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第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖
本节聚焦：
1. 细胞通过什么方式增殖？
2.什么叫细胞周期？
3.细胞有丝分裂的过程是怎样的？他有什么生物学意义？
问题探讨
资料1:
非洲象体重在四到五吨左右，雄性非洲象可高达4米，而雌性非洲象也可高达两米半；正常的老鼠体型在20公分左右；细菌的大小（直径）一般是：0.5~5微米，
非洲象
老鼠
细菌
物种 人 象 鼠 植物 真核细胞 原核细胞
细胞直径（um） 10-20 10 10 10-100 3-30 1-10
资料2：
下表为几种不同生物的细胞平均直径
个体生命历程
出生
细胞生命历程
死亡
成熟
衰老
繁殖
生长
增殖
衰老
死亡
分化
一、生物的生长
多细胞生物体
体积增大
细胞体积增大
细胞数量增多
依靠
依靠
依靠
细胞生长
细胞分裂
主要
依靠
单细胞生物体
体积增大
细胞体积增大
依靠
细胞生长
生物的生长
细胞能不能无限长大？
一、生物的生长
一、生物的生长
2mm
2mm
2mm
4mm
4mm
4mm
8mm
8mm
8mm
表面积= mm2
体积= mm3
表面积= mm2
体积= mm3
表面积= mm2
体积= mm3
24
8
96
64
384
512
1.5
3
0.75
表面积/体积=
表面积/体积=
表面积/体积=
延伸：细胞不能无限长大的原因
扩散效率=
葡萄糖扩散的体积
整个细胞的体积
结论：
细胞越大，表面积/体积的比值越小，细胞的物质运输的效率越低。
一、生物的生长
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。
细胞是否越小越好呢？
二、细胞的增殖
1.概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。
2.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。
3.过程：细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。
真核细胞：
有丝分裂
无丝分裂：如蛙的红细胞分裂
减数分裂
→产生体细胞
→产生生殖细胞
4.细胞增殖的方式：
原核细胞：
二分裂
二、细胞的增殖
三、细胞周期
2.两个阶段：
分裂间期
分裂期
90%～95%
5%～10%
前期
中期
后期
末期
注：分裂间期为活跃的物质准备期：
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。
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。
三、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 分裂期 细胞周期
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
思考：分析表中的数据，你能得出哪些结论？
1.不同生物细胞周期一般不同
2.同一生物不同组织细胞细胞周期不一定相同
3.分裂间期的时间要比分裂期的时间长得多
三、细胞周期
细胞周期：
分裂间期：
分 裂 期：
B-B
B-A
A-B
B
A
方法一：扇形图
方法二：直线图
A B C D E F G
A C、 C E、 E G
A B、 C D、E F
B C、 D E、F G
3. 细胞周期表示方法：
准确理解“细胞周期”:
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。
细胞增殖
连续分裂：
暂停分裂：
不再分裂：
发育中的受精卵、早期胚胎细胞、干细胞、根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、皮肤生发层细胞、癌细胞
暂时不增殖，在适当的刺激下可重新进入细胞周期。如肝、肾细胞、淋巴细胞等。
（有细胞周期）
高度分化的细胞不再分裂，无细胞周期；如神经、肌纤维
三、细胞周期
减数分裂的细胞没有细胞周期。
关于染色体的预备知识:
1、存在：真核生物的细胞核中
2、组成： DNA+蛋白质
螺旋缠绕、缩短变粗
解开螺旋
着丝粒
着丝粒
染色质
（细丝状）
分裂间期
光镜下看不到
（圆柱状或杆状）
染色体(姐妹染色单体)
光镜下可见
染色体与染色质是同一物质在不同时期的不同存在形态
3、数染色体要数着丝粒，有几个着丝粒，就有几条染色体。
分裂期
四、有丝分裂（以高等植物为例）
四、有丝分裂（以高等植物为例）
关于染色体的预备知识
染色体、染色单体和DNA的关系
染色体数
染色单体数
DNA数
1
0
1
1
2
2
2
0
2
复制
着丝粒分裂
染色体=数着丝粒
染色单体=数交叉时线条数
DNA=数线条数
说明：
1、染色体数以着丝粒数为标准。
2、染色单体是特指连在一起的姐妹染色单体（0或2）
四、有丝分裂（以高等植物为例）
物质准备
主要
间期
进行
染色体复制
DNA复制
蛋白质合成
核膜
核仁
染色质
1、分裂间期：
细胞适度生长
四、有丝分裂（以高等植物为例）
分裂期：前、中、后、末
纺锤丝
着丝粒
染色体（含2条姐妹染色单体）
① 核膜、核仁消失
②出现染色体，出现纺锤体。
③染色体散乱分布在纺锤体中央。
1、前期：
四、有丝分裂（以高等植物为例）
分裂期：前、中、后、末
2、中期：染色体观察及计数的最佳时机
染色体
特点：
①染色体的着丝粒都排列在赤道板上
②赤道板是想象的平板，显微镜下不可见
四、有丝分裂（以高等植物为例）
分裂期：前、中、后、末
3、后期：
子染色体
特点：
①着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离，变为两个染色体；染色体数目加倍。
②形成两套相同的染色体，分别往两极移动。
四、有丝分裂（以高等植物为例）
分裂期：前、中、后、末
4、末期：两消两现重开始（两消两现与前期相反）
特点：
