细胞的增殖第一课时课件-高一上学期生物人教版必修

第6章

细胞的生命历程第1节

细胞的增殖情境导入：蝾螈受精卵的发育问题探讨讨论：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？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差异。

既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。象与鼠的个体大小相差十分悬殊。知识目录01细胞增殖02细胞周期03植物细胞的有丝分裂一、细胞增殖1.细胞增殖的概念正在分裂的大肠杆菌蛙的生命周期细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。2.细胞增殖的意义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。单细胞生物多细胞生物1014个细胞受精卵单细胞生物通过细胞增殖而繁衍，产生新个体。

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成为个体。多细胞生物还通过细胞增殖产生新的细胞来补充已经衰老死亡的细胞。斑马鱼心脏受损后心肌细胞增殖细胞通过分裂进行增殖真核细胞分裂方式原核细胞分裂方式有丝分裂无丝分裂减数分裂二分裂3.细胞增殖的方式生殖细胞形成的方式体细胞数目增加体细胞数目增加4.细胞增殖的过程

包括____________和____________两个相连续的过程，称为分裂间期和分裂期。物质准备↓细胞分裂↓物质准备↓细胞分裂↓......物质准备细胞分裂知识目录01细胞增殖02细胞周期03植物细胞的有丝分裂

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，为一个细胞周期。二、细胞周期1.细胞周期的概念①前提②起点③终点起点终点分裂期（5%~10%）分裂间期（90%~95%）细胞周期细胞周期模型解读任务11.根据表格“不同细胞的细胞周期持续时间/h”，思考讨论以下问题：细胞类型分裂间期分裂期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞15.32.017.3小鼠十二指肠上皮细胞13.51.815.3人的肝细胞21122人的宫颈癌细胞20.51.522（1）细胞周期包括_____________和_____________两个阶段。（2）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_______________。（3）若要观察细胞的有丝分裂，应选择_____________________细胞，理由是_______________________________________________________________________。分裂间期分裂期不一定相同不一定相同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2.细胞周期的模型分析BA(1)图1中表示分裂间期和分裂期的分别是哪段？为什么？(2)图1能表示一个完整的细胞周期的是哪段？ab段或cd段(3)用字母和箭头表示图2的细胞周期、分裂间期、分裂期。细胞周期：A→A（或A→B→A）；分裂间期：A→B；

分裂期：B→A

表示分裂间期的是a段或c段，表示分裂期的是b段或d段；因为分裂间期所占的时间比例大。任务1细胞周期模型解读【易错辨析】不是所有的细胞都有细胞周期1、连续分裂的细胞才有细胞周期。

如动物干细胞、生发层细胞；

植物的根尖分生区，茎形成层、茎尖分生区；

动植物：受精卵。2、没有细胞周期的细胞：①暂不分裂细胞

如记忆细胞、肝细胞（一般情况下保持不分裂状态，得到相关信号时又可以重新进入细胞周期开始分裂）。②高度分化、成熟的组织细胞

如根冠细胞，洋葱表皮细胞，角质层细胞，成熟的血细胞，神经细胞等。③发生减数分裂的细胞下列细胞中具有细胞周期的是

。a.根尖分生区细胞b.根尖成熟区细胞c.茎形成层细胞d.哺乳动物成熟红细胞e.神经元

f.癌细胞

g.记忆细胞h.叶肉细胞i.洋葱鳞片叶表皮细胞

J.精子和卵细胞

基础填空a、c、f2.分裂间期①物质准备，完成DNA的复制和有关蛋白质的合成；②细胞适度地生长。分裂间期(90%~95%)G1期S期G2期主要进行RNA和有关蛋白质的合成，为S期做准备主要进行DNA复制主要进行蛋白质的合成，为有丝分裂做准备2.分裂间期染色质的变化着丝粒姐妹染色单体DNA复制分裂间期①复制后形成了两条姐妹染色单体，连在同一个着丝粒上。②着丝粒数＝染色体（质）数1条→1条1个→2个0条→2条染色体(质)数:DNA分子数:染色单体数:1条染色体（质）上的相关数量变化知识目录01细胞增殖02细胞周期03植物细胞的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。三、植物细胞的有丝分裂分裂间期有丝分裂

阅读P112~113，以2对染色体为例画出每个时期的模式图及简要写出每个时期的特点。三、植物细胞的有丝分裂1.染色体的变化2.植物细胞有丝分裂的过程——前期

特点：1.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；染色体散乱地排列在细胞中。2.核仁逐渐解体、核膜逐渐消失。3.两极发出纺锤丝，形成纺锤体。膜仁消失现两体纺锤丝着丝粒染色体（含有两条姐妹染色单体）染色质染色体高度螺旋、变短变粗解开螺旋、恢复细长丝状染色质染色体2.植物细胞有丝分裂的过程——前期

