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第1讲 细胞的增殖
课标要求：
1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在
亲代和子代细胞中的一致性。
2.比较有丝分裂过程中物质或结构的变化规律，培养逻辑思维能力。
3.活动：制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。
第四单元 细胞的生命历程
课前3min ——回归教材
自由读教材 P110-111
1.多细胞生物体的生长，既靠 细胞生长 增大细胞的体积，还要靠
细胞分裂 增加细胞的数量。不同动植物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要取决于 细胞数量的多少 。（P110）
2.细胞周期是指 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，为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段： 分裂间期和分裂期 。（P111）
3.分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成 DNA的复制 和
有关蛋白质的合成 ，同时细胞有适度的生长。（P111）
本节聚焦：
细胞为什么要增殖？
原因
正方体 边长(mm) 表面积(mm2) 体积 (mm3) 表面积/ 体积 扩散深度 (0.5mm) 物质扩散体积/cm3 扩散体积/总体积
2mm
4mm
8mm
运用模型作解释
思考：从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？
24
8
96
64
384
512
3
1.5
0.75
0.5mm
0.5mm
0.5mm
0.875
0.578
0.330
细胞为什么不能无限长大？
7
37
169
扩散速率一样
细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输的效率就越低，
不能满足细胞的代谢需要。
思维训练：
教材115页
物质运输的效率
批判思维：细胞是不是越小越好？
细胞增殖
1
细胞不能无限长大
原因
相对表面积限制
核质比限制
原因
细胞增殖
意义
过程
是重要的细胞生命活动，是生物 的基础
生长、发育、繁殖、遗传
包括 两个连续的过程
物质准备、细胞分裂
方式
原核生物
真核生物
有丝分裂▲
无丝分裂
减数分裂
二分裂
→产生成熟生殖细胞（精细胞、卵细胞）
→产生体细胞
→产生体细胞(蛙的红细胞)
【对点训练】下列对细胞分裂相关知识的叙述正确的是（ ）
A.真核细胞的分裂方式有三种，有丝分裂是主要方式
B.细菌、蓝藻等原核生物，其细胞只能进行无丝分裂
C.人的成熟红细胞可以进行有丝分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂
D.多细胞生物通过细胞增殖而繁衍
A
细胞周期
2
细胞周期
（90%~95%）
（5%~10%）
概念： 的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。
分裂间期
分裂期（M期）
G1期
S期
G2期
——DNA合成期
——DNA合成前期
——DNA合成后期
（注意：间期在前，分裂期在后）
连续分裂
分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，
完成 DNA的复制 和 有关蛋白质的合成。
（合成DNA复制所需蛋白质,为S期做准备）
（合成M期所需的蛋白质，为M期做准备）
(主要进行DNA的复制)
【理解1】在生物体内，细胞分裂后产生的下列子细胞的去向：(填字母)
a.根尖分生区细胞　 b.根尖成熟区细胞　c.茎形成层细胞　
d.芽生长点细胞　 e.B细胞　 f.记忆细胞　
g.浆细胞　 h.叶肉细胞 　i.洋葱鳞片叶表皮细胞
①继续分裂：
始终处于细胞周期中，如胚胎干细胞、癌细胞、 等。
②暂不分裂：
暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中，如肝脏细胞、 等。
③永不分裂：
永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡，如神经细胞、 等
a、c、d
e、f
b、g、h、i
2
细胞周期
高度分化的细胞，不再分裂，不具有细胞周期。
哪一类细胞具有细胞周期？
【理解2】下表是不同细胞的细胞周期持续时间/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
①不同生物细胞的细胞周期持续时间 (填“相同”“不同”或“不一定相同”，下同)，同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间____________。
不一定相同
不一定相同
②显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，原因是 。
③若要观察细胞的有丝分裂，上述材料中最好选择 __ 细胞，理由是 。
小鼠十二指肠上皮
细胞周期中，分裂期所占时间相对较长，容易观察到处于分裂期的细胞
细胞周期中，分裂间期所占的时间长
应选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
【理解3】在细胞处于旺盛分裂的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于 的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的 _ ，以达到细胞周期同步化的目的。
(填“分裂期”、“分裂间期”）
分裂期
分裂间期 ( S )
2
细胞周期
所有处于S期的细胞立即被抑制，其他细胞运行到G1/S期交界处。
思考：至少处理多长时间才能使所有细胞处于S期？
≥G2+M+G1
【2017·全国Ⅲ，29】利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：
(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于______期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的________期，以达到细胞周期同步化的目的。
