高中生物沪科技版(2020)必修1第1节 细胞通过分裂实现增殖获奖教学课件ppt
展开细胞通过分解有机分子获取能量
从婴儿到成年的生长发育过程中,人体的细胞会从约1012个增加到约1014个。进入成年期,即使个体不再生长,但体内大部分细胞还会不断更新,如肠上皮细胞每天都有分裂,每一秒钟我们体内会有数百万的新细胞产生。那么,我们体内的细胞是如何实现增殖的呢?新生细胞与亲代细胞是否带有同样的遗传信息呢?
思考与讨论:1. 人成长过程中,体内细胞的数量、大小有什么变化?2. 随着年龄增长,青少年的身高渐渐地不再增加,这也标志着各器官发育趋于成熟,此时体内的细胞分裂会发生怎样的变化 ?3. 这个过程中,体内细胞所含遗传信息是否有变化?为什么?
找出自己从小到大不同年龄段的照片,从生物学的角度,看看成长过程中发生的变化。
1.有丝分裂保证遗传信息的准确传递
在成长过程中,我们的身高和体重都在逐渐增长,但基本面貌特征却变化不大。其实,动植物随着个体的生长,其体内细胞数量不断增加,新增殖的子细胞内的遗传信息与亲代细胞基本一致。 通过观察动植物细胞有丝分裂过程,可以知道细胞是如何做到遗传信息准确传递的。
有丝分裂:多细胞生物体细胞主要通过有丝分裂的方式实现增殖,一次分裂形成两个与亲代细胞完全相同的子代细胞。 间期:在分裂前,细胞已通过DNA复制的方式形成两套完整的遗传物质的阶段。
染色体是细胞核内的长丝状染色质经过螺旋化后的状态。通常呈现“X”形。 两条染色单体互称为姐妹染色单体。 两条染色单体互称为姐妹染色单体含有相同的遗传信息,通过着丝粒相连接。
以中心体为起点构建由微管(蛋白)组成的呈放射状排列的纺锤丝。 纺锤丝以两极中心体为顶点,在前期开始形成一个梭形的纺锤体结构。
有丝分裂各时期主要特点(动物细胞增殖过程)
为便于研究,整个有丝分裂过程被人为地划分为前期、中期、后期和末期。细胞分裂的每个时期都有各自典型的形态特征。
间期:①DNA和中心体复制;②合成细胞分裂所需的蛋白质;③有完整的核膜、核仁;染色体没有发生螺旋化
前期:①核膜、核仁开始消失;②染色质高度螺旋化为染色体;③中心体分离,分别移向细胞两极;同时形成纺锤丝,与染色体着丝粒部位相连,牵引染色体开始向细胞中央(赤道面)移动。
中期:①染色体高度螺旋化到最大程度,着丝粒两侧分别与两极中心体形成的纺锤丝相连,整齐地排列在细胞赤道面上;②此时期染色体数目和形态最为清晰。
后期:①每条染色体的姐妹染色单体在着丝粒部位分开,形成两组形态结构和数目相同的染色体,染色体在纺锤丝的牵引下分别向细胞的两极移动;②细胞沿两极方向拉长,细胞赤道面处的细胞质膜开始向内凹陷
末期:①染色体移动至细胞两极,开始恢复为染色质形态;②核膜、核仁重现并包裹染色质。
姐妹染色单体分分开分别移向细胞的两极
有丝分裂前期的特点是形成染色体和纺锤丝,染色体的着丝粒部位连接纺锤丝,向细胞中央的赤道面移动。到了中期,所有染色体整齐排列在赤道面上。随后,姐妹染色单体在着丝粒部位分开,分别随纺锤丝向两极移动,细胞随之变长。染色体到达两极,解旋为染色质,被核膜包围,完成细胞核中遗传信息的平均分配。
动物有丝分裂和高等植物有丝分裂的区别
(1)动物有丝分裂:位于细胞质中的两个中心体移向两极,并以中心体为起点构建由微管组成的呈放射状排列的纺锤丝。纺锤丝以两极中心体为顶点,在前期开始形成一个梭形的纺锤体结构。有丝分裂过程中,来自同一染色体的姐妹染色单体分别由纺锤丝牵引向两极移动,完成分裂中最重要的染色体分配。(2)高等植物有丝分裂:高等植物细胞虽然没有中心体结构,但细胞分裂时同样有纺锤丝、纺锤体的形成。
实验5-1 观察植物根尖细胞有丝分裂
经固定、解离和漂洗处理的植物根尖,如吊兰、大蒜或洋葱鳞茎的根尖;显微镜、载玻片、盖玻片、摄子、解剖针、培养皿、吸水纸,染液(醋酸洋红或0.2%龙胆紫)、蒸馏水等。
2.细胞分裂具有周期性
细胞周期:细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程。具有细胞周期的前提:连续分裂的细胞
G1期:合成RNA和蛋白质,特别是与DNA复制相关的酶(如DNA聚合酶等),为S期的DNA复制做准备; S期:DNA复制; G2期:合成组成纺锤丝的蛋白质; M期:将遗传物质均分到两个子细胞中。
不同细胞细胞周期的长短差异很大
①有些细胞分裂一次仅需要数十分钟,如胚胎细胞、酵母等;
②有些需要按小时计算,例如洋葱根尖细胞的细胞周期约为24h,人消化道上皮细胞的细胞周期为10h左右;
③还有些细胞的细胞周期长达一年至数年。细胞周期长短的差异主要来自分裂间期的不同,细胞一旦进入到分裂期,持续的时间相对比较恒定。
3.细胞有多种分裂方式
无丝分裂:分裂过程是先细胞核延长,从核的中部向内凹进,缢裂成为2个细胞核,整个细胞从中部缢裂成两部分,形成2个子细胞。在整个分裂过程中没有出现纺比体和染色体的变化。这种分裂方式常出现于高度分化成熟的组织中,如蛙的红细胞的分裂,在某些植物的胚乳中胚乳细胞的分裂等。
(1)特点:在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。(2)实例:草履虫等单细胞生物通常以这种方式进行增殖等。
补充:细胞周期蛋白对分裂的影响
细胞周期蛋白(cyclin)和细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)。cyclin 和 CDK 成员们彼此组成不同的复合物来调控细胞周期的有序进程。 它们表现异常,会造成细胞周期进程控制的失败,可能会引发肿瘤细胞的形成。科学家们在多种肿瘤细胞中发现CDK的酶活性过度活跃,使细胞分裂失去控制。因此,设想通过药物来抑制CDK酶活性,从而达到控制肿瘤细胞分裂的效果。
1.如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法不正确的是( )A.若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则c→d过程细胞中DNA含量不变B.若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量,则e点时一条染色体中DNA的含量与a点相同C.若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则a→c过程染色体数目不变D.若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量,则a→c过程染色体数目不变
2.下列几种细胞在进行细胞分裂时,始终观察不到染色体的是( )①洋葱根尖分生区细胞 ②变形虫细胞 ③大肠杆菌细胞 ④蛙的红细胞 ⑤蛙的囊胚期细胞 ⑥人的造血干细胞 ⑦发菜A. ③④⑦B. ③⑥⑦C. ①③⑤D. ②④⑥
3.生物实验中常用盐酸处理实验材料。下列说法正确的是( )A. 盐酸解离根尖的同时也为龙胆紫染色创造酸性环境B. 盐酸处理染色质能促进DNA与派洛宁(吡罗红)结合C. 盐酸浓度过高会破坏过氧化氢酶的空间结构导致其失活D. 盐酸处理细胞有利于健那绿(詹纳斯绿B)对线粒体染色
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