【生物】細胞的增殖課件-2023-2024學年高一上學期生物人教版必修一

第6章細胞的生命歷程生物都要經(jīng)歷出生、生長、成熟、繁殖、衰老直至死亡的生命歷程。活細胞也如此。生長，增殖，衰老，死亡····第6章細胞的生命歷程6.1細胞的增殖【問題探討】象與鼠的個體大小相差十分懸殊。討論1.請推測象與鼠相應(yīng)器官或組織的細胞大小是否也有很大差異。2.生物體的長大，是靠細胞數(shù)量的增多還是靠細胞體積的增大？象與鼠相應(yīng)器官和組織的細胞在大小上無明顯差異。生物體的長大，既靠細胞生長增大細胞的體積，也要靠細胞分裂增加細胞的數(shù)量。多細胞生物體體積增大細胞體積增大細胞數(shù)量增多依靠依靠依靠細胞生長細胞分裂主要單細胞生物細胞體積增大思考：細胞能否無限長大？細胞不能無限長大的原因有很多。細胞的大小影響物質(zhì)運輸?shù)男?，可以作為一種解釋。1.現(xiàn)有3個大小不同的細胞模型，如下圖所示，計算每個“細胞”的表面積與體積的比值。思維訓練運用模型解釋細胞不能無限長大邊長2mm邊長4mm邊長8mm瓊脂塊的邊長/mm表面積/mm2體積/mm3表面積/體積（相對表面積）葡萄糖擴散深度/mm葡萄糖擴散體積/整個細胞體積（物質(zhì)運輸效率）248248396641.53845120.750.50.50.50.8750.5780.3302.物質(zhì)在細胞中的擴散速率是一定的，假定某種物質(zhì)如葡萄糖通過“細胞膜”后，向內(nèi)擴散的深度為0.5mm。計算這3個“細胞“中物質(zhì)擴散的體積與整個“細胞”體積的比值。V擴散=V-(a-1)31.細胞的表面積和體積的比值與細胞的大小有什么關(guān)系？細胞越大，表面積與體積的比值越小。細胞越大，表面積與體積的比值越小，物質(zhì)運輸效率就越低。不是，因為細胞中有眾多的必需物質(zhì)和結(jié)構(gòu)，需要相應(yīng)的空間來容納，才能保證正常生命活動。2.從物質(zhì)運輸?shù)男士矗毎麨槭裁床荒芴螅?.是什么限制了細胞的長大?①細胞表面積與體積的比值。②細胞核與細胞質(zhì)的體積比（核質(zhì)比）。細胞核是細胞的遺傳和代謝的控制中心，細胞核中DNA一般不會隨著細胞體積的擴大而增加3.細胞越小，越有利于細胞與外界的物質(zhì)交換，那么細胞是越小越好嗎？有些個體較大的原生生物（如草履蟲）的細胞中，會出現(xiàn)兩個細胞核。有些原生生物的細胞中有用于收集和排泄廢物的伸縮泡。1.伸縮泡就是增大膜表面積與體積的比。2.細胞的核質(zhì)比，細胞核所控制的細胞大小與核的大小成比例。像草履蟲這樣個體較大的細胞有兩個細胞核，保證正常的核質(zhì)比。閱讀P110-111，思考下列問題1.細胞增殖的概念、過程、意義是？2.細胞周期的概念、適用范圍和階段是？3.所有的細胞都有細胞周期嗎？細胞周期大部分處于什么期？細胞通過

的過程一、細胞增殖1.概念：2.意義：（1）單細胞生物：通過

而繁衍。（2）多細胞生物：①從受精卵開始，要經(jīng)過

逐漸發(fā)育為成體。②生物體內(nèi)也不斷地有細胞衰老、死亡，需要通過

加以補充。生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)細胞增殖細胞分裂增加細胞數(shù)量細胞增殖和分化細胞增殖受精卵

人（約1014個細胞）受精卵發(fā)育為成體細胞增殖和分化“物質(zhì)準備--分裂--物質(zhì)準備--再分裂···”細胞增殖具有周期性細胞在分裂之前，必須要進行一定的物質(zhì)準備，特別是遺傳物質(zhì)要進行復制。細胞增殖包括物質(zhì)準備和細胞分裂兩個連續(xù)的過程。二、細胞周期1.概念：2.適用范圍：3.起止時間：4.過程：連續(xù)分裂的細胞，從一次分裂完成開始，到下一次分裂完成為止，為一個細胞周期。連續(xù)分裂的細胞起點：一次分裂完成終點：下一次分裂完成分裂間期分裂期（M）(90%~95%)(5%~10%)物質(zhì)準備DNA分子復制有關(guān)蛋白質(zhì)的合成細胞適度生長將分裂間期復制的DNA平分到兩個子細胞中去連續(xù)過程，被分為：前期、中期、后期、末期細胞周期圖分裂間期包括：①G1期：時間最長②S期：時間居中③G2期：時間最短DNA復制合成少量RNA和蛋白質(zhì)（主要是微管蛋白，用于形成紡錘絲或星射線）主要合成RNA和蛋白質(zhì)（主要用于DNA復制）5.表示方法：細胞周期：分裂間期：分裂期：B-BB-AA-BBA方法一：扇形圖方法二：直線圖ABCDEFGAC、

