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1、第第6章章 细胞的生命历程细胞的生命历程 第第1节节 细胞的增殖细胞的增殖象与鼠的个体大小相差十分悬殊。讨论1 1请推测象与鼠相应器官或组织的细胞大请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。小是否也有很大差异。2 2生物体的生长是靠细胞数量的增多，还生物体的生长是靠细胞数量的增多，还是靠细胞体积的增大？是靠细胞体积的增大？细胞大小基本一致。细胞大小基本一致。既靠细胞的体积的增大既靠细胞的体积的增大(细胞生长实现细胞生长实现)，也靠细胞的数量的增多，也靠细胞的数量的增多(细胞分裂实现细胞分裂实现)，主要靠细胞数量的增多。主要靠细胞数量的增多。问题探讨象与鼠表面积表面积=mmmm2 2
2、体积体积=mmmm3 3表面积表面积/体积体积=表面积表面积=mmmm2 2体积体积=mmmm3 3表面积表面积/体积体积=2mm2mm2mm4mm4mm4mm8mm8mm8mm表面积表面积=mmmm2 2体积体积=mmmm3 3表面积表面积/体积体积=24248 8969664643843845125121.51.53 30.750.751.1.细胞细胞的表面积和体积的比值与细胞的大小有什么关系的表面积和体积的比值与细胞的大小有什么关系？细胞细胞越大，细胞的表面积和体积的越大，细胞的表面积和体积的比值越比值越小小。思维训练细胞为什么不能无限长大？（P115）表面积表面积=mmmm2 2体积体
3、积=mmmm3 3表面积表面积/体积体积=表面积表面积=mmmm2 2体积体积=mmmm3 3表面积表面积/体积体积=2mm2mm2mm4mm4mm4mm8mm8mm8mm表面积表面积=mmmm2 2体积体积=mmmm3 3表面积表面积/体积体积=24248 8969664643843845125121.51.53 30.750.752.2.物质在细胞中的扩散速率是一定的，假定某种物质通过细胞膜后，物质在细胞中的扩散速率是一定的，假定某种物质通过细胞膜后，向内扩散的深度为向内扩散的深度为0.5mm0.5mm。计算这些细胞中物质扩散的体积与整个。计算这些细胞中物质扩散的体积与整个细胞体积的比值。
4、细胞体积的比值。边长边长248体积体积864512扩散深度扩散深度0.50.50.5扩散体积扩散体积/细胞体积细胞体积7/8=0.8752mm2mm2mm4mm4mm4mm8mm8mm8mm37/64=0.578 169/512=0.3303.3.从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？细胞越大，细胞的表面积和体积的比值越小，细胞越大，细胞的表面积和体积的比值越小，物质运输的效率物质运输的效率越低越低。2mm2mm2mm4mm4mm4mm8mm8mm8mm4.4.细胞越小，越有利于细胞与外界的物质交换，那么，细胞是越小越好吗细胞越小，越有利于细胞与外界的
5、物质交换，那么，细胞是越小越好吗？不是越小越好，因为细胞中有不是越小越好，因为细胞中有众多的众多的必需物质和细胞器必需物质和细胞器，细胞太，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出相应的生理功能。细胞不能无限长大的原因：1.细胞体积越大，其相对表面积（表面积与体积之比）越小，细胞的物质运输（物质交换）效率越低。2.细胞的核质比限制了细胞的长大：细胞核是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。一 细胞增殖与细胞周期（1）概念：细胞通过分裂增加细胞数量的过程。（2）意义：细胞增殖是重
6、要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。1 细胞增殖单细胞生物：通过细胞增殖进行繁殖多细胞生物：从受精卵开始，经过细胞增殖和分化逐渐发育为成体一 细胞增殖与细胞周期（3）过程：物质准备和细胞分裂1 细胞增殖物质准备物质准备再分裂再分裂分裂一次分裂一次物质准备物质准备分裂分裂分裂一次分裂一次物质准备物质准备再分裂再分裂分裂一次分裂一次一 细胞增殖与细胞周期（4）特点：周期性（5）分裂方式：有丝分裂无丝分裂减数分裂生殖细胞形成方式体细胞数目增加方式1 细胞增殖原核细胞：二分裂真核细胞：2 细胞周期（1）概念：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