特点：1．每条染色体的着丝粒两侧都有纺锤丝附着在上面。2．纺锤丝牵引使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上（称为赤道板）。3.染色体形态稳定、数目清晰，便于观察。形定数清赤道齐2.植物细胞有丝分裂的过程——中期特点：1．每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动；2．两极各有一套染色体，这两套染色体的形态和数目完全相同。粒裂数增均两极2.植物细胞有丝分裂的过程——后期①染色体数目

；②姐妹染色单体数为

。加倍0（1）左图所示为一条染色体，姐妹染色单体由黏连蛋白复合体黏在一起。子染色体如何分开？姐妹染色单体的分开是被纺锤丝拉开的吗？姐妹染色单体分离酶降解黏连蛋白黏连蛋白复合体纺锤丝黏连蛋白复合体分裂分离酶把黏连蛋白降解后，黏连蛋白复合体分裂，姐妹染色单体得以分开。姐妹染色单体的分开不是被纺锤丝拉开的。纺锤丝染色体解聚的微管二聚体（2）图片所示这条纺锤丝的一侧在细胞的一极，另一侧连在着丝粒上。请据图分析子染色体如何向细胞的一极移动？纺锤丝由微管蛋白组成，从图中可以看出，微管蛋白从纺锤丝的一端开始解聚。导致纺锤丝越来越短，染色体距离细胞的一极的距离也越来越近，实现了这条染色体向细胞的一极移动。微管abcC图（3）a、b、c三幅图展示了纺锤丝和姐妹染色单体的连接方式，哪一种连接方式是正确的，能保证子染色体移向细胞的两极？

特点：1.两套染色体到达两极后，逐渐变成染色质丝，纺锤丝逐渐消失；2．出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核；3．赤道板的位置出现细胞板，扩展形成新的细胞壁。两体消失膜仁现2.植物细胞有丝分裂的过程——末期前期中期后期末期间期2.植物细胞有丝分裂的过程2.植物细胞有丝分裂的过程四、动物细胞的有丝分裂与无丝分裂1.动物细胞有丝分裂的过程1.动物细胞有丝分裂的过程比较动植物细胞有丝分裂的异同点任务2比较高等植物细胞动物细胞不同点间期前期末期相同点①染色体行为、数目变化，DNA数目变化相同；②核膜、核仁周期性变化相同；③间期均发生DNA的复制。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，缢裂成两个细胞比较动植物细胞有丝分裂的异同点任务2细胞器名称所在细胞类型作用时期生理作用核糖体

中心体高尔基体线粒体动植物细胞整个时期（主要是间期）与相关蛋白质的合成有关动物、某些低等植物细胞前期（间期复制，前期移动并发出星射线）与纺锤体的形成有关植物细胞动植物细胞末期整个细胞周期与细胞壁的形成有关提供能量与细胞增殖有关的细胞器任务2复制分裂（染色体平均分配）

亲代细胞的染色体经过

（关键是

）后，精确地

分配到两个子细胞中去。由于染色体上有

，因而在生物的亲代与

之间保持了

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。复制平均子代遗传性状遗传物质DNADNA复制2.有丝分裂的意义

有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。起因：受到致癌因子的作用。正常细胞的分裂是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。知识拓展癌细胞（2）特点：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。（3）实例：蛙的红细胞的分裂（1）过程:细胞核延长

核缢裂

细胞质缢裂

形成两个子细胞四、动物细胞的有丝分裂与无丝分裂3.无丝分裂核DNA、染色体、染色单体的变化规律(以二倍体生物为例)

染色体形态变化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项目时期2N2N2N4N4N0→4N2N→4N4N4N221→2五、有丝分裂过程中相关物质的数量变化

染色体形态变化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分子数后期末期项目时期4N04N14N→2N014N→2N核DNA、染色体、染色单体的变化规律(以二倍体生物为例)02n4n时期G1SG2

