4.1细胞通过分裂增殖课件-2025-2026学年高一上学期生物浙科版必修1

细胞通过分裂增殖 第四章 细胞的生命历程 是你细胞比我大吗？ 你好小哈哈哈 大象的体重大约是老鼠的10万倍，它们的细胞大小是不是有很大的不同呢？ 事实上，大象的细胞几乎和老鼠的细胞一样大，大小直径一般是10微米。不仅如此，各种动物细胞的大小也基本相同。这是为什么？ 为什么细胞如此之小？为什么细胞长到一定大小后就停止生长？是什么使细胞停止生长？ 探究问题：模拟细胞的大小与物质扩散的关系 含酚酞的琼脂块，塑料餐刀，塑料勺，培养皿，吸水纸，直尺，250ml的烧杯，0.1%NaOH溶液等 NaOH扩散进入琼脂快，遇酚酞呈紫红色 模拟细胞 制备琼脂块 用塑料餐刀将含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm的立方体。 1cm 2cm 3cm 实验步骤： 探究问题：模拟细胞的大小与物质扩散的关系 制备琼脂块 浸泡 把三块立方体的琼脂块放在烧杯内，加入0.1%的NaOH溶液将琼脂块淹没。用塑料勺不停地翻动琼脂块3 min。注意不要将琼脂快翻破。 探究问题：模拟细胞的大小与物质扩散的关系 制备琼脂块 浸泡 切割 取出琼脂块放在垫着吸水纸的培养皿中将溶液吸干，用塑料餐刀把每一琼脂块切成两半。 探究问题：模拟细胞的大小与物质扩散的关系 测量 制备琼脂块 浸泡 切割 切面上NaOH扩散的深度 1cm 3cm 2cm 深度 探究问题：模拟细胞的大小与物质扩散的关系 计算、记录 琼脂块的 边长/cm 琼脂块的 表面积/cm2 琼脂块的 体积/cm3 比值 （表面积/体积） NaOH扩散 的深度/cm 扩散 效率 3 2 1 0.3 0.3 0.3 1cm 3cm 2cm 0.3cm 0.3cm 0.3cm 探究问题：模拟细胞的大小与物质扩散的关系 (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？ 相同时间内NaOH在每一琼脂块内扩散的深度相同。 讨论、分析细胞的大小与扩散作用的关系 琼脂块的 边长/cm 琼脂块的 表面积/cm2 琼脂块的 体积/cm3 比值 （表面积/体积） NaOH扩散 的深度/cm 扩散 效率 3 2 1 6 24 54 1 8 27 6 3 2 0.3 0.3 0.3 (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，这两个序列之间有什么关系？ 琼脂块的越小，相对表面积越大 琼脂块的 边长/cm 琼脂快的 表面积/cm2 琼脂快的 体积/cm3 比值 （表面积/体积） NaOH扩散 的深度/cm 扩散 效率 3 2 1 6 1 6 24 8 3 54 27 2 0.3 0.3 0.3 0.963 0.657 0.488 讨论、分析细胞的大小与扩散作用的关系 (3)计算边长为0.01 cm的细胞模型的表面积与体积之比，推测扩散效率与细胞大小 之间的关系是什么？ 为600；细胞越小，相对表面积越大，物质扩散效率越高。 NaOH扩散体积 / 琼脂块总体积 1.物质扩散效率限制了细胞无限增长 细胞与外界的物质交换效率限制了细胞不能无限长大，因此当细胞达到一定 的大小后就会分裂或者停止生长。 为什么细胞如此之小？是什么限制了细胞增长？ 2.核质之比限制了细胞无限增长 细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，是遗传物质的储存库。细胞核中的 DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限，所控制的细胞大小与核的 大小成比例。 是你细胞比我大吗？ 你好小哈哈哈 大象的体重大约是老鼠的10万倍，它们的细胞大小是不是有很大的不同呢？ 各种动物细胞的大小也基本相同。多细胞生物的长大主要是通过细胞分裂导致细胞数目的增多。 有丝分裂 减数分裂 —— 真核生物体细胞增殖的主要方式 一种特殊的有丝分裂 与真核生物产生有性生殖细胞有关 真核细胞的分裂方式 细胞分裂 精细胞、卵细胞 连续分裂的细胞从一次分裂结束到下次分裂结束所经历的整个过程。 1 概念： 细胞的分裂经历细胞周期 细胞周期 分裂期(M期) 分裂间期 G1期： S期： G2期： 2 组成： 合成DNA复制所需的蛋白质， 核糖体的增生 DNA的复制 合成M期所必需的一些蛋白质 分为前期、中期、后期、末期 不同细胞的细胞周期，时间长短一般不相同。 