6.1细胞的增殖课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦细胞增殖，涵盖细胞不能无限长大的原因、细胞周期、有丝分裂过程及意义等核心知识。课堂以象与鼠细胞大小差异问题导入，衔接系统结构功能观，从静态功能过渡到动态变化，构建知识支架。 其亮点在于通过立方体模型计算表面积与体积比培养科学思维，结合洋葱根尖有丝分裂实验强化探究实践，渗透结构与功能观的生命观念。帮助学生提升科学探究能力，为教师提供系统的教学活动设计和知识脉络梳理。

第六章 细胞的生命历程 作为系统的细胞 物质组成 —物质观 系统的结构 系统的功能 系统的发展和变化 宏观认识 （第一章） （第三章） （第二章） （第四、五章） （第六章） 结构功能观 （时间 维度） 相适应 相对静态 相对动态 第六章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖 细胞的增殖 一头成年的非洲象体重能够达到8吨，而成年褐家鼠的体重则仅有一百多克。 象与鼠相应器官或组织的细胞大小是否也有很大差异呢？ 生物体长大主要是依赖细胞数量增多还是细胞体积的增大呢？ 象与鼠相应器官和组织的细胞在大小上无明显差异。 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。 思维训练 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= 相对表面积 比表面积 细胞的表面积和体积的比值与细胞的大小有什么关系？ 细胞越大，其表面积与体积的比值越小。 思维训练 物质同样扩散深度0.5cm，扩散部分体积占比多少？ V扩=V-(a-1)3 边长 2mm 边长 4mm 边长 8mm 琼脂块的边长/mm 表面积/体积 （相对表面积） 葡萄糖扩散深度/mm 葡萄糖扩散体积/整个细胞体积（物质运输效率） 2 4 8 3 1.5 0.75 0.5 0.5 0.5 7/8 37/64 169/512 思维训练 从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？ ①细胞越大,表面积/体积的比值越小,细胞的物质运输的效率越低。 细胞不能无限长大的原因： ① ②核质比限制 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？ 细胞不是越小越好，因为容纳细胞器和酶等需要一定的空间 鸡蛋等卵细胞体积大，不利于与外界进行物质交换，其体积大的意义是什么？ 储存较多营养物质，为早期胚胎发育提供养料。 细胞增殖概述 大肠杆菌 单细胞生物 通过细胞增殖而繁衍，产生新个体 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、细胞增殖的定义：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。 2、细胞增殖的意义： 多细胞生物 细胞增殖概述 生殖细胞形成方式 体细胞数目增加 蛙的红细胞 3. 细胞增殖类型 细胞增殖概述 A B 细胞增殖的方式是哪一种呢？ 细胞增殖过程包括__________和___________的两个连续的过程。 物质准备 细胞分裂 遗传物质越分越少 亲代子代细胞遗传物质一致 细胞增殖概述 … … 物质准备 再分裂 分裂一次 物质准备 分裂 分裂一次 物质准备 再分裂 分裂一次 细胞增殖具有周期性 细胞周期 定义：___________的细胞，从一次分裂______时开始，到下一次分裂_______时为止，为一个细胞周期。 连续分裂 完成 完成 连续分裂 暂停分裂 不再分裂 发育中的受精卵、早期胚胎细胞、干细胞、根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、皮肤生发层细胞、癌细胞等。 暂时不增殖，在适当的刺激下可重新进入细胞周期。如肝细胞、肾细胞、淋巴细胞等。 高度分化的细胞不再分裂，无细胞周期。如神经细胞 、肌纤维细胞等。 （有细胞周期） 细胞周期 左图中 分裂间期是指： 分裂期是指： 细胞周期是指： a、c、e b、d b-c或者d-e B A 分裂间期 分裂期 左图中 分裂间期是指： 分裂期是指： 细胞周期是指： A→B B→A B→B b-c或者d-e 细胞周期 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 分裂间期所占细胞周期90%-95% 有丝分裂 在真核细胞内，体细胞的增殖方式主要是有丝分裂。有丝分裂根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。 染色质和染色体是 在细胞 的两种存在状态。 