内容正文:
细胞通过分裂增殖
第四章 细胞的生命历程
目 录
01
细胞的分裂经历细胞周期
02
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
03
有丝分裂可保证细胞亲子代间遗传物质的稳定性
04
癌细胞可以无限制地分裂
【核心素养】
1.生命观念:领悟细胞不能无限长大的原因,说明细胞发生癌变的原因,关爱生命的重要价值
2.科学探究:掌握相关实验的探究目的、原理、方法和操作步骤
3.科学思维:归纳与概括细胞周期的概念,明确不同生物细胞周期存在差异。对比分析有丝分裂各时期的特点,掌握有丝分裂过程。构建染色体和DNA数量变化模型
4.社会责任:了解健康的生活方式与癌症防治的关系
【学习目标】
1.清晰阐述细胞周期的概念、阶段划分及各阶段特点,理解细胞分裂的有序性
2.准确描述染色体在有丝分裂过程中的形态、行为变化,掌握有丝分裂各时期的特征
3.理解有丝分裂保证细胞亲子代间遗传物质稳定性的机制
知识回顾
细胞周期
分裂期(简称M期)
分裂间期
(分裂的准备阶段)
前期
中期
后期
末期
间隙期(G1期)
合成期(S期)
间隙期(G2期)
(时间占90~95%)
(时间占5~10%)
02
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
1.分裂间期
有丝分裂的准备阶段。细胞内发生着活跃的代谢变化,最重要的变化是发生在 S 期的 DNA 复制。
主要是合成 DNA 复制所需的蛋白质,以及核糖体的增生
G1期
DNA 复制
S期
合成 M 期(分裂期)所必需的一些蛋白质
G2期
【注意】间期细胞核中的染色质呈丝状(染色质)
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
2.分裂期(M期)
有丝分裂是真核细胞最常见的细胞分裂方式。植物细胞和动物细胞的有丝分裂过程基本相同。为了便于描述,常将有丝分裂的 M 期分为 4 个时期,即前期、中期、后期和末期。
洋葱根尖的细胞有丝分裂照片(250×)
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
(1)前期
染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体
核仁逐渐解体,核膜逐渐消失
从细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体
纺锤体
染色体
着丝粒
【记忆口诀】膜仁消失现两体
【注意】姐妹染色单体在前期可见,形成于分裂间期
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
染色质和染色体
染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态
染色质
解螺旋
高度螺旋化
分裂间期
分裂期
染色体
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
(2)中期
每条染色体的着丝粒排列在垂直于纺锤体中轴的赤道板上
【注意】赤道板:假想的平面,实际上并不存在
【记忆口诀】形定数晰赤道齐
观察染色体最好的时期是中期
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
(3)后期
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍
染色体分别移向细胞两极
与纺锤丝的牵引无关
在纺锤丝的牵引下,呈对八字状移向细胞两极
【记忆技巧】粒裂丝牵移两极
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
(4)末期
染色体解螺旋形成染色质丝
纺锤体逐渐消失
出现新的核膜、核仁,形成两个新的细胞核
在赤道板的位置出现细胞板,逐渐扩展,形成新的细胞壁
细胞板
与高尔基体有关
【记忆技巧】两现两消建新壁
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
胞质分裂一般在末期开始,最终形成新的细胞壁 。开始形成细胞壁时,先在两个新细胞间出现许多由高尔基体分泌的囊泡,这些囊泡聚集成一个细胞板,由细胞板发展成为新的细胞壁,进而产生两个新细胞。
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
动物细胞和植物细胞的有丝分裂过程基本相同
分裂间期
前期
中期
后期
末期
分裂间期
前期
中期
后期
末期
植物细胞有丝分裂过程示意图
动物细胞有丝分裂过程示意图
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
相同点 分裂过程基本相同
染色体变化规律相同
分裂间期完成染色体复制
分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中去
不同点 前期 由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体 由中心体发出的纺锤丝,形成纺锤体
末期 细胞赤道面位置出现细胞板,扩展形成细胞壁细胞一分为二 不形成细胞板,而是细胞在两极之间的“赤道面”上向内凹陷,形成环沟。环沟渐渐加深,最后缢裂为两个子细胞
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
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
有染色单体
1条染色体
2个DNA分子
有染色单体
2条染色体
2个DNA分子
无染色单体
呈染色质形态
呈染色体形态
复制
螺旋化
着丝粒分裂
染色体数目加倍
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
(1)染色体数=着丝粒数,即根据着丝粒数计算染色体数
(2)当有染色单体存在时,染色体数:染色单体数:核DNA分子数=1:2:2
(3)当无染色单体存在时,染色体数:核DNA分子数=1:1
复制
螺旋化
着丝粒分裂
染色体数目加倍
