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第六章 细胞的生命历程
大单元
第六章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖
非洲象
8-11吨
肩高4.5m左右
蓝鲸
现存最大生物体长25m左右重150吨左右
小鼠
体重300g左右
象与鼠相应器官和组织的细胞在大小上无明显差异。
问题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？
非洲象
8-11吨
肩高4.5m左右
蓝鲸
现存最大生物体长25m左右重150吨左右
小鼠
体重300g左右
问题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？
生物体生长
依靠细胞体积的增大
单细胞生物体（例如草履虫）
多细胞生物体（例如象和鼠）
细胞生长增大细胞的体积
细胞分裂增大细胞的数量
运用模型解释细胞不能无限长大的原因
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？
表面积：
体积：
表面积：
体积：
表面积：
体积：
24
8
96
64
384
512
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。
2
4
8
比值
(扩散体积/总体积)
葡萄糖
扩散深度(mm)
相对表面积
(表面积/体积)
体积(mm3)
表面积(mm2)
边长
(mm)
58%
0.5
3:1
8
24
33%
0.5
1.5:1
64
96
18%
0.5
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。
思考: 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？
细胞不是越小越好，因为细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能。
细胞为什么不能无限长大？
1.细胞表面积与体积的关系限制
2.核质比：细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加。
　实战训练
下列有关细胞相对表面积、细胞对外的物质运输效率和细胞新陈代谢强度之间关系的叙述，正确的是( )
A.细胞的相对表面积越大，物质运输效率越高，细胞新陈代谢越旺盛
B.细胞的相对表面积越大，物质运输效率越低，细胞新陈代谢越缓慢
C.细胞的相对表面积越小，物质运输效率越高，细胞新陈代谢越缓慢
D.细胞的相对表面积越小，物质运输效率越低，细胞新陈代谢越旺盛
01
细胞增殖 自主学习
细胞通过_______ __增加细胞数量的过程；
细胞分裂
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
细胞增殖包括___________和__________两个_______的过程；
细胞增殖具有__________；
物质准备
细胞分裂
连续
周期性
1、概念
2、意义
3、过程
4、特点
5、方式
真核细胞：有丝分裂、减数分裂、无丝分裂
原核细胞：二分裂生殖
1.概念：
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
2.阶段：
分裂间期
分裂期
物质准备：
细胞适度的生长
(前、中、后、末）
90%-95%
5%-10%
温馨提示：①“连续分裂的细胞”才具有细胞周期；②间期在前，分裂期在后；③间期长，分裂期短；④以分裂完成时为“界限”。
细胞周期
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
时间长
时间短
（1）细胞周期分为分裂间期和分裂期，分裂间期较长。
结论：
（2）不同细胞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。
细胞周期
细胞周期的表示方法：
A B、 C D、 E F
细胞周期：
分裂间期：
分 裂 期：
A B C D E F G
A C、 C E、 E G
B C、 D E、F G
细胞周期
甲
乙
甲 甲
所有细胞都有细胞周期吗？
连续分裂
暂停分裂
不再分裂
发育中的受精卵、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、癌细胞等。
暂时不增殖，在适当的刺激下可重新进入细胞周期。如肝细胞、肾细胞、淋巴细胞等。
高度分化的细胞不再分裂，无细胞周期。如神经细胞 、肌纤维细胞等。
（有细胞周期）
(1)卵细胞的体积较大，这样可以提高细胞与外界物质交换的效率( )
(2)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期( )
(3)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长( )
(4)细胞周期具有物种特异性，同一生物体内不同细胞的细胞周期是相同的( )
(5)同一细胞的细胞周期是一定的，不会受到环境条件的影响( )
(6)原核生物主要进行二分裂，二分裂不是无丝分裂（ ）
×
×
×
×
（体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低）
（洋葱表皮细胞是高度分化不分裂的细胞，无细胞周期）
（不同种类的细胞，细胞周期不一定相同）
