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

第1节 细胞的增殖 必修一 第6章 细胞的生命历程 问题探讨 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或组织的细胞大小是否也有很大差异。 无明显差异。 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？ 多细胞生物的生长 细胞生长——细胞体积增大 细胞分裂——细胞数目增多 2 一、细胞增殖 1.细胞增殖的意义 细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体 的基础。 通过 而繁衍，产生新个体。 受精卵 （1）单细胞生物 （2）多细胞生物 细胞增殖 生长、发育、繁殖、遗传 细胞通过 增加细胞数量的过程 分裂 3 一、细胞增殖 2.细胞增殖的过程 细胞增殖包括 和 整个连续的过程。 物质准备 细胞分裂 3.细胞增殖的方式 （1）真核细胞： 、 、 。 （2）原核细胞： 。 二分裂 有丝分裂 无丝分裂 减数分裂 4 细胞增殖和细胞周期 1 二、细胞周期 1.概念： 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。 2.一个细胞周期包括两个阶段： 分裂间期和分裂期。 分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成 ，同时细胞有适度的生长。 分裂期完成细胞的分裂。 DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 连续分裂 A B A → B B → A A → A 5 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 （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： 分裂间期所占的时间长 经计算：分裂间期大约占细胞周期的90%~95% 二、细胞周期 （2）不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短 。 （3）若要观察细胞的有丝分裂，应选择 细胞， 理由是： 易观察到处于分裂期的细胞 。 小鼠十二指肠上皮 分裂期所占时间相对较长， 不同 6 4.细胞周期的表示方法 A→B→A(顺时针) （1）细胞周期： （2）分裂间期： （3）分裂期： A→B(顺时针) B→A(顺时针) 方法一：扇形图 方法二：直线图 A B C D E F G （1）细胞周期： （2）分裂间期： （3）分裂期： AC、 AB、 BC、 CE、 EG CD、 EF DE、 FG 先长后短 二、细胞周期 7 方法三：坐标图 为一个 完整的细胞周期 A组细胞处于 期， B组细胞处于 期， C组细胞处于 期或 期 方法四：柱状图 4.细胞周期的表示方法 ※细胞周期必须是分裂间期在前， 分裂期在后，不能颠倒。 A→G G1 S G2 G1 S G2 分裂 2n 4n 8 有丝分裂和无丝分裂 2 一、染色质与染色体 DNA 蛋白质 染色质 染色体 同样的物质在不同时期的两种存在状态。 9 染色体的臂 一条染色体 染色体复制 着丝粒 一条染色体 两条姐妹染色单体 染色体数=着丝粒数 染色体数 染色单体数 DNA数 1 0 1 1 2 2 2 0 2 着丝粒分裂 一、染色质与染色体 有丝分裂和无丝分裂 2 二、分裂间期 核膜 核仁 染色质 2. 和有关 。 1.细胞适度 产生染色单体，DNA数 ， 染色体数 。 核糖体 生长 完成DNA分子的复制 蛋白质的合成 加倍 不变 11 有丝分裂和无丝分裂 2 三、有丝分裂过程——以高等植物细胞为例 1.前期 纺锤丝 着丝粒 姐妹染色单体→染色体 ②出现染色体、纺锤体 膜仁消失现两体 染色体数： ； 染色单体数: ； DNA数: ； 从细胞两极发出 形成一个梭形 。 ①核膜、核仁 ； ③染色体散乱排列 有丝分裂是一个连续的过程，人们根据， 把它分为四个时期： 。 染色体的行为 前期、中期、后期、末期 4 8 8 纺锤丝 纺锤体 消失 12 2.中期 染色体 ①所有染色体的 上; 形定数晰赤道齐 ②染色体形态稳定，数目清晰； 是（ ）。 染色体观察、计数的最佳时期 ☞赤道板是 的平面，实际上不存在。 