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第一节 细胞增殖
（第1课时 细胞增殖和有丝分裂 ）
高中生物学
第四章细胞增殖、分化、衰老和死亡
苏教版 2019
目录
课堂小结
04
课堂练习
情境导入
02
03
素养目标
01
05
探究新知
一、生物体的生长主要是细胞增殖的结果
二、细胞增殖
三、动物细胞有丝分裂
四、与有丝分裂过程相关的曲线分析
学习目标 核心素养
1.通过探究细胞大小与物质运输的关系，理解细胞不能无限长大的原因。
2.简述细胞增殖和细胞周期。
3.概述动物细胞有丝分裂的过程。 1.了解模型法、数学归纳法在生物研究中的作用，并认同细胞是生物体结构和功能相统一的观点。（生命观念）
2.通过模型操作、观看flash动画等分析总结的方法，提高识图能力、抽象概括归纳的能力；
( 科学思维)
素养目标
情境导入
思考
农作物的产量不仅取决于阳光、土壤、降雨等外界条件，还取决于农作物自身。生物体的生长不仅需要细胞数量的增加，还有细胞体积的增大。那细胞能无限长大吗？
不能，受细胞相对表面积的限制。
1cm
1cm
1cm
4cm
2cm
2cm
1.细胞的表面积和体积的比值与细胞的大小有什么关系？
细胞越大，细胞的表面积和体积的比值越小。
什么是细胞的相对表面积？
4cm
4cm
4cm
一、生物体的生长主要是细胞增殖的结果
细胞不能无限长大的原因
积极思维：
1
琼脂块的边长/cm 表面积/cm2 体积/cm3 相对表面积
（表面积与体积之比）
1
2
4
96
64
1.5
24
8
3
6
1
6
①细胞体积越大，其表面积与体积之比就越小，细胞的物质运输的效率就越低；
②细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加。
细胞表面积和体积的关系限制了细胞的长大。
细胞核与细胞质的关系限制了细胞的长大。
事实上，不同动植物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要取决于_________________。而细胞数量的增多，是通过____________来实现的。
细胞数量的多少
细胞增殖
一、生物体的生长主要是细胞增殖的结果
细胞不能无限长大的原因
1
细胞无限长大会减少细胞的相对表面积，这对细胞生命活动有什么影响呢？
一般而言，多数动物和植物细胞的直径为20～30 μm
1.细胞增殖
概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作 。
意义：细胞增殖是 ，
是生物体 、 、 、 的基础。
细胞增殖
重要的细胞生命活动
生长
发育
繁殖
遗传
细胞分裂的方式是多种多样的：
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
二分裂
二、细胞增殖
细胞增殖
1
真核细胞分裂的方式:
原核细胞分裂的方式:
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
间期
中期
前期
后期
末期
子细胞
细胞周期
分裂期
A
B
分裂期
分裂间期
2.阶段:
（5%--10%）
（90%--95%）
（DNA分子复制和有关蛋白质的合成）
物质准备阶段
细胞适度的生长
1.概念:
细胞周期
2
分为：(前、中、后、末）
染色体平均分配，完成细胞的分裂。
细胞周期=分裂间期+分裂期(有丝分裂)
温馨提示：
①“连续分裂的细胞”才具有细胞周期；
②分裂间期在前，分裂期在后；
③分裂间期长，分裂期短；
二、细胞增殖
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
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。
按增殖情况将细胞分为三类 ：
①连续分裂：
②暂停分裂：
③不再分裂：
（有细胞周期）
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
※连续分裂的细胞才有细胞周期！
细胞周期
2
高度分化的体细胞和生殖细胞不能分裂，无细胞周期。
二、细胞增殖
细胞周期
分裂期
分裂间期
A
B
分裂间期（A→B）
分裂期 (B→A）
细胞周期 (A→B→A）
a+b
b+c
c+d
a
b
c
d
哪一段可以表示细胞周期？
细胞周期的表示方法
3
方法一：扇形图
方法二：直线图
为什么细胞分裂间期需要这么长的时间？
二、细胞增殖
①G1期：（DNA合成前期）
