高一生物细胞的增殖与分化

专题二细胞的生命历程与细胞代谢,细胞,增殖,代谢,分化、衰老、凋亡、癌变,细胞的生长细胞周期无丝分裂有丝分裂减数分裂,物质进出细胞的方式酶和ATP在代谢中作用光合作用细胞呼吸,一）细胞增殖（分裂）的方式,无丝分裂有丝分裂减数分裂,不出现纺锤丝和染色“体”蛙的红细胞进行无丝分裂与哺乳动物的红细胞进行比较过程：核延长核缢裂质缢裂两个细胞,产生生殖细胞：染色体和DNA均减半意义：减数分裂受精作用,体细胞数量增加，如性原细胞的增殖意义：子代和亲代细胞一模一样，使亲子代之间保持遗传物质的稳定性,一、细胞的生命历程,几个概念的理解,染色体与DNA的关系同源染色体四分体,染色体复制,_个DNA_个染色体_个姐妹染色单体,_个DNA_个染色体_个姐妹染色单体,1,2,染色体复制,DNA的复制和有关蛋白质的合成,1,0,2,1,同源染色体,配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。配对，联会，成双出现，等位基因特殊情况：XY,概念,注意点：,四分体,联会后的一对同源染色体，一定要联会后,注意点：有丝分裂中有同源染色体，但不存在联会现象。无交叉互换现象出现,女性,男性,精子,卵细胞,受精卵,（46）,（46）,（23）,（23）,（46）,（46）,有丝分裂,受精作用,减数分裂,（一）有丝分裂的过程,抓住染色体的变化变化过程文字描述（记往口诀）,细胞周期的概念：,一次分裂完成下次分裂开始下次分裂结束,分裂间期,分裂期,细胞周期,abcd,前提：连续分裂,间期,前期,中期,后期,末期,动物细胞的有丝分裂：,完成DNA的复制和有关蛋白质的合成；每条染色体都形成两个完全一样的姐妹染色单体；DNA分子数量加倍,染色体复制，DNA加倍,膜仁消失现两体,形数清晰赤道齐,点裂数增均两极,膜仁重现失两体,核膜核仁消失，出现染色体和从细胞两极发出的纺锤丝形成的纺锤体,染色体数目和形态最清晰稳定，每个染色体在纺锤丝牵引下，着丝点排列的赤道板上,着丝点分裂为二，姐妹染色单体分开成为两个染色体，在纺锤丝牵引下均匀分到两极,染色体解螺旋成丝状染色质；纺锤体消失；重新出现核膜和核仁，出现细胞板，进而形成新的细胞壁,有丝分裂中DNA和染色体数量变化曲线,二倍体生物文字识图数量,动植物细胞有丝分裂的不同点,两极直接发出纺锤丝，构成纺锤体,细胞板向周围扩散形成细胞壁,中心粒周围发出星射线，构成纺锤体,细胞膜凹陷缢裂成两个子细胞,（二）减数分裂的过程,起点终点,精原细胞卵原细胞,精细胞卵细胞和极体,体细胞,抓住（同源）染色体的变化细胞分裂两次，染色体和DNA数目只减少一半疑问：为什么？,精原细胞,初级精母细胞,次级精母细胞,精细胞,DNA染色体,4n(a)2n(a)n(a),时间,性原细胞,初级性母细胞,次级性母细胞,性细胞,1.减数分裂中DNA和染色体数量变化曲线,原始生殖细胞,体细胞,2次,1次,有联会和四分体时期,有同源染色体分离及非同源染色体自由组合,无,4个,2个,成熟生殖细胞,体细胞和原始生殖细胞,母细胞的一半,与母细胞相同,都发生染色体复制，都出现纺锤丝形成纺锤体等,2.减数分裂和有丝分裂的比较,一看染色体数目,奇：减II(只看细胞一极)/生殖细胞/第二极体,偶：进入二看有无同源染色体,无：若无：则为减II/生殖细胞/第二极体,有：进入第三看同源染色体的行为,若有联会,配对,四分体，同源染色体着丝点位于赤道板两侧则是减I,若有特殊行为：则为有丝分裂,3.图形辨析:,三看法,4.原始生殖细胞产生的配子种类：,一个精原细胞产生的配子种类=,一个卵原细胞产生的配子种类=,一种精原细胞产生的配子种类=,一种卵原细胞产生的配子种类=,注：同源染色体的对数为n不考虑交叉互换,2种,1种,2n种,2n种,1、依据生理特点，鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检验它的（）A、DNA的自我复制B、自身减数分裂的蛋白质合成C、细胞质分裂成两部分的方式D、是否出现星射线2、在细胞有丝分裂过程中，染色体、染色单体、DNA三者数量比是1：2：2时，该细胞所处