6.1 细胞的增殖-【精讲课堂】2024-2025学年高一生物同步教学实用课件（人教版2019必修1）

第6章 细细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖 思考： (1)胚胎发育的过程中，细胞发生了什么变化？ 问题探讨 (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 细胞体 积增大 细胞数量增多 细胞生长 细胞分裂 主要 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 器官的大小主要取决于 问题探讨 (1)概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。 单细胞生物 多细胞生物 (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。 1.细胞增殖 SZ-LWH 一、细胞增殖 (3)过程： 包括物质准 备和细胞分 裂两个相连续的过程。 物质准备 细胞分裂 物质准备—细胞分裂—物质准备—细胞分裂······ (4)增殖方式： 生殖细胞形成方式 体细胞数目增加 蛙的红细胞 原核生物、原生生物 SZ-LWH 一、细胞增殖 科普：二分裂 SZ-LWH 一、细胞增殖 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 分裂期 分裂间期 中期 前期 后期 末期 子细胞 细胞周期 分裂期 间期 A B 分裂间期 （A→B） 分裂期 (B→A） 细胞周期 (A→A） （1）概念： （2）阶段 （5%--10%） （90%--95%） 物质准备：DNA分子复制，有关蛋白质合成，细胞适度生长 完成核遗传物质的平均分配 SZ-LWH 二、细胞周期 下列具有细胞周期的是 叶肉细胞（ ） 分生区（生长点）细胞（ ） 精子（ ） 植物形成层细胞（ ） 皮肤生发层细胞（ ） 哺乳动物成熟红细胞（ ） 胚胎细胞（ ） 造血干细胞（ ） 神经细胞（ ） 只有连续分裂的细胞才有细胞周期， 高度分化的细胞、分裂结束后不再继续分裂的细胞无细胞周期。 SZ-LWH 二、细胞周期 可连续分裂细胞：受精卵、造血干细胞、生发层细胞、 分生区细胞、 形成层细胞、癌细胞等 不再分裂细胞：精子、卵细胞、高度分化体细胞(红细胞、神经细胞等） 暂时不分裂细胞：肝细胞、肾细胞、记忆细胞等 不是所有细胞都有细胞周期 SZ-LWH 二、细胞周期 (3)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 ①间期在前，分裂期在后； ②间期长，分裂期短； ③以分裂完成时为界限 SZ-LWH 二、细胞周期 (4)不同细胞的细胞周期持续时间 1.细胞周期分为分裂间期和分裂期，分裂间期较长。 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 结论： 2.不同细胞的细胞周期长度不一样。 3.不同细胞周期的分裂期或分裂间期占比重不一样。 你能从表格中获取什么信息？ SZ-LWH 二、细胞周期 植物细胞分裂初步感知 三、植物细胞的有丝分裂 （在光学显微镜下看不见变化） 复制 染色质形态、行为的变化 分裂间期——物质准备 着丝粒 姐妹染色单体 DNA分子的复制 有关蛋白质的合成 细胞有适度的生长 高度螺旋、变短变粗 姐妹染色单体 三、植物细胞的有丝分裂 G1期 ( DNA合成前期) RNA、核糖体增多、主要合成DNA复制相关蛋白质 S期 ( DNA合成期 ) DNA的复制 G2期 (DNA合成后期) 主要合成分裂相关蛋白质 拓展：分裂间期的资料 三、植物细胞的有丝分裂 真核生物的细胞核中 DNA + 蛋白质 组成 三、植物细胞的有丝分裂 染色质 高度螺旋、变短变粗 （圆柱状或杆状） 分裂间期 解开螺旋、恢复细长丝状 染色体与染色质是同一物质在不同时期的不同存在形态。 着丝粒 着丝粒 （细丝状） 分裂期 染色体 姐妹染色单体 三、植物细胞的有丝分裂 特点： 核膜消失，核仁解体。 染色质丝螺旋缠绕，成为染色体。 两极发出纺锤丝，形成纺锤体。 膜仁消失现两体 前期—— 分裂期 三、植物细胞的有丝分裂 特点： 染色体形态固定，数目清晰，纺锤体清晰。 纺锤丝牵引使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上（称为赤道板）。 形定数清赤道齐 中期—— 分裂期 （染色体观察及计数的最佳时机） 赤道板 三、植物细胞的有丝分裂 特点： 着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离，变为两个染色体；染色体数目加倍。 