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6.1 细胞的增殖
第6章 细胞的生命历程
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问题探讨
1.请推测象与鼠相应器官和组织大小差异如何？
组成相应器官和组织的细胞大小差异如何？
象与鼠的器官和组织大小差异很大，
但组成相应器官和组织的细胞大小无明显差异。
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问题探讨
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？
多细胞生物体
细胞体积增大
细胞数量增多
细胞生长
细胞分裂
主要
单细胞生物体
细胞体积增大
仅靠
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。
器官的大小主要取决于
细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。
大肠杆菌
单细胞生物
通过细胞增殖而繁衍，产生新个体
多细胞生物
受精卵
细胞增殖是重要的生命活动，是生物生长、发育、繁殖、遗传的基础。
（1）概念：
（2）意义：
一、细胞增殖
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(3)过程：
包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。
“物质准备—细胞分裂—物质准备—细胞分裂······”
(4)增殖方式：
生殖细胞形成方式
体细胞数目增加
蛙的红细胞
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周期性
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。
①前提
②起点
③终点
分裂间期
中期
前期
后期
末期
细胞周期
分裂期
间期
A
B
分裂间期：A→B
分裂期：B→A
细胞周期：A→B→A
（1）概念：
（2）阶段
（5%--10%）
（90%--95%）
二、细胞周期
分裂期
B→A→B是不是一个细胞周期？
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√ 分生区、形成层、生发层、胚胎细胞、造血干细胞
× 精子、神经细胞、肌/叶肉细胞、哺乳动物成熟红细胞、导/筛管
细胞周期模型解读
1.如图表示细胞连续分裂的过程：
(1)其中表示分裂间期的是哪一段？为什么？
　表示分裂间期的是b段或d段，因为分裂间期所占的时间比例大。
(2)能表示一个完整的细胞周期的是哪一段？
bc段或de段
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1.细胞周期分为分裂间期和分裂期，分裂间期较长。
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
结论：
2.不同生物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。
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不同细胞的细胞周期持续的时间
细胞1
B
A
细胞2
B
A
1、判断：细胞1的分裂期一定比细胞2的分裂期持续的时间短。（ ）
2、思考：若要观察细胞分裂期的特点，选哪个细胞较好？
细胞2
注：每个细胞细胞周期总时长未知
分裂期所占时间较长，更易观察到分裂期的细胞
×
巩固练习
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主要完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成（即染色体的复制）；
细胞适度生长。
特点:
（1）分裂间期—物质准备
三、有丝分裂
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G1
S
G2
M
分裂间期
G1期（DNA合成前期）：
合成RNA、蛋白质
S期（DNA合成期）：合成DNA
G2期（DNA合成后期）：
合成RNA 、蛋白质
复制合成适度长
（在光学显微镜下看不见该变化）
复制
染色质形态、行为的变化
（1）分裂间期—物质准备
着丝粒
含两条DNA
染色体的数量=着丝粒的数量
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此时细胞内有无细胞核？
细胞内存在染色质还是染色体？
P56
含一条DNA
3.1有丝分裂过程——高等植物细胞
两条染色单体
一对姐妹染色单体
有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。
分裂间期
分裂期
（2）分裂期（M）
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图形识别
指出下列各图分别属于植物细胞有丝分裂的什么时期？
前期
末期
间期
中期
后期
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阅读课本P114,比较动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的异同点。
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有
无
细胞两极发出_______形成纺锤体
纺锤丝
由两组中心粒周围发出________形成纺锤体
星射线
赤道板位置出现_______
向四周扩展形成_______
细胞板
细胞壁
_______内陷，细胞_______成两个子细胞
细胞膜
缢裂
间期
前期
末期
动物细胞与植物细胞有丝分裂的比较
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细胞器名称 所在细胞类型 作用时期 生理作用
核糖体
中心体
高尔基体
线粒体
动植物细胞
间期（主要）
与相关蛋白质的合成有关
动物、某些低等植物细胞
前期
与纺锤体的形成有关
植物细胞
动植物细胞
末期
整个细胞周期
与细胞壁的形成有关
提供能量
中心体：复制在间期，移动在前期
与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
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1.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、2和3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
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巩固练习
☆有丝分裂过程中的数量变化
(一个细胞内，假设核DNA和染色体数都为2N,*表示染色质)
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相关变化 分裂间期 分裂期
前期 中期 后期 末期
染色体数目 2N* ___ ___ 2N→___ 4N→_____
核DNA分子数目 2N→___ ___ ___ ___ 4N→___
染色单体数目 0→___ ___ ___ ___ ___
变化原因
2N
2N
4N
2N*
4N
4N
4N
4N
2N
间期完成了DNA的复制,核DNA分子数目加倍。
