第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第一节 细胞增殖
第 1 课时 有丝分裂
一、 教学目标
1.简述细胞生长和增殖的周期性。
2.观察细胞的有丝分裂并概述其过程。
3.描述细胞的无丝分裂。
4.模拟探究细胞大小与物质运输的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。
二、教学重点
1.细胞生长和增殖的周期性。
2.真核细胞有丝分裂的过程。
三、教学难点
真核细胞有丝分裂过程中，各个时期染色体行为和数目的变化，以及 DNA 数量的变化。
四、教学方法
探究法，讲述法，实验法
五、课时安排
2
六、教学过程
【章引言】学生阅读 P92。让他们知道生命都要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直
至最后死亡的生命历程。活细胞也一样。
【节引言】以“问题探讨”引入，学生思考回答，老师提示。
【提示】 1.象与鼠相应器官和组织的细胞大小无明显差异。
2.生物体的生长， 既靠细胞分裂增加细胞的数量（主），还要靠细胞生长增大细胞的体
积（次）。
【板书】生物体的生长既靠细胞分裂增加细胞的数量（主），还要靠细胞生长增大细胞
的体积（次）。
【板书】 一、细胞不能无限长大
【实验 1】通过实验来说明细胞不能无限长大。学生完成实验的讨论。教师提示。
【提示】
1.当 NaOH 与含酚酞的琼脂块相遇时， 其中的酚酞变成紫红色， 这是常用的检测 NaOH 的 方法，从琼脂块的颜色变化就知道 NaOH 扩散到多远；在相同时间内， NaOH 在每一琼脂块内
扩散的深度基本相同，说明 NaOH 在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。
2.根据球体的体积公式 V=4/3πr3，表面积公式 S=4πr2，计算结果如下表。
细胞 直径 ( μm） 表 面积 ( μm2） 体 积 ( μm3） 比值（表面积/体 积）
20 1 256 4 187 0.30
30 2 826 14 130 0.20
3.细胞越大， 物质运输的效率越低， 所以多细胞生物体是由许多细胞而不是由少数体积 更大的细胞构成的。细胞越大，需要与外界环境交流的物质越多；但是细胞体积越大，其表
面积相对越小，细胞与周围环境之间物质交流的面积相对小了，所以物质运输的效率越低。
【板书】细胞不能无限长大的原因：
1.表面积与体积的关系限制了细胞的长大；（主）
2.细胞的核质比（次）。（如果细胞太大，细胞核的“负担”就会过重。）
【批判性思维】学生思考教师提示。
【提示】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（如核糖体等） 和
物质（如酶）所需要的空间决定的。
【板书】二、细胞通过分裂进行增殖
细胞增殖是生命体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
细胞增殖包括物质注备和细胞分裂整个连续的过程。
真核细胞的分裂方式有三种：①有丝分裂②无丝分裂③减数分裂
【板书】三、有丝分裂（体细胞的增殖）
细胞周期：即连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，
为一～～。
（包括分裂间期（长）和分裂期（短））
【讲述】
在， 一般把细胞增殖周期分为两个阶段：间期和分裂期。细胞在前一次分裂结束之后就 进入间期， 这时就是新的细胞周期的开始。间期一共分为三个分期。间期结束就进入有丝分
裂期。根据目前的认识，整个细胞增殖周期可以分为 G1、S、G2、M 四个小分期，如下表：
细胞增殖周期中的各个分期，各有其不同的特点。
G1 期的特点 G1 期是从上次细胞增殖周期完成以后开始的。 G1 期是一个生长期。在这 一时期中主要进行 RNA 和蛋白质的生物合成，并且为下阶段 S 期的 DNA 合成做准备，特别
是合成 DNA 的前身物质、 DNA 聚合酶和合成 DNA 所必不可少的其他酶系，以及储备能量。
S 期的特点 从 G1 期进入 S 期是细胞增殖的关键时刻。S 期最主要的特征是 DNA 的合成。 DNA 分子的复制就是在这个时期进行的。通常只要 DNA 的合成一开始， 细胞增殖活动就会进