7、期。（2）阶段：分裂间期和分裂期分裂间期分裂期阶段（90%-95%）（5%-10%）末期末期后期后期中期中期前期前期子细胞子细胞分分裂裂间间期期分分裂裂期期 不同细胞的细胞周期持续时间（t/h）细胞类型分裂间期分裂期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞15.32.017.3小鼠十二指肠上皮细胞13.51.815.3人的肝细胞21122人的宫颈癌细胞20.51.522结论：（1）细胞的种类不同，细胞周期时间不同；（2）分裂间期时间长，分裂期时间短。你能从上表得出什么结论？末期末期后期后期中期中期前期前期子细胞子细胞分分裂裂间间期期分分裂裂期期注意：注意：只有连续分裂的细胞才具有细胞周只有连续分裂的细胞才具
8、有细胞周期期，如造血干细胞、癌细胞、植物，如造血干细胞、癌细胞、植物根尖分生区细胞等。根尖分生区细胞等。只分裂一次便不再分裂的细胞、减只分裂一次便不再分裂的细胞、减数分裂形成的细胞、高度分化的细数分裂形成的细胞、高度分化的细胞（神经细胞）都不具有细胞周期。胞（神经细胞）都不具有细胞周期。A B、C D、E F （3）细胞周期表示方法细胞周期：细胞周期：分裂间期：分裂间期：分分 裂裂 期：期：B-BB-AA-BBA方法一：扇形图方法一：扇形图方法二：直线图方法二：直线图A B C D E F GA C、C E、E G B C、D E、F G 间期在前，分裂期在后；间期长，分裂期短；以分裂完成时为
9、“界限”。1.分裂间期物质准备（1）特点：为分裂期进行活跃的物质准备完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成细胞有适度的生长二 高等植物细胞有丝分裂核核仁仁染染色色质质核膜核膜复制合成适度长（2）分裂间期各时期特点）分裂间期各时期特点G1期期：主主要要进进行行RNA和和有有关关蛋蛋白白质质的合成的合成，为，为S期期DNA的复制做准备。的复制做准备。S期：期：主要进行主要进行DNA的复制的复制。G2期期：主主要要进进行行RNA和和蛋蛋白白质质的的合合成成，特特别别是是微微管管蛋蛋白白的的合合成成，为为分分裂裂期做准备。期做准备。（3）分裂间期）分裂间期：DNA复制复制染色质数目不加倍，染色质数目不
10、加倍，DNA数目加倍数目加倍复制复制着丝粒（着丝粒（1 1个个）染色体数染色体数=着丝粒数着丝粒数DNADNA数数=线条数线条数DNA（1条）条）1条染色质复制后的1条染色质DNA（2条）条）着丝粒（着丝粒（1 1个）个）姐妹染色单体（姐妹染色单体（2 2条）条）2.分裂期有丝分裂前期中期后期末期子细胞纺锤丝染色体着丝粒膜仁消失现两体（1）前期核膜逐渐消失、核仁逐渐解体；从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。染色质缩短变粗形成染色体，染色体散乱分布；2.分裂期有丝分裂染色质与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。（2）中期染色体形定数晰赤道齐每条染色体的着丝粒排列在“赤道板”上
11、；染色体的形态比较稳定，数目比较清晰。此时是观察染色体的最佳时期。2.分裂期有丝分裂注意：赤道板不是真实结构。（3）后期粒裂数增均两极子染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，子染色体数目加倍。纺锤丝牵引子染色体向细胞两极移动。2.分裂期有丝分裂注意：着丝粒是自动分裂的，与纺锤丝牵引无关。（4）末期膜仁重现失两体染色体变成染色质；出现新的核膜和核仁，形成2个新的细胞核；纺锤丝逐渐消失；在赤道板的位置出现一个细胞板，逐渐扩展形成新的细胞壁。核膜细胞板细胞壁2.分裂期有丝分裂注意：细胞板是真实结构；细胞壁的形成与高尔基体有关核膜核膜核仁核仁染色质染色质着丝粒着丝粒中心体细细胞胞核核动物细胞结构模式图三
12、 动物细胞有丝分裂1动物细胞有丝分裂过程染色体（质）的复制DNA的复制的复制有关蛋白质的合成有关蛋白质的合成分裂间期（初）分裂间期（初）分裂间期（末）分裂间期（末）分裂前的间期中心粒倍增，成为两组分裂间期（末）分裂间期（末）分裂期（前期）前期前期“膜仁消失现两体膜仁消失现两体”核膜逐渐解体，核仁逐渐消失（两消失）；中心体发出星射线形成纺锤体，染色质变成染色体（两出现）；染色体散乱分布在纺锤体的中央（一散乱）。前期前期中期中期赤道板赤道板“形定数晰赤道齐”染色体和纺锤体清晰可见；着丝粒位于中央赤道板上；每条染色体着丝粒两侧都有星射线相连。分裂期（中期）中期中期后期后期 着丝点分裂，染色单体分开成
