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

一　细胞增殖和细胞周期 三 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 二 细胞的有丝分裂和无丝分裂　 6.1 细胞的增殖 一 、细胞增殖与细胞周期 2 问题探讨： 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？ 生物体的生长，是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大？ 无差异。器官大小主要决定于细胞数量的多少。 生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。 1.生物体的生长 （1）单细胞生物的生长 —— 细胞体积增大 问题1.细胞是否可以无限长大呢？ 思维训练P115——探究细胞不能无限长大的原因 一、细胞增殖 细胞不能无限长大的原因： ①受细胞表面积和体积关系的制约； （细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与外界的物质交换效率就越低） ②受细胞核控制范围的制约； 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞核所控制的细胞质的范围有一定限度。 5 一、细胞增殖 （2）多细胞生物的生长： （1）单细胞生物的生长 —— 细胞体积增大，通过细胞增殖而繁 衍，产生新个体。 既靠 _________ 增大细胞的体积，又靠_________ 增加细胞的数量。器官或个体的大小主要决定于_______________ 。细胞数量的增多是通过_____________来实现的 细胞生长 细胞分裂 细胞数量的多少 细胞分裂 1.生物体的生长 ①概念：细胞通过细胞分裂增加数量的过程，叫作细胞增殖 一、细胞增殖 2.细胞增殖 ②意义： 细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。 单细胞生物 多细胞生物 大肠杆菌 通过细胞增殖而繁衍，产生新个体。 受精卵 从受精卵开始，通过细胞的增殖和分化逐渐发育成个体。 衰老、死亡的细胞： 通过细胞增殖加以补充 ④细胞增殖的过程： 细胞增殖包括 和 两个相连续的过程。 细胞增殖具有周期性 物质准备 细胞分裂 ③方式： （1）真核细胞分裂的方式有： 。 （2）原核细胞分裂的方式 。 二分裂 有丝分裂 无丝分裂 减数分裂 一、细胞增殖 2.细胞增殖 体细胞 生殖细胞 物质准备—细胞分裂—物质准备—细胞分裂······ 8 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。 二、细胞周期 条件 起点 终点 注意：高度分化的细胞不具有分裂的能力，因此不具有细胞周期，如神经细胞、表皮细胞等及发生减数分裂的细胞无细胞周期。 只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如受精卵、干细胞、植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。 9 2.一个细胞周期包括两个阶段： 分裂间期和分裂期 分 裂 间 期 分 裂 期 ① 分裂间期： 从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前，分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成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。 ②分裂期（M期)核遗传物质的均分完成细胞的分裂。 二、细胞周期 ③间期在前，分裂期在后；间期长，分裂期短， 分裂间期大约占细胞周期的90%~95% 细胞周期的大部分时间处于分裂间期。 10 不同细胞的细胞周期持续时间（小时） 细胞类型 分裂间期 分裂期 细胞周期 分裂间期所占比例 蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3 88.45％ 小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3 88.23％ 人的肝细胞 21 1 22 95.45％ 人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22 93.18％ ①不同细胞的细胞周期，时间长短不同； ②不同细胞周期的分裂期或分裂间期占比重不一样。 02 不同细胞的细胞周期持续时间/h 结论： 二、细胞周期 3.分裂间期的物质变化 G1 (Gap 1) 主要进行RNA、 相关蛋白质（如DNA聚合酶）的合成 S (Synthesis) 主要进行DNA的复制 G2 (Gap 2) 主要进行相关蛋白质合成 DNA合成前期 DNA合成期 DNA合成后期 在细胞处于旺盛分裂的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于 期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的 期，以达到细胞周期同步化的目的。 分裂 间(S) 二、细胞周期 12 二、细胞周期 细胞周期的表示方法 细胞周期：_____ 分裂间期：_____ 分 裂 期： _____ B-B B-A A-B 方法二：直线图 A B C D E F G 方法一：扇形图 A B 细胞周期： 分裂间期： 分 裂 期： AC AB BC CE EG CD EF DE FG 先长后短 分 裂 间 期 分 裂 期 Ａ Ｂ 13 二、细胞的有丝分裂和无丝分裂 14 DNA、染色质和染色体之间有怎样的关系？ 同样的物质在不同时期的两种存在状态 一、染色质与染色体 DNA 蛋白质 染色质 染色体 16 染色体的臂 一条染色体 染色体复制 着丝粒 两条姐妹染色单体 一条染色体 染色体数以着丝粒数为标准 染色体数 染色单体数 DNA数 1 0 1 1 2 2 2 0 2 着丝粒分裂 一、染色质与染色体 17 分裂间期结束后开始进行有丝分裂。 注意：有丝分裂不包括分裂间期 核膜 核仁 染色质 完成DNA分子的复制（染色质复制） 和有关蛋白质的合成。 染色体数：4 DNA数:4—8 染色单体数:0—8 细胞适度生长 产生染色单体，DNA数加倍， 染色体数不变。 