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(共46张PPT)
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。
真核细胞直径大小为3~30微米
多细胞生物体的长大，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（主要）。
6.1 细胞的增殖
高中生物学 必修1
1.概念：
细胞通过__________增加细胞数量的过程；
细胞分裂
2.意义：
细胞增殖是____________________，是生物体______、_______、______、_____的基础；
重要的细胞生命活动
生长
发育
繁殖
遗传
【活动1】高等植物细胞分裂过程中，是如何保证亲子代细胞遗传信息的一致性（稳定性），细胞的各结构将如何共同配合？
思考：
1、细胞中的遗传信息储存在什么物质中？
2、该物质主要以什么形式存在于什么结构中？
3、细胞一分为二，完成最重要的工作是什么，才能保证亲子代细胞遗传物质的一致性？
3.过程：
细胞增殖包括__________和__________两个________的过程；
4.特点：
细胞增殖具有_______；
物质准备
细胞分裂
连续
周期性
细胞周期
完成
完成
起点：一次分裂完成时
终点：下一次分裂完成时
概念：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
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 1.0 22
人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22
通过对图表的分析，你能得出什么结论？
1.不同生物的细胞周期持续时间不一定相同；
2.细胞周期中分裂间期所占时间很长，分裂期所占时间短；
3.同种生物的不同细胞的细胞周期的分裂期和分裂间期的时间比例不同。
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 1.0 22
人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22
显微镜下观察某植物组织的细胞分裂时，大部分细胞处于分裂间期，是为什么？
分裂间期占细胞周期90%-95%
若要观察细胞的有丝分裂，应选择其中哪种细胞，为什么？
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
分裂间期
分裂期
(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
“连续分裂的细胞”才具有细胞周期。
如何表示细胞周期？
B
A
a
d
b
c
间 期：
分 裂 期：
细胞周期：
b或d
a+b
(或c+d)
a或C
B A
A B
B B
下图表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是（ ）
A、a和b为一个细胞周期
B、b和c为一个细胞周期
C、c和d为一个细胞周期
B
a
b
c
d
G1期：DNA合成前期，主要进行RNA和蛋白质的生物合成，为下阶段S期的做准备。
S期：DNA合成期，最主要的特征是DNA的复制。
G2期：DNA合成后期，DNA的合成已经终止，但是还有RNA和蛋白质的合成。
1、分裂间期又可细分为：G1期、S期、G2期
2、动物和低等植物细胞，间期还进行中心体的复制
3、若用药物抑制DNA的复制，则会停留在间期
分裂间期的其他特征
【探究1】DNA复制是以染色质还是以染色体的形态进行的？
有两张纸条，请两位同学分别念出纸条上面的信息（模拟DNA中遗传信息的复制与表达）。
启示：染色质形态，更有利于DNA中遗传信息的复制与表达
【探究2】平均分配的是染色质还是染色体？
（模拟染色体/染色质在细胞分裂中的分离）。
（1）有8条未卷曲的呈丝状的扭扭棒（模拟染色质），它们存在于相对狭小的细胞核内，请一位同学将它们分成完全相同的两等份。
（2）有8条卷曲后的呈棒状的扭扭棒（模拟染色体），它们是由染色质丝螺旋、再螺旋得到的，请另一位同学将它们分成完全相同的两等份。
启示：染色体形态，更有利于染色体（遗传物质）的分配。
【探究2】复制好的染色体的这两种状态，哪种更有利于染色体的准确平均分配？
启示：复制好的染色体连接在一起，且排列整齐将更有利于其准确平均分配。
染色质和染色体的关系是怎样的？
同种物质在细胞不同时期的两种存在状态
【知识回顾】
姐妹染色单体
着丝粒
说明：
1、染色体数以着丝粒数为标准
2、DNA数以线条数目为标准。
3、染色单体是特指连在一起的
