浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第一节 细胞通过分裂增殖课前预习课件ppt

这是一份浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第一节 细胞通过分裂增殖课前预习课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了细胞周期，连续分裂，分裂间，分裂M，DNA复制，①②③⑤，④⑥⑦，如何表示细胞周期，分裂期，分裂间期等内容，欢迎下载使用。
一、细胞的分裂经历细胞周期
核心问题1：细胞如何增加细胞数量？该方式是如何保证子代细胞与亲代细胞之间遗传物质的稳定性（降低出错概率）？
问题：随着细胞增殖（分裂），细胞数量增加，每个细胞中的遗传物质是否会逐渐减半？
细胞在分裂前必须进行一定的物质准备，特别是遗传物质的复制。
物质准备→分裂→物质准备→再分裂……
✿细胞的增殖具有周期性
所有的细胞都具有细胞周期吗？
【任务一】阅读课本P115-116“细胞的分裂经历细胞周期”，思考并回答下列问题。（5min）
1.能_____________分裂的细胞才具有细胞周期。2.完成细胞周期概念图
________期：进行____________________。
3.若想获得大量处于DNA合成期的细胞，可以采取什么措施？
核糖体增生，合成DNA复制所需的蛋白质
添加DNA复制抑制剂（阻断DNA复制）
高度分化的细胞一般无继续分裂能力，如哺乳动物成熟红细胞、神经细胞、根尖成熟区细胞等。
试判断下列细胞有无细胞周期。①根尖分生区细胞　②胚胎干细胞　③皮肤生发层细胞　④神经细胞　⑤茎的形成层细胞　⑥口腔上皮细胞　⑦精子有细胞周期:　　　　　　　　; 无细胞周期:　　　　　　。 
表1：不同细胞的细胞周期持续时间（t/h）
不同种类生物或同种生物的不同细胞，其细胞周期的长短不同。
表2：不同细胞的分裂间期、分裂期持续时间（t/h）
不同种类生物或同种生物的不同细胞，其分裂间期均长于分裂期。
扇形图、直线图、坐标图等
细胞周期：乙→乙 或 乙→甲→乙
染色质、染色体、染色单体、姐妹染色单体、核DNA数
1、染色单体不能独立存在!
2、染色体数目看着丝粒！
染色体核DNA染色单体
二、染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
b.发生中心体的复制，一对中心粒→两组中心粒。
b.核仁逐渐解体 核膜逐渐消失。c.纺锤体形成
a.染色体在纺锤丝的牵引下移动，每条染色体的着丝粒整齐排列在细胞中央的一个平面上，赤道面（板）。
b.染色体形态和结构最清晰。（计数的好时机）
a.着丝粒分裂→姐妹染色单体分开→成为两条子染色体→在纺锤丝的牵引下分别移向两极。
b.染色体数目加倍，形成两套形态和数目完全相同的染色体。而且每套染色体形态和数目与亲代细胞相同。
c.核膜、核仁逐渐形成，形成了两个新的细胞核。
d.细胞质分裂，动物细胞的细胞膜从细胞中部向内凹陷，把细胞缢裂成两个子细胞。
【总结】以表格的形式整理有丝分裂各时期的主要特征。
高等植物细胞的有丝分裂
动物细胞与植物细胞的有丝分裂过程比较
②子细胞形成方式不同，即细胞质分裂方式不同
植物细胞与动物细胞有丝分裂的不同点主要有以下两点：
【巩固】判断下列细胞图像分别处于有丝分裂哪个时期？
参与细胞板(细胞壁)的形成
动、植物细胞有丝分裂中参与的细胞器
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。在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定。
三、有丝分裂可保证细胞亲子代间遗传物质的稳定性
有丝分裂中染色体、DNA等数量变化
问题：什么时候一条染色体上1个DNA分子？ 什么时候一条染色体上2个DNA分子？
染色体的数目变化规律
DNA的数目变化规律
每条染色体DNA含量(DNA数/染色体数)
三、癌细胞可以无限制地分裂
【任务四】阅读课本P120-121“癌细胞可以无限制地分裂”，整理癌细胞的特点及癌变的原因。
癌细胞通常具有①______________（原因：_________________________）②______________（原因：_________________________）等特点。
基因突变导致细胞周期失控
细胞表面粘连蛋白很少或缺失
活动：制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片，或观察其永久装片
一、实验原理：1.植物的______组织细胞有丝分裂较为旺盛。2.各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以看到处于不同时期的细胞。有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。3.细胞核内的染色体(质)易被__________染色。
洋葱（或大蒜）的根，质量分数为10%的盐酸（解离液），0.01g/mL龙胆紫染液（或醋酸洋红染液），显微镜，载玻片，盖玻片，剪刀，镊子等
细胞体积较大，出现了细胞分化，内部出现了导管，表皮细胞向外突出形成根毛。成熟区是根吸收水和无机盐的主要部位。
