内容正文:
6.1 细胞的增殖
第六章 细胞的生命历程
以“伤口愈合”为真实情境,通过“为什么分裂—如何分裂—怎样保证精确—有何意义”的任务链,驱动学生从现象到本质构建细胞增殖概念,发展模型建构能力与生命观念。
1
情境导入
学生小凯打篮球时膝盖擦伤,皮肤破损出血;三天后伤口结痂;一周后伤口基本愈合,新皮肤长了出来。
1.伤口愈合过程中,皮肤细胞数量是如何增加的?
2.新长出来的细胞和原来的细胞一样吗?遗传物质会不会少一半?
3.细胞为什么不能无限长大,而要选择“一分为二”?
4.如果细胞分裂失控,会发生什么?
学习目标
重难点
重点
有丝分裂和无丝分裂
细胞增殖和细胞周期
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
任务一:细胞为什么要“一分为二”?——探究细胞不能无限长大
1
4
任务一:细胞为什么要“一分为二”?
任务探究
即时演练
探究新知
琼脂块越大,物质运输效率越高还是越低?这与细胞大小有什么关系?
扩散深度相同
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
=
高
中
低
任务一:细胞为什么要“一分为二”?
任务探究
即时演练
探究新知
①细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
②细胞的核质比例限制了细胞的长大。
细胞核中的DNA不会随细胞体积的增大而增加。
[细节] P115辩证题:所以细胞越小越好?
结论:细胞体积越大,其相对表面积(表面积/体积)越小,因此其物质交换效率越低,越不能满足细胞代谢的需要。
即时演练
任务探究
1.下列关于探究细胞大小与物质运输实验的叙述,不正确的是( )
A.实验的材料和试剂不能用土豆小方块和碘液替代
B.实验中,单位时间内红色进入深度与琼脂块体积大小无关
C.在相同时间内,NaOH在每一块正方体琼脂块上扩散的深度一样
D.相同时间内物质扩散进琼脂块的体积与其总体积之比可以反映细胞的物质运输效率
A
7
任务二:分裂是随机的吗?——认识细胞周期
2
8
任务二:分裂是随机的吗?——认识细胞周期
任务探究
即时演练
探究新知
阅读教材细胞周期示意图,分析:
1.一个细胞周期包括哪两个阶段?
2.分裂间期为什么持续时间特别长?
概念: 的细胞,从 开始,到 为止,为一个细胞周期。
连续分裂
一次分裂完成时
下一次分裂完成时
2.一个细胞周期包括两个阶段:
分裂间期
分裂期(M期):前、中、后、末
G1期、S期、G2期
90~95%
任务二:分裂是随机的吗?——认识细胞周期
任务探究
即时演练
探究新知
3.不同细胞的细胞周期持续时间
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
任务二:分裂是随机的吗?——认识细胞周期
任务探究
即时演练
探究新知
(1)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:
细胞周期中,分裂间期所占的时间长,因此观察细胞所处时期时,大部分细胞都处于分裂间期。
(2)不同生物或同一生物不同种类的细胞,细胞周期长短不一。
任务二:分裂是随机的吗?——认识细胞周期
任务探究
即时演练
探究新知
细胞周期表示方法
任务二:分裂是随机的吗?——认识细胞周期
任务探究
即时演练
探究新知
1.不同种类生物的细胞周期长短一般不同;
同种生物的不同细胞的细胞周期长短一般也不同。
2.并非所有的细胞都有细胞周期。
(1)只有连续分裂的细胞(如植物根尖分生区细胞、动物干细胞)才有细胞周期。
(2)一般来说,高度分化的细胞(如洋葱鳞片叶表皮细胞、神经细胞)失去了分裂能力,无细胞周期。
3.进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。
归纳总结
即时演练
任务探究
1.(2024·湖南常德一中月考)细胞周期包括分裂间期(G1期、S期、G2期)和分裂期(M期),据图分析。下列叙述正确的是( )
A.G1期合成的蛋白质中包括ATP合成酶、
RNA聚合酶、解旋酶等
B.S期完成了DNA和染色体的复制,
使它们的数目均加倍
C.M期合成大量纤维素,为细胞一分为二做准备
D.一次完整的有丝分裂包括G1期→S期→G2期→M期
A
细胞周期
14
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
3
15
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
DNA复制后,染色体数目变了吗?姐妹染色单体是什么关系?
