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第6章 细胞的生命历程
第一节细胞的增殖
一、学习目标
二、重难点
1.教学重点:
（1）有丝分裂各个时期的特点。（2）有丝分裂的意义。
2.教学难点:
(1)有丝分裂过程中染色体的行为变化及染色体和DNA的数量变化。
(2)观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂。
1.通过对细胞周期的学习，认识到生命活动的周期性。(生命观念)
2.概述细胞有丝分裂的过程,阐明细胞有丝分裂的重要意义。(科学思维）
3.能制作植物根尖分生区组织细胞有丝分裂的临时装片，观察、描述有丝分裂各个时期的特点。（科学探究）
问题探讨
...
讨论：
象与鼠的个体大小相差十分悬殊。
1.请推测象与鼠相应器官和组织的细胞大小有 差异吗？
2.生物体的长大，是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大？
细胞大小一般无明显的差异。
多细胞
生物体
细胞体积增大
细胞生长
细胞分裂
体积增大
依靠
依靠
依靠
细胞为什么不可以无限长大呢？
思考：
细胞数量增多
一 、细胞不能无限长大
思维训练
细胞不能无限长大的原因有很多，细胞的大小影响物质运输的效率，可以作为一种解释。
实验：细胞大小与物质运输的关系
1.目的要求：
通过探究细胞大小(即细胞的表面积与体积之比)与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。
2.原理：
(1)琼脂块的大小模拟细胞大小，NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。
(2)酚酞遇NaOH呈现______色。
紫红
(3)用NaOH的扩散效率反映细胞的物质运输效率。
NaOH在琼脂块中扩散的体积
琼脂块总体积
含酚酞的琼脂块
NaOH
细胞的边长/mm 表面积/mm2 体积/mm3 比值 （表面积/体积） 物质扩散的深度/mm 物质扩散的体积/
整个“细胞”体积
2 0.5
4 0.5
8 0.5
一 、细胞不能无限长大
思维训练
2mm
2mm
2mm
4mm
4mm
4mm
8mm
8mm
8mm
24
8
96
64
384
512
1.5
3
0.75
3.实验过程：
（1）现有3个大小不同的细胞模型,如下图所示,计算每个"细胞"的表面积与体积的比值。
（2）物质在细胞中的扩散速率是一定的，假定某种物质通过“细胞”后，向内扩散的深度为0.5mm。计算这3个“细胞”中物质扩散的体积与整个“细胞”体积的比值。
0.330
0.578
0.875
7/8
37/64
169/512
讨论:
一 、细胞不能无限长大
思维训练
1、细胞的表面积和体积的比值与细胞的大小有什么关系？
2、从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？
3、细胞越小，越有利于细胞与外界的物质交换，那么，细胞是越小越好吗？
细胞越大，细胞的表面积和体积的比值越小。
细胞越大，细胞的表面积和体积的比值越小，物质运输的效率越低。
细胞不是越小越好,因为细胞中有众多的必需物质和细胞器,细胞太小,就没有足够的空间,细胞就不能进行相应的生命活动,发挥出相应的生理功能。
②核质比的限制：细胞核的控制能力是有限的。一般来说，细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的。
细胞不能无限长大的原因：
①细胞相对表面积的限制：细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大；
总结:
二 、细胞增殖
细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。
1
概念：
2
意义：
3
方式：
真核细胞有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
→产生生殖细胞，如精子、卵细胞
原核细胞：
二分裂
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。
(1)单细胞生物通过细胞增殖进行繁衍
(2)多细胞生物:
多细胞生物从受精卵开始，要经过细胞增殖和分化逐渐发育为个体
多细胞生物通过细胞增殖产生新细胞来补充已经衰老死亡的细胞
4
过程：
包括物质准备（分裂间期）和细胞分裂（分裂期）两个相连续的过程。细胞增殖具有周期性。
三 、细胞周期
1
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.
