2025高三一轮复习生物：细胞的增殖课件

2025 生物一轮复习 1 第4单元 细胞的生命历程 第13讲 细胞的增殖 2025年高考一轮复习 第13讲 细胞的增殖 1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。 课标要求： 对标课本： 必修1 分子与细胞 第6章 细胞的生命历程（第1节） 2.实验：制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。 PART 01 回归课本 强基固本 ● 细胞的增殖和细胞周期 ● 细胞的有丝分裂和无丝分裂 ● 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 细胞的增殖和细胞周期 多细胞生物体体积的增大，即生物体的生长，既靠细胞 增大细胞体积，还要靠细胞 增加细胞数量。 事实上，不同动（植）物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要取决于 。而细胞数量的增多，是通过细胞分裂来实现的。 生长 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，叫作细胞增殖。 分裂 细胞数量的多少 2.意义：单细胞生物通过细胞增殖而 。多细胞生物通过细胞增殖和分化逐渐发育为成体，还需要通过细胞增殖来 不断衰老、死亡的细胞。细胞可以通过细胞增殖将遗传物质从亲代细胞传递给子代细胞。 繁衍 补充 细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体 、 、 、 的基础。 生长 发育 繁殖 遗传 细胞不能无限长大 细胞为什么要进行增殖呢？这是因为细胞不能无限长大。细胞不能无限长大的原因有很多，其中一种解释是细胞的大小影响 。 物质运输的效率 思维训练 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。 2 mm 4 mm 8 mm “细胞”边长（mm） 2 4 8 a 表面积（mm2） 体积（mm3） 表面积/体积 24 8 3 96 64 1.5 384 512 0.75 6a2 a3 6/a 结果表明：细胞越大，细胞的表面积与体积的比值越小。 细胞不能无限长大 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3个“细胞”中物质扩散的体积与整个“细胞”体积的比值。 从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？ 图中粉色区域是葡萄糖扩散到达的0.5mm。 细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。 细胞越小就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，发挥出相应的生理功能。 细胞的增殖和细胞周期 细胞增殖包括 和 两个相连续的过程。 物质准备 细胞分裂 1.概念： 的细胞，从一次分裂完成时开始，到下次分裂完成时为止，为一个细胞周期。 连续分裂 进行无丝分裂的细胞没有细胞周期，如蛙的红细胞。进行减数分裂的细胞没有细胞周期，如精（卵）原细胞在进行减数分裂时没有细胞周期。高度分化的细胞没有细胞周期，如神经细胞、口腔上皮细胞、根尖成熟区细胞、浆细胞等。 辨析 所有分裂的细胞都有细胞周期。 只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期。能连续分裂的细胞包括动物的受精卵、精（卵）原细胞、造血干细胞、癌细胞、杂交瘤细胞等，植物的根尖分生区细胞、受精卵等。 二、细胞周期 条件 起点 终点 细胞的增殖和细胞周期 2. 阶段：一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。从细胞一次分裂结束到下一次分裂 ，是分裂间期，细胞周期的大部分时间处于分裂间期。 之前 （90%~95%） （10%~5%） 物质准备 DNA分子复制 有关蛋白质的合成 细胞适度生长 细胞周期 分裂间期 分裂期 细胞分裂间期又分为：DNA合成前期（G1期）、DNA合成期（S期）和DNA合成后期（G2期）。 主要进行RNA和S期有关的蛋白质的合成 DNA复制 分裂期所必需的蛋白质合成 核分裂、质分裂 3. 特点：不同种类的细胞，细胞周期不同，分裂间期与分裂期所占的比例也不同。 复制的DNA平均分配 形成子细胞 核分裂 质分裂 细胞的增殖和细胞周期 4. 表示方式： A→B→C→A 扇形图 （一个细胞周期） b c d e a 线段图 b+c或d+e 坐标图 a+b+c+d+e A组细胞处于G1期 B组细胞处于S期 C组细胞处于G2期和分裂期 柱形图 细胞的有丝分裂和无丝分裂 一、分裂间期 ①DNA复制和相关蛋白质合成，细胞适度生长。 ②间期结束DNA含量加倍，染色质数量不变。 植物细胞 动物细胞 动物细胞：发生中心粒的复制，一对中心粒→两组中心粒。 同 异 分裂间期不属于有丝分裂。 细胞的有丝分裂和无丝分裂 细胞进入分裂期后，在分裂间期复制成的DNA如何平均分配到两个子细胞中呢？在真核细胞内，这主要通过 来完成的。 有丝分裂 不同细胞的细胞周期持续时间/h 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 1.0 22 人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22 从表中可以看出，不同细胞的细胞周期一般不同，且大部分时间处于分裂间期，如果选择材料观察其分裂期，你会选择哪一种？