的时期是（）A、末期和前期B、后期和末期C、中期和后期D、前期和中期,练习:,C,D,3、某生物体细胞有4对同源染色体，若每对染色体含一对杂合基因，且具有显隐性，则该生物产生的精子中，全部为显性基因的概念是多少（）A、1/4B、1/8C、1/16D、1/324、在兔子的精细胞核中，DNA的重量为4，那么在有丝分裂前期时，其骨髓细胞核中DNA重量为（）A、4B、8C、16D、32,C,C,5、下图表示某动物细胞有丝分裂过程中染色体的运动，图中曲线1表示有丝分裂中染色体的着丝点与中心体之间的平均距离，据图分析：（1）从第10min，细胞开始进入分裂的_期，此时期的特点是_。（2）曲线1距离减少的原因是_。（3）曲线2表示_。,后,姐妹染色单体分开并移向细胞的两极,染色体移向纺锤体的两极,着丝点之间的距离,6、下图为3个不同时期的细胞分裂图，请据图回答：,(1)图A属_分裂的_时期，细胞中有_条染色单体。(2)图B处于_期，此细胞的名称是_，其分裂后的子细胞叫_，含有_条染色体，_条染色单体。(3)图C处于_期，细胞名称为_，它分裂后得到的子细胞是_.(4)A、C两图中染色体数之比为_，DNA分子数之比为_。,减数第一次,四分体,8,减数第一次分裂后,初级精母细胞,次级精母细胞,2,4,减数第二次分裂后,次级卵母细胞,卵子和极体,1：1,2：1,返回,二)细胞的分化、全能性、衰老和癌变,（一）细胞分化,1、概念：相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。,细胞组织器官系统生物体,分化,2.实质：基因的选择性表达3.特点：持久性不可逆性,整个生命过程中,一旦沿一定的方向分化，便不再反分化到原先的状态,4.分化程度/(潜能）强弱比较,受精卵胚胎(囊胚原肠胚)高度分化的组织器官等,分化程度,分化能力,哪些细胞能进行丝分裂哪些细胞能够分化,高度分化的细胞不能进行有丝分裂,动物：生发层，胚胎细胞，干细胞，骨髓细胞，肝细胞*植物：分生区，生发层,高度分化的细胞仍具有分化的潜能,（二）细胞的全能性,概念：已经分化的细胞，仍具有发育潜能理论依据：含有全套的遗传物质一般来说全能性强弱：,植物动物受精卵生殖细胞体细胞,人体生命活动过程中为何都存在患癌症的可能？,原癌基因被致癌因子激活，正常细胞畸形分化为癌细胞特点：1、不受机体控制，恶性增殖（有丝分裂）2、癌细胞的形态结构发生显著变化。3、癌细胞表面发生变化。细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使癌细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。,细胞衰老与个体衰老,单细胞生物：细胞衰老人体衰老多细胞生物：细胞衰老人体衰老,（三）细胞的癌变和衰老,特点：1、一大：细胞核大，染色质收缩，染色加深。2、一小：细胞内水分减少，体积变小，代谢速率减慢。3、一多：细胞内色素增多。4、两低：有些酶活性降低。物质运输功能降低。,细胞的凋亡,1、定义：由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡。2、原因：细胞内遗传信息程序性调控的结果3、意义：完成正常发育，维持内部稳定环境，抵御外界干扰。4、细胞凋亡与细胞坏死的区别：(1)、细胞凋亡也叫细胞编程性死亡，是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。如：蝌蚪在变态发育过程中的尾消失；鸡趾的形成。(2)、细胞坏死是指在种种不利因素影响下，由于细胞的正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤和死亡，它是细胞的一种病理性死亡。如：骨细胞坏死，神经细胞坏死等等。,韧皮部细胞,愈伤组织(细胞团),试管苗(幼苗),移栽至田里,脱分化,再分化,植物体细胞培养产生新植株（分化过程）,植物,动物,对整个细胞来讲，全能性受到抑制但其细胞核仍存在全能性克隆羊的培育（乳腺细胞核移入去核的卵细胞中）,返回,二、细胞代谢,(一)、水分代谢:,1)吸胀吸水特点：未成熟的植物细胞无成形的中央液泡,原理：靠细胞中的亲水性物质蛋白质淀粉纤维素,举例：根尖生长点，干种子细胞顶芽生长点，形成层,1、吸水方式：,2)渗透吸水A.