①染色体、纺锤体消失，核膜、核仁出现。
②赤道板的位置出现细胞板，逐渐形成新的细胞壁，将细胞一分为二。
细胞板
核膜
动物细胞有丝分裂的过程：与植物细胞的基本相同
进入分裂期后，两组中心粒分别移向细胞两极，两组中心粒的周围，发出大量放射状的星射线形成纺锤体。
分裂末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两部分，每部分都含有一个细胞核
染色质复制+中心体复制
四、有丝分裂（以高等植物为例）
体细胞一般能够分裂________次，但是有的细胞受到_________的作用，细胞中____________发生变化，就变成了_____________的、_____________的_________细胞，这种细胞就是癌细胞。
50-60
致癌因子
遗传物质
不受机体控制
连续进行分裂
恶性增殖
1.癌细胞的形成原因：
2.癌细胞的特点：
遗传物质发生变化
不受机体控制、连续进行分裂、恶性增殖（无限增殖）
四、有丝分裂（以高等植物为例）
纺锤体的形成方式不同
子细胞形成方式不同
动物
植物
中心体发出星射线构成纺锤体（每个中心体由两个中心粒构成，在间期倍增）
细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体
细胞膜从中部向内凹陷将细胞一分为二
细胞板扩展成细胞壁将细胞一分为二
前 期
末 期
（缢裂）
相同点：
1.分裂产生两个子细胞；
2.核膜、核仁的变化相同；
3.染色体的行为变化完全相同。
四、有丝分裂（以高等植物为例）
动、植物细胞有丝分裂异同：
有丝分裂的重要意义：
将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，然后精确平均分配到两个子细胞中去。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。
复制
亲代细胞
子代细胞
染色体平均分配
四、有丝分裂（以高等植物为例）
五、无丝分裂
1、过程
3、特点
无纺锤丝，染色体的出现
2、举例
蛙的红细胞
注意：无丝分裂过程中也有染色体、DNA的复制！！！
并且细胞要增大。
细胞核延长 核缢裂 细胞质缢裂 形成两个子细胞
六、观察根尖分生区细胞有丝分裂
根尖结构示意图
成熟区
伸长区
分生区
根冠
1.成熟区(根毛区)
细胞体积较大，出现了细胞分化，内部出现了导管，表皮细胞向外突出形成根毛。成熟区是根吸收水和无机盐的主要部位。
2.伸长区
细胞体积较大，呈长方形，是根伸长最快的区域。
3.分生区
细胞分裂旺盛，细胞体积小，呈正方形，排列紧密，能促进根的生长。
4.根冠
位于根尖最顶端，细胞体积较大，形状不规则，排列不整齐，有保护作用。
六、观察根尖分生区细胞有丝分裂
（一）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，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞；
（3）通过在高倍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分别处于有丝分裂的那个时期；
（4）染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液旧称龙胆紫溶液，或者醋酸洋红液）着色；
（二）、有关试剂及作用
（1）解离液:质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1︰1混合而成的，其作用是使组织中的细胞分离开来。
（2）漂洗:清水，其作用是洗去解离液，利于染色。
（3）染色：甲紫溶液或者醋酸洋红液，使染色体着色。
六、观察根尖分生区细胞有丝分裂
六、观察根尖分生区细胞有丝分裂
（三）实验步骤
1.洋葱根尖的培养
实验前3～4d，将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接触水；
装置放在温暖处；
待根长约5 cm时取用；注意：选择染色体数目较少且分裂期占细胞周期时间比例大的根尖作为实验材料；
六、观察根尖分生区细胞有丝分裂
2.装片的制作
制片流程：_____→ _____→ _____→ _____
解离
漂洗
染色
制片
（1）解离
目的：用药液使组织中的细胞相互分离开来；
注意：
①解离时间为3-5min，不宜过长或过短；过长：根尖过分酥软，无法用镊子夹取，影响漂洗和染色，染色体成分也可能被破坏；过短：解离不充分，细胞不易分散；
②剪取时间一般在上午10点至下午2点左右，此时根尖分生区有较多的细胞处于分裂期；
③根不宜剪过长，防止剪到成熟区，影响后续细胞的寻找和观察；
④解离过后，细胞死亡，停留在不同的分裂时期，因此解离后无法在一个细胞中看到连续的细胞变化；
（2）漂洗
漂洗约10 min
目的：
注意：
洗去药液，防止解离过度；
一定要漂洗彻底：
①防止残留的解离液继续破坏细胞；
②盐酸会影响染色效果；
六、观察根尖分生区细胞有丝分裂
六、观察根尖分生区细胞有丝分裂
（3）染色
甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色；
甲紫溶液染色3～5 min
注意染色液浓度和染色时间，否则其他结构也可能会着色，显微镜下一片紫色，无法观察；
目的：
注意：
滴清水
碎根尖
压片
（4）制片
使细胞分散开来，有利于观察；
压片：盖上盖玻片，用拇指轻轻按压盖玻片
目的：
操作：
注意：
压片用力必须恰当：
过重会将组织压烂，
过轻细胞不能完全分散开
六、观察根尖分生区细胞有丝分裂
3.洋葱根尖细胞有丝分裂的观察
低倍显微镜观察，找到分生物细胞：细胞呈正方形，排列紧。
操作：
高倍显微镜仔细观察，先找中期图像，再找前期、后期、末期的细胞；注意观察各时期的染色体形态和分布特点。最后观察分裂间期的细胞。
六、观察根尖分生区细胞有丝分裂
分裂间期
末期
前期
中期
后期
六、观察根尖分生区细胞有丝分裂

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