6.1细胞的增殖课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第1节 细胞的增殖 第6章 细胞的生命历程 细胞通过什么方式增殖？ 什么叫作细胞周期？ ◎本节聚焦 细胞有丝分裂的过程是怎样的？它有什么生物学意义？ 问题探讨 讨论： 1.请推测象与鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何？ 无明显差异 生物体的生长，既靠细胞分裂增加细胞的数量，还要靠细胞生长增大细胞的体积。 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？ 象与鼠的个体大小相差十分悬殊。 器官的大小主要取决于 一、细胞增殖 1.概念： 细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。 （1）单细胞生物： （2）多细胞生物： 通过细胞增殖而繁衍，产生新个体。 衰老死亡的细胞也要通过细胞增殖来补充。 从受精卵开始，经过细胞增殖和分化逐渐发育成为成体。 细胞增殖是重要的生命活动，是生物生长、发育、繁殖、遗传的基础。 2.意义： 3.增殖方式： 生殖细胞形成方式 体细胞数目增加 蛙的红细胞 记 4.过程： 包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。 物质准备 细胞分裂 物质准备—细胞分裂—物质准备—细胞分裂...... 可见细胞增殖具有周期性 1.概念： 二、细胞周期 ①前提 ②起点 ③终点 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。 可连续分裂细胞：受精卵、造血干细胞、生发层细胞、分生区细胞、形成层细胞、癌细胞等 不再分裂细胞：精子、卵细胞、高度分化体细胞(红细胞、神经细胞等） 暂时不分裂细胞：肝细胞、肾细胞、记忆细胞等 核心归纳：不是所有细胞都有细胞周期 可连续分裂的细胞才具有细胞周期 记 分裂期 分裂间期 2.过程 （5%--10%） （90%--95%） A→A 分裂间期： 分裂期： 细胞周期： A→B B→A 记 活动： 1.如图表示细胞连续分裂的过程： (1)其中表示分裂间期的是哪一段？为什么？ b段或d段，因为分裂间期所占的时间比例大 (2)能表示一个完整的细胞周期的是哪一段？ bc段或de段 2.据表分析下列问题： 不同细胞的细胞周期持续时间/h ①不同生物细胞的细胞周期持续时间 (填“相同”“不同”或“不一定相同”，下同)，同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间____________。 不一定相同 不一定相同 ②显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，是因为______________________________。 ③若要观察细胞的有丝分裂，应选择 __ ，理由是__________________ _____。 小鼠十二指肠细胞 细胞周期中分裂期所占时间相对较长，容易观察到处于分裂期的细胞 分裂间期占细胞周期90%-95% 准确理解“细胞周期” 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 ④不同生物或同一生物不同种类的细胞， 细胞周期长短不一 记 主要完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成（即染色体的复制）；同时细胞有适度生长。 （在光学显微镜下看不见变化） 复制 特点： 染色质形态、行为的变化 注意：染色体的复制≠染色体加倍 分裂间期—物质准备 着丝粒 姐妹染色单体 染色体的数量=着丝粒的数量 （无染色单体时）DNA分子数=染色体数 （有染色单体时）DNA分子数=染色单体数 （复制合成适度长） 记 核膜　 核仁 染色质 细胞壁 有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。 分裂间期 分裂期——有丝分裂 三、有丝分裂 下面以高等植物细胞为例，了解有丝分裂的基本过程。 特点： 1.染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗成为染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体。 2.核仁逐渐解体，核膜逐渐消失。 3.两极发出纺锤丝，形成纺锤体。 （膜仁消失显两体） 前期： 记 1.植物细胞的有丝分裂 染色体 DNA 蛋白质 染色质 分裂间期 分裂期 高度螺旋、缩短变粗 解螺旋 染色质 [丝状] 染色体 [杆状] 关于染色质和染色体 染色质与染色体：同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态 特点： 1.每条染色体的着丝粒两侧都有纺锤丝附着在上面。 2.纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上。（称为赤道板） 中期： （形数清晰赤道齐） 染色体螺旋化程度最大，此时染色体形态数目最为清楚，是我们观察染色体的最佳时期 注：赤道板是假想平面，并不存在 记 赤道板 后期： 特点： 1.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，由纺锤丝牵引着分别向两极移动。 2.结果是细胞的两极各有一套染色体，这两套染色体的形态和数目完全相同。 （粒裂体分移两极） 数：①染色体数目加倍；②无姐妹染色单体（为0） 记 特点： 1.这两套染色体分别到达两极以后，逐渐变成细长而盘曲的染色质丝。 2.同时，纺锤丝逐渐消失。 出现了新的核膜和核仁，形成两个新的细胞核。 3.在赤道板的位置出现一个细胞板，逐渐扩展形成新的细胞壁。 （膜仁重现失两体） 数：染色体和DNA数目减半 末期： 注：细胞板是真实存在的结构，位于赤道板上，其形成与扩展与高尔基体有关 记 细胞板 最终一个细胞分裂成两个子细胞，每个子细胞中含有的染色体数目与亲代细胞的相等。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。 子细胞 植物细胞有丝 分裂的过程 2.动物细胞的有丝分裂 动物细胞有丝分裂的过程，与植物细胞基本相同，不同点如下： 有无中心体倍增 （间期） 纺锤体形成方式 （前期） 细胞分裂方式 （末期） 植物细胞 动物细胞 无 有 由两组中心粒发出星射线形成纺锤体 细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体 细胞膜内陷，细胞缢裂形成两个子细胞 赤道板位置出现细胞板，四周扩展形成细胞壁将细胞一分为二 3.动、植物细胞有丝分裂的不同点 2n 2n 2n 2n 4n 0 4n 4n 4n 0 0 2n 4n 4n 2n 4n 4n 2n 4n 数量(n) 0 间期 前期 中期 后期 末期 时间 间期 染色体数 DNA分子数 前期 中期 末期 染色单体数 后期 染色体 行为变化 染色体数 DNA分子数 染色单体数 4.