4.1细胞通过分裂增殖（第一课时）（教学课件）2024-2025学年高中生物学浙科版（2019）必修一（共26张PPT)

第一节 细胞通过分裂增殖 第四章 细胞的生命历程 课堂导入 象与鼠相应器官或组织的细胞大小差异不大。 请问：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? 活动 模拟探究细胞大小与扩散作用的关系 活动原理 01 02 03 琼脂块中含有酚酞，与NaOH相遇，呈紫红色，可显示物质（NaOH）在琼脂块中的扩散深度。 用不同大小的琼脂块模拟不同大小的细胞 通过计算在相同时间内NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比可以反映物质扩散效率 活动 模拟探究细胞大小与扩散作用的关系 细胞体积越小，物质进出细胞就越容易吗？ 含酚酞的琼脂块，塑料餐刀，塑料勺，培养皿，吸水纸，直尺，250mL的烧杯，0.1%的NaOH溶液等。 材料用具 探究问题 活动 模拟探究细胞大小与扩散作用的关系 方法步骤 1. 用塑料餐刀将琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm的立方体。 2. 把3块立方体的琼脂块放在烧杯内，加入0.1%的NaOH溶液将琼脂块淹没。用塑料勺不停地翻动琼脂块3min。 3. 取出琼脂块，放在垫着吸水纸的培养皿中将溶液吸干。尽量不让液体与皮肤直接接触，建议戴上手套。用塑料餐刀把每一琼脂块切成两半。观察切面，记录观察结果，测量每一块琼脂块上NaOH扩散的深度。 活动 模拟探究细胞大小与扩散作用的关系 实验结果 1cm 3cm 2cm 0.3cm 0.3cm 0.3cm 结论：葡萄糖的表面积与体积之比随着整个“细胞”的体积的增大而减小；葡萄糖扩散的体积与整个“细胞”的体积之比随着整个“细胞”的增大而减小。 活动 模拟探究细胞大小与扩散作用的关系 方法步骤 边长(cm) 表面积(cm2) 体积 (cm3) 表面积/体积比值 NaOH扩散的深度/cm 扩散效率 1 2 3 6 24 54 1 8 27 6 3 2 0.3 0.3 0.3 0.936 0.657 0.488 扩散效率= NaOH扩散的体积 整个琼脂块的体积 活动 模拟探究细胞大小与扩散作用的关系 实验结论 细胞越大，其表面积与体积之比就越小，物质的运输效率越低。 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。 物质在细胞中的扩散速率是一定的，但细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与环境之间物质交流的面积相对变小。即细胞体积越大，其物质运输的效率越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。 活动 模拟探究细胞大小与扩散作用的关系 讨论 （1）什么证据可以说明在每一琼脂块内扩散的速率大致相等？ （2）以琼脂块大小为序由大到小排列，再以它们的表面积与体积之比为序由大到小排列，这两个序列有什么关系？ （3）计算边长为0.01 cm的细胞模型的表面积与体积之比，你能预测到什么？ 相同时间内NaOH在每一个琼脂块内扩散的深度相同。 相同时间内NaOH在每一个琼脂块内扩散的深度相同。 相同时间内NaOH在每一个琼脂块内扩散的深度相同。 活动 模拟探究细胞大小与扩散作用的关系 讨论 （4）大多数细胞和微生物边长不到0.01 cm。扩散作用与细胞大小之间的关系是什么？ （5）为什么大的生物体是由许多细胞而不是由比较大的细胞发展起来的？ （6）分析细胞大小的微小变化会对细胞活动产生很大影响的原因。 细胞越小，表面积与体积之比越大，物质扩散作用越快。 细胞表面积与体积的比值限制了细胞不能无限长大，细胞体积越小，物质运输效率越高。 细胞的大小会影响细胞的物质运输效率。 活动 模拟探究细胞大小与扩散作用的关系 为什么细胞如此之小？是什么限制了细胞增长？ 1.相对表面积即细胞表面积与体积之比限制了细胞无限增长 细胞与外界的物质交换效率限制了细胞不能无限长大，因此当细胞达到一定的大小后就会分裂或者停止生长。 2.核质之比限制了细胞无限增长 细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，是遗传物质的储存库。细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限，所控制的细胞大小与核的大小成比例。 活动 模拟探究细胞大小与扩散作用的关系 真核细胞的分裂方式 有丝分裂 减数分裂 ——真核生物体细胞增殖的主要方式 一种特殊的有丝分裂 与真核生物产生有性生殖细胞有关 细胞分裂经历细胞周期 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。 