细胞的增殖(有丝分裂-无丝分裂-减数分裂)

第四节细胞的增殖一、有丝分裂二、无丝分裂三、减数分裂预备知识染色质与染色体的关系DNA复制与染色质（或染色体）复制的关系DNA、染色体与染色单体的数量关系细胞分裂的意义和方式1、许多低等的原核生物和单细胞真核生物，通过细胞分裂增加新个体。2、多细胞生物通过细胞分裂产生新细胞来补充体内衰老及死亡的细胞。3、多细胞生物，还可由一个受精卵，经细胞分裂和分化，发育成一个新个体。因此，细胞分裂是一切生物体生长、发育、繁殖的基础，是生物所特有的生命现象。无丝分裂有丝分裂减数分裂真核细胞分裂的方式：一、有丝分裂（一）细胞周期细胞周期的概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成为止的整个过程。细胞周期可分为分裂间期和分裂期。细胞周期简单图解(二)细胞周期的持续时间洋葱根尖分生组织的细胞在整个细胞周期的持续时间17小时间期15小时分裂期2小时(三)间期间期：分裂期前的准备期，细胞不断生长，并合成以DNA为主的一系列物质，代谢旺盛。又分为三个期。1、DNA合成前期（G1期）：为DNA复制前期，此时细胞体积增大，合成RNA，蛋白质和酶，为DNA合成作准备。2、DNA合成期（S期）：进行DNA的复制，复制结果，DNA的含量可增加一倍，每个染色体都形成两个一样的染色单体，但它们连在一个着丝点上，呈细丝状的染色质状态。3、DNA合成后期（G2期）：进行一些RNA和蛋白质的合成，为分裂期（M期）作准备。周期细胞与G0期细胞、终端分化细胞周期细胞：细胞经生长，体积增大、重量增加到一定时候进入下一个细胞周期，继续分裂。G0期细胞：暂时脱离细胞周期不分裂，但在适当刺激下又可重新进入细胞周期，进行分裂。如癌细胞。终端分化细胞：不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力。如神经细胞。(四)分裂期分裂期：有丝分裂是一个连续的动态变化过程，包括核分裂和细胞质的分割两个过程，由于核的变化明显，又将分裂期分为前期、中期、后期和末期四个时期。前期中期后期末期间期（复制前）的植物细胞图细胞核核膜核仁染色质着丝点12345前期的植物细胞图染色体纺锤丝纺锤体着丝点2条姐妹染色单体1、前期：A、染色质凝缩成染色体（每条染色体包括两条染色单体）；B、纺缍体开始形成。C、核仁解体、核膜消失；中期的植物细胞图染色体纺锤丝纺锤体着丝点两条姐妹染色单体赤道板（与纺锤体中轴相垂直的平面）2、中期：A、纺缍体完全形成；B、染色体排列在赤道面上。染色体形态、数目最清淅。后期的植物细胞图两条一模一样的子染色体3、后期：A、着丝点分开，每条染色体的两条染色单体成为两条独立的染色体（称子染色体），B、子染色体分别移向两极。末期的植物细胞图细胞壁核膜核仁染色质细胞板4、末期：A、子核形成；B、胞质分裂形成两个子细胞（子细胞的染色体数与母细胞一样）。动物细胞有丝分裂过程图解动植物有丝分裂的异同植物有丝分裂动物有丝分裂相同不同分裂过程基本相同。染色体变化规律相同：分裂间期染色体复制；分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中去。前期纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的。纺锤体是由中心体发出的星射线形成的。末期细胞中部形成细胞板扩展形成细胞壁，结果形成两个子细胞。细胞膜从中内陷，细胞缢裂成两部分，结果分裂成两个子细胞。G1SG2前中后末G1-DNA-染色体Time数量细胞周期中DNA和染色体数量的变化2n4n（四）有丝分裂的特征及意义1、是生物体细胞普遍的分裂方式；2、有丝分裂可分为四个时期（前、中、后、末期），包括核分裂和胞质分裂两个过程。3、有丝分裂的结果，一个母细胞形成两个子细胞，母细胞的染色体经复制后，平均分配到两个子细胞中去。子细胞的染色体数与母细胞一样，保持了遗传上的稳定性。【例题】细胞在进行正常的有丝分裂过程中，染色体、染色单体、DNA分子三者的数量比是1∶2∶2的时期是[]A．中期和后期B．后期和末期C．前期和末期D．