摘要:
该高中生物学课件聚焦“细胞的增殖”核心内容,系统阐述细胞周期的定义、阶段划分、有丝分裂各时期特征(含染色体/DNA/染色单体数量变化)及动植物细胞有丝分裂差异,还涵盖无丝分裂及细胞不能无限长大的原因。课堂导入通过“象与鼠细胞大小差异”问题探讨,引导学生从生物体生长现象切入,衔接细胞数量与体积关系,逐步过渡到细胞增殖的概念、意义及方式,构建清晰的知识脉络支架。
其亮点在于融合科学思维与探究实践,通过表格对比不同细胞周期持续时间、曲线分析染色体/DNA数量变化规律、动植物有丝分裂特征对比表等建模方式,培养学生数据分析与归纳能力;设置“分裂间期活跃细胞器”等思考问题,结合视频资源辅助动态过程理解,落实探究实践要求。同时联系癌细胞案例探讨防治,渗透态度责任中的社会责任。学生能深化结构与功能观,提升科学思维,教师可借助资料中的直观图表与互动问题,高效组织教学,增强课堂参与度。
内容正文:
第1课时 细胞的增殖
1
【问题探讨】
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。
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?
无明显差异。
既靠细胞分裂增加细胞的数量,还靠细胞生长增大细胞的体积
非洲象 :8-11吨,肩高4.5m左右
小鼠:体重300g左右
多细胞生物体体积的增大,即生物体的生长,既靠细胞生长增大细胞的体积,也要靠细胞分裂增加细胞的数量。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细胞数量的多少。
大肠杆菌
单细胞生物
通过细胞增殖而繁衍,产生新个体
多细胞生物
受精卵
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、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。
2、意义:
一、细胞增殖
一个成年人大约拥有100万亿个细胞,这些细胞都源自一个受精卵细胞。
3
细胞增殖包括 和 两个连续的过程
物质准备
细胞分裂
细胞增殖具有周期性
物质准备—细胞分裂—物质准备—细胞分裂······
4、过程:
5、特点:
3、增殖方式
真核细胞:__________、__________、__________。
原核细胞_________。
二分裂
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
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。
②起点
③终点
①前提
二、细胞周期
分裂间期
(90%~95%)
分裂期
(5%~10%)
DNA分子复制
有关蛋白质的合成
细胞适度生长
根据染色体行为,
人为划分为前期、中期、后期、末期。
A
B
方法二:直线图
A B C D E F G
细胞周期:_____
分裂间期:_____
分 裂 期:_____
A-A
A-B
B-A
细胞周期:
分裂间期:
分 裂 期:
AC
AB
BC
CE
EG
CD
EF
DE
FG
先长后短
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。
②起点
③终点
①前提
二、细胞周期
细 胞
连续分裂:始终处于细胞周期中,如干细胞、根尖分生区细胞…
暂不分裂:暂时脱离细胞周期,但仍具有分裂能力,在一定条件下
可回到细胞周期中继续分裂,如记忆细胞、肝细胞…
永不分裂:永远脱离细胞周期,处于分化状态直到死亡,
如:成熟红细胞、神经细胞、根尖成熟区细胞…
下列细胞可能有细胞周期的是:
皮肤生发层细胞 骨髓造血干细胞 根尖,茎尖分生区细胞 癌细胞
精子 红细胞 神经细胞 受精卵
√
√
√
√
√
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
①不同生物细胞的细胞周期持续时间 (填“相同”“不同”或“不一定相同”,下同),同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间____________。
不一定相同
不一定相同
②显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时,大部分细胞处于分裂间期,是因为____________________________
