细胞的增殖(精品课程).ppt

第五章,细胞的生命历程,无丝分裂 有丝分裂 减数分裂,细胞癌变,致癌因子使得原癌基因和抑癌基因发生突变,方式,细胞的生命历程,第1节 细胞的增殖,一、细胞不能无限长大的原因 二、细胞增殖方式 三、细胞周期 四、细胞无丝分裂过程及生物学意义 五、细胞无丝分裂特点,一、细胞不能无限长大,实验探究：细胞大小与物质运输的关系,切成不同大小的琼脂方块,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,切开琼脂方块,你发现什么了吗？,实验：细胞大小与物质运输的关系,54,27,2,24,8,3,6,1,6,0.5,0.5,0.5,19/270.7,7/80.9,1/1 = 1,扩散效率=,NaOH扩散的体积,整个琼脂块的体积,细胞大小与物质运输的效率有什么关系?,结论：,表面积与体积之比随琼脂块增大而 ；,NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块增大而 ；,减小,减小,细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率越低。,细胞越小，S/V ，物质运输效率 ，代谢越快。,细胞越大，S/V ，物质交换与运输效率 ；,一、细胞不能无限长大的原因,限制因素,1、相对表面积：S(表面积)/V(体积),越小,越低,越大,越高,细胞质中的生理、生化过程都受到细胞核中遗传信息的指导和控制。因此，当细胞质的体积过大时，细胞核对这样大范围的细胞质的调控作用就会相对地减弱，以致造成核、质的不平衡。,2、核质比,连续分裂的细胞，从上一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止所经历的整个过程。,二、细胞周期,1、定义：,下列细胞是否都具有细胞周期？为什么？ 洋葱的表皮细胞、哺乳动物成熟的红细胞 愈伤组织细胞、根尖生长点细胞、造血干细胞 小鼠骨髓瘤细胞、受精卵、高等动物卵细胞,噬菌体有细胞周期吗？,动物：,已分化成熟的细胞及进行减数分裂的细胞无细胞周期。,造血干细胞、皮肤生发层细胞等。,根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织、茎的形成层细胞等,植物：,注意:精卵原细胞既可有丝分裂也可减数分裂,二、细胞周期,2、组成：,分裂间期,分裂期(M),G1期,S期,G2期,占细胞周期的(90%95%),占细胞周期的(5%10%),（1）DNA合成前期(G1期)：,合成 和 ，为 的合成做准备。,蛋白质,RNA,DNA,（2）DNA合成期(S期)：,主要进行 ，使DNA含量 。,DNA复制,增加一倍,（3）DNA合成后期(G2期)：,合成 和 ，为 的合成做准备。,纺锤丝,蛋白质,RNA,主要成分：蛋白质,(分裂过程是连续的，不同分裂时期是人为划分的。),3、表示方法：,间期： 分裂期： 细胞周期：,间期： 分裂期： 细胞周期：,说明：上图中的甲甲或b+c从时间上与一个细胞周期持续的时间相等，但不能表示细胞周期。,乙乙,乙甲,甲乙,ab或cd,a或c,b或d,扇形图,直线图,曲线图,柱形图表示法,(1)内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同。,4.影响细胞周期的因素：,(2)外部因素：主要有温度、pH、射线、生理和病理状况等。这些因素通过影响酶的活性而影响细胞周期。低温时，细胞周期变长。,三、细胞有丝分裂过程,（一）间期,（二）分裂期,染色体的复制 ( DNA的复制和蛋白质的合成),分裂过程是连续的，不同分裂时期是人为划分的。,动物细胞：,中心体的复制,前期,中期,后期,末期,占细胞周期的(5%10%),染色体散乱分布,1、前期,“核膜核仁消失， 染色体纺锤体出现”,核膜,核仁,染色体,着丝粒排列在 上，染色体形态固定，数目清晰。