①前提
②起点
③终点
2
阶段：
一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期
分裂间期
分裂期
阶段
（90%--95%）
（5%--10%）
3
分裂间期：
（1）概念：从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前
（2）特点：
分裂间期
G1期：DNA合成前期,主要进行RNA和有关蛋白质的合成(如DNA聚合 酶等),为S期DNA的复制做准备。
S期：DNA合成期，主要进行DNA的复制。
G2期：主要进行RNA和蛋白质的合成，为分裂期做准备。
G1期
S期
G2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合成,同时细胞有适度的生长。
三 、细胞周期
4
分裂期：
开始进行细胞分裂阶段，也称M期。分裂间期结束即进入分裂期。
分裂期最明显的变化是细胞核中染色体的变化
5
正确理解细胞周期：
不同细胞的细胞周期持续时间（t/h） 细胞类型 分裂间期/h 分裂期/h 细胞周期/h
蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3
小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3
人的肝细胞 21 1 22
人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22
①"连续分裂的细胞"才具有细胞周期;
②间期在前,分裂期在后；
③间期长,分裂期短；
④起止点：从一次分裂完成开始到下一次分裂完成结束。
不同细胞的细胞周期持续时间一般不同。
6
细胞周期的表示方法：
细胞周期：
分裂间期：
分 裂 期：
方法一：扇形图
方法二：直线图
A
B
B B
A B
B A
细胞周期：
分裂间期：
分 裂 期：
a+b或c+d
a或c
b或d
时间长
时间短
课堂练习
1.下列关于细胞周期的说法，错误的是（ ）
A.通常不同物种的细胞周期长度不同
B.有分裂能力的细胞不一定都有细胞周期
C.细胞周期会受到环境因素的影响
D.观察有丝分裂应选择细胞周期长的材料
不同物种的细胞周期的长短主要受基因控制，此外还受温度等外界条件的影响，不同物种的细胞所含有的基因不同，因此不同物种的细胞周期长度不同，细胞周期会受到环境因素的影响
只有连续进行分裂的细胞才具有细胞周期，因此具有分裂能力的细胞不一定都有细胞周期
细胞有丝分裂过程中，分裂期时间越长，占细胞周期的比例越大，观察到分裂期的细胞数越多，因此观察有丝分裂应选择细胞分裂期比例大的材料
四 、有丝分裂
(一)高等植物细胞有丝分裂：
有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。
1
分裂过程：
（1）前期：
膜仁消失现两体
高度螺旋 缩短变粗
染色质
染色体
核仁逐渐解体、核膜逐渐消失。
间期
姐妹染色单体
着丝粒
染色体
细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体。
染色质丝螺旋缠绕，成为染色体。每条染色体包括2条姐妹染色单体。
染色体散乱分布于纺锤体中央。
四 、有丝分裂
（2）中期：
形定数清赤道齐
每条染色体的着丝粒两侧都有纺锤丝附着在上面。
纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面（赤道板）上。
（赤道板，不是真实存在的）
（3）后期：
粒裂数增均两极
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体；染色体数目加倍,子染色体由纺锤丝牵引着移向细胞两极。
两极各有一套染色体，这两套染色体的形态和数目完全相同。
子染色体
两消两现建新壁
染色体变成染色质丝,纺锤丝逐渐消失。
染色体
染色质
解螺旋
（4）末期：
（5）子细胞：
一个细胞分裂成为两个子细胞，每个子细胞中含有的染色体数目与亲代细胞的相等。分裂后形成的子细胞继续分裂，就进入下一细胞周期的间期状态。
出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核。
赤道板的位置出现细胞板，逐渐扩展形成新的细胞壁。
四 、有丝分裂
分裂后子细胞的其他去向
有的子细胞暂不分裂,但仍具有分裂能力,一定条件下可继续分裂,如B细胞。
有的子细胞分化为特定组织、器官的细胞,失去分裂能力。