____________。
③若要观察细胞的有丝分裂,应选择 __ 细胞,理由是____________________________
________________。
小鼠十二指肠上皮
细胞周期中分裂期所占时间相对较长,容易观察到处于分裂期的细胞
细胞周期中分裂间期持续的时间远比分裂期长
分析不同细胞细胞周期的持续时间/h
二、细胞周期
蛋白质
染色体
DNA
染色质丝
回忆:
染色体
染色质
高度螺旋、缩短变粗
解螺旋
染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种存在形态。
染色质和染色体的关系
三、有丝分裂
染色质
=DNA+蛋白质
着丝粒
复制
高度螺旋
染色质
染色质
染色体
染色质、染色体、染色单体、DNA分子之间关系
染色体与染色质只有形态上的差别,在复制过程和计数时,染色质等同于染色体。计数原则为一个着丝粒即一条染色体。
染色单体又称姐妹染色单体,是染色体复制后产生的两个通过着丝粒连接的部分;染色体复制前和着丝粒断裂后,不存在染色单体。
姐妹染色单体
染色单体
染色质有时被视为染色体
一条染色体
(不含姐妹染色单体)
(含一个DNA分子)
复制
一条染色体
(包括两条姐妹染色单体)
(含两个DNA分子)
染色体、姐妹染色单体、DNA关系
着丝粒
复制
姐妹染色单体
1.染色体数目=着丝粒数目
2.有染色单体时:
DNA数=染色单体数=2×染色体数
3.无染色单体时:DNA数=染色体数
注意:染色体数 = 着丝粒数
染色体复制后才有染色单体,着丝点分裂后又无染色单体
三、有丝分裂
染色质、染色体、染色单体、DNA分子之间关系
染色质有时被视为染色体
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1.分裂间期
特点:
①主要完成DNA分子的复制和
有关蛋白质的合成。
②细胞有适度的生长。
为分裂期进行物质准备。
③约占细胞周期的90%-95%。
结果:每条染色体有两条姐妹染色单体(呈染色质形态)
DNA数加倍;
染色体数不变。
染色体:
DNA:
染色单体:
0--8
4--8
4--4
【思考】此时比较活跃的细胞器有哪些?
线粒体和核糖体
13
(仁膜消失,两体现)
变化特点:
染色质高度螺旋化形成________,
____________解体消失,两极发出纺锤丝,形成________,
染色体散乱分布在________中央。
结果:
DNA数目、染色体数目_______,
但细胞出现染色体
纺锤体
纺锤体
不变
2. 分裂期——前期
间期
前期
染色体
核仁和核膜
染色体:
DNA:
染色单体:
8---8
4---4
8---8
特点:①在纺锤丝牵引下,染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。
②染色体形态比较固定,数目比较清晰,是观察染色体的最佳时期。
(形定数晰赤道齐)
2. 分裂期——中期
结果:
DNA数目、染色体数目______
不变
染色体:
DNA:
染色单体:
8---8
4---4
8---8
前期
中期
特点:①每个着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。
②染色体被纺锤丝牵引,平均分配到细胞两极。
2. 分裂期——后期
(粒裂数加均两极)
结果:
DNA数目不变,
染色体数目_____,
染色单体为_____。
0
加倍
染色体:
DNA:
染色单体:
8---8
4---8
8---0
后期
中期
后期结束
特点:①两消失:染色体逐渐变成染色质丝,纺锤丝逐渐消失。
②两出现:出现新的核膜、核仁。
③在赤道板位置出现细胞板,并由中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁。
后期
末期
末期结束
2. 分裂期——末期
【思考】此时比较活跃的细胞器是什么?
高尔基体
(两消两现重建壁)
染色体:
DNA:
染色单体:
8---4
8---4
0---0
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图形识别
指出下列各图分别属于植物细胞有丝分裂的什么时期?
前期
末期
间期
后期
中期
动物细胞的有丝分裂是怎样的呢?
