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(共42张PPT)
细胞的增殖
问题探讨
推测象与鼠相应器官或组织的细胞大小是否也有很大差异？
象与鼠相应器官和组织的细胞在大小上无明显差异。
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？
事实上，不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要取决于细胞数量的多少。
细胞不能无限长大的原因
细胞表面积与体积比
现有3个大小不同的细胞模型，如下图所示，计算每个“细胞”的表面积与体积比值
2mm
2mm
2mm
4mm
4mm
4mm
8mm
8mm
8mm
细胞模型 小 中 大
表面积(mm2)
体积(mm3)
表面积/体积
24
8
96
64
384
512
1.5
3
0.75
细胞的表面积与体积之比随着细胞的增大而减小
细胞不能无限长大的原因
物质运输速率与细胞大小的关系
假设物质向内扩散深度为0.5mm，计算物质扩散体积与细胞体积的比值
2mm
2mm
2mm
4mm
4mm
4mm
8mm
8mm
8mm
细胞模型 小 中 大
细胞体积(mm3)
物质扩散的体积(mm3)
物质扩散的体积/细胞体积
8
7
64
37
512
169
0.578
0.875
0.330
物质运输速率随着细胞的增大而减小
细胞不能无限长大的原因
细胞体积增大，细胞的相对表面积减小，物质运输效率降低
表面积与体积的关系
细胞不能不限长大
细胞核与细胞质的比例关系
细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度
思考：既然细胞越小，物质运输的效率就越高，细胞体积是不是越小越好？
不是，细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能。
细胞增殖
细胞增殖：细胞通过分裂增加细胞数量的过程
大肠杆菌
单细胞生物
通过细胞增殖而繁衍，产生新个体
多细胞生物
细胞增殖是重要的生命活动，是生物生长、发育、繁殖、遗传的基础
①从受精卵开始，经过细胞增殖和分化逐渐发育为成体
②通过细胞增殖产生新的细胞来补充已衰老死亡的细胞
细胞周期
细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程，具有周期性。
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。
（1）前提
（2）起点
（3）终点
只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如：植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞、胚胎干细胞、神经干细胞等。
前提条件
从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。
时间
分裂间期和分裂期
两个阶段
细胞周期
细胞周期i
分裂间期
90%--95%
分裂期
5%--10%
完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度生长
真核生物细胞分裂的主要方式是有丝分裂
细胞周期：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
分裂间期
分裂期
细胞周期
A-B-A
A-B
B-A
B
A
①扇形图
②直线图
A B C D E
A C、 C E
A B、 C D
B C、 D E
细胞周期表示方法
细胞周期
DNA复制和相关蛋白质的合成
时期 特点
G1期 （DNA合成前期）
S期 （DNA合成期）
G2期 （DNA合成后期）
分裂间期
RNA、相关蛋白质（DNA聚合酶等）的合成
DNA的复制
DNA的合成已经终止，但是还有RNA和蛋白质的合成（主要用于形成纺锤丝/星射线
细胞进入分裂期后，在分裂间期复制成的DNA如何平均分配到两个子细胞？
真核细胞主要是通过有丝分裂来完成的。
有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它们分为四个时期：
细胞周期
前期、中期、后期、末期
分裂期
有丝分裂
细胞核发生了哪些变化？
染色质的形态、位置发生了哪些变化？
染色体如何移向两极？
子细胞是如何形成的？
分裂期
有丝分裂
染色体、染色单体的关系
复制
缩短、变粗
螺旋化
着丝粒
分裂
姐妹染色单体
染色体的数目根据着丝粒的数目来确定，有几个着丝粒就有几条染色体
着丝粒
染色体
染色单体
1
1
0
1
1
2
1
2
1
2
2
0
有丝分裂
高等植物细胞的有丝分裂——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；
从细胞两极发出的纺锤丝，形成纺锤体。
膜仁消失现两体
纺锤丝
染色体
（含两条姐妹染色单体）
着丝粒
有丝分裂
