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第1节：细胞增殖
第六章
问题探讨
1、请推测象与鼠相应器官和组织的细胞大小有差异吗？
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？
细胞大小一般无明显的差异。
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
3、不同动植物同类器官或者组织的细胞大小一般无明显的差异，器官大小主要取决于 。
细胞的数量
细胞增殖
一
阅读教材P110，回答下列问题
什么是细胞增殖？
概括细胞增殖的意义
细胞增殖的方式有哪些？
细胞增殖包括哪些过程？
《任务一》
细胞增殖
1
细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。
(1)单细胞生物：
草履虫的细胞增殖
细胞增殖的意义
2
通过细胞增殖进行繁殖
受精卵发育为成体
(2)多细胞生物：
(3)多细胞生物：
受精卵
人（1014个细胞）
细胞增殖的意义
2
从受精卵开始，经过细胞增殖和分化逐渐生长发育为成体
通过细胞增殖产生新的细胞来补充衰老死亡的细胞
(4)多细胞生物：生物体创伤愈合、组织再生，依赖于细胞增殖
斑马鱼心脏再生
切除心尖120天
细胞增殖的意义
2
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
细胞增殖的意义
2
细胞增殖的方式
3
（1）真核细胞
（2）原核细胞：
二分裂
无丝分裂
减数分裂
有丝分裂
生殖细胞
体细胞
（体细胞增殖的主要方式）
（少数体细胞增殖的方式）
（生殖细胞增殖的方式）
细胞增殖过程概览
分裂
物质准备
亲代细胞
子细胞
细胞增殖的过程
4
包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程
细胞增殖的过程
4
细胞分裂
物质准备
细胞分裂
物质准备
细胞周期
二
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。
细胞周期的概念：
1
思考：是否所有细胞都有细胞周期？
(1)分化程度高的细胞不再分裂，故不具有细胞周期，如神经细胞。
(2)有些细胞暂时停止分裂，但仍能返回细胞周期，如结缔组织中的成纤维细胞。
(3)有一些细胞会持续分裂，如造血干细胞。
思考：是否所有细胞都有细胞周期？
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。
细胞周期的概念：
1
具有细胞周期的前提：
连续分裂的细胞
具有细胞周期的细胞 受精卵细胞、干细胞、生发层细胞、B细胞、T细胞、记忆细胞、癌细胞
分生区细胞、形成层细胞
不具细胞周期的细胞 神经细胞、精细胞、卵细胞、哺乳动物成熟红细胞等
表皮细胞、根毛细胞、叶肉细胞
G1期
S期
G2期
分
裂
期
周期
细胞周期的组成：
2
间期
(1)分裂间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成
DNA复制
染色体
姐妹染色单体
间期
分裂间期的主要变化:
3
DNA
DNA
DNA
蛋白质
着丝粒
G1、G2时期细胞高尔基体的电镜图像
用计算机软件计算G1、G2
时期细胞高尔基体体积
G1
G2
G1
G2
(2)分裂间期细胞有适度的生长
分裂间期的主要变化:
3
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
思考：从下列表格中你能获得哪些信息？
细胞周期包括两个阶段 和 ；
所占时间远远大于 ；
细胞种类不同,其细胞周期的长短 。
分裂间期
分裂期
分裂间期
分裂期
一般不同
经计算：分裂间期大约占细胞周期的90%~95%
细胞周期的特点：
4
a
b
c
d
e
下图表示的是连续分裂的细胞的细胞周期，请回答以下问题：
哪些点之间的距离可以表示分裂间期？哪些点之间的距离可以表示分裂期？
一个细胞周期可以用哪些点之间的距离表示？
间期
间期
分裂期
分裂期
细胞周期的表示方法：
5
细胞周期的表示方法：
5
思考：在一个细胞周期中，如何实现亲子代细胞间遗传的稳定性？
分裂间期
分裂期
S期
G1期
G2期
有丝分裂的过程
三
思考：一
染色质的形态和行为发生了什么变化？为什么会有这种变化？
染色质
染色体
高度螺旋化，变短变粗
解开螺旋、恢复细长丝状
复制
螺旋
着丝粒分裂
解螺旋
着丝粒
核膜核仁消失，纺锤体形成
染色质
微管蛋白
思考：二
除了染色质形态的变化，细胞还有哪些变化？
