4.1细胞通过分裂增殖课件-2024-2025学年高一上学期生物浙科版（2019）必修1

第一节 细胞通过分裂增殖 橘子树在每年的4-5月开花，开花之后进行授粉，结果 学习目标 1探究细胞的大小和扩散作用的关系。 2简述细胞周期。 3制作装片并观察根尖细胞的有丝分裂过程。 大象和老鼠体内的细胞，谁更大呢？ 细胞不能无限长大的原因 人体大约有1014 个细胞，但我们都是由一个受精卵发育过来的，那么一个个体是如何由一个细胞发展而来的呢？ 生物体的长大，主要是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大？ 单细胞生物靠细胞体积的增大 多细胞生物靠细胞数目的增加 细胞进行有丝分裂是具有周期性的，所以，我们需要去了解每个细胞分裂的周期。那什么叫细胞周期呢？ 4 为什么细胞如此之小？ 细胞体积趋向于如此微小的原因是什么呢？细胞为什么不能无限长大？ 思考： 人体大约有1014 个细胞 02 教学导入 受精卵 (1)目的要求：通过建构物理模型，推断细胞大小与物质扩散的关系，领悟细胞不能无限长大的原因。 (2)探究问题：细胞体积越小，物质进出细胞就越容易吗？ (3)实验材料：含酚酞的琼脂块，塑料餐刀、防护手套、毫米尺、塑料勺、纸巾、烧杯，质量分数为0.1%的NaOH溶液等 (4)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和1cm的正方体 2. 将三块琼脂块放在烧杯内，加入NaOH溶液，将琼脂块淹没，慢慢转动琼脂块，使其均匀接触NaOH溶液。 3. 戴上手套，用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液中取出，用纸巾把它们擦开，用塑料刀把琼脂块切成两半。观察切面，测量每一块上NaOH扩散的深度。记录测量结果。 54 24 6 27 8 1 2 3 6 0.5 0.5 0.5 相同时间内,物质扩散进细胞的体积与细胞的总体积之比是否相同? 可以反映细胞的物质运输效率 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。 19/27 7/8 1 a 6a2 a3 6a2/a3 b a3-(a-2b)3 除a3 结论： 4、数据记录表 8 讨论 相同时间内NaOH在每一个琼脂块内扩散的深度相同 (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？ 琼脂块越大，琼脂块的表面积与体积之比随着变小 (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？ 表面积与体积之比为600，其物质运输效率非常高。 (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。 (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？ 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。 实验结论： 琼脂块的相对表面积随着琼脂边长的增大而减小，NaOH扩散的体积随琼脂块体积的增大而减小。 细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质扩散效率越低。 细胞不能无限长大的原因 1、细胞表面积与体积关系的限制：细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输的效率就越低。细胞体积小有利于细胞能完成各项生命活动。 2、受细胞核所能控制的范围制约：细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，细胞核能控制细胞范围有一定的限度。 受精卵 1个细胞 婴儿 20000亿个左右 成人 60000亿个左右 如何实现细胞数目的不断增加？ 细胞分裂经历细胞周期 有丝分裂 减数分裂 产生体细胞的主要方式 产生生殖细胞有关 活动：阅读课本115页，小组代表总结真核细胞的分裂方式类型 ★细胞周期：连续分裂的细胞，从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。 