姐妹染色单体
染色质、染色体、DNA、染色单体
着丝粒
条染色体
条染色单体
条染色体
个DNA分子
1
个DNA分子
1
0
1
条染色单体
2
2
染色单体
复制
染色体：数着丝点
DNA ：数条
染色单体：复制后有
染色体复制的结果：
DNA数目倍增
染色体（质）数目不变
形成姐妹染色单体
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
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中呢？
①前期
b.染色质→染色体，出现染色单体出现。
a.核仁逐渐解体,核膜逐渐消失。
“膜仁消失现两体”
c.两极发出纺锤丝，形成纺锤体。
d.染色体杂乱的分布。
【核膜核仁消失，出现纺锤体、染色体】
②中期
a.染色体在纺锤丝的牵引下移动，每条染色体的着丝粒整齐排列在细胞中央的一个平面上(赤道板)。
b.染色体形态和结构稳定，数目清晰。
（是染色体观察及计数的最佳时机）
【染色体形态稳定、数目清晰，整齐的排列在赤道板上】
“形定数晰赤道齐”
③后期
a.着丝粒分裂→姐妹染色单体分开→成为两条子染色体→在纺锤丝的牵引下分别移向两极。
b.染色体数目加倍，形成两套形态和数目完全相同的染色体，平均分配到两极。
①染色体数目加倍；②无姐妹染色单体（为0）
【着丝点断裂、染色体数目加倍，平均分配到两极】
“点裂数增均两极”
④末期
a.染色体→染色质
b.纺锤体逐渐消失
c.核膜、核仁逐渐形成，形成了两个新的细胞核。
d.在赤道板的位置出现一个细胞板，逐渐扩展形成新的细胞壁。
数:染色体和DNA数目减半
【纺锤体、染色体消失，出现核膜、核仁，重新进入下一个细胞周期】
“两消两现重开始”
子细胞
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。分裂后形成的子细胞继续分裂，就进入下一细胞周期的间期状态。
动物细胞的有丝分裂
有丝分裂分两段，间前中后末相连
(末期)两消两现重开始(纺锤体、染色体消失，出现核膜、核仁，重新进入
下一个细胞周期)
(后期)点裂数增均两极(着丝点断裂、染色体数目加倍，平均分配到两极)
(中期)形定数晰赤道齐(染色体形态稳定、数目清晰整齐的排列在赤道板上)
(前期)膜仁消失现两体(核膜核仁消失，出现纺锤体、染色体)
(间期)复制合成做准备(DNA复制、蛋白质合成，为分裂期做准备)
动植物细胞有丝分裂比较：
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
相同点 间期
不 同 点 前 期
末 期
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。
两极发出纺锤丝，形成纺锤体
细胞膜中部内陷，裂成两个子细胞
细胞板向两边扩展形成细胞壁
无中心粒的复制
完成中心粒的复制
中心粒移到两极，发出星射线形成纺锤体
假定某生物体中一个体细胞核的染色体数和DNA的含量为2N，填写下表：
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
2N
4N
4N
4N
4N
4N
0
0
2N
4N
4N
2N
4N
间期
前期
中期
后期
末期
复制
解螺旋
着丝点
断裂
螺旋化
螺旋化
4N
2N
0
时间
分裂间期
前期
中期
后期
末期
核DNA数目(不考虑线粒体、叶绿体的DNA)
G1
G2
S
间期
前期
中期
后期
末期
复制
解螺旋
着丝点
断裂
螺旋化
螺旋化
4N
2N
0
时间
细胞中染色体数目
间期
前期
中期
后期
末期
间期
前期
中期
后期
末期
复制
解螺旋
着丝点
断裂
螺旋化
螺旋化
4N
2N
0
时间
染色单体数目
间期
前期
中期
后期
末期
间期
前期
中期
后期
末期
复制
解螺旋
着丝点
断裂
螺旋化
螺旋化
2
1
0
时间
每条染色体的DNA数目
间期
前期
中期
后期
末期
间期
前期
中期
后期
末期
复制
解螺旋
着丝点
断裂
螺旋化
螺旋化
0
时间
染色体与核DNA的比
间期
前期
中期
后期
末期
1
0.5
某同学根据图一总结出有丝分裂各时期的染色体行为变化如图二:
①A~B是____期的变化。存在C状态染色体的时期有____期和____期。
②A有___条染色体、___个DNA分子、无染色单体。B有___条染色体、___个DNA
分子、___条染色单体。
③C中的3是________,1、2的关系是__________________,1、2每条染色单体上各有
___个DNA分子,1和2组成的4有___条染色体。
间
前
中
1
1
1
2
2
着丝粒
互为姐妹染色单体
1
1
1、过程
3、特点
无纺锤丝，染色体的出现
先核缢裂，后质缢裂
2、举例