三、有丝分裂过程——以高等植物细胞为例 染色体数： ； 染色单体数: ； DNA数: ； 着丝粒排列在赤道板 4 8 8 假想 13 3.后期 粒裂数增均两极 ①着丝粒 ，姐妹染色单体 ，成为 ，染色体数目 。 三、有丝分裂过程——以高等植物细胞为例 ②形成两套相同的染色体，由 分 别向细胞两极移动。 ☞着丝粒是自己断裂的，跟纺锤丝牵引无关。 分裂 分开 两条染色体 加倍 纺锤丝牵引着 8 染色体数： ； 染色单体数: ； DNA数: ； 8 0 14 4.末期 细胞板 核膜 两消两现新壁建 ①染色体变成 、纺锤体 ，出现新的 。 ②赤道板的位置出现 ，细胞板扩展，形成新的 ，一个细胞分裂成两个 。每个子细胞含有的染色体数目与亲代细胞 。 三、有丝分裂过程——以高等植物细胞为例 与高尔基体有关 染色质 消失 细胞板 细胞壁 相等 子细胞 核膜、核仁 核仁 15 间期 前期 中期 后期 末期 ①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。 ①出现染色体且散乱分布；②核仁解体，核膜消失； ③从细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体。 ①染色体的着丝粒都排列在赤道板上；②染色体的形态稳定，数目清晰，便于观察。 ①着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍； ②纺锤丝牵引染色体向两极移动，形成两套数目和形态完全相同的染色体。 ①核膜、核仁重现；③纺锤体、染色体消失；④在赤道板位置出现细胞板，形成新细胞壁，一个细胞分裂成两个子细胞。 三、有丝分裂过程——以高等植物细胞为例 有丝分裂和无丝分裂 2 四、动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别 前期 中期 后期 末期 间期 植物细胞 动物细胞 中心粒在间期复制 两组中心粒分移向细胞两极，中心粒发出星射线形成纺锤体 细胞膜内陷，细胞缢裂成两个子细胞 17 四、动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别 区别 动物细胞 高等植物细胞 细胞分裂方式 有无中心体倍增 间期 纺锤体形成方式 前期 无 有 细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体 由两组中心粒周围发出星射线， 形成纺锤体 赤道板位置出现细胞板，向四周扩展形成新的细胞壁 不形成细胞板，细胞膜内陷，细胞缢裂成两个子细胞 末期 18 有丝分裂和无丝分裂 2 五、有丝分裂的意义 复制 子代细胞 亲代细胞 分裂 染色体 平均分配 将亲代细胞经复制之后的染色体（关键是DNA的复制），精确的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遗传物质的稳定性。 19 1.纺锤体的变化： 前期形成→末期解体 2.核膜、核仁的变化： 前期解体→末期重建 3.中心体的变化： 间期复制→前期移向两极→末期平分到两个子细胞 成分或结构 时期 原因 DNA 间期 染色体 后期 中心体 间期 细胞核 末期 4.有丝分裂过程中的“加倍” DNA复制 着丝粒分裂 中心体复制 新核膜已经形成，细胞质尚未分裂 有丝分裂小结 20 2N 2N 2N 4N 4N 2N 2N 2N 4N 0 4N 2N→4N 4N 4N 4N →0 0 4N 分裂间期 染色体 核DNA 分裂前期 分裂中期 分裂末期 （每个子细胞） 染色单体 分裂后期 染色体行为变化 六、有丝分裂中染色体、染色单体及其核DNA数目变化规律 假定某生物体中一个体细胞核的染色体数和DNA的含量为2N 间期 4N 2N 前期 中期 后期 末期 0 后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体加倍 细胞一分为二，染色体平均分配到两个子细胞 间期 前期 中期 后期 末期 核DNA数目 染色体 染色单体 2N 4N 2N 4N 0 2N 2N 4N 4N 4N 4N 4N 0 0 4N 4N 2N 七、与有丝分裂过程相关的曲线分析 染色体数量变化曲线 染色体数目 4N 2N 4N 2N 1 G1 S G2 间期 4N 2N 前期 中期 后期 末期 0 间期DNA复制 