高等植物细胞的有丝分裂——中期
染色体
每条染色体的着丝粒两侧，都有纺锤丝附着在上面；
纺锤丝牵引每条染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道板上；
染色体的形态比较稳定，数目比较清晰。
观察染色体和计算染色体数目最好的时期是 。
中期
不是真实结构
形定数晰赤道齐
有丝分裂
高等植物细胞的有丝分裂——后期
子染色体
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体；
子染色体在纺锤丝牵引下移向细胞两极。
粒裂数增均两极
细胞内染色体数目加倍
细胞的两极各有一套形态和数目完全相同的染色体
有丝分裂
高等植物细胞的有丝分裂——末期
染色体变成染色质，纺锤丝逐渐消失；
核膜和核仁出现，形成两个新的细胞核；
在赤道板的位置出现一个细胞板，并逐渐扩展形成新的细胞壁。
核膜
细胞板
两消两现建新壁
真实结构
有丝分裂
高等植物细胞的有丝分裂
子细胞
一个细胞分裂成两个子细胞，每个子细胞的染色体数目与亲代细胞相等；
分裂后形成的子细胞若继续分裂，进入下一个细胞周期的分裂间期。
形成两个子细胞
有丝分裂
高等植物细胞的有丝分裂
细胞分裂时期的识别方法
间期
前期
中期
后期
末期
行为特点
DNA复制
染色体散乱分布
着丝点排列在赤道板上
着丝点分裂，染色体数目加倍
染色体均分到细胞两极
有丝分裂
高等植物细胞的有丝分裂
练习：说出下列细胞处于的细胞分裂时期
前期
末期
间期
中期
后期
移向两极的染色体形态不能画反，上下对应的两条染色体的大小、形态、颜色完全相同。
有丝分裂
动物细胞的有丝分裂
动物细胞与植物细胞有丝分裂有什么区别？
有丝分裂
动物细胞的有丝分裂
时期 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
间期
前期
末期
无中心粒的复制
有中心粒的复制
细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体
中心粒移到细胞两极，并发出星射线构成纺锤体
细胞板扩展为细胞壁，分割细胞
细胞膜由中部向内凹陷，缢裂细胞
有丝分裂
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 ，因而在细胞的_____和_____间保持了 。
遗传物质DNA
亲代
子代
遗传的稳定性
有丝分裂的意义
有丝分裂
癌细胞的分裂
体细胞一般能够分裂50-60次，但是有的细胞受到_________的作用，细胞中________发生变化，就变成了_____________的、_____________的_________细胞，即癌细胞。
致癌因子
遗传物质
不受机体控制
连续进行分裂
恶性增殖
无丝分裂
无丝分裂过程没有出现纺锤丝和染色体的变化，但有DNA的复制
蛙的红细胞
整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个细胞
无丝分裂是真核细胞的分裂方式
过程
核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核
随堂检测
细胞有丝分裂过程中，DNA分子的复制、着丝粒的分裂、纺锤体的形成及消失依次发生在 ( )
A.间期、前期、中期、间期
B.前期、中期、后期、末期
C.间期、后期、前期、后期
D.间期、后期、前期、末期
D
随堂检测
如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程 ( )
A.发生在细胞分裂期的末期，核膜再度合成
B.发生在细胞分裂期的间期，染色体复制
C.发生在细胞分裂期的前期，核膜逐渐解体
D.发生在细胞分裂期的中期，染色体螺旋变粗
C
有丝分裂相关拓展
染色体、染色单体、DNA数量变化——以二倍体生物为例
前期
中期
后期
末期
间期
子细胞
间期 前期 中期 后期 末期
染色体数目
核DNA含量
染色单体数目
2n
2n→4n
4n→2n
4n→2n
2n
2n
4n
4n
4n
2n→4n
0→4n
4n
4n
0
0
有丝分裂相关拓展
核DNA数量变化曲线
核DNA数
间期
前期
中期
后期
末期
4N
2N
时期
a
b
c
d
e
0
DNA分子的复制
细胞分裂形成两个子细胞
有丝分裂相关拓展
染色体数量变化曲线
染色体数
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
a
b
c
d
e
f
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成两条染色体
细胞分裂形成两个子细胞
时期
有丝分裂相关拓展
染色单体数量变化曲线
染色单体数
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
时期
着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成两条染色体
DNA分子的复制