有丝分裂过程中染色体、染色单体及DNA分子的数量变化 记 23 5.与有丝分裂有关的细胞器 细胞器 作用时期 生理作用 核糖体 中心体 高尔基体 线粒体 间期 前期 末期 各个时期 与有关蛋白质合成有关 在动物或低等植物细胞中，参与纺锤体的形成 与植物细胞壁的形成有关 提供能量 记 6.有丝分裂过程中的“加倍” 成分或结构 加倍时期 原因 DNA 染色体 中心体 细胞核 间期 后期 间期 末期 DNA的复制 着丝粒分裂 中心体复制 新核膜已经形成，细胞质尚未分裂完成 记 亲代细胞的染色体经过 （关键是 ）后，精确地 分配到两个子细胞中去。由于染色体上有 ，因而在生物的亲代与 之间保持了 的稳定性。可见细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。 复制 平均 子代 遗传性状 遗传物质DNA DNA复制 复制 分裂 （染色体平均分配） 7.有丝分裂的重要意义 癌细胞 正常细胞的分裂是在机体的精确调控之下进行的，在人的一生中，体细胞一般能够分裂50—60次 起因：受到致癌因子的作用 细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞 癌细胞 （1）过程 8.无丝分裂 细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核 整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞 （2）特点：在分裂过程中，没有出现纺锤丝和染色体的变化。 （3）实例：蛙的红细胞的分裂 记 但有DNA的复制 四、运用模型解释细胞不能无限长大的原因 细胞不能无限长大的原因有很多。细胞的大小影响物质运输的效率，可以作为一种解释。 1.现有3个大小不同的细胞模型，如下图所示，计算每个细胞的表面积与体积的比值。 S=6a2 V=a3 细胞模型的边长(mm) 表面积 (mm2) 体积 (mm3) 表面积/体积 2 4 8 24 8 3 96 64 384 512 1.5 0.75 (相对表面积) 讨论：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，表面积与体积的比值越小。 记 2.物质在细胞中的扩散速率是一定的，假定某种物质如葡萄糖通过“细胞膜”后。向内扩散的深度为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。 V扩=V-(a-1)3 0.5mm 0.330 0.578 0.875 细胞模型的边长(mm) 表面积 (mm2) 体积 (mm3) 表面积/体积 葡萄糖向内扩散的深度(mm) 2 24 8 3 0.5 4 96 64 1.5 0.5 8 384 512 0.75 0.5 (相对表面积) ②从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大? 细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率越低。 记 ④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？ 细胞的核质比例限制了细胞的长大 ③除此之外还有什么原因呢？ 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，发挥相应的生理功能。 记 细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的。如果细胞太大，细胞核的“负担”就会过重。 四、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 ①在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。 ②由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。 ③细胞核内的染色体(质)容易被碱性染料（如甲紫溶液，旧称龙胆紫溶液）着色。 1.实验原理： 成熟区：细胞壁薄，细胞膜薄，细胞质少，有大液泡。此外还长出了根毛，增大了吸水分和无机盐的表面积。它是吸收水和无机盐的主要区域，体现了结构与功能相适应。 根冠：根冠：细胞形状不规则，外层细胞粘液化，不能分裂，无液泡。它与土壤直接接触，易脱落。 分生区：个体小、排列紧密、呈正方形，有的细胞正在分裂，细胞壁薄、细胞核大。 生长区：细胞紧密排列，细胞呈长方形，细胞正在伸长。 根尖的结构 2.方法步骤： 一、洋葱根尖的培养 在上实验课前的3-4d，取洋葱一个，放在广口瓶上。瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方培养。待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。 二、装片的制作 过程 方法 时间 目的 解离 漂洗 染色 制片 剪取洋葱根尖2-3mm，立即放入盛有质量分数15%的盐酸和体积分数为95%的酒精（1：1）制成的解离液中解离。 3-5min 待根尖软化后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。 把根尖放入盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中染色。 在干净的载玻片上滴一滴清水，放入根尖，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片。然后，用拇指轻轻地按压盖玻片。 10min 3-5min 用药液使组织中的细胞相互分离开来 洗去药液，防止解离过度 甲紫溶液或醋酸洋红溶液液能使染色体染色 使细胞分散开来，有利于观察 此处包含分生区 时间不能太长，防止解离过度 时间过长会染色过度，无法进行观察 记 三、洋葱根尖细胞有丝分裂的观察 1.把制成的装片先放到低倍镜下观察，扫视整个装片，找到分生区细胞。再换成高倍镜仔细观察，首先找出分裂中期，然后再找前期、后期、末期的细胞，注意观察各时期细胞内染色体形态和分布的特点。最后观察分裂间期的细胞。 间期 后期 末期 中期 前期 分生区：细胞呈正方体形，排列紧密 2.如果自制装片的效果不太理想，可以观察洋葱根尖有丝分裂固定装片。 3.统计不同样本各时期的细胞数，并进行整理分析。 3.注意： 解离时，细胞被杀死，所以观察到的是已经死亡的细胞。 观察结果中，间期细胞数目最多，因为间期所占时间最长。 根据各时期细胞数目占统计总数的比例，可大致推出该时期占周期时间的比值。 选材时，不能单纯以分裂期所占时间的长短作为作为选择标准，而是应该选择分裂期占细胞周期时间比例大的材料，因为此材料处于分裂期的细胞数目较多、易观察。 记 课堂小结 课后练习(P117) 作业 完成课时评价作业（二十三） $$