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
间期 前期 中期 后期 末期
染色体形态
染色体数目
DNA数目
染色单体数目
2N 2N 2N 4N 2N
2N→4N 4N 4N 4N 2N
0→4N 4N 4N 0 0
【思考】根据所学知识完成以下表格
染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
0
4N
2N
染色体
染色单体
DNA
间期
前期
中期
后期
末期
03
有丝分裂可保证细胞亲子代间遗传物质的稳定性
有丝分裂可保证细胞亲子代间遗传物质的稳定性
1.维持个体的正常生长和发育
2.保证物种的连续性和稳定性
3.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
在分裂间期,染色体复制(主要是 DNA 复制)一次,在有丝分裂中,细胞分裂一次,分裂结果是染色体平均分配到两个子代细胞中,这保证了子代细胞与亲代细胞中遗传信息的一致性。
04
癌细胞可以无限制地分裂
癌细胞可以无限制地分裂
1.癌细胞
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。
【例】
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。
海拉细胞
癌细胞可以无限制地分裂
2.癌细胞的特点
(1)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,能持续地分裂与增殖,其分裂次数是无限的
(2)体内转移
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
(3)形态结构改变
核形态不一,并可出现巨核、双核或多核现象
癌细胞可以无限制地分裂
(4)代谢旺盛
蛋白质合成及分解代谢都增强,但合成代谢超过分解代谢
(5)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
(6)失去接触抑制
正常细胞在体外培养时表现为贴壁生长和会合成单层后停止生长的特点,即接触抑制现象,而癌细胞即使堆积成群,仍然可以生长
癌细胞可以无限制地分裂
3.癌变
4.细胞癌变的原因
(1)内因
原癌基因
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
抑癌基因(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
正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程称为癌变
原癌基因和抑癌基因发生改变
癌细胞可以无限制地分裂
(2)外因
物理因子
【例】紫外线、电离辐射等
化学因子
【例】吸烟时烟雾中的物质、亚硝酸盐等
生物因子
【例】某些病毒、细菌、霉菌等
致癌因子
课堂小结
染色体、染色单体及核DNA分子的数量关系
细胞分裂
细胞癌变
过程(动、植物)
特点
意义
有丝分裂
前期
末期
后期
中期
癌变的原因
癌细胞的特点
课堂练习
1.如图是动物细胞和植物细胞的有丝分裂图,据图分析正确的是( )
A.甲为分裂间期、乙为分裂末期,⑤聚集成为细胞板
B.①由微管组成,在前期较晚时形成纺锤体作用于②
C.甲产生的子细胞为生殖细胞
D.③④均为细胞膜,两种细胞的胞质分裂方式相同
解析:甲为分裂前期、乙为分裂末期,⑤聚集成为细胞板,细胞板发展成为新的细胞壁,A错误;①为中心体,由微管组成,在前期较晚时形成由丝状纤维组成的纺锤体作用于②着丝粒,B正确;甲细胞进行有丝分裂,产生的子细胞为体细胞,C错误;③为细胞膜,④为细胞壁,两种细胞的胞质分裂方式不同,D错误。
B
2.已知图甲为某生物的细胞有丝分裂部分时期的示意图;图乙表示该生物的细胞分裂过程中,不同时期细胞内核DNA分子、染色体、染色单体的数量关系 下列说法错误的是( )
A.因为图甲细胞有中心体无细胞壁,所以该生物是动物
B.图乙中a、b、c分别代表染色体、染色单体、核DNA分子
C.图甲中I细胞处于有丝分裂后期,可对应图乙中的②时期
D.图甲中Ⅱ细胞所处时期可对应图乙中的①时期,该细胞此时有8条染色体
D
解析:A(√)中心体分布于低等植物和动物细胞中,因为图甲细胞无细胞壁,所以该生物是动物。B(√)有丝分裂过程中,染色单体经染色体复制而出现,经着丝粒分裂而消失,数量变为0,由此判断b代表染色单体。核DNA分子经间期复制后数量加倍(相对数量为2),直至末期结束数量减半,染色体数量在前期和中期并不加倍(相对数量为1),而是在后期因着丝粒分裂而数量加倍(相对数量为2),由此判断a、c分别代表染色体和核DNA分子。C(√)图甲中I细胞的着丝粒分裂,处于有丝分裂后期,Ⅱ细胞的着丝粒整齐排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;图乙中①时期的染色体数:染色单体数:核DNA分子数=1:2:2,则①时期可能为有丝分裂前、中期,②时期不含染色单体,且染色体数:核DNA分子数=2:2,则②时期可能为有丝分裂后、末期,因此I细胞所处时期可对应图乙中的②时期,Ⅱ细胞所处时期可对应图乙中的①时期。D(×)Ⅱ细胞有4个着丝粒,所以Ⅱ细胞此时有4条染色体。
3.下列关于细胞癌变及癌细胞的叙述,错误的是( )
A.癌细胞可出现巨核、双核或多核现象
B.癌细胞具有无限增殖的能力和细胞周期
C.致癌因子有很多,某些病毒可能会导致癌变
D.癌细胞在形态、结构、功能上,仍与正常细胞基本相同
解析:癌细胞的遗传物质发生改变,在形态、结构、功能上与正常细胞基本不同,D错误。
D
衔接高考
【2026年河南高考真题】M是细胞周期的关键调节因子,参与调控染色质凝集、纺锤体组装及核膜破裂。细胞周期中染色体和DNA的数量变化如图所示。M发挥上述作用的阶段是( )
A.Ⅰ
B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
解析:据看到就想到可知,M是有丝分裂前期的关键调节因子,该时期DNA数量已加倍为4n,染色体数量未发生变化,为2n,故选C。
C
感谢观看
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