6.1 细胞的增殖 课件 2025-2026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 第一节细胞的增殖 一、学习目标 二、重难点 1.教学重点: （1）有丝分裂各个时期的特点。（2）有丝分裂的意义。 2.教学难点: (1)有丝分裂过程中染色体的行为变化及染色体和DNA的数量变化。 (2)观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂。 1.通过对细胞周期的学习，认识到生命活动的周期性。(生命观念) 2.概述细胞有丝分裂的过程,阐明细胞有丝分裂的重要意义。(科学思维） 3.能制作植物根尖分生区组织细胞有丝分裂的临时装片，观察、描述有丝分裂各个时期的特点。（科学探究） 问题探讨 ... 讨论： 象与鼠的个体大小相差十分悬殊。 1.请推测象与鼠相应器官和组织的细胞大小有 差异吗？ 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？ 细胞大小一般无明显的差异。 多细胞 生物体 细胞体积增大 细胞生长 细胞分裂 体积增大 依靠 依靠 依靠 细胞为什么不可以无限长大呢？ 思考： 细胞数量增多 一 、细胞不能无限长大 思维训练 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。 实验：细胞大小与物质运输的关系 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： (1)琼脂块的大小模拟细胞大小，NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。 (2)酚酞遇NaOH呈现______色。 紫红 (3)用NaOH的扩散效率反映细胞的物质运输效率。 NaOH在琼脂块中扩散的体积 琼脂块总体积 含酚酞的琼脂块 NaOH 细胞的边长/mm 表面积/mm2 体积/mm3 比值 （表面积/体积） 物质扩散的深度/mm 物质扩散的体积/ 整个“细胞”体积 2 0.5 4 0.5 8 0.5 一 、细胞不能无限长大 思维训练 2mm 2mm 2mm 4mm 4mm 4mm 8mm 8mm 8mm 24 8 96 64 384 512 1.5 3 0.75 3.实验过程： （1）现有3个大小不同的细胞模型,如下图所示,计算每个"细胞"的表面积与体积的比值。 （2）物质在细胞中的扩散速率是一定的，假定某种物质通过“细胞”后，向内扩散的深度为0.5mm。计算这3个“细胞”中物质扩散的体积与整个“细胞”体积的比值。 0.330 0.578 0.875 7/8 37/64 169/512 讨论: 一 、细胞不能无限长大 思维训练 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，细胞的表面积和体积的比值越小。 细胞越大，细胞的表面积和体积的比值越小，物质运输的效率越低。 细胞不是越小越好,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,细胞就不能进行相应的生命活动,发挥出相应的生理功能。 ②核质比的限制：细胞核的控制能力是有限的。一般来说，细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的。 细胞不能无限长大的原因： ①细胞相对表面积的限制：细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大； 总结: 二 、细胞增殖 细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。 1 概念： 2 意义： 3 方式： 真核细胞有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。 →产生生殖细胞，如精子、卵细胞 原核细胞： 二分裂 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。 (1)单细胞生物通过细胞增殖进行繁衍 (2)多细胞生物: 多细胞生物从受精卵开始，要经过细胞增殖和分化逐渐发育为个体 多细胞生物通过细胞增殖产生新细胞来补充已经衰老死亡的细胞 4 过程： 包括物质准备（分裂间期）和细胞分裂（分裂期）两个相连续的过程。细胞增殖具有周期性。 三 、细胞周期 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. ①前提 ②起点 ③终点 2 阶段： 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 阶段 （90%--95%） （5%--10%） 3 分裂间期： （1）概念：从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前 （2）特点： 分裂间期 G1期：DNA合成前期,主要进行RNA和有关蛋白质的合成(如DNA聚合 酶等),为S期DNA的复制做准备。 S期：DNA合成期，主要进行DNA的复制。 G2期：主要进行RNA和蛋白质的合成，为分裂期做准备。 G1期 S期 G2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合成,同时细胞有适度的生长。 三 、细胞周期 4 分裂期： 开始进行细胞分裂阶段，也称M期。分裂间期结束即进入分裂期。 分裂期最明显的变化是细胞核中染色体的变化 5 正确理解细胞周期： 不同细胞的细胞周期持续时间（t/h） 细胞类型 分裂间期/h 分裂期/h 细胞周期/h 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"连续分裂的细胞"才具有细胞周期; ②间期在前,分裂期在后； ③间期长,分裂期短； ④起止点：从一次分裂完成开始到下一次分裂完成结束。 