这是显微镜下用荧光染料处理的动物细胞分裂图像
姐妹染色单体分开， 分别移向细胞的两极
思考：三
染色单体如何分开？
分离酶把黏连蛋白降解后，黏连蛋白复合体分裂,姐妹染色单体得以分开
姐妹染色单体
分离酶降解黏连蛋白
思考：四
子染色体如何移向两极？
纺锤丝由微管蛋白组成，从图中可以看出，微管蛋白从纺锤丝的两端开始解聚。导致纺锤丝越来越短，染色体距离细胞的一极的距离也越来越近，实现了这条染色体向细胞的一极移动。
纺锤丝
染色体
解聚的微管二聚体
思考：五
两条相同的子染色体如何保证分别移向细胞的两极？
a、b、c三幅图展示了纺锤丝和姐妹染色单体的连接方式，哪一种连接方式能保证子染色体移向细胞的两极
C
a
b
c
新的核膜、核仁出现
染色体变回染色质的状态
纺锤体消失
细胞膜向内凹陷，细胞缢裂为两部分
思考：六
如何形成新的子细胞
高等植物细胞有丝分裂的过程
1
完成DNA复制和有关蛋白质合成，细胞有适度的生长
（D复蛋合细胞长）
分裂间期
1
（膜仁消失两体现）
前期
核膜核仁消失，染色体、纺锤体出现
高等植物细胞有丝分裂的过程
1
中期
染色体形态稳定，数目清晰，纺锤丝牵引着丝点整齐排列在赤道板上
（形定数晰赤道齐）
高等植物细胞有丝分裂的过程
1
后期
着丝粒分裂，染色体数目加倍，平均分配到细胞两极
（粒裂数加均两极）
高等植物细胞有丝分裂的过程
1
染色体、纺锤体消失，核膜核仁重新出现
（两体消失膜仁现）
末期
高等植物细胞有丝分裂的过程
2
动物细胞有丝分裂的过程
分裂 间期
分 裂 期
完成DNA复制和有关蛋白质合成
核膜核仁消失，染色体、纺锤体出现
染色体形态稳定，数目清晰，整齐排列在赤道板上
着丝粒分裂，染色体数目加倍，平均分配到细胞两极
染色体、纺锤体消失，核膜核仁重新出现
（膜仁消失两体现）
前期
中期
后期
末期
（形定数晰赤道齐）
（粒裂数加均两极）
（两体消失膜仁现）
（D复蛋合细胞长）
2
动物细胞有丝分裂的过程
前期
中期
后期
末期
间期
植物细胞
动物细胞
动植物细胞有丝分裂的区别
3
比较动植物细胞有丝分裂过程的不同点
任务一
《任务三》
植物细胞 动物细胞
前期 纺锤体的形成方式不同
由细胞两极发出纺锤丝 两组中心粒发出星射线
植物细胞 动物细胞
末期 形成两个子细胞的方式不同
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
4
有丝分裂的过程中相关细胞结构的变化
间期 前期 中期 后期 末期
染色体
核DNA
染色单体
时期
项目
2n
2n
2n
4n
4n→2n
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
细胞周期中染色体、核DNA的数量变化规律
5
分析一个细胞周期中染色体、核DNA数量的变化规律
《任务四》
4n
4n
0→4n
0
0
细胞周期中染色体、核DNA的数量变化规律
5
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
染色体数目的变化规律图像
核DNA数目的变化规律图像
细胞周期中染色体、核DNA的数量变化规律
5
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
染色单体数目的变化规律图像
细胞周期中染色体、核DNA的数量变化规律
5
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
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
(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)由于染色体上有 ，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
有丝分裂的意义
6
与细胞有丝分裂相关的细胞器及其生理作用
1.过程：
2.特点：
无染色体和纺锤丝出现。
3.实例：
无丝分裂
蛙的红细胞
前期：
中期：
后期: 粒裂数加均两极
末期: 两体消失膜仁现
膜仁消失显两体
形定清晰赤道齐
细胞增殖
细胞增殖
细胞周期
有丝分裂
概念
特点
本节小结
间期：
D复蛋合细胞长
组成
表示方法
过程
意义
将亲代细胞的DNA（染色体）经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中。在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
1.下列有关细胞周期叙述，正确的是( )
A.不同生物细胞的细胞周期一般不同