分裂间期 分裂期 （M期） 细胞周期 S期 G2期 G1期 合成DNA复制所需要的蛋白质以及核糖体的增生 DNA复制 合成M期所必需的蛋白质 表1：不同细胞的细胞周期持续时间（t/h） 表2：不同细胞的分裂间期、分裂期持续时间（t/h） 不同种类生物或同种生物的不同细胞，其细胞周期的长短不同 不同种类生物或同种生物的不同细胞，其分裂间期均长于分裂期。 观察： 所有的细胞都有继续分裂的能力吗 高度分化的细胞一般无继续分裂能力，如哺乳动物成熟红细胞、神经细胞、根尖成熟区细胞 试判断下列细胞有无细胞周期。 ①根尖分生区细胞　②胚胎干细胞　③皮肤生发层细胞　④神经细胞　⑤茎的形成层细胞　⑥口腔上皮细胞　⑦精子 有细胞周期:　　　　　　　　;  无细胞周期:　　　　　　。  ①②③⑤ ④⑥⑦ 下图表示细胞连续分裂的过程： 1.其中表示分裂间期的是哪一段？为什么？ 2.能表示一个完整的细胞周期的是哪一段？ a 和c a+b c+d b+c？ 2.根据右图所示，细胞有丝分裂的一个细胞周期应如何表示？ 乙→乙 染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 细胞分裂期（以植物细胞为例） 细胞周期中，细胞的分裂包括两个过程： 细胞核的分裂：主要是染色体变化 细胞质的分裂——胞质分裂 分裂期 前期 中期 后期 末期 一、实验材料与用具 洋葱，10%的盐酸，0.01g/mL 的龙胆紫（或醋酸洋红）溶液，光学显微镜，盖玻片，载玻片，培养皿2个，剪刀、镊子、滴管。 二、实验步骤 （1）洋葱根尖的生根培养 在实验课前3～4 d，将洋葱放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触瓶内的水面。注意经常换水。 21 成熟区 伸长区 分生区 根冠 2-3mm 洋葱根尖：略呈黄色，其结构包括根冠、分生区、伸长区和成熟区。 实验原理： ① 盐酸使植物细胞之间的果胶层松散，用盐酸处理植物的根尖，可以使根尖细胞彼此容易分开； ③ 高等植物体的分生区细胞能进行有丝分裂，用光学显微镜可以观察到有丝分裂各个时期细胞内染色体的存在状态，从而判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期； ② 龙胆紫或醋酸洋红等碱性染料可将染色体染成深色； 实验：制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片 剪根：待根长到5 cm长时，剪去生长旺盛、带有分生区的根尖2-3 mm（每天10:00-14:00时间段细胞分裂最活跃）。 （2）取材—根尖2-3 mm （3）解离—10%盐酸 10%盐酸解离10-15min：①能使植物细胞之间的果胶质层松散，从而使根尖细胞相互分离开来，以免因细胞重叠而影响观察结果。②将细胞杀死并使细胞停留在不同的分裂时期。 （4）漂洗—清水 清水漂洗10min：洗去材料中残余的盐酸，防止解离过度使细胞破裂、腐蚀镜头，同时也便于碱性染料染色。 （5）染色—龙胆紫溶液 0.01g/mL龙胆紫或醋酸洋红溶液染色1-2min：能将细胞中的染色体或染色质染成深色，便于在显微镜下观察。 （6）制片—载玻片和盖玻片 ①用镊子将根尖取出，用吸水纸吸去多余染液，放在载玻片中央并压扁弄碎②盖上盖玻片，并用手指轻轻按压。③覆盖上滤纸，用橡皮或笔端轻轻敲击盖玻片几下。 5.总结： 实验：制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片 （1）培养根尖 （2）装片制作: ① 解离：盐酸，目的： ② 漂洗：清水，目的： ③ 染色：龙胆紫或醋酸洋红，目的： ④ 制片：用笔端轻敲，目的： （3）观察: 先用低倍镜,找到呈正方形、排列紧密的分生区，再用高倍镜,找到各时期的细胞 使组织中的细胞分离 洗去组织中的解离液，利于染色 使染色体染色 使细胞分散开 可能会观察不到染色体 讨论： 1.通过按压盖玻片为什么能将根尖细胞分散开？ 根尖经盐酸解离，由于细胞间化学结构被破坏，使细胞之间的联系被打断，故只需要轻压玻片，根尖细胞就能分离开来。 2.显微镜视野中，根尖分生区中处于分裂期的细胞数目少于不分裂的细胞。这一现象说明什么？ 说明细胞周期中细胞处于分裂期的时间少于分裂间期。 3.如果时间足够长，就能在临时装片中看到一个细胞连续分裂的全过程。这句话对吗？ 根尖分生区的细胞经解离后已全部死亡。 （7）观察和绘图 先低倍镜观察，找到呈正方形的分生区；再高倍镜观察细胞分裂不同时期的图像。 洋葱根尖分生区细胞的特点：①细胞呈正方形，排列紧密。②细胞绝大多数处于分裂间期，分裂期的细胞数目极少。 间期 前期 中期 后期 末期 显微镜下的图像 前期 中期 后期 末期 植物细胞 前期 中期 后期 末期 一、准备阶段：分裂间期 核仁 染色质 核膜 特点： 分裂间期： G1期： S期： G2期： 合成DNA复制所需的蛋白质 核糖体的增生 DNA复制 合成M期所必须的一些蛋白质 线粒体和核糖体较活跃 进行活跃的物质准备，细胞有适度的生长 （假设未分裂的细胞有4条染色质） 1、染色体的成分是什么？ 2、染色质和染色体的关系是怎样的？ DNA和蛋白质 同样物质在细胞不同时期的两种存在状态 【知识回顾】 姐妹染色单体 着丝粒 说明： 1、染色体数以着丝粒数为标准 2、DNA数以线条数目为标准。 3、染色单体是特指连在一起的 姐妹染色单体 染色体复制的结果： DNA数目倍增 染色体（质）数目不变 形成姐妹染色单体 细胞周期 02 生物学 染色质、染色体、DNA、染色单体 着丝粒 条染色体 条染色单体 条染色体 个DNA分子 1 个DNA分子 1 0 1 条染色单体 2 2 染色单体 复制 注：复制后，DNA数目加倍，染色质（染色体）数目不变 染色体：数着丝点 DNA ：数条 染色单体：复制后有 细胞周期 02 生物学 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 纺锤丝 染色体 着丝粒 膜仁消失现两体 1、前期： 二、植物细胞有丝分裂：分裂期 ①出现染色体 ②出现纺锤体 ③核膜、核仁解体 ——前期最明显的变化 ——前期中较晚出现 ——较晚出现的变化 “两现” “两消” 膜仁消失现两体 核仁 染色质 核膜 间期 膜仁消失显两体 2、中期： 二、植物细胞有丝分裂：分裂期 膜仁消失现两体 染色体 ①每条染色体的着丝粒排列在 细胞中央“赤道面”上； ②染色体缩短到最小程度， 数目清晰。 观察和研究染色体最好的时是 。 赤道面 不是真实结构 中期 前期 形定数晰赤道齐 赤道面在显微镜下可以观察到吗？ 为什么有丝分裂要经历染色体排列在中央这样一个阶段呢？为了实现染色体的平均分配 3、后期 染色体 ①着丝粒分为两个 ②纺锤丝牵引染色体移向 细胞两极 二、植物细胞有丝分裂：分裂期 ——姐妹染色单体分离为 两条独立的染色体 产生完全相同的两套染色体 中期 粒裂数增均两极 着丝粒的分开是自发引起还是被纺锤丝拉扯开？ 如果着丝粒丢失，染色体就失去了附着到纺锤丝上的能力。染色体就会随机进入子细胞，异常分配 4、末期 核膜 细胞板 细胞壁 子细胞 二、植物细胞有丝分裂：分裂期 ①染色体变成染色质 ②纺锤体消失 ③核膜、核仁出现 “两现” “两消” 高尔基体、线粒体较活跃 染色体 后期 ___________出现大量囊泡，内含有_____________,转化为_______，发展成_______，形成两个子细胞。与植物细胞的________的活动有关。 赤道面位置 细胞板 细胞壁 高尔基体 纤维素和果胶 两消两现重开始 子细胞 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的相等。分裂后形成的子细胞继续分裂，就进入下一细胞周期的间期状态。 有丝分裂 03 生物学 后期 前期 中期 间期 末期 子细胞 有丝分裂 03 生物学 有丝分裂 03 生物学 辨一辨 ① ② ③ ⑤ ④ ①：中期 ②：间期 ③：后期 ④：前期 ⑤：末期 5 8 7 6 4 3 2 1 G1：合成DNA复制所需的蛋白质以及核糖体的增生 S期：DNA复制 G2期：M期所需蛋白质的合成 染色体出现，纺锤体出现。 核膜核仁消失。 染色体散乱地排列在细胞中央。 着丝粒排列在赤道面上。 着丝粒分裂，姐妹染色单体成为染色体，纺锤丝拉向两级。 染色体消失，纺锤体消失，核膜核仁出现。 赤道面位置出现细胞板，逐渐形成新的细胞壁。 间期 末期 后期 中期 前期 核膜 核仁 染色质 有丝分裂各时期的主要特征 前期 中期 后期 末期 植物细胞 前期 中期 后期 末期 动物细胞 ①间期 动物细胞中有中心体，在间期已复制出两组中心体。 由两个中心粒垂直排布，只存在于动物细胞和低等植物细胞 ②前期 中心体发出的纺锤丝形成纺锤体。 ③末期 胞质分裂方式不同 动植物细胞有丝分裂比较： 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂 相同点 间期 不 同 点 前 期 末 期 分裂过程基本相同。染色体变化规律相同：分裂间期完成染色体复制，分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中去。 两极发出纺锤丝，形成纺锤体 细胞膜向内凹陷，裂成两个子细胞 细胞板向两边扩展形成细胞壁 无中心体的复制 完成中心体的复制 中心体移到两极，发出纺锤丝形成纺锤体 有丝分裂 03 生物学 总结细胞有丝分裂中相关结构的变化规律 细胞结构 变化规律 纺锤体 形成(前期)→消失(末期) 核膜、核仁 消失(前期)→重建(末期) 中心体 倍增(间期)→移向两极(前期)→平均分配(末期) 区分有丝分裂过程中细胞器的作用与分配 细胞器名称 细胞类型 作用时期 生理作用 核糖体 动、植物 间期(主要) 有关蛋白质的合成 中心体 动物、低等植物 前期 纺锤体的形成 高尔基体 植物 末期 细胞壁的形成 线粒体 动、植物 整个细胞周期 提供能量 （1）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之后，精确地平均分配到两个子细胞去。 细胞有丝分裂的意义 （2）由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代细胞之间，保证了遗传性状的稳定性。 考点一 细胞增殖的周期性 间期 0 4N 2N 染色体变化规律 前期 中期 后期 末期 着丝点断裂，染色单体分开，染色体数目加倍 间期 0 4N 2N DNA变化规律（核内的DNA数量变化） 前期 中期 后期 末期 DNA分子复制 DNA均分 间期 0 4N 2N 染色单体变化规律 前期 中期 后期 末期 DNA分子复制 着丝点断裂，染色单体分开，形成染色体 Henrietta Lacks，一位出生于美国弗吉尼亚州种植烟草农户家的黑人女性，曾经生育了5个孩子。1951年1月，30岁的Lacks发现自己的腹部出现了一个硬块，随即前往约翰·霍布金斯大学医院接受治疗。诊断结果显示，Lacks患上了子宫颈癌。在其不知情的情况下，其主治医生采集了Lacks身上的癌组织标本。同年10月，Lacks去世了，但是从Lacks身上采集的细胞却没有死亡，出现了生长迹象，每隔24小时细胞数量就增加一倍，并被称为“不死”细胞。 癌细胞可以无限制地分裂 “活着” 至今繁殖了18000代 海拉细胞（HeLa cell） 海拉细胞属于什么细胞？它有什么特点？ “永生” 癌细胞可以无限的分裂 ① 1.概念 2.特征 四、癌细胞可以无限制地分裂 ② ③ ④ ⑤ ⑥ 癌细胞的特点 正常细胞一般只能分裂50~60次 癌细胞的细胞周期失控，不受正常生长调控系统的控制 癌细胞 特点一：癌细胞拥有无限增殖的能力 ①能够无限增殖 ②细胞表面粘连蛋白减少，细胞黏着性减少，具有变形运动能力，癌细胞容易扩散、转移 一个细胞发生了突变形成癌细胞 肿瘤形成 癌细胞进入血液 癌细胞的特点 巨核、双核或多核 无接触抑制现象 3.成因 内因： 外因： 影响 抑癌基因 原癌基因 激活 丧失 与细胞增殖相关基因，维持正常细胞周期必需基因。 抑制细胞增殖，促进细胞分化和抑制细胞迁移。 生物因子 化学因子 物理因子 紫外线、电离辐射等 吸烟时烟雾中的物质、亚硝酸盐等 某些病毒、细菌、霉菌等 注意： （1）不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因，正常细胞中也存在原癌基因和抑癌基因。 （2）原癌基因和抑癌基因是一类基因，共同对细胞的分裂起调节作用。 （3）接触致癌因子不一定就会引发细胞癌变，只有致癌因子引起原癌基因和抑癌基因发生改变，才会导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。 小组合作：讨论恶性肿瘤的防治措施 1.不吸烟、不酗酒：烟草中含有许多致癌物质，如尼古丁、焦油等。酗酒导致肝癌、食道癌。 2.少吃熏煎炸烤食品，多吃蔬菜和水果。 3.多参加运动，增强体质提高免疫力。 4.尽量避免接触物理的、化学的和病毒的各种致癌因子。 Lavf58.45.100 Lavf59.16.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.42_sync_fix $$