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第1节 细胞的增殖
第6章 细胞的生命历程
课标要求 核心素养
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。 1.生命观念：通过对细胞周期的学习，认识到生命活动的周期性。
2．科学思维：对比分析有丝分裂各时期的特点，掌握有丝分裂过程；构建染色体和DNA数量变化模型。
【问题探讨】
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。
生物体的长大，既靠细胞生长增大细胞的体积，也要靠细胞分裂增加细胞的数量。
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
单细胞生物
细胞体积增大
阅读教材P110，回答下列问题
1.什么是细胞增殖？
2.概括细胞增殖的意义
3.细胞增殖包括哪些过程？
细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。
一、细胞增殖
1.定义
一、细胞增殖
2.意义
①单细胞生物通过细胞增殖而______。
②多细胞生物
a. 从受精卵开始，要经过细胞____和_____逐渐发育为成体。
b. 生物体内液不断地有细胞衰老、死亡，需要通过细胞增殖加以补充。
繁殖
分裂
分化
受精卵
人（1014个细胞）
受精卵发育为成体
一、细胞增殖
2.意义
①单细胞生物通过细胞增殖而______。
②多细胞生物
a. 从受精卵开始，要经过细胞____和_____逐渐发育为成体。
b. 生物体内液不断地有细胞衰老、死亡，需要通过细胞增殖加以补充。
繁殖
分裂
分化
c.生物体创伤愈合、组织再生，都依赖细胞增殖
斑马鱼心脏再生
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
一、细胞增殖
2.意义
方式：
细胞分裂
细胞在分裂之前，必须要进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。
细胞增殖具有周期性
细胞增殖
物质准备
细胞分裂
一、细胞增殖
二、细胞周期
连续分裂的细胞，从____________时开始，到______________时为止，为一个细胞周期。
一次分裂完成
下一次分裂完成
1.定义
思考：分析概念的文字描述，找出关键词语(什么样的细胞？起、止的标志？)
动物：干细胞 皮肤生发层细胞 受精卵 癌细胞 植物：根尖分生区细胞 形成层细胞等
暂不分裂细胞：淋巴细胞 肝细胞等
不分裂细胞：成熟的细胞（神经细胞 肌肉细胞、精子、卵细胞）
2.组成
(90%~95%)
(10%~5%)
物质准备
DNA分子复制
有关蛋白质的合成
细胞适度生长
细胞周期
分裂间期
分裂期
二、细胞周期
细胞 分裂间期 分裂期 合计
小鼠十二指肠细胞 13.5 1.8 15.3
蛙单倍体胚细胞 35.3 1.6 36.9
仓鼠卵细胞 11.6 0.8 12.4
蚕豆根尖细胞 15.3 2.0 17.3
不同类型细胞的细胞周期持续时间（小时）
1.细胞周期分为分裂间期和分裂期，分裂间期较长。
结论：
2.不同细胞的细胞周期长度不一样。
3.不同细胞周期的分裂期或分裂间期占比重不一样。
二、细胞周期
示意植物细胞
分裂间期
①DNA复制和相关蛋白质合成，细胞适度生长。
②间期结束DNA含量加倍，染色体数量不变，形成染色单体。
核膜
核仁
染色质
细胞膜
复制
一条染色质一个DNA
一条染色质两个DNA，两条姐妹染色单体
姐妹染色单体
着丝粒
染色体的计数：
有几个着丝粒，就有几条染色体。
二、细胞周期
染色体、染色单体及DNA三者间的关系
数染色体看着丝点个数
1条染色体
1条染色体
1条染色体
2条染色体
1个DNA
2个DNA
2个DNA
2个DNA
无染色单体
2个染色单体
2个染色单体
无染色单体
呈染色质形态
呈染色体形态
(1)当有染色单体存在时，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝ 。
(2)当无染色单体存在时，染色体数∶核DNA分子数＝1∶1。
1∶2∶2
A
B
C
D
E
F
思考1：上图有几个细胞周期？
甲
乙
A甲 乙
B乙 甲
C甲 甲
D乙 乙
思考2：以下哪个过程可表示为细胞周期
注意：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；
③间期长，分裂期短；
三、有丝分裂
细胞进入分裂期后，在分裂间期复制成的DNA如何平均分配到两个子细胞？
真核细胞主要是通过有丝分裂来完成的。
有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它们分为四个时期：
前期、中期、后期、末期
真核细胞的
分裂方式
有丝分裂（主要）
无丝分裂
减数分裂
原核细胞的增殖方式：二分裂
（形成体细胞）
(形成生殖细胞)
三、有丝分裂（高等植物细胞）
1.细胞核发生了哪些变化？