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条染色体,染色体数目加倍
染色体和核DNA被平均分配到两个子细胞中,都减半
4N
4N
4N
0
0
在下面的坐标系中画出染色体数目和核DNA分子数目的变化曲线。P117
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染色体的变化曲线
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
2n→4n→2n
子细胞
在下面的坐标系中画出染色体数目和核DNA分子数目的变化曲线。P117
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核DNA的变化曲线
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
2n→4n→2n
子细胞
补充：每条染色体上DNA含量的变化曲线？
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每条染色体上DNA的含量
间期
0
2
1
前期
中期
后期
末期
1→2→1
子细胞
细胞增殖
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
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亲代细胞的染色体经过 （关键是 ）后，精确地 分配到两个子细胞中去。由于染色体上有 ，因而在生物的 之间保持了 的稳定性。可见细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。
复制
平均
亲代与子代
遗传
遗传物质DNA
DNA复制
复制
分裂
（染色体平均分配）
3.3有丝分裂的意义
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癌细胞
细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞
起因：受到致癌因子的作用
正常细胞的分裂是在机体的精确调控之下进行的，在人的一生中，体细胞一般能够分裂50—60次
癌细胞
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P115
细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核
整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞
2.特点：
3.实例：
1.过程：
四、无丝分裂
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人的成熟红细胞能否进行无丝分裂？
在分裂过程中，没有出现纺锤丝和染色体的变化，但有DNA的复制。
蛙的红细胞的分裂
1.目的要求：
2.材料用具：
3.实验步骤：
运用模型解释细胞不能无限长大的原因
五、思维训练
P115
2mm
2mm
2mm
4mm
4mm
4mm
8mm
8mm
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
表面积/体积=
表面积/体积=
表面积/体积=
探究细胞大小与物质运输效率之间的关系
3个大小不同的细胞模型（边长2mm、4mm和8mm的正方体琼脂块。)
0.75
计算每个“细胞”的表面积与体积的比值（相对表面积）
结论①：
细胞的表面积与体积之比随着细胞的增大而______；
减小
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细胞模型的边长(mm) 表面积 (mm2) 体积 (mm3) 表面积/体积 葡萄糖向内扩散的深度(mm)
2 0.5
4 0.5
8 0.5
假设某种物质向内扩散深度为0.5mm，
计算这3个“细胞”中物质扩散的体积与整个“细胞”体积的比值
V扩=V-(a-1)3
0.5mm
0.330
0.578
0.875
24
8
3
96
64
384
512
1.5
0.75
(相对表面积)
3.实验步骤：
结论②：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率越低。
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2、从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？
细胞越大，与周围环境之间进行物质交换的效率就越低。
3、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？
细胞的核质比例限制了细胞的长大。
除此之外你还能想到什么原因？
不是；
组成细胞的结构(如核糖体等)和物质(如酶等)必须占据一定的空间，细胞内各种生化反应的进行也需要一定的空间，这些因素决定了细胞的体积不能太小。
讨论：
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可以用哪些材料观察细胞的有丝分裂过程？选择这些材料的原因？
动物受精卵及早期胚胎
植物茎尖
植物根尖
具有较强的分裂能力
实验材料选取
实验：观察根尖分生区组织细胞有丝分裂
1.
六、探究·实践
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成熟区：
无叶绿体、有大液泡
根毛——细胞壁向外凸起
植物吸收水和无机盐的主要区域
根冠：
无叶绿体、无大液泡
起保护作用
补充：根尖的基本知识
分生区：
无叶绿体、无大液泡
个体小、排列紧密、呈正方形，有的细胞正在分裂
生长区（伸长区）：
无叶绿体、无大液泡
细胞紧密排列，细胞呈长方形，细胞正在伸长
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①在高等植物体内，有丝分裂常见于_____________等分生区细胞，适宜条件下有丝分裂旺盛，易观察到处于_______________的细胞。
②有丝分裂的不同时期，细胞中 的状态不同。（可在 下观察）
③细胞核内的染色体(质)易被 性染料如 染成深色。
根尖、芽尖
不同分裂时期
甲紫溶液
染色体
洋葱、甲紫溶液或醋酸洋红液 、
质量分数为15%的盐酸、体积分数为95%的酒精溶液
实验原理
2.
材料试剂
3.
高倍显微镜
碱
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第一步：
洋葱根尖的培养
第二步：装片的制作
第三步：
有丝分裂的观察
实验前3-4天，取一洋葱或大蒜，清洗底部，放在装满清水的容器上，在温暖的地方培养，注意换水。待根生长至约5cm时，剪取生长健壮的根尖。
目的是增加水中的氧气，防止根进行无氧呼吸造成酒精中毒，出现烂根现象。
实验步骤
4.
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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。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？
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。(讨论1、2)
第三步：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
先低倍镜：
后高倍镜：
中期→前、后、末期→分裂间期
不能。细胞在解离时已经被杀死。
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