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必修一第六章第一节 细胞增殖

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生长、增殖、分化、衰老、凋亡
 一个细胞的一生
     今天是自私节,我诞生了。我不晓得自己为什么会来到这个世界,只知道我将很快
结束这短暂的生命。我们家族被称作“细胞”,我们没有姓名,没有性别。我只是千千万
万个细胞中普通的一个。
    从诞生的那一刻起,大家都忙碌着,从未停歇,奔走着,繁衍着,把自己分裂,分裂
成的个体再分裂,周而复始。我不解,我不服,我不愿                      !我不想再为别人活着,于是我把
我的新陈代谢调到了最慢,为延长我的寿命。简单地说,我罢工了。
    一个同伴来了,他笑着对我说:“傻子,有多少同伴像你一样啊,罢工只会伤害你自
己的身体,你会变质,会死亡。对了,你要是转化成癌细胞那可不得了。”
    “会怎么样     ?”我追问。
    “你要是变成了癌细胞,虽然寿命会延长,不过最终会毁灭人和所有同类的。”
    会延长寿命     !我暗自高兴,我原本就不打算开工,他这么一说我可是开了窍了。
    “你不会是真想变成癌细胞吧            ?那也太自私了      !”
    自私  ?人类可以自私,我为什么不能自私              ?我要变质,我要变异……终于,功夫不负
有心人,我延长了寿命,达到了目的。我比普通的细胞寿命更长,可看着身边的同伴一个
个死去,我的心里还真有不是滋味。但是,为了自己的长寿,我得继续繁衍,我得继续发
展壮大。终于,人类开始关注我,重视我了。他们为我打针吃药,为我大瓶小瓶地输液。
    而我的主人,却在痛苦地呻吟着,我的存在使他备受折磨。我听医生说,他只有不到
一个月的时间了。哼,那关我什么事               ?但令我吃惊的是,他竟然要求医生立刻摘除他的眼
角膜,把它移植给一位在一次医疗事故中意外失明的小姑娘,提前摘除眼角膜是为了防止
我的扩散。
    我的成就感变得沉重而无趣。看到医生和他的亲人为他这一决定而流泪,我的铁石心
肠中居然生出一丝惭愧,我也做出了一个决定:我要杀死自己,来拯救我的主人。
    因为我实在不能杀死善良,杀死美丽,那么,就杀死我自己吧                        !于是,我死了,在我
的心里,临死前生出了一点高尚……
问题探讨:


多细胞生物的长大,细胞数量的增多?
                是靠体积的增大?
  一、细胞不能无限长大
实验:细胞大小与物质运输的关系?
1、原理(1)酚酞+NAOH       →紫色
      (2)琼脂块的大小模拟细胞大小
      (3)物质扩散的体积与总体积之
比代表物质运输效率
实验:细胞大小与物质运输的关系


  切成不同大小的琼脂
  方块                           切开琼脂方块


 放入盛有NaOH溶液中浸泡。
 慢慢地,    酚酞的琼脂随着
 NaOH溶液的扩散变红
 实验:细胞大小与物质运输的关系
  琼脂块    表面积     体积    表面积/     NaOH扩   NaOH扩散
  的边长     /cm2   /cm3    体积     散的深度     的体积/琼
   /cm                  (相对       /cm   脂块的体积
                       表面积)
    3      54     27       2      0.3     0.036
    2      24      8       3       0.3    0.051
    1      6       1       6      0.3      0.084

细胞体积越大,其相对表面积小,
所以物质运输的效率越低。
二、细胞通过分裂来进行增殖

1.意义:
 生长、发育、繁殖、遗传和变异的基础

           有丝分裂       产生体细胞
2.(真核细胞)
  分裂方式:    无丝分裂

           减数分裂       产生有性生殖细胞
  三、有丝分裂
(一)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。

       分裂间期           末期
                            子细胞
     (90%--95%)      后期
2.阶段                 中期   分
                          裂
       分裂期           前    期     分分
                     期          裂
      (5%--10%)
                              期间
 注:观察有丝分裂时,
 分裂间期细胞数量最多。
3. 细胞周期表示方法:
     A    B


                   A              B  C           D   E           F  G

    方法一:扇形图            方法二:直线图

  细胞周期:B-B       A     C、 C     E、 E     G    
  分裂间期:B-A       A     B、 C     D、E      F    

  分 裂  期:A-B     B     C、 D      E、F     G    
  4.分裂间期(物质准备)

 变化:
 DNA复制,蛋白质合成。
 复制的结果:

    每个染色体(呈染色质状)
形成了两个完全一样的姐妹染
色单体。
染色质、染色体、姐妹染色单体、DNA关系


 着丝点     1    1     1     2    2
 染色质     1    1     1     2    2
 (体)
  DNA    1    2     2     2    2
姐妹染色     0    2     2     0    0
  单体
5.分裂期

根据染色体数目形态的变化,分为四个时期:

    前期    中期    后期    末期

               细胞怎样完成遗
               传物质的平均分
               配?变化的规律
               如何?
(二)植物细胞有丝分裂过程