13、为两条子染色体，染色体数目加倍；在纺锤丝的牵引下，染色体移向细胞两极；染色体平均分配，形成两组均等的染色体。“粒裂数增均两极”分裂期（后期）后期后期纺锤体消失；染色体变成染色质；核膜、核仁重新出现；细胞膜向内凹陷，一个细胞缢裂成两个子细胞。“膜仁重现失两体”分裂期（末期）末期末期2动、植物细胞细胞分裂的区别后期后期中期中期前期前期间期间期前期中期后期末期间期植物细胞动物细胞不同间 期前 期（纺锤体形成方式）末 期（细胞分裂方式）无中心体复制有中心体复制由中心粒发出星射线形成纺锤体赤道板上出现细胞板,扩展形成新细胞壁细胞膜从中央凹陷，细胞缢裂为两个由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体2动、植物细胞细胞
14、分裂的区别细胞器名称 所在细胞类型作用时期生理作用核糖体 中心体高尔基体线粒体动植物间期蛋白质的合成动物、低等植物前期纺锤体的形成植物动植物末期整个细胞周期细胞壁的形成提供能量注意：中心体复制在间期，移动在前期3.与细胞周期有关的细胞器及其生理作用4.细胞有丝分裂意义将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，然后精确平均分配到两个子细胞中去。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遗传的稳定性。复制染色体平均分配亲代细胞子代细胞注意：染色体平均分配会使DNA平均分配，是指细胞核中的DNA平均分配，而细胞质中的DNA在分裂时是随机分配的，如线粒体。体细胞一般能够
15、分裂体细胞一般能够分裂50-60次，但是有的细胞受到次，但是有的细胞受到致癌因子致癌因子的作的作用，细胞中用，细胞中遗传物质遗传物质发生变化，就变成了发生变化，就变成了不受机体控制不受机体控制的、的、连续进连续进行分裂行分裂的的恶性增殖恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。细胞，这种细胞就是癌细胞。了解（P115）1.1.过程：细胞核延长 核缢裂 细胞质缢裂 形成两个子细胞2.特点：不出现纺锤丝和染色体的变化；染色质、DNA也要进行复制，并且细胞要增大。3.3.实例：蛙的红细胞蛙红细胞无丝分裂示意图无丝分裂（P115）四 一个细胞周期过程中DNA、染色体数量变化1 染色体、染色单体、DNA的数量关
16、系（1）染色体数着丝粒数，DNA数=线条数。（2）当染色单体存在时，染色体数 染色单体数 DNA数1 2 2。（3）当无染色单体存在时，染色体数 DNA数1 1。染色体数 染色单体数DNA数 48848880884084前期中期后期末期间期2 一个细胞周期过程中细胞内染色体、DNA数量变化40848（1）变化规律）变化规律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2N2N2N4N4N2N2N4N4N4N4N4N2N004N4N4N00（1）变化规律：设体细胞染色体数）变化规律：设体细胞染色体数2N 间期间期 0 04N4N2N2N 前期前期 中期中期 后期后期 末期末期 染
17、色体数目染色体数目变化原因？变化原因？后期着丝粒分裂后期着丝粒分裂，姐妹染，姐妹染色单体分开形成子染色体色单体分开形成子染色体末期结束，染色末期结束，染色体平均分配到两体平均分配到两个子细胞中个子细胞中2N4N2N（2）曲线图）曲线图 间期间期 0 04N4N2N2N 前期前期 中期中期 后期后期 末期末期 DNADNA数目数目变化原因？DNADNA复制复制变化原因？末期结束，核末期结束，核DNADNA随随染色体平均染色体平均分配分配到两个子细胞中去到两个子细胞中去2N4N2N 间期间期 0 04N4N2N2N 前期前期 中期中期 后期后期 末期末期 染色单体数目染色单体数目变化原因？染色体染
18、色体复制复制染色单体形成染色单体形成变化原因？着丝粒分裂，姐妹着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，单染色单体分开，单体消失体消失04N0 间期间期 021 前期前期 中期中期 后期后期 末期末期 每条染色体上的每条染色体上的DNADNA数数间期染色体复制，一条染间期染色体复制，一条染色体上有两条染色单体色体上有两条染色单体变化原因？变化原因？着丝粒分裂，姐着丝粒分裂，姐妹染色单体分开妹染色单体分开121（3）柱状图）柱状图AB表示 的变化，BC表示 的变化，CD表示 的变化，DE表示 的变化。间期前期到中期中期到后期后期到末期五 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1 实验原理（1）分生区组织细胞特点