,2.中期,“形定数晰赤道齐”,赤道板,观察染色体最好的时期,分裂， 分开形成单独的染色体，由 牵引向细胞两级移动。,3. 后期,“点裂数加均两极”,染色体,着丝点,姐妹染色单体,纺锤丝,思考：着丝点的断裂是纺锤丝牵引的结果吗,4.末期,核仁、核膜出现,纺锤体,染色体,染色质,消失,两出现,两消失,出现细胞板，形成新细胞壁，,1个细胞,2个细胞,两消两现重开始,继续分裂：始终处于细胞周期中，保持连续分裂状态。如：受精卵、部分红骨髓细胞（造血干细胞）、皮肤的生发层(基底层)细胞、癌细胞、植物的形成层细胞、根尖的分生区细胞和芽的顶端分生组织等等。 暂时停止分裂：仍然具有分裂能力，在合适的条件下仍可以回到分裂周期中继续进行细胞分裂。如：某些免疫淋巴细胞、肝、肾细胞、大部分造血干细胞等等。 细胞分化：细胞不分裂，就必然分化。这类细胞完全脱离细胞周期，不再分裂，而是分化为组织、器官和其他细胞。如：骨骼细胞、白细胞、神经、肌纤维细胞和植物韧皮部细胞、筛管细胞等等。,（三）分裂后子细胞的去路,四、有丝分裂的意义,亲代的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去，每个子细胞都获得了与母细胞同样的一份染色体，具有相同的遗传信息。 因而保持了遗传的稳定性。,(1)DNA加倍的时期_，原因： ； (2)染色体加倍的时期_，原因：_. (3)染色单体形成的时期_，消失于 。 (4)染色体出现、观察最好时期分别为_、_。 (5)有丝分裂的细胞中 （有、无）同源染色体在后 期同源染色体加倍_（有、无）联会配对现象. （6）染色体的数目以 的数目为依据。,间期,DNA复制,后期,间期,前期,中期,着丝粒分裂,有,思考：有丝分裂的细胞中,着丝粒,无,后期,5,8,7,6,4,3,2,1,4,1,2,6,5,8,3,7,五、有丝分裂的图像识别,动物细胞的有丝分裂,六、动植物细胞有丝分裂的比较,七、动植物细胞有丝分裂的比较,1、间期都有染色体的复制；,2、核膜、核仁的变化相同；,3、染色体的行为变化完全相同。,间期： 复制。,前期： 发出星射线构成纺锤体。,末期： 形成细胞壁分成两个子细胞,末期： 内陷缢裂成两个子细胞,中心粒,细胞板,细胞膜,前期： 发出 纺锤丝构成纺锤体。,细胞两极,中心体,(1)染色体形态变化,(2)纺锤体变化,(3)核膜、核仁变化,(4)中心体变化,(5)染色体行为变化,八、细胞周期中几种关键结构的变化,同一物质在细胞不同时期的两种存在形式,染色质,主要是DNA蛋白质，还有少量RNA,组成,(丝状),染色体,(棒状),1、染色体的形态结构的变化,行为,形态,1、染色体的形态结构的变化,2、细胞有丝分裂有关的细胞器,动物、植物,整个时期,但主要是间期,各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质)的合成,中心体,动物、低等植物,前期,纺锤体的形成,高尔 基体,植物,末期,细胞壁的形成,线粒体,动物、植物,整个时期,提供能量,3.有丝分裂中染色体，DNA、染色单体、染色体组数各时期的变化,有丝分裂,间期,前期,中期,后期,末期,染色体,染色单体,DNA数目,着丝点分裂后 加倍,复制后，着丝点分裂前才有,复制后加倍，分裂后恢复,2N,2N,2N,4N,2N,04N,4N,4N,0,0,2a4a,4a,4a,4a,2a,说明,假设母细胞染色体为2N,DNA为2a,染色体组,2,2,2,4,2,着丝点分裂后 加倍,4. 