资源简介

(共29张PPT)
第1课时 细胞周期和观察根尖细胞有丝分裂实验
第4章 细胞的生命历程
第1节 细胞通过分裂增殖
象与鼠相应器官或组织的细胞大小差异不大。
请问：生物体的长大，是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大
01
02
03
琼脂块中含有酚酞，与NaOH相遇，呈紫红色，可显示物质（NaOH）在琼脂块中的扩散深度。
用不同大小的琼脂块模拟不同大小的细胞
通过计算在相同时间内NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比可以反映物质扩散效率
活动原理
细胞体积越小，物质进出细胞就越容易吗？
含酚酞的琼脂块，塑料餐刀，塑料勺，培养皿，吸水纸，直尺，250mL的烧杯，0.1%的NaOH溶液等。
材料用具
探究问题
1. 用塑料餐刀将琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm的立方体。
2. 把3块立方体的琼脂块放在烧杯内，加入0.1%的NaOH溶液将琼脂块淹没。用塑料勺不停地翻动琼脂块3min。
3. 取出琼脂块，放在垫着吸水纸的培养皿中将溶液吸干。尽量不让液体与皮肤直接接触，建议戴上手套。用塑料餐刀把每一琼脂块切成两半。观察切面，记录观察结果，测量每一块琼脂块上NaOH扩散的深度。
方法步骤
1cm
3cm
2cm
0.3cm
0.3cm
0.3cm
结论：葡萄糖的表面积与体积之比随着整个“细胞”的体积的增大而减小；葡萄糖扩散的体积与整个“细胞”的体积之比随着整个“细胞”的增大而减小。
实验结果
边长(cm) 表面积(cm2) 体积 (cm3) 表面积/体积比值 NaOH扩散的深度/cm 扩散
效率
1
2
3
6
24
54
1
8
27
6
3
2
0.3
0.3
0.3
0.936
0.657
0.488
扩散效率=
NaOH扩散的体积
整个琼脂块的体积
方法步骤
细胞越大，其表面积与体积之比就越小，物质的运输效率越低。
细胞不能无限长大的原因有很多。细胞的大小影响物质运输的效率，可以作为一种解释。
物质在细胞中的扩散速率是一定的，但细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与环境之间物质交流的面积相对变小。即细胞体积越大，其物质运输的效率越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
实验结论
（1）什么证据可以说明在每一琼脂块内扩散的速率大致相等？
（2）以琼脂块大小为序由大到小排列，再以它们的表面积与体积之比为序由大到小排列，这两个序列有什么关系？
（3）计算边长为0.01 cm的细胞模型的表面积与体积之比，你能预测到什么？
相同时间内NaOH在每一个琼脂块内扩散的深度相同。
相同时间内NaOH在每一个琼脂块内扩散的深度相同。
相同时间内NaOH在每一个琼脂块内扩散的深度相同。
讨论
（4）大多数细胞和微生物边长不到0.01 cm。扩散作用与细胞大小之间的关系是什么？
（5）为什么大的生物体是由许多细胞而不是由比较大的细胞发展起来的？
（6）分析细胞大小的微小变化会对细胞活动产生很大影响的原因。
细胞越小，表面积与体积之比越大，物质扩散作用越快。
细胞表面积与体积的比值限制了细胞不能无限长大，细胞体积越小，物质运输效率越高。
细胞的大小会影响细胞的物质运输效率。
讨论
为什么细胞如此之小？是什么限制了细胞增长？
1.相对表面积即细胞表面积与体积之比限制了细胞无限增长
细胞与外界的物质交换效率限制了细胞不能无限长大，因此当细胞达到一定的大小后就会分裂或者停止生长。
2.核质之比限制了细胞无限增长
细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，是遗传物质的储存库。细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限，所控制的细胞大小与核的大小成比例。
真核细胞的分裂方式
有丝分裂
减数分裂
——真核生物体细胞增殖的主要方式
一种特殊的有丝分裂
与真核生物产生有性生殖细胞有关
连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。