拓展
癌细胞：致癌因子作用下，遗传物质改变，不受机体控制的恶性增殖细胞。
(二)动物细胞有丝分裂：
1
分裂过程：
动物细胞有丝分裂的过程，与植物细胞的基本相同。
间期
前期
后期
中期
末期
思考●讨论
动物细胞与植物细胞有丝分裂的相同点和不同点
3、动物细胞的有丝分裂与植物细胞的相比，在染色体的行为、染色体和DNA数量的变化等方面有什么共同的规律？
1、动物细胞有丝分裂过程与植物细胞的有什么不同？
2、细胞有丝分裂的重要意义是什么？
观察动物细胞的有丝分裂模式图(上图)。讨论：
四 、有丝分裂
在前期，染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗形成染色体，每条染色体由两条姐妹染色单体组成，此时染色体的数量不变，DNA的数量较体细胞加倍；在中期，染色体的着丝粒都排列在赤道板上；在后期，染色体的着丝粒分裂成两个，两条姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极，此时染色体的数量加倍，而DNA的数量保持不变；在末期，染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝，末期结束后子细胞中染色质和DNA的数量与亲代相同。
(二)动物细胞有丝分裂：
2
与植物细胞分裂的不同点：
(1)间期:中心体倍增，数目加倍。
(2)前期：纺缍体的形成不同:
(3)末期：形成子细胞的方式不同：
植物：由细胞两极发出纺缍丝形成纺缍体
动物：由两组中心粒发出星射线形成纺缍体
植物：在赤道板位置形成细胞细胞板
动物：细胞膜向内凹陷，缢裂成2个子细胞
植物
动物
无
(三)有丝分裂的意义：
将亲代细胞的染色体经过复制之后，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的稳定性。
四 、有丝分裂
1.染色体的行为变化：
五 、有丝分裂过程中DNA、染色体、染色单体的变化
间期
复制
高度螺旋 缩短变粗
前期
中期
后期
解螺旋
末期
2.数目变化：
(假定生物体细胞中染色体数为2n,DNA为2C)
时期 项目 间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体
染色单体
2N
4N
0
2C
4C
2N
2N
4N
4C
4C
4C
4N
4N
0
2C
4C
2N
4N
0
4N
3.有丝分裂曲线图：
五 、有丝分裂过程中DNA、染色体、染色单体的变化
（1）染色体数量变化曲线：
c—d变化的原因是染色体均分进入两个细胞中
a—b变化的原因是着丝粒分裂
0
4N
2N
间期
前期
中期
后期
末期
b
a
c
d
（2）DNA数量变化曲线：
a—b变化的原因是DNA分子复制
0
4N
2N
间期
前期
中期
后期
末期
b
a
c
d
G2
G1
S
c—d变化的原因是细胞一分为二
每条染色体上DNA含量
0
2
1
间期
前期
中期
后期
末期
b
a
c
d
G1
S
G2
染色体/核DNA含量
0
1
1/2
间期
前期
中期
后期
末期
b
a
c
d
G1
S
G2
e
拓展
课堂练习
2.某同学观察根尖有丝分裂实验后，绘制的各时期细胞图如下所示。下列叙述错误的是( )
A.有丝分裂的细胞出现的先后顺序是①⑤②③
B.图中M为细胞板、N为核仁、P为星射线
C.细胞分裂过程中，核DNA的复制与染色体复制是同步进行的
D.细胞④内有蛋白质的合成，且合成场所为一种无膜结构的细胞器
有丝分裂的过程包括①前期、⑤中期、②后期、③末期
因图示为根尖细胞的有丝分裂，所以纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，图中P为纺锤丝
蛋白质的合成场所是核糖体，核糖体没有膜结构
课堂练习
3.已知图甲为某二倍体生物的细胞有丝分裂部分时期的示意图；图乙表示该生物的细胞分裂过程中，不同时期细胞内核DNA含量、染色体数、染色单体数的关系；图丙表示在细胞分裂的不同分裂时期每条染色体上的DNA含量变化。下列有关说法错误的是
A.图甲中与图乙中②时期相对应的细胞是Ⅰ
B.图乙中表示核DNA含量的是字母a
C.因为有中心体无细胞壁，所以该生物是动物
D.图丙的BC段分别对应图甲的Ⅱ和图乙的①
B
1.无丝分裂：
六 、无丝分裂和二分裂
细胞在分裂过程中,没有出现纺锤丝和染色体的变化,所以叫作无丝分裂。
（1）概念：
（2）过程：
（3）实例：
蛙的红细胞的分裂。
2.二分裂：
原核生物（细菌）
探究 实践
.