染色体，DNA、染色单体变化曲线,0,0,间期,前期,中期,后期,末期,2n,4n,2n,4n,间期,前期,中期,后期,末期,染色体,DNA,0,1,2,间期,前期,中期,后期,末期,DNA,每条染色体上DNA数目,0,0,间期,前期,中期,后期,末期,2n,4n,2n,4n,间期,前期,中期,后期,末期,染色体,DNA,提醒 动、植物的结构不同(如植物有细胞壁)，导致分裂的方式不同。动植物细胞有丝分裂的区别要注意特例： (1)细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞，低等植物细胞有丝分裂的分裂期,纺锤体的形成也与中心体有关。 (2)细胞分裂的过程中不出现中心体的不一定是植物细胞，也有可能是进行无丝分裂或者二分裂的细胞。 (3)区分动、植物有丝分裂的方法子细胞形成方式、细胞板结构。,2(2014北京西城区高三检测)下图为某种植物根尖细胞分裂过程中染色质与染色体规律性变化的模式图。下列相关判断正确的是( ) A过程是有丝分裂间期，此时细胞内核膜解体、核仁消失 B低温处理导致过程中染色单体不分开使染色体数目加倍 C过程处于有丝分裂后期，细胞中的染色体组数增加一倍 D过程中DNA解旋酶可使染色体解旋变为细丝状的染色质,C,连续两次有丝分裂,第一次分裂的细胞中每条染色体都含15N和14N,九、有丝分裂次数和DNA成份关系,第二次分裂前期和中期细胞中染色体全部含15N和14N，后期细胞中染色体一半含15N，一半只含14N。每个子细胞中含15N的染色体数量为0全部。,蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是( ) A每条染色体的两条单体都被标记 B每条染色体中都只有一条单体被标记 C只有半数的染色体中一条单体被标记 D每条染色体的两条单体都不被标记,B,十、无丝分裂（真核特有）,1、过程：核先延长，后缢裂为二，同 时质中央缢为两个子细胞。,2、特点：不出现纺锤丝和染色体。,3、实例：人的肝细胞、肾小管上皮细胞、肾上腺皮质细胞、蛙的红细胞、蚕的睾丸上皮细胞,？,无丝分裂的过程中DNA进行复制吗？,实现了DNA的复制及平均分配 无丝分裂和有丝分裂相比，速度较快，耗能较少,无丝分裂:一般是细胞核先延长，从核的中部向内凹进，缢裂成为两个细胞核；接着整个细胞从中部缢裂成两部分,(一）盐酸和酒精混合液（11）使组织中的细胞相互分离开来。 (二)高等植物的分生组织有丝分裂较旺盛。 (三)细胞有丝分裂各个时期染色体的形态和行为变化不同， 可用高倍显微镜根据各个时期内染色体的变化情况，识 别该细胞处于哪个时期。 (四)细胞核内的染色体易被碱性染料(如龙胆紫)染成深色。,一、实验原理,十一、实验：,观察根尖分生组织细胞的有丝分裂,观察根尖分生组织细胞有丝分裂,2.漂洗,3.染色,4.制片,5.观察,依次找到分裂中期、后期、 末期、前期、间期的细胞,二、有关试剂及作用 （一）解离所用药液是由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按11混合而成的，其作用是使组织中的细胞分离开来。 （二）漂洗所用的液体是清水，其作用是洗去解离液，利于染色。 （三）染色用0.01gmL1或0.02gmL1的龙胆紫溶液，能使染色体着色。,易错归纳,1.剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，同时注意剪取的时间，一般在上午10点至下午2点左右，此时分生区细胞分裂旺盛。 2.解离充分，细胞才能分散，细胞才不会重叠。 3.染色时，染色液的浓度和染色时间必须掌握好，应注意染色不能过深，否则镜下一片紫色，无法观察细胞图像。 4.压片时用力必须恰当，过重会将组织压烂，过轻则细胞未分散，二者都将影响观察。,考点三 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂,1.实验原理 （1）龙胆紫将染色体染成深色。 （2）盐酸和酒精混合液（1