细胞分裂及生命历程.ppt

细胞大小与物质运输效率的关系,1.生物体生长的原因,（1）细胞的生长增大细胞体积,（2）细胞的分裂增加细胞数目,如：新生儿约有21012个，成年人约有61013个。,2.细胞不能无限长大的原因,（1）细胞表面积与体积之比（细胞的相对表面积）,（2）细胞的核质比,3.细胞体积不能过小的原因,细胞维持正常的独立生活功能，需要一定类型和数量的酶及蛋白质。,一、细胞增殖,有丝分裂,无丝分裂,减数分裂,3.真核细胞分裂的方式,1.意义,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。,2.过程,包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。,二、有丝分裂,（一）细胞周期,是细胞生长和分裂的周期变化。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，为一个细胞周期。,1.概念,2.阶段,分裂间期：,从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前。约占细胞周期的9095，主要完成染色体（DNA）的复制和蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。,分裂期,前期中期后期末期,染色体,1条,1条,2条,DNA,1个,2个,2个,染色单体,0,2条,0,染色体,（二）高等植物细胞有丝分裂过程,完成DNA的复制和有关蛋白质的合成细胞有适度的生长,染色质螺旋为染色体核膜消失、核仁解体两极发出纺锤丝形成纺锤体染色体杂乱的分布在纺锤体中央,“膜、仁消失现两体”,所有染色体的着丝点排列在赤道板上染色体的形态稳定、数目清晰,“赤道板上排整齐”,着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，分别移向两极染色体数目加倍，平均分配到两极,“点裂数加均两极”,“两失两现重开始”,染色体变成染色质纺锤体逐渐消失核膜、核仁重现在赤道板位置出现细胞板，细胞板从中央向四周扩展形成的细胞壁,间期,（三）动物细胞有丝分裂过程,分裂过程基本相同，染色体变化规律相同,由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体,由两组中心粒发出星射线形成纺锤体,细胞中部形成细胞板细胞壁，将细胞均分为两个子细胞,细胞膜从细胞的中央向内凹陷，将细胞缢裂成两部分,高等植物细胞与动物细胞有丝分裂的比较,（四）有丝分裂的意义,亲代细胞的染色体经过复制以后，精确的平均分配到两个子细胞中去（分裂前后，染色体数目恒定不变）。由于染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。有丝分裂对生物的遗传有重要意义。,假设正常体细胞的核中DNA含量为2a，染色体数为2N，则,复制,（五）有丝分裂过程中染色体数目和DNA含量的变化,DNA,染色体,三、无丝分裂,3.特点,1.实例,2.过程,蛙的红细胞的无丝分裂,（1）细胞核延长，核中部凹进，缢裂成两个细胞核,（2）整个细胞延长，从中部缢裂成两个子细胞,分裂过程无纺锤丝和染色体的出现，所以叫无丝分裂，但DNA也要复制并平均分配。,1.下列选项中，两类细胞的染色体数目均可呈周期性变化的是（）A.蛙的红细胞与淋巴细胞B.小鼠骨髓瘤细胞与杂交瘤细胞C.人的胚胎干细胞与成熟红细胞D.牛的精细胞与精原细胞,2.玉米体细胞中染色体数为20条，一个有丝分裂后期的细胞内，全部的染色体和DNA数目分别是（）A等于40、小于40B等于40、大于40C等于40、等于40D大于40、大于40,3.请根据有丝分裂中核内DNA变化曲线和分裂图像回答下列问题：,5,实验一细胞大小与物质运输效率的关系1实验原理（1）用含有酚酞的琼脂块模拟细胞，以NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。（2）由于酚酞遇NaOH显紫红色，可以通过测量NaOH扩散进入琼脂块的深度，获得相应数据，从而计算、比较不同体积琼脂块吸收物质的速率，进而探究细胞表面积与体积之比与物质运输效率的关系。,2实验步骤制备琼脂块：用塑料餐刀将琼脂块切成边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体。浸泡：将3块琼脂块放在烧杯内，加入质量分数为0.1%的NaOH溶液，将琼脂块淹没，浸泡10分钟，用塑料勺不时翻动琼脂块。(注意：不要将琼脂块切开或挖动其表面)切割：戴上手套，用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液中取出来，用纸巾把溶液吸干，用塑料刀把琼脂块切成两半。测量、记录、计算：观察切面，测量每一琼脂块上NaOH扩散的深度，记录测量结果，进行计算，并填表。,3结果讨论（1）从琼脂块的颜色变化可知NaOH扩散到多深。（2）在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。（3）NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。,4实验结论细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输的效率越低，所以多细胞生物都是由许多细胞而不是由少数体积更大的细胞构成的；细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。,实验二：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1实验原理（1）高等植物体的分生区细胞能进行有丝分裂，可以利用高倍显微镜观察这个过程，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。（2）细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)染色，便于观察。2方法步骤（1）洋葱根尖的培养：待根长至约5cm时，剪取根尖。,（2）装片的制作,四、减数分裂,（一）精子的形成,精原细胞,复制,联会,初级精母细胞,四分体,同源染色体：,联会的两条染色体形状和大小一般都相同一条来自父方，一条来自母方,四分体中的非姐妹染色单体之间的交叉互换,精原细胞,复制,联会,初级精母细胞,四分体,次级精母细胞,同源染色体分离，非同源染色体自由组合（无互换）,1个精原细胞,n个精原细胞,4个2种精子,4n个4种精子,同源染色体分离，非同源染色体自由组合（无互换）,非同源染色体自由组合导致配子的多样性,（二）卵子的产生,减数第二次分裂,卵细胞,联会、四分体同源染色体分离非同源染色体自由组合,复制（间期）,精原细胞,次级精母细胞,初级精母细胞,精子,精细胞,卵原细胞,次级卵母细胞,初级卵母细胞,极体,着丝点分裂姐妹染色单体分开,变形,极体,极体,第二极体,第一极体,减数第一次分裂,减数第二次分裂,减数第一次分裂,有联会现象,无联会现象,同源染色体分离,姐妹染色单体分离,染色体数目减半,染色体数目不变,减数第一次分裂与第二次分裂比较,DNA数目减半,DNA数目再次减半,染色体复制,染色体不复制,（三）有丝分裂和减数分裂比较,有丝分裂,减数第一次分裂,减数第二次分裂,（三）有丝分裂和减数分裂比较,（四）有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较,6关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是（）A两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同B两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同C两者后期染色体行为和数目不同，DNA分子数目相同D两者后期染色体行为和数目相同，DNA分子数目不同,C,7.下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是（）A.分裂间期有DNA和中心体的复制B.分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍C.纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期D.染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期,A,8.雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞（C1、C2），一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞（S1、S2）。比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息，正确的是（）ADNA数目C1与C2相同，S1与S2不同B.遗传信息C1与C2相同，S1与S2不同CDNA数目C1与C2不同，S1与S2相同D.遗传信息C1与C2不同，S1与S2相同,B,9对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是（）A若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点B若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点C若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点D若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点,B,10右图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是（）A此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞B此细胞中基因a是由基因A经突变产生C此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞D此动物体细胞内最多含有四个染色体组,A,11基因型为AaXnY小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的型配子。等位基因、位于号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是（）2号染色体一定在减数第二次分裂时末分离2号染色体可能在减数第一次分裂时末分离性染色体可能在减数第二次分裂时末分离性染色体一定在减数第一次分裂时末分离A.B.C.D.,A,五、细胞的分化,1.概念,在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。,2.特点,持久性：,在生物体的整个生命过程都有，只是在胚胎发育时期达到最大值。,相对稳定性：（不可逆）,一般情况下，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。,3.意义,使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提高各种生理功能的效率。,4.机理：,基因选择性表达的结果,同一个体的不同体细胞中核遗传物质完全相同，但由于选择性表达的基因不同，因而转录生成的mRNA及翻译生成的蛋白质不同，从而使不同的细胞在形态、结构及生理功能出现差异。,六、细胞的全能性,1.概念：,已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。,2.细胞具有全能性的原因,同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，所以已经分化的体细胞都有一整套和受精卵相同的基因，即含有形成完整个体所需的全套基因，因此分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。,3.植物细胞全能性高度分化的植物细胞仍然具有全能性。例如：胡萝卜根组织的细胞可以发育成完整的新植株,4.动物细胞全能性高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但是，细胞核仍然保持着全能性。例如：克隆羊多莉,5.全能性大小：受精卵生殖细胞体细胞,6.全能性表达的标志：由细胞发育成完整的个体,12.关于细胞分化的叙述，错误的是（）A.白细胞和红细胞都是由造血干细胞分化来的B.基因突变可使已分化的正常细胞变成癌细胞C.同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同D.同一个体茎分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强,C,13哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示，图中除成熟红细胞外，其余细胞中均有核基因转录的RNA。下列叙述错误的是（）A.成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳B.网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质C.造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同D.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达,D,七、细胞的衰老,（一）个体衰老与细胞衰老的关系,个体衰老与细胞衰老都是生物体正常的生命现象单细胞生物体，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡多细胞生物体，个体衰老的过程就是组成个体的细胞普遍衰老的过程,（二）细胞衰老的特征,1.细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积减小,新陈代谢速率减慢,2.细胞内多种酶的活性降低,(老年人的白发),3.细胞内的色素逐渐积累,(老年斑),4.细胞内呼吸速率减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩，染色加深,5.细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低,（三）细胞衰老的原因,自由基学说端粒学说,八、细胞凋亡,由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡。,1.概念：,完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。,2.意义：,细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。细胞凋亡是一种正常的自然现象。,3.与细胞坏死的区别,女性月经期子宫内膜的脱落成熟个体中细胞的自然更新被病原体感染的细胞的清除,4.实例,烫伤后的皮肤、黏膜的脱落骨折时部分骨细胞死亡,细胞凋亡,细胞坏死,九、细胞的癌变,（一）癌细胞,由于受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，即癌细胞。,（二）癌细胞的特征,适宜条件下，细胞能无限增殖,细胞形态结构发生变化,细胞表面发生变化,（三）细胞癌变的原因,1.外因,各种致癌因子,物理致癌因子：,主要是辐射，如紫外线、X射线等,化学致癌因子：,许多重金属化合物、有机化合物如联苯胺、亚硝胺、黄曲霉素等,生物致癌因子：,主要是各种致癌病毒，如乙型肝炎病毒、乳头状瘤病毒和Epstein-Bars病毒（简称EB病毒），,2.内因,原癌基因和抑癌基因,原癌基因：,主要负责调节细胞周期、控制细胞生长和分裂进程的基因,抑癌基因：,主要阻止组织细胞不正常的增殖,原癌基因抑癌基因,正常细胞,致癌因子,突变,细胞癌变,14.下列对于细胞分化不同水平的分析，不正确的是()A从细胞水平分析，细胞分化是细胞的形态、结构和功能改变的结果B从细胞的亚显微结构水平分析，细胞分化是细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果C从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的根本原因D从核酸分子的角度分析，细胞分化是基因选择