4.1 细胞增殖课件（共3个课时） 高一生物学苏教版（2019）必修第一册

(共64张PPT)
第1节 细胞增殖
第1课时
01
02
简述细胞增殖和细胞周期，并说出动物细胞有丝分裂各时期的主要特征。
通过探究细胞大小与物质运输的关系，理解细胞不能无限长大的原因。
象与鼠的个体大小差异是由于细胞数量还是细胞体积的差异呢？
实验表明，在个体生长过程中，与细胞数量的增加相比，细胞体积的增大似乎受到更大的限制。这是什么原因呢？
事实：用琼脂块模拟细胞，进行以下实验：将琼脂块切成边长分别为1cm、2cm、4cm的正方体，分别计算它们的表面积和体积；将边长为4cm的正方体琼脂块切成64块边长为1cm的正方体琼脂块，如图所示：
任务一：阅读“积极思维”中的相关内容，回答下列问题。
生物体的生长主要是细胞增殖的结果
琼脂块的边长/cm 表面积/cm2 体积/cm3 相对表面积
（表面积与体积之比）
1
2
4
96
64
1.5
24
8
3
6
1
6
1.分析 根据上图，完成相关数据的计算，并填写以下表格。
2.推理 根据上述数据，通过推理，能发现琼脂块的相对表面积与琼脂块体积的关系吗？
细胞无限长大会减小细胞的相对表面积
a.细胞体积越大，其表面积与体积之比就越小，细胞的物质运输和信息交流的效率就越低；
b.细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加。细胞核的控制范围是一定的。
事实上，不同动植物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要取决于__________________。而细胞数量的增多，是通过_____________来实现的。
细胞数量的多少
细胞增殖
细胞不能无限长大的原因
1.概念：
细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。
2.细胞增殖的方式：
分裂
3.意义：
细胞增殖是生物体 、 、 、和遗传 的基础。
生长
发育
繁殖
细胞增殖
4.分裂方式：
真核细胞
有丝分裂（真核生物普遍的分裂方式）
无丝分裂（迅速增殖的组织，非普遍分裂）
减数分裂（有性生殖生物产生生殖细胞）
原核细胞：二分裂方式等
一个成年人大约拥有100万亿个细胞，这些细胞都源自一个受精卵细胞。
连续分裂的细胞，从一次细胞分裂结束开始，经过物质准备，直到下一次细胞分裂结束为止的过程。
（一）细胞周期
一次分裂
下一次分裂
1.概念：
细胞周期与有丝分裂
2.细胞周期的划分
间期：可分为G1、S和G2三个时期，属于物质准备阶段
分裂间期（90%—95%）
细胞周期
分裂期
前期
中期
后期
末期
G1期:合成S期所需蛋白质
S期：进行DNA的复制
G2期：合成M期所需蛋白质
如：植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞
如：神经细胞、表皮细胞等
只有连续分裂的细胞才有细胞周期
高度分化的细胞没有细胞周期
发生减数分裂的细胞无细胞周期
1
2
3
思考1：所有的真核细胞都有细胞周期吗？
注意：有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有细胞周期。
不同类型细胞的细胞周期持续时间（小时）
结论：
①分裂间期占的时间很长，分裂期占的时间短；
②不同生物的细胞周期持续的时间不同。
细胞 分裂间期 分裂期 细胞周期
小鼠十二指肠细胞 13.5 1.4 15.3
蛙单倍体胚细胞 35.3 1.6 36.9
仓鼠卵细胞 11.6 0.4 12.2
蚕豆根尖细胞 15.3 2.0 17.3
思考2：观察下图不同类型细胞周期，能得出什么结论？
细胞周期：
分裂间期：
分 裂 期：
B-A-B
B-A
A-B
B
A
A B C D E F G
A C、 C E、 E G
A B、 C D、E F
B C、 D E、 F G
→
以下两种图形中分别表示出细胞周期、分裂间期、分裂期。
核膜
核仁
染色质
着丝粒
中心体
细
胞
核
1
2
3
4
5
（二）有丝分裂（以动物细胞为例）
动物细胞在有丝分裂过程中，染色体、纺锤体、核膜和核仁等结构会出现规律性的变化。
（1）____________________是染色体结构的重要组成部分，它们的结构成分联系紧密，功能方面密切相关，构成了高度有序的整合结构。
（2）着丝粒连接两条________________；着丝点为______________，其外侧主要与________________相连，内侧与___________相互交织。
着丝粒
着丝点外侧
着丝点内侧
纺锤体微管
着丝粒和着丝点
姐妹染色单体
圆盘状结构
纺锤体微管
着丝粒
1.着丝粒与着丝点
（1）中心体复制的时期：________________
（2）纺锤体主要由
（3）动物分裂前期星射线的形成和两个中心体向两极的运动，标志着______________的开始。在纺锤体微管的作用下，染色体移动到细胞相应的位置上。
纺锤体
纺锤体
中心体
间期
微管及其结合蛋白质组成。
纺锤体装配
2.中心体与纺锤体
（1）分裂前的间期
3.有丝分裂各时期特征
c.中心体的复制
d.姐妹染色单体的形成
a.DNA的复制
b.有关蛋白质的合成
1条染色质
1条染色质
着丝粒
间期初
间期末
分裂间期
前期
a.染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体散乱分布在细胞中；
b.中心体分别移向细胞两极，并发出星射线形成纺锤体；
c,核膜解体、核仁消失
（2）前期
注意：姐妹染色单体
（形成于间期）
（出现于前期）
前期
中期
a.在纺锤丝的牵引下，染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道面上。
赤道面
b.染色体的形态比较稳定，数目比较清晰。——观察染色体的最佳时期。
（3）中期
1条染色体
（含两条姐妹染色单体）
2条染色体
（无染色单体）
着丝粒断裂
中期
后期
（4）后期
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，纺锤丝牵引下分别移向细胞两级。
后期
c.细胞质膜向内凹陷，一个细胞缢裂成两个子细胞
a.染色体、纺锤体消失
b.核膜、核仁重新出现
末期
（5）末期
1.膜仁消失现两体
2.形定数晰赤道齐
3.粒裂数增均两极
4.两消