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细胞通过分裂而增殖
第三章 生物体的结构层次 第一节
第二单元 生物体的结构
北师大版（2024）七年级上册
学习目标
1.研究细胞大小与物质扩散的关系，说出细胞不能无限长大的原因，提高建模、解释等科学思维能力，发展记录和分析数据等科学探究能力。
2.描述细胞分裂的基本过程，认同细胞分裂对单细胞生物和多细胞生物的意义。
课前导入
科学家发现，大象虽然身体庞大，但它的细胞与小鼠的细胞大小没有明显差异。据估计，一个新生儿的身体大约有2×1012个细胞，其爸爸或妈妈的身体大约有1×1014个细胞，但爸爸妈妈每个细胞的体积不比孩子细胞的体积大多少；爸爸和妈妈的身体高大，是因为他们身体的细胞数量多。细胞体积为什么这么小？细胞数量如何变得这么多？
课前导入
5.6 微米
3.9 微米
7.9 微米
5.5微米
细胞不能无限长大
细胞体积一般很小，这是因为细胞长到一定体积时就会停止生长。细胞的较小体积与其生命活动有什么必然联系？
生物体内细胞有大有小。细胞的大小是否会影响细胞与外界的物质交换？
血细胞（低倍镜下）
营养物质
营养物质
代谢废物
代谢废物
活动：研究细胞大小与物质扩散的关系
目的要求
收集实验数据，分析数据，认识细胞体积大小与物质扩散的关系。
思考：不同边长的正方体琼脂块模拟的是什么？
模拟大小不同的细胞
活动：研究细胞大小与物质扩散的关系
材料器具
6cm×3cm×3cm酚酞琼脂块，250ml的烧杯，塑料勺，塑料餐刀，直尺，纸巾，150ml质量分数为0.1%的氢氧化钠溶液，等等。
注：酚酞是一种白色物质，微溶于水，易溶于酒精。酚酞-酒精溶液常作酸碱指示剂，遇酸为无色，遇碱为红色。
酚酞琼脂块制备：将20g琼脂粉倒入盛有50m热水的烧杯中，搅拌使其溶解于水中，稍许加热会加速其溶解；然后，将2ml酚酞-酒精溶液注入琼脂液中，待充分搅拌后，将酚酞琼脂溶液倒入容器中冷却后备用。
盛有氢氧化钠
溶液的烧杯
含酚酞溶液
的琼脂块
红色溶液逐渐渗入琼脂块
活动：研究细胞大小与物质扩散的关系
方法步骤
1.准备酚酞琼脂块。用刀将酚酞琼脂块切成三块棱长分别为3cm、2 cm 和1cm 的立方体，分别计算不同大小立方体的表面积与体积的比例。
2.把切好的酚酞琼脂块放入烧杯中，加入质量分数为0.1%的氢氧化钠溶液将琼脂块淹没，并用塑料勺翻动琼脂块10min。
注：氢氧化钠溶液对人的皮肤和衣服有腐蚀性。操作时，应戴好防护手套和护目镜，避免溶液接触皮肤和眼睛，更不能入口。若泼洒出来，要立即报告老师，并用水冲洗
活动：研究细胞大小与物质扩散的关系
方法步骤
3.10min后，用塑料勺将琼脂块从氢氧化钠溶液中取出来，放在纸巾上，用纸巾吸取表面的溶液。
4.待琼脂块表面无液体后，用刀把每一个琼脂块切成两半。观察琼脂块切面的颜色变化，变色部分代表氢氧化钠扩散的深度。用直尺测量每一琼脂块上氢氧化钠扩散的深度，将测量结果记录在表中。
模拟大小不同的细胞
着色深度代表吸收物质的情况
氢氧化钠溶液模拟被细胞吸收的物质
活动：研究细胞大小与物质扩散的关系
方法步骤
制备琼脂块→浸泡→切割→测量→计算、记录
活动：研究细胞大小与物质扩散的关系
方法步骤
1 cm
2 cm
3 cm
棱长/cm 琼脂块体积/cm3 着色厚度/mm 未着色厚度/mm
1
2
3
1
8
27
0.3
0.3
0.3
0.7
1.7
2.7
不同棱长琼脂块的变色情况
活动：研究细胞大小与物质扩散的关系
讨论：
1、相同时间内，不同大小琼脂块的着色厚度有什么规律？
不同大小琼脂块的着色厚度基本一致，但是体积较大的琼脂块未着色的部分相对较多，而体积较小的未着色部分相对较少。
活动：研究细胞大小与物质扩散的关系
讨论：
2、细胞大小与细胞的物质扩散有什么关系？
细胞越小，细胞内物质扩散速率越快；
细胞越大，细胞内物质交换速率越慢。
边长(cm)
表面积(cm )
体积(cm )
表面积/体积
着色深度(cm)
物质运输效率
1
6
1
6
2
24
8
3
3
54
27
2
0.3
0.3
0.3
0.926
0.657
0.488
相对表面积=
体积
表面积
细胞不能无限长大
细胞体积大小不同，表面积大小也不同。通过数学计算可知，当细胞体积增大时，其表面积与体积之比反而减小。体积较大细胞与体积较小细胞相比，生活中需要从外界环境获取更多的营养物质，同时产生更多的废物排出体外。但是，若细胞无限生长，细胞膜将不能保证从外界环境获取足够的营养物质，也不能及时将废物排到细胞外。较小细胞更利于保证细胞与外界进行物质交换，从而保证细胞正常的生命活动。因此，细胞可以生长，但不能无限长大。
细胞能无限长大吗？为什么？
细胞分裂产生新细胞
细胞分裂：细胞生长到一定大小时就会停止生长，有些细胞可以一分为二，成为两个相似的新细胞，这就是细胞分裂。
细胞分裂产生新细胞
细胞分裂有一定规律。动物细胞分裂时，先是一个细胞核分裂为两个新的细胞核；然后，细胞中央部分的细胞膜从四周逐渐向内凹陷，最终使细胞质一分为二，每部分细胞质中含有一个细胞核。这样，一个细胞分裂成为两个新细胞。
动物细胞
细胞分裂产生新细胞
植物细胞分裂时，当细胞核分裂为两个细胞核后，在两个新细胞核之间的细胞质中央形成新的细胞膜，并产生新的细胞壁，从而使一个植物细胞分裂成为两个新细胞。
植物细胞
细胞分裂产生新细胞
动物细胞的分裂过程和植物细胞的分裂过程有什么异同点？
植物细胞 动物细胞
相 同 点 分裂过程：细胞核先由一个变成两个,细胞质一份分成两份； 分裂结果：一个细胞分成了两个细胞。 不 同 点 在两个细胞核之间的细胞质中央形成新的细胞膜，并产生新的细胞壁 部分细胞膜向内凹陷、最终使细胞质一分为二
图示
细胞分裂产生新细胞
在细胞分裂过程中，细胞核里的遗传物质经过复制而数量加倍，并且平均分配到两个新的细胞中，这样就保证新细胞与亲代细胞具有相同的遗传物质。
染色体平均分配到细包两极2n
形成两个新的细胞核1n
遗传物质完成复制2n
1n
细胞分裂产生新细胞
第1次：2个
第2次：4个
第3次：8个
第4次：16个
细胞分裂的结果：细胞数量加倍，1个细胞分裂n次后的数目为2 个
细胞分裂产生新细胞
细胞分裂的意义
1、单细胞生物通过细胞分裂进行繁殖；
2、多细胞生物的细胞分裂不但与繁殖新个体有关，而且能促使新个体由小长大，使生物体不断地更新衰老死亡的细胞，从而保证生物体的正常生命活动。
3、保证新细胞与亲代细胞具有相同的遗传物质。
课外读：细胞分裂与癌细胞
多细胞动物体，大都是由一个受精卵细胞分裂而成的。动物成年后，体内细胞数量不在增加。当一些细胞衰老死亡时，细胞会通过分裂不断补充新细胞。科学家研究发现，细胞分裂是有序的，分裂次数也是有限的，一个细胞一般分裂50～60次，之后就会停止分裂。但有些细胞的分裂活动会失去控制，快速而无限制地进行分裂。这种细胞可以“转移”，“入侵”周围正常的组织。这些失去控制的细胞就是癌细胞。癌细胞毫无控制的分裂和生长，会大量消耗生物体的营养物质，严重地干扰正常细胞的生命活动，导致生物体的死亡。由正常细胞转变为癌细胞而引起的癌症，已成为导致人类死亡的重要疾病。
课外读：细胞分裂与癌细胞
生活中致癌因素有：化学致癌物（有农药、化肥）、放射线、病毒、发霉和变质的食物、有毒气体、污染的水等。
课外读：细胞分裂与癌细胞
癌症预防法
1. 有良好的心态应对压力，劳逸结合，不要过度疲劳。
2.加强体育锻炼，增强体质提高免疫力。
3. 生活要规律，应当养成良好的生活习惯，从而使各种癌症疾病远离自己。
4. 不要食用被污染的食物，如被污染的水，农作物，家禽鱼蛋，发霉的食品等，要吃一些绿色有机食品（特别是绿色蔬菜类），特别要防止病从口入。
5.每年主动做一次防癌检查，每个人体内都有癌的基因细胞，但是不一定每个人都会得癌症。
课堂小结
植物细胞分裂
动物细胞分裂
细胞通过分裂而增殖
细胞不能无限长大：
较小细胞更有利于保证细胞与外界进行物质交换
细胞分裂产生新细胞
细胞分裂的意义
单细胞生物：通过细胞分裂而繁殖
多细胞生物：1.繁殖
2.促使新个体由小长大
3.不断更新衰老死亡细胞
先核分裂后质分裂
课堂检测
1.生物体能够由小长大的原因是( )
A.细胞的分裂和生长
B.细胞数目的增多
C.细胞的生长
D.营养状况的好坏
1.答案：A
解析：细胞分裂时细胞核先分成两个，随后细胞质分成两份，每份各含一个细胞核，最后在原来细胞的中央，形成新的细胞膜，植物细胞还形成细胞壁。这样，一个细胞就分裂成两个细胞了，因此细胞分裂使细胞数目增多。
A
课堂检测
2.生物体由小长大，是与细胞的分裂和生长分不开的。细胞分裂后，新细胞的染色体形态和数目与原细胞的对比行什么变化？( )
A.形态相同，数目是原细胞的一半
B.形态不同，数目与原细胞的相同
C.形态相同，数目与原细胞的相同
D.形态不同，数量是原细胞的两倍
2.答案：C
解析：细胞分裂的具体过程是：细胞核首先由一个分裂成两个，然后细胞质分成两份，每份各含一个细胞核，最后动物细胞是在原来细胞中央的细胞膜向内凹陷缢裂成两个细胞；植物细胞是在中央形成新的细胞壁和细胞膜，细胞分裂中最重要的变化是细胞核中染色体的变化，在细胞分裂的过程中，染色体复制加倍，随着分裂的进行，染色体分成完全相同的两份，分别进入两个新细胞中。因此保证了通过细胞分裂产生的新细胞与原细胞的染色体形态和数目相同。故选：C。
C
课堂检测
3.下图表示植物细胞分裂过程，顺序正确的是( )
A.a→d→b→c
B.a→b→c→d
C.a→c→d→b
D.a→c→b→d
3.答案：C
解析：细胞分裂时，细胞核内的遗传物质先经过复制加倍即a，然后细胞核由一个均等分成两个即c，随后细胞质分成两份，每份各含有一个细胞核即d，最后在原来的细胞中央形成新的细胞膜和细胞壁即b，这样，一个细胞就分裂成两个细胞了。因此，表示分裂过程的顺序正确的是“a→c→d→b”。
C
课堂检测
4.在植物细胞分裂过程中，最后一步分裂的是( )
A.细胞质分成两份 B.形成新的细胞膜和细胞壁
C.细胞核分成两个 D.细胞膜缢裂为两个
4.答案：B
解析：A.细胞质分成两份是分裂的中间步骤，并非最后一步，A不符合题意。
B.形成新的细胞膜和细胞壁是植物细胞分裂的最后一步，确保两个子细胞独立存在，B符合题意。
C.细胞核分成两个是分裂的第一步，C不符合题意。
D.细胞膜缢裂是动物细胞分裂的特征，植物细胞通过形成新的细胞膜和细胞壁完成分裂，D不符合题意。
故选B。
B
谢谢观看
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