人教版（2019）高一生物必修一6.1细胞的增殖教学课件(共46张PPT)

(共46张PPT)
第1节 细胞的增殖
高中生物学
第六章 细胞的生命历程
目录
课堂小结
04
课堂练习
情境导入
02
03
素养目标
01
05
探究新知
一、细胞增殖
二、细胞周期
三、高等植物细胞有丝分裂
四、动物细胞有丝分裂及无丝分裂
五、与有丝分裂过程相关的曲线分析
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
七、细胞不能无限长大的原因
学习目标 核心素养
1.简述细胞增殖的周期性；
2.通过观察分析显微图像和模式图，概述植物细胞有丝分裂各时期的特点；
3.掌握有丝分裂过程中的染色体的行为变化、染色体和DNA的数量变化；
4.通过识图比较，区别动植物细胞有丝分裂的异同点，阐明有丝分裂对保证亲子代细胞遗传物质一致性的重要意义。 1.基于对细胞通过有丝分裂维持染色体数目稳定的理解,认同生命过程的精致和奇妙是通过信息进行调节和控制的,阐释生命过程,形成生命的信息观。(生命观念)
2.通过构建细胞分裂过程中染色体数量、核DNA含量变化等曲线模型,训练科学思维。(科学思维)
3.通过使用显微镜观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂过程,并能运用其他适宜材料设计实验进行观察,提高科学探究能力。
(科学探究)
素养目标
情境导入
思考
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。
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？
无明显差异。
生物体的生长
细胞体积增大（细胞生长）
细胞数量增多（细胞增殖）
1.概念：
细胞通过__________增加细胞数量的过程；
细胞分裂
2.意义：
细胞增殖是___________________是生物体______、_______、______、_____的基础；
重要的细胞生命活动
生长
发育
繁殖
遗传
3.过程：
细胞增殖包括__________和__________两个______的过程；
4.特点：
细胞增殖具有___________；
物质准备
细胞分裂
连续
周期性
一、细胞增殖
细胞增殖
1
成体；
单细胞生物:
通过细胞增殖而繁衍，产生新个体
多细胞生物:
受精卵
细胞增殖、分化
通过细胞增殖补充衰老、死亡的细胞
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。
①前提
②起点
③终点
间期
中期
前期
后期
末期
子细胞
细胞周期
分裂期
A
B
分裂期
分裂间期
2.阶段:
（5%--10%）
（90%--95%）
物质准备阶段
（DNA分子复制和有关蛋白质的合成）
细胞适度的生长
分为：(前、中、后、末）
1.概念:
二、细胞周期
细胞周期的概念
1
完成核遗传物质的平均分配
细胞周期=分裂间期+分裂期(有丝分裂)
温馨提示：
①“连续分裂的细胞”才具有细胞周期；
②分裂间期在前，分裂期在后；
③分裂间期长，分裂期短；
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
暂时不增殖，在适当的刺激下可重新进入细胞周期。如肝、肾细胞、淋巴细胞等。
按增殖情况将细胞分为三类 ：
①连续分裂：
②暂停分裂：
③不再分裂：
（有细胞周期）
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
※连续分裂的细胞才有细胞周期！
二、细胞周期
细胞周期的概念
1
高度分化的体细胞和生殖细胞不能分裂，无细胞周期。
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
结论：(1)细胞的种类不同，细胞周期时间不同；
(2)分裂间期时间长，分裂期时间短。
(3)不同细胞周期的分裂期或分裂间期占比重不一样。
（4）细胞周期时间长短一般不同，也有相同的
注意： 应选择细胞周期中分裂期所占时间相对长的细胞，
更容易观察到处于分裂期的细胞。
二、细胞周期
不同细胞的细胞周期持续时间
2
细胞周期
分裂期
分裂间期
A
B
分裂间期（A→B）
分裂期 (B→A）
细胞周期 (A→B→A）
a+b
b+c
c+d
a
b
c
d
哪一段可以表示细胞周期？
规律：先看方向，再看长短（先长：分裂间期，后短：分裂期）
二、细胞周期
细胞周期的表示方法
3
方法一：扇形图
方法二：直线图
为什么细胞分裂间期需要这么长的时间？
二、细胞周期
①G1期：（DNA合成前期）
RNA和有关蛋白质的合成，为S期DNA的复制做准备。
②S期：（DNA合成期）
主要进行DNA的复制。
③G2期：（DNA合成后期）
RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成，为分裂期做准备。
二、细胞周期
分裂间期
4
分裂间期中DNA复制后DNA、染色质和染色体之间有怎样的关系？
分裂间期又可细分为： 。
