同學們,上節(jié)課我們學習了細胞不能無限長大,以及細胞通過分裂進行增值這兩部分內(nèi)容,知道真核細胞有三種分裂方式:有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。下面我們就重點學習一下真核生物主要的細胞分裂方式——有絲分裂。
首先請同學們利用五分鐘的時間閱讀教材有絲分裂這部分的內(nèi)容,并思考如下問題:
1、如何理解細胞進行有絲分裂具有周期性
2、植物細胞有絲分裂的過程
3、比較動植物細胞有絲分裂的區(qū)別
4、有絲分裂的意義
好,時間到!下面請同學回答一下什么是細胞周期。(學生回答)
恩,很好!連續(xù)分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止,為一個細胞周期。一個細胞周期包括兩個階段:分裂間期和分裂期(板書:細胞周期、分裂間期、分裂期)。這里,同學們要注意兩點:首先,只有“連續(xù)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(qū)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,是從分裂完成時開始到分裂完成時為止。我們?nèi)绻诩毎芷趫D上標出甲乙這兩個點的話,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,一個細胞周期是指從乙到甲再到乙的整個階段。在分裂間期結束之后,就進入分裂期。分裂期是一個連續(xù)的過程,人們?yōu)榱搜芯糠奖悖逊至哑诜譃樗膫€時期: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(xù)時間。同學們根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)分析一下分裂間期和分裂期在時間分配上有什么特點呢?(學生回答)恩,我剛才聽到有的同學說分裂間期比分裂期時間長。沒錯,細胞周期的大部分時間處于分裂間期,大約占細胞周期的90%—95%。另外,不同種類的細胞,一個細胞周期的時間也是不同的,比如說蠶豆根尖分生區(qū)細胞的一個細胞周期為17.3小時,而人的肝細胞細胞周期為22個小時。
下面以高等植物細胞為例,了解有絲分裂的過程。這幅圖是植物細胞有絲分裂全過程的模式圖,下面請同學們觀察圖中各時期細胞的變化,尤其注意染色體的形態(tài)和數(shù)目的變化,同時結合教材內(nèi)容,進行小組內(nèi)討論,總結細胞分裂各個時期的特點,十分鐘后我們請同學來匯報一下你們小組的討論結果。~~~~~~好,剛才老師旁聽了幾個小組的討論,看到大家都很積極的參與,那么哪個小組先來匯報一下你們的討論結果呢?好,這位同學!(伸手示意)恩,總結的很好,請坐!還有哪個小組對他們的總結有補充的?或者說有哪些地方需要修正的嗎?好,那位同學!恩,非常好,請坐!下面老師帶領大家一起來分析歸納一下有絲分裂各個時期的特點,同時同學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(xiàn),細胞核內(nèi)染色質發(fā)生了變化,右圖中的每個染色質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共同的著絲點連接著,實質上,這是染色質復制的結果。之前我們在學習細胞核的結構時,講到染色質是由DNA和蛋白質組成的,所以染色質的復制實質上是DNA分子的復制和有關蛋白質的合成,這是分裂間期最主要的一個特點。另外,間期細胞還存在適度的生長。那么間期染色質復制的結果又是怎樣的呢?我們接著往下分析。這個是正常情況下的染色體(實際情況是以染色質絲的狀態(tài)存在),這個是細胞分裂時才出現(xiàn)的染色體(包含兩條姐妹染色單體),正常情況下的1個染色體含有1個DNA,經(jīng)過復制,DNA數(shù)目加倍,變成兩個。這里,同學們需要注意的一點是:染色體的數(shù)目等于著絲點的數(shù)目,也就是說當我們看細胞中有多少染色體或者染色質的時候,我們可以直接數(shù)有多少個著絲點。所以,復制前后細胞中染色體的數(shù)目是不變的。歸納一下就是,每個染色質都形成兩個姐妹染色單體,呈細絲狀。細胞中DNA數(shù)目加倍,染色質數(shù)目不變。
有絲分裂的前期,我們首先來看染色質的變化,比較前后兩幅圖,我們會發(fā)現(xiàn),前期細胞中出現(xiàn)了染色體,這是染色質螺旋纏繞,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為紡錘絲,眾多的紡錘絲形成了紡錘體。我們用兩句話來總結一下前期的特點,那就是出現(xiàn)染色體、紡錘體,核膜、核仁消失。這里,老師教給大家四句口訣,來幫助同學們理解和記憶有絲分裂各時期的特點。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主要在于染色體的變化,所有染色體的著絲點在紡錘絲的牽引下排列在赤道板上。赤道板是一個與紡錘體縱軸相垂直,并將其平分的一個平面,是假想出來的,實際上并沒有這種板狀結構的存在。另外,中期染色體的形態(tài)比較穩(wěn)定、數(shù)目比較清晰,是進行染色體觀察及計數(shù)的最佳時機。那么中期特點的記憶口訣是什么呢?“形定數(shù)晰赤道齊”
有絲分裂后期,著絲點一分為二,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(shù)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(shù)目也相同。由于著絲點的分裂,每條姐妹染色單體稱為一條子染色體,所以細胞中染色體數(shù)目加倍。“點裂數(shù)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的染色質絲,同時,紡錘絲消失,出現(xiàn)了新的核膜和核仁。核膜把染色體包圍起來,形成了兩個新的細胞核。這時候,在赤道板的位置上出現(xiàn)了一個細胞板,細胞板由細胞中央向四周擴展,逐漸形成新的細胞壁。最后,一個細胞分裂成了兩個子細胞。歸納一下,分裂末期的特點有三點:1、核膜、核仁重新出現(xiàn)。2、紡錘體消失,染色體變回絲狀的染色質3、在赤道板的位置上出現(xiàn)細胞板,進而形成新的細胞壁。“兩消兩現(xiàn)重開始”,兩消指的是染色體和紡錘體消失,兩現(xiàn)指的是核膜核仁重現(xiàn),重開始是指新形成的子細胞大多數(shù)進入下一個細胞周期的分裂間期狀態(tài)。