2.染色质的形态、位置发生了哪些变化？
3.染色体如何移向两极？
4.子细胞是如何形成的？
前期：
①出现染色体和纺锤体
②核膜消失、核仁解体
（膜仁消失显两体）
植物细胞的有丝分裂
分裂期分为四个时期：
前期、中期、后期、末期
三、有丝分裂（高等植物细胞）
中期：
①所有染色体的着丝粒都排列在赤道板上
②染色体的形态和数目最清晰
赤道板不存在。
形定数晰赤道齐
植物细胞的有丝分裂
三、有丝分裂（高等植物细胞）
后期：
①每个着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条染色体。
②纺锤丝牵引相同的子染色体分别移向细胞两极
粒裂数增均两极
植物细胞的有丝分裂
三、有丝分裂（高等植物细胞）
末期：
①染色体变成染色质，纺锤体消失
②核膜、核仁重现
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。
两消两现建新壁
细胞板真实存在。
高尔基体与细胞壁的形成有关。
植物细胞的有丝分裂
三、有丝分裂（高等植物细胞）
子细胞
有丝分裂的结果：
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。
子细胞若继续分裂，则进入下一个细胞周期的分裂间期。
三、有丝分裂（高等植物细胞）
总结1：染色体、姐妹染色单体、DNA关系
染色体
DNA
染色单体
1
1
1
1
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
0
2
2
2
2
2
2
当染色单体存在时：染色体：染色单体：DNA=1:2:2
当染色单体存在时：染色体：染色单体：DNA=1:2:2
染色体复制后才有染色单体，着丝点分裂后又无染色单体
间期（复制后）
复制
染色体 条
DNA 个
染色单体 条
染色体 条
DNA 个
染色单体 条
4
4
0
4
8
8
结果：
间期（复制前）
染色体数目不变， DNA数目加倍，
总结3：有丝分裂时
①DNA含量加倍的时期为 　。
②染色体数目加倍的时期为 　　。
③产生姐妹染色单体的时期为　　　　　　 。
④看得见姐妹染色单体时期为　　　　　　 。
⑤细胞板形成细胞壁时，细胞器　　　　　起重要作用。
⑥观察染色体形态和数目的最佳期为　　　 。
⑦两个姐妹染色单体分开期为　　　　　　。
后期
间期
后期
前期和中期
中期
间期
高尔基体
四、动物细胞有丝分裂
1.
动
物
细
胞
有
丝
分
裂
2.
动
植
物
细
胞
有
丝
分
裂
不
同
点
四、动物细胞有丝分裂
1
动物
植物
2
比较动植物细胞有丝分裂过程的不同点
任务一
2.动植物细胞有丝分裂不同点
比较内容 间期 前期 末期
不 同 点 高等 植物 细胞
动物 细胞
有中心体的倍增
由两极发出的纺锤丝构成。
两组中心粒发出星射线
细胞中部形成细胞板，扩展形成新细胞壁，分裂成两个子细胞
细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分
动植物细胞有丝分裂的区别
无中心体的倍增
(1)将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制和相关蛋白质的合成)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。
(2)由于染色上有 ，因而在细胞的_____和_____间保持了
。
遗传物质DNA
亲代
子代
遗传性状的稳定性
3.有丝分裂的意义
四、动物细胞有丝分裂
细胞器 参与时期 作用
核糖体
线粒体
中心体
高尔基体
间期
整个时期
前期
末期
合成蛋白质
提供能量
发出星射线
形成纺锤体
参与细胞板
(细胞壁)的形成
总结1：动、植物细胞有丝分裂中参与的细胞器
总结2：与有丝分裂有关的细胞结构
总结3：有丝分裂过程中加倍的物质或结构
物质或结构 时间 原因
DNA
染色体
中心体
细胞核
间期
后期
间期
末期
DNA复制
着丝点分裂
中心体复制
新核膜形成，细胞质为分裂
无丝分裂
细胞核延长 核缢裂 细胞质缢裂 形成两个子细胞
2．特点：
3．实例：蛙的红细胞分裂、草履虫的细胞分裂等。
草履虫无丝分裂（大核）示意图
1．过程：
不出现纺锤丝和染色体的变化；
染色质、DNA也要进行复制，并且细胞要增大。
二、无丝分裂
假定某生物的一个体细胞中的染色体数和DNA的含量为2N
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体
染色单体
2N
4N
2N
4N
0
2N
2N
4N
4N
4N
4N
4N
0
0
4N
2N
4N
2N
4N
4N
2N
三、有丝分裂中的相关数量变化
G1
前
中
后
末
2N
4N
G2
S
a
b
c
d
e
ab：间期DNA复制
cd：末期结束，细胞一分为二
①一个细胞中的DNA含量变化
②一个细胞中的染色体数目变化
G1
前
中
后
末
2N
4N
G2
S
bc：后期着丝粒分裂
de：末期结束，细胞一分为二
a
b
c
d
e
f