G1期、S期、G2期
1.动物和低等植物细胞，间期还进行中心体的复制
2.若用药物抑制DNA的复制，则会停留在分裂间期
染色质和染色体之间的关系？
染色质和染色体是 在细胞不同时期的两种存在形态。
二、细胞周期
同一种物质
回顾旧知
DNA、染色质和染色体的关系：
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
二、细胞周期
DNA、染色质和染色体的关系：
染色体数
染色单体数
DNA数
1
0
1
1
2
2
1
2
2
2
0
2
染色体复制后，DNA数目加倍，染色体数目不变。(DNA复制=染色体复制)
1.染色体数=着丝粒数 2.DNA数=线条数
3.染色体复制后才有姐妹染色单体，着丝粒分裂后又无姐妹染色单体
分裂间期—物质准备
核膜
核仁
染色质
①DNA复制加倍
二、细胞周期
分裂间期—物质准备
4
②有关蛋白质的合成
③细胞适度生长
由着丝粒的数量决定
复制
染色体：染色单体：核DNA= 。
1：2：2
染色体复制，形成“姐妹染色单体”，但染色体数不变。
分裂间期
分裂间期结束后，开始进行细胞分裂。
细胞进入分裂期后，在分裂间期复制成的DNA如何平均分配到两个子细胞？
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：
真核细胞主要是通过有丝分裂来完成的。
前期、中期、后期、末期
三、高等植物细胞有丝分裂
分裂间期—物质准备
4
分裂间期不属于有丝分裂
物质准备
分裂间期
细胞分裂（分裂期）
通过有丝分裂将DNA 。
平均分配
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
分裂间期
前期
4
8
8
三、高等植物细胞有丝分裂
有丝分裂前期
1
染色体
口诀：形定数晰赤道齐
是染色体观察及计数的最佳时期！
(1)特征：
①染色体的着丝粒排列在赤道板上
②染色体形态固定，数目清晰。
(2)数量变化：染色体数: DNA数: 染色单体数: 。
4
8
8
前期
中期
赤道板
(空间位置)
三、高等植物细胞有丝分裂
有丝分裂中期
2
赤道板：非真实存在，显微镜看不到。
子染色体
口诀：粒裂数增均两极
中期
后期
(1)特征：
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。
(2)数量变化：染色体数: DNA数: 染色单体数: 。
4→8
8
8→0
三、高等植物细胞有丝分裂
有丝分裂后期
3
受基因控制，并非纺锤丝牵引。着丝粒分裂后，纺锤丝才拉开。
着丝粒分裂：
口诀：两消两现建新壁
细胞板
核膜
核仁
染色质
后期
末期
细胞壁
(1)特征：
①染色体、纺锤体消失，
②核膜、核仁出现。
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。
(2)数量变化：染色体数: DNA数: 染色单体数: 。
子细胞
0
三、高等植物细胞有丝分裂
有丝分裂末期
4
与高尔基体有关
真实存在
8→4
8→4
间期：构成中心体的一对中心粒在间期倍增，成为两组
前期：中心粒发出星射线形成纺锤体
末期：分裂末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两部分。
动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂有哪些相同和不同点？
四、动物细胞有丝分裂及无丝分裂
动物细胞有丝分裂过程
1
间期
前期
中期
后期
末期
高等植物有丝分裂 动物有丝分裂
前期
由 发出的 形成的纺锤体。
细胞两极
由 发出的 形成的纺锤体。
中心粒
末期
细胞中部形成 扩展形成 ，形成两个子细胞。
细胞板
细胞壁
细胞膜从中内陷，缢裂成两部分，
分裂成两个子细胞。
星射线
间期
中心体倍增
无中心体倍增
纺锤丝
四、动物细胞有丝分裂及无丝分裂
比较动植物细胞分裂过程异同点
2
相同点：
①DNA复制、蛋白质合成 ②核膜、核仁变化 ③染色体行为变化
中期
末期
末期
后期
后期
前期
前期
前期
间期
中期
四、动物细胞有丝分裂及无丝分裂
图像辨别
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
四、动物细胞有丝分裂及无丝分裂
有丝分裂过程相关细胞结构的变化
3
细胞器 细胞类型 作用时期 生理作用
动物、植物
整个时期
各种蛋白质的合成
动物、低等植物
前期
纺锤体的形成
植物
末期
细胞壁的形成
动物、植物
整个时期
提供能量
核糖体
中心体
高尔基体
线粒体
细胞有丝分裂有什么意义呢？
四、动物细胞有丝分裂及无丝分裂
与细胞有丝分裂有关的细胞器
4
与动植物细胞有丝分裂有关的细胞器主要有哪些？各有什么作用？
DNA
亲代
子代
遗传的稳定性
DNA的复制
平均
四、动物细胞有丝分裂及无丝分裂
有丝分裂的意义
5
将亲代细胞的染色体经过复制(关键是 )之后，精确地 分配到两个子细胞中。由于染色体上有 ，因而在细胞的 和 间保持了 。
DNA复制一次，细胞分裂一次。
1.核膜、核仁消失有何意义？形成染色体有何意义？