分裂
分裂间
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制____________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞______(填“会”或“不会”)被阻断在间期。
纺锤体形成
不会
(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是____________________________(答出1点即可)。
完成DNA复制和有关蛋白质的合成
易错辨析
1.任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期(　　)
2.洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长(　　)
3.细胞周期具有物种特异性，同一生物体内不同细胞的细胞周期是相同的
(　　)
4.同一细胞的细胞周期是一定的，不会受到环境条件的影响(　　)
5.间期细胞核中的主要变化是DNA分子的复制和有关蛋白质的合成(　　)
6.细胞分裂间期既有基因表达又有DNA复制( )
7.用蛋白质合成抑制剂处理G1期细胞，不影响其进入S期( )
8.肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长( )
9.有丝分裂、无丝分裂、减数分裂的细胞都具有细胞周期。(　　)
×
×
×
×
×
√
×
×
×
细胞周期表示方法
如何表示一个完整的细胞周期？
图中含有　　个完整的细胞周期，如　　　。
1
b＋c
　　　　　　　为１个细胞周期。
a＋b＋c＋d＋e
A→A 或 A→B→A
线段图
坐标图
柱形图
扇形图
核DNA含量
S
G1
G2
M
A组细胞处于 期；
B组细胞处于 期，正在进行 ；
C组细胞包含 期。
G1
S
DNA复制
G2期、前期、中期、后期、末
前中后末
哪个时期的细胞数目最多？为什么？
S
G1
G2
G1
G2、M
S
A.b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍
B.a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C.处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D.此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制
【2015·北京，3】流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞，24小时后用流式细胞仪检测，结果如图。对检测结果的分析不正确的是（ ）
C
1.细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。如图标注了某动物(2n＝12)甲种细胞细胞周期各阶段的时长及DNA含量，若向该种细胞的培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，处于其他时期的细胞不受影响。下列叙述错误的是
C
A.处于M期的染色体数目变化是12→24→12
B.加入过量胸苷约7.4 h后，甲种细胞都将停留在S期
C.G1期发生的变化主要是DNA的复制和有关蛋白质的合成
D.若乙种细胞的细胞周期为24 h，M期为1.9 h，选择甲种细胞观察
有丝分裂染色体变化更合适
S 期
应选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
2.(2022·山东青岛一模)细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，当细胞周期中某一节点出现“异常事件”，调节机制就被激活，排除“故障”或使细胞周期中断。如G2期末检验点主要检测复制后的DNA是否损伤，细胞中合成的物质是否够多，细胞的体积是否足够大；纺锤体组装检验点(SAC)能够检查纺锤体是否正确组装，纺锤丝是否正确连接在染色体的着丝粒上。下列相关叙述不正确的是
A.G2期末检验通过后，说明具备分裂条件，细胞将进入分裂期
B.SAC检验未通过，细胞将停留在染色体数目暂时加倍的状态
C.细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用
D.有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期，不进行增殖
B
后期
停留在前期
3.(2022·丽江高三模拟)细胞周期的调控需要一系列蛋白的参与，其中的两类关键蛋白为细胞周期蛋白(cyclins)和依赖细胞周期蛋白的蛋白激酶(CDKs)，cyclins在细胞中的浓度会发生周期性变化，CDKs是一种对关键酶及相关蛋白质中的氨基酸进行磷酸化的酶。正常情况下，大部分的CDKs处于失活状态，CDKs须与cyclins结合才能行使功能，在G2期二者结合形成一种化合物MPF，能够促进细胞进入分裂期。据此分析，以下说法错误的是
A.CDKs直接作用使细胞周期中的关键酶磷酸化以激活酶的活性
B.细胞周期蛋白的周期性降解是启动或维持细胞周期的关键
C.温度的变化会影响细胞周期持续时间的长短
D.在细胞分裂末期，有活性的MPF越来越少
A
细胞周期的维持：相关物质周期性合成和降解/激活和失活/结合和分开
真题再现
【2020·浙江1月选考，16】下列关于用不同方法处理与培养小鼠骨髓细胞的叙述，正确的是
A.用缺乏营养物质的培养液培养，会使M期细胞减少
B.用蛋白质合成抑制剂处理，不影响G1期细胞进入S期
C.用促进细胞分裂的试剂处理，G2期细胞中染色体数目增加
D.用仅含适量3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液培养，S期细胞的数
　量增加
A
联系基因突变
在细胞分裂间期的S期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变
联系染色体变异
联系免疫
联系细胞癌变
联系DNA复制
DNA复制为半保留复制，若1个DNA分子的两条链都被标记，则分裂一次产生的子细胞都含标记，而分裂多次产生的细胞中，只有2个细胞含标记