动物细胞有丝分裂过程
中期
后期
间期
前期
末期
中心粒倍增
中心粒发出星射线
细胞膜从细胞的中部向内凹陷
植物:
动物:
动物细胞与植物细胞有丝分裂的相同点和不同点:
高等植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
不同 前期 细胞两极发出纺锤丝,
形成纺锤体 由间期倍增的两组中心粒
发出星射线,形成纺锤体
末期 细胞中部形成细胞板,
扩展形成细胞壁,
形成两个子细胞。 细胞膜从中部向内凹陷,细胞质缢裂成两部分,形成两个子细胞
相同 分裂过程基本相同,染色体变化规律相同,分裂间期染色体复制,分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中。
动物细胞与植物细胞有丝分裂的相同点和不同点:
与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
细胞器名称 作用时期 生理作用
核糖体
中心体
高尔基体
线粒体
间期(主要)
与相关蛋白质的合成有关
前期
发出星射线,形成纺锤体
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,
在前期移动发出星射线
三、无丝分裂
分裂过程:
细胞核先分裂,细胞质后分裂
没有出现纺锤丝和染色体
也有遗传物质的复制和平均分配
类型:蛙的红细胞
没有出现纺锤丝和染色体的变化,所以叫无丝分裂。
假定某生物体中一个体细胞核的染色体和DNA的含量为2n,填写下表:
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体
染色单体
2n
2n→4n
0→4n
2n
2n
4n
2n
4n
4n
4n
2n
4n
4n
0
0
染色质
复制
出现
染色体
着丝粒
排在赤
道板上
着丝粒分裂,染色单体分离移向两极成为染色体
染色体
又变成
染色质
2n
2n
2n
4n
4n→2n
2a→4a
4a
4a
4a
4a→2a
染色体数目变化规律:
一个核内DNA
含量的变化:
染色体行为变化:
决 定
有丝分裂
前 中 后 末
4n(a)
2n(a)
分裂间期
分裂期
(课本P117)
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
1.染色体数目的变化规律
变化原因?
变化原因?
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
细胞分裂.形成子细胞
一个细胞核内染色体、染色单体及其DNA数目的变化曲线
29
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
变化原因?
DNA复制
变化原因?
细胞分裂,
形成子细胞
2.DNA数目的变化规律
一个细胞核内染色体、染色单体及其DNA数目的变化曲线
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
变化原因?
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
变化原因?
着丝粒分裂,染色单体消失
3.染色单体数目的变化规律
一个细胞核内染色体、染色单体及其DNA数目的变化曲线
【练习】有丝分裂过程中:
染色单体形成于_________期,出现于____期,消失于____期,
纺锤体出现于_______期,消失于_____期;
核仁、核膜形成于____期,消失于___期。
着丝粒分裂发生在____期。
细胞板形成的时期____期
观察辨认染色体数目的最佳时期_____期
染色体复制、出现、加倍____________________
分裂间
后
前
末
末
前
后
末
中
间期、前期、后期
前
细胞有丝分裂的重要意义是什么?
将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,然后精确平均分配到两个子细胞中去。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遗传的稳定性。
复制
亲代细胞
子代细胞
染色体平均分配
三 有丝分裂
体细胞一般能够分裂_______次,但是有的细胞受到_________的作用,细胞中__________发生变化,就变成了_____________的、_____________的_________细胞,这种细胞就是癌细胞;
50-60
致癌因子
遗传物质
不受机体控制
连续进行分裂
恶性增殖
讨论:如何利用有丝分裂原理,预防和治疗癌症?
抑制DNA的复制
2mm
2mm
2mm
4mm
4mm
4mm
8mm
8mm
8mm
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
1.5
3
0.75
表面积/体积=
表面积/体积=
表面积/体积=
细胞不能无限长大的原因
扩散效率=
葡萄糖扩散的体积
整个细胞的体积
限制细胞长大因素:
(1)细胞的表面积与体积比值的制约。
(2)细胞核和细胞质的比值的制约。
细胞体积越大,相对表面积越小,细胞的物质运输效率越低。
细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
因为细胞中有众多的必需物质和细胞器,细胞太小就没有
足够的空间进行相应的生命活动,发挥相应的生理功能。
细胞越小越有利于细胞与外界的物质交换,细胞越小越好吗?
结果分析
1.什么时期的细胞数量最多?为什么?
分裂间期细胞最多,因为在一个细胞周期中,间期所占时间最长
2.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
3.若将洋葱根尖分生区细胞换成鳞片叶表皮细胞,能否看到染色体?为什么?
看不到。洋葱鳞片叶表皮细胞是不分裂的细胞,无细胞周期。
Lavf58.12.100
$