细胞类型 细胞周期 蚕豆根尖分生区细胞 17.3 小鼠十二指肠上皮细胞 15.3 人的肝细胞 22 细胞类型 分裂间期 分裂期 蚕豆根尖分生区细胞 15.3（t/h） 2.0（t/h） 小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 人的肝细胞 21 1 人的宫颈癌细胞 21.5 1.5 在细胞周期中，分裂间期的时间总是长于M期。 细胞周期 3 特点： 1.如图表示细胞连续分裂的过程： (1)图中表示分裂间期的是哪一段？为什么？ a或c表示分裂间期；因为分裂间期所占的时间比例大。 (2)图中能表示一个完整的细胞周期的是哪一段？ ab段或cd段。 分析细胞周期 2.根据如图所示，细胞有丝分裂的一个细胞周期应如何表示？ 乙→甲→乙(顺时针)。 3.下列细胞中具有细胞周期的是哪些？ 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人口腔上皮细胞　⑦精细胞 ①②③⑤ 核心归纳 (1)连续分裂的细胞才有细胞周期 例如，受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、 癌细胞(不正常分裂)等。 (2)以下细胞不具有细胞周期 ①分化程度高的细胞不再分裂，因此不具有细胞周期，如神经细胞，表皮细胞。 ②有些细胞分裂结束后不再进行分裂，因此不具有细胞周期，如卵细胞。 不是所有细胞都有细胞周期 跟踪训练 1.(2024·衢州高一期末)某兴趣小组同学开展了“模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系”的实验，每个琼脂块中NaOH扩散的深度如图中阴影所示(琼脂块中数据表示未被扩散部分的长度)。下列相关叙述错误的是 A.NaOH在不同边长的琼脂块内扩散的 速率相同 B.细胞相对表面积越大，细胞的物质 运输效率越低 C.为得到好的扩散效果，实验中需要不停地翻动琼脂块 D.NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率 √ 2.科学家追踪蚕豆根尖分生区细胞连续分裂，得到的数据如图。据此判断，蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期时间为 A.2 h B.19.3 h C.21.3 h D.38.6 h √ 跟踪训练 3.（2020·浙江1月选考）下列关于用不同方法处理与培养小鼠骨髓细胞的叙述，正确的是（　　） A.用缺乏营养物质的培养液培养，会使M期细胞减少 B.用蛋白质合成抑制剂处理，不影响G1期细胞进入S期 C.所有的高等动物细胞都具有细胞周期 D.用仅含适量3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液培养，M期细胞的数量增加 A （1）缺乏营养（或蛋白质合成抑制剂处理）影响蛋白质的合成，使细胞停留 在 期，无法进入S期。 （2）抑制DNA复制，细胞停留在 期，无法进入G2期。 G1 外界因素对细胞周期的影响 S 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．染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 分裂间期结束之后，细胞就进入分裂期。开始进行细胞分裂。在分裂间期的复制的DNA如何平均分配到两个子细胞中呢？在真核细胞内，这主要通过有丝分裂来完成的。 23 ② ① ③ ④ 核被膜 间期 —— 准备阶段 核仁 染色质 核基质 S期 DNA复制 结果：DNA数目_____，染色质数目_________,形成姐妹染色单体。 不变 加倍 姐妹染色单体 姐妹染色单体 间期 —— 准备阶段 蛋白质 染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种状态，细丝状染色质可以高度螺旋化形成棒状的染色体。 A B C D E 阅读课本，仔细观察下图，按细胞周期进行排序： 间期 前期 1.最明显的变化是____________出现，其散乱分布。 3.同时核膜开始解体(形成小泡)、_______消失。 2.