在细胞分裂的前期，秋水仙素或低温处理都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体
在辅助性T细胞和细胞因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂，细胞周期缩短。
用药物作用于癌细胞，使DNA分子在分裂间期不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖
知识拓展：与细胞周期联系的热点
　　将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）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。
有丝分裂的意义
分裂间期
前期
中期
后期
末期
（染色体复制）
（精确平均分配）
3
如何保证？
有丝分裂的过程（以高等植物细胞为例）
4
①染色质螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体，散乱分布。
②从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体。
③核仁解体，
核膜消失。
①染色体的着丝粒排列在赤道板上；
②染色体形态稳定，数目清晰，便于观察。
①染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，在纺锤丝牵引下，移向细胞两极。
②染色体数目
增加。
①染色体变成染色质。②纺锤体消失，出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核。③赤道板位置出现细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁。
完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。
末期
后期
中期
前期
分裂间期
赤道板
着丝粒
赤道板不是细胞结构，
只是一个假想的平面；
细胞板是一种真实存在的结构，在光学显微镜下能看到，其形成与高尔基体有关。
染色体和纺锤体消失，形成新的核膜和核仁。
出现细胞板,逐渐扩展形成细胞壁，把细胞分成两个子细胞。
末期
两消两现重开始
后期
粒裂数增均两极
染色体的着丝粒分裂，染色体数目加倍,子染色体在纺锤丝的牵引下移向两极。
形定数晰赤道齐
中期
染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，染色体的着丝粒排列在赤道板上。
（观察染色体最佳时期）
前期
核膜逐渐消失，核仁逐渐解体，出现染色体和纺锤体（染色质→染色体，细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体）,染色体排列散乱
膜仁消失现两体
分裂间期
完成DNA的复制和有关蛋白质的合成（染色体复制），细胞适度生长
小结：有丝分裂的过程特点：(以高等植物细胞为例）
细胞增殖过程中这一系列的变化有何意义？
确保复制后的染色体精确地平均分配到两个子细胞中。
动物细胞有丝分裂过程：
中期
后期
间期
前期
末期
中心粒倍增
两组中心粒移向两极，发出星射线,
形成纺锤体
细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分
动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器？
植物
动物
纺缍体的形成
子细胞的形成　　
比较：动植物有丝分裂的主要区别
间期 前期 中期 后期 末期
如何区分动、植物细胞？
与有丝分裂有关的结构：
细胞核、核糖体(主要是间期)、线粒体；
中心体(动、低等植物——前期纺锤体的形成)、
高尔基体(植物——末期细胞壁的形成)
延伸：细胞一分为二时细胞器如何分配？
无丝分裂
1.过程：
2.特点：
3.实例：
蛙的红细胞
不出现纺锤丝和染色体的变化
细胞核延长→细胞核缢裂成为两个核
→细胞缢裂，形成两个子细胞
5
有细胞周期吗？
特别提醒　
①无丝分裂是真核生物快速形成体细胞的方式，但不精确。
②无丝分裂过程核膜不解体，无纺锤丝形成，但有DNA的复制和蛋白质的合成。
③原核细胞的分裂也没有纺锤丝的形成，但不能叫无丝分裂，而是二分裂。
无丝分裂有何优越性？
无丝分裂的分裂过程简单，耗能少，分裂迅速，所需时间短，在快速增殖的组织中较为常见，如伤口附近，具有一定的适应意义。分裂过程中细胞核保持正常的生理功能，它常见于一些特化、衰老的细胞。
拓展：染色体(质）、染色单体和DNA的关系
复制
螺旋缠绕
缩短变粗
姐妹染色单体
前期
间期
后期
着丝粒分裂
染色体数
染色单体数
DNA数
1
0
1
1
2
2
1
2
2
2
0
2
染色单体什么时候形成？什么时候消失？DNA什么时候加倍？染色体什么时候加倍？
间期 前期 中期 后期 末期
染色体
核DNA
染色单体
2N
4N
前期
中期
后期
末期
染色体的变化
核DNA的变化
2N
2N
4N
4N→2N
2N
4N
4N
4N
4N→ 2N
0
4N
4N
0
0
2N
间 期
→4N
→4N
染色单体的变化
复制
着丝粒分裂
末期结束，细胞分为两个子细胞
重点理解：细胞周期中核DNA、染色体、染色单体的数目变化
(设：正常体细胞内核DNA数和染色体数均为2N)
变式
着丝粒分裂
DNA的复制
DNA的复制
着丝粒分裂
柱状图(以二倍体生物为例)
G2期、前期、中期
突破：染色单体的有无
后期、末期
G1期
3.如图1和图2表示细胞周期不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述不正确的是
A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段
B.图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA数量
　不变
C.图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段
D.有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
C
着丝粒分裂
DNA的复制
×
G1
G2
前
中
后
末
G2 前 中
后 末
探究·实践：观察根尖分生区细胞的有丝分裂