行下去，直到分成两个子细胞。
G2 期的特点 G2 期又叫做“有丝分裂准备期 ”，因为它主要为后面的 M 期做准备。在 G2 期中， DNA 的合成终止， 但是还有 RNA 和蛋白质的合成， 不过其合成量逐渐减少。特别是
微管蛋白的合成，为 M 期纺锤体微管的组装提供原料。
M 期的特点 细胞一旦完成了细胞分裂的准备， 就进入有丝分裂期。细胞分裂期是一个 连续的过程， 为了研究的方便，可以人为地将它分成前、中、后、末四个时期。M 期的细胞 有极明显的形态变化。间期中的染色质（主要成分是 DNA 和蛋白质） ，在 M 期浓缩成染色体 形态。染色体的形成、复制和移动等活动， 保证了将 S 期复制的两套 DNA 分子平均地分到两
个子细胞中去。
【技能训练】
【提示】限制细胞长大的因素主要有两方面。 1.细胞表面积与体积的比。原生动物细 胞中的伸缩泡就是增大膜表面积与体积的比。2.细胞的核质比， 细胞核所控制的细胞大小与
核的大小成比例。所以像草履虫这样个体较大的细胞有两个细胞核，保证正常的核质比。
【课堂小结】整个细胞增殖周期可以分为 G1 、S 、G2 、M 四个小分期，如下表：
【作业布置】练习一二第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡 第一节 细胞增殖
第 1 课时 细胞周期与动物细胞的有丝分裂
学习目标
（1）归纳细胞大小与细胞生命活动的关系。
（2）概述有丝分裂细胞周期的概念。
（3）概述动物细胞有丝分裂的过程，掌握各阶段的主要变化特征。
[重难点击]
（4）细胞周期的概念。
（5）动物细胞有丝分裂的过程。
前课梳理
1 ．细胞不能无限长大的原因
(1)受细胞表面积和体积的关系制约。
(2)受细胞核控制范围的制约：细胞体积过大，细胞核的负担太重，将影响细胞的生命活动。
2 ．分裂间期是细胞周期的开始，可分为三个阶段：
①G1 期(DNA 复制前期)：有丝分裂结束与 DNA 合成前的间隙。G1 期是一个生长期，在这 一时期中主要进行 RNA、蛋白质和酶的合成，为 DNA 复制做准备。
②S 期(DNA 复制期)：这是细胞增殖周期中最关键的一个时期。DNA 在 S 期开始阶段合成
的强度大，以后逐渐减弱，到 S 期末， DNA 含量便增加一倍，为细胞分裂做准备。 ③G2 期(DNA 复制后期)：此期经历的时间较短，其主要活动是为分裂期做准备。
3 ．细胞周期的理解
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有细 胞周期。
(2)生物体内有细胞周期的细胞有：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。
(3)减数分裂形成的精细胞和卵细胞、已高度分化的细胞没有细胞周期。
4 ．细胞以分裂的方式进行增殖
真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细 胞分裂的主要方式，有丝分裂具有周期性。
学习探究
探究点一 细胞大小与细胞生命活动
细胞生长到一定体积时， 就要进行细胞分裂。请结合教材 P92 积极思维， 分析细胞不能 无限长大的原因。将琼脂块切成边长分别为 4cm 、2cm 、1cm 的正方体，如图：
1 ．分别计算它们的体积与表面积及表面积和体积的比值，填入下表：
琼脂块边长/cm 体积/cm3 表面积/cm2 表面积与体积之比
1 1 6 6
2 8 24 3
4 64 96 1.5
可见，琼脂块的相对表面积(表面积与体积之比)随着琼脂块体积的增大而减小。
2 ．推测细胞体积大小和物质运输效率的关系：细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输 的效率越低。
探究点二 细胞周期
细胞以分裂的方式进行增殖， 其中有丝分裂具有一定的周期性， 结合教材， 完善细胞周 期示意图，理解细胞周期的概念。
1 ．概念
(1)前提条件： 连续分裂的细胞。
(2)起止时间：从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束为止。
2 ．分段
