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第1节 细胞的增殖
一.细胞不能无限长大—运用模型解释
（二）探究细胞大小和物质运输的效率的关系—红墨水
（一）生物体的生长原因
细胞的分裂
细胞的生长
1.原理
(1)不同大小模型模拟细胞大小,
(2)葡萄糖在不同大小模型中扩散速度相同
2.变量分析
(1)自变量:“细胞”体积的大小
(2)因变量:含葡萄糖的体积与“细胞”体积的比值(细胞物质交换效率)
不同动（植物）器官的大小一般无明显差异主要取决于细胞数量的多少。
3.实验结论
(1)模型的表面积与体积之比(相对表面积)随体积的增大而减小
(2)葡萄糖扩散的体积与整个“细胞”体积之比随体积的增大而减小
(3)细胞内物质的交流受细胞体积的制约
细胞体积过大影响物质交流，细胞内生命活动就不能灵敏的控制与缓冲。
4.细胞不能无限长大的原因
(2)细胞的核质之比
一个细胞核所含的遗传信息是由一定限度。细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度。
(1)细胞表面积与体积之比
细胞的表面积与体积之比(相对表面积=表面积/体积=3/R)限制了细胞的长大:细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效就越小。
（并非越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必需的基本结构（如核糖体）和物质（如酶）所需要的空间决定的。
二.细胞增殖
（一）意义
受精卵
个体
生长、发育的基础
衰老、死亡细胞
补充
亲代
生殖细胞
繁殖的基础
细胞增殖和分化
细胞增殖
细胞增殖
1.单细胞生物：通过细胞增殖而繁衍
2.多细胞生物
（二）过程：包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程
物质准备-分裂-物质准备-再分裂……（周期性）
三.细胞周期
连续分裂（高度分化的细胞如神经细胞、表皮细胞，进行减数分裂的细胞无细胞周期。）
上一次分裂完成时开始到下一次分裂结束时为止。
（一）含义：
（二）组成
G1：DNA合成前期—相关RNA和蛋白质合成
S：DNA合成期—DNA合成（组蛋白的合成）
G2：DNA合成后期—DNA合成终止，相关RNA和蛋白质合成，不过合成量逐渐减少，特别是微管蛋白的合成，为分裂期（M期）纺锤体微管的组装提供原料。在G2期中心体完成复制而成2对中心粒。
间期
细胞
周期
分裂期（真核细胞主要通过有丝分裂完成DNA平均分配）： 前期，中期，后期，末期
间期是细胞周期中最长的，因此光学显微镜下也是见得最多的，在选择材料是，一般分裂期/细胞周期比例大的。
2.暂不分裂：暂时脱离细胞周期，仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中。如肝脏细胞
(三)细胞分裂后产生的子细胞有三种去向
1.持续分裂：始终处于细胞周期中。如部分造血干细胞、癌细胞、根尖分生区细胞。
3.永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡。如肌纤维细胞、神经细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞。
乙→甲→乙为一个细胞周期，乙→甲间期，甲→乙分裂期
分裂间期明显长于分裂期。
1.扇形图
(四)细胞周期的不同表现方法
阴影表示的是比例
不同的阴影可以表示相同时间
2.直线图
B→C、D→E为分裂间期，
A→B、C→D、E→F为分裂期，
B→D或D→F为一个细胞周期。
3.柱形图
A组为未分裂细胞，G1；B组为S；C组为G2，M。
有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它划分成前期、中期、后期、末期）
四.有丝分裂（高等植物细胞）
间期：
DNA复制
染色体复制
蛋白质合成
叶绿体、线粒体、中心体在本阶段完成细胞器增殖,同时细胞有适度的生长（细胞物质运输速率下降）。分裂间期结束后，开始进行有丝分裂。
前期：
染色质
染色体（前期真正出现）
核膜核仁逐渐消失（前期还有）
细胞两极发出纺锤丝，形成梭形纺锤体（显微）
分子水平
（一）植物细胞有丝分裂的过程
中期：着丝粒排列在赤道板上
