6.1细胞的增殖（第1课时）-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第6章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖（课时1） 问题探讨 P110 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? 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？ 多细胞生物体生长（如象和鼠）： 单细胞生物体（如草履虫）：依靠细胞体积的增大 生物体生长 细胞生长：增大细胞体积 细胞分裂：增多细胞数量 器官的大小主要取决于 为什么多细胞生物生长主要依靠细胞数量增多而非体积增大？细胞能否无限长大？为什么？（→P115 思维训练） 在进化过程中，体积大的生物为什么选择了发展为多细胞生物这一条路，而不成为体积巨大的单细胞生物呢？ 细胞的生长需要什么？ 外界的营养物质 细胞吸收运输营养物质的效率应不断增加 随着细胞不断生长，对营养物质的需求如何变化？ 细胞应该如何应对，以满足其对营养物质的需求？ 不断增加 思维训练 P115 ——运用模型解释细胞为什么不能无限长大 细胞大小与物质运输效率有什么关系？ 思维训练 P115 ——运用模型解释细胞为什么不能无限长大 算一算，议一议（3min)： 1.计算每个细胞模型的表面积与体积，并求出表面积与体积之比（相对表面积）？ 2.物质在细胞中的扩散速率是一定的，假设某物质向细胞内扩散深度0.5cm，物质 扩散体积与整个细胞体积的比值（物质运输效率）多少？ 3.结合1、2计算结果，讨论模型后的讨论1—3题？ 思维训练 P115 ——运用模型解释细胞为什么不能无限长大 表面积= mm2 体积= mm3 表面积= mm2 体积= mm3 表面积= mm2 体积= mm3 24 8 96 64 384 512 相对表面积： 1.5 3 0.75 物质运输效率： 7/8（88%） 37/64（58%） 169/512（33%） 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？ 2.从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？ 3.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？ 细胞越大，相对表面积越小 细胞越大，物质运输的效率越低 不是,细胞体积的最小限度，由完成细胞功能所必需的基本结构(如核糖体)和物质(如酶)所需要的空间决定的 正方体边长(mm) 表面积(mm2) 体积 (mm3) 表面积/体积 （相对表面积） 扩散深度 (0.5mm) 扩散体积/总体积 （物质运输效率） 2mm 4mm 8mm 24mm2 8mm3 96mm2 64mm3 384mm2 512mm3 3 1.5 0.75 0.5mm 0.5mm 0.5mm 88% 58% 33% 通过模型分析细胞大小与物质运输效率的 关系，就不难理解细胞为什么不能无限长大了 细胞不能无限长大的原因 细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输的效率就越低 细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，细胞核是遗传和代谢的控制中心，细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度 1.细胞相对表面积限制了细胞的长大： 2.细胞的核质比限制了细胞的长大： 还有其他限制细胞长大的因素吗？ 有些个体较大的原生动物（如草履虫）的细胞中，会出现两个细胞核，保证正常的核质比。大核负责控制营养，小核控制生殖 正因为细胞不能无限长大，所以多细胞生物的生长，最要科靠细胞分裂是细胞数量增加来实验，而细胞通过分裂来增加细胞数量的过程，被称为细胞增殖 阅读教材P110细胞增殖相关内容（1min)： 1.明确细胞增殖的概念、方式 2.通过实例概述细胞增殖的意义 3.说出细胞增殖的过程、特点 任务二 细胞增殖 有丝分裂 无丝分裂 减数分裂 2、方式： 真核细胞 原核细胞:二分裂 1、概念：细胞通过 增加细胞数量的过程，叫做细胞增殖 细胞分裂 细胞分裂 --产生体细胞 --产生体细胞 （主要方式） --产生生殖细胞 受精卵 3、意义： 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 原核细胞没有核膜，只有一个大型的环状DNA分子，细胞分裂时，DNA分子附着在细胞膜上并复制为二，然后随着细胞膜的延长，复制而成的两个DNA分子彼此分开；同时，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞，这个过程称为二分裂。 细胞增殖 细胞增殖包括 和 两个连续的过程 物质准备 细胞分裂 具有周期性 物质准备—细胞分裂—物质准备—细胞分裂······ 5、特点： 4、过程： 阅读教材P112细胞周期相关内容，思考下列问题（1min)： 1.什么是细胞周期？所有细胞都有细胞周期吗？ 2.细胞周期包括哪几个阶段？ 它们在时间分配上有什么特点？ 3.如何表示一个细胞周期？ 4.不同种类细胞的周期持续时间是否相同？ 