同學(xué)們,上節課我們學(xué)習了細胞不能無(wú)限長(cháng)大,以及細胞通過(guò)分裂進(jìn)行增值這兩部分內容,知道真核細胞有三種分裂方式:有絲分裂、無(wú)絲分裂和減數分裂。下面我們就重點(diǎn)學(xué)習一下真核生物主要的細胞分裂方式——有絲分裂。
首先請同學(xué)們利用五分鐘的時(shí)間閱讀教材有絲分裂這部分的內容,并思考如下問(wèn)題:
1、如何理解細胞進(jìn)行有絲分裂具有周期性
2、植物細胞有絲分裂的過(guò)程
3、比較動(dòng)植物細胞有絲分裂的區別
4、有絲分裂的意義
好,時(shí)間到!下面請同學(xué)回答一下什么是細胞周期。(學(xué)生回答)
恩,很好!連續分裂的細胞,從一次分裂完成時(shí)開(kāi)始,到下一次分裂完成時(shí)為止,為一個(gè)細胞周期。一個(gè)細胞周期包括兩個(gè)階段:分裂間期和分裂期(板書(shū):細胞周期、分裂間期、分裂期)。這里,同學(xué)們要注意兩點(diǎn):首先,只有“連續分裂的細胞”才具有細胞周期,例如皮膚的生發(fā)層細胞、根的分生區細胞等;而高度分化,失去分裂增殖能力的細胞,例如神經(jīng)細胞,就不具有細胞周期。其次,是從分裂完成時(shí)開(kāi)始到分裂完成時(shí)為止。我們如果在細胞周期圖上標出甲乙這兩個(gè)點(diǎn)的話(huà),那么細胞分裂間期也就是從乙到甲的這一段,甲到乙的這一段表示細胞分裂期,一個(gè)細胞周期是指從乙到甲再到乙的整個(gè)階段。在分裂間期結束之后,就進(jìn)入分裂期。分裂期是一個(gè)連續的過(guò)程,人們?yōu)榱搜芯糠奖悖逊至哑诜譃樗膫€(gè)時(shí)期:前期、中期、后期、末期。
這張表格顯示的是不同細胞的細胞周期持續時(shí)間。同學(xué)們根據表格中提供的數據分析一下分裂間期和分裂期在時(shí)間分配上有什么特點(diǎn)呢?(學(xué)生回答)恩,我剛才聽(tīng)到有的同學(xué)說(shuō)分裂間期比分裂期時(shí)間長(cháng)。沒(méi)錯,細胞周期的大部分時(shí)間處于分裂間期,大約占細胞周期的90%—95%。另外,不同種類(lèi)的細胞,一個(gè)細胞周期的時(shí)間也是不同的,比如說(shuō)蠶豆根尖分生區細胞的一個(gè)細胞周期為17.3小時(shí),而人的肝細胞細胞周期為22個(gè)小時(shí)。
下面以高等植物細胞為例,了解有絲分裂的過(guò)程。這幅圖是植物細胞有絲分裂全過(guò)程的模式圖,下面請同學(xué)們觀(guān)察圖中各時(shí)期細胞的變化,尤其注意染色體的形態(tài)和數目的變化,同時(shí)結合教材內容,進(jìn)行小組內討論,總結細胞分裂各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn),十分鐘后我們請同學(xué)來(lái)匯報一下你們小組的討論結果。~~~~~~好,剛才老師旁聽(tīng)了幾個(gè)小組的討論,看到大家都很積極的參與,那么哪個(gè)小組先來(lái)匯報一下你們的討論結果呢?好,這位同學(xué)!(伸手示意)恩,總結的很好,請坐!還有哪個(gè)小組對他們的總結有補充的?或者說(shuō)有哪些地方需要修正的嗎?好,那位同學(xué)!恩,非常好,請坐!下面老師帶領(lǐng)大家一起來(lái)分析歸納一下有絲分裂各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn),同時(shí)同學(xué)們也可以檢測一下你們小組的討論結果是否全面準確。
