生物：4.1《细胞的增殖与分化》(中图版必修1).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,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,A,A,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,女性,男性,精子,卵细胞,受精卵,（46）,（46）,（23）,（23）,（46）,（46）,有丝分裂,人,发育,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,a b c d,前提：连续分裂,A,B,间期,前期,中期,后期,末期,动物细胞的有丝分裂：,细胞周期,主要特点,记忆口诀,分裂间期,分 前期,中期,裂,后期,期,末期,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,DNA,染色体,4N,2N,间 前 中 后 末,二倍体生物 文字识图数量,动植物细胞有丝分裂的不同点,前期,末期,区别点,纺锤体的形成方式,子细胞形成方式,植物,动物,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,精子,变形,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,减,减,1.减数分裂中DNA和染色体,数量变化曲线,比较,减数分裂,有丝分裂,不,同,点,母细胞类型,细胞分裂,次数,同源染色体行为,子细胞数目,子细胞类型,最终子细胞染色体数,相同点,意义,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。,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,2,n,种,2,n,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、1/4 B、1/8 C、1/16 D、1/32,4、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、4 B、8 C、16 D、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_。,5 10 15 20 min,10,20,30,40,1,2,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,有半透膜,膜两侧有浓度差,细胞膜,细胞质,液泡膜,原生质层,溶液A浓度,小于,溶液B，则水分子从,A,B,移动,半透膜,选择透过性膜,膀胱膜、肠衣、玻璃纸,只让小于孔径的分子通过，大分子物质不能通过，,不具“选择性”。,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,实验前,实验后,变化,土壤干重,90.8kg,90.7kg,-0.1kg,柳 树,2.3kg,76.7kg,+74.4kg,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,绿色植物可以更新空气,结论：,萨克斯实验,（置于暗处48小时）,思考：,目的是什么？,一半遮光,一半曝光,使叶子里的淀粉消耗完，避免影响实验的准确性,酒精溶液,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：,遮光,曝光,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CO,2,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,）,类胡萝卜素,（,占总量的1/4,）,形成和,破坏的原因,温度,Mg,2+,等,光照,CO,2,O,2,叶绿体,H,2,O,有机物,阳光,6CO,2,+12H,2,O,C,6,H,12,O,6,+,6O,2,+6H,2,O,光能,叶绿体,CO,2,+H,2,O,（CH,2,O）+,O,2,光能,叶绿体,3.总反应式和过程,基 质,基粒,囊状,结构,色素分子,光能,酶,供能,ATP,ADP+P,i,光反应,暗反应,水在光下分解,H,2,O,O,2,供 H,酶,H,C,5,2C,3,还,多种酶,催化,固,定,CH,2,O,CO,2,原,4.光反应阶段和暗反应阶段的比较,光反应阶段,暗反应阶段,进行部位,条件,物质,变化,能量变化,联系,叶绿体基粒囊状结构中,叶绿体基质中,光、色素和酶,ATP NADPH 多种酶催化,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,H,2,O2H+1/2O,2,合成ATP,ADP+Pi,+,E ATP,光,酶,光能,CO,2,的固定,CO,2,+C,5,2C,3,三碳的还原,2C,3,C,6,H,12,O,6,酶,酶,ATP H,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,CO,2,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CO,2,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),水分的吸收和利用,矿质元素的吸收利用,光合作用,呼吸作用,有机物、O,2,水分,CO,2,水分,Mg、N、P,能量,溶解、运输,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,基质（酶）,外膜,内膜（酶）,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,6CO,2,+12H,2,O+,能量,酶,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+4,H,+,少量能量,C,6,H,12,O,6,酶,2丙酮酸+6H,2,O,6CO,2,+,20,H,+,少量能量,6O,2,+24,H,酶,酶,12H,2,O,+,大量能量,（细胞质基质）,（线粒体基质）,第一个阶段：,第二个阶段：,第三个阶段：,（线粒体内膜）,2.无氧呼吸,细胞质基质,2)总反应式：,1)场 所：,C,6,H,12,O,6,酶,2C,2,H,5,OH,（酒精）,+2CO,2,+,能量,C,6,H,12,O,6,酶,2C,3,H,6,O,3,（乳酸）,+,能量,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,有氧呼吸,无氧呼吸,区,别,场 所,条 件,产 物,释 能,联 系,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,CO,2,+C,2,H,5,OH,或C,3,H,6,O,3,氧化不彻底,CO,2,+H,2,O,氧化彻底,4.影响呼吸作用的因素,温度：,氧气浓度：,CO,2,H,2,O,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,CO,2,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,有机物、O,2,能量、CO,2,7.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,CO,2,的比例为：,产生相同量的,CO,2,，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，CO,2,的产生和O,2,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:,3、据测定，豌豆种子萌发早期CO,2,的释放量比O,2,的吸收量多34倍，这是因为种子此时（）,A种皮尚未破裂，种子内部缺氧，无氧呼吸比有氧呼吸强,B种子萌发时，光合作用比呼吸作用强,C种子萌发时，呼吸作用比光合作用强,D萌发时，种皮破裂，有氧呼吸大于无氧呼吸,4、用含,18,O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，,18,O的转移途径是：,A、葡萄糖丙酮酸水,B、葡萄糖丙酮酸氧,C、葡萄糖氧水,D、葡萄糖丙酮酸二氧化碳,（四）酶、ATP,1)概念：,活细胞,产生的一类具,催化作用,的,有机物,来源,功能,化学本质,1、酶,2)特性,高效性,专一性,需要适宜的温度和pH值,3)影响因素:温度、PH等（底物浓度、酶浓度等）,2.ATP能量的直接来源,1）结构式分析,AMP腺嘌呤核糖核苷酸,ADP,ATP,A,P P P,ATP ADP+Pi+能量,合成酶,水解酶,仅表示循环过程，不是可逆反应,不能说是一个动态平衡反应,ATP和ADP的含量处在动态平衡,反应条件不同,合成/分解场所不同,2）ATP与ADP的转化,ATP ADP+Pi+能量,合成酶,水解酶,细胞分裂,合成蛋白质,分泌,神经递质传递,主动运输,能量,光合作用(光反应),呼吸作用,能量,细胞质基质，线粒体，叶绿体,3）能量的释放和储存,生物体内能源物质总结,细胞中重要的能源物质：,植物细胞中储存能量的物质：,动物细胞中储存能量的物质：,生物体内储存能量的物质：,进行各项生命活动的主要能源物质：,进行各项生命活动的直接能源物质：,进行各项生命活动的最终能源物质：,葡萄糖,淀粉,糖元,脂肪,糖类,ATP,太阳能,1、下列有关酶的正确叙述是,A、活细胞产生的，在细胞内起作用,B、酶和激素的作用相同,C、酶的产生受遗传物质控制,D、在催化过程中不断被消耗,2、对人体细胞内关于ATP的描述，正确的是,A、ATP主要在线粒体中生成,B、它含有三个高能磷酸键,C、细胞内ATP与ADP相互转化的反应是可逆反应,D、细胞内贮有大量ATP，以适应生理活动需要,练习：,3、下列过程能使ADP含量增加的是,A、消化道内蛋白质的消化,B、线粒体内的,H 与O,2,结合,C、叶绿体中的叶绿素a失去电子,D、细胞分裂时纺锤丝的收缩,