形成两套相同的染色体，分别往两极移动。这两套染色体的形态和数目完全相同。 粒裂数增均两极 后期—— 分裂期 数:①染色体数目加倍；②无姐妹染色单体（为0） 三、植物细胞的有丝分裂 特点： 两套染色体到两极后，逐渐变成染色质丝，纺锤丝逐渐消失。 出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核。 出现细胞板，扩展形成新的细胞壁，将细胞一分为二。 两消两现板成壁 末期—— 分裂期 细胞板真实存在。高尔基体与细胞壁的形成有关。 三、植物细胞的有丝分裂 前期 中期 后期 末期 间期 植物细胞显微照片 植物细胞模式图 子细胞 有丝分裂的结果：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。 三、植物细胞的有丝分裂 染色体数 染色单体数 DNA数 1 0 1 1 2 2 2 0 2 染色体、染色单体和DNA的关系 复制 着丝粒分裂 三、植物细胞的有丝分裂 思考·讨论：有丝分裂各时期的特征 如图一所示是植物细胞有丝分裂过程示意图。 1.核膜、核仁有怎样的周期性变化? 核膜、核仁在每次细胞分裂的前期消失,末期重新出现。 2.纺锤体有怎样的周期性变化? 纺锤体在每次细胞分裂的前期形成,末期消失。 三、植物细胞的有丝分裂 3.某同学根据图一总结出有丝分裂各时期的染色体行为变化如图二: ①A~B是____期的变化。存在C状态染色体的时期有____期和____期。 ②A有___条染色体、___个DNA分子、无染色单体。B有___条染色体、___个DNA 分子、___条染色单体。 ③C中的3是________,1、2的关系是__________________,1、2每条染色单体上各有 ___个DNA分子,1和2组成的4有___条染色体。 间 前 中 1 1 1 2 2 着丝粒 互为姐妹染色单体 1 1 三、植物细胞的有丝分裂 思考·讨论：细胞周期中染色体、核DNA分子数目变化 假设某生物体细胞核内染色体数目为2N，*表示染色质。 相关变化 分裂间期 分裂期 前期 中期 后期 末期 染色体数目 2N* ___ ___ 2N→___ 4N→_____ 核DNA分子数目 2N→___ ___ ___ ___ 4N→___ 2N 2N 4N 2N* 4N 4N 4N 4N 2N 1.请将表中的数据填写完整。 三、植物细胞的有丝分裂 2.在下面的坐标系中画出染色体数目和核DNA分子数目的变化曲线。 三、植物细胞的有丝分裂 ①一个细胞中的DNA含量变化 分裂间期 前 中 后 末 2N 4N a b c d e ab：间期DNA复制 cd：末期结束，细胞一分为二 三、植物细胞的有丝分裂 ②一个细胞中的染色体数目变化 分裂间期 前 中 后 末 2N 4N bc：后期着丝粒分裂 de：末期结束，细胞一分为二 a b c d e f 三、植物细胞的有丝分裂 ③一个细胞中的染色单体数目变化 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 分裂间期 三、植物细胞的有丝分裂 3.分析每条染色体上DNA数目,填写表2中数据，并在坐标系中画出变化曲线。 项 目 分裂 间期 分　裂　期 子细胞 前 期 中 期 后 期 末 期 一条染色体上的DNA数目 1→2 __ __ __ __ __ 2 2 1 1 1 表2 三、植物细胞的有丝分裂 前期 分裂间期 中期 后期 末期 膜仁消失显两体 形数清晰赤道齐 粒裂数增均两极 两消两现板成壁 复制合成适度长 三、植物细胞的有丝分裂 四、动物细胞的有丝分裂与无丝分裂 动物细胞有丝分裂过程 四、动物细胞的有丝分裂与无丝分裂 1.动物细胞有丝分裂过程 四、动物细胞的有丝分裂与无丝分裂 高等植物有丝分裂 动物有丝分裂 前期 由 发出的 形成的纺锤体. 细胞两极 由 发出的 形成的纺锤体。 中心粒 末期 细胞中部形成 扩展形成 ，形成两个子细胞。 细胞板 细胞壁 细胞膜从中内陷，缢裂成两部分，分裂成两个子细胞。 星射线 间期 中心体倍增 一般无中心体倍增 纺锤丝 2.动物细胞与植物细胞有丝分裂的比较 四、动物细胞的有丝分裂与无丝分裂 细胞器名称 所在细胞类型 作用时期 生理作用 核糖体 中心体 高尔基体 线粒体 动植物细胞 间期（主要） 与相关蛋白质的合成有关 动物、某些低等植物细胞 前期 与纺锤体的形成有关 植物细胞 动植物细胞 末期 整个细胞周期 与细胞壁的形成有关 提供能量 中心体：复制在间期，移动在前期 3.