前

中

后

末染色体数

(以二倍体生物为例)G1前中后末2N4NG2Sbc：后期着丝粒分裂de：末期结束，染色体平均分配到两个子细胞中abcdef染色体数

(以二倍体生物为例)时期02n4n时期G1SG2

前

中

后

末核DNA数G1前中后末2N4NG2Sabcdeab：间期DNA复制de：末期形成两个细胞核时期核DNA数02n4n时期G1SG2

前

中

后

末染色单体数G1前中后末2N4NG2Sbc：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de：后期着丝粒分裂，染色单体消失abcdef染色单体数时期核DNA、染色体、染色单体的变化规律(以二倍体生物为例)分析每条染色体上DNA数目，填写表2中数据，并在坐标系中画出变化曲线。表2分裂间期分裂期子细胞前期中期后期末期一条染色体上的DNA数目1→2__________22111运用模型解释细胞不能无限长大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：

a.NaOH和酚酞相遇成紫红色。

b.NaOH在每一块琼脂块中扩散的速率相同。

c.扩散效率：用扩散的体积/整个琼脂块的体积。3.材料用具：三个正方体琼脂块，边长2cm、4cm和8cm

(琼脂块的体积充当细胞的大小)思维训练1.计算每个细胞模型的表面积与体积，并求出表面积与体积之比。S=6a2V=a3（a为琼脂块的边长）细胞模型的边长(mm)表面积(mm2)体积(mm3)表面积/体积248248396643845121.50.75(相对表面积)结论：细胞的表面积与体积之比随着细胞的增大而______。减小运用模型解释细胞不能无限长大思维训练

实验步骤：制备琼脂块：切取3块边长分别为8cm、4cm、2cm的含酚酞的琼脂块正方体↓浸泡：质量分数为0.1%的NaOH溶液，将琼脂块淹没，浸泡10分钟

↓切割：捞取、干燥并均分琼脂块(注意：每两次操作之间必须把刀擦干)↓测量、记录、计算，得出结果运用模型解释细胞不能无限长大思维训练细胞模型的边长(mm)表面积(mm2)体积(mm3)表面积/体积葡萄糖向内扩散的深度(mm)葡萄糖扩散的体积整个“细胞”体积20.540.580.52.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)30.5cm0.3300.5780.875248396643845121.50.75(相对表面积)思考讨论：（1）细胞大小与物质运输的效率有什么关系?细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率越低。（2）从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？

细胞越大，与周围环境之间进行物质交换的效率就越低。（3）细胞是越小越好吗？并说明理由。

细胞的核质比例限制了细胞的长大。细胞核对细胞的控制能力是有限的；且细胞核的体积不会随着细胞体积的增加而增加，除此之外还有什么原因呢？

不是；

组成细胞的结构(如核糖体等)和物质(如酶等)必须占据一定的空间，细胞内各种生化反应的进行也需要一定的空间，这些因素决定了细胞的体积不能太小。运用模型解释细胞不能无限长大思维训练①在高等植物体内，有丝分裂常见于___________等分生区细胞，适宜条件下有丝分裂旺盛，易观察到处于______________的细胞。②有丝分裂的不同时期，细胞中

的行为不同。③细胞核内的染色体(质)易被碱性染料

染成深色。根尖、芽尖不同分裂时期甲紫溶液染色体植物茎尖植物根尖具有较强的分裂能力【探究·实践】观察根尖分生区组织细胞有丝分裂1.实验原理2.实验选材六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂植物根尖成熟区：细胞壁薄，细胞膜薄，细胞质少，有大液泡。此外还长出了根毛，增大了吸水分和无机盐的表面积。它是吸收水和无机盐的主要区域，体现了结构与功能相适应。根冠：根冠：细胞形状不规则，外层细胞粘液化，不能分裂，无液泡。它与土壤直接接触，易脱落。分生区：个体小、排列紧密、呈正方形，有的细胞正在分裂，细胞壁薄、细胞核大。伸长区：细胞紧密排列，细胞呈长方形，细胞正在伸长。六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂3.实验步骤第1步：洋葱根尖的培养

实验前5-6天，学生可以在家里取洋葱或大蒜鳞茎，清洗底部，放在装满清水的容器上，在温暖的地方培养，注意换水。待根生长至2-5cm时，可剪取生长健壮的根尖（乳白色部分是分生区）。取材：剪取洋葱根尖2～3mm制作装片。取材过长包括伸长区，无细胞分裂。3.实验步骤第2步：装片的制作解离漂洗染色制片解离液：质量分数为15%的盐酸+体积分数为95%的

，以1∶1的比例混合。目的：使组织中的细胞______________。时间：3～5min；程度：__________。

.方法：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。目的：漂洗液：清水；时间：约10min；目的：洗去药液，防止_________。染色液：0.01g/mL或0.02g/mL的_____溶液(或醋酸洋红液)。

时间：3～5min；目的：使_______着色。解离过度甲紫使细胞分散开，便于观察酒精相互分离开来根尖软化染色体

解离时间过长使根尖过分酥软，影响染色；过短会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。先找出分裂