二、分裂间期——以高等植物细胞为例 数量不变产单体 18 分 裂 期 间 前期 中期 后期 末期 子细胞 有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，分为： 前期、中期、后期、末期 注意： 有丝分裂不包括分裂间期！ 纺锤丝 着丝粒 染色体 前期 染色单体 核膜 核仁 染色质丝 间期 纺锤体 三、有丝分裂的过程——以高等植物细胞为例 1.前期 纺锤丝 着丝粒 染色体 ②出现染色体、纺锤体 膜仁消失现两体 染色体数：4 DNA数:8 染色单体数:8 由细胞两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体。 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，这两条染色单体由一个共同的着丝粒连接着。 ①核膜核仁消失 ③染色体散乱地分布在纺锤体的中央 核仁逐渐解体，核膜逐渐消失 三、有丝分裂的过程——以高等植物细胞为例 1.前期 21 染色体 纺锤丝 着丝粒 前期 中期 2.中期 三、有丝分裂的过程——以高等植物细胞为例 ①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，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。 ②染色体形态比较稳定，数目比较清晰，纺锤体清晰，便于观察。 （染色体观察及计数的最佳时机） 染色体数：4 DNA数:8 染色单体数:8 赤道板是细胞中央的一个平面，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。是假想的平面，实际上不存在。 形定数晰赤道齐 子染色体 染色体 中期 后期 3.后期 三、有丝分裂的过程——以高等植物细胞为例 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，染色体数目加倍。 ②染色体在纺锤丝 的牵引下分别移向细胞两极 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，每一套染色体与分裂前亲代细胞的中染色体的形态和数目也相同。 粒裂数增均两极 着丝粒是自己断裂的，跟纺锤丝牵引无关。 染色体数：4-8 DNA数:8 染色单体数:8-0 染色体复制后才有染色单体，着丝粒分裂后又无染色单体 复制 着丝粒 姐妹染色单体 缩短加粗螺旋化 姐妹染色单体 染色质 着丝粒 分裂 有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成2条染色体 三、有丝分裂的过程——以高等植物细胞为例 细胞板 核膜 子染色体 后期 末期 4.末期 三、有丝分裂的过程——以高等植物细胞为例 ①每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝、纺锤丝逐渐消失 ②核膜、核仁出现，形成两个新的细胞核 ③赤道板的位置出现细胞板，逐渐扩展，形成新的细胞壁,细胞分裂成两个子细胞。 将细胞一分为二（板板壁）。 两消两现新壁建 染色体数：8-4 DNA数:8-4 染色单体数:0 细胞板 核膜 核膜 核仁 染色质 ①一个细胞分裂成两个子细胞 ②每个子细胞的染色体数目与亲代细胞相等。 ③分裂后形成的子细胞若继续分裂，进入下一个细胞周期的分裂间期。 三、有丝分裂的过程——以高等植物细胞为例 三、有丝分裂的过程——以高等植物细胞为例 前期 膜仁消失现两体 中期 形定数晰赤道齐 后期 粒裂数增均两极 末期 两消两现新壁建 前期 中期 后期 末期 间期 植物细胞 动物细胞 动物细胞有由一对中心粒构成的中心体，在间期（S期）复制，中心粒倍增。 四、动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别 28 区别 动物细胞 高等植物细胞 细胞分裂方式 有无中心体倍增 间期 纺锤体形成方式 前期 无 有 细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体 由两组中心粒周围发出星射线， 形成纺锤体 赤道板位置出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁 细胞膜向内凹陷，细胞缢裂成两个子细胞 末期是最根本的区别(因为低等植物有中心体) 四、动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别 29 复制 子代细胞 亲代细胞 分裂（染色体平均分配） ①特征：将亲代细胞的染色体进行复制（关键是DNA的复制）之后，精确的平均分配到两个子细胞中。 ②意义：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遗传物质的稳定性。 五、有丝分裂的意义 30 前期 （动物、低等植物） 与纺锤体的形成有关 间期（动植物） 与相关蛋白质的合成有关 末期（植物） 与细胞壁的形成有关 整个细胞周期（动植物） 提供能量 中心体 高尔 基体 线粒体 核糖体 六、与细胞有丝分裂相关的细胞器及其生理作用 31 间期 前期 中期 后期 末期 核DNA 染色体 染色单体 2N 4N 2N 4N 0 2N 2N 4N 4N 4N 4N 4N 0 0 4N 2N 4N 2N 4N 4N 2N 假定某生物体中一个体细胞核的染色体数和DNA的含量为2N 七、细胞中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 着丝粒 G1 前 中 后 末 2N 4N G2 S a b c d e ab：间期DNA复制，核DNA数目加倍 cd：末期时形成两个新的细胞核，核DNA数目减半 1.核DNA 七、细胞中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 33 2.染色体 G1 前 中 后 末 2N 4N G2 S bc：后期着丝粒分裂 de：末期结束，染色体 平均分配到两个子细胞中 a b c d e f 七、细胞中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 34 3.染色单体 G1 前 中 后 末 2N 4N G2 S 染色单体在______形成，在_____可见 间期 前期 bc：间期染色体复制形成 染色单体，一条染色 体上有两条染色单体 de：后期着丝粒分裂，染色单体消失 a b c d e f 七、细胞中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 35 G1 前 中 后 末 2N 4N G2 S 1.