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第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第1节 细胞增殖
第1课时
　细胞周期和动物细胞的有丝分裂
高中生物学
（2019苏教版）
课标内容
1.说明细胞增殖的方式。
2.阐明细胞周期的概念及包括的阶段。
3.描述动物细胞有丝分裂过程中各阶段的主要变化。
问题探讨象和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大小无明显差异。既靠细胞分裂使细胞的数量增加，又靠细胞生长使细胞的体积增大。主要是依靠细胞分裂使细胞的数量增加。01
生物体的生长主要是细胞增殖的结果
多细胞生物体体积的增大即生物体的生长依靠细胞生长增大细胞的体积细胞分裂增加细胞的数量事实上，不同动植物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官的大小主要决定于细胞数目的多少。生物体的生长主要是细胞增殖的结果1mm
1mm
1mm
2mm
2mm
2mm
4mm
4mm
4mm
表面积= mm2
体积= mm3
表面积= mm2
体积= mm3
表面积= mm2
体积= mm3
6
1
24
8
96
64
3
6
1.5
表面积
体积
=
表面积
体积
=
表面积
体积
=
(1)请据材料1分析细胞的表面积和体积的比值与细胞大小的关系。
提示：细胞体积越大，细胞的表面积和体积的比值（相对表面积）就越小。
材料1某同学根据细胞模型所给的数据通过计算：
情境探疑
材料2　某同学做物质运输效率与细胞大小的关系实验，假设物质向内扩散深度为0.5 mm，通过计算结果如下表：
细胞 小 中 大
细胞体积 8 mm3 64 mm3 512 mm3
物质扩散的体积 7 mm3 37 mm3 169 mm3
物质扩散的体积/细胞体积 0.875 0.578 0.330
(2)根据材料2分析物质扩散的体积/细胞体积与细胞体积的关系，你能得出什么结论？
提示：细胞体积越大，物质扩散的体积/细胞体积越小，物质运输的效率越低。
情境探疑
细胞体积不能无限长大
20～30
信息传递
02
细胞增殖和有丝分裂
一、细胞增殖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、生殖、遗传的基础。4、过程：包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。（研究方法：放射性同位素标记法）物质准备——分裂——物质准备——再分裂5、特点：周期性3、真核细胞的分裂方式：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂二、细胞周期1、概念：连续分裂的细胞，从一次分裂结束时开始，经过物质准备，直到下一次细胞分裂结束时为止，为一个细胞周期。2、阶段（1）分裂间期：从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前。占细胞周期的90%～95%。进行活跃的物质准备：①完成DNA分子的复制；②有关蛋白质的合成；③同时细胞有适度的生长。复制合成适度长（2）分裂期：前期、中期、后期、末期（有丝分裂）。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 直线图 扇形图
图形 甲
乙
分裂间期 ________ a
分裂期 b、d ________________
一个细胞周期 ________________ a＋b＋c＋d＋e
1.图甲和图乙所示分别为细胞周期的直线图和扇形图模型，请完成表格内容：
a、c
b＋c＋d＋e
a＋b、c＋d
图甲中 b+c是一个细胞周期吗？图乙的细胞周期是A→A，还是B→B？
情境探疑
据表分析：
1.不同生物细胞周期一般
2.同一生物不同组织细胞细胞周期
3.分裂间期的时间要比分裂期的时间
长得多
不同
不一定相同
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
情境探疑
细胞一
B
A
细胞二
B
A
判断：细胞一的分裂期一定比细胞二的分裂期持续的时间短。（ ）
思考：若要观察细胞分裂期的特点，选哪个细胞较好？
细胞二
注：每个细胞分裂总时长并未知道
分裂期所占比例较大
×
情境探疑
2.下图为某一动物细胞分裂间期的图像。
(1)在图中写出横线所指细胞结构的名称。
(2)分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成______________和有关______________，同时细胞有适度的______。
(3)通过间期复制，1个DNA分子形成____个DNA分子。
核膜
核仁
染色质
DNA的复制
蛋白质的合成
生长
2
情境探疑
１条染色质１条染色质着丝粒姐妹染色单体复　制（含2个DNA、2个染色单体）(含1个DNA)分裂间期（初）分裂间期（末）三、有丝分裂（以动物细胞为例）动物细胞分裂间期还发生什么变化？①②③④细胞质膜核膜核仁着丝粒⑥⑤染色质中心体动物细胞有丝分裂分裂期——前期分裂间期前期（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分裂间期１条染色质（含两条染色单体）前期１条染色体高度螺旋化（含两条染色单体）动物细胞有丝分裂分裂期——前期前期中期（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）上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着丝点与着丝粒示意图
中期后期１条染色体（含两个染色单体）２条染色体（无染色单体）动物细胞有丝分裂分裂期——后期（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——后期粒裂数增均两极后期（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——末期两失两现膜缢裂4.结合下列动物细胞分裂的过程模式图