任务 细胞周期 1、概念： 细胞，从 开始，到 为止 为一个细胞周期 连续分裂的 一次分裂完成时 下次分裂完成时 ①前提： 连续分裂的细胞 只有连续分裂的细胞才有细胞周期 高度分化不分裂的细胞没有细胞周期 如：受精卵、皮肤生发层细胞、胚胎/造血干细胞、 癌细胞、茎的形成层细胞、根尖分生区细胞等 如：神经细胞、肌肉细胞、红细胞、精子、卵细胞、 口腔上皮细胞、叶肉细胞、表皮细胞等 要准确把握细胞周期的概念，我们需注意三点： 1.具有细胞周期的前提条件是连续分裂的细胞，所以并不是所有细胞都有细胞周期。 细胞周期 1、概念： 细胞，从 开始，到 为止 为一个细胞周期 连续分裂的 一次分裂完成时 下次分裂完成时 ①前提： 连续分裂的细胞 ②起点： ③终点： A A 一个完整细胞周期： A→A 一次分裂完成时 下次分裂完成时 细胞周期 2、阶段： 分裂间期 分裂期 时间：从细胞___________ _到_________ __时长：占细胞周期的_______ _ 特点：为分裂期进行活跃的物质准备： ____________________________________________ 一次分裂结束 下一次分裂之前 DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 同时细胞有适度的生长 90%--95% A→B B→A （M期） ：完成核遗传物质的均分 前期 中期 后期 末期 依据染色体行为 要准确把握细胞周期的概念，我们需注意三点 分裂间期 知识拓展 G1期： __ 的合成，为 做准备 分裂间期 S期： 。 G2期：合成有关的 ,为 做准备。 RNA和蛋白质 DNA复制 DNA复制 分裂期 RNA和蛋白质 细胞周期 3、表示方法： 分裂间期： 分裂期: 细胞周期： 分裂间期： 分裂期: 细胞周期： B→A A→B A→B→A或A→A a、c b、d a+b、c+d 思考： ①b+c能表示一个细胞周期吗？ ⅹ ⅹ ②a+d能表示一个细胞周期吗？ 细胞周期 4、特点： 你能从上表得出什么结论？ ①不同细胞，细胞周期时间不同 ②不同细胞，分裂间期和分裂期所占的时间比例不同 ③同一细胞，分裂间期比分裂期时间长 细胞类型 分裂间期 分裂期 细胞周期 分裂间期/细胞周期 蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3 88.4% 小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3 88.2% 人的肝细胞 21 1 22 95.5% 人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22 93.2% 6.1 细胞的增殖-课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一(共42张PPT) 6.1 细胞的增殖-课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一(共42张PPT) 科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂 情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下，有关分析正确的是 （ ） A．0~19.3h为一个细胞周期 B．2~21.3h为一个细胞周期 C．0~2h为细胞分裂间期 D．图中包含3个完整的细胞周期 分裂期 间期（长） 分裂期 间期（长） 分裂期 B 2 典型例题1 第6章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖（课时2） 高等植物细胞的有丝分裂过程（P112）： 分裂间期不属于有丝分裂 分裂期（有丝分裂） 旧知回顾1：下图所示序号的结构名称是什么？ 核 膜　 核　仁 染色质 １ ２ ３ 着丝粒 4 旧知回顾2：染色质、染色体、DNA的关系是什么？ 染色质和染色体：同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 组成： 特性： DNA和蛋白质 易被碱性染料染成深色 染色质 染色体 着丝粒 1个DNA 1个DNA 细胞分裂时 高度螺旋缩短变粗 细丝状 圆柱状或杆状 细胞分裂结束时 解螺旋 注意：描述问题与形态无关时，统称为染色体 染色质/体和DNA：染色质/体是DNA的主要载体 这两个结构其实是同一物质不同时期的不同状态，他们都是由DNA和蛋白质组成，只是染色质成丝状，染色体成圆柱状或杆状。当 细胞分裂是，丝状的染色质就会高度螺旋缩短变粗转变成圆柱状或杆状的染色体，而当分裂结束时圆柱状或杆状的染色体又会解螺旋 形成丝状的染色质。而再描述问题与形态无关时，我们一般都说染色体，不说染色质。染色体是DNA的主要载体，像这样的一条染色 体上就有1个DNA分子。着丝点也是1个。而且着丝点是染色体计数的标准，有几个着丝点就有几条染色体 染色体、DNA、染色单体的关系： 1个DNA 2个DNA 2条姐妹染色单体 2条完全相同染色体 1条染色体 1条染色体 2条姐妹染色单体 2个DNA 着丝粒 分裂 无染色单体 染色体复制 （DNA复制） 高度螺旋 缩短变粗 1条染色体 1.染色体数目=着丝粒的个数： 染色体的计数是以着丝粒为标准的，有几个着丝粒，就有几条染色体 各1个DNA 2.