模型建构:以两对染色体(4条)为例,用扭扭棒或磁贴模拟染色质、染色体、姐妹染色单体。
学生分组:用模型按顺序摆出各时期染色体行为,并说出关键变化。
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
DNA复制后,染色体数目变了吗?姐妹染色单体是什么关系?
着丝粒
复制
两条染色体、
无姐妹染色单体
着丝粒分裂
一条染色体、
两条姐妹染色单体
姐妹染色单体
1
2
3
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
DNA复制后,染色体数目变了吗?姐妹染色单体是什么关系?
同源染色体
同源染色体
阶段 1 2 3 4
着丝粒 1 1 1 2
染色体 1 1 1 2
DNA 1 2 2 2
染色单体 0 2 2 0
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
1.有丝分裂——分裂前的间期
核膜
核仁
染色质
②完成DNA分子的复制(染色质复制)和有关蛋白质的合成;
①细胞适度生长;
③产生 ,DNA数 ,染色体数 。
加倍
不变
染色单体
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
纺锤丝
着丝粒
染色体
1.有丝分裂——前期
②核仁逐渐解体,_____逐渐消失;
①染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为________;
③从细胞的两极发出纺锤丝,形成一个梭形的________;
核膜
纺锤体
染色体
④________散乱分布于纺锤体中央。
染色体
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
1.有丝分裂——中期
②染色体的形态和数目最清晰(螺旋化程度最高);
①纺锤丝牵引着________运动,使每条染色体的着丝粒排列在________上;
染色体
染色体
赤道板
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
1.有丝分裂——后期
②结果:___________暂时加倍, 消失,细胞的两极各有一套____________完全相同的染色体
①每个着丝粒分裂成两个,______________分开,成为两条染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动
姐妹染色单体
染色体数目
形态和数目
染色单体
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
1.有丝分裂——末期
细胞板
核膜
②出现新的______、______,形成两个新的细胞核;
①染色体变成__________,纺锤丝消失;
③________的位置出现一个细胞板,细胞板逐渐扩展,形成新的________;
核膜
赤道板
染色质丝
细胞壁
核仁
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
时期 间期 前期 末期
植物
细胞
动物
细胞
无中心
体的倍增
中心体
复制倍增
细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
中心体移到细胞两极,发出星射线形成纺锤体
细胞板扩展为细胞
壁,分割出子细胞
细胞膜由中间向内部凹陷,缢裂成两个细胞
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
时期/项目 染色体数目变化 染色单体
数目变化 核DNA
数目变化 每条染色体上的DNA分子数
间期
前期
中期
后期
末期
注意
2N
2N
2N
4N
4N
0→4N
2N→4N
4N
4N
2
2
1→2
4N
0
4N
1
4N→2N
0
1
4N→2N
复制不加倍,着丝粒断裂后加倍
复制后,着丝粒分裂前才有
随复制加倍,细胞分裂结束又恢复
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
G1
前
中
后
末
2N
4N
G2
S
后期着丝粒分裂
末期结束,染色体平均分配到两个子细胞中
b
c
d
e
f
细胞内染色体、DNA数目的变化
间期DNA复制
a
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
细胞内染色体与核DNA之比
G1
前
中
后
末
G2
S
1/2
1
ab:间期DNA复制,一条染色体上有2条DNA分子。
cd:后期着丝粒分裂,一条染色体上有1条DNA分子。
a
b
c
d
e
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
任务三:遗传物质如何精确分配?——探秘有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
意义:是将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)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。可见,细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。