前期和中期【解析】复制后的染色体具有两个染色单体，每个染色单体上有一个DNA分子。在有丝分裂后期，随着着丝点分裂，姐妹染色单体的分开，原来的每个染色单体都各自成为一条染色体。这样，前期和中期染色体、染色单体、DNA分子三者之比是1∶2∶2，后期和末期的是1∶0∶1。【答案】选D。【解析】有丝分裂的结果是子细胞内的染色体数目不变，但是有丝分裂后期染色体数目会有暂时加倍的现象，因为染色体数目是根据着丝点的多少来确定的。有丝分裂后期，染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，但由于还没有形成两个子细胞，所以后期的细胞内染色体数目是亲代细胞的两倍。关于后期的这一特点要理解清楚。此题还需注意的是，染色体数目的单位是“对”，还是“个”，审题要仔细。【答案】选B。【例题】某细胞有丝分裂后期，染色体数目为46对，那么该物种体细胞中染色体数为[]A．23个B．46个C．92个D．138个【解析】在有丝分裂的分裂间期，DNA进行复制，复制的结果是DNA含量增加一倍（图中含量为4n），这引起了曲线上a～b的变化。前期、中期、后期DNA保持加倍的含量不变，这由曲线b～c表示。到了末期，一个细胞分裂成2个子细胞，DNA也随着染色体平均分配到2个子细胞中，所以DNA的含量在子细胞中减少了一半（图中由4n减到2n），这样曲线在c～d处下降一半。d以后以后又进入了下一个细胞周期的间期。本题答案：（1）间期（DNA复制）（2）前期、中期、后期（3）末期（4）下一个细胞周期（间期）。【例4】图2－9表示某生物细胞在一个有丝分裂的细胞周期中DNA含量的变化，据图分析回答：（1）a～b表示________期。（2）b～c表示________期。（3）c～d表示________期。（4）d以后表示_______期。细胞的分裂复习题一、选择题1．连续进行有丝分裂的细胞，其间期的特点是：（A）细胞没有变化；（B）核膜解体，核位逐渐；（C）染色体隐约可见；（D）细胞内进行着DNA复制和蛋白质合成。2．下列叙述中表明动物细胞正在进行有丝分裂的显著特点是：［］（A）核糖体合成活动加强；（B）线粒体产生大量ATP；（C）中心体周围发射出星射线；（D）高尔基体数目显著增多。3．细胞有丝分裂过程中，着丝点分裂发生在分裂的：［］（A）间期；（B）前期（C）中期（D）后期4．动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞明显不同的是：［］（A）间期有染色体的复制；（B）后期有着丝点的分裂；（C）末期染色体平均分配到两个子细胞中（D）分裂末期在细胞的中部不形成细胞板。图形识别12345678排列顺序：41265837二、简答题1．一个动物细胞，在细胞分裂期前期结束时，哪几个结构发生了明显的变化？具体的变化是什么？答：染色质、核仁、核膜、中心体等结构发生了明显的变化。具体的变化是：染色质复制后的DNA缩短变粗，由染色质成为染色体。核仁逐渐解体。核膜逐渐消失。中心体由一组中心粒变成两组中心粒，两组中心粒分别位于两极，每组中心粒周围发射出放射状星射线，纺锤体形成。2．观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验时，你会看到：一个视野中，处于分裂期的细胞少，而处于分裂间期的细胞多，这是什么原因？答：这是因为在细胞的增殖周期中，分裂间期所需要的时间大大长于分裂期。3．当你观察生物受精卵有丝分裂装片时，根据染色体的什么变化特点，才能找到处于分裂中期的细胞？答：有丝分裂中期的细胞，主要特点是全部染色体排列在赤道板上。可以根据染色体的这个变化特点找到分裂中期的细胞。4．大蒜根尖细胞有丝分裂过程中，全部染色体平均分配到细胞两极发生在什么时期？染色体的这种行为有什么意义？答：全部染色体平均分配到细胞两极时，是在有丝分裂的后期。由于染色体上有遗传物质，因此，全部染色体平均分配到细胞的两极的行为，可以使亲代和子代之间保持遗传性状的稳定性，对生物的遗传有重要意义。表中记录的是有丝分裂过程中几个不同时期中DNA、染色体和染色单体的数量变化过程根据这些数据完成填空。