6.1细胞的增殖课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

细胞的生命历程 第6章 第1节 细胞的增殖 本节聚焦 细胞通过什么方式增殖？ 什么叫作细胞周期？ 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或组织的细胞大小是否也有很大差异。 象与鼠相应器官和组织的细胞在大小上无明显差异。 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？ 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。 象与鼠的个体大小相差十分悬殊。 细胞增殖 大肠杆菌 单细胞生物 通过细胞增殖而繁衍，产生新个体 多细胞生物 受精卵 1.概念： 细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。 2.意义： 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。 细胞增殖 3.类型： 细胞增殖 4.过程： … … 物质准备 再分裂 分裂一次 物质准备 分裂 分裂一次 物质准备 再分裂 分裂一次 物质准备—细胞分裂—物质准备—细胞分裂······ 细胞增殖包括____________和____________ 两个连续的过程 物质准备 细胞分裂 细胞周期 1.概念： 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 问题： 所有细胞都有细胞周期吗？ 只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如受精卵、干细胞、皮肤生发层细胞、分生区细胞、癌细胞、形成层细胞等。不连续分裂的细胞和高度分化的细胞没有细胞周期，如精细胞、卵细胞和表皮细胞和红细胞、心肌细胞、白细胞、浆细胞、神经细胞等。 细胞周期 2. 细胞类型 分裂间期 分裂期 细胞周期 蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3 小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3 人的肝细胞 21 1 22 人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22 时间长 时间短 问题: 不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？ 细胞周期 4.细胞周期的表示方法： A B、 C D、 E F 细胞周期： 分裂间期： 分 裂 期： B → B B → A A → B B A 方法一：扇形图 方法二：直线图 A C、 C E、 E G B C、 D E、F G 问题: 细胞周期的表示方法有哪些呢？ 细胞增殖 5.分裂间期特征： 姐妹染色单体 复制 1条染色质 1条染色质 (含2条染色单体) 1个DNA (含0条染色单体) 2个DNA 着丝粒 合成的有关蛋白质：染色体蛋白质、纺锤丝蛋白质、分裂期间的各种酶等。 有丝分裂 1.前期： 纺锤丝 着丝粒 染色体 （1）特征： ①核膜核仁消失 ②出现染色体、纺锤体 ③染色体散乱排列 膜仁消失现两体(两消两现） （2）数量变化： 染色体数：4 DNA数: 8 染色单体数: 8 问题： 为什么染色质要变成染色体？ 染色体这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去。 1染色质 变为 1染色体，都含两个姐妹染色单体，两条染色单体由一个共同的着丝粒连接。 有丝分裂 2.中期： 形定数清赤道齐 染色体 （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：4 DNA数: 8 染色单体数: 8 （是染色体观察及计数的最佳时期） （注意：赤道板只是个假想位置，显微镜下看不到） 有丝分裂 3.后期： 粒裂数倍均两极 （1）特征：着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引向两极移动。 子染色体 （2）数量变化：染色体数：8 DNA数: 8 染色单体数: 0 注意：染色体数恒等于着丝粒数。着丝粒一分为二，染色体数目加倍。 有丝分裂 4.末期： 两消两现新建壁 （1）特征：①染色体变成染色质丝，纺锤体消失 ②出现新的核膜核仁，形成两个新的细胞核； ③赤道板位置出现细胞板，形成新的细胞壁后，细胞分裂成两个子细胞。 染色体数：8 DNA数: 8 染色单体数: 0 细 胞 板 核膜 核仁 染色质 有丝分裂 ①一个细胞分裂成两个子细胞，每个子细胞的染色体数目和亲代细胞的相等。 子细胞 ②若产生的子细胞继续分裂，就进入下一个细胞周期的分离间期状态。（若不继续分裂，则进入生长和分化阶段） 植物细胞分裂视频 思考：1.画出分裂间期和有丝分裂过程中染色体行为变化： 分裂间期 有丝分裂 总结染色质与染色体的关系 细胞一旦完成了细胞分裂的准备，就进入有丝分裂期。分裂期将分裂间期复制的DNA平均分配到两个子细胞中。 