细胞一分为二，DNA平均分配到两个子细胞 间期 前期 中期 后期 末期 核DNA数目 染色体 染色单体 2N 4N 2N 4N 0 2N 2N 4N 4N 4N 4N 4N 0 0 4N 4N 2N 4N 2N 七、与有丝分裂过程相关的曲线分析 核DNA数量变化曲线 核DNA数目 4N 2N 2 间期 4N 2N 前期 中期 后期 末期 0 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 后期着丝粒分裂，染色单体消失 间期 前期 中期 后期 末期 核DNA数目 染色体 染色单体 2N 4N 2N 4N 0 2N 2N 4N 4N 4N 4N 4N 0 0 4N 4N 2N 七、与有丝分裂过程相关的曲线分析 染色单体数量变化曲线 染色单体数目 4N 2N 4N 2N 3 前期 中期 后期 末期 2N 4N 间期 1.核DNA 2.染色体 3.染色单体 七、有丝分裂过程中细胞内核DNA、染色体、染色单体的变化 25 甲 2N 4N O 乙 2N 4N O 丙 2N 4N O 数量（个） 数量（个） 数量（个） 染色体 核DNA 染色单体 1.先看染色单体：染色单体可能是0，而染色体和DNA不可能是0。 2.再看DNA和染色体：DNA可能是染色体的2倍， 而染色体不可能是DNA的2倍。 根据柱状图判断有丝分裂时期 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 1.癌细胞的形成原因 2.癌细胞的特点 遗传物质发生变化 不受机体控制、连续进行分裂、恶性增殖（无限增殖） 癌细胞 物理、化学、病毒 基因突变 27 (1)实例： (2)过程： (3)特点： 细胞核先延长 缢裂成两个细胞核 整个细胞缢裂成两个子细胞 在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。(但有DNA的复制) 八、无丝分裂 蛙的红细胞 (肝细胞、肾小管上皮细胞等) 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 一、选取实验材料 伸长区：长方形 有少量细胞分裂 分生区 有大量细胞分裂 成熟区（根毛）：有大液泡（吸收水和无机盐） 没有细胞分裂 根冠 (死细胞) 细胞特点： 呈正方形， 排列紧密； 分生区细胞： 3 根尖分生区细胞特点： ①有丝分裂旺盛 ②细胞呈正方形，排列紧密 ③无液泡和叶绿体 3 ①在高等植物体内 ③通过在高倍镜下各个时期细胞内染色体的存在状态，就 可以判断这些细胞分别处于有丝分裂的那个时期 ②各个细胞的分裂是独立进行的 ④染色体容易被 性染料色 有丝分裂常见于 等 细胞 因此在同一分生组织中可以看到处于 的细胞 如 (旧称龙胆紫溶液)，或者醋酸洋红液着色 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 二、实验原理 根尖、芽尖 不同分裂时期 碱 甲紫溶液 分生区 第一步： 洋葱根尖的培养 实验前3～4d，将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接触水；装置放在温暖处培养，注意换水；待根长约5cm时取用； 增水中的O2，防根无氧呼吸,酒精中毒，出现烂根。 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 三、实验步骤 选材：切取洋葱根尖 过长包括伸长区，无细胞分裂 2~3mm 3 根尖分生区细胞特点： ①有丝分裂旺盛 ②细胞呈正方形，排列紧密 ③无液泡和叶绿体 漂 洗 解 离 上午10时-下午2时，剪取2-3mm长的洋葱或大蒜根尖，放入盛有解离液的培养皿中 3-5min使根尖软化 方法： 时间： 目的： 。 注意：解离时细胞已被杀死，不能观察到同一个细胞连续变化过程。 细胞分裂旺盛，分裂期细胞较多。 第二步：装片的制作( ) 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 三、实验步骤 盐酸和酒精1:1混合 ① ② ③ 过长：根尖过分酥软，影响染色甚至破坏染色体； 过短：解离不充分。 解离—漂洗—染色—制片 使组织中细胞相互分离开来 清水洗去药液，防止 。 