B.所有的细胞增殖均具有细胞周期
C.观察细胞有丝分裂时，只需锁定一个细胞即可观察到各时期染色体的变化
D.染色体的自我复制发生在分裂间期，因此处于分裂间期的每条染色体都有2个着丝粒
A
运用模型解释细胞不能无限长大的原因
《任务一》
边长
2mm
边长
4mm
边长
8mm
思维训练
运用模型作解释
边长
2mm
边长
4mm
边长
8mm
细胞模型的边长（mm） 表面积(mm2) 体积(mm3) 表面积/体积
（相对表面积）
2
4
8
1.计算每个细胞模型的表面积与体积，并求出表面积与体积之比。
S=6a2 V=a3
24
8
96
64
384
512
1.5
3
0.75
结论：
细胞越大，表面积/体积的比值越小。
思维训练
运用模型作解释
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
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？
思维训练
运用模型作解释
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。
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？
从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？
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。
①不同种类的细胞，其细胞周期持续时间 。
②一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期的时间比分裂期时间 。
下表所示为几种不同细胞细胞周期的持续时间。请回答：
细胞 小鼠肿瘤细胞 小鼠十二指肠细胞 蛙单倍体胚细胞 蚕豆根尖细胞 紫鸭趾草根尖细胞
分裂间期 18.0 13.5 35.3 15.3 17.5
分裂期 0.5 1.8 1.6 2.0 2.5
不同
长
思考：是否所有细胞都有细胞周期？上述四种细胞，若要选择观察细胞有丝分裂的材料，从细胞周期角度,最好选择哪一种？
细胞有丝分裂的实验探究
猜想：在教材中，又为什么建议选择洋葱根尖生长点细胞作为观察对象呢？
18.5 15.3 36.9 17.3 20
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
（二）.实验原理
（一）.实验目的
在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。
由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态，就可以判断这些细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。
染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液）着色。
（四）.实验步骤
1.洋葱根尖的培养
2.装片的制作：解离→漂洗→染色→制片
3.洋葱根尖细胞有丝分裂的观察：先低倍镜后高倍镜
4.绘图
（三）.材料用具【P115】
1、洋葱（或大蒜）根尖，
2、显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、滴管等
3、解离液 ：盐酸和酒精混合液(1:1）
4、甲紫溶液（或醋酸洋红液）
①剪取洋葱根尖，为什么要在上午10时至下午2时？
②为什么要剪取的洋葱根尖2-3mm,而不能太长？
③将剪取的根尖浸泡在等量的质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精溶液中3—5 min。其主要目的是什么？
此时间段是洋葱根尖细胞一天之中分裂最活跃的时间
根尖2-3mm处为分生区，大多数细胞具有分裂能力，其他区段没有或只有极少数细胞有分裂能力
（根最好是培养到1～3cm，此时细胞分裂相最多）
溶解细胞间质（果胶层），使组织细胞分离开。
问题探讨
时间过长使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏；过短会使根尖细胞解离不充分,不能相互分离。
④漂洗和染色能不能交换顺序，漂洗的主要目的是什么？某位实验人员用“用石炭酸—品红试剂”对漂洗后的根尖染色。则该试剂的作用类似于 溶液。
⑤为什么要进行压片操作？
⑥分生区细胞有何特点？在低倍镜下找到分裂期细胞后，应 换上高倍物镜。在同一视野中，若无法观察到有丝分裂各个时期的细胞,该怎么办？
甲紫