前期中较晚，两极发出纺锤丝，形成______________。 染色体 纺锤体 核仁 前期 前期 中期 1.染色体的__________整齐地排在纺锤体的中央。 2.染色体继续变短变粗，中期的染色体缩短到最小程度, ______________ 最佳时期。 着丝粒 赤道面 观察、计数 中期 中期 后期 后期 1.________一分为二，________________分离成为两条独立成的染色体， 染色体数目加倍。 2.分离的染色体以________速率分别被纺锤丝拉向两极。 着丝粒 相同 后期 姐妹染色的单体 2.胞质分裂。来自于__________的囊泡聚集成一个细胞板，进一步发展成为 细胞壁，进而产生两个子细胞。 1.两套染色体到达两极后，染色体伸展，呈现__________状态，___________ 重新出现，纺锤体也消失。 后期 末期 细胞板 新细胞壁 染色质 核膜、核仁 末期 高尔基体 末期 动植物细胞有丝分裂的比较 动物细胞含有中心体，在G2时期已有一对中心体。 前期这一对中心体移向细胞两极，又中心体发出纺锤丝形成纺锤体。 末期在赤道面上向内凹陷，形成环沟，渐渐加深，最后溢裂成两个子细胞。 复制 染色体平均分配 亲代细胞的染色体经过 后，精确地平均分配到两个子细胞中去。 在生物的亲代与子代之间保持了 的稳定性。 复制 遗传性状 意义： 1.有丝分裂某时期的模式图如下。下列关于该图所对应时期的叙述中，错误的是（       ） A．该时期观察不到核仁和核膜 B．该时期最明显的变化是细胞核内出现染色体 C．此时每条染色体由两条并列的姐妹染色单体组成 D．该时期中较晚的时候出现了由丝状纤维组成的纺锤体 √ 跟踪训练 2.果蝇是研究细胞分裂常用的材料。下列关于果蝇细胞分裂过程中叙述错误的是（ ） A.前期，一对中心体分开并移到细胞的两极 B.中期，染色体高度螺旋化利于确定染色体数目 C.后期，细胞每一极都含有染色单体 D.末期，质膜向内不断凹陷冰并逐渐形成环沟 √ 3.下图甲、乙分别表示植物细胞、动物细胞的子细胞形成过程。请回答下列小题：   1.下列关于图甲的叙述，正确的是（       ）． A．①表示细胞膜 B．②表示核膜解体后的小泡C．③表示新细胞壁 D．④表示子细胞 2下列关于甲、乙两图的叙述中，正确的是（       ） A．两图中消失的纺锤体均由中心体发出 B．③、⑥均出现于细胞的“赤道面”位置 C．两图均有核膜的重建及染色体的出现过程 D．两图均实现了细胞质中各种物质和结构的均等分配 4.(2024·衢州高一期末)如图是某生物细胞的有丝分裂模式图，下列相关叙述正确的是 A.上述细胞在细胞周期中出现的顺序是c→a→d→e→b B.d图为观察染色体形态的最佳时期，此时的赤道面清晰可见 C.细胞分裂时纺锤丝由中心体发出，c图细胞核中染色体数和DNA数相等 D.e图染色体数是a图中的两倍，c图与d图所示时期中核DNA含量相同 √ A图 B图 染色体数目 染色单体数目 每条染色体上DNA数目 DNA数目 A图 B图 相关数目分判断 画一画：染色体/核DNA/染色单体的数目变化曲线图 间期 0 8 4 前期 中期 后期 末期 核DNA数目 间期 0 4N 2N 前期 中期 后期 末期 在有丝分裂过程中，细胞中的DNA数量的减半发生在末期形成子细胞时，即末期结束时；而细胞核中的DNA减半发生在后期着丝点分裂以后，即细胞核中DNA的减半比细胞中的减半时间提前。 39 间期 0 4N 2N 前期 中期 后期 末期 染色体数目 间期 前期 中期 后期 末期 0 4N 2N 染色单体数目 跟踪训练 fg段每条染色体含两条染色单体，因此一条染色体含两个DNA分子，D错误。 2.如图是细胞有丝分裂过程中一个细胞 核中DNA含量变化曲线和染色体数量 变化曲线，下列有关曲线的分析错误的是 A.ab段核DNA含量上升的原因是DNA的复制 B.gh段染色体数量加倍的原因是着丝粒分裂 C.cd段核DNA含量下降一半的原因是DNA已平均分配到2个子细胞核中 D.fg段一条染色体含一个DNA分子 √ 1.实验材料 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 细胞分裂旺盛 不分裂 少量细胞分裂 成熟区 伸长区 分生区 根冠 ② 细胞核内的染色体(质)易被 染成深色。可以通过高倍镜观察 细胞中染色体的形态和位置，从而判断细胞所处的分裂时期。 ① 使植物细胞之间的 松散，使细胞分散，利于观察。 盐酸 果胶质层 碱性染料 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 2.实验原理 3．方法步骤： 根尖的培养 取洋葱，使其底部接触到水，待根生长到2-5cm长时就可以用于实验观察。 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 3．方法步骤： 根尖的培养 ①解离： 制作临时装片 所用试剂： 解离目的： 解离时间： 解离程度： 质量分数为10%的盐酸 使组织中的细胞彼此分离 3-5min 根尖酥软 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 3．方法步骤： 根尖的培养 制作临时装片 (1)解离时间过长或者过短分别会有什么影响？ 解离时间过短导致解离不充分，细胞不能分离开；时间太长会解离过度使细胞结构破坏。均不利于观察。 (2)解离后的细胞是死的还是活的？ 已被盐酸杀死，没有活性。 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 3．方法步骤： 根尖的培养 ②漂洗： 制作临时装片 漂洗液： 漂洗时间： 漂洗目的： 每秒1滴的速度加到洋葱根尖上，持续1min 洗去组织中的解离液，防止解离过度，影响染色 清水 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 3．方法步骤： 根尖的培养 制作临时装片 ③染色： 染色液： 染色时间： 染色目的： 向根尖滴加1滴龙胆紫染液，染色1-2min 使染色体着色 0.01g/mL的龙胆紫染液 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 3．方法步骤： 根尖的培养 制作临时装片 能否先染色再漂洗？并说明理由。 不能；解离后一定要彻底漂洗，否则残留的解离液(盐酸)会继续破坏细胞，同时盐酸也影响染色剂染色的效果。 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 3．方法步骤： 根尖的培养 ④制片：染色结束后将整条根置于载玻片上，用吸水纸吸取多余染液，用剪刀把根尖尖端的2-3mm减下，并轻轻压扁，滴加3-4滴清水。盖上盖玻片，用拇指垂直快速下压，将根尖压散成雾状。 制作临时装片 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 3．方法步骤： 根尖的培养 ④制片：染色结束后将整条根置于载玻片上，用吸水纸吸取多余染液，用剪刀把根尖尖端的2-3mm减下，并轻轻压扁，滴加3-4滴清水。盖上盖玻片，用拇指垂直快速下压，将根尖压散成雾状。 制作临时装片 伸长区 取材时只剪取2～3 mm，而不能过长的原因是若剪得过长会包括_______，该部位不进行细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 3．方法步骤： 根尖的培养 ④制片：染色结束后将整条根置于载玻片上，用吸水纸吸取多余染液，用剪刀把根尖尖端的2-3mm减下，并轻轻压扁，滴加3-4滴清水。盖上盖玻片，用拇指垂直快速下压，将根尖压散成雾状。 制作临时装片 经过解离过程，细胞已经彼此分离，只是比较松散地堆在一起，所以按压盖玻片可以将其分散开，成为单层细胞。 通过按压盖玻片为什么能将根尖细胞分散开？ 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 3．方法步骤： 根尖的培养 在低倍镜下寻找到根尖分生区的近正方形的细胞后，转换高倍镜辨认细胞中染色体的形态和位置，识别有丝分裂不同时期的细胞。 制作临时装片 在细胞周期中，分裂间期时间长，分裂期时间短。 观察发现，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？ 观察 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 3．方法步骤： 根尖的培养 在低倍镜下寻找到根尖分生区的近正方形的细胞后，转换高倍镜辨认细胞中染色体的形态和位置，识别有丝分裂不同时期的细胞。 制作临时装片 这个观点是错误的，经过解离的过程，细胞已经死亡，不能再继续分裂。 