分生区细胞的特点：
细胞呈正方形，排列紧密
根尖的结构
根冠
分生区
成熟区
(根毛区)
伸长区
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________细胞；
2.各个细胞的分裂是_____进行的，因此在同一分生组织中可以看到_________________的细胞；
3.通过在高倍镜下观察各个时期细胞内 ，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___性染料（如________、____________）
分生区
独立
处于不同分裂时期
染色体的存在状态
碱
甲紫溶液
醋酸洋红液
探究·实践：观察根尖分生区细胞的有丝分裂
2.材料试剂
——漂洗液
试剂：
质量分数为15%HCl + 体积分数为95%酒精（比例1:1混合）
清水
洋葱（可用葱、蒜代替）
甲紫溶液或醋酸洋红液
材料：
——解离液
——染色剂(碱性染料)
选材要求：
①染色体数目较少，便于观察。
②分裂期占分裂周期比例大。
3.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；装置放在温暖的地方培养；待根长约5cm时进行实验。
探究·实践：观察根尖分生区细胞的有丝分裂
用镊子将根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片。然后，用拇指轻轻按压盖玻片。
解离
漂洗
染色
制片
解离液：
目的：
时间：
使染色体着色，利于观察
——压片使细胞分散开，利于观察
▲ ②装片的制作
取材：
剪取根尖约2～3 mm
使组织中的细胞相互分离
3～5min
漂洗液：
目的：
洗去药液，防止解离过度，利于染色
清水（约10min）
染液：
目的：
时间：
甲紫溶液或醋酸洋红液
3～5min
15%HCl + 95%酒精（比例1:1）
解离液
清水
甲紫溶液/
醋酸洋红液
滴清水
解离 漂洗 染色 制片
处理时间、力度要严格控制！！
低倍镜下的细胞
3.实验步骤
探究·实践：观察根尖分生区细胞的有丝分裂
高倍镜下的细胞
③观察
①低倍镜观察：找到 细胞(细胞 ),移到视野中央。
②高倍镜观察：先找出 的细胞，然后再找前期、后期、末期的细胞。
分生区
呈正方形，排列紧密
分裂中期
★思考:能否将视野固定在一个细胞中观察其连续的变化过程
注意：观察到的都是死细胞！！！
间期
前期
中期
后期
子细胞
因为细胞解离过程中已死亡,所以要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。
讨论：
1.视野中哪一时期细胞最多？为什么？
2.如何比较细胞周期不同时期的时间长短？
某时期持续的时间＝处于该时期细胞数/观察的细胞总数×细胞周期
观察到的不同时期细胞数目的多少，可反映出各时期经历时间的长度；
分裂间期。因为间期持续时间较长。
末期
【2022.广东.4．】用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，下图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是（ ）A．根尖解离后立即用甲紫溶液染色，以防解离过度B．根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检C．找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦D．向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
C
中
后
后
末
5.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如表所示(注：“＋”表示操作，“－”表示未操作)。
实验人员 操作 取材 解离 漂洗 染色 制片
甲 根尖2～3 mm处 － ＋ ＋ ＋
乙 根尖2～3 mm处 ＋ － ＋ ＋
丙 根尖5～7 mm处 ＋ ＋ ＋ ＋
则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是
A.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚
B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚
C.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体
D.染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚
C
细胞重叠
染色体着色很浅
看不到染色体
【2021·天津，6】孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是（ ）
A.用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象
B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂
C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素
D.用洋葱鳞片叶粗提取DNA
C
易错辨析
1.在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期(　　)
2.染色体复制的实质是核DNA复制和相关蛋白质的合成(　　)
3.有丝分裂后期，着丝粒分裂导致染色单体的数目加倍(　　)
4.有丝分裂中染色体数目加倍和核DNA数目加倍发生在同一时期(　　)
5.细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目(　　)
6.着丝粒数目加倍的时期，细胞内全部染色体数与全部DNA数之比为1:1
(　　)
7.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用甲紫溶液染色(　　)
8.动物、植物细胞有丝分裂过程中染色体行为变化相同(　　)
9.有丝分裂后期着丝粒分裂是纺锤丝牵引的结果(　　)
√
×
×
×
√
×
DNA
细胞核DNA
细胞质DNA
√
√
×

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