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第1课时 细胞增殖与动物细胞的有丝分裂
第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第一节 细胞增殖
课堂导入
1
象与鼠的个体大小相差十分悬殊。
讨论：
1.请推测象与鼠相应器官或组织的细胞大小是否也有很大差异。
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？
象与鼠相应器官和组织的细胞在大小上无明显差异。
生物体的生长，既靠细胞分裂增加细胞的数量，还要靠细胞生长增大细胞的体积
象与鼠相应器官或组织的细胞大小相似，二者体积差距大的主要原因是细胞数量的不同。
资料：一个成年人大约拥有100万亿个细胞，这些细胞都源自一个受精卵细胞。
为什么人要这么多的细胞，为什么不能由几个细胞不断长大就可以使人长大了呢？
细胞体积的增大：
细胞数量的增多：
生物体的长大
细胞生长
细胞分裂
事实：
用琼脂块模拟细胞，进行以下实验：将琼脂块切成边长分别为1cm、2cm、4cm的正方体，分别计算它们的表面积和体积；将边长为4cm的正方体琼脂块切成64块边长为1cm的正方体琼脂块，如图所示：
琼脂块的边长/cm 表面积/cm2 体积/cm3 相对表面积
（表面积与体积之比）
1
2
4
96
64
1.5
24
8
3
6
1
6
1.分析 根据上图，完成相关数据的计算，并填写以下表格。
2.推理 根据上述数据，通过推理，能发现琼脂块的相对表面积与琼脂块体积的关系吗？
细胞长大会减小细胞的相对表面积
思 考
细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低。
1)细胞表面积与体积的关系限制细胞长大;　
细胞不能无限长大原因:
2)核质比：细胞核控制的细胞质范围有限。
如何解决这一矛盾
细胞通过分裂的方式进行增殖
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。
分裂方式:
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
产生体细胞
产生有性生殖细胞
(真核细胞)
细胞分裂不是简单地一个分为两个。试想一下，在受精卵发育为个体的过程中，如果细胞分裂只是简单地一分为二，细胞中的遗传物质不是越分越少吗？细胞分裂通过怎样的机制保证子细胞的遗传物质与亲代细胞的相同呢？原来，细胞在分裂之前必须进行一定的物质准备，特别是遗传物质要进行复制。
细胞增殖具有周期性
物质准备和细胞分裂两个相连续的过程
遗传物质要复制
物质准备—细胞分裂—物质准备—细胞分裂······
细胞增殖
细胞周期
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。
概念
分裂期：
（5%~10%）
分裂间期：
（90%~95%）
物质准备：DNA复制，有关蛋白质合成
完成核遗传物质的均分
阶段
起点
终点
前期、中期、后期、末期
细胞周期的表示方法
a
b
c
d
e
（1）直线图
（2）扇形图
细胞周期：
b—d
细胞周期：
分裂期：
间期：
乙——甲
甲——乙
乙——乙
甲
乙
分裂间期（初）
分裂间期（末）
①
②
③
④
细胞质膜
核膜
核仁
着丝粒
⑥
⑤
染色质
中心体
完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
染色质的复制
分裂间期：
着丝粒
姐妹染色单体
DNA数量加倍，染色质数量不变，形成姐妹染色单体。
１条染色质
(含1个DNA)
１条染色质
（含2个DNA、2个染色单体）
复　制
分裂期：
根据染色体数目形态的变化，分为四个时期：
前期
中期
后期
末期
细胞怎样完成遗传物质的平均分配？变化的规律如何？
染色质和染色体是同一种物质在细胞分裂不同时期的两种存在形态。
螺旋化（凝缩），变短变粗
去凝缩
着丝粒
分裂间期：丝状
分裂期：杆状
染 色 质
染 色 体
染色质与染色体
分裂间期
动物细胞有丝分裂分裂期——前期
前期
（1）染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体散乱分布在细胞中；
（2）中心体分别移向细胞两极，并发出星射线形成纺锤体；
（3）核膜解体、核仁消失
膜仁消失现两体
前期
中期
（1）在纺锤丝的牵引下，染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道面（位置）
赤道面
动物细胞有丝分裂分裂期——中期
（2）染色体的形态比较稳定，数目比较清晰。——观察染色体的最佳时期
形定数晰赤道齐
赤道面是用来描述位置的概念，并不是一个真实存在的结构。
（1）着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，细胞内染色体数目暂时加倍
（2）在纺锤丝的牵引下，（子）染色体移向细胞两极。染色体平均分配，形成两组均等的染色体
中期
后期
动物细胞有丝分裂分裂期——后期
点裂数倍均两极
后期
（1）染色体变成染色质
（2）纺锤体消失
（3）核膜、核仁重新出现
（4）原赤道面位置细胞质膜向内凹陷，一个亲代细胞缢裂成两个体积基本相等的子代细胞
动物细胞有丝分裂分裂期——末期
两消两现重开始
间期
它与动物细胞有丝分裂有何异同点？
前期
中期
后期
末期
指出下列各图分别属于植物细胞有丝分裂的什么时期？
比较动植物细胞分裂周期的异同：
分裂间期
前期
中期
后期
末期
动、植物细胞有丝分裂的异同点