七 、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理
（1）在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞；
（2）各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一个分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
（3）通过高倍镜观察细胞内染色体的存在状态，就可以判断细胞所处于有丝分裂的时期。
（4）染色体容易被碱性染料着色（如甲紫溶液或醋酸洋红溶液）
2.材料用具
洋葱;质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液(1:1);质量浓度为0.01g/ml或0.02g/ml的甲紫溶液（或醋酸洋红溶液）
(1)、洋葱根尖的培养:
3.实验步骤:
取洋葱一个，放在广口瓶上。瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方培养。待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。
分生区细胞特点：细胞分裂旺盛,细胞呈正方形,排列紧密。
探究 实践
.
七 、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
3.实验步骤:
(2).装片的制作:
流程：解离→漂洗→染色→制片
过程 方法 时间 目的
解离 上午10时至下午2时（洋葱分生区有较多的细胞处于分裂期），剪取洋葱根尖2~3mm，放入盛有盐酸和酒精混合液（1:1）的玻璃皿中，室温下解离。 3~5 min 用药液使组织中的细胞相互分离开来。
漂洗 待根尖软化后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。 10 min 洗去药液，防止解离过度。
染色 把根尖放入质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中染色。 3~5 min 甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色。
制片 用镊子将根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片。然后用拇指轻轻在按压盖玻片。 使细胞分散开来，有利于观察。
解离液
探究 实践
.
七 、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
3.实验步骤:
(3).观察:
低倍镜观察，找到分生区细胞；高倍镜观察染色体的行为，先找中期图像，再移动装片找其余各时期图像。
高倍镜
低倍镜
间期
前期
中期
末期
后期
探究 实践
.
七 、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.观察到的分生区细胞中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？
讨论：
间期
细胞周期中大部分时间处于分裂间期
2.如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？
观察到的不同时期细胞数目的多少，反映出各时期时间的长度。
细胞周期 样本1 样本2 总数 某时期的细胞数/细胞总数
分裂间期 43 48 91 88.3%
分裂期 前期 3 2 5 4.9%
中期 1 0 1 0.97%
后期 2 1 3 2.9%
末期 1 2 3 2.9%
计数细胞总数 103 100%
要想在视野中看到分裂期各个时期的图像，应怎样选材？
在细胞周期中分裂期相对长的材料
4.(2023·衡阳检测)美花石斛的茎是名贵中药材，在一天中细胞分裂存在日节律性。如图1、2是某兴趣小组的实验结果，分裂期的细胞数占观察细胞总数的比值作为细胞分裂指数。下列说法正确的是
课堂练习
D
A.选取新生茎尖作为实验材料的主要原因是茎尖伸长区细胞分裂旺盛
B.细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③
C.由图1可知，细胞周期中分裂期的细胞持续时间更长
D.由图2可知，在日节律上，9：00左右是美花石斛细胞分裂的高峰期
③→⑤→④→①→②
练习与应用
二、拓展应用
一、概念检测
1.（1）X （2）.X
2.
0
4n
2n
间期
前期
中期
后期
末期
b
a
c
d
染色体的数量
0
4n
2n
间期
前期
中期
后期
末期
b
a
c
d
G2
G1
S
DNA的数量
略
下 课
Thanks!
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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