第11讲细胞的增殖

1、第第11讲讲 细胞的增殖细胞的增殖 学习目标学习目标1.1.理解细胞为什么不能无限长大理解细胞为什么不能无限长大2.2.理解细胞周期的概念理解细胞周期的概念3.3.记住植物细胞有丝分裂各期的主要特点记住植物细胞有丝分裂各期的主要特点 1、细胞体积越大，相对表面积越、细胞体积越大，相对表面积越 ，其物资运输效率越，其物资运输效率越 。 、细胞体积的增加会加重细胞控制中心、细胞体积的增加会加重细胞控制中心-的负担。的负担。 细胞细胞无限长大。无限长大。 一、细胞不能无限长大细胞不能无限长大小小低低细胞核细胞核不能不能练习：练习：生物体的长大是靠细胞数量增多，细胞体积增大来实现的。但是细胞不能生物体

2、的长大是靠细胞数量增多，细胞体积增大来实现的。但是细胞不能无限增大。在无限增大。在“细胞大小与物质运输的关系细胞大小与物质运输的关系”的实验中，用含酚酞的琼脂块代表的实验中，用含酚酞的琼脂块代表细胞，探究细胞的表面积与体积之经与物质运输效率的关系。细胞，探究细胞的表面积与体积之经与物质运输效率的关系。 （一）方法步骤如下：（一）方法步骤如下： （1 1）用小刀将含酚酞的琼脂块切成三块同样大小边长为）用小刀将含酚酞的琼脂块切成三块同样大小边长为3cm3cm的立方体，编号的立方体，编号1 1、2 2、3 3。 （2 2）将上以上三块琼脂块样品，浸入）将上以上三块琼脂块样品，浸入0.1%0.1%、0

3、.2%0.2%、0.3%0.3%的的NaOHNaOH溶液中，处理溶液中，处理1010分钟。分钟。 （3 3）浸泡期间不要用勺子翻动琼脂块和挖动其表面。）浸泡期间不要用勺子翻动琼脂块和挖动其表面。 （4 4）戴上手套，取出琼脂块样品，吸干浮液后，分别将每一样品切成两半，）戴上手套，取出琼脂块样品，吸干浮液后，分别将每一样品切成两半，观察切面，测量每一切面上观察切面，测量每一切面上NaOHNaOH扩散深度，记录结果并分析。扩散深度，记录结果并分析。 请找出实验中错误之处请找出实验中错误之处 。边长分别为边长分别为3cm3cm、2cm2cm、1cm1cm的立方体；的立方体；都侵入都侵入0.1%0.1

4、%的的NaOHNaOH溶液中；溶液中；浸泡期间要用勺子不断翻动琼脂块。浸泡期间要用勺子不断翻动琼脂块。 （二）分析结果：某同学通过实验计算出样品相关数据入下表：（二）分析结果：某同学通过实验计算出样品相关数据入下表：（1）据表回答：三个样品中）据表回答：三个样品中NaOH的扩散深度比较如的扩散深度比较如何？何？ 。 （2）NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而大而 。 由此可反映出细胞大小与物质运输的关系由此可反映出细胞大小与物质运输的关系 。琼脂块样品琼脂块样品表面积（表面积（cm2）体积（体积（cm3）比值（表面积：比值（表

5、面积：体积）体积）1 1号号545427272 2：12 2号号24248 83 3：13 3号号6 61 16 6：1减小减小 扩散深度相同扩散深度相同细胞越大，细胞越大， 物质运输的效率越低物质运输的效率越低是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础3 3、细胞增殖的意义是什么？、细胞增殖的意义是什么？4 4、真核细胞分裂的方式有几种？、真核细胞分裂的方式有几种？无丝分裂无丝分裂有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂细胞分裂细胞分裂亲代细胞的亲代细胞的_经过复制，平均分配到两个子细胞经过复制，平均分配到两个子细胞中，在亲代和子代之间保持了中，在亲代和子代之间保持了_