RNA和有关蛋白质的合成，为S期DNA的复制做准备。
②S期：（DNA合成期）
主要进行DNA的复制。
③G2期：（DNA合成后期）
RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成，为分裂期做准备。
分裂间期
4
分裂间期中DNA复制后DNA、染色质和染色体之间有怎样的关系？
分裂间期又可细分为： 。
G1期、S期、G2期
1.动物和低等植物细胞，间期还进行中心体的复制
2.若用药物抑制DNA的复制，则会停留在间期
二、细胞增殖
染色质和染色体之间的关系？
染色质和染色体是 物质在细胞不同时期的两种存在形态。
同一种
回顾旧知
DNA、染色质和染色体的关系：
二、细胞增殖
姐妹染色单体
着丝粒
着丝粒分裂
DNA复制和
有关蛋白质合成
蛋白质
DNA
①分裂间期：
②分裂期：
高度螺旋化
缩短、变粗
DNA、染色质和染色体的关系：
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，染色体数目不变。(DNA复制=染色体复制)
1.染色体数=着丝粒数 2.DNA数=线条数
3.染色体复制后才有姐妹染色单体，着丝粒分裂后又无姐妹染色单体
二、细胞增殖
_____________________是染色体结构的重要组成部分，它们的结构成分联系紧密，功能方面密切相关，构成了高度有序的整合结构。
着丝粒连接两条________________；着丝点为______________，其外侧主要与________________相连，内侧与___________相互交织。
着丝粒
着丝点外侧
着丝点内侧
纺锤体微管
着丝粒和着丝点
姐妹染色单体
圆盘状结构
纺锤体微管
着丝粒
着丝粒和着丝点
二、细胞增殖
中心体复制的时期：________________
纺锤体主要由_________________________组成。
动物分裂前期星射线的形成和两个中心体向两极的运动，标志着______________的开始。在纺锤体微管的作用下，染色体移动到细胞相应的位置上。
纺锤体
纺锤体
中心体
细胞分裂间期
微管及其结合蛋白质
纺锤体装配
中心体与纺锤体
二、细胞增殖
分裂间期—物质准备
①DNA复制加倍
分裂间期—物质准备
4
②有关蛋白质的合成
③细胞适度生长
由着丝粒的数量决定
复制
染色体：染色单体：核DNA= 。
1：2：2
染色体复制，形成“姐妹染色单体”，但染色体数不变。
分裂间期
分裂间期结束后，开始进行细胞分裂。
二、细胞增殖
核膜
核仁
染色质
(1)特征：
(2)数量变化：染色体数: DNA数: 染色单体数: 。
①核仁逐渐解体，核膜逐渐消失
②出现染色体、纺锤体（由中心体发出星射线形成纺锤体）
③染色体散乱排列
分裂间期
前期
4
8
8
三、动物细胞有丝分裂
有丝分裂前期
1
纺锤丝
染色体
是染色体观察及计数的最佳时期！
(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: DNA数: 染色单体数: 。
4
8
8
前期
赤道面
(空间位置)
有丝分裂中期
2
赤道面：非真实存在，显微镜看不到。
三、动物细胞有丝分裂
中期
中期
后期
(1)特征：
①着丝粒分裂，姐妹染色单体分开， 成为两个染色体。
（染色体数目加倍）
②形成的两套相同的染色体，由纺锤丝牵引着分别移向细胞两极。
(2)数量变化：染色体数: DNA数: 染色单体数: 。
4→8
8
8→0
有丝分裂后期
3
受基因控制，并非纺锤丝牵引。着丝粒分裂后，纺锤丝才拉开。
着丝粒分裂：
三、动物细胞有丝分裂
后期
(1)特征：
①染色体、纺锤体消失。
②核膜、核仁出现。
(2)数量变化：染色体数: DNA数: 染色单体数: 。
0
有丝分裂末期
4
8→4
8→4
三、动物细胞有丝分裂
末期
③细胞质膜向内凹陷，一个细胞缢裂成两个子细胞
动物细胞有丝分裂各时期特征
三、动物细胞有丝分裂
膜仁消失现两体
形定数析赤道齐
点裂数加均两极
两消两现又周期
膜仁重现两体失
假定某生物的一个体细胞中的染色体数和DNA的含量为2N，
那么有丝分裂各时期染色体、染色单体、DNA的数量变化是怎样的
2N
2N
2N
4N
4N
2N
2N
2N 4N
0 4N
2N→4N
4N
4N
4N →0
0
4N
分裂间期
染色体
DNA分子
分裂前期
分裂中期
分裂末期
（每个子细胞）
染色单体
分裂后期
染色体行为变化
四、与有丝分裂过程相关的曲线分析
有丝分裂中染色体、染色单体及其DNA数目变化规律
1
G1
S
G2
间期
4N
