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第 6 章 生命的历程
第一节
细胞的增殖
鼠和大象的个体相差十分悬殊。
问题探讨
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。
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？
相应器官和组织的细胞在大小上无明显差异。
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。
运用模型解释细胞不能无限长大的原因
思维训练
现有如图3个大小不同的细胞模型，用正方体代表，棱长分别为2mm、4mm、8mm，计算每个“细胞”的表面积与体积的比值？
8mm
8mm
8mm
4 mm
4 mm
4 mm
2 mm
2 mm
2 mm
表面积= mm2
体积= mm3
表面积= mm2
体积= mm3
表面积= mm2
体积= mm3
2
4
8
比值
(扩散体积/总体积)
葡萄糖
扩散体积(mm3)
相对表面积
(表面积/体积)
体积
(mm3)
表面积
(mm2)
边长
(mm)
87%
7
3:1
8
24
57%
37
1.5:1
64
96
33%
169
0.75：1
512
384
细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的运输效率就越低。
运用模型解释细胞不能无限长大的原因
思维训练
物质在细胞中的扩散速率是一定的，假定某种（红色）物质通过“细胞膜”后，向内扩散的深度均为0.5mm。计算这三个“细胞”中物质扩散的体积与整个“细胞”体积的比值。
最初施莱登与施旺提出的细胞学说就已经认为新细胞是由老细胞产生的，后来在1858年，德国的魏尔肖补充说新细胞由老细胞通过分裂产生。
细胞体积增大
细胞数量增多
依靠
细胞生长
细胞分裂
多细胞生物
依靠
单细胞生物呢？
依靠细胞生长，从而使体积的增大。
体积增大
依靠
主要
1、定义
细胞通过_________增加细胞数量的过程，叫做细胞增殖。
2、
①单细胞生物通过细胞增殖而______。
②多细胞生物
b.从受精卵开始，要经过细胞 ____ 和 _____ 逐渐发育为成体。
细胞分裂
繁衍
分裂
分化
细胞增殖
一
a.细胞增殖导致细胞数目增多，个体生长。
c.衰老、死亡的细胞需要通过细胞增殖加以补充。
所有生物的细胞分裂方式都一样吗？都有哪些细胞分裂方式？
细胞分裂
无丝分裂
减数分裂
有丝分裂
产生生殖细胞的方式
二分裂
原核生物
是大多数生物的细胞分裂方式。
例如：蛙的红细胞的分裂
拓展
真核生物
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。
如何既保证细胞数量的增多，又确保细胞的遗传物质不减少呢？
先对遗传物质进行复制，再进行分裂。
物质准备期
（分裂间期）
分裂期
若细胞可连续分裂
4、特点：
细胞增殖具有周期性
3、意义
细胞增殖
一
1.定义
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
2.组成
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
细胞周期
二
完成核内遗传物质的均分
起点
终点
条件
是连续分裂的细胞
按增殖情况将细胞分为三类
受精卵、早期胚胎细胞、
干细胞、根尖分生区细胞、
茎的形成层细胞、
皮肤生发层细胞、癌细胞
具有细胞周期的前提条件是什么？
连续分裂
暂停分裂
停止分裂
有细胞周期
暂时不增殖，在适当的刺激下可重新进入细胞周期
如肝、肾细胞、淋巴细胞等。
高度分化的细胞不再分裂，无细胞周期。
例如：神经细胞、
肌纤维细胞
细胞周期
二
表示方式
直线图
扇形图
a
b
c
d
细胞周期：
b—d
细胞周期：
分裂期：
分裂间期：
乙→甲
甲→乙
乙→乙
甲
乙
e
注意：
分裂间期比分裂期时间长。
分裂间期
分裂期
分 裂 间 期
分裂期
细胞周期
二
f
d—f
分裂间期在前，分裂期在后
不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期的时间长度一样吗？
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}细胞类型
分裂间期
分裂期
细胞周期
蚕豆根尖分生区
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
细胞周期
二
思考
不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。
结 论
G1
S
G2
M
右图所示为真核细胞有丝分裂的细胞周期。
间期划分
分裂间期分为G1期、S期、G2期
有丝分裂的细胞周期
细胞周期
二
G1期+S期+G2期+M期
与细胞分裂有关的蛋白质的合成(例如构成纺锤丝的蛋白质)
细胞分裂
（核分裂和质分裂）
DNA复制
合成与DNA复制的有关蛋白质
（例如DNA复制所需的酶）
若用药物抑制DNA的复制，则会停留在间期。
有丝分裂
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。
有丝分裂
三
G1
S
G2
M
分裂间期
前期
中期
后期
末期
子细胞
分裂间期
分裂间期
为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
有丝分裂
三
染色质/体的复制
DNA含量加倍，染色质含量不变，形成两个姐妹染色单体。
（在光学显微镜下看不见变化）
复制
着丝粒
姐妹染色单体
染色体的数量=着丝粒的数量
前期
膜仁消失现两体
特点：
b.核仁解体，核膜消失
a.染色质→染色体