有同学认为“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”。对此你有什么想法？ 观察 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 A B C D E 实验结果 中期 前期 末期 后期 间期 1.用高倍镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂。下列叙述正确的是（ ） A.处于分裂间期和中期的细胞数量大致相等 B.视野中不同细胞的染色体数目可能不相等 C.观察处于中期细胞，可清晰的看到赤道面和染色体； D.可看到间期细胞内被染成深色的染色质结构 2.用光学显微镜观察洋葱鳞片叶表皮时看不到染色体，这是因为( ) A.显微镜的放大倍数不够大 B.该细胞无细胞核 C.该细胞通常不分裂 D.没有给细胞染色 只有间期的染色质状态 √ 3.(2015·浙江1月学考)如图为某同学观察洋葱根尖细胞有丝分裂永久装片时， 在显微镜下观察到的视野。下列叙述正确的是(　　) A.细胞①不着色，细胞②、③、④着色 B.向左下方移动装片可将细胞②移到视野中央 C.观察一段时间后，细胞③将分裂成两个子细胞 D.细胞④染色体数目加倍 √ 5.某同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如图所示。 造成这种情况的原因可能是( ) ①取材位置不合适 ② 制片时压片力量不合适 ③视野选择不合适 ④解离时长不合适 ⑤取材时间不合适 A. ②③ B. ②⑤ C. ①③⑤ D. ①③④ √ 洋葱根尖细胞一般在10:00-14:00分裂最活跃 癌细胞可以无限制地分裂 二 1 癌细胞的概念 在某些致癌因素的作用下，有的细胞会变得不受控制而 ，这种细胞就是癌细胞。 无限增殖 海拉细胞 例如：海拉细胞是20世纪50年代初从一个非裔女子海拉的子宫颈癌组织中分离出来的。这种细胞在体外培养，能够一代代地传下去，存活至今。 癌细胞可以无限制地分裂 二 2 癌细胞的特点 无限增殖 癌细胞的细胞周期失控，不受正常生长调控系统的控制，能持续的分裂与增殖，其分裂次数是无限的。 体内转移 癌细胞表面黏连蛋白很少或缺失，易于从肿瘤上脱落。许多癌细胞具有变形运动能力，容易在组织间转移。 形态结构发生变化 核形态不一，并可出现聚合双核或多核现象。 代谢旺盛，合成代谢超过分解代谢 代谢旺盛 线粒体功能障碍 失去接触抑制 癌细胞可以无限制地分裂 二 3 癌变的原因 原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持正常细胞周期所必需的。 内因 抑癌基因也称为抗癌基因，其产物能够抑制细胞增殖，促进细胞分化和抑制细胞迁移等。 细胞癌变与原癌基因的激活和抑癌基因功能的丧失有关。 癌细胞可以无限制地分裂 二 3 癌变的原因 如紫外线、电离辐射等； 物理致癌因子： 如：吸烟时烟雾中的物质、亚硝酸盐等； 化学致癌因子： 外因： 致癌因子 如：某些病毒、细菌、霉菌等。 生物致癌因子： 跟踪训练 3.自行动手去痣后引发恶性色素瘤导致死亡的病例并不鲜见，恶性色素瘤细胞的线粒体功能障碍是其癌变的特征之一。下列叙述错误的是 A.痣细胞并非癌变细胞 B.痣细胞与恶性色素瘤细胞获取能量的主要途径不同 C.恶性色素瘤细胞具有无限增殖的能力 D.恶性色素瘤细胞的蛋白质合成代谢与分解代谢都减弱 √ 恶性色素瘤细胞的蛋白质合成代谢与分解代谢都增强，D错误。 跟踪训练 4.(2024·浙江强基联盟高一联考)我国科研人员在国际上首次发现了位于22号染色体上的抑癌基因DEPDC5，揭示了DEPDC5突变与胃肠道间质细胞癌变的关系。以下相关叙述正确的是 A.DEPDC5编码的蛋白质会促进胃肠道间质细胞的异常增殖 B.原癌基因或抑癌基因发生突变，就会引起恶性肿瘤 C.胃肠道间质细胞发生癌变，分裂速度明显加快，但细胞周期不变 D.胃肠道间质细胞癌变后易转移与细胞表面粘连蛋白减少有关 √ 跟踪训练 DEPDC5属于抑癌基因，其编码的蛋白质会抑制细胞的异常增殖，A错误； 细胞癌变往往与原癌基因的激活和抑癌基因功能的丧失有关，B错误； 癌细胞可以无限增殖，胃肠道间质细胞发生癌变，其细胞周期变短，分裂速度加快，C错误； 癌细胞表面的粘连蛋白减少或缺失，细胞间的黏着性降低，易扩散和转移，D正确。 $