期细胞，再找

期细胞。根据细胞特点找到分生区细胞(细胞呈_________，排列紧密)。3.实验步骤第3步：有丝分裂的观察正方形中间、前、后、末低倍镜观察高倍镜观察六、观察根尖分生区组织细胞有丝分裂3.实验步骤间期前期前期中期后期后期末期末期中期4.实验结果1.装片中细胞相互重叠，会导致观察效果不理想，请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开来？5.实验结果分析(1)解离时盐酸可破坏细胞壁的果胶层，使组织细胞相互分离开来；(2)制片时用镊子尖把根尖弄碎；(3)压片可使细胞尽可能呈单层铺展。2.观察不到分裂期细胞的原因：视野选择不合适；取材位置不合适；取材时间不恰当实验结果间期后期末期中期前期3.在实验过程中，为什么不能通过一个细胞连续观察各时期的特点？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？解离过程中细胞已经死亡，不再进行细胞分裂，观察到的只能是一个固定时期。如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断地移动装片，在不同的视野中寻找。5.实验结果分析4.在你的观察结果中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？处于分裂间期的细胞最多。因为细胞周期的大部分时间处于分裂间期。5.实验结果分析5．如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？某时期的细胞数占计数细胞总数的比例越大，该时期的时间越长。课堂小结

在细胞有丝分裂过程中，若细胞周期进程出现异常情况时，细胞周期检查点机制会被激活以及时中断细胞周期的运行，当细胞进行相应修复后可使周期恢复运转。

如图是细胞有丝分裂过程中各检查点的功能，S期为DNA复制期，M期为分裂期。知识拓展知识拓展细胞周期检验点G1/S检验点

G1/S检验点主要检验细胞中的DNA是否受到损伤（若DNA受损，则不能进行DNA复制，细胞无法进入S期），并通过一系列环节调控细胞是否可以由静止状态的G1期进入DNA合成期。

相关的检测事件也包括细胞外环境是否适宜及细胞体积是否足够大等。若DNA损伤或细胞外环境条件不满足等，细胞被阻断在G1/S，不能开始DNA复制，暂时离开细胞周期进入静止期（G0期）。知识拓展知识拓展细胞周期检验点知识拓展S检验点

S期检验点主要检验DNA在Ｓ期复制过程中是否受到损伤。S期细胞中损伤的DNA需要得到有效修复后，细胞周期才能通过S期检验点。知识拓展细胞周期检验点知识拓展G2/M检验点

G2/M检验点是决定细胞一分为二的控制点，主要检测DNA在G2期是否有损伤，细胞中合成的物质是否足够多，细胞的体积是不是足够大，环境因素是否利于细胞分裂等。只有当所有利于细胞分裂的因素得到满足以后，细胞才能顺利实现从G2期向M期的转化。知识拓展细胞周期检验点纺锤体装配检验点

纺锤体装配检验点也称中-后期检验点，主要检验纺锤体是否装配完好，纺锤丝微管是否已连接到染色体的动粒上。当纺锤丝未能正确地与染色体连接时，姐妹染色单体不能分离，从而阻止了细胞从有丝分裂中期向后期的过渡，只有当所染色体均附着纺锤丝后，中期的细胞才能顺利向后期的转化，保证了复制后的染色体能够均等地分配到两个子细胞中。知识拓展

染色体的任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会引起细胞周期中断在有丝分裂中期和后期的交界处。知识拓展细胞周期检验点

在自然状态下同种细胞组成的细胞群体中，不同的细胞可能处于细胞周期的不同阶段。在科学研究中，人们常常需要整个细胞群体处于细胞周期的同一个阶段，即需要细胞周期的同步化。自然界中存在一些细胞天然同步生长的现象，当然细胞周期同步化也可通过人工选择和人工诱导也可以进行人工同步化。

人工选择同步化多数很不理想，而常用人工诱导同步化，即通过药物诱导，使细胞同步化在细胞周期的某个特定阶段。目前应用比较广泛的诱导同步化方法主要有两种，即DNA合成阻断法和分裂中期阻断法。知识拓展知识拓展细胞周期同步化知识拓展知识拓展细胞周期同步化DNA合成阻断法

选用无毒或低毒的DNA合成抑制剂，特异和可逆地抑制DNA合成，而不影响处于其他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在S期或G1/S交界处。知识拓展知识拓展细胞周期同步化分裂中期阻断法

某些药物，如秋水仙素、秋水酰胺和诺考达唑等，可以抑制微管聚合，因而能有效地抑制细胞纺锤体的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。

例：（高考真题·2017新课标丙卷）利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：（1）DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于_______期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的________期，以达到细胞周期同步化的目的。（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制_______________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞_______（填“会”或“不会”）被阻断在间期。（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是____________________________________________________（答出1点即可）。分裂间（或S)纺锤体形成不会完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物