新教材高中生物第4章细胞的生命历程第1节细胞通过分裂增殖教案浙科版必修一doc.docx
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第一节 细胞通过分裂增殖
课标内容要求
核心素养对接
1.描述细胞通过不同的方式进行分裂,其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。
2.制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片,或观察其永久装片。
1.观察处于细胞周期不同阶段的细胞,结合有丝分裂模型,描述细胞增殖的主要特征。
(生命观念、科学思维)
2.基于制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片厘清实验的原理与操作流程。
(科学思维、科学探究)
·为了保证细胞进行正常生命活动,细胞体积不能太大。
当一些细胞体积达到一定大小时,就开始了一系列的变化,即从一个细胞分裂成两个细胞。
·细胞数目的增多是靠细胞分裂来实现的。
真核细胞的分裂方式主要包括有丝分裂和减数分裂。
其中,有丝分裂是真核生物体细胞增殖的主要方式;减数分裂是一种特殊的有丝分裂,与真核生物产生有性生殖细胞有关。
一、细胞的有丝分裂经历细胞周期
细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。
细胞周期包括分裂期(简称M期)和分裂间期。
分裂间期包括DNA合成期(简称S期),以及S期前后的G1期和G2期。
二、制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片,或观察其永久装片
1.实验原理
盐酸能够破坏细胞间的果胶,使根尖细胞在后续的操作中彼此容易被分开。
碱性染料可以使染色体着色,但盐酸会影响染色剂染色的效果。
所以,要用水把处理根尖的盐酸充分洗干净,再用染液将根尖染色并制成装片,这样就可以观察到细胞中染色体的形态。
2.方法步骤
(1)根尖的培养:
取洋葱(或大蒜),使其底部接触到水,待根生长到2~5cm长时就可以用于实验观察。
(2)制作临时装片。
①解离:
从洋葱(或大蒜)的基部取下整条根,将洋葱根放在表面皿的中心后向根尖滴加2~3滴质量分数为10%的盐酸,使根尖完全浸没。
在室温下解离3~5min后,用镊子轻轻夹一下根尖,感觉根尖变得酥软,此时细胞彼此分离。
②漂洗:
左手持洋葱根,右手持滴管在小烧杯的上方将清水以每秒1滴的速度滴加在洋葱根尖上进行漂洗,持续1min。
③染色:
将漂洗后的洋葱根放在载玻片上,向根尖滴加1滴龙胆紫染液,使根尖浸没在染液中染色1~2min。
④制片:
染色结束后,将整条根置于载玻片上用吸水纸吸去多余染液,用剪刀把根尖尖端的2~3_mm剪下,并轻轻压扁,滴加3~4滴清水。
盖上盖玻片,用拇指垂直快速下压,将根尖压散成雾状。
若细胞分散效果不好,就再覆盖上滤纸,用橡皮或笔端轻轻敲击载玻片几下。
(3)观察:
在低倍物镜下寻找到根尖分生区的近正方形细胞后,转换高倍物镜辨认细胞中染色体的形态和位置,识别有丝分裂不同时期的细胞。
三、染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化
1.现以植物细胞为例,说明有丝分裂的基本过程
(1)分裂间期
分裂间期是有丝分裂的准备阶段。
细胞内发生着活跃的代谢变化,最重要的变化是发生在S期的DNA复制。
S期之前的G1期,主要是合成DNA复制所需的蛋白质,以及核糖体的增生;S期之后的G2期,合成M期所必需的一些蛋白质。
当分裂间期结束,细胞进入分裂期时,组成染色质的DNA已经完成复制,有关蛋白质已经合成。
(2)分裂期
①前期
当间期细胞进入前期时,最明显的变化就是细胞核内染色体的出现。
染色体是由染色质丝经螺旋缠绕而形成的,有特定结构和数目,染色后在显微镜下清晰可见。
在前期,每个染色体由两条并列的姐妹染色单体组成,由一个着丝粒连接在一起。
前期中较晚的时候出现了由丝状纤维组成的纺锤体,这些由微管蛋白形成的丝状纤维称为纺锤丝,有丝分裂即由此得名。
此时,核膜、核仁开始解体。
②中期