部位：根尖成熟区(根毛区)的表皮细胞叶肉细胞,B.概念：水分子(溶剂分子)通过半透膜的扩散,C.渗透装置,溶液A浓度小于溶液B，则水分子从AB移动,半透膜选择透过性膜,水分子，细胞要吸收的小分子物质可以通过，大分子和不要吸收的物质则不能通过。,所有单位膜都具有选择透过性选择透过性膜是具有生物活性的膜,3)实例1:动物细胞的吸水和失水,实例2:质壁分离及其复原实验,原理：水分子流向：低浓度溶液高浓度溶液原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，故当细胞失水时，原生质层就会与细胞壁分离开。,当细胞液浓度外界溶液浓度：当细胞液浓度外界溶液浓度：,吸水,失水,4)根据细胞能发生质壁分离可以证明：,此细胞是:,活细胞,此细胞的原生质层:,可以构成一个渗透系统,粗略地测定此细胞的:,细胞液浓度,1、下列属于渗透作用的是A、蚕豆在水中膨胀B、萝卜放在盐水中变软C、把煮熟的马铃薯块茎放入清水中D、钾离子通过细胞膜,B,、将小麦种子浸在红墨水中10分钟，然后取出将种子纵剖开，发现胚为白色，胚乳为红色，这说明A、胚为活细胞，胚乳死亡B、胚、胚乳都为活细胞C、胚为死细胞，胚乳为活细胞D、不能判断是否成活,A,练习:,3、甜菜块根细胞液中花青素使块根呈红色，将块根切成小块放入蒸馏水中无明显变化，用盐酸处理后，则水变成红色，原因是（）A、盐酸破坏了细胞壁B、盐酸破坏了细胞膜的选择透过性C、花青素溶于盐酸，不溶于水D、盐酸破坏了原生质层的选择透过性膜,D,光合作用,影响因素,场所光合色素,提高光能利用率,实验设计与探究,与其他代谢关系,过程,内部因素环境因素,光反应暗反应,(二)光合作用,图A,图B,图C,图D,干燥土壤90.8kg,小柳树2.3kg,只用雨水浇灌,五年后柳树长大,土壤烘干后称重,海尔蒙特实验,植物生长所需的原料来自于水,1、光合作用的探究历程：,普里斯特利实验,萨克斯实验,（置于暗处48小时）思考：目的是什么？,使叶子里的淀粉消耗完，避免影响实验的准确性,这个过程叫脱色，这样做的目的是？为什么要用酒精？,使叶子中的叶绿素溶解，避免遮挡反应的颜色。叶绿素只溶解在有机溶剂中，如酒精，丙酮等。,验证：,分别用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的没有变成蓝色，曝光的则呈现深蓝色。,光合作用需要光，光合作用能产生淀粉。,恩格尔曼实验,隔绝空气,黑暗，用极细光束照射,完全暴露在光下,水绵和好氧细菌的装片,结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。,1、为什么水绵是合适的实验材料？2、他是如何控制实验条件的？3、他是如何对照的？,水绵具有细而长的叶绿体，便于观察,A.选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响,B.选用极细的光束，并用好氧细菌检测：准确判断释放氧气的部位,讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：,自身对照,鲁宾和卡门做的同位素标记实验:,光合作用产生的氧气全部来自于水，而不是来自CO2,这一实验证实了：,2.叶绿体中色素的提取和分离,1)叶绿素的提取原理：2)叶绿素的分离原理：3)二氧化硅的作用：4)碳酸钙的作用：5)丙酮的作用：6)层析液的作用：,依据相似相溶原理,使研磨充分。,防止叶绿体中的色素受到破坏。,不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸条上扩散地快,溶解并提取色素,分离色素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,叶绿体中的色素,叶绿素（占总量的3/4）,CO2,O2,叶绿体,H2O,有机物,阳光,3.