CE、EGAB、

CD、EFBC、

DE、FG不同細胞的細胞周期持續(xù)時間/h細胞類型分裂間期分裂期細胞周期蠶豆根尖分生區(qū)細胞15.32.017.3小鼠十二指腸上皮細胞13.51.815.3人的肝細胞211.022人的宮頸癌細胞20.51.522①不同細胞的細胞周期一般不同，但也有相同的。③高的，分裂期在細胞周期中所占的比例越高，越適合用于觀察細胞分裂的實驗材料。②同一細胞的分裂間期持續(xù)時間都比分裂期長。思考：如果要觀察細胞分裂過程，選擇分裂期在細胞周期中所占的比例高的還是低的？【易錯提醒】1.只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期動物：干細胞、皮膚生發(fā)層細胞、受精卵、癌細胞等植物：根尖分生區(qū)細胞、莖的形成層細胞等連續(xù)分裂細胞不分裂細胞：高度分化的細胞，神經(jīng)細胞、肌肉細胞等成熟的生殖細胞，精子、卵細胞暫不分裂細胞：一些免疫細胞等DNA+蛋白質(zhì)

染色質(zhì)

染色體構(gòu)成高度螺旋復制螺旋1個雙鏈DNA2個雙鏈DNA2.染色體、染色單體及DNA三者間的關(guān)系分裂間期DNA復制和相關(guān)蛋白質(zhì)合成，細胞適度生長。注意：間期結(jié)束DNA含量加倍，染色體數(shù)量不變，形成染色單體。復制一條染色質(zhì)一個DNA一條染色質(zhì)兩個DNA，兩條姐妹染色單體姐妹染色單體著絲粒染色體的計數(shù)：染色體數(shù)=著絲粒數(shù)，有幾個著絲粒，就有幾條染色體。2.染色體、染色單體及DNA三者間的關(guān)系1條1條1條2條1個2個2個2個

無

2個2個

無呈染色質(zhì)形態(tài)呈染色體形態(tài)(1)當有染色單體存在時，染色體數(shù)∶染色單體數(shù)∶核DNA分子數(shù)＝

。(2)當無染色單體存在時，染色體數(shù)∶核DNA分子數(shù)＝1∶1。1∶2∶2染色體DNA染色單體三、有絲分裂細胞進入分裂期后，在分裂間期復制成的DNA如何平均分配到兩個子細胞？有絲分裂是一個連續(xù)的過程，人們根據(jù)染色體的行為，把它們分為四個時期：前期、中期、后期、末期真核細胞的分裂方式有絲分裂（主要）無絲分裂減數(shù)分裂原核細胞的增殖方式：二分裂（形成體細胞）(形成生殖細胞)原核細胞增殖方式：二分裂DNA復制細胞伸長，形成隔壁子細胞分開1.植物細胞有絲分裂假定親代細胞染色體：4條閱讀P112-113，思考：1.細胞核發(fā)生了哪些變化？2.染色質(zhì)的形態(tài)和數(shù)目發(fā)生了哪些變化？3.染色體如何移向兩極？4.子細胞是如何形成的？問：下圖所示序號的結(jié)構(gòu)名稱是什么？核膜