依据是什么？ 分裂期在细胞周期中所占的比例越高，越适合用于观察细胞分裂的实验材料。 细胞的有丝分裂和无丝分裂 有丝分裂是一个连续的过程，人们根据 ，把它们分为四个时期：前期、中期、后期、末期。 染色体的行为 1.前期 膜仁消失现两体 染色质螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。 核仁逐渐解体，核膜逐渐消失。 纺锤体形成 每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，这两条染色单体由一个共同的着丝粒连接着。 着丝粒 同 异 植物：从细胞两极发出纺锤丝，形成梭形的纺锤体 动物：两组中心粒周围，发出大量星射线，星射线形成纺锤体 二、有丝分裂 细胞的有丝分裂和无丝分裂 2.中期 形定数晰赤道齐 每条染色体的着丝粒两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动； 赤道板是人们为了理解细胞有丝分裂而假想出来的，不是真实存在的结构。 在纺锤丝的牵引下，每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上。这个平面与纺锤体的中轴相垂直，类似于地球上赤道的位置，称为赤道板。 有丝分裂中期的染色体清晰可见，形态稳定、数目清晰，是观察的最佳时期。 细胞的有丝分裂和无丝分裂 3.后期 粒裂数加均两极 分开的两条染色体由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动，结果是细胞的两极各有一套染色体。 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，染色体数目 ； 加倍 这两套染色体的 完全相同。每一套染色体与分裂前亲代细胞中的染色体形态和数目也相同。 形态和数目 细胞的有丝分裂和无丝分裂 4.末期 两消两现质分离 当这两套染色体分别到达细胞的两极以后，每条染色体逐渐变成 的染色质细丝。 细长而盘曲 植物：在赤道板的位置出现细胞板，细胞板逐渐扩展，形成细胞壁 同 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 质的分裂 异 动物：细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分 末期结束后，一个细胞分裂成为两个子细胞，每个子细胞中含有的染色体数目与亲代细胞相等。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。 真实存在的结构 细胞的有丝分裂和无丝分裂 5.有丝分裂的意义 细胞有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后， 地 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 。 精确 平均 遗传的稳定性 二、其他分裂方式 1.二分裂： ①细胞开始准备二分裂 ②DNA复制完成 ③DNA移向两极，细胞质平均分配 ④细胞膜、细胞壁向内凹陷 ⑤形成新的细胞膜、细胞壁 （1）生物类型：原核生物 （2）分裂过程： ⑥形成两个子细胞 细胞的有丝分裂和无丝分裂 2.无丝分裂： （1）生物类型：蛙的红细胞等 （2）分裂过程： ①细胞核延长 核分裂 质分裂 ②细胞核中部向内凹陷 ③缢裂为两个细胞核 ④细胞中部向内凹陷 ⑤缢裂为两个细胞 （3）特点：没有出现纺锤体和染色体的变化。 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 次。但是，有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的 发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。 50~60 遗传物质 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 实验原理： 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 在高等植物体内，有丝分裂常见于 等分生区细胞。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； 通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态，就可以判断出这些细胞分别处于有丝分裂的哪个时期； 染色体容易被碱性染料（如 ，旧称龙胆紫溶液）着色。 实验目的： 1. 制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片。 2. 观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂不同时期，比较细胞周期中不同时期长短。 3. 绘制植物细胞有丝分裂简图。 根尖、芽尖 甲紫 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 材料用具： 实验材料：洋葱（可用葱、蒜代替）； 成熟区 伸长区 分生区 根冠 1.