间期 前期 中期 后期 末期 染色体数目 2n 2n 2n 2n→4n 4n （1）染色体数量变化（一个细胞内） 间期 4n 2n 前期 中期 后期 末期 0 后期着丝粒分裂 末期结束，细胞一分为二 思考：2.画出进行有丝分裂细胞的细胞周期中染色体和DNA数量变化曲线： 子细胞 2n 间期 前期 中期 后期 末期 核DNA数目 2n→4n 4n 4n 4n 4n G1 S G2 间期 4n 2n 前期 中期 后期 末期 0 （2）核DNA数量变化（一个细胞内） 间期DNA复制 末期结束，细胞一分为二 子细胞 2n 间期 4n 2n 前期 中期 后期 末期 0 （3）染色单体数量变化 间期DNA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 拓展：染色单体和每条染色体上的DNA含量变化曲线： 前 中 后 末 1 2 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 （4）每条染色体上DNA的含量： 间期 总结： 规律一： DNA加倍在____期 ，染色体加倍在____期。 规律二： 有染色单体时：染色单体数= 无染色单体时：染色体数= 间 后 DNA数 DNA数 　实战训练　 下图是细胞有丝分裂过程中一个细胞中核DNA含量变化曲线和染色体数量变化曲线，下列有关曲线分析不正确的是（ ） A．ab段曲线上升的原因是发生DNA分子的复制 B．gh时刻，每个着丝粒分裂成两个，使染色体数量加倍 C．fi段每条染色体含2个DNA分子，两条姐妹染色单体 D．cd段和ij段曲线下降到2C，是由于染色体平均分配到2个子细胞中 应用： 有丝分裂染色体与核DNA之比： 前 中 后 末 间期 1 ab：间期DNA复制，一条染色体上有2条DNA分子。 a b c d e cd：后期着丝粒分裂，一条染色体上有 1条DNA分子。 动物细胞有丝分裂 问题: 动物细胞的有丝分裂与植物细胞的有丝分裂有哪些异同？ 本部分来自国家云平台课件 问题: 动物细胞的有丝分裂与植物细胞的有丝分裂有哪些异同？ 植物细胞 动物细胞 间期 前期 中期 后期 末期 ……………………… 本部分来自国家云平台课件 植物细胞 动物细胞 纺锤体的形成方式不同 由细胞两极发出纺锤丝 两组中心粒发出星射线 形成两个子细胞的方式不同 细胞中部形成细胞板，扩展形成新细胞壁，分裂成两个子细胞 细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分 判断动、植物细胞有丝分裂最可靠方法： 前期 末期 子细胞的形成方式 （注：低等植物有丝分裂，中心体也参与） 高等植物与动物细胞的有丝分裂的比较-相同点 着丝粒 1.染色体的行为变化相同； 2.染色体和DNA数量变化相同； 3.核膜、核仁的变化相同 ……………………….. 问题: 与细胞有丝分裂有关的细胞器有哪些？ 核糖体、 中心体 、高尔基体 、线粒体 （动物、低等植物） （1）抑制（破坏）高尔基体 产生多核细胞 （2）抑制纺锤体形成 细胞染色体数目加倍 有丝分裂的意义 复制 子代细胞 亲代细胞 染色体 平均分配 分裂 将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 P115癌细胞 无丝分裂 (1)过程 ①细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成两个细胞核 ②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞 (2)特点：分裂过程中不会出现 的变化。 染色体和纺锤丝 (3)实例： 的无丝分裂。 蛙的红细胞 （有DNA的复制） 有丝分裂中的相关数量变化 　实战训练　 如图为果蝇细胞分裂过程中染色体与核DNA比值的变化图，有关说法错误的（ ） A．bc段变化原因是DNA复制 B．de段变化原因是着丝粒分裂 C．cd段对应时期为前期和中期 D．ef段在赤道板位置出现细胞板 细胞不能无限长大的原因 运用模型解释细胞不能无限长大的原因 思维训练 现有如图3个大小不同的细胞模型，用正方体代表，棱长分别为2mm、4mm、8mm，计算每个“细胞”的表面积与体积的比值？ 表面积： 体积： 表面积： 体积： 表面积： 体积： 24 8 96 64 384 512 物质在细胞中的扩散速率是一定的，假定某种（红色）物质通过“细胞膜”后，向内扩散的深度均为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。 2 4 8 比值 (扩散体积/总体积) 葡萄糖 扩散深度(mm) 相对表面积 (表面积/体积) 体积 (mm3) 表面积 (mm2) 边长 (mm) 88% 0.5 3:1 8 24 58% 0.5 1.5:1 64 96 33% 0.5 0.75：1 512 384 思考：细胞大小与物质运输效率有什么关系？ 细胞体积越大，其相对表面积（表面积/体积）越小，细胞的运输效率就越低。 问题: 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？ 细胞不是越小越好，因为细胞中有众多的必需物质（如酶）和细胞器（如核糖体），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，发挥出相应的生理功能。 