有丝分裂的意义
即时演练
任务探究
3. (2025·广东揭阳模拟)如图是细胞中某两种物质的含量在分裂过程中的变化情况。下列叙述不正确的是 ( )
A.图中的虚线所代表的物质有两种不同的表现形式
B.图中的b~c段会发生着丝粒分裂
C.叶肉细胞中会出现如图所示变化,而细菌细胞中不会出现
D.a~b段细胞中有蛋白质和RNA的合成
C
叶肉细胞是高度分化的植物细胞,不能进行有丝分裂
30
任务四:亲眼见证分裂——观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
4
31
任务四:亲眼见证分裂——观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
1.实验原理
①高等植物的__________细胞(根尖、茎尖)有丝分裂较旺盛。
②细胞核内的染色体(质)容易被__________(龙胆紫或醋酸洋红)着色。
③由于各个细胞的分裂是___进行的,在同一分生组织中可以通过___________观察细胞内_______的存在状态,判断处于______________的细胞。
分生组织
碱性染料
独立
高倍显微镜
染色体
不同分裂时期
任务四:亲眼见证分裂——观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
2.试剂种类
Ⅰ.染色剂:
Ⅱ.解离液:
浓度为0.01或0.02g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液)
质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精(1:1)
盐酸能溶解果胶,细胞壁软化,并使细胞间的中胶层物质溶解,分离细胞
迅速杀死细胞,固定细胞的分裂相
任务四:亲眼见证分裂——观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
3.实验材料选择
选取分裂期占细胞周期时间比例相对较大的细胞
选择分裂旺盛的部位,如根尖、茎尖的分生区,不能选择表皮细胞,因表皮细胞一般不发生细胞分裂
Ⅰ.必须在分裂旺盛的时期,这样才能保证观察到较多处于分裂期的细胞
Ⅱ.剪取根尖不宜过长,太长会包括伸长区,伸长区无细胞分裂,增加了寻找观察细胞的难度
③取材:
①类型:
②部位:
任务四:亲眼见证分裂——观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
取材
解离
解离液:质量分数为15%的盐酸+体积分数为95%的酒精,以1∶1的比例混合(杀死并固定细胞)
目的:使组织中的细胞相互分离开来
漂洗液:清水;时间:约10 min;目的:洗去药液,防止解离过度,防止影响染色
漂洗
4.实验步骤
任务四:亲眼见证分裂——观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
4.实验步骤
观察
①低倍镜下找到分生区(呈正方形,排列紧密),再换用高倍镜观察。
②统计多个视野中处于细胞周期不同阶段的细胞数。
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
任务四:亲眼见证分裂——观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
任务探究
即时演练
探究新知
即时演练
任务探究
1.某兴趣小组将培养获得的二倍体和四倍体洋葱根尖,分别制作有丝分裂的临时装片进行观察。如图为二倍体洋葱根尖细胞的照片。下列叙述正确的是( )
A.植物细胞有丝分裂临时装片的制作步骤
为解离→染色→漂洗→制片
B.细胞②处于分裂间期,视野中细胞②的数量比①③多
C.处于①状态的细胞完成分裂后,细胞内染色体数目是体细胞的一半
D.四倍体洋葱处于有丝分裂中期的细胞中染色体数是②③的4倍
B
相同
2倍
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课后作业
请完成“伤口愈合与细胞增殖”科普海报或3分钟微课脚本。
要求包含以下内容:
1.用流程图说明皮肤擦伤后新细胞产生的过程(有丝分裂各时期关键变化)。
2.解释为什么新细胞和原来的细胞遗传物质相同。
3.列举两个可能影响伤口正常愈合的因素(如营养不良、感染等),并说明其原理。
4.绘制有丝分裂中染色体数目、DNA数目变化曲线(以体细胞2N=4为例)。
提交方式: 每位同学独立完成A4海报或脚本,下节课前提交,优秀作品将在班级展示栏展出。
这就解释了为什么“常规杀菌方法难以根除”——蓝细菌是原核细胞生物,不是一般意义上的“菌”,且它与环境中的营养物质富集有关,是生态问题,不仅是杀菌问题。
随堂小练
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。 ( )
✘
✘
40
随堂小练
2.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?
分裂间期持续的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。
41
下节再见
42
Lavf58.20.100
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