同一物质 不同时期 高度螺旋缠绕、缩短变粗 解螺旋 染色体(姐妹染色单体) 着丝粒 着丝粒 染色体的成分： 主要是蛋白质和DNA 染色体结构 姐妹染色单体 着丝粒 着丝粒分裂 DNA复制和 有关蛋白质合成 蛋 白 质 DNA ①分裂间期： ②分裂期： 高度螺旋化 缩短、变粗 着丝粒____ 染色体(质)____ 染色单体____ DNA____ 1条 0 着丝粒____ 染色体(质)____ 染色单体____ DNA____ 1条 1个 2条 着丝粒____ 染色体____ 染色单体____ DNA____ 1个 1条 2条 着丝粒____ 染色体____ 染色单体___ DNA____ 2个 2条 0 1条 2条 2条 2条 染色体数：与着丝粒数相等。 DNA分子数：有染色单体时与染色单体数相等，无染色单体时与染色体数相等。 1个 有丝分裂最核心的任务 将复制后的一个着丝粒上连接的两个DNA均分到两个子细胞中 有丝分裂总览 植物细胞有丝分裂显微照片 模式图 分裂间期特点 分裂间期的特点：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞适度生长。 核膜 核仁 染色质 分裂间期 分裂期M S期 G1期 G2期 染色体: DNA: 染色单体: 间期： 4→4 4→8 0→8 G1期：RNA、DNA聚合酶等的合成 S期：（DNA合成期）DNA的复制 G2期 ：RNA、分裂有关酶的合成 （在光学显微镜下看不见分裂间期的变化） 分裂前期特点 纺锤丝 着丝粒 染色体 (1)特征： 口诀：膜仁消失现两体 (2)数量变化：染色体数: DNA数: 染色单体数: ①核仁逐渐解体，核膜逐渐消失 ②出现染色体、纺锤体 （由细胞两极发出的纺锤丝形成） ③染色体散乱排列 前期 4 8 8 前期 分裂中期特点 (1)特征： 口诀：形定数晰赤道齐 (2)数量变化：染色体数: DNA数: 染色单体数: ①染色体的着丝粒排列在赤道板 ②染色体形态固定，数目清晰。 （是染色体观察及计数的最佳时期） 4 8 8 染色体 中期 赤道板(虚拟的) (空间位置) 中期 分裂后期特点 (1)特征： 口诀：粒裂数增均两极 (2)数量变化：染色体数: DNA数: 染色单体数: ①着丝粒分裂，姐妹染色单体分开， 成为两个染色体。 （染色体数目加倍） ②形成的两套相同的染色体，由纺锤丝牵引着分别移向细胞两极。 4→8 8 8→0 子染色体 后期 后期 着丝粒是自己断裂的，跟纺锤丝牵引无关。 分裂末期特点 (1)特征 口诀：两消两现重开始 (2)数量变化：染色体数: DNA数: 染色单体数: ①染色体、纺锤体消失 ②核膜、核仁出现 8→4 8→4 0 细胞板 核膜 核仁 染色质 末期 细胞壁 子细胞 ③赤道板的位置出现细胞板，逐渐形成细胞壁，将细胞一分为二。 末期 小试牛刀 间期 后期 前期 末期 前期 末期 前期 末期 间期 后期 中期 间、末期 1.染色单体形成于 ，出现于_____，消失于 ； 2、核膜、核仁消失于 ，重建于 ； 3、纺锤体出现于 ，消失于 ； 4、染色体出现于 ，消失于 ； 5、DNA加倍于 ，染色体加倍于 ； 6、观察染色体、纺锤体的最好时期 ； 7、能看到完整细胞结构的时期 ； 前期 小试牛刀 1 2 3 4 5 6 7 8 排列顺序： 4 1 2 6 5 8 3 7 分裂中的数目变化 染色 体数 染色 单体数 DNA数 间期 前期 中期 后期 末期 4 4 4 8 4 0→8 8 8 0 0 4→8 8 8 8 4 分裂中的数目变化 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 2N 4N 0 2N 2N 4N 2N 4N 4N 4N 4N 4N 0 0 2N 4N 4N 2N 4N 注意：染色体数 = 着丝粒 染色体复制后才有染色单体，着丝粒分裂后又无染色单体 分裂中的数目变化 数学模型建构：请尝试在坐标系上做出单个细胞内染色体、DNA和染色单体在有丝分裂一个细胞周期中随时间变化图。（假设该生物的体细胞核染色体数量为2N） 间期 0 4N 2N 前期 中期 后期 末期 细胞周期 分裂中的数目变化 2N 4N 着丝粒一分为二 细胞一 分为二 染色体数目 分裂中的数目变化 2N 4N DNA复制（S期） 细胞一 分为二 DNA数目 分裂中的数目变化 2N 4N DNA复制（S期） 细胞一 分为二 染色单体数目 着丝粒一 分为二 分裂中的数目变化 1 2 DNA复制（S期） 着丝粒一 分为二 每条染色体的DNA含量 分裂中的数目变化 0.5 1 染色体数/DNA数 动物细胞有丝分裂 阅读P114，说明动物细胞与植物细胞有丝分裂的不同点 前期 间期 中期 后期 末期 中心体由一对中心粒组成，在分裂间期倍增，成为两组 两组中心粒移向两级，两组中性粒周围发出星射线，形成纺锤体。 