（如温度影响酶活性，进而影响细胞周期，低温使细胞周期变长）
（具有分裂能力且连续分裂的细胞才有细胞周期）
×
√
易错辨析
分裂间期特点
G1： 的合成，为 做准备
分裂间期 S： 。
G2：DNA复制结束，为 做准备，
合成有关的 。
RNA和蛋白质
DNA复制
DNA复制
细胞分裂
RNA和蛋白质
DNA复制
染色体
姐妹染色单体
间期
分裂间期
分裂期
S期
G1期
G2期
染色质
螺旋缠绕、缩短变粗
（细丝状）
（圆柱状或杆状）
分裂间期
分裂期
解开螺旋
染色体与染色质是同一物质在不同时期的不同存在形态。
染色体(姐妹染色单体)
着丝粒
着丝粒
染色体
复制
着丝粒
姐妹染色单体
缩短加粗螺旋化
着丝粒分裂
姐妹染色单体
染色体数
染色单体数
DNA数
1
0
1
1
2
2
1
2
2
2
0
2
染色体复制后，DNA数目加倍，但染色体数目不变
染色体、染色单体、DNA的数量关系
二、有丝分裂
植物细胞的有丝分裂模型构建
1.前期：
纺锤丝
着丝粒
染色体
（1）特征： ①核膜核仁消失 ②出现染色体、纺锤体 ③染色体散乱排列
膜仁消失现两体(两消两现）
（2）数量变化： 染色体数：2N DNA数: 4N 染色单体数: 4N
2.中期：
形定数清赤道齐
染色体
（1）特征：①染色体的着丝粒排列在赤道板上 ②染色体形态固定，数目清晰。
（2）数量变化：染色体数：2N DNA数: 4N 染色单体数: 4N
（是染色体观察及计数的最佳时机）
3.后期：
粒裂数增均两极
（1）特征：①着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离，变为两个染色体，染色体数目加倍。②形成两套相同的染色体，分别往两极移动。
染色体数：2N
DNA数: 2N
染色单体数: 0
细
胞
板
核膜
核仁
染色质
4.末期：
两消两现板新壁
（1）特征：①“两消失”（染色体，纺锤体消失）②“两出现”（核膜，核仁出现）；③“一重建”赤道板位置出现细胞板，形成新的细胞壁后，细胞分裂成两个子细胞。
子染色体
染色体数：4N
DNA数: 4N
染色单体数: 0
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
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:
各种结构在各时期的变化
（1）核膜、核仁消失于______，重建于______；
前期
末期
（2）纺锤体出现于______，消失于__________；
前期
末期
（3）中心体复制于_____________
间期
（4）细胞板形成于_____________
末期
（5）观察染色体的最好时期________；
中期
（6）能看到完整细胞结构的时期______________；
间、末期
（7）染色体出现于________，消失于________；
前期
末期
（8）染色单体形成于______，出现于_________，消失于_______；
间期
后期
前期
（9）染色体复制于_________,DNA复制于___________
间期
间期
（10）染色体加倍于_________,DNA加倍于___________
后期
间期
二、有丝分裂
有丝分裂中染色体、染色单体及其DNA数目变化规律
染色体数目
核DNA数目
染色单体数目
4n
4n
0
2n
2n
2n
2n→4n
4n→2n
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
0→4n
4n→0
中期
后期
末期
前期
间期
有丝分裂中的相关数量变化：
1.核DNA数量变化
间期 前期 中期 后期 末期
染色体数目
核DNA数目
染色单体数目
4n
4n
0
2n
2n
2n
2n→4n
4n→2n
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
0→4n
4n→0
G1
S
G2
间期
4n
2n
前期
中期
后期
末期
0
曲线：核DNA数量变化
间期DNA复制
末期结束，细胞一分为二
有丝分裂中的相关数量变化：
2.染色体数量变化
间期 前期 中期 后期 末期
染色体数目
核DNA数目
染色单体数目
4n
4n
0
2n
2n
2n
2n→4n
4n→2n
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
0→4n
4n→0
曲线：染色体数量变化
间期
4n
2n
前期
中期
后期
末期
0
后期着丝粒分裂
末期结束，细胞一分为二
四、有丝分裂中的相关数量变化：
3.染色单体数量变化
间期 前期 中期 后期 末期
染色体数目
核DNA数目
染色单体数目
4n
4n
0
2n
2n
2n
2n→4n
4n→2n
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
0→4n
4n→0
间期
4n
2n
前期
中期
后期
末期
0
曲线：染色单体数量变化
间期染色体复制形成 染色单体，一条染色体 上有两条染色单体
后期着丝粒分裂，染色单体消失
有丝分裂中的相关数量变化：
4.有丝分裂染色体与核DNA之比：
G1
前
中
后
末
G2
S
1/2
1
ab：间期DNA复制，一条染色体上有2条DNA分子。
a
b
c
d
e
cd：后期着丝粒分裂，一条染色体上有 1条DNA分子。
有丝分裂中的相关数量变化：
5.每条染色体上DNA的含量：
G1
前
中
后
末
G2
S
1
2
ab：间期DNA复制，一条染色体上有2条DNA分子。
cd：后期着丝粒分裂，
一条染色体上有1条DNA分子。