姐妹染色单体：染色体复制后出现，着丝粒分裂后消失 一条染色体上有0或2条染色单体 比如此时就是1条染色体，1个DNA，而当染色体进行复制后就会变成这样，此时还是一个着丝粒所以染色体还是1条， 但DNA已复制加倍变成2。复制之后形成的完全一样的连在同一着丝粒上的两条结构就好像手拉手的两姐妹，所以他们叫姐妹染色单体。 而当着丝点分裂了，那姐妹情也就段了，没有染色单体了，形成了两条完全相同的染色体，每条染色体上1个DNA。 好，弄清染色体和染色单体的关系后，接下来结合动态图来分析一个细胞周期的各阶段的特点 分裂间期 特点： 为分裂期进行活跃的物质准备： 1.完成DNA的复制(染色体复制） 和有关蛋白质的合成 2.细胞有适度生长 复制的结果： 1.DNA数目加倍，染色体数目不变 2.每个染色体都形成两条姐妹染色单体， 呈染色质形态 记忆口诀：复制合成适度长 分裂期（有丝分裂） 前期 中期 后期 末期 有丝分裂是一个连续的过程，根据染色体的行为变化分为前期、中期、后期、末期四个时期： 有丝分裂前期 特点： 1.核仁逐渐解体、核膜逐渐消失 3.从细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体 2.染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，形成染色体 染色体散乱分布在纺锤体中央 每条染色体含有2条姐妹染色单体 记忆口诀：膜仁消失现两体 有丝分裂中期 特点： 1.每条染色体的着丝粒排列在“赤道板”上 实际上是不存在的 2.染色体的形态稳定、数目清晰 观察染色体的最佳时期 记忆口诀：形定数晰赤道齐 有丝分裂后期 特点： 1.着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体 2.纺锤丝牵引子染色体移向细胞两极 记忆口诀：粒裂数倍均两极 与纺锤丝的牵引无关 结果： 细胞两极各有一套与亲代细胞中形态和数目完全相同的染色体 使染色体数目加倍 染色单体消失 有丝分裂末期 特点： 1.染色体解螺旋变成细长而盘曲的染色质 2.纺锤体逐渐消失 3.核膜、核仁重新出现 4.在赤道板位置出现细胞板（真实结构）， 细胞板扩展形成新的细胞壁 记忆口诀：两消两现新壁建 与高尔基体有关 有丝分裂结果 1.一个细胞分裂成两个子细胞 2.每个子细胞中含有的染色体数目和 亲代细胞的相等 说明有丝分裂有何重要意义？ 有丝分裂意义 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子代之间保持了 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 遗传性状 遗传物质DNA DNA复制 “细胞中染色体平均分配”等同于“细胞中遗传物质/DNA平均分配”吗？ 染色体平均分配使核DNA平均分配 而质DNA（如叶绿体、线粒体中）间期复制后随机分配到两个子细胞中 视频：高等植物细胞有丝分裂过程 1.染色单体形成于 ，消失于 ； 2.核膜、核仁消失于 ，重建于 ； 3.纺锤体出现于 ，消失于 ； 4.染色体出现于 ，消失于 ； 5.DNA加倍于 ，染色体加倍于 ； 6.观察染色体、纺锤体的最好时期 ； 7.能看到完整细胞结构的时期 ； 间期 后期 前期 末期 前期 末期 前期 末期 间期 后期 中期 间、末期 比比谁更快！！！ 1 2 3 4 5 6 7 8 排列顺序： 4 1 2 6 5 8 3 7 前期 中期 后期 末期 间期 间期 后期 末期 请说明下图中细胞处于什么时期，并排序。 视频：动物细胞有丝分裂过程 动植物细胞有丝分裂过程不同点 有无中心粒的倍增 有 高等植物无 低等植物有 纺锤体形成方式不同 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 中心体发出星射线形成纺锤体 细胞质分裂方式不同 细胞板扩展成细胞壁分隔细胞质 细胞膜凹陷将细胞缢裂为两部分 ▌图示某高等生物有丝分裂的某个时期 1）此生物是植物还是动物？_______。 判断的理由是:________________________ ______________________________________。 2）此细胞有________条染色体、________条染色单体。 3）它在进入分裂期之前的瞬间细胞中有________条染色体，________个DNA分子。 4）①和⑤两条形态、大小一样的染色体是经过________________________________形成的。 动物 有中心体无细胞壁；末期细胞膜内陷溢裂。 8 0 4 染色体复制后，又经着丝粒分裂 8 ￭ 实战演练 - 有丝分裂图形识别 一个细胞周期中染色体行为变化 时期 间期 前期 中期 后期 末期 染色体行为变化示意图 行为变化 染色体复制 实质：DNA复制 复制 染色体散乱分布在纺锤体中央 染色体的着丝粒排在赤道板上 螺旋缠绕 缩短变粗 染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成子染色体 子染色体在纺锤丝牵引下移向细胞两极 解螺旋 姐妹染色单体 着丝粒 思考：分裂间期核DNA存在于染色质丝中，分裂期染色质丝螺旋缠绕成棒状的染色体，这种变化有什么意义？ 便于解旋后进行DNA的复制和转录 利于遗传物质的平均分配 Lavf59.34.101 Lavf59.34.101 $$