③一个细胞中的染色单体数目变化
G1
前
中
后
末
2N
4N
G2
S
染色单体在______形成，在_____可见
间期
前期
bc：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
de：后期着丝粒分裂，染色单体消失
a
b
c
d
e
f
G1
前
中
后
末
G2
S
1/2
1
ab：间期DNA复制，一条染色体上有2条DNA分子。
cd：后期着丝粒分裂，
一条染色体上有
1条DNA分子。
a
b
c
d
e
④细胞中的染色体与核DNA的比值
根据柱状图判断有丝分裂时期
甲
2N
4N
O
乙
2N
4N
O
丙
2N
4N
O
数量（个）
数量（个）
数量（个）
染色体
核DNA
染色单体
G2 前 中
后 末
G1 子细胞
总结1：有丝分裂细胞周期各期的特点
时期 主要特点 染色体数 染色单体数 DNA数
分裂间期
分 裂 期 前期
中期
后期
末期
DNA复制和有关蛋白质合成
两消两现：核膜核仁消失，染色体、纺锤体出现
染色体整齐排列在赤道板上
着丝点分裂，染色单体分离
2N
0-4N
2N-4N
2N
4N
4N
2N
4N
4N
4N
0
4N
2N
0
2N
两消两现：染色体、纺锤体消失，核膜核仁出现
（1）染色体复制、出现、暂时加倍、消失时期
间期、 前期、 后期、 末期
（2）染色单体形成、出现、消失时期
间期、前期、后期
（5）DNA复制时期
间期
（6）染色体与DNA比例为1：1时期
间期DNA复制前、后期、末期
易
混
小
细
节
总
结
（3）中心体复制时期
间期
（4）纺锤体形成、消失时期
前期、末期
（7）染色体与DNA比例为1：2时期
间期DNA复制后、前期、中期
（8）动植物细胞有丝分裂的区别主要发生在﹏﹏和﹏﹏。
（9）用显微镜观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂时，同一视野中处于﹏﹏的细胞数目最多。
前期
间期
末期
（10）辨认染色体形态和数目的最佳时期是﹏﹏。
中期
（11）参与有丝分裂的几种细胞器功能
核糖体：
各种蛋白质合成的场所
线粒体：
为有丝分裂供能
中心体：
有丝分裂前期发出星射线，形成纺锤体
高尔基体：
参与植物细胞壁的形成
易
混
小
细
节
总
结
模拟探究的模型与原型：
原型：细胞 —— 模型：含有酚酞的琼脂块
原型：营养物质 —— 模型：NaOH溶液
实验步骤
制备琼脂块：3块含酚酞的边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体
浸泡：质量分数为0.1%的NaOH溶液，10min
切割：捞取、干燥，平分两半
测量→记录→计算→结果讨论
运用模型解释细胞不能无限长大的原因
思考： 模型分为几类？解释上述问题应该选用什么模型？
思维训练
思维训练
琼脂块的边长/mm 表面积/mm2 体积/mm3 表面积/体积 （相对表面积） 葡萄糖扩散深度/mm 葡萄糖扩散体积/整个细胞体积（物质运输效率）
2
4
8
24
8
3
96
64
1.5
384
512
0.75
0.5
0.5
0.5
0.875
0.578
0.330
2. 物质同样扩散深度0.5cm，扩散部分体积占比多少？
V扩=V-(a-1)3
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。
边长
2mm
边长
4mm
边长
8mm
运用模型解释细胞不能无限长大的原因
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？
细胞越小，表面积与体积的比值越大。
细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输效率就越低。
不是，因为细胞中有众多的必需物质和结构，需要相应的空间来容纳，才能保证正常生命活动。
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？
2.从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？
4.是什么限制了细胞的长大
①细胞表面积与体积的关系。
②细胞的核质比例。
运用模型解释细胞不能无限长大的原因
（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________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_____倍镜下观察各个时期细胞内染色体的_________，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 旧称 ，或者 ）着色；
分生区
独立
不同分裂时期
高
存在状态
碱
甲紫溶液
龙胆紫溶液
醋酸洋红液
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
思考：
可以用哪些材料观察细胞的有丝分裂过程？
思考：怎样制取观察细胞有丝分裂的装片？