染色体继续凝聚变短,清晰地排列在纺锤体的中央。
染色体的着丝粒也都排列在细胞中央的平面上。
这个平面垂直于纺锤体的中轴,与地球赤道的位置相似,被称为赤道面。
中期的染色体缩短到最小的程度,便于观察和研究。
③后期
染色体的着丝粒分为两个,姐妹染色单体分离成两条独立的染色体,染色体的数目增加一倍。
分离的染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极,原来的一套染色体变成了完全相同的两套染色体。
④末期
两套染色体分别到达两极后,染色体伸展,呈现染色质状态。
核膜重新形成,核仁出现,细胞核内的染色体数目与分裂前相同。
胞质分裂一般在末期开始,最终形成新的细胞壁。
开始形成细胞壁时,先在两个新细胞间出现许多含有纤维素的囊泡,这些囊泡聚集成一个细胞板,由细胞板发展成为新的细胞壁,进而产生两个新细胞。
2.动物细胞和植物细胞的有丝分裂过程的异同点
(1)基本相同,如下图:
(2)与植物细胞相比,动物细胞有丝分裂的差异主要为:
第一,动物细胞的细胞质中有一个中心体。
G2期时细胞中已有一对中心体。
分裂前期,这一对中心体分开并移向细胞两极,由中心体发出的纺锤丝形成纺锤体。
第二,动物细胞的胞质分裂与植物细胞的不同,不形成细胞板,而是细胞在两极之间的“赤道面”上向内凹陷,形成环沟。
环沟渐渐加深,最后缢裂为两个子细胞。
四、有丝分裂可保证细胞亲子代间遗传物质的稳定性
1.特点
亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中。
2.意义
由于染色体上有遗传物质DNA,染色体的复制实质上是DNA的复制,因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性。
五、癌细胞可以无限制地分裂
1.癌细胞的概念
在某些致癌因素的作用下,有的细胞会变得不受控制而无限增殖,这种细胞就是癌细胞。
2.癌细胞的特点
(1)癌细胞最重要的特点是有无限增殖的能力。
正常细胞一般只能分裂50~60次,可是癌细胞的细胞周期失控,不受正常生长调控系统的控制,能持续地分裂与增殖,其分裂次数是无限的。
(2)癌细胞的另一个重要特点是能在体内转移。
正常细胞表面有一种粘连蛋白,使细胞与细胞之间彼此粘连,不能自由移动。
癌细胞表面这种蛋白质很少或缺失,易于从肿瘤上脱落。
(3)癌细胞还常常具有下面的特点:
核形态不一,并可出现巨核、双核或多核现象;代谢旺盛,蛋白质合成及分解代谢都增强,但合成代谢超过分解代谢;线粒体功能障碍,即使在氧供应充分的条件下也主要依靠糖酵解途径获取能量;肿瘤细胞的生长无接触抑制现象。
3.细胞癌变的原因
(1)内因:
往往与原癌基因和抑癌基因发生改变有关。
原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因,是维持正常细胞周期所必需的。
抑癌基因也称为抗癌基因,其产物能够抑制细胞增殖,促进细胞分化和抑制细胞迁移等。
癌的发生往往与原癌基因的激活和抑癌基因功能的丧失有关。
(2)外因:
称为致癌因子。
致癌因子很多,包括物理因子,如紫外线、电离辐射等;化学因子,如吸烟时烟雾中的物质、亚硝酸盐等;生物因子,如某些病毒、细菌、霉菌等。
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.有丝分裂是大多数细胞最常见的细胞分裂方式。
( )
2.有丝分裂前期进行组成染色体DNA的复制及相关蛋白质的合成。
( )
3.染色体与染色质是同一物质在细胞不同分裂时期的不同形态。
( )
4.可以通过着丝粒的数目来确认染色体的数目。
( )
5.有丝分裂过程中DNA数目加倍与染色体数目加倍发生在细胞周期的同一个时期。
( )
6.许多癌细胞具有变形运动能力,容易在组织间转移。
( )
提示:
1.× 有丝分裂是真核细胞最常见的细胞分裂方式。
2.× 有丝分裂间期进行组成染色体DNA的复制及相关蛋白质的合成。
3.√ 4.√
5.× 有丝分裂过程中DNA数目加倍发生在间期,染色体数目加倍发生在后期。
6.√
细胞的有丝分裂经历细胞周期
合作探究:
1.不同动(植)物同类器官大小主要取决于细胞数量的多少还是细胞体积的大小?