不同细胞的细胞周期持续时间一般不同。 6 细胞周期的表示方法： 细胞周期： 分裂间期： 分 裂 期： 方法一：扇形图 方法二：直线图 A B B B A B B A 细胞周期： 分裂间期： 分 裂 期： a+b或c+d a或c b或d 时间长 时间短 课堂练习 1.下列关于细胞周期的说法，错误的是（ ） A.通常不同物种的细胞周期长度不同 B.有分裂能力的细胞不一定都有细胞周期 C.细胞周期会受到环境因素的影响 D.观察有丝分裂应选择细胞周期长的材料 不同物种的细胞周期的长短主要受基因控制，此外还受温度等外界条件的影响，不同物种的细胞所含有的基因不同，因此不同物种的细胞周期长度不同，细胞周期会受到环境因素的影响 只有连续进行分裂的细胞才具有细胞周期，因此具有分裂能力的细胞不一定都有细胞周期 细胞有丝分裂过程中，分裂期时间越长，占细胞周期的比例越大，观察到分裂期的细胞数越多，因此观察有丝分裂应选择细胞分裂期比例大的材料 四 、有丝分裂 (一)高等植物细胞有丝分裂： 有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。 1 分裂过程： （1）前期： 膜仁消失现两体 高度螺旋 缩短变粗 染色质 染色体 核仁逐渐解体、核膜逐渐消失。 间期 姐妹染色单体 着丝粒 染色体 细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体。 染色质丝螺旋缠绕，成为染色体。每条染色体包括2条姐妹染色单体。 染色体散乱分布于纺锤体中央。 四 、有丝分裂 （2）中期： 形定数清赤道齐 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一个平面（赤道板）上。 （赤道板，不是真实存在的） （3）后期： 粒裂数增均两极 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体；染色体数目加倍,子染色体由纺锤丝牵引着移向细胞两极。 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。 子染色体 两消两现建新壁 染色体变成染色质丝,纺锤丝逐渐消失。 染色体 染色质 解螺旋 （4）末期： （5）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。 出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核。 赤道板的位置出现细胞板，逐渐扩展形成新的细胞壁。 四 、有丝分裂 分裂后子细胞的其他去向 有的子细胞暂不分裂,但仍具有分裂能力,一定条件下可继续分裂,如B细胞。 有的子细胞分化为特定组织、器官的细胞,失去分裂能力。 拓展 癌细胞：致癌因子作用下，遗传物质改变，不受机体控制的恶性增殖细胞。 (二)动物细胞有丝分裂： 1 分裂过程： 动物细胞有丝分裂的过程，与植物细胞的基本相同。 间期 前期 后期 中期 末期 思考●讨论 动物细胞与植物细胞有丝分裂的相同点和不同点 3、动物细胞的有丝分裂与植物细胞的相比，在染色体的行为、染色体和DNA数量的变化等方面有什么共同的规律？ 1、动物细胞有丝分裂过程与植物细胞的有什么不同？ 2、细胞有丝分裂的重要意义是什么？ 观察动物细胞的有丝分裂模式图(上图)。讨论： 四 、有丝分裂 ✽在前期，染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗形成染色体，每条染色体由两条姐妹染色单体组成，此时染色体的数量不变，DNA的数量较体细胞加倍；在中期，染色体的着丝粒都排列在赤道板上；在后期，染色体的着丝粒分裂成两个，两条姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极，此时染色体的数量加倍，而DNA的数量保持不变；在末期，染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝，末期结束后子细胞中染色质和DNA的数量与亲代相同。 (二)动物细胞有丝分裂： 2 与植物细胞分裂的不同点： (1)间期:中心体倍增，数目加倍。 (2)前期：纺缍体的形成不同: (3)末期：形成子细胞的方式不同： 植物：由细胞两极发出纺缍丝形成纺缍体 动物：由两组中心粒发出星射线形成纺缍体 植物：在赤道板位置形成细胞细胞板 动物：细胞膜向内凹陷，缢裂成2个子细胞 植物 动物 无 (三)有丝分裂的意义： 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了遗传的稳定性。 四 、有丝分裂 1.染色体的行为变化： 五 、有丝分裂过程中DNA、染色体、染色单体的变化 间期 复制 高度螺旋 缩短变粗 前期 中期 后期 解螺旋 末期 2.数目变化： (假定生物体细胞中染色体数为2n,DNA为2C) 时期 项目 间期 前期 中期 后期 末期 DNA数目 染色体 染色单体 2N 4N 0 2C 4C 2N 2N 4N 4C 4C 4C 4N 4N 0 2C 4C 2N 4N 0 4N 3.有丝分裂曲线图： 五 、有丝分裂过程中DNA、染色体、染色单体的变化 （1）染色体数量变化曲线： c—d变化的原因是染色体均分进入两个细胞中 a—b变化的原因是着丝粒分裂 0 4N 2N 间期 前期 中期 后期 末期 b a c d （2）DNA数量变化曲线： a—b变化的原因是DNA分子复制 0 4N 2N 间期 前期 中期 后期 末期 b a c d G2 G1 S c—d变化的原因是细胞一分为二 每条染色体上DNA含量 0 2 1 间期 前期 中期 后期 末期 b a c d G1 S G2 染色体/核DNA含量 0 1 1/2 间期 前期 中期 后期 末期 b a c d G1 S G2 e 拓展 课堂练习 2.某同学观察根尖有丝分裂实验后，绘制的各时期细胞图如下所示。