首先看一下分裂間期細胞都發(fā)生了哪些變化。比較左右兩幅圖,我們發(fā)現,細胞核內染色質(zhì)發(fā)生了變化,右圖中的每個(gè)染色質(zhì)都包含兩條并列的姐妹染色單體,這兩條姐妹染色單體由一個(gè)共同的著(zhù)絲點(diǎn)連接著(zhù),實(shí)質(zhì)上,這是染色質(zhì)復制的結果。之前我們在學(xué)習細胞核的結構時(shí),講到染色質(zhì)是由DNA和蛋白質(zhì)組成的,所以染色質(zhì)的復制實(shí)質(zhì)上是DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,這是分裂間期最主要的一個(gè)特點(diǎn)。另外,間期細胞還存在適度的生長(cháng)。那么間期染色質(zhì)復制的結果又是怎樣的呢?我們接著(zhù)往下分析。這個(gè)是正常情況下的染色體(實(shí)際情況是以染色質(zhì)絲的狀態(tài)存在),這個(gè)是細胞分裂時(shí)才出現的染色體(包含兩條姐妹染色單體),正常情況下的1個(gè)染色體含有1個(gè)DNA,經(jīng)過(guò)復制,DNA數目加倍,變成兩個(gè)。這里,同學(xué)們需要注意的一點(diǎn)是:染色體的數目等于著(zhù)絲點(diǎn)的數目,也就是說(shuō)當我們看細胞中有多少染色體或者染色質(zhì)的時(shí)候,我們可以直接數有多少個(gè)著(zhù)絲點(diǎn)。所以,復制前后細胞中染色體的數目是不變的。歸納一下就是,每個(gè)染色質(zhì)都形成兩個(gè)姐妹染色單體,呈細絲狀。細胞中DNA數目加倍,染色質(zhì)數目不變。
有絲分裂的前期,我們首先來(lái)看染色質(zhì)的變化,比較前后兩幅圖,我們會(huì )發(fā)現,前期細胞中出現了染色體,這是染色質(zhì)螺旋纏繞,縮短變粗的結果。另外前期細胞中的核膜、核仁消失了,而且從細胞兩端發(fā)出了很多絲狀結構,我們把這種絲狀結構稱(chēng)為紡錘絲,眾多的紡錘絲形成了紡錘體。我們用兩句話(huà)來(lái)總結一下前期的特點(diǎn),那就是出現染色體、紡錘體,核膜、核仁消失。這里,老師教給大家四句口訣,來(lái)幫助同學(xué)們理解和記憶有絲分裂各時(shí)期的特點(diǎn)。分裂前期的口訣為“膜仁消失顯兩體”。膜仁指核膜和核仁,兩體指染色體和紡錘體。
有絲分裂中期細胞的特點(diǎn)主要在于染色體的變化,所有染色體的著(zhù)絲點(diǎn)在紡錘絲的牽引下排列在赤道板上。赤道板是一個(gè)與紡錘體縱軸相垂直,并將其平分的一個(gè)平面,是假想出來(lái)的,實(shí)際上并沒(méi)有這種板狀結構的存在。另外,中期染色體的形態(tài)比較穩定、數目比較清晰,是進(jìn)行染色體觀(guān)察及計數的最佳時(shí)機。那么中期特點(diǎn)的記憶口訣是什么呢?“形定數晰赤道齊”
有絲分裂后期,著(zhù)絲點(diǎn)一分為二,姐妹染色單體分離,成為兩條子染色體。染色體平均分為兩組,在紡錘絲的牽引下分別移向細胞兩極。細胞兩極這兩套染色體的形態(tài)和數目完全相同,而且每一套染色體與分裂前親代細胞中的染色體的形態(tài)和數目也相同。由于著(zhù)絲點(diǎn)的分裂,每條姐妹染色單體稱(chēng)為一條子染色體,所以細胞中染色體數目加倍。“點(diǎn)裂數加均兩極”
當這兩套染色體分別到達細胞的兩極后,每條染色體逐漸變成細長(cháng)的染色質(zhì)絲,同時(shí),紡錘絲消失,出現了新的核膜和核仁。核膜把染色體包圍起來(lái),形成了兩個(gè)新的細胞核。這時(shí)候,在赤道板的位置上出現了一個(gè)細胞板,細胞板由細胞中央向四周擴展,逐漸形成新的細胞壁。最后,一個(gè)細胞分裂成了兩個(gè)子細胞。歸納一下,分裂末期的特點(diǎn)有三點(diǎn):1、核膜、核仁重新出現。2、紡錘體消失,染色體變回絲狀的染色質(zhì)3、在赤道板的位置上出現細胞板,進(jìn)而形成新的細胞壁。“兩消兩現重開(kāi)始”,兩消指的是染色體和紡錘體消失,兩現指的是核膜核仁重現,重開(kāi)始是指新形成的子細胞大多數進(jìn)入下一個(gè)細胞周期的分裂間期狀態(tài)。