提示:
不同动(植)物同类器官大小主要取决于细胞数量的多少。
2.判断下列细胞是否具有细胞周期,并写出理由。
(1)皮肤生发层细胞
提示:
有细胞周期,理由是能连续分裂。
(2)哺乳动物成熟红细胞
提示:
无细胞周期,理由是哺乳动物成熟红细胞不能分裂。
3.根据下面的图示判断细胞周期
(1)用字母表示甲图和乙图一个完整的细胞周期。
提示:
图甲:
A+B、C+D;图乙:
a+b+c+d+e。
(2)图甲中的B+C=A+B=A+D,那么B+C或者A+D能否表示一个细胞周期?
为什么?
提示:
不能。
B+C不是一个细胞周期,原因是细胞周期是从一次分裂结束到下一次分裂结束,先是分裂间期,后是分裂期,且分裂间期时间长于分裂期时间;A+D不是一个细胞周期,原因是一个细胞周期在时间上是连续的。
1.下表所列为不同细胞的细胞周期持续时间(h)。
下列叙述错误的是( )
细胞
分裂间期
分裂期
细胞周期
十二指肠细胞
13.5
1.8
15.3
肿瘤细胞
18.0
0.5
18.5
成纤维细胞
19.3
0.7
20.0
A.细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂开始到这次分裂结束所经历的整个过程
B.分裂间期包括一个合成期和合成期前后的两个间隙期
C.不同种类细胞的细胞周期持续时间不同
D.上述三种细胞作为观察动物细胞有丝分裂的实验材料,最佳的是十二指肠细胞
A [细胞周期的定义:
连续分裂的细胞,从一次分裂结束到下一次分裂结束,为一个细胞周期,A错误;分裂间期包括:
G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期),B正确;通过分析表格可知,不同种类的细胞,其细胞周期持续时间一般不同,C正确;一个细胞的细胞周期包括:
分裂间期和分裂期,分裂期所占的时间比例较小,为了观察有丝分裂的过程,应选择分裂期时间比例最大的十二指肠细胞,D正确。
]
2.细胞周期检验点(checkpoint)是细胞周期调控的一种机制,主要是确保周期每一时相事件有序、全部完成并与外界环境因素相联系。
在真核细胞中,细胞分裂周期蛋白6(Cdc6)是启动细胞DNA复制的必需蛋白,其主要功能是促进“复制前复合体”形成,进而启动DNA复制。
参照如图所示的细胞周期分析,下列相关叙述正确的是( )
A.“复制前复合体”组装完成的时间点是2
B.所有的细胞都具有细胞周期,但不同细胞的细胞周期有差异
C.有的细胞可能会暂时脱离细胞周期,在特定的环境下会重新进入细胞周期
D.1到4过程为一个完整的细胞周期
C [根据题意可知,“复制前复合体”组装完成的时间点是1;只有连续分裂的细胞才有细胞周期;有的细胞可能会暂时脱离细胞周期,在特定的环境下会重新进入细胞周期;4到4过程为一个完整的细胞周期。
]
制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片
实验成功的关键及注意事项
实验材料
的选择
类型
选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部分
选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)
时间
必须在分裂旺盛的时间
操作注
意事项
解离
时间
太短
细胞间质未被完全溶解,压片时细胞不易分散
过长
导致细胞解离过度、根尖过于酥软,影响染色
漂洗
时间
适宜
洗去多余的盐酸,防止解离过度而影响染色
染色
时间
太短
染色体或染色质不能完全着色
过长
使其他部分也被染成深色,无法分辨染色体
压片
力度
过轻
细胞未分散开
过重
将组织压烂
显微镜
观察
细胞状态
显微镜观察的都是死细胞,不能看到动态变化
细胞数目
间期的细胞数目最多,原因是间期历时最长
合作探究:
“制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片”活动时截取的细胞图像如下图所示。
1.甲、乙、丙、丁各处于有丝分裂的什么时期?
判断的依据是什么?
提示:
甲细胞呈现的特点是每条染色体的着丝粒排列在赤道面上,处于有丝分裂中期;乙细胞呈现的特点是没有核膜、核仁,染色体散乱分布在纺锤体中央,处于有丝分裂前期;丙细胞呈现的特点
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- 新教材 高中生物 细胞 生命 历程 通过 分裂 增殖 教案 浙科版 必修 doc