下列叙述错误的是( ) A.有丝分裂的细胞出现的先后顺序是①⑤②③ B.图中M为细胞板、N为核仁、P为星射线 C.细胞分裂过程中，核DNA的复制与染色体复制是同步进行的 D.细胞④内有蛋白质的合成，且合成场所为一种无膜结构的细胞器 有丝分裂的过程包括①前期、⑤中期、②后期、③末期 因图示为根尖细胞的有丝分裂，所以纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，图中P为纺锤丝 蛋白质的合成场所是核糖体，核糖体没有膜结构 课堂练习 3.已知图甲为某二倍体生物的细胞有丝分裂部分时期的示意图；图乙表示该生物的细胞分裂过程中，不同时期细胞内核DNA含量、染色体数、染色单体数的关系；图丙表示在细胞分裂的不同分裂时期每条染色体上的DNA含量变化。下列有关说法错误的是 A.图甲中与图乙中②时期相对应的细胞是Ⅰ B.图乙中表示核DNA含量的是字母a C.因为有中心体无细胞壁，所以该生物是动物 D.图丙的BC段分别对应图甲的Ⅱ和图乙的① B 1.无丝分裂： 六 、无丝分裂和二分裂 细胞在分裂过程中,没有出现纺锤丝和染色体的变化,所以叫作无丝分裂。 （1）概念： （2）过程： （3）实例： 蛙的红细胞的分裂。 2.二分裂： 原核生物（细菌） 探究 实践 . 七 、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1.实验原理 （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，因此在同一个分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。 （3）通过高倍镜观察细胞内染色体的存在状态，就可以判断细胞所处于有丝分裂的时期。 （4）染色体容易被碱性染料着色（如甲紫溶液或醋酸洋红溶液） 2.材料用具 洋葱;质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液(1:1);质量浓度为0.01g/ml或0.02g/ml的甲紫溶液（或醋酸洋红溶液） (1)、洋葱根尖的培养: 3.实验步骤: 取洋葱一个，放在广口瓶上。瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方培养。待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。 分生区细胞特点：细胞分裂旺盛,细胞呈正方形,排列紧密。 探究 实践 . 七 、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 3.实验步骤: (2).装片的制作: 流程：解离→漂洗→染色→制片 过程 方法 时间 目的 解离 上午10时至下午2时（洋葱分生区有较多的细胞处于分裂期），剪取洋葱根尖2~3mm，放入盛有盐酸和酒精混合液（1:1）的玻璃皿中，室温下解离。 3~5 min 用药液使组织中的细胞相互分离开来。 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。 10 min 洗去药液，防止解离过度。 染色 把根尖放入质量浓度为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。 3~5 min 甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色。 制片 用镊子将根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片。然后用拇指轻轻在按压盖玻片。 使细胞分散开来，有利于观察。 解离液 探究 实践 . 七 、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 3.实验步骤: (3).观察: 低倍镜观察，找到分生区细胞；高倍镜观察染色体的行为，先找中期图像，再移动装片找其余各时期图像。 高倍镜 低倍镜 间期 前期 中期 末期 后期 探究 实践 . 七 、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1.观察到的分生区细胞中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？ 讨论： 间期 细胞周期中大部分时间处于分裂间期 2.如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？ 观察到的不同时期细胞数目的多少，反映出各时期时间的长度。 细胞周期 样本1 样本2 总数 某时期的细胞数/细胞总数 分裂间期 43 48 91 88.3% 分裂期 前期 3 2 5 4.9% 中期 1 0 1 0.97% 后期 2 1 3 2.9% 末期 1 2 3 2.9% 计数细胞总数 103 100% 要想在视野中看到分裂期各个时期的图像，应怎样选材？ 在细胞周期中分裂期相对长的材料 4.(2023·衡阳检测)美花石斛的茎是名贵中药材，在一天中细胞分裂存在日节律性。如图1、2是某兴趣小组的实验结果，分裂期的细胞数占观察细胞总数的比值作为细胞分裂指数。下列说法正确的是 课堂练习 D A.选取新生茎尖作为实验材料的主要原因是茎尖伸长区细胞分裂旺盛 B.细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③ C.由图1可知，细胞周期中分裂期的细胞持续时间更长 D.由图2可知，在日节律上，9：00左右是美花石斛细胞分裂的高峰期 ③→⑤→④→①→② 练习与应用 二、拓展应用 一、概念检测 1.（1）X （2）.X 2. 0 4n 2n 间期 前期 中期 后期 末期 b a c d 染色体的数量 0 4n 2n 间期 前期 中期 后期 末期 b a c d G2 G1 S DNA的数量 略 下 课 $