染色体染色单体DNA8001616二、无丝分裂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：蛙的红细胞分裂减数分裂1、一种特殊的有丝分裂。在这种有丝分裂中，细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次。2、经减数分裂后子细胞只有亲代细胞一半数目的染色体。这种染色体减半的有丝分裂称减数分裂。3、分裂的结果形成了性细胞，如动物的精子、卵子成熟前就是进行这种分裂方式。减数分裂对象:时期:特点:结果:进行有性生殖的动植物从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次细胞中染色体数目比原来减少了一半减数分裂发生部位：睾丸与卵巢（一）精子的形成过程精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子同源染色体联会四分体第二次分裂细胞内主要的变化：进行染色体的复制复制的结果：一条染色体变成两条姐妹染色单体间期同源染色体两两配对同源染色体：一条来自父方，一条来自母方配对的两条染色体，大小、形态一般相同减数分裂中两两配对前期I联会染色体复制了吗？四分体：每一对同源染色体中，含有四个染色单体，叫做一个四分体。前期I姐妹染色单体：同一染色体的两条染色单体。非姐妹染色单体：配对的同源染色体中不同染色体之间的染色单体。交叉互换：配对的同源染色体中的非姐妹染色单体的片段发生互换的现象。中期I四分体（同源染色体）排列在赤道板两侧四分体（同源染色体）彼此分开，向两极移动后期I末期I末期I末期I细胞中染色体数目变化：减少一半末期I前期II中期II着丝点分裂，两条姐妹染色单体彼此分开，两条染色体向两极移动后期II末期II末期II末期II精子的形成过程图解间期分裂期第一次分裂第二次分裂前期I前期II中期I中期II后期I后期II末期I末期II进行染色体的复制,一条染色体变成两条姐妹染色单体联会、四分体四分体（同源染色体）排列在赤道板两侧同源染色体彼此分开，向两极移动缢裂成两个子细胞，染色体减少一半同有丝分裂减数分裂分裂期第一次分裂第二次分裂前期I前期II中期I中期II后期I后期II末期I末期II体细胞染色体染色单体DNA4N2N4N4N4N2N2N2N2NN2N2N2N2N2N2NNNNN2N0004N4N4N4N2N2N间期第二次分裂2N4N间期第一次分裂DNA变化曲线第二次分裂2N4N间期第一次分裂染色体变化曲线第二次分裂2N4N间期第一次分裂染色单体变化曲线第二次分裂2N4N间期第一次分裂DNA、染色体、染色单体变化曲线DNA染色体染色单体分析讨论1、染色体复制时间?2、联会时染色体是否复制过?3、四分体的含义?4、同源染色体的分开在什么时间；非同源染色体的自由组合在何时?5、染色单体的分开发生在什么时间?6、染色体数目减半是在什么时间?其根本原因是什么?(二)精子和卵细胞形成的异同点区别精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位过程性细胞数相同点1、成熟期都经过减数分裂2、精子和卵细胞中染色体数目都是减半的。卵巢精巢（睾丸）有变形期无变形期一个母细胞形成四个精子一个母细胞形成一个卵细胞（四）减数分裂与有丝分裂的区别减数分裂有丝分裂1、分裂后形成的是性细胞1、分裂后形成的是体细胞2、染色体复制一次，2、染色体复制一次，细胞分裂两次，细胞分裂一次，产生四个子细胞产生两个子细胞3、分裂后子细胞染色3、分裂后，子细胞与母体数目是母细胞染色体细胞染色体数目相同。数目的一半。4、分裂初期发生同源染4、分裂初期无联会现象色体配对、联会进行有丝分裂的细胞中有没有同源染色体的存在？（五）受精作用受精作用是精子和卵细胞结合形成合子（受精卵）的过程。在有性生殖过程中，受精作用和减数分裂都具有重要意义。1、亲代二倍体细胞进行减数分裂，形成单倍体的性细胞，受精时，雌雄生殖细胞结合成合子，又恢复到原来的二倍体的染色体数目。这样一代代的有性生殖中，保持了物种染色体数目的相对恒定性。2、通过受精作用，把两个不同亲体的遗传物质结合在一起，能促使后代产生更多的变异，增强了对环境的适应能力，有利于生物的生存和发展