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%）
细胞周期
连续分裂
暂停分裂
不再分裂
发育中的受精卵、早期胚胎细胞、干细胞、根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、皮肤生发层细胞、癌细胞等。
暂时不增殖，在适当的刺激下可重新进入细胞周期。如肝细胞、肾细胞、淋巴细胞等。
高度分化的细胞不再分裂，无细胞周期。如神经细胞 、肌纤维细胞等。
（有细胞周期）
不同细胞，细胞周期的时间长短各不相同。
哺乳动物细胞
M期为1h左右
G1期则从2~3h到几天
M期0.6h
S期2.7h
G1期1.3h
G2期2.9h
胡萝卜细胞
细胞分裂后产生的子细胞有三种去向:①持续分裂,始终处于细胞周期中，如部分造血干细胞；②暂不分裂，暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中，如肝脏细胞等；③永不分裂，永远脱离细胞周期，处于分化状态,直到细胞死亡，如神经细胞、红细胞等。
①细胞周期以分裂间期为起点，而不能以分裂期为起点。
②分裂间期的时间远远长于分裂期。
判断细胞周期的方法
并非所有的细胞都处于细胞周期中
间期：
分裂期：
细胞周期：
乙 甲
甲 乙
乙 甲
乙
细胞周期：b d
表示方法
（3）柱形图
（4）坐标图
表示方法
盐酸能够破坏细胞间的果胶，用盐酸处理植物的根尖，可以使根尖细胞彼此容易分开。用水洗去盐酸后，再用碱性染料染色，制成装片，就可以观察到细胞内部的某些结构，尤其是细胞中染色体形态的差异。
原理
（1）实验材料：
①选取具有持续分裂能力的组织细胞，如根尖分生区细胞。
②选择染色体数目较少的生物，便于染色体计数。
③选择分裂期占细胞周期时间比例大的细胞，易观察到分裂期细胞。
材料用具
（2）试剂的成分及作用：
（3）显微镜：注意观察时先使用低倍物镜，后使用高倍物镜。
项目 成分 作用
解离液 质量分数为 10%的盐酸 ①使细胞丧失活性，碱性染料容易进入细胞，将染色体（质）染成深色；
②破坏细胞间的果胶，使细胞分离开
漂洗液 清水 用于漂洗过多的盐酸，防止解离过度且便于染色
染色液 0.01 g/mL的龙胆紫溶液 （或醋酸洋红溶液） 使染色体着色，便于观察
材料用具
取洋葱（或大蒜），使其底部接触到水，待根生长到2~5cm长时就可以用于观察
步骤（1）根尖的培养
解离
2~3滴10%盐酸解离3~5min，用镊子轻轻夹一下根尖，感觉根尖变得酥软，此时细胞彼此分离。
目的：使组织细胞分离开（破坏细胞壁的果胶层）
漂洗
清水洗去盐酸，持续1min
目的：防止解离过度；防止盐酸与碱性染液发生作用，影响染色
步骤（2）制作临时装片
染色
一滴0.01g/ml龙胆紫溶液染色1~2min。
目的：使染色质（体）着色
吸水纸吸去多余染液，取根尖2—3mm（根尖分生区所在部位）。
取材
制片
将分生区根尖置于载玻片，滴加3~4滴清水。盖上盖玻片，用拇指垂直快速下压，将根尖压散成雾状。可用橡皮或笔端轻轻敲击盖玻片几下。
目的：使细胞分散开来
步骤（2）制作临时装片
低倍镜下寻找根尖分生区细胞（近正方形的细胞）
高倍镜观察染色体的形态和位置，辨别有丝分裂不同时期的细胞
分裂间期
分裂期
绝大多数细胞处于分裂间期
步骤（3）观察
视野中细胞
重叠严重
染色体几乎
未被染色
观察不到
分裂期细胞
实验异常现象分析
解离不充分，
没有压片
染色时间不够，
漂洗不充分
视野选择不合适，
取材位置、时间不合适
实验异常现象分析
（1）由于在根尖只有分生区的细胞能够进行有丝分裂，所以要寻找分生区。分生区的特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞处于分裂状态。
（2）不能用高倍镜直接找分生区，因为高倍镜所观察的视野范围很小，难以发现分生区。
（3）分生区细胞中，间期的细胞最多，因为在细胞周期中，间期所占时间最长。
（4）在显微镜下，不能观察到细胞能从中期到后期的变化过程，因为在解离时就已将细胞杀死，所观察的细胞都是停留在某一时期的死细胞。
（5）若观察洋葱根尖时不能看到染色体，其原因可能是：①没有找到分生区细胞；②没有找到处于分裂期的细胞；③染液过稀或染色时间过短等。
注意事项
THANKS

展开更多......

收起↑