移动装片，从相邻视野里面找
使细胞分散开，有利于观察（改进：轻轻敲打细胞分散成云雾状）
√
转动转换器
不能。 洗去药液，防止解离过度
分生区细胞呈正方形，排列紧密
过程 方 法 时间 目 的
解离 根尖2-3mm，盐酸和酒精混合液（1∶1） 3-5 min 使组织中的细胞相互分离开来
漂洗 根尖酥软，清水 10 min 洗去药液，防止解离过度
染色 龙胆紫或醋酸洋红液 3-5 min 使染色体着色，便于观察
制片 根尖弄碎，盖上盖玻片，再加一片载玻片，用拇指轻压载玻片 使细胞分散开，有利于观察
装片的制作流程：解离→漂洗→染色→制片
若实验失败，请观察提供的永久装片中各个时期的细胞
观察
核仁
核膜清晰
染色质均匀分布
细胞壁
分裂间期
核仁渐解体
核膜正消失
染色质螺旋化
前期
着丝粒排列在赤道板上
中期
着丝粒分裂，子染色体移向细胞两极
后期
染色体解螺旋
细胞板扩展成细胞壁
核膜、核仁出现
末期
判断依据（特征）
图1
图2
图3
图4
分组活动：辨一辨
辨一辨
细胞周期 间 期 分 裂 期
前期 中期 后期和末期
实验小组1计数细胞个数 43 4 1 2
实验小组2计数细胞个数 44 3 0 3
…… …… …… …… ……
全班计数细胞个数 880 67 18 85
计数细胞总数 1 000
各时期细胞数的百分比 88.0 6.7 1.8 8.5
⑦在本实验中，我们究竟是如何来确定细胞周期不同阶段的时间比例的？
若已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12.0h，请根据下表中的数据，分别用扇形图、饼状图、线段图方式，表示洋葱根尖细胞的细胞周期，需要表示出各时期的时间长短。
某时期的细胞数占计数细胞总数的比例越大，该时期的时间越长
某一时期的时间=细胞周期的时间×
计数细胞总数
某一时期细胞数
细胞周期 间 期 分 裂 期
前期 中期 后期和末期
各时期细胞数的百分比 88.0 6.7 1.8 3.5
线段图
扇形图
饼图
延伸探究：
①为什么显微镜下观察洋葱鳞片叶的表皮细胞时，不能观察到分裂的细胞？
②是否可能持续观察一个细胞，以得到细胞周期各阶段的全部特征？ 有没有在“不杀死细胞的情况下，研究细胞分裂的连续过程”的可能性？
不能，因为在解离时细胞已经死亡
不能，因为洋葱鳞片叶的表皮细胞已高度分化成熟，失去了分裂能力
流式细胞计数技术
流式细胞仪：集激光技术、电子物理技术、光电测量技术、细胞荧光化学技术、单克隆抗体技术为一体的一种新型高科技技术仪器。
流式细胞仪检测范围：细胞结构（细胞大小、细胞粒度、细胞表面面积、核浆比例、DNA含量与细胞周期、RNA含量、蛋白质含量）；细胞功能（特异性抗原、细胞内细胞因子、细胞活性、酶活性、激素结合位点、细胞受体）。
（1）图二中有两个峰值，左侧的峰值表示图一中的 期细胞，右侧的峰值表示图一中的 期细胞，S期细胞位于 。
G2和M
G1
左右两个峰值之间
折线图
柱形图
曲线图
同位素标记技术
也叫同位素示踪法。同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫示踪元素。用示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。科学家通过追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清反应的详细过程。
示踪同位素的选择
测量准备，
同位素需
要量的准备
在被研究的样品
中加入示踪剂
（放射性同位素）
测定示踪剂的位
置和数量，追踪探
测样品内部示踪原
子放射性水平的变
化及其活动情况
若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞(2n=12)后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。
（1）若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约 h后会检测到被标记的M期细胞。
（2）从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为 期的时间，处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是 。
M
（ 12→24→12 ）
2.2
作业
完成学案和课时作业。
归纳有丝分裂的过程，在作业本上画出细胞周期各时期模式图，并配上相应口诀。
谢
谢
观
赏

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