解离过度，便于染色 3 3 制 片 染 色 第二步：装片的制作 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 三、实验步骤 （解离—漂洗—染色—制片） 溶液(或醋酸洋红液)使 着色。 甲紫 染色体 时间过短：不能完全着色； 时间过长：使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体。 ①载玻片中央滴一滴清水 ②镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片 ③并用手指轻轻按压。 使细胞分散开，便于观察。 方法： 目的： 。 3 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 3 间期 前期 中期 后期 末期 四、有丝分裂的观察 低倍镜找分生区细胞: 细胞呈正方形、排列紧密 着丝粒排列在赤道板上，染色体形态较稳定，数量清晰 34 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 3 五、关于观察结果的分析 1.处于 期的细胞数目最多，原因是 。 不同时期细胞数目多少反映了 。 某时期的时间= 洋葱细胞周期总时长 x 。 分裂间 间期时间最长 该时期时间的长短 某一时期的细胞数/计数细胞总数 2.不能观察到连续分裂的过程，要通过移动装片寻找不同时期的 细胞图像。原因是： 解离后细胞已亡，观察到的都是死细胞。 35 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= 扩散效率= 葡萄糖扩散的体积 整个琼脂块的体积 思维训练 运用模型作解释细胞能无限长大吗？ 相对表面积 课本P115 细胞大小 相对 表面积 扩散 效率 扩散速率一定。回忆模型的种类，本次利用的是物理模型。 边长(mm) 正方体 表面积(mm2) 体积 (mm3) 表面积/ 体积 扩散深度 (0.5mm) 扩散体积/总体积 （物质运输效率） 2mm 4mm 8mm 24mm2 8mm3 96mm2 64mm3 384mm2 512mm3 3 1.5 0.75 0.5mm 0.5mm 0.5mm 0.875 0.58 0.33 1.细胞越大，其表面积/体积的比值越 ，物质运输效率越 。 2.细胞不能无限长大的原因 1.表面积与体积的关系限制细胞长大； 笔记：不同大小的细胞葡萄糖扩散的深度（速率）相同 2.细胞核的控制范围有限(核质比） 3.细胞不是越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细胞功能，所必须的基本结构和物质所需要的空间决定的. 小 低 讨论： 细胞核是细胞的遗传和代谢的控制中心。在细胞长大的过程中主要是细胞质的增多，细胞核基本不会长大。而细胞核的控制范围有限，因此细胞的核质比也限制了细胞的长大。 NaOH扩散的体积占整个琼脂块的体积可表示物质运输效率 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。 （ ） 一、概念检测 ✘ ✘ 2.在下面的坐标图中画出进行有丝分裂细胞的细胞周期中 染色体和 DNA 的数量变化曲线。 38 二、拓展应用 1.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。 39 二、拓展应用 2.细胞周期是靠细胞内部精确的调控实现的。如果这种调控出现异常，就可能导致细胞的癌变。 因此，研究细胞周期的调控机制对防治癌症有重要意义。感兴趣的同学可以收集这方面的资料，了解其新进展。 目前研究表明，肿瘤的发生是因为细胞的生长和增殖失去了控制。细胞的生长和增殖的失控与基因，尤其是原癌基因和抑癌基因有很大关系。基因的异常使细胞周期的调控紊乱，导致染色体的缺失、重排或不平均地分配到子细胞，最终引起细胞的增殖失控及癌变。因此，细胞周期调控因子的发现在癌症的预防、诊断及治疗方面具有深远的实践意义。 40 有丝分裂和无丝分裂 2 六、有丝分裂过程中细胞内核DNA、染色体、染色单体的变化 假定某生物体中一个体细胞核的染色体数和DNA的含量为2N 间期 前期 中期 后期 末期 核DNA 染色体 染色单体 2N 4N 2N 4N 0 2N 2N 4N 4N 4N 4N 4N 0 0 4N 2N 4N 2N 4N 4N 2N 41 课堂总结 分裂间期 中期 前期 后期 末期 子细胞 细胞周期 分裂期 A B 42 $