a
b
c
d
e
五、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
一、动物细胞有丝分裂
间期：构成中心体的一对中心粒在间期倍增，成为两组。
末期：分裂末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两部分。
前期：中心粒发出星射线形成纺锤体
1
动物
植物
2
一、动物细胞有丝分裂
问题2: 动物细胞的有丝分裂与植物细胞的有丝分裂有哪些异同？
区别
动物细胞
高等植物细胞
细胞分裂方式
有无中心体倍增
间期
纺锤体形成方式
前期
无
有
细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体
由两组中心粒周围发出星射线，
形成纺锤体
赤道板位置出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁
细胞膜内陷，细胞缢裂成两个子细胞
末期是最根本的区别(因为低等植物有中心体)
与细胞有丝分裂有关的细胞器有哪些？
细胞器 细胞类型 作用时期 生理作用
动物、植物
整个时期
各种蛋白质的合成
动物、低等植物
前期
纺锤体的形成
植物
末期
细胞壁的形成
动物、植物
整个时期
提供能量
核糖体
中心体
高尔基体
线粒体
三、有丝分裂的意义：
复制
子代细胞
亲代细胞
染色体
平均分配
分裂
特别提示：亲代细胞核DNA平均分配，质DNA随机分配
将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，精确地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。
无丝分裂：
(1)过程
①细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成两个细胞核
②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞
(2)特点：分裂过程中不会出现 的变化。
染色体和纺锤丝
(3)实例： 的无丝分裂。
蛙的红细胞
有DNA的复制和均分
1.实验原理
(1)高等植物的 区细胞有丝分裂较旺盛。
(2)细胞核内的染色体(质)易被 性染料(甲紫溶液或醋酸洋红液)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 的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。
2.实验步骤
(1)洋葱根尖的培养：实验前3～4 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触到瓶内的水面，置于温暖处培养，待根长至约5 cm。
分生
碱
染色体
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
（三）材料用具：
洋葱、质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液、甲紫溶液（或醋酸洋红溶液）
取材
解离
3~5min
漂洗
10min
染色
3~5min
观察
解离液
清水
龙胆紫
（四）实验方法
制片
2-3mm
15%的盐酸
和95%的酒精
（1：1）
分离细胞
防止解离过度
使染色体着色
使细胞分散开
再换上高倍镜，观察中期、后期等时期细胞。
先在低倍镜下找到分生区细胞（细胞呈正方形，排列紧密整齐），移到视野正中央。
（2）临时装片的观察
实验结果
1
4
5
3
2
结果分析
1、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
2、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
3、若将洋葱根尖分生区细胞换成鳞片叶表皮细胞，能否看到染色体？为什么？
看不到。洋葱鳞片叶表皮细胞是不分裂的细胞，无细胞周期。
4.显微镜观察
突破：有丝分裂过程中几个重要的细节
2、染色单体形成于 ，可见于 ，消失于 。
间期
前期和中期
后期
3、DNA加倍发生在 期，原因： 。
间
DNA复制
4、染色体加倍发生在 期，原因： 。
后
每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体
1、计算染色体数目时不考虑染色体与染色质形态的区别 人的体细胞间期染色体数 46条
人的体细胞前期、中期染色体数 46条
人的体细胞后期染色体数 92条
5、相关的细胞器：
植物细胞： 。
动物细胞： 。
高尔基体、线粒体、核糖体
中心体、线粒体、核糖体
6、中心体的复制发生在 期，分离并移向两极发生在 期。
间
前
7、在后期，染色体均分后移向两极的原因： 。
纺锤丝的牵引
(1)形态判断：
①图像为方形，则为：_________；
②图像为圆形，则为：_________。
(2)细胞板判断：
①有细胞板， 则为：_________；
②无细胞板，则为：_________。
(3)中心粒判断：
①无中心粒，则为：_____________；
②有中心粒、且通过缢裂形成子细胞，则为：________；
③有中心粒、且出现细胞板，则为：_____________。
动物细胞
低等植物细胞
动物细胞
动物细胞
高等植物细胞
植物细胞
植物细胞
如何判断动、植物细胞有丝分裂图像？

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