与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 四、动物细胞的有丝分裂与无丝分裂 4.有丝分裂的意义 是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 。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。 四、动物细胞的有丝分裂与无丝分裂 5.真核细胞无丝分裂 特点：不出现纺锤丝和染色体的变化； （染色质、DNA也要进行复制，并且细胞要增大。） 实例：蛙的红细胞的分裂 过程： 细胞核延长 核缢裂 细胞质缢裂 形成两个子细胞 四、动物细胞的有丝分裂与无丝分裂 1.目的要求：通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之比，与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。 2.原理： a.NaOH和酚酞相遇成紫红色。 b.NaOH在每一块琼脂块中扩散的速率相同。 c.扩散速率用扩散的体积/整个琼脂快的体积。 3.材料用具：三个正方体琼脂块，（边长2mm、4mm和8mm。) (琼脂块的体积充当细胞的大小) 五、运用模型解释细胞不能无限长大 细胞不能无限长大的原因有很多。细胞的大小影响物质运输的效率，可以作为一种解释。 4.实验步骤 ①制备琼脂块：切取3块边长分别为8cm、4cm、2cm的含酚酞的琼脂块正方体 　　　　　 ↓ ②浸泡：质量分数为0.1%的NaOH溶液，将琼脂块淹没，浸泡10分钟 ↓ ③切割：捞取、干燥并均分琼脂块(注意：每两次操作之间必须把刀擦干) 　　　　 ↓ ④测量、记录、计算，得出结果 五、运用模型解释细胞不能无限长大 思考·讨论： （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。 S=6a2 V=a3 细胞模型的边长(mm) 表面积 (mm2) 体积 (mm3) 表面积/体积 2 4 8 24 8 3 96 64 384 512 1.5 0.75 (相对表面积) ①结论：细胞的表面积与体积之比随着细胞的增大而______； 减小 五、运用模型解释细胞不能无限长大 （2）物质同样扩散深度0.5mm，扩散部分体积占比多少？ V扩=V-(a-1)3 0.5mm 0.330 0.578 0.875 细胞模型的边长(mm) 表面积 (mm2) 体积 (mm3) 表面积/体积 葡萄糖向内扩散的深度(mm) 2 0.5 4 0.5 8 0.5 24 8 3 96 64 384 512 1.5 0.75 (相对表面积) ②细胞大小与物质运输的效率有什么关系? 细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率越低。 五、运用模型解释细胞不能无限长大 ③从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？ 细胞越大，与周围环境之间进行物质交换的效率就越低。 ④细胞是越小越好吗？并说明理由。 细胞的核质比例限制了细胞的长大 除此之外还有什么原因呢？ 不是； 组成细胞的结构(如核糖体等)和物质(如酶等)必须占据一定的空间，细胞内各种生化反应的进行也需要一定的空间，这些因素决定了细胞的体积不能太小。 五、运用模型解释细胞不能无限长大 可以用哪些材料观察细胞的有丝分裂过程，选择这些材料的原因？ 动物受精卵及早期胚胎 植物茎尖 植物根尖 具有较强的分裂能力 1.实验材料选取 六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂 ①在高等植物体内，有丝分裂常见于___________等分生区细胞，适宜条件下有丝分裂旺盛，易观察到处于______________的细胞。 ②有丝分裂的不同时期，细胞中 的行为不同。 ③细胞核内的染色体(质)易被碱性染料 染成深色。 根尖、芽尖 不同分裂时期 甲紫溶液 染色体 洋葱、质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液、 甲紫溶液或醋酸洋红液 2.实验原理 3.材料用具 六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂 成熟区：细胞壁薄，细胞膜薄，细胞质少，有大液泡。此外还长出了根毛，增大了吸水分和无机盐的表面积。它是吸收水和无机盐的主要区域，体现了结构与功能相适应。 根冠：根冠：细胞形状不规则，外层细胞粘液化，不能分裂，无液泡。