根冠：位于根尖最顶端，细胞体积较大，形状不规则，排列不整齐，有保护作用。 2.分生区：细胞分裂旺盛，细胞体积小，呈正方形，排列紧密，能促进根的生长。 4.成熟区：细胞体积较大，出现了细胞分化，内部出现了导管，表皮细胞向外突出形成根毛。成熟区是根吸收水和无机盐的主要部位。 3.伸长区：细胞体积较大，呈长方形，是根伸长最快的区域。 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 材料用具： 实验器具：显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，剪刀，镊子，滴管； 实验试剂：质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液（将甲紫溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中配制而成）或醋酸洋红液；质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精；洋葱根尖细胞有丝分裂固定装片。 实验步骤： 一、洋葱根尖的培养 在上实验课之前的3~4天，取洋葱一个（剥去老皮，切除老根），放在广口瓶上。瓶内装满清水，让洋葱的底部接触瓶内的水面。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。 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 二、装片的制作 流程为：解离→漂洗→染色→制片。 取材时间：上午10时至下午2时（洋葱根尖分生区有较多的细胞处于分裂期） 取材部位：当根尖长约5cm时，取根尖的2~3mm。 解离 盐酸与酒精混合液 1：1（室温） 用药液使组织中的细胞相互分离开来 漂洗 清水 洗去药液（解离液）， 防止解离过度 染色 碱性染料甲紫或醋酸洋红 使染色体着色， 便于显微镜下观察 制片 在载玻片上用镊子尖把根尖弄碎，拇指轻轻按压盖玻片 使细胞分散开来，有利于观察 顺序能否颠倒？ 3~5min 约10min 3~5min 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 三、洋葱根尖细胞有丝分裂的观察 先用低倍镜观察 把制成的装片或固定装片先放在低倍镜下观察，扫视整个装片，找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密 先找分裂中期细胞，然后找前期、后期、末期的细胞，最后观察间期细胞。注意各时期细胞内染色体形态和分布特点。 再用高倍镜观察 调节显微镜放大倍数，使视野中能同时看到约50个细胞，统计视野中处于各时期的细胞数，记录在记录表“样本1”中。把视野移动到分生区一个新的区域再统计，然后记录在记录表“样本2”中。 统计数据并记录入表 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 四、绘图 绘出植物细胞有丝分裂中期简图。 实验结果： 实验结论： 用自己的语言描述细胞周期各时期的特点。 间 前 中 后 末 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 四、绘图 绘出植物细胞有丝分裂中期简图。 实验结果： 实验结论： 用自己的语言描述细胞周期各时期的特点。 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1.在你的观察结果中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？ 处于分裂间期的细胞最多，因为细胞周期的大部分时间处于分裂间期。 2.如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？ 视野中某时期细胞数 视野中各时期细胞总数 某时期持续时间 细胞周期持续的时间 = 观察到的不同时期细胞数目的多少反映出细胞分裂各时期经历时间的长短，因此，可以利用下面公式计算细胞周期中不同时期的时间长短。 数一数视野中5个不同时期细胞数量，统计全班结果，假设某个时期细胞数目的平均值记为M，细胞周期时长记为N，某时期持续时间=M•N/50。 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 实验分析： 实验材料的选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例较大的材料 部位 选取生长健壮、细胞分裂旺盛的部位 时间 早10~下午2时，细胞分裂旺盛的时期 操作注意事项 解离时间 太短 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散 太长 细胞解离过度、根尖酥软，影响染色 染色 时间 太短 染色体或染色质不能完全着色 太长 使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体 压片 力度 过轻 细胞未分散开 过重 将组织压烂 PART 02 知识拓展 难点透析 细胞的有丝分裂和无丝分裂 名称 生物类型 参与时期 作用 核糖体 线粒体 高尔基体 中心体 1. 与有丝分裂过程有关的细胞器 动物、植物 主要是间期 合成相关的蛋白质 动物、植物 整个细胞周期 为细胞分裂提供能量 植物 末期 与细胞壁的形成有关 动物 前期 发出星射线，形成纺锤体 拓展 细胞的有丝分裂和无丝分裂 2. 