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
相同点 分裂过程基本相同； 染色体变化规律相同： 分裂间期完成染色体复制； 分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中去
不同点 前期 由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体 由两组中心粒发出的星射线，形成纺锤体
末期 细胞赤道板位置出现细胞板，扩展形成细胞壁，细胞一分为二 细胞膜从中部向内凹陷，细胞缢裂成两个子细胞
细胞有丝分裂的重要意义是什么？
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
染色体平均分配
亲代细胞
子代细胞
思考：与有丝分裂的有关的细胞器有哪些？
线粒体：
核糖体：
中心体：
高尔基体：
DNA分子的复制、有关蛋白质的合成、染色体的运动等过程，需要消耗ATP。
与纺锤体的形成有关。
与植物细胞的细胞壁形成有关
合成相关蛋白质
观察植物根尖有丝分裂
阅读教材P117-118内容，完成下列问题：
1.实验原理（1）植物的 分生区细胞生长旺盛，易观察到 的细胞。（2）在高倍显微镜下，可根据细胞内 的形态识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。（3）细胞内的染色体容易被 着色。
根尖
不同分裂时期
染色体
碱性染料
上午十时至下午2时一般是洋葱或大蒜根尖细胞有丝分裂的活跃期，可在这段时间内剪取3-5mm长的洋葱或大蒜根尖。
为什么选择在上午十时至下午2时剪取洋葱或大蒜根尖，剪取的长度为多少？
漂 洗
解 离
压 片
染 色
解 离
剪取3-5mm长的洋葱或大蒜根尖，放入盛有解离液的培养皿中
3-5min
杀死根尖细胞，使细胞停留在不同的分裂时期；使细胞相互分离开。
方法：
时间：
目的：
制作玻片标本步骤
漂 洗
解 离
压 片
染 色
漂 洗
根尖酥软后，放入盛有清水的培养皿
10min
洗去盐酸，防止解离过度；便于染色。
方法：
时间：
目的：
制作玻片标本步骤
漂 洗
解 离
压 片
染 色
染 色
苯酚品红溶液
3-5min
使染色体着色
方法：
时间：
目的：
制作玻片标本步骤
漂 洗
解 离
压 片
染 色
压 片
根尖弄碎，盖上盖玻片，覆盖一张滤纸片后，再加一片载玻片，用拇指轻压载玻片。
使细胞分散开，便于观察。
方法：
目的：
制作玻片标本步骤
间期
中期
前期
1.你视野中哪一期细胞最多？为什么？
分生区细胞中，间期的细胞最多，因为在细胞周期中，间期所占时间最长。
2.在显微镜下，能不能观察到细胞从中期到后期的变化过程？
3.如果观察的是洋葱的表皮细胞，则不能看到染色体，原因是什么？
在解离时就已将细胞杀死，所观察的细胞都是停留在某一时期的死细胞。
洋葱表皮细胞是高度分化的细胞一般不进行细胞分裂。
讨论
有丝分裂中染色体、染色单体及其DNA数目变化规律
复制
缩短、变粗
螺旋化
染色质____
姐妹染色单体____
DNA____
染色质____
姐妹染色单体____
DNA____
染色体____
姐妹染色单体____
DNA____
染色体____
姐妹染色单体___
DNA____
1条
1条
1个
2条
1条
2条
2个
2条
0
0
着丝粒
分裂
姐妹染色单体
*染色体的数目根据着丝粒的数目来确定，有几个着丝粒就有几条染色体
2个
2个
时期 间期 前期 中期 后期 末期
染色体数目
DNA数目
染色单体数目
假定某生物体中一个体细胞内的染色体和DNA的含量为2N，填写下表：
2N
4N
2N
4N
0
2N
2N
2N→4N
4N→2N
4N
4N
4N
4N→2N
4N
4N→0
0
0
染色体数 = 着丝粒数
染色体复制后才有染色单体，着丝粒分裂后又无染色单体
妙招
思 考
染色体与DNA、姐妹染色单体的数量关系？
怎样构建有丝分裂过程中染色体数目、核DNA含量、染色单体数变化的模型呢？
DNA数 = 线条数
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
1.染色体数目的变化规律
变化原因？
变化原因？
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
细胞分裂，形成子细胞
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
2.DNA数目的变化规律
变化原因？
DNA复制
变化原因？
细胞分裂形成子细胞
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
3.染色单体数目的变化规律
变化原因？
间期染色体复制形成染色单体，一条染色体上有两条染色单体
变化原因？
着丝粒分裂，染色单体消失
减数分裂是一种特殊的有丝分裂，是产生有性生殖细胞的分裂方式。
与细胞有丝分裂不同的是：细胞减数分裂仅进行一次染色体复制，细胞连续分裂两次，产生生殖细胞染色体数量减半。
减数分裂
减数分裂
受精
受精卵
有丝分裂和
组织分化等
卵子（染色体数量减半23条）
精子（染色体数量减半23条）
由减数分裂产生的生殖细胞在结合后通过有丝分裂形成胚胎的示意图
23对染色体
（染色体数量恢复）
23对染色体
无纺锤体，染色体的出现
先核裂，后质裂
无丝分裂
蛙的红细胞
变形虫
草履虫
过程:
特点:
举例:
1
2
3

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