細胞大小和物質運輸的關系
1)實驗原理
Ⅰ、含酚酞的瓊脂塊-(NaOH)→紫紅色
Ⅱ、氫氧化鈉在瓊脂塊中擴散速率相同
Ⅲ、在一定時間內,NaOH擴散的體積和瓊脂塊的總體積的比值可以代表擴散的效率
2)材料、儀器與用具
Ⅰ、含酚酞的瓊脂塊
Ⅱ、毫米尺,塑料勺,塑料刀,餐巾紙,防護手套,燒杯
Ⅲ、質量分數0.1%的NaOH
3)實驗的理論分析
若實驗用瓊脂塊為球體,半徑為R,一定時間內擴散的深度為D,則:
擴散效率=[πR3-π(R-D)3]/πR3
——其中D為定值,R為變量
?半徑越大,擴散效率越小
說明:一般可用表面積/體積之比(也叫相對表面積)近似反映擴散效率的大小。
細胞不能無限增大
細胞體積增大時,細胞表面積/體積減小,相對表面積減少,導致物質運輸速率下降,限制了細胞的長大
細胞增大但核DNA不變,細胞核做為控制中心的“負擔”就會過重
細胞通過分裂進行增殖
真核細胞能通過有絲分裂、減數分裂和無絲分裂增加細胞的數目
原核生物可以通過二分裂的方式增加個體數目
染色體的相關知識
染色體
Ⅰ、染色體是細胞核內的染色質經高度螺旋化形成的線狀或棒狀的結構
Ⅱ、細胞核內有多條染色體,每條染色體上都有且只有一個縊縮的著絲點(粒)部位,可以通過計數細胞核內著絲點(粒)的數目進行染色體計數
說明:根據染色體的長度和染色體上著絲點(粒)的位置,可以將染色體分類或編號。通常情況下每種生物的細胞核中,染色體的數目是相對恒定的,如正常人的體細胞中都含有46條染色體;果蠅體細胞含有8條染色體等等。大多數生物的體細胞中染色體是成對存在的,體細胞中染色體數目是生殖細胞中染色體數目的2倍,如人類的精子或卵細胞均含有23條染色體;而果蠅的配子中含有4條染色體。
染色體、染色單體和DNA的數量關系
Ⅰ、計數染色體的數目要看著絲點(粒)的數目
Ⅱ、計數DNA分子要看棒狀的數目
Ⅲ、著絲點(粒)連接了兩個棒狀時有染色單體,著絲點(粒)只連接一個棒狀時無染色單體
有絲分裂
細胞周期是指連續(xù)分裂的細胞,從一次細胞分裂結束開始(起點)到下一次細胞分裂結束(終點)為止,稱為一個細胞周期
例如:人體的紅細胞等高度分化的細胞不具有細胞周期(稱為終端分化細胞)。
細胞周期=分裂間期+分裂期(有絲分裂),其中間期持續(xù)時間遠大于分裂期(M)
Ⅰ、分裂間期:進行DNA分子的復制和有關蛋白質的合成,為細胞分裂的物質準備階段
Ⅱ、有絲分裂是以紡錘體和染色體出現、子染色體平均分配為特征的細胞分裂方式。有絲分裂多發(fā)生在體細胞中,體細胞通過有絲分裂產生體細胞是多細胞生物體增加細胞數目的主要方式。通過有絲分裂產生的子細胞和親代細胞的遺傳組成保持一致
植物細胞有絲分裂過程(見下圖示)
有絲分裂分裂期可人為劃分為4個階段:
①前期:染色質螺旋化形成染色體,兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體,核仁逐漸解體,核膜逐漸消失。
②中期:染色體的著絲點(粒)并排在細胞中央的赤道板,染色體形態(tài)穩(wěn)定數目清晰(是計數最佳時期)。
③后期:著絲點(粒)分裂,姐妹染色單體分離后成為單獨的染色體,然后在紡錘絲的牽引下分別移向細胞兩極。
④末期:染色體解螺旋形成染色質,紡錘體消失,核仁逐漸重建,核膜逐漸形成。赤道板位置出現細胞板,然后向四周擴散形成細胞壁。
口訣:
前期:膜仁消,兩體現
中期:點排中央赤道板
后期:點裂體分去兩極
末期:兩消兩現新壁建
動物細胞有絲分裂過程(與植物不同)
Ⅰ、前期:由兩組中心粒發(fā)出星射線形成紡錘體
Ⅱ、末期:赤道板位置不產生細胞板,而是通過縊裂的方式將細胞一分為二
說明:在有絲分裂的準備階段(間期),動物細胞還將完成中心粒的倍增。
無絲分裂
無絲分裂時,核先延長并縊裂成兩個細胞核,接著從細胞中部縊裂形成兩個子細胞。分裂過程中無紡錘絲和染色體的變化
例如:蛙紅細胞的無絲分裂;人肌肉組織受損后也可快速進行無絲分裂。
觀察植物根尖分生區(qū)細胞的有絲分裂
1)實驗原理
Ⅰ、高等植物根尖、芽尖等分生區(qū)部位的細胞能進行旺盛的有絲分裂
Ⅱ、染色體可以被堿性染料(龍膽紫、醋酸洋紅或改良苯酚品紅)染色。通過觀察染色的染色體(或染色質)的存在狀態(tài),可以判斷細胞所處的有絲分裂的時期
2)材料、儀器與用具
Ⅰ、洋蔥
Ⅱ、顯微鏡,載玻片,蓋玻片,玻璃皿,剪子,鑷子,滴管
Ⅲ、質量分數15%的鹽酸,體積分數95%的酒精,質量分數0.01%的龍膽紫溶液,洋蔥根尖細胞有絲分裂固定裝片
3)實驗步驟
Ⅰ、培養(yǎng)洋蔥根尖
Ⅱ、裝片制作:解離→漂洗→染色→制片
步驟目的
步驟 | 目的 |
解離 | 使組織中的細胞分散開來 |
漂洗 | 防止過度解離 |
染色 | 使染色質(體)著色 |
制片 | 需按壓使細胞分散開以利于觀察 |
Ⅲ、顯微鏡觀察:先低倍鏡觀察→再高倍鏡觀察
4)實驗結果及分析
根據染色體(染色質)的存在狀態(tài)可以判斷細胞分裂所處的時期。統計多個視野中處于不同時期的細胞所占的比例,可以判斷有絲分裂各時期持續(xù)時間的相對長度。
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