1. 如何选取到根尖分生区细胞？
2. 如何将细胞分散开以便在显微镜下观察？
3. 如何在显微镜下区分有丝分裂不同时期？
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
根冠
（无液泡）
伸长区
（方形、紧密）
（有液泡）
成熟区/根毛区
（有液泡）
（长条形）
保护幼嫩的分生区
持续分裂的细胞
伸长生长的位置
吸收水和无机盐
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
解离
盐酸与酒精
(3-5min)
使植物细胞之间的果胶层松散，细胞相互分离
漂洗
放入清水中漂洗
(约10min)
洗去盐酸，
防止解离过度
染色
碱性染料染色
（3-5min）
使染色体着色，
便于显微镜下观察
制片
用镊子压扁，加盖玻片，再加载玻片压散细胞
使细胞分散开
(二)
装
片
制
作
流
程
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
洋
葱
根
尖
细
胞
有
丝
分
裂
的
观
察
先用低倍镜观察
找到分生区细胞：正方形、排列紧密
先找中期细胞，然后找前期、后期、末期的细胞，最后观察间期细胞。
再用高倍镜观察
统计视野中处于各时期的细胞数，记录在记录表“样本1”中。把视野移动到分生区一个新的区域再统计，然后记录在记录表“样本2”中。对数据进行整理，填入表中。
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
注意事项：
1. 注意剪取根尖长度不宜过长
2. 注意解离时间不宜过长
3. 注意多漂洗几次，充分洗净解离液，防止解离过度
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
注意事项：
1. 注意染液不宜滴加过多
2. 注意冰醋酸的功能是固定细胞，保持细胞结构的形态
3. 注意利用清水充分洗去过多染液和冰醋酸，防止影响观察
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
1
4
5
3
2
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
讨论
1.在你的观察结果中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？
处于分裂间期的细胞最多，因为细胞周期的大部分时间处于分裂间期。
2.如何比较细胞周期不同时期的时间长短？你可以数一数视野中5个不同时期的细胞数目。统计全班的结果，求每个时期细胞数目的平均值。（提示：洋葱根尖细胞染色体数目为8对，一个细胞周期大约需要12h。
某时期的细胞数占计数细胞总数比例越大，该时期的时间越长。
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
3 .装片中细胞相互重叠，会导致观察效果不理想，请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开来
①解离要充分；②用镊子弄碎；③压片。
4.在实验过程中，为什么不能通过一个细胞连续观察各时期的特点 如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞
①解离过程中细胞已经死亡，不再进行细胞分裂，观察到的只能是一个固定时期。
②如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断地移动装片，在不同的视野中寻找。
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
1.为何只截取根尖2—3mm？
2.解离的目的是什么？
3.漂洗的目的是什么？
4.用碱性染料染色目的是什么？
5.制片的目的是什么？
6.本实验所观察到的细胞还能继续分裂吗？
有利于找到分生区细胞
使组织中的细胞相互分离开
洗去药液，防止解离过度
使染色质和染色体着色，便于观察。
使细胞分散开（成一层细胞），利于观察。
不能，在解离时已将细胞杀死。
四、运用实验观察细胞的有丝分裂过程
一、概念检测
1.洋葱根尖细胞中有16条染色体。判断下列相关表述是否正确。(1)在显微镜下观察洋葱根尖细胞时，发现.处于分裂期的细胞数量较多。(×)
(2)在细胞周期的分裂间期中，细胞要进行染色体复制，复制后染色体为32条。(×)
2.在下面的坐标图中画出进行有丝分裂细胞的细胞周期中染色体和DNA的数量变化曲线。
二、拓展应用
1.在细胞周期中，分裂间期持续的时间明显比分裂期长，你能对此作出合理的解释吗
提示：分裂间期持续时间明显比分裂期长,这是因为在分裂间期,细胞要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,即为分裂期进行物质准备,这都需要时间。

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