便于染色体移动
便于核DNA平均分配
2.有丝分裂有何意义？
核DNA
质DNA
注意：亲代细胞 平均分配， 随机分配。
如果在分裂过程中细胞的遗传物质发生变化，会出现什么情况呢？
利用细胞增殖原理，如何治疗癌症？
有的细胞受致癌因子的作用，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。
抑制DNA的复制，阻止癌细胞的增殖
一种化疗药物紫杉醇可以通过阻断癌细胞的正常分裂来抑制癌症的发展。
膜表面糖蛋白减少，容易扩散和转移
三、高等植物细胞有丝分裂
癌细胞
6
所有动物和植物细胞都是通过有丝分裂的方式来增殖的吗？
(1)实例：
(2)过程：
(3)特点：
细胞核延长
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)
假定某生物的一个体细胞中的染色体数和DNA的含量为2N，
那么有丝分裂各时期染色体、染色单体、DNA的数量变化是怎样的
四、动物细胞有丝分裂及无丝分裂
无丝分裂
7
蛙的红细胞
(肝细胞、肾小管上皮细胞等)
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
DNA分子
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
五、与有丝分裂过程相关的曲线分析
有丝分裂中染色体、染色单体及其DNA数目变化规律
1
G1
S
G2
分裂间期
4N
2N
前期
中期
后期
末期
0
分裂间期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
五、与有丝分裂过程相关的曲线分析
核DNA数量变化曲线
2
核DNA数目
4N 2N
分裂间期
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
五、与有丝分裂过程相关的曲线分析
染色体数量变化曲线
3
染色体数目
4N 2N
4N 2N
分裂间期
4N
2N
前期
中期
后期
末期
0
分裂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
五、与有丝分裂过程相关的曲线分析
染色单体数量变化曲线
4
染色单体数目
4N 2N
4N 2N
1
2
cd：后期着丝粒分裂，
一条染色体上有
1个DNA分子。
a
b
c
e
前
中
后
末
子细胞
d
ab：分裂间期DNA复制，一条染色体上有2个DNA分子。
五、与有丝分裂过程相关的曲线分析
核DNA与染色体之比变化曲线
5
染色体
核DNA
1/2
1
ab：分裂间期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
前
中
后
末
子细胞
五、与有丝分裂过程相关的曲线分析
染色体与核DNA之比变化曲线
6
染色体
核DNA
①AB、JK的变化原因是 ；
②FG、LM的变化原因是
；
③CD、LM的曲线变化很相似，但原因不同；
④CD、HI的变化原因是 。
DNA分子的复制
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍
一个亲代细胞分裂成两个子代细胞
五、与有丝分裂过程相关的曲线分析
巩固练习
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。
3.根据染色单体变化判断各时期
染色单体
有
→G2期、前期、中期（甲图）
→后期、末期（乙图）、G1期（丙图）
无
G2、前、中
后、末
G1、子细胞
五、与有丝分裂过程相关的曲线分析
根据柱状图判断有丝分裂时期
7
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
选取实验材料
1
伸长区：长方形
有少量细胞分裂
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：
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染色体容易被碱性染料染色
有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞
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
如甲紫溶液(旧称龙胆紫溶液)，或者醋酸洋红液着色
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
实验原理
2
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；
目的是增加水中的氧气，防止根进行无氧呼吸造成酒精中毒，出现烂根现象。
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
实验步骤
3
选材：切取洋葱根尖
过长包括伸长区，无细胞分裂
2~3mm
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。