问题: 细胞为什么不能无限长大？ 细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大 核质比限制细胞的长大 任务 运用实验观察细胞的有丝分裂过程 思考：可以用哪些材料观察细胞的有丝分裂过程？ 动物受精卵及早期胚胎 植物茎尖 植物根尖 根尖的结构： 根冠：保护幼嫩的分生区 分生区：持续分裂的细胞 伸长区：伸长生长的位置 成熟区：吸收水和无机盐 任务 运用实验观察细胞的有丝分裂过程 36 思考：怎样制取观察细胞有丝分裂的装片？ 1. 如何选取到根尖分生区细胞？ 2. 如何将细胞分散开以便在显微镜下观察？ 3. 如何在显微镜下区分有丝分裂不同时期？ 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 在高等植物体内 通过在高倍镜下 各个细胞的分裂是独立进行的 染色体容易被碱性染料染色 有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。 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。 如甲紫溶液旧称龙胆紫溶液，或者醋酸洋红液着色。 实验 原理 各个时期细胞内染色体的存在状态，就可以判断这些细胞分别处于有丝分裂的那个时期。 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 探究.实践 一、实验原理： 高倍镜 洋葱根尖细胞有丝分裂的观察： 低倍镜观察：根据根尖特点找到 __细胞，特点是细胞呈________，排列________。 高倍镜观察：观察染色体的行为，先找 的细胞，再找 _________________细胞，最后 观察 细胞 分生区 正方形 紧密 分裂中期 前期、后期、末期 分裂间期 问题2:如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？ 某时期的细胞占计数细胞总数的比例越大，该时期的时间越长。 问题3:显微镜下能观察到某个细胞的连续变化么？为什么？ 不能，细胞已经在解离时被杀死 实践：辨认显微镜下不同种类的细胞及细胞所处时期。 问题1:显微镜下观察到什么时期的细胞数量最多？为什么？ 间期细胞最多，因为在一个细胞周期中，间期所占时间最长 细胞重叠严重： 问题4:实验观察一个视野中细胞重叠严重、染色体染色很浅、观察不到分裂期细胞原因是什么？ 1. 解离液浓度小、解离时间短等导致解离不充分 2.制片时未弄碎根尖、压片力度过轻 染色体染色很浅： 1.染液浓度小、染色时间短等导致染色不充分 2.没有把解离液漂洗干净 观察不到分裂期细胞： 1.取材位置不合适 2.视野选择不合适 例1：为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述，不合理的是A．选用易获取且易大量生根的材料 B．选用染色体数目少易观察的材料 C．选用解离时间短分散性好的材料 D．选用分裂间期细胞占比高的材料 D 例2：用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是（ ） A．根尖解离后立即用甲紫溶液染色，以防解离过度 B．根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检 C．找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦 D．向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央 C 有丝分裂中的相关数量变化 　实战训练　 如图表示一个细胞周期中每条染色体上的DNA含量的变化，下列叙述正确的是（ ） A．bc段表示分裂间期，发生DNA分子的复制 B．cd段只表示分裂前期，细胞内一定存在染色单体 C．de段表示着丝粒的分裂 D．ef段染色体和DNA数目是cd段的一半 如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体数目（a）、核DNA分子数目（b）的直方图，下列叙述正确的是（　　） A．①时期染色体还未复制，核DNA已完成了复制 B．③时期核膜、核仁重建，细胞中部出现细胞板 C．①→②表示着丝粒分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目也随之加倍D．②→③表示染色体平均分配到两个子细胞中，核DNA分子也随之平均分配 根据柱状图判断有丝分裂时期 　实战训练　 例：下列关于植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是（　　） A．前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍 B．后期，染色体的着丝粒分布在一个平面上 C．末期，含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板 D．亲代细胞的遗传物质平均分配到两个子细胞 C $$