a
b
c
d
染色单体在______形成，在_____可见
间期
前期
有丝分裂相关拓展
每条染色体上DNA含量变化曲线
每条染色体上DNA含量
间期
0
2
1
前期
中期
后期
末期
时期
着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成两条染色体
DNA分子的复制
a
b
c
d
有丝分裂相关拓展
染色体/核DNA变化曲线
G1
前
中
后
末
G2
S
1/2
1
ab：间期DNA复制，一条染色体上有2条DNA分子。
cd：后期着丝点分裂，一条染色体上有1条DNA分子。
a
b
c
d
e
染色体与核DNA数目之比
有丝分裂相关拓展
根据柱状图判断有丝分裂时期
甲
2N
4N
O
乙
2N
4N
O
丙
2N
4N
O
数量（个）
数量（个）
数量（个）
染色体
核DNA
染色单体
G2、前、中
后、末
G1、子细胞
观察根尖分生区组织细胞有丝分裂
实验原理
选材
染色
时期确定
在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等_______细胞
染色体容易被_____染料(甲紫溶液)着色，便于观察
各个细胞的分裂是____进行的，在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞，可以利用高倍显微镜，根据_______的形态和数目，识别细胞有丝分裂的不同时期
分生区
碱性
独立
染色体
观察根尖分生区组织细胞有丝分裂
实验操作——洋葱根尖的培养
实验前3-4天，取一个洋葱放在广口瓶上。瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方培养。待根长约5 cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片。
注意常换水，目的是增加水中的氧气，防止根进行无氧呼吸造成酒精中毒，出现烂根现象。
观察根尖分生区组织细胞有丝分裂
实验操作——装片的制作
取材
解离
漂洗
剪取洋葱根尖________
2～3 mm
获取分生区细胞
质量分数为15%的_____和体积分数为95%的_____混合液(1∶1的比例混合),解离3~5 min
盐酸
酒精
使组织中的细胞相互分离开来
放入____中漂洗约10 min
清水
洗去药液，防止解离过度，便于碱性染料染色
染色
放入0.01g/mL或0.02g/mL的____溶液(或_________溶液)中染色3~5 min
甲紫
醋酸洋红
使染色体着色，便于显微镜观察
制片
用镊子弄碎____，盖上盖玻片，用拇指轻轻的按压______。
根尖
盖玻片
使细胞分散，有利观察和识别分裂时期
观察根尖分生区组织细胞有丝分裂
实验操作——观察
先用________观察
在低倍镜下找到分生区细胞呈_________________
找到处于分裂中期、前期、后期、末期、间期的细胞
低倍镜
正方形，排列紧密
再用________观察
高倍镜
细胞状态：显微镜下看到的都是死细胞，不能看到动态变化
细胞数目：处于间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长
观察根尖分生区组织细胞有丝分裂
实验结果
1
4
5
3
2
间期
后期
末期
中期
前期
若将洋葱根尖分生区细胞换成鳞片叶表皮细胞，能否看到染色体？为什么？
看不到，洋葱鳞片叶表皮细胞是不分裂的细胞，无细胞周期。
观察根尖分生区组织细胞有丝分裂
实验异常现象的原因分析
视野中的细胞重叠严重
染色体染色浅或几乎未染色
观察不到分裂期细胞
解离不充分(解离液浓度或解离时间不足)
制片时未弄碎根尖或者未用盖玻片按压
染色不充分(染色液浓度或染色时间不足)
解离液没有漂洗干净
视野没有选择分生区细胞
取材位置不合适，没有取到分生区细胞
随堂检测
如图表示一个细胞周期中每条染色体上DNA含量的变化，下列叙述错误的是 ( )
A. bc段发生DNA分子的复制
B. cd段细胞内一定存在染色单体
C. de段表示着丝点的分裂
D. ef段核DNA含量是cd段的一半
D
随堂检测
在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤（“＋”表示操作，“－”表示未操作）如表所示，则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是 ( )
A. 细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚
B. 细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚
C. 细胞重叠、细胞破损、细胞着色清楚但看不到染色
D. 染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚
C

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