细胞体积较大，呈长方形，是根伸长最快的区域。
细胞分裂旺盛，细胞体积小，呈正方形，排列紧密，能促进根的生长。
位于根尖最顶端，细胞体积较大，形状不规则，排列不整齐，有保护作用。
将根尖放入质量分数为10%的盐酸中。室温下解离3~5min。去除果胶质层，使细胞分离
用流动的清水漂洗1min，洗去盐酸。
将根置于干的载玻片上，滴加1滴龙胆紫溶液（或醋酸洋红溶液），染色1~2min。将染色体（质）染色
取根尖2~3mm，轻轻压扁，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。若细胞分散效果不好，再覆盖上滤纸，用橡皮或笔端轻轻敲击盖玻片几下，使细胞分散开。
【关于实验步骤的深入思考】1．为何只截取根尖2—3mm？取材过长有什么缺点？_______________________________________________________________________。2．解离的目的是什么？若解离不充分会有什么缺点？_______________________________________________________________________。3．漂洗的目的是什么？若漂洗不充分会有什么缺点？_______________________________________________________________________。4．制片的目的是什么？_______________________________________________________________________。5．本实验所观察到的细胞还能继续分裂吗？___________________________________________________________。6.一个视野里哪个时期的细胞最多,为什么?
有利于找到分生区细胞。
分生区细胞过少，难以观察到有丝分裂细胞
去除果胶质层，使细胞分离。
细胞分离不开，细胞重叠影响观察
去除多余的盐酸（解离液），防止解离过度。
使细胞分散开（成一层细胞），利于观察
不能，在解离时已将细胞杀死
1.有1位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如图所示。造成这种情况的原因可能是( )①取材位置不合适 ②取材时间不合适③制片时压片力量不合适 ④解离时间不合适 ⑤视野选择不合适A.②③ B.②⑤ C.①②⑤ D.①③④
P114探究：模拟细胞大小与物质运输的关系
材料：含酚酞的琼脂块，塑料餐刀，直尺，0.1%的NaOH溶液及相关用具。
一般地，为什么细胞体积总趋向于小？
边长为1， 2，3cm的含酚酞的琼脂块。
探究：模拟细胞大小与物质运输的关系
材料：含酚酞的琼脂块，塑料餐刀，0.1%的NaOH溶液及相关用具。原理（1）NaOH和酚酞相遇，呈紫红色。 （2）以琼脂块模拟细胞、NaOH的扩散速率模拟物质扩散进入细胞的速率。
扩散深度都为0.5cm;深度与时间有关，与琼脂块大小无关
琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的减小而 ，NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的减小而 。
比表面积(表面积/体积)
NaOH扩散深度/cm
比值(NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积)
结论：细胞保持很小的体积，可以保证较大的比表面积，有利于细胞内外的物质交换。
细胞不能无限长大的原因？
原因1：细胞体积越大，比表面积越小，细胞与外界的物质运输、信息交流的效率就越低，从而限制了细胞的长大。
原因2：细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，而细胞核的控制范围是有限的。
全班20个实验小组进行了观察有丝分裂的实验，数据汇总表如下（注：各小组计数50个细胞，实验条件与观察计数方法相同）
若已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12.0h，请根据上表数据，用饼状图中表示出间期、前期、中期以及后期和末期所占的时间（单位：h，精确到小数点后一位）
拓展延伸：细胞周期同步化方法
1.DNA合成阻断法（过量TdR）
一次阻断：停在S期、G1与S边界（需要时间至少：G2+M+G1）
细胞被同步至G1/S期边界（或S期）
二次阻断：停在G1与S边界（需要时间至少：一个周期时间-洗脱后培养时间）
洗脱阻断剂后培养：使细胞离开S期（需要时间至少：S）
如图表示用胸苷(TdR)双阻断法使细胞周期同步化，其中A表示正常的细胞周期，G1、S、G2、M期分别为10h、7h、3.5h、1.5h；B表示经第一次阻断，细胞都停留在S期；C表示洗去TdR恢复正常的细胞周期；D表示经第二次阻断，细胞均停留在G1/S交界处．下列说法正确的是A. 实验中需要对细胞解离，漂洗，染色，制片，以便于显微镜下观察B. 胸苷（TdR）很可能是通过阻碍核糖体合成蛋白质而发挥作用的C. 第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后的7h到15h之间D. 若改用秋水仙素处理，则细胞会停留在G2/M交界处