蛙的红细胞
注意：无丝分裂过程中也有染色体的复制
无丝分裂过程是怎样的？有什么特点？最常见例子是？
由于没有纺锤丝和染色体的变化，因而称为无丝分裂。
在植物(营养丰富的部位)、动物中都有无丝分裂的现象。
比如：植物的表皮细胞、根冠、肝细胞、肾小管上皮细胞等。
真核细胞
有丝分裂
无丝分裂：
减数分裂
→产生体细胞
→产生生殖细胞
细胞增殖的方式：
原核细胞：
二分裂
如蛙的红细胞分裂
细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
细胞通过其表面与外界进行物质交换，但是细胞大小不同，不能直接比较表面积，要比较单位体积下的表面积，即相对表面积。相对表面积大，则物质交换效率高。
为什么细胞不能无限长大呢？
细胞不能无限长大的原因很多，细胞的大小影响物质运输的效率，可以作为一种解释。
2mm
4mm
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=
扩散效率=
葡萄糖扩散的体积
整个琼脂块的体积
结论：细胞体积越大，其相对表面积(表面积/体积)越小，因此其物质交换效率越低
2mm
4mm
8mm
【讨论】：
1.从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？
细胞越大，相对表面积比值越小，物质运输的效率就越低。
2.既然细胞越小，细胞相对表面积就大，细胞的物质运输的效率就越高，细胞体积是不是越小越好？
不是，细胞体积最小限度，是由完成细胞功能所必须的基本结构和物质所需要的空间决定的。
世界上最小的细胞是支原体，直径只有0.1~0.3μm
分生区的特点是：
细胞呈正方形，排列紧密，细胞分裂旺盛。
（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
处于不同分裂时期
高
存在状态
碱
甲紫溶液
龙胆紫溶液
醋酸洋红液
（二）材料用具
（1）染色剂____________________________________________________；
（2）解离液：_____________________________________________；
质量浓度为0.01或0.02g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）
质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精（1:1混合）
洋葱根尖
的培养
（解离—漂洗—染色—制片）
装片的制作
显微镜有丝
分裂的观察
（三）实验过程
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；
装片的制作
——
剪取洋葱根尖 .
取材
——
解离液：质量分数为15%的盐酸+体积分数为95%的 ，以1∶1的比例混合
目的：使组织中的细胞 .
时间：3～5 min程度： .
解离
——
漂洗液：清水；时间：约10 min
目的：洗去药液，防止 .
2～3 mm
酒精
相互分离开来
根尖软化
解离过度
漂洗
过长包括伸长区，无细胞分裂
过长使根尖过分酥软，影响染色；过短会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。
漂洗是为洗去多余的盐酸，因此要保证足够的时间；不漂洗也会影响染色。
制片
——
染色液：0.01 g/mL或0.02 g/mL的 溶液(或醋酸洋红液)
时间：3～5 min
目的：使 着色
染色
甲紫
染色体
①载玻片中央滴一滴清水
②镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片
③并用手指轻轻按压。
使细胞分散开，便于观察。
方法：
目的：
请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开？
①解离要充分；②用镊子弄碎；③压片。
漂洗约10 min
甲紫溶液染色3～5 min
滴清水
碎根尖
压片
实验结果
间期
后期
末期
中期
前期
结果分析
2、什么时期的细胞数量最多？为什么？
间期细胞最多，因为在一个细胞周期中，间期所占时间最长
3、能观察到某个细胞的连续变化么？为什么？
不能。细胞已经在解离时被杀死
注意：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。
显微观察
1、从图中找出处于分裂间期，前期、中期、后期、末期的细胞。
分生区：细胞呈正方体形，排列紧密
高倍镜下的细胞
分裂间期
末期
前期
中期
后期

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