有丝分裂过程中染色体变化 拓展 染色体形态 行为描述 间期 前期 中期 后期 末期 复制 散乱分布 赤道齐 着丝粒 分裂 细长而盘 区的细丝 细胞的有丝分裂和无丝分裂 3. 有丝分裂过程中核DNA数、染色体数、染色单体数变化、同源染色体对数、染色体组数（以二倍体生物一个细胞为例） 拓展 项目 间期 前期 中期 后期 末期 子细胞 染色体数 染色单体数 DNA数 同源染色体对数 染色体组数 2N 2N 2N 2N→4N 4N 0→4N 4N 4N 0 0 4N 4N 4N 4N 2N 0 2N→4N 2N N N N 2N 2N N 2 2 2 4 4 2 如果是以二倍体生物的一个细胞核为例，又该如何变化？ 细胞的有丝分裂和无丝分裂 3. 有丝分裂过程中核DNA数、染色体数、染色单体数变化、同源染色体对数、染色体组数（以二倍体生物一个细胞核为例） 拓展 项目 间期 前期 中期 后期 末期 子细胞 染色体数 染色单体数 DNA数 同源染色体对数 染色体组数 2N 2N 2N 2N→4N 4N→2N 0→4N 4N 4N 0 0 4N 4N 4N 4N→2N 2N 0 2N→4N 2N N N N 2N 2N→N N 2 2 2 4 4→2 2 细胞的有丝分裂和无丝分裂 4. 有丝分裂过程中核DNA数、染色体数、染色单体数变化曲线（以二倍体生物为例） 拓展 2n 4n 时间 核DNA数 染色体数 G1 G2 S 前期 中期 后期 末期 染色单体数 染色体：后期曲线上升是因为着丝粒分裂，染色体数目加倍；末期结束时曲线下降是因为末期结束细胞一分为二，每个细胞中的染色体数目减半 细胞的有丝分裂和无丝分裂 4. 有丝分裂过程中核DNA数、染色体数、染色单体数变化曲线（以二倍体生物为例） 拓展 2n 4n 时间 核DNA数 染色体数 G1 G2 S 前期 中期 后期 末期 染色单体数 核DNA：S期曲线上升是因为DNA发生复制，数目加倍；末期结束时曲线下降是因为末期结束细胞一分为二，每个细胞中的核DNA数目减半 细胞的有丝分裂和无丝分裂 4. 有丝分裂过程中核DNA数、染色体数、染色单体数变化曲线（以二倍体生物为例） 拓展 2n 4n 时间 核DNA数 染色体数 G1 G2 S 前期 中期 后期 末期 染色单体数 染色单体：S期曲线上升是因为DNA发生复制，染色单体形成；后期时曲线下降是因为着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色单体消失。 细胞的有丝分裂和无丝分裂 5. 每条染色体上DNA的含量 拓展 1 2 时间 每条染色体DNA含量（DNA数/染色体数） g h G1 G2 S 前期 中期 后期 末期 g~h变化的原因：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，染色体数目加倍 PART 03 链接高考 真题演练 1. （2024·浙江1月·高考真题）观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是（ ） A.细胞①处于间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋 白质合成 B.细胞②处于中期，染色体数：染色单体数：核 DNA 分子数=1:2:2 C.细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动 D.细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二 真题演练 B 真题演练 【解析】A、①是间期，细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，并且细胞有适度的生长，但蛋白质的合成不在细胞核，而在细胞质的核糖体，A错误；B、②是中期，染色体已在间期复制完成，因此染色体数目没有改变，但一条染色体上有两条染色单体，一条染色体上有两个核DNA，染色体数: 染色单体数: 核DNA分子数=1:2:2，B正确；    C、③是前期，染色体散乱排布在细胞中，有丝分裂不会出现同源染色体分离的情况，C错误； D、④是末期，题干中指出植物细胞，植物细胞末期的特点之一是在细胞板的位置逐渐扩展形成新的细胞壁，动物细胞膜末期是细胞膜向内凹陷将细胞一分为二，D错误。故选B。 2. （2023·山西省·高考）植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。 (1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性，细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备，物质准备过程主要包括_________ __。 (2)植物细胞分裂是由生长素和细胞分裂素协同作用完成的。在促进细胞分裂方面，生长素的主要作用是__________，细胞分裂素的主要作用是__________。 (3)给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化，在这一过程中感受光信号的受体有__________（答出1点即可），除了光，调节植物生长发育的环境因素还有__________（答出2点即可）。 真题演练 【答案】（1）DNA的复制和有关蛋白质的合成； （2）促进细胞核的分裂 促进细胞质的分裂； （3）光敏色素 温度、重力 谢 谢 41 $$