分生区细胞分裂旺盛，分裂期细胞较多。
第二步：装片的制作
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
实验步骤
3
盐酸和酒精1:1混合
①
②
③
过长：使根尖过分酥软，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
制 片
染 色
第二步：装片的制作
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
实验步骤
3
（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： 。
2.绘出植物细胞有丝分裂中期简图。
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
实验步骤
3
第三步：有丝分裂的观察
分裂间期
中期
前期
后期
末期
高倍显微镜,先找分裂 期的细胞
1.观察
低倍镜找分生区细胞
细胞小而多
正方形、排列紧密
中
着丝粒排列在赤道板上，染色体形态较稳定，数量清晰
1.处于哪一时期的细胞最多？为什么？
2.能否观察到同一个细胞连续变化的过程？
3.若换成鳞片叶表皮细胞，能否看到染色体？
分裂间期，一个细胞周期中，所占时间最长。
不能，因为解离时细胞已经死亡。
不能。洋葱鳞片叶表皮细胞是不分裂的细胞，无细胞周期。
4.如何比较细胞周期的时间长短？
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。
某时期细胞数
计数细胞总数
比值越大，所占时间越长。
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
讨论
4
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
拓展：微核
5
注：多极有丝分裂是指核分裂时，细胞中出现两个以上的极，染色体发生不规律分配的一种异常分裂方式。往往与中心体数目增加有关。
1.真核生物受内外环境的污染后，染色体发生断裂等异常，导致染色体片段不能顺利进入子细胞的细胞核。当细胞进入下一次分裂时，在细胞质中形成圆形或椭圆形的、比主核小的微核。因此观察统计微核应选择分裂间期的细胞。染色体短片、滞后和多极有丝分裂均会导致部分染色体不能顺利进入子细胞的细胞核，产生微核。
细胞的边长/cm 表面积/cm2 体积/cm3 比值
（表面积/体积） 物质扩散的深度/cm 物质扩散的体积/
整个“细胞”体积
8
4
2
384
512
0.75
96
64
1.5
24
8
3
0.5
0.5
0.5
0.330
0.578
0.875
减小
越小
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
物质在细胞中的扩散速率是一定的，若葡萄糖通过“细胞膜”后，向内扩散的深度为0.5mm。计算这三个“细胞”中物质扩散的体积与整个“细胞”体积的比值。
越低
①表面积与体积的关系限制细胞长大；
②细胞的核质比例限制了细胞的长大。
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.
细胞体积越大，其相对表面积______，细胞的物质运输效率 。
2.结论：
1.结果：
细胞的表面积与体积之比随着细胞的增大而_______；
3.细胞不能无限长大的原因：
BD
课堂练习
1.（多选）下图为动物细胞有丝分裂过程模式图。相关叙述错误的是（ ）

A. ①时期细胞中发生DNA的复制和蛋白质的合成
B. ②时期发生中心体的倍增，并分别移向细胞两极
C. ④时期发生着丝粒分裂，染色单体分开成两条染色体
D. ⑤时期细胞中央赤道板的位置出现细胞板
②时期处于有丝分裂前期，此时中心体复制已经完成，即中心体的倍增发生在间期
图示为动物细胞有丝分裂过程，在有丝分裂末期，即⑤时期细胞中央赤道板的位置不会出现细胞板
D
课堂练习
2.下图是某种生物细胞的细胞周期中每条染色体上DNA含量的变化图解，相关叙述错误的是（ ）
A. 在ab段，细胞有适度的生长
B. 细胞在bc段始终有染色单体存在
C. 出现cd段变化的原因是着丝粒分裂
D. de段的每个细胞中的染色体数目是bc段细胞中的2倍
bc段可表示有丝分裂的前、中期，cd段下降的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，de段可表示有丝分裂的后期、末期，故de段的细胞中的染色体数目不一定是bc段细胞中的2倍
A. 分裂期中各时期相对持续时间是前期＞末期＞中期＞后期
B. 细胞周期中分裂期持续的时间比分裂间期要短
C. 分裂期的中前期持续的时间最短
D. 分裂中期持续的时间约为0.21 h
C
课堂练习
处于前期的细胞数目＞处于末期的细胞数目＞处于中期的细胞数目＞处于后期的细胞数目，根据细胞数目推测细胞有丝分裂过程中各个时期的时间关系为前期＞末期＞中期＞后期。分裂中期持续时间为105÷6 000×12＝0.21（h）。