总反应式和过程,色素分子,光能,4.光反应阶段和暗反应阶段的比较,光能转换成电能再变成活跃的化学能（ATP、NADPH中）,活跃的化学能变成稳定的化学能,光反应为暗反应提供NADPH和ATP,暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料,水的光解H2O2H+1/2O2合成ATPADP+Pi+EATP,光,酶光能,CO2的固定CO2+C52C3三碳的还原2C3C6H12O6,酶,酶ATPH,5、影响光能利用率的因素：,延长光合作用时间,增加光合作用面积,光能利用率,光合作用效率,(轮作),(合理密植：间种、套种),光照强度、光质,CO2浓度,温度,水（合理灌溉）,矿质元素（合理施肥）,练习:(7分)甲、乙、丙三图分别表示几个环境因素对小麦光合作用速率的影响，除各图中所示因素外，其他因素均控制在适中范围。请据图回答以下问题：,1)甲图P点，限制小麦光合作用速率的因素为；乙图Q点，高CO2浓度条件下，若要进一步提高小麦光合作用速率，可尝试采取的措施是；预计丙图Q点之后三条曲线的走势为。2)干旱初期，小麦光合作用速率下降的主要原因可以用图来说明，其具体解释是(3)除上述因素外，也是影响光合作用速率的主要因素之一。,1)光照强度(1分)适当调节环境温度(1分)三条曲线都会随着温度升高而呈逐渐下降趋势(1分),2)乙(1分)干旱初期，小麦叶片气孔逐渐关闭，导致体内CO2浓度降低，光合作用速率下降。(2分),3)必需矿质元素的供应(1分),6、与其他代谢的关系,（三）、细胞呼吸(呼吸作用)(生物氧化),有氧呼吸,无氧呼吸,1.有氧呼吸,1)总反应式：,主要场所：线粒体,1mol葡萄糖彻底氧化分解，释放2870KJ的能量，1161KJ储存在ATP中，其余以热能形式散失,2)过程,2丙酮酸+4H+少量能量,2丙酮酸+6H2O,6CO2+20H+少量能量,6O2+24H,（细胞质基质）,（线粒体基质）,（线粒体内膜）,2.无氧呼吸,细胞质基质,3)1mol葡萄糖分解成乳酸，释放196.65KJ的能量，61.08KJ储存在ATP中，其余以热能形式散失。,3.有氧呼吸与无氧呼吸的比较,细胞质基质、线粒体（主要）,细胞质基质,需氧、酶,不需氧、需酶,大量ATP,少量ATP,第一阶段反应和产物相同,都分解有机物、释放能量,CO2+C2H5OH或C3H6O3氧化不彻底,CO2+H2O氧化彻底,4.影响呼吸作用的因素,温度：氧气浓度：CO2H2O,最主要，直接影响酶的活性，影响酶促反应,生物体在完全缺氧条件下进行无氧呼吸在低氧条件下无氧呼吸、有氧呼吸都能发生氧气浓度继续增加，只进行有氧呼吸氧气的存在会对无氧呼吸起抑制作用,应用：,3、贮藏种子，必须降低含水量,2、贮藏蔬菜和水果，适当降低温度和氧气浓度，增加CO2的浓度,1、中耕松土，保证根的正常呼吸作用，促进矿质元素的吸收,5.呼吸作用在农业生产中的应用,4、把植物体下部变黄的枝叶去掉，减少养分的消耗，使有机物向人们需要的器官积累,光合作用呼吸作用,6.呼吸作用与光合作用的比较,同化作用(合成代谢)异化作用(分解代谢),叶绿体细胞质基质、线粒体,使pH值上升使pH值下降,物质变化，能量变化比较,光合作用呼吸作用,7.关于呼吸作用的计算,消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的比例为：产生相同量的CO2，用于无氧呼吸和有氧呼吸的葡萄糖比例为：,消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP的比例为：产生相同量的ATP，用于无氧呼吸和有氧呼吸的葡萄糖比例为：,1：3,3：1,1：19,19：1,1、在有氧呼吸过程中，CO2的产生和O2的参与发生在,A、第一阶段和第二阶段B、第一阶段和第三阶段C、第二阶段和第三阶段D、都在第三阶段,2、有关有氧呼吸的叙述中，正确的是,A、进行有氧呼吸植物不能进行无氧呼吸B、有氧呼吸的全过程都在线粒体中进行C、有氧呼吸是高等生物所特有的呼吸方式D、有氧呼吸能将有机物彻底氧化分解,练习:,4、用含18O的葡萄糖跟