细胞分裂经历细胞周期 细胞周期 细胞周期 分裂期（简称M期） 分裂间期 （分裂的准备阶段） 前期 中期 后期 末期 间隙期（G1期） 合成期（S期） 间隙期（G2期） （时间占90—95%） （时间占5—10%） 细胞分裂经历细胞周期 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） 细胞分裂经历细胞周期 不同细胞，细胞周期的时间长短各不相同。 哺乳动物细胞 M期为1h左右 G1期则从2~3h到几天 M期0.6h S期2.7h G1期1.3h G2期2.9h 胡萝卜细胞 细胞分裂经历细胞周期 细胞分裂后产生的子细胞有三种去向:①持续分裂,始终处于细胞周期中，如部分造血干细胞；②暂不分裂，暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中，如肝脏细胞等；③永不分裂，永远脱离细胞周期，处于分化状态,直到细胞死亡，如神经细胞、红细胞等。 ①细胞周期以分裂间期为起点，而不能以分裂期为起点。 ②分裂间期的时间远远长于分裂期。 判断细胞周期的方法 并非所有的细胞都处于细胞周期中 细胞分裂经历细胞周期 表示方法 间期： 分裂期： 细胞周期： 乙 甲 甲 乙 乙 甲 乙 细胞周期：b d 细胞分裂经历细胞周期 表示方法 方法三： 柱形图 方法四： 坐标图 习题检测 1.下列关于模拟细胞大小与物质运输的关系的实验中，叙述正确的是（    ） A.本实验的因变量是NaOH进入琼脂块的深度 B.相同时间内，琼脂块越大，NaOH扩散的深度越小 C.该实验最终能证明物质的运输效率与细胞的体积成反比 D.从细胞的物质运输效率来看，细胞的体积越小越好 答案：C 解析：本实验自变量是不同大小的琼脂块，因变量是NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比，A错误；相同时间内，实验中测量不同大小的琼脂块上NaOH扩散的深度相同，B错误；通过模拟实验可推算出，细胞体积越大，其表面积与体积比越小，即相对表面积越小，物质运输效率越低，即物质的运输效率与细胞的体积成反比，C正确；细胞越小，细胞的物质运输效率越高，但细胞体积不是越小越好，D错误。 习题检测 2.下图1为探究细胞大小与物质运输关系实验示意图，图2中曲线A表示细胞有丝分裂过程中染色体的着丝粒与纺锤体相应极之间的平均距离；曲线B是着丝粒分裂后两着丝粒之间的距离。下列叙述错误的是（ ） A.图1实验中h越大，相同时间内物质扩散的体积也随之增大 B.细胞体积越小物质运输效率越高，但细胞体积不是越小越好 C.图2中曲线A距离减小的原因是纺锤体牵引染色体移向细胞两极 D.图2中曲线B的出现的原因是由纺锤丝牵引而导致着丝粒的分裂 习题检测 答案：D 解析：图1实验中，相同时间内物质扩散的深度相同，h越大则边长越大，物质扩散的体积也越大，A正确；细胞体积小，表面积与体积之比大，有利于细胞与外界的物质交换，但细胞的体积不是越小越好，细胞需要足够的空间盛放基本活动所需的物质，B正确；曲线A表示染色体的着丝粒与相应极之间的平均距离，10min时该距离开始减小，15min时达到最小距离，该过程表示有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，纺锤丝牵引染色体移向细胞两极，C正确；着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的结果，D错误。 习题检测 3.某高等植物细胞的细胞周期如图所示，下列叙述正确的是（ ） A.该植物所有的体细胞都处于图示的细胞周期中 B.图示乙→乙全过程为一个细胞周期 C.核DNA数目加倍发生在图示甲→乙时期 D.图示甲→乙时期，细胞中的中心体发生复制 习题检测 答案：B 解析：该植物体细胞并非都具有分裂能力，有些细胞已高度分化，不具有细胞周期，比如根尖成熟区细胞，A错误；据图分析可知，乙→甲所占时间长，是分裂间期，甲→乙所占时间短，是分裂期，图示乙→乙全过程为一个细胞周期，B正确；核DNA数目加倍发生在分裂间期，即图示乙→甲时期，C错误；中心体的复制发生在分裂间期，但是高等植物细胞没有中心体，因此该细胞内不可能发生中心体复制，D错误。 习题检测 4.科学家用32p标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗追踪放射性的去向，以研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到的根尖细胞连续分裂数据如图所示。下列叙述正确的是（ ） A.CD+DE可表示一个细胞周期 B.该蚕豆植株的所有细胞的细胞周期均为19.3h C.CD阶段为细胞分裂进行活跃的物质准备 D.DE阶段结束时核DNA含量增加一倍 习题检测 答案：D 解析：一个细胞周期应先是分裂间期，后是分裂期，可用BC+CD或DE+EF表示，A错误；只有连续分裂的细胞才有细胞周期，且细胞周期不一定均为19.3h,B错误；题图中BC、DE为分裂间期，为分裂期进行活跃的物质准备，C错误；题图中DE段表示分裂间期，进行DNA分子的复制，该时期结束后其DNA含量增加一倍，D正确。 $$