6、的稳定性，对于的稳定性，对于生物的遗传具有重要意义。生物的遗传具有重要意义。染色体染色体遗传性状遗传性状二、细胞周期二、细胞周期连续分裂连续分裂的细胞，从一次分裂的细胞，从一次分裂完成完成时开始，到下一次时开始，到下一次分裂分裂完成完成时为止。时为止。（1 1）概念：）概念：细胞分裂细胞分裂间期间期细胞细胞分裂期分裂期（2 2）阶段）阶段细胞周期的概念1、细胞周期的概念、细胞周期的概念2.2.准确理解准确理解“细胞周期细胞周期”（1）“连续分裂的细胞连续分裂的细胞”才具有细胞周期；才具有细胞周期；（2）间期在前，分裂期在后；间期在前，分裂期在后；（3）间期长，分裂期短；间期长，分裂期短；（4）

7、不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。只有只有连续分裂的细胞才有细胞周期连续分裂的细胞才有细胞周期，如植物形成层细胞、根，如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。高度分化的细胞没有细胞周期高度分化的细胞没有细胞周期，如神经细胞、表皮细胞等。，如神经细胞、表皮细胞等。发生发生减数分裂的细胞无细胞周期减数分裂的细胞无细胞周期。 （5 5）细胞周期与变异等知识的联系：细胞周期与变异等知识的联系：联系基因突变：在细胞分裂联系基因突变：在细胞分裂间期间期，DNA复制时容易受到内复制时容易受到

8、内外因素的干扰而发生差错，即发生外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变基因突变。联系染色体变异：在细胞分裂联系染色体变异：在细胞分裂前期前期，秋水仙素或低温都可，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成抑制纺锤体的形成，出现，出现多倍体多倍体细胞。细胞。联系细胞癌变：用药物作用于癌细胞，在分裂间期，联系细胞癌变：用药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。3.细胞周期图：细胞周期图：起起 点：点：一次分裂完成时一次分裂完成时终终 点：点：下一次分裂完成时下一次分裂完成时(2)柱形图表示法：柱形图表示法：B组组DNA含量在含量在2n

9、到到4n之间，说明细胞正处于之间，说明细胞正处于DNA复制复制时时期；期；C组细胞中组细胞中DNA已经加倍说明细胞处在已经加倍说明细胞处在分裂分裂期。期。三、有丝分裂三、有丝分裂1、植物细胞有丝分裂过程植物细胞有丝分裂过程复习提问：下图所示序号的结构名称是什么？复习提问：下图所示序号的结构名称是什么？核膜核膜核仁核仁染色质染色质细胞壁细胞壁染色体与染色质是同一物质在不同时期的两种形态。染色体与染色质是同一物质在不同时期的两种形态。染色单体染色单体染色体染色体=蛋白质蛋白质+DNA1个个无无染色单体染色单体 的染色体的染色体(质质)1个个有有2条条染色单体染色单体 的染色体的染色体染色体复制染色

10、体复制DNA着丝点分裂着丝点分裂染色单体分开染色单体分开着丝点着丝点高度螺旋高度螺旋2个个无无染色单体染色单体 的染色体的染色体植物细胞有丝分裂过程植物细胞有丝分裂过程DNADNA复制加倍、复制加倍、有关蛋白质合成有关蛋白质合成细胞适度生长细胞适度生长出现染色体、出现染色体、 出现纺锤体出现纺锤体核膜、核仁消失核膜、核仁消失纺锤丝纺锤丝染色体染色体着丝点着丝点植物细胞有丝分裂过程植物细胞有丝分裂过程所有染色体的着所有染色体的着丝点都排列在赤道丝点都排列在赤道板上板上 染色体的形态和染色体的形态和数目最清晰数目最清晰植物细胞有丝分裂过程植物细胞有丝分裂过程着丝点一分为二，着丝点一分为二，姐妹染色