                ①变化:
                DNA复制;                   核膜
                蛋白质合成。
                                         核仁
               ②结果:                     染色质
               形成染色单体;
               DNA数加倍;
               染色体数不变。
   间期(初)                     间期(末)

染色体:   4----4  DNA:4----8    染色单体:   0----8
                                         纺锤丝
 核膜              ①出现染色体
 核仁              出现纺锤体                  染色体
染色质                                      着丝点
                 核膜核仁消失

         间期                      前期
                 膜仁消失现两体

 染色体:4----4     DNA:8----8    染色单体:   8----8
              ①着丝点排列在
              赤道板上
              ②染色体的形态稳定、
              数目最清晰

    前期                              中期
               形定数晰赤道齐

染色体:4----4     DNA:8----8    染色单体:8----8
                 ①着丝点分裂成两个,
                 染色单体分开,成为两
                 条子染色体。
                 ②纺锤丝收缩,牵引着
                 丝点,两套染色体均分
                 两极

                 染色单体消失;染色
                 体数加倍;DNA数不变。
     中期                                    后期
                 点裂数增均两极

染色体:4----8        DNA:8----8      染色单体:8----0
                染色体变成染色质,
                纺锤体消失,核膜、
                核仁重现                                细
                                                    胞
                在赤道板位置出现细
                                                    板
                胞板
                细胞板扩展成细胞壁,
                形成两个子细胞

                                          末期
      后期         两消两现重建壁

染色体:8----4        DNA:8----4      染色单体:     0----0

研究对象:一个核中的情况。

指出下列各图分别属于植物细胞有丝分裂的什么时期?


     前期             末期              间期


            中期             后期
间期           前期          中期


       后期           末期
  动物细胞有丝分裂过程图


间期         前期          中期


  末期                后期
   动、植物细胞有丝分裂的异同点
    植物细胞有丝分裂           动物细胞有丝分裂
相  分裂过程基本相同;
同  染色体变化规律相同:
点
   a. 分裂间期完成染色体复制;
   b. 分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞
      中去
不  前  由细胞两极发出的        由两组中心粒发出的
同  期  纺锤丝形成纺锤体        星射线,形成纺锤体
点
   末 细胞赤道板位置出         细胞膜从中部向内凹
   期 现细胞板,扩展形         陷,细胞缢裂成两个
     成细胞壁,细胞一         子细胞
     分为二
细胞有丝分裂的特点:
   遗传物质复制后平均分配

细胞有丝分裂的意义:
   前后代保持遗传的稳定性
  染色体、染色单体、DNA数目变化
      (以二倍体生物为例)

        间期    前期    中期    后期     末期

染色体
数(2N)   2N    2N    2N   2N→4N 4N→2N
 染色单
 体数    0→4N   4N    4N    4N→0   0
 DNA
(2C)   2C→4C  4C    4C    4C    4C→2C
(四)图像:
               染色体变化规律
 4N


 2N


   0


       间期        前期     中期     后期    末期
               DNA数目变化规律
4N


2N


   0


        间期        前期      中期   后期     末期
            染色单体变化规律
4N


2N


  0


       间期        前期      中期    后期    末期
五.观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

(一)实验原理:
   在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、
芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是
独立进行的,因此在同一分生组织中可以看
到处于不同分裂时期的细胞。通过在高倍显
微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状
态,就可以判断这些细胞各处于有丝分裂哪
个时期,进而认识有丝分裂的完整过程。染
色体和染色质容易被碱性染料(如龙胆紫和
醋酸洋红)着色。
(三)材料用具:
洋葱  质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液
龙胆紫溶液    (或醋酸洋红溶液)

(四)方法步骤:
  1. 洋葱根尖的培养

  2.装片的制作:解离→漂洗→染色→制片

  3.洋葱根尖细胞有丝分裂的观察:
    先低倍镜后高倍镜

  4.绘图(中期)    
装片的制作流程:解离→漂洗→染色→制片
过程        方    法        时间      目   的
解离  根尖2-3mm,盐酸和酒        3-5  使组织中的细胞
      精混合液(1∶1)         min   相互分离开来
漂洗     根尖酥软,清水           10  洗去药液,防止
                        min    解离过度
                        3-5
染色   龙胆紫或醋酸洋红液                使染色体着色
                        min
制片 根尖弄碎,盖上盖玻片,               使细胞分散开,
    再加一片载玻片,用拇                有利于观察
       指轻压载玻片
                分裂间期

               分裂前期

                 分裂中期


讨论:
 1.你视野中哪一期细胞最多?为什么?
 2.如何比较细胞周期不同时期的时间长短?
制作洋葱根尖有丝分裂装片的关键是什么?
(1)剪取洋葱根尖材料时,应该在洋葱根尖
细胞一天之中分裂最活跃的时间;

(2)解离时,要将根尖细胞杀死,细胞间质
被溶解,使细胞容易分离;

(3)压片时,用力的大小要适当,要使根尖
被压平,细胞分散开
                小    结
    细胞不能无限长大的原因
        意义
                间期
细
    细        有
胞                      前期
    胞        丝
的                      中期
    的        分
增              分裂期
    分  方式    裂         后期
殖
    裂
                       末期
            无丝分裂

            减数分裂
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