2N
前期
中期
后期
末期
0
间期DNA复制
细胞一分为二，DNA平均分配到两个子细胞
间期 前期 中期 后期 末期
核DNA数目
染色体
染色单体
2N
4N
2N
4N
0
2N
2N
4N
4N
4N
4N
4N
0
0
4N
4N 2N
4N
2N
核DNA数量变化曲线
2
核DNA数目
4N 2N
四、与有丝分裂过程相关的曲线分析
间期
4N
2N
前期
中期
后期
末期
0
后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分
开，染色体加倍
细胞一分为二，染色体平均分配到两个子细胞
间期 前期 中期 后期 末期
核DNA数目
染色体
染色单体
2N
4N
2N
4N
0
2N
2N
4N
4N
4N
4N
4N
0
0
4N
4N
2N
染色体数量变化曲线
3
染色体数目
4N 2N
4N 2N
四、与有丝分裂过程相关的曲线分析
间期
4N
2N
前期
中期
后期
末期
0
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
间期 前期 中期 后期 末期
核DNA数目
染色体
染色单体
2N
4N
2N
4N
0
2N
2N
4N
4N
4N
4N
4N
0
0
4N
4N
2N
染色单体数量变化曲线
4
染色单体数目
4N 2N
4N 2N
四、与有丝分裂过程相关的曲线分析
1
2
cd：后期着丝粒分裂，
一条染色体上有
1个DNA分子。
a
b
c
e
前
中
后
末
子细胞
d
ab：间期DNA复制，一条染色体上有2个DNA分子。
核DNA与染色体之比变化曲线
5
染色体
核DNA
四、与有丝分裂过程相关的曲线分析
1/2
1
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
前
中
后
末
子细胞
染色体与核DNA之比变化曲线
6
染色体
核DNA
四、与有丝分裂过程相关的曲线分析
①AB、JK的变化原因是 ；
②FG、LM的变化原因是
；
③CD、LM的曲线变化很相似，但原因不同；
④CD、HI的变化原因是 。
DNA分子的复制
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍
一个亲代细胞分裂成两个子代细胞
巩固练习
四、与有丝分裂过程相关的曲线分析
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
3.根据染色单体变化判断各时期
染色单体
有
→G2期、前期、中期（甲图）
→后期、末期（乙图）、G1期（丙图）
无
G2、前、中
后、末
G1、子细胞
根据柱状图判断有丝分裂时期
7
四、与有丝分裂过程相关的曲线分析
课堂小结
　　
1. 下列关于细胞周期的叙述，正确的是（　　）
A. 细胞发生分裂后立即进入下一个细胞周期
B. 分裂期的时间长于分裂间期
C. 细胞周期由前期、中期、后期、末期组成
D. 细胞种类不同，细胞周期持续时间可能相同
D
有的细胞分裂后不再分裂，即不再进入下一个细胞周期。
课堂练习
分裂间期的时间一般远远长于分裂期
细胞周期由分裂间期和分裂期（分为前期、中期、后期、末期）组成。
2. 下图是某生物体细胞有丝分裂不同时期的图像，下列对其描述正确的是（　　）
A. 甲、乙、丙细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
B. 甲、乙、丙细胞的染色体数、染色单体数与核DNA分子数的比例都为1∶2∶1
C. 甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D. 该生物可能是低等植物细胞
课堂练习
A
乙细胞处于有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离（染色单体数为0）
中心体的复制在间期
该细胞无细胞壁有中心体，可判定为动物细胞
3. 下图是体细胞增殖过程中的一个细胞内核DNA含量和染色体数量变 化曲线图，下列关于曲线的分析正确的是（　　）
A. ab段核DNA含量上升的原因是染色体数目增加
B. hi段细胞内染色体、染色单体、核DNA数量比为1∶2∶2
C. cd段核DNA含量下降一半的原因是细胞质分裂
D. de段和fg段一条染色体含2个DNA分子
课堂练习
C
细胞分裂间期DNA分子的复制
1∶0∶1
de段一条染色体上只有1个DNA分子

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