c.从细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体
(包括两条姐妹染色单体）
有丝分裂
三
分裂前期
染色体的数量=着丝粒的数量
形定数晰赤道齐
特点：
b.染色体的形态和数目最清晰，是观察染色体的最佳时期。
a.所有染色体的着丝粒都排列在赤道板上
中期
注：赤道板不是真实存在的
有丝分裂
三
分裂中期
a.着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体。由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动。
粒裂体增均两极
特点：
b. 染色体数目加倍；姐妹染色单体变为0
后期
注：着丝粒分裂不需要纺锤丝牵引
有丝分裂
三
分裂后期
两消两现出新壁
特点：
b.出现新的核膜、核仁
a.染色体→染色质
c.纺锤丝逐渐消失
末期
d.赤道板位置出现细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁
注：细胞板是真实存在的
染色体和DNA数目减半
有丝分裂
三
分裂末期
a.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。
子细胞
结果：
子细胞
b.分裂后形成的子细胞若继续分裂，就进入下一个细胞周期的分裂间期状态。
在亲代与子代之间保持遗传的稳定性
有丝分裂
三
2、下图表示细胞有丝分裂一个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（ ）
A.①④⑤③② B.②③①④⑤ C.①⑤④③② D.⑤④③②①
美在课堂P159 “跟踪训练1”
C
课堂小测
动物
高等植物
比较动物和高等植物细胞有丝分裂过程的不同点
有丝分裂
三
间期
前期
末期
动物
细胞
高等植物细胞
有中心体的倍增
细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体
两组中心粒发出星射线形成纺锤体
出现细胞板，逐渐扩展，形成新的细胞壁，分裂成两个子细胞
不出现细胞板，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分
无中心体的倍增
动物和高等植物细胞有丝分裂过程的不同点
一对中心粒→两组中心粒
有丝分裂
三
意义
将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，然后精确平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。
有丝分裂
三
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}细胞结构
所在细胞类型
作用时期
生理作用

动植物细胞
主要在分裂间期
合成相关蛋白质
动物、低等植物细胞
前期
发出星射线，形成与纺锤体
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：复制在分裂间期，移动在前期
动、植物细胞有丝分裂中参与的细胞结构
中心体
核糖体
高尔基体
线粒体
细胞膜
细胞核
动植物细胞
动植物细胞
整个细胞周期
主要在末期
形成新细胞膜，细胞膜将动物细胞缢裂成两部分
有丝分裂
三
1、观看视频，简述无丝分裂的过程
细胞核延长
核缢裂
细胞质缢裂
形成两个子细胞
2、特点
a.不出现纺锤丝和染色体的变化
b.染色体（质）、DNA也要进行复制，之后再平分
3、实例
蛙的红细胞、肝细胞、肾小管上皮细胞、草履虫
无丝分裂
四
⑴图一从左至右的染色体条数分别为 、 、 、 ；DNA数分别为 、 、 、 ；姐妹染色单体数分别为 、 、 、 ；
⑵图二中A~B是 期的变化，存在C状态染色体的时期有___期和___期；
⑶图二中A有 条染色体、 个DNA分子、 条姐妹染色单体；B有 条染色体、 个DNA分子、 条姐妹染色单体。
分裂间
前
中
1
1
1
2
2
4
4
8
8
8
8
8
8
8
8
0
0
0
有丝分裂中的相关数量变化
五
有丝分裂过程中有丝分裂中核DNA、染色体、姐妹染色单体的变化规律。设：正常体细胞内染色体数目为2N，*表示染色质。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
分裂间期
前期
中期
后期
末期
子细胞
染色体
核DNA
姐妹染
色单体
2N→4N
4N
4N
4N
0→4N
4N
4N
0
2N
2N
2N*
2N→4N
4N→2N*
2N*
4N→2N
2N
4N→0
0
有丝分裂中的相关数量变化
五
0
4N
2N
1、染色体数目的变化曲线
分裂间期
前期
中期
后期
末期
a
b
c
d
e
f
bc：后期着丝粒分裂
de：末期结束，细胞一分为二
染色体数目
有丝分裂中的相关数量变化
五
0
4N
2N
2、核DNA数目的变化曲线
前期
中期
后期
末期
bc：分裂间期(S期)
DNA分子复制
分裂间期
a
b
c
d
e
f
de：末期结束，细胞一分为二
核DNA数目
有丝分裂中的相关数量变化
五
0
4N
2N
3、姐妹染色单体数目的变化曲线
前期
中期
后期
末期
bc：分裂间期(S期)
DNA分子复制，一条染色体上有两条染色单体
分裂间期
a
b
c
d
e
f
de：后期着丝粒分裂，姐妹染色单体消失
姐妹染色单体数目
有丝分裂中的相关数量变化
五
0
2
1
4、每条染色体上DNA含量的变化曲线
前期
中期
后期
末期
bc：分裂间期(S期)
DNA分子复制
分裂间期
de：后期着丝粒分裂
a
b
c
d
e
f
每条染色体上DNA含量
有丝分裂中的相关数量变化
五
0
1
0.5
5、染色体与核DNA数目之比的变化曲线
前期
中期
后期
末期
bc：分裂间期(S期)
DNA分子复制
分裂间期
de：后期着丝粒分裂
e
a
b
c
d
f
染色体核????????????
