高中生物 17 细胞的生命过程 - 细胞的增殖
细胞增殖的意义
细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。例如,多细胞生物体的生长,既靠细胞生长增大细胞的体积,还要靠细胞分裂增加细胞的数量。
细胞周期
概念: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。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。
分裂间期:为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。分裂间期时间较长,约占细胞周期的90% - 95%。
分裂期:是一个连续的过程,为了研究方便,人们将其分为前期、中期、后期和末期四个时期。
有丝分裂
植物细胞的有丝分裂过程:
前期:染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体,这两条染色单体由一个共同的着丝粒连接着。核仁逐渐解体,核膜逐渐消失。从细胞的两极发出纺锤丝,形成一个梭形的纺锤体。
中期:染色体的着丝粒排列在赤道板上。染色体形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察。
后期:每个着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动。这时细胞核中的染色体就平均分配到了细胞的两极,使细胞的两极各有一套染色体。
末期:当这两套染色体分别到达细胞的两极以后,每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝。同时,纺锤丝逐渐消失,出现了新的核膜和核仁,形成两个新的细胞核。在赤道板的位置出现了一个细胞板,细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁,将细胞一分为二。
动物细胞的有丝分裂过程:动物细胞有丝分裂过程与植物细胞的基本相同,不同点在于:
前期:动物细胞由中心体发出星射线形成纺锤体,而植物细胞是从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。
末期:动物细胞的细胞膜从细胞的中部向内凹陷,缢裂成两个子细胞;而植物细胞是在赤道板的位置形成细胞板,进而形成细胞壁,将细胞一分为二。
有丝分裂的意义:将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
无丝分裂
概念:无丝分裂是指细胞在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。
过程:一般是细胞核先延长,核的中部向内凹陷,缢裂成为两个细胞核;接着,整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞。例如,蛙的红细胞的无丝分裂。
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
实验原理:高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。各个细胞的分裂是独立进行的,在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态,就可以判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期,进而认识有丝分裂的完整过程。
实验步骤:包括洋葱根尖的培养、装片的制作(解离、漂洗、染色、制片)、观察(先低倍镜后高倍镜)等。解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来;漂洗的目的是洗去解离液,防止解离过度;染色用碱性染料(如龙胆紫溶液或醋酸洋红液)使染色体着色。
细胞增殖是细胞生命活动的重要体现,有丝分裂保证了细胞遗传物质的稳定传递,无丝分裂则是一种较为特殊的细胞分裂方式,而通过对细胞有丝分裂的观察实验,有助于我们更直观地了解细胞分裂的过程和特点。