末期，不形成细胞板，细胞膜从中间向内凹陷，缢裂为两部分 动物细胞有丝分裂 间期 前期 末期 区别 植物 动物 图像 纺锤体的形成方式 子细胞形成方式 由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体 细胞板向周围扩展形成细胞壁 由中心粒发出的星射线形成纺锤体 细胞膜从中部向内凹陷，缢裂成两个子细胞 有无中心粒加倍 无中心粒的倍增 (低等植物细胞除外) 有中心粒的倍增 有丝分裂相关细胞器 细胞器名称 生理作用 活跃的时期 线粒体 (动、植物) 提供能量 整个细胞周期 核糖体 (动、植物) 有关蛋白质的合成 整个细胞周期， 但主要是间期 中心体 (动物、低等植物) 发出星射线， 形成纺锤体 前期 高尔基体 (植物) 细胞壁的形成 末期 中期 末期 末期 后期 后期 前期 间期 前期 间期 中期 动植物有丝分裂 有丝分裂的意义 间期完成DNA复制 高度螺旋化成为染色体 排在细胞中央 着丝粒分裂 复制后的两个DNA均分到两个子细胞 前期 中期 后期 末期结束 有丝分裂的意义：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。 癌细胞 特点： 不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞 成因： 细胞受到致癌因子的作用，遗传物质发生变化 正常细胞的分裂：在机体的精确调控之下进行的，在人的一生中，体细胞一般能够分裂50—60次 癌细胞 无丝分裂 蛙的红细胞无丝分裂示意图 细胞核延长 缢裂成两个细胞核 缢裂成两个子细胞 过程： （了解） 蛙的红细胞 举例： 无丝分裂也有染色体复制、DNA复制 探究·实践 观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂 实验原理：各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。高倍镜观察染色体的存在状态，进而可判断有丝分裂时期。 染色剂：碱性染料（如甲紫溶液或醋酸洋红液） 注意：碱性染料并非碱性！ 探究·实践 根冠 分生区 （无液泡） 伸长区 （正方形、紧密） （有液泡） 成熟区/根毛区 （有液泡） （长条形） 观察对象： 洋葱根尖分生区细胞 根尖 探究·实践 实验步骤：培养 实验前3～4d，将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面； 装置放在温暖处； 待根长约5 cm时取用； 探究·实践 实验步骤：制片（解离——漂洗——染色——制片） 解离 取材：取根尖2~3mm。应剪取生长旺盛、带有分生区的根尖。一般在10:00∽14:00取材比较好，因为此时洋葱根尖细胞分裂最活跃。 取材时只能剪根尖2～3 mm，而不能过长是因为若剪得过长会包括 ， _____________无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。 伸长区 伸长区 探究·实践 ④目的： ②解离液： 质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按体积比1：1混合。 3~5 min，以根尖酥软为宜 用药液使组织中的细胞分离开来。 ③时间： 过长：解离过度，染色体易被破坏 过短: 解离不充分，细胞不能相互分离 注意：此时细胞已死亡，并将保持死亡时的状态 探究·实践 漂洗 解离液 解离液 清水 清水 操作：用清水漂洗10分钟 目的：洗去解离液，防止解离过度 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。 探究·实践 染色 染色剂：质量浓度0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红溶液）。 染色时间：3-5min 时间过长，使其他结构也被着色，影响观察效果, 时间过短，染色体不能完全着色。 目的：使染色体着色 清水 甲紫溶液 探究·实践 制片 滴清水 碎根尖 压片 操作：用镊子将根尖放在载玻片上，加一滴清水。并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片。然后用拇指轻轻按压盖玻片。 目的：使细胞分散开来，有利于观察。 探究·实践 实验步骤：观察 1. 低倍镜观察，找到分生区细胞（呈正方形，排列紧密）；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 2. 调节显微镜的放大倍数，使视野中看到约50个细胞，统计各个时期的细胞数并记录；转移视野到另一个区域再观察统计记录。 探究·实践 分裂间期，因为分裂间期时间占比90%-95%。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。 猜测：计数结果中，处于哪个时期的细胞数量最多？ 视野中某时期细胞数 视野中各时期细胞总数 某时期持续时间 细胞周期持续的时间 = 细胞周期 间期 分 裂 期 前期 中期 后期和末期 实验小组1计数细胞个数 43 4 1 2 实验小组2计数细胞个数 44 3 0 3 …… …… …… …… …… 全班计数细胞个数 880 67 18 85 计数细胞总数 1 000 各时期细胞数地百分比 88.0 6.7 1.8 3.5 Lavf58.28.100 $