它与土壤直接接触，易脱落。 分生区：个体小、排列紧密、呈正方形，有的细胞正在分裂，细胞壁薄、细胞核大。 生长区：细胞紧密排列，细胞呈长方形，细胞正在伸长。 六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂 六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂 第一步： 洋葱根尖的培养 （解离 — 漂洗 — 染色 — 制片） 第二步：装片的制作 第三步： 有丝分裂的观察 实验前5-6天，可以在家里取洋葱或大蒜鳞茎，清洗底部，放在装满清水的容器上，在温暖的地方培养，注意换水。待根生长至2-5cm时，可剪取生长健壮的根尖（乳白色部分是分生区）。 目的是增加水中的氧气，防止根进行无氧呼吸造成酒精中毒，出现烂根现象。 4.实验步骤 六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂 第二步：装片的制作 —— 剪取洋葱根尖 . 取材 —— 解离液：质量分数为15%的盐酸+体积分数为95%的 ，以1∶1的比例混合 目的：使组织中的细胞 . 时间：3～5 min程度： . 解离 —— 漂洗液：清水；时间：约10 min 目的：洗去药液，防止 . 2～3 mm 酒精 相互分离开来 根尖软化 解离过度 漂洗 过长包括伸长区，无细胞分裂 过长使根尖过分酥软，影响染色；过短会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。 漂洗是为洗去多余的盐酸，因此要保证足够的时间；不漂洗也会影响染色。 六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂 制片 —— 染色液：0.01 g/mL或0.02 g/mL的 溶液(或醋酸洋红液) 时间：3～5 min 目的：使 着色 染色 甲紫 染色体 ①载玻片中央滴一滴清水 ②镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片 ③并用手指轻轻按压。 使细胞分散开，便于观察。 方法： 目的： 请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开？ ①解离要充分；②用镊子弄碎；③压片。 六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂 实验结果 间期 后期 末期 中期 前期 结果分析 2、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 3、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 注意：观察到的不同时期细胞数目的多少，可反映出各时期经历时间的长度。 第三步：显微观察 1、从图中找出处于分裂间期，前期、中期、后期、末期的细胞。 分生区：细胞呈正方体形，排列紧密 六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂 一、概念检测 1. 洋葱根尖细胞中有 16 条染色体。判断下列相关表述是否正确。 （1）在显微镜下观察洋葱根尖细胞时，发现处于分裂期的细胞数量较多。 （2）在细胞周期的分裂间期中，细胞要进行染色体复制， 复制后染色体为 32 条。 2．在下面的坐标图中画出进行有丝分裂细胞的细胞周期中染色体和 DNA 的数量变化曲线。 ╳ ╳ 练习与应用 二、拓展应用 1．在细胞周期中，分裂间期持续的时间明显比分裂期长，你能对此作出合理的解释吗？ 2．细胞周期是靠细胞内部精确的调控实现的。如果这种调控出现异常，就可能导致细胞的癌变。因此，研究细胞周期的调控机制对防治癌症有重要意义。感兴趣的同学可以收集这方面的资料，了解其新进展。 分裂间期持续时间明显比分裂期长,这是因为在分裂间期,细胞要进⾏ DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成,即为分裂期进⾏物质准备,这都需要时间。 练习与应用 本节导图 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Lavf58.20.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.52(fixed_gap:False) Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Lavf58.18.100 $$