1h,需用体积分数为95%的酒精冲洗2次)
C 不需要使用卡诺氏液固定细胞形态 需要使用卡诺氏液固定细胞形态
D 有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,可观察到染色体数目加倍的细胞 低温可使细胞染色体数目加倍,能观察到染色体数目加倍的细胞
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