11、单体分开，姐妹染色单体分开，成为两条染色体。并成为两条染色体。并分别向两极移动分别向两极移动染色单体消失，染染色单体消失，染色体数目加倍色体数目加倍植物细胞有丝分裂过程植物细胞有丝分裂过程植物细胞有丝分裂过程植物细胞有丝分裂过程染色体变成染色质，染色体变成染色质，纺锤体消失纺锤体消失核膜、核仁重现核膜、核仁重现在赤道板位置出现在赤道板位置出现细胞板细胞板细胞板细胞板植物细胞有丝分裂过程植物细胞有丝分裂过程细胞板扩展成分隔细胞板扩展成分隔两个子细胞的细胞两个子细胞的细胞壁壁植物细胞有丝分裂过程植物细胞有丝分裂过程细胞壁细胞壁分裂间期和分裂期的主要特征分裂间期和分裂期的主要特征 分裂间期：分裂间期

12、： 分裂期：分裂期： 完成完成DNA复制复制和有关和有关蛋白质的合成蛋白质的合成 前期：前期： 中期：中期： 后期：后期： 末期：末期： 两失（两失（核膜、核仁核膜、核仁）两现（）两现（染色体、纺锤体染色体、纺锤体）一散）一散乱（乱（染色体染色体） 两现（两现（核膜、核仁核膜、核仁）两失（）两失（染色体、纺锤体染色体、纺锤体）壁形成）壁形成 点（点（着丝点着丝点）裂平分向两极）裂平分向两极 点（点（着丝点着丝点）列赤道板）列赤道板指出下列各图分别属于植物细胞有丝分裂的什么时期？指出下列各图分别属于植物细胞有丝分裂的什么时期？前期前期末期末期间期间期中期中期后期后期植物细胞有丝分裂植物细胞有丝分

13、裂动物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂不不同同前前期期末末期期相相同同2.2. 区别动、植物细胞的有丝分裂区别动、植物细胞的有丝分裂细胞两极发出纺细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体锤丝形成纺锤体细胞中部形成细胞板，扩细胞中部形成细胞板，扩展形成细胞壁，结果形成展形成细胞壁，结果形成两个子细胞两个子细胞由中心粒发出星射线，形由中心粒发出星射线，形成纺锤体（中心粒在间期成纺锤体（中心粒在间期复制）复制）细胞膜从中部向内陷，细胞细胞膜从中部向内陷，细胞质缢裂成两部分，一个细胞质缢裂成两部分，一个细胞分裂成两个子细胞分裂成两个子细胞染色体变化规律相同；分裂间期染色体复制；染色体变化规律相同；分裂间期染色体复制；

14、分裂期实现染色体平均分配到两个细胞中去分裂期实现染色体平均分配到两个细胞中去(1)观察染色体最好的时期是中期观察染色体最好的时期是中期。(2)有丝分裂全过程各个时期有丝分裂全过程各个时期始终有同源染色体存在，但不配对也不分开始终有同源染色体存在，但不配对也不分开。(3)赤道板与细胞板的区别：赤道板与细胞板的区别：赤道板不是细胞结构，是一假想平面赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显，在光学显微镜下看不到；微镜下看不到；细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期丝分裂的末期。3 3、有丝分裂中染色体、有丝分裂中

15、染色体、DNADNA、染色单体数目变化、染色单体数目变化N2N4N间期间期前期前期中期中期后期后期末期末期表示染色体变化表示染色体变化表示表示DNA变化变化DNA加倍，加倍，染色体不染色体不加倍加倍DNA不不加倍，加倍，染色体染色体加倍加倍DNA减半，减半，染色染色体减体减半半染色体复制染色体复制着丝点分裂着丝点分裂染色单体分开染色单体分开高度螺高度螺旋旋b为染色单体，形成于间期，出现于前期，后期随着丝点分裂而消为染色单体，形成于间期，出现于前期，后期随着丝点分裂而消失。失。前期出现、并等于前期出现、并等于DNA分子数分子数c、且是染色体数且是染色体数a的的2倍倍，后期。后期。提供能量提供能量