（观察染色体的数目和形态的最佳时期，中期也是染色体螺旋化程度最大的时候）
后期：着丝粒先断裂，染色单体变为染色体，染色体再被纺锤丝牵拉向两极移动（纺锤丝的缩短是酶促反应的过程，需要消耗能量）
末期：
到达两级后，染色体逐渐变成染色质
纺锤丝逐渐消失
核膜核仁重新出现，形成两个新的细胞核
赤道板处出现细胞板（细胞板在光学显微镜下可见）
（二）有丝分裂重要意义
核中染色体平均分配，细胞质随机不均等分裂
末期
子
细
胞
（三）有丝分裂中各物质的含量变化
间期 前期 中期 后期 末期（每个细胞） 末期（每个核）
DNA含量 2a—4a 4a 4a 4a 4a—2a 2a
染色体数目 2N 2N 2N 4N 4N—2N 2N
染色单体数 0—4N 4N 4N 0 0 0
间期 前期 中期 后期 末期（每个细胞） 末期（每个核）
DNA含量
染色体数目
染色单体数
（四）有丝分裂中各物质的含量变化图形
1.染色体数目变化规律
2N
4N
间
后
中
前
末
考虑整个细胞
2N
4N
间
后
中
前
末
考虑每个细胞核
2.DNA含量变化规律
每条染色体上的DNA数
1
2
间
后
中
前
末
核内DNA
细胞内DNA（未考虑细胞质中的DNA）
2N
4N
间
后
中
前
末
DNA含量
G1
S
G2
3.染色单体数目变化规律
2N
4N
间
后
中
前
末
4.动植物细胞有丝分裂区别
（1）纺锤丝形成部位不同—前期
（2）细胞分裂方式不同—末期
动物：中心粒（体）发出星射线（中心体在间期倍增）
植物：两极发出纺锤丝，纺锤丝形成纺锤体
动物：细胞膜从中部向内凹陷，细胞质缢裂成两部分
植物：细胞中部形成细胞板，扩展成细胞壁
解体逐渐消失(前期)→重建(末期)。
5．细胞周期中几种细胞结构的变化
（1）染色体形态变化
染色质
（间期、末期）
解螺旋成为细丝状
染色体
（前期、中期、后期）
高度螺旋化、缩短、变粗
（2）纺锤体的变化
形成(前期)→解体消失(末期)。
（3）核仁、核膜的变化
1.材料用具：
（1）洋葱（或大蒜）根尖，
（2）显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、滴管等，
（3）解离固定液 ：质量分数15%盐酸和体积分数95%酒精混合液(1:1）
（4）醋酸洋红液（或龙胆紫溶液—将龙胆紫溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中）
三.探究实验：观察植物有丝分裂
(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛
(2)碱性染料（龙胆紫溶液或醋酸洋红液）能将染色体（质）染成深色
(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞
2.实验原理
四.实验步骤：取材→装片制作（解离→漂洗→染色→制片）→观察
（一）取材：待根长到5cm左右时剪取根尖2-3mm（根尖分生区）
（三）装片的制作
解离
漂洗
染色
制片
解离液
使组织中的细胞相互分离开来
清水漂洗
洗去解离液，便于碱性染料染色
龙胆紫溶液或醋酸洋红等碱性染料
使染色体着色便于观察
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）取材时间：分裂旺盛的时间(时间：上午10时～下午2时)
←不再漂洗
（四）显微镜观察：
先用低倍镜观察，找到分生区细胞（正方形、排列紧密）;将细胞移至视野中央，转动转换器;再用高倍镜依次观察分裂前期、中期、后期、末期的细胞
5.若观察动物细胞有丝分裂，可选择马蛔虫受精卵细胞
（五）实验注意事项
1.控制解离时间：解离时间太短，细胞间果胶未溶解，压片时细胞不易分散；时间过长，细胞解离过度、根尖酥软，影响染色和制片
2.控制染色时间：染色时间太短，染色体（质）不能完全着色；时间过长则使细胞核等其他部分充满染色剂无法分辨染色效果
4.实验中无法对某一细胞连续观察，因为解离过程中细胞已死亡
3.控制压片力度：压片力度太轻，细胞未分散开；力度过重，将组织压烂
五.无丝分裂
（二）过程：
（三）举例：蛙红细胞
核延长→核溢裂→质溢裂→两个子细胞
无丝分裂是真核生物快速形成体细胞的方式，但不精确。并非是低等生物的分裂
（一）分裂过程核膜不解体，无纺锤丝的形成，但有遗传物质的复制。

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