2.血清饥饿法（营养限制性培养）
细胞被同步至G0/G1期（或G1期）
哺乳动物细胞需要促有丝分裂因子（如血清）才能经过 G1期进入周期。降低血清浓度会使G1 晚期之前的细胞缺乏促有丝分裂因子而停滞于G1期，其它细胞则在自主完成分裂后进入不分裂的状态，即 G0 期。
3.减少培养液中的营养物质（如氨基酸、核苷酸等）
由于原料缺少使细胞合成有关物质如RNA和蛋白质等受阻，而停滞于G1期
4.秋水仙素/秋水仙胺
原理：抑制细胞纺锤体的形成
细胞分裂时，着丝粒正常分裂，染色单体分开成为独立的染色体，但因没有纺锤体而无法移向细胞两极，使得细胞内染色体数目加倍。（没有纺锤丝，胞质无法分裂）可以增加M期细胞比例，再通过轻微振荡、离心可以得到大量处于M期的细胞。
细胞被同步至M期（或中期）
拓展延伸：细胞周期同步化原理——细胞周期检验点
概念：检验点（checkpint）是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制，是一类负反馈调节机制。 当细胞周期进程中出现异常事件，如DNA损伤或DNA复制受阻时，这类调节机制就被激活，及时地中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后，细胞周期才能恢复运转。
根据在细胞周期中的时间顺序分：1．G1期检验点，控制细胞由G1期进入S期（DNA合成期），相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？2．S期检验点，相关的事件包括：DNA复制是否完成？）3．G2期检验点，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？4．纺锤体检验点（着丝粒没有正确连接到纺锤体上，会抑制APC的活性，引起细胞周期中断。）
核心问题2：B淋巴细胞（预备兵）如何成为具备分泌抗体的B淋巴细胞（远程兵）和负责记忆入侵者信息的记忆细胞？
思考：同一人体内约200种细胞，其遗传物质（DNA）是否相同？
思考：为什么遗传物质相同，但细胞的形态、结构和功能上却不同？
注：“+”表示该基因表达，“-”表示该基因不表达。
据表推测，细胞1~细胞4分别是什么细胞？
思考：表中基因在细胞1~4中是否都存在？
下表为同一个体4种细胞中4种基因的表达情况。
管家基因（husekeeping gene）
奢侈基因（luxury gene）
细胞通过分化产生不同类型的细胞
（课本P125）细胞分化：细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性 变化的过程。
✿根本原因：基因的选择性表达
细胞器的种类、数量不同
✿特点：①稳定性：细胞分化后形态、结构和生理功能发生稳定性变化。 (强调分化后稳定不变)
②持久性：从出生到死亡，体内一直进行着细胞分化。 (强调分化不会停)
③不可逆性：自然条件下分化进程无法逆向进行。 (红细胞不能脱分化变成造血干细胞)
④普遍性：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。 (多细胞生物会发生细胞分化）
阅读课本P126，划出全能性的含义，并找出动物哪些细胞具有全能性。
全能性：分化出各种细胞的潜能。
动物细胞的受精卵，以及受精卵第1~2次有丝分裂形成的2~4个细胞具有全能性。
为什么除了受精卵和受精卵分裂形成的2~4个细胞，其他动物细胞全能性难以表现？
受到细胞质中物质的限制。随细胞分化程度的提高，全能性越难以表现。
去除细胞质中物质的限制后，动物细胞核仍能表现出全能性。（多莉）
植物细胞具有全能性（细胞→完整个体）
动物细胞核具有全能性（细胞→完整个体）
练习：完成课本P128课后习题T1、T2
衰老细胞的结构和代谢产生异常
说一说人体衰老后会有哪些特征？
分子机制（自由基学说、端粒学说）
老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？
细胞膜通透性改变，导致物质运输功能降低。
细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小。
细胞内色素积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。
细胞内多种酶活性降低，线粒体数量减少，体积增大，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。
细胞核体积变大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
核心问题3：机体如何清除体内衰老的细胞？为何说衰老的细胞会“自杀”？
1.正常细胞；2.凋亡起始：染色质聚集、分块、位于核膜上；胞质凝缩；DNA有规律地被降解为大小不同的片段；3.凋亡中的细胞：细胞核断裂，细胞通过出芽（细胞膜内折，将胞内物质包裹）的方式形成许多凋亡小体；4.凋亡小体被吞噬细胞吞噬
衰老细胞的死亡受基因的调控
正确看待细胞衰老和细胞凋亡： 细胞衰老是细胞生命活动的必然规律；细胞凋亡能清除衰老细胞、病变细胞、多余细胞等，对于生物体适应环境有重要意义。
阅读课本P131-132，划出细胞凋亡的实例。
完成课本P134课后习题T1~3。