16、整个时期整个时期动物、动物、植物植物线粒体线粒体细胞壁的形成细胞壁的形成末末期期植物植物高尔基体高尔基体纺锤体的形成纺锤体的形成前前期期动物、动物、低等植物低等植物中心体中心体各种蛋白质各种蛋白质(组成染色体的组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质蛋白质和细胞内的蛋白质)的合成的合成整个时期，但整个时期，但是主要是间期是主要是间期动物、动物、植物植物核糖体核糖体生理作用生理作用作用时期作用时期细胞类型细胞类型细胞器细胞器 4. 4.与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用四、四、 无丝分裂无丝分裂因为因为没有出现纺锤没有出现纺锤丝和染色体的变化丝和染色体

17、的变化，所以叫无丝分裂。所以叫无丝分裂。核先延长缢裂核先延长缢裂，接，接着整个细胞从中部着整个细胞从中部缢裂，形成两个子缢裂，形成两个子细胞，如细胞，如蛙的红细蛙的红细胞胞。（1 1）植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。（2 2）各个细胞的分裂是独立进行的，所以可以在同一分）各个细胞的分裂是独立进行的，所以可以在同一分生组织中看到处于不同分裂时期的细胞。生组织中看到处于不同分裂时期的细胞。（3 3）有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根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据各个时期内染色体的变

18、化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。的哪个时期。（4 4）细胞核内的染色体细胞核内的染色体( (质质) )易被碱性染料染色。易被碱性染料染色。五、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂五、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1.1.实验原理实验原理(1)(1)洋葱根尖的培养：洋葱根尖的培养：实验前培养实验前培养3 d-4 d3 d-4 d，待根长到约，待根长到约5 cm5 cm。(2)(2)装片的制作：装片的制作：取材：取根尖取材：取根尖2-3 mm2-3 mm2.2.实验操作步骤实验操作步骤 制片：用镊子尖将根尖弄碎，盖上盖玻片，复加一块载玻制片：用镊子尖将根尖弄碎，盖上盖玻片，复加一块载玻片，用拇

19、指轻压使其呈絮状片，用拇指轻压使其呈絮状3.3.观察观察(1)(1)先低倍镜观察先低倍镜观察：根据根尖特点：根据根尖特点找到分生区细胞找到分生区细胞。后高倍镜观察后高倍镜观察：先找中先找中期，后找前、后、末期细胞。期，后找前、后、末期细胞。(2)(2)分生区细胞特点：分生区细胞特点：细胞呈正方形，排列紧密细胞呈正方形，排列紧密。选材时，需选分裂期在细胞周期中所占比例大的植物品种，剪取根尖时不宜过长，选材时，需选分裂期在细胞周期中所占比例大的植物品种，剪取根尖时不宜过长，保证选取的是分生区细胞。保证选取的是分生区细胞。解离时间要严格控制，解离时间不能太短，否则细胞间果胶未溶解，压片时细胞不解离时

20、间要严格控制，解离时间不能太短，否则细胞间果胶未溶解，压片时细胞不易分散，达不到效果；时间过长则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和易分散，达不到效果；时间过长则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。制片。控制染色时间，染色时间不能太短，否则染色体或染色质不能完全着色；时间过长控制染色时间，染色时间不能太短，否则染色体或染色质不能完全着色；时间过长则使细胞核等其他部分充满染色剂无法分辨染色体。则使细胞核等其他部分充满染色剂无法分辨染色体。压片时用力必须恰当，过重时会将组织压烂，过轻则细胞未分散，二者都影响观察压片时用力必须恰当，过重时会将组织压烂，过轻则细胞未分散，二者