分析细胞分裂的过程
(1)在有丝分裂过程中，染色体、纺锤体
的出现和消失分别在什么时期？核膜、
核仁的解体和重建分别在什么时期？
提示：染色体、纺锤体在前期出现，在
末期消失；核膜、核仁在前期解体，在末期重建。
(2)染色单体形成于何时，消失于何时？什么时期存在染色单体？
提示：染色单体形成于间期(染色体复制)，消失于后期(着丝粒分裂)；
前期、中期存在染色单体。
情境探疑
四、染色体、染色单体和DNA的关系赤道面赤道面3.染色质、染色体与染色单体的区别和联系
(1)A→B过程发生在_________，B→C过程
发生在______ ，C→D过程发生在_____ ，D→E过程发生在______。
(2)间期染色体复制，核DNA分子数_____；染色体数______，复制后每条染色体含有2条姐妹染色单体。图中1和2是一对_____________，它们由一个共同的[3] ________连接着构成一条[4] _________。
(3)后期着丝粒分裂后_______________消失，一条染色体变为2条子染色体，染色体数目______。
(4)染色体与核DNA的数量关系：无染色单体时，染色体∶核DNA＝_____；有染色单体存在时，染色体∶染色单体∶核DNA＝__________。
分裂间期
前期
后期
末期
加倍
不变
姐妹染色单体
着丝粒
染色体
姐妹染色单体
加倍
1∶1
1∶2∶2
情境探疑
染色体、DNA、染色单体数目
分裂间期 分裂前期 分裂中期 分裂后期 分裂末期
染色体
染色单体
核DNA含量
染色体 行为变化
2N
2N 4N
0 4N
4
8
8
8
4
8
8
8
0
8
0
8
2N
4N
4N
4N
2N
4N
4N
4N
0
4N
4N
0
间期
0
4N
2N
染色体变化规律
前期
中期
后期
末期
间期
0
4N
2N
DNA变化规律
前期
中期
后期
末期
一个细胞中核DNA含量
间期
0
4N
2N
染色单体变化规律
前期
中期
后期
末期
一个细胞中染色单体数目
间期
0
4N
2N
DNA、染色体、染色单体变化规律
前期
中期
后期
末期
1.任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。( )
2.核膜、核仁的消失发生在中期 。( )
3.有丝分裂后期，在纺锤丝的牵引下，着丝粒分裂，染色体数加倍。( )
4.赤道面形成的时期发生在末期。( )
×
×
×
×
自查自纠
例1 下列关于细胞周期的说法，错误的是(　　)
B.细胞周期的大部分时间处于分裂间期
C.细胞的种类不同，一个细胞周期的时间也可能不相同
D.一个细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂结束时开始到下次分裂结束时为止
A.细胞周期长短与外界条件无关
典例应用
例2 图1中，a＋b表示一个细胞周期，c＋d表示另一个细胞周期。图2中，按箭头方向表示细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期，错误的是 (　　)
A.图1中的a、图2中B→A，细胞内会进行DNA复制
B.图1中的b、图2中A→B，会出现染色体
D.图2中细胞周期可以是从B到A再到B
C.图2中细胞周期可以是从A到B再到A
典例应用
例3 下图表示细胞有丝分裂一个细胞周期中染色体变化的不同情况，在整个细胞周期中，染色体变化的顺序是(　　)
C.①⑤④③②
A.①④⑤③② B.②③①④⑤ D.⑤④③②①
典例应用
例4 细胞有丝分裂过程中，DNA分子的复制、着丝粒的分裂、纺锤体的形成及消失依次发生在(　　)
A.间期、前期、中期、间期
B.前期、中期、后期、末期
C.间期、后期、前期、后期
D.间期、后期、前期、末期
典例应用
(1)在间期，核DNA数目经复制加倍，但染色体数目并未改变，染色体数目是在后期随着丝粒分裂而加倍的。
(2)着丝粒分裂不是纺锤丝作用的结果，而是相关酶的作用。
(3)染色单体形成于分裂间期，因着丝粒分裂消失于后期。
(4)赤道面是人为假想的平面，不是真实的细胞结构。
学霸感悟
例5 下列有关细胞不能无限生长的原因中，错误的是(　　)
A.细胞体积越大，物质运输效率相对越低
C.细胞表面积与体积的关系限制了细胞长大
D.细胞核中的DNA不会随细胞体积的增大而增加
B.细胞体积越大，其表面积和体积的比值越大，物质运输效率相对越低
典例应用
思维导图 晨读必背
1.只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞和皮肤生发层细胞。
2.一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，其中分裂期又可以划分为前期、中期、后期和末期四个连续的时期。
3.有丝分裂过程中，DNA加倍在间期，染色体数目暂时加倍在后期。
课堂小结
1.判断下列哪种细胞具有细胞周期(　　)
A.人表皮细胞 　　　 B.哺乳动物成熟红细胞
C.神经细胞 　　　
D.根尖分生区细胞
随堂检测
2.在细胞周期中，分裂间期为分裂期进行物质准备。下列过程发生在分裂间期的是(　　)
B.着丝粒分裂
C.核膜消失 D.形成纺锤体
A.DNA复制
随堂检测
3.下图为动物细胞分裂不同阶段的模式图，正确的分裂次序是(　　)
A.①→④→③→②
B.④→③→①→②
C.④→②→③→① D.①→②→③→④
随堂检测
4.右图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程 (　　)
C.发生在细胞分裂期的前期，核膜逐渐消失
A.发生在细胞分裂期的末期，核膜再度合成
B.发生在细胞周期的分裂间期，染色质复制
D.发生在细胞分裂的中期，染色体螺旋变粗
随堂检测
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