?
有丝分裂中的相关数量变化
五
如图是植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内染色体数及DNA数量变化的曲线图，下列分析错误的是（ ）
A．实线是DNA数量变化的曲线图
B．虚线是染色体数量变化的曲线图
C．AB段进行DNA复制
D．B点开始着丝粒分裂
美在课堂P160 “应用体验1”
D
课堂小测
六、探究?实践 观察根尖分生区组织的有丝分裂
⑴在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等 细胞；
⑵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处于 的细胞；
⑶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哪个时期；
⑷染色体容易被 性染料（如 ，旧称龙胆紫溶液，或者 ）着色。
独立
高
存在状态
碱
甲紫溶液
醋酸洋红液
分生区
不同分裂时期
实验原理
⑴在上实验课之前的3~4d，取洋葱一个，放在广口瓶上。
⑵瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。
⑶把这个装置放在温暖的地方培养。
⑷待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。
六、探究?实践 观察根尖分生区组织的有丝分裂
实验步骤
1. 洋葱根尖的培养
取材时间： ；剪取洋葱根尖 。.
取材
解离液：质量分数为15%的 +体积分数为95%的 ，以 的比例混合
时间：3～5 min；目的： 。
时间太短：细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易 ；
时间过长：细胞解离过度，细胞结构被破坏，影响 。
漂洗液： ；时间：约10min；目的： 。不漂洗会影响 。
2～3 mm
酒精
使组织中的细胞相互分离开来
洗去药液，防止解离过度
六、探究?实践 观察根尖分生区组织的有丝分裂
实验步骤
2. 装片的制作
上午10时至下午2时
解离
盐酸
1:1
分散
染色
清水
染色
漂洗
染液：质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的 或 ；
时间：3～5 min；目的： 。
时间太短：染色体或染色质不能 ；
时间过长：使其他部分也被染成深色，无法分辨 。
甲紫溶液
六、探究?实践 观察根尖分生区组织的有丝分裂
实验步骤
2. 装片的制作
染色
制片
醋酸洋红液
使染色体着色
完全着色
染色体
方法：载玻片中央滴一滴 ，并用 把根尖弄碎，盖上盖玻片，并用手指 盖玻片；
目的： ；
压片过轻：细胞未 ；压片过重：将组织 。
清水
镊子
轻轻按压
使细胞分散开，便于观察
分散开
压烂
六、探究?实践 观察根尖分生区组织的有丝分裂
实验步骤
3. 洋葱根尖细胞有丝分裂的观察
找到分生区细胞：细胞呈 ，
。
低倍镜观察
正方形
排列紧密
先找 期细胞，然后找前期、后期、末期的细胞，最后观察 期细胞。
中
分裂间
⑴从图中找出处于中期，前期、后期、末期、分裂间期的细胞。
⑵什么时期的细胞数量最多？为什么？
⑶能观察到某个细胞从中期到后期吗？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。
实验结果
高倍镜观察
间期细胞最多，因为在一个细胞周期中，间期所占时间最长
不能。细胞已经在解离时被杀死
结果分析
中期
中期
后期
后期
前期
前期
末期
分裂间期
分裂间期
分裂间期
分裂间期
分裂间期

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