(1)两个阶段：包括分裂间期和分裂期。其中分裂间期占的时间比例大，约占 90%～95%。 分裂间期主要完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做物质准备。
(2)下图表示细胞连续分裂的过程， 其中能表示一个完整的细胞周期的是A～C 、C～E 、E~ G ，其中能表示分裂间期的是 A～B 、C～D 、E～F，表示分裂期的是 B～C 、D～E 、F～G。
3 ．结合下面的材料，分析细胞周期的特点
材料 不同细胞的细胞周期持续时间(t/h)
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
由材料思考：
(1)不同生物的细胞周期持续时间不一定相同。
(2)细胞周期持续时间相同的细胞，分裂间期和分裂期的比例不一定相同。 (3)不同的细胞其细胞周期中都是分裂间期时间长。
探究点三 动物细胞的有丝分裂
以动物细胞有丝分裂为例，理解有丝分裂的特征，结合教材和提供的图示完成下面的思考。
1 ．概念辨析：染色质、染色体与染色单体
如图， A 、B 呈染色质状态， C 呈染色体状态， 其中 1 和 2 是一对姐妹染色单体，它们由一 个共同的[3]着丝点连接着构成一条[4]染色体。
2 ．有丝分裂各时期的主要特点有哪些？请结合图解，分析回答：
(1)间期(如图 1)：完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成， 中心体也发生复制。
(2)前期(如图 2)：染色质由丝状缩短变粗，逐渐形成清晰可见的染色体，每条染色体含有两 条染色单体；两个中心体分别移向细胞两极，发出星状射线形成 纺锤体。核膜解体、 核仁逐 渐消失。
(3)中期(如图 3)：每条染色体上的着丝点部位与纺锤丝相连，在其牵引下，染色体着丝点排 列在细胞中央的赤道板上。
(4)后期(如图 4)：每条染色体中的两条染色单体从着丝点的连接处分开，形成两组均等的染 色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。
(5)末期(如图 5)：到达细胞两极的染色体逐渐变为染色质；核膜、核仁重新出现。在赤道板 处细胞膜向内凹陷，细胞质一分为二， 一个亲代细胞缢裂成两个体积基本相等的子代细胞。
3 ．与动物细胞有丝分裂有关的细胞器的功能
细胞器 功能
线粒体 供能(DNA 复制、蛋白质合成、染色体分开)
中心体 形成纺锤体
核糖体 合成有关蛋白质
真题回眸
例 1.如图表示细胞分裂的一个周期，下列叙述正确的是( )
A ．甲→ 乙的过程表示分裂间期
B ．乙→ 甲的过程表示分裂期
C ．甲→ 甲的过程为一个细胞周期
D ．乙→ 乙的过程为一个细胞周期
例 2．下图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的情况。在整个细胞周期中染色体变化
的顺序是( )
A.①④⑤③② B.②③①④⑤ C.①⑤④③② D.⑤④③②①
达标训练
1．“细胞体积守恒定律 ”表明动物器官的大小主要决定于细胞的数量， 而与细胞的大小无关。 下列各项中不属于影响细胞体积因素的是( )
A ．细胞相对表面积与体积的关系 B ．细胞的核与质之间的比例关系
C ．细胞内物质的交流与细胞体积的关系 D ．细胞膜具有一定的流动性
2 ．有丝分裂间期细胞中发生复制的变化，复制的结果是( )
A ．DNA 含量不变，染色体数目加倍 B ．DNA 含量加倍，染色体数目不变
C ．DNA 和染色体数目都加倍 D ．DNA 和染色体数目都不变
3 ．下列哪一项叙述表明动物细胞正在进行有丝分裂( )
A ．核糖体合成活动加强 B ．线粒体产生大量 ATP
C ．中心体周围发出星状射线 D ．高尔基体数目显著增多
4 ．如图所示为某高等生物细胞有丝分裂的某个时期，请据图回答：
(1)此生物是植物还是动物？ 。判断的理由是
。
________________________________________________________________________
(2)此细胞有 条染色体、 条染色单体、 个 DNA 分子。
(3) 它在进入分裂期之前 的 间期细胞 中有 条染色体 ，在其形成 的子细胞 中有 个 DNA 分子。
(4)①和⑤两条形态、大小一样的染色体是经过 形成的。