21、都影响观察效果。效果。对细胞有丝分裂的过程观察不可能看到连续的分裂过程，对细胞有丝分裂的过程观察不可能看到连续的分裂过程，因为在解离过程中细胞已因为在解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定的时期经死亡，观察到的只是一个固定的时期，要不断地移动装片，在不同的视野中找到各个，要不断地移动装片，在不同的视野中找到各个时期的分裂图像，所以在制作装片时要让细胞分散成一层细胞，这样才能找到各个分裂时期的分裂图像，所以在制作装片时要让细胞分散成一层细胞，这样才能找到各个分裂时期的细胞。时期的细胞。 练习题练习题 1 1、用光学显微镜观察有丝分裂过程，参照下表应选择下列哪种、用光学显微镜观察有丝分裂过程

22、，参照下表应选择下列哪种植物作为最佳实验材料（植物作为最佳实验材料（ ）植物种别（选植物种别（选项）项）细胞周期时间（小时）细胞周期时间（小时）分裂间期分裂间期分裂期分裂期合计合计A.物种物种10.60.411B.物种物种180.518.5C.物种物种16.5218.5D.物种物种10.42.312.7D2 2、右图表示某植物细胞分裂的不同时期与每条染色体、右图表示某植物细胞分裂的不同时期与每条染色体DNADNA含量变化含量变化的关系。下列对图示的分析，错误的是的关系。下列对图示的分析，错误的是 A ADNADNA合成抑制物的作用发生于合成抑制物的作用发生于ABAB段段B B适当的秋水仙素溶液

23、作用的时期可以在适当的秋水仙素溶液作用的时期可以在BCBC段段C C有丝分裂后期处于有丝分裂后期处于BCBC段段D D减数第二次分裂的前期在减数第二次分裂的前期在BCBC段段C3. 3. 中国水仙是传统观赏花卉中国水仙是传统观赏花卉, ,由于其高度不育由于其高度不育, ,只能进行无性繁殖只能进行无性繁殖, ,因而品种稀少。因而品种稀少。 为了探究中国水仙只开花不结实的原因为了探究中国水仙只开花不结实的原因, ,有研究者开展了染色体核型分析实验有研究者开展了染色体核型分析实验, ,先先制作了临时装片进行镜检、拍照制作了临时装片进行镜检、拍照, ,再对照片中的染色体进行计数、归类、排列再对照片中的

24、染色体进行计数、归类、排列, ,主主要步骤如下要步骤如下: :请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)选取新生根尖作为实验材料的主要原因是选取新生根尖作为实验材料的主要原因是 。(2)(2)实验过程中用实验过程中用1mol 1mol L L-1-1HCl HCl 解离的目的是解离的目的是 。(3)(3)该实验采用卡宝品红作为染色剂该实验采用卡宝品红作为染色剂, ,与卡宝品红具有相似作用的试与卡宝品红具有相似作用的试剂有剂有 ( (填序号填序号) )。双缩脲试剂双缩脲试剂 醋酸洋红液醋酸洋红液 龙胆紫溶液龙胆紫溶液 秋水仙素溶秋水仙素溶液液(4)(4)镜检时镜检时, ,应不断移动装片应不断移动装片, ,以寻找处于以寻找处于 期且染色体期且染色体 的细胞进行拍照。的细胞进行拍照。新生根尖分生区细新生根尖分生区细胞分裂旺盛胞分裂旺盛 使组织细胞相互分离使组织细胞相互分离中中分散良好分散良好(5)(5)由右上图核型分析结果由右上图核型分析结果, ,得出推论得出推论: :中国水仙只开花不结实的原中国水仙只开花不结实的原因是因是 。(6)(6)为了进一步验证上述推论为了进一步验证上述推论, ,可以优先选用可以优先选用 ( (填序号填序号) )作为实验作为实验材料进行显微观察。材料进行显微观察。花萼花萼 花