核DNA 2.染色体 3.染色单体 七、细胞中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 36 G1 前 中 后 末 G2 S 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 七、细胞中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 37 甲 2N 4N O 乙 2N 4N O 丙 2N 4N O 数量（个） 数量（个） 数量（个） 染色体 核DNA 染色单体 1.先看染色单体：染色单体可能是0，而染色体和DNA不可能是0 2.再看DNA和染色体：DNA可能是染色体的2倍，而染色体不可能是DNA的2倍。 八、根据柱状图判断有丝分裂时期 38 甲 2N 4N O 乙 2N 4N O 丙 2N 4N O 数量（个） 数量（个） 数量（个） 染色体 核DNA 染色单体 G2、前、中 后、末 G1、子细胞 3.根据染色单体变化判断各时期 八、根据柱状图判断有丝分裂时期 39 九、“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像 40 十、无丝分裂 2.特点 3.实例： 1.过程 ①细胞核先延长，核的中部向内凹陷，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 分裂过程中，没有出现纺锤丝和染色体的变化，但有DNA的复制 蛙的红细胞的分裂 41 十、无丝分裂 无丝分裂和有丝分裂都是真核细胞的分裂方式 a.无丝分裂是真核生物快速形成体细胞的方式，但不精确。 b.原核细胞的分裂也没有纺锤丝的形成，但不能叫无丝分裂，而是二分裂。 42 三、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 43 （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）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）通过在高倍镜下观察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； （4）染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液或醋酸洋红液）着色 一、实验原理 （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，识别有丝分裂的不同时期，比较细胞周期中不同时期的时间长短。 （3）绘制植物细胞有丝分裂简图。 二、目的要求 根冠 分生区 （无液泡） 伸长区 （方形、紧密） （有液泡） 成熟区/根毛区 （有液泡） （长条形） （1）根尖的培养 （2）装片的制作：解离→漂洗→染色→制片 （3）洋葱根尖细胞有丝分裂的观察：先低倍镜后高倍镜 （4）绘图(中期) 染色剂：质量浓度为0.01或0.02g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液） 解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精（1:1混合） 三、材料用具 四、方法步骤 1.洋葱根尖的培养 实验前3～4天，将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接触清水，置于温暖处培养，待根长至约5 cm 经常换水防止烂根 四、实验步骤 选材： 分裂能力旺盛的部位，如根尖、芽尖； 分裂期占细胞周期时间比例大； 染色体数目较少，便于观察。 剪取洋葱根尖2~3mm 过长包括伸长区，无细胞分裂。 48 2.装片的制作 ①目的： (1)解离 将剪取的洋葱根尖立即放入盛有解离液的玻璃皿中，在室温下解离3～5min。 杀死并固定细胞 使组织中的细胞相互分离开来。 ②时间太短： ③时间太长： 细胞间质未被溶解，细胞不易分散 解离过度，过于酥软且染色体成分会被破坏。 质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精（1:1混合） 四、实验步骤 49 2.装片的制作 (2)漂洗 待根尖软化后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗10min。 ①目的： 洗去解离液，防止解离过度，影响染色。 ②时间太短： 染色体不能完全着色 ③时间太长： (3)染色 其他部位被染色，无法辨识。 把根尖放入盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中染色3~5min。 ①目的： 使染色体着色 四三、实验步骤 50 2.装片的制作 (4)制片 用镊子将根尖取出，放在载玻片上，加一滴清水，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。 按压玻片掌握好力度，过轻，细胞分散不开；过重，会压坏玻片。 ①目的： 使细胞分散开来，有利于观察。 3.观察 先在低倍显微镜下找到 细胞(特点 ),将其移至视野中央,然后换上高倍显微镜,先找分裂___期的细胞,然后再找前期、中期、后期细胞。最后观察 的细胞。 分生区 细胞呈正方形,排列紧密 中 分裂间期 4.绘图 绘出植物细胞有丝分裂中期简图。 三、实验步骤 51 间期 前期 中期 后期 末期 四、实验现象 52 1.处于 期的细胞数目最多，原因是 。 不同时期细胞数目多少反映了 。 某时期的时间=洋葱细胞周期总时长× 。 分裂间 间期时间最长 该时期时间的长短 某一时期的细胞数占计数细胞总数的比例 2.不能观察到连续分裂的过程，要通过移动装片寻找不同时期的 细胞图像。原因是： 解离后细胞已经死亡，观察到的都是死细胞。 五、关于观察结果的分析 3.在同一视野中，可以看到处于不同分裂时期的细胞图像，说明 各个细胞的分裂不是同步的。 4.中期形态稳定，数目清晰，适于染色体的观察和计数。 53 视野中细胞 重叠严重 染色体几乎 未被染色 观察不到 分裂期细胞 实验异常现象分析 解离不充分， 没有压片 染色时间不够， 漂洗不充分 视野选择不合适， 取材位置、时间不合适 六、实验异常现象分析 54 染色单体eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(有→G2期、前期、中期（甲图）,无→后期、末期（乙图）、G1期（丙图）)) Lavf58.30.100 $$