19、：有丝分裂旺盛。在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。（2）细胞分裂具有独立性：同一组织的不同细胞，可处在细胞周期的不同分裂期。在高倍镜下，根据染色体的形态和数目，识别有丝分裂的不同时期。（3）染色体的特性：染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液）着色。根尖分生区细胞特点根尖分生区细胞特点：有丝分裂旺盛有丝分裂旺盛细胞细胞呈正方形，排列紧密呈正方形，排列紧密无液泡和无液泡和叶绿体叶绿体（1）制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片。（2）观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期，比较细胞周期中不同时期的时间长短。（3）绘制植物细胞有丝分裂简图。2 目的要求五 观察根尖分生区组织细胞的有
20、丝分裂 3 材料用具材料：洋葱染色剂：质量浓度为0.01或0.02g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精五 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 染色体数目较少，便于观察4 方法步骤（1）洋葱根尖的培养：实验前34d，将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接触水；装置放在温暖处；待根长约5cm时取用。步 骤时间目的解离：上午10时至下午2时，剪取根尖2-3mm，盐酸和酒精混合液（11）3-5min使组织中的细胞相互分离开来漂洗：待根尖软化，用清水漂洗约10min洗去药液，防止解离过度染色：用甲紫溶液（或醋酸洋红液）染色3-5min使染色体着色制片：根尖弄
21、碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片使细胞分散开，有利于观察（2）装片的制作：解离漂洗染色制片注意：剪取时间一般在上午10点-下午2点，此时根尖分生区有较多的细胞处于分裂期。解离时间过长：根尖过分酥软，无法用镊子夹取，影响漂洗和染色；太短：细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散。漂洗一定要彻底，防止残留的解离液继续破坏细胞。染色时间过短：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。压片用力必须恰当，过重：将组织压烂；过轻：细胞未分散开。（3）洋葱根尖细胞有丝分裂的观察操作：低倍显微镜观察，找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密。高倍显微镜仔细观察，先找中期图像
22、，再找前期、后期、末期的细胞；注意观察各时期的染色体形态和分布特点。最后观察分裂间期的细胞。注：每一时期的时间细胞周期此时期的细胞数占计数细胞总数的比例。（4）绘图(中期)观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂细胞呈正方形，排列紧密间期间期前期前期前期前期前期前期中期中期中期中期后期后期后期后期末期末期末期末期末期末期末期末期分裂间期的细胞最多，因为分裂间期持续时间最长。1.在观察结果中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？有丝分裂中期。因为分裂中期染色体排列在赤道板上，形态稳定，易于观察。不能。因为细胞解离后已经死亡。2.在显微镜下观察到哪个时期的细胞中染色体最清晰？为什么？3.在显微镜下能否观察到分生区细胞一个完整的分裂过程？为什么？思考观察时的注意点间期的细胞最多，因为在细胞周期中，间期所占时间最长。在显微镜下，不能观察到细胞分裂变化过程，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。分裂间期分裂间期分裂期分裂期S期期G1期期G2期期本节结束