核仁染色質(zhì)１２３４細胞壁著絲粒過程：DNA復制和蛋白質(zhì)合成，細胞適度生長結(jié)果：間期復制又合成間期：DNA數(shù)加倍、形成染色單體，但染色體數(shù)不變膜仁消失現(xiàn)兩體前期：①染色質(zhì)絲螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體。②核仁逐漸解體，核膜逐漸消失。③細胞的兩極發(fā)出紡錘絲，形成一個梭形的紡錘體。每條染色體包括兩條并列的姐妹染色單體，這兩條染色單體由一個共同的著絲粒連接著。①每條染色體的著絲粒兩側(cè)，都有紡錘絲附著在上面，紡錘絲牽引著染色體運動，使每條染色體的著絲粒排列在細胞中央的一個平面上，該平面被稱為赤道板。②染色體形態(tài)較穩(wěn)定，數(shù)目較清晰，便于觀察。中期：著絲粒排列在同一平面赤道板假想的不真實存在①每個著絲粒分裂成兩個，姐妹染色單體分開，成為兩條染色體，染色體數(shù)目加倍，由紡錘絲牽引著分別向細胞的兩極移動，結(jié)果是細胞的兩極各有一套染色體。②這兩套染色體的形態(tài)和數(shù)目完全相同，每一套染色體與分裂前親代細胞中的染色體的形態(tài)和數(shù)目也相同。著絲粒分裂、染色體加倍、姐妹染色單體消失后期：兩體消失現(xiàn)膜仁末期：①染色體→染色質(zhì)②紡錘體逐漸消失③核膜、核仁逐漸形成，形成了兩個新的細胞核。④在赤道板的位置出現(xiàn)一個細胞板（真實存在），逐漸擴展形成新的細胞壁（與高爾基體的作用有關(guān)）一個細胞分裂成為兩個子細胞，每個子細胞中含有的染色體數(shù)目與親代細胞的相等。分裂后形成的子細胞若繼續(xù)分裂，就進入下一個細胞周期的分裂間期狀態(tài)。間期（初）間期（末）間期DNA的復制，有關(guān)蛋白質(zhì)的合成中心體的中心粒復制、倍增，成為兩組2.動物細胞有絲分裂分裂間期前期漢水丑生侯偉作品進入分裂期后，兩組中心粒分別移向細胞兩極。在這兩組中心粒的周圍，發(fā)出無數(shù)條放射狀的星射線，兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。前期前期中期后期末期：不形成細胞板，細胞膜從細胞的中部向內(nèi)凹陷，最后把細胞縊裂成兩部分，每部分都含有一個細胞核。這樣,一個細胞就分裂成了兩個子細胞。3.動、植物細胞有絲分裂異同間期：前期：紡錘體形成方式不同末期：子細胞形成方式不同（1）相同點：（2）不同點：①間期都有DNA的復制；②核膜、核仁的變化相同；③染色體的行為變化相同。(1)將親代細胞的染色體經(jīng)過復制（關(guān)鍵是DNA的復制）之后，精確地平均分配到兩個子細胞中。(2)由于染色上有

，因而在細胞的

和

間保持了

。遺傳物質(zhì)DNA親代子代遺傳的穩(wěn)定性4.意義細胞器參與時期作用核糖體線粒體中心體高爾基體間期整個時期前期末期合成蛋白質(zhì)提供能量發(fā)出星射線形成紡錘體參與細胞板(細胞壁)的形成總結(jié)：動、植物細胞有絲分裂中參與的細胞器四、無絲分裂2.特點1.過程①細胞核延長②細胞核中部向內(nèi)凹陷③縊裂為兩個細胞核④細胞中部向內(nèi)凹陷⑤縊裂為兩個細胞3.實例蛙的紅細胞、腎小管上皮細胞等進行無絲分裂4.無絲分裂也進行染色體的復制，即DNA復制。核分裂質(zhì)分裂沒有出現(xiàn)_______和________的變化。紡錘絲染色體蛙的紅細胞染色體數(shù)染色單體數(shù)DNA數(shù)間期前期中期后期末期44488→40→888004→88884五、染色體、染色單體、DNA數(shù)變化規(guī)律假定某生物的一個體細胞中的染色體數(shù)和DNA的含量為2N間期前期中期后期末期DNA數(shù)目染色體

染色單體2N4N2N4N02N2N4N4N4N4N4N004N2N4N2N4N4N2NG1前中后末2N4NG2Sabcdeab：間期DNA復制cd：末期結(jié)束，細胞一分為二①一個細胞中的核DNA含量變化②一個細胞中的染色體數(shù)目變化G1前中后末2N4NG2Sbc：后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，成為兩條子染色體，染色體數(shù)目加倍de：末期結(jié)束，細胞一分為二abcdef③一個細胞中的染色單體數(shù)目變化G1前中后末2N4NG2S染色單體在______形成，在_____可見間期前期bc：間期染色體復制形成

染色單體，一條染色體

上有兩條染色單體de：后期著絲粒分裂，染色單體消失abcdefG1前中后末G2S12cd:后期著絲粒分裂，一條染色體上有1條DNA分子。ab:間期DNA復制，一條染色體上有2條DNA分子。abcde④細胞中的核DNA與染色體的比值根據(jù)柱狀圖判斷有絲分裂時期甲2N4NO乙2N4NO丙2N4NO數(shù)量（個）數(shù)量（個）數(shù)量（個）染色體核DNA染色單體G2前中后末G1子細胞1.實驗原理（1）在高等植物體內(nèi)，有絲分裂常見于根尖、芽尖等________細胞；（2）各個細胞的分裂是_____進行的，因此在同一分生組織中可以看到________________的細胞；（3）通過在_____倍鏡下觀察各個時期細胞內(nèi)染色體的_________，就可以判斷這些細胞分別處于有絲分裂的那個時期；（4）染色體容易被___性染料（如

舊稱

，或者

）著色；分生區(qū)獨立不同分裂時期高存在狀態(tài)堿甲紫溶液龍膽紫溶液醋酸洋紅液六、用實驗觀察細胞的有絲分裂過程2.實驗目的(1)制作洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片。(2)觀察植物細胞有絲分裂的過程，識別有絲分裂的不同時期，比較細胞周期中不同時期的時間長短。(3)繪制植物細胞有絲分裂簡圖。3.材料用具洋蔥（可用蔥、蒜代替）顯微鏡，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，剪刀，鑷子，滴管。質(zhì)量濃度為0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液(將甲紫溶解在質(zhì)量分數(shù)為2%的醋酸溶液中配制而成)或醋酸洋紅液質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸，體積分數(shù)為95%的酒精洋蔥根尖細胞有絲分裂固定裝片。根尖結(jié)構(gòu)示意圖成熟區(qū)伸長區(qū)分生區(qū)根冠1.成熟區(qū)(根毛區(qū))細胞體積較大，表皮細胞向外突出形成根毛。2.伸長區(qū)細胞體積較大，呈長方形，是根伸長最快的區(qū)域。吸收水和無機鹽3.分生區(qū)4.根冠細胞分裂旺盛，細胞體積小，呈正方形，排列緊密，能促進根的生長。形狀不規(guī)則，排列不整齊，有保護作用。4.方法步驟（1）洋蔥根尖的培養(yǎng)洋蔥一個，放在廣口瓶上，瓶內(nèi)裝滿清水，讓洋蔥的底部接觸到瓶內(nèi)的水面，把這個裝置放在溫暖的地方培養(yǎng)。待根長約5cm時，取生長健壯的根尖制成臨時裝片觀察。取材時間：上午10時至下午2時最佳（洋蔥根尖分生區(qū)有較多細胞處于分裂期）剪取根尖2-3mm利于取到分生區(qū)細胞（2）裝片的制作：解離→漂洗→染色→制片過程方法時間目的解離根尖2-3mm，解離液：鹽酸和酒精按1：1體積比混合3-5min漂洗待根尖軟化后，用鑷子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。約10min染色把根尖放入甲紫溶液(或醋酸洋紅液)的玻璃皿中染色。3-5min制片用鑷子將這段根尖取出來，放在載玻片上，加一滴清水，并用鑷子尖把根尖弄碎，蓋上蓋玻片。然后，用拇指輕輕地按壓蓋玻片。使組織中的細胞相互分離開來洗去藥液，防止解離過度使染色體著色使細胞分散開，有利于觀察先用低倍鏡觀察找到分生區(qū)細胞：正方形、排列緊密先找中期細胞，然后找前期、后期、末期的細胞，最后觀察間期細胞。再用高倍鏡觀察統(tǒng)計視野中處于各時期的細胞數(shù)，記錄在記錄表“樣本1”中。把視野移動到分生區(qū)一個新的區(qū)域再統(tǒng)計，然后記錄在記錄表“樣本2”中。對數(shù)據(jù)進行整理，填入表中。4.方法步驟（3）觀察注意：所觀察到的細胞都是死細胞，無法觀察到細胞分裂動態(tài)變化。前期末期間期后期中期細胞周期樣本1樣本2總數(shù)每一時期的細胞數(shù)/計數(shù)細胞的總數(shù)間期

分裂期前期

中期

后期

末期

計數(shù)細胞的總數(shù)

145325.注意事項取材→解離→漂洗→染色→制片→觀察（1）解離時間：3-5min，嚴控（2）染色時間：約10min

染液濃度適宜①過短：解離不充分，不能相互分離②過長：解離過度，根尖酥軟且染色體成分被破壞①染液濃度低，染色時間過短：染色體著色淺②染液濃度高，染色時間過長：染色過深，染液充滿整個干細胞，不利于觀察（3）漂洗時間：3-5min（4）壓片力度要合適洗去多余解離液，防止解離過度而影響對染色體的染色觀察①過輕：細胞不易分散開，不利于觀察②過重：會使組織壓爛，細胞被破壞討論1.在你的觀察結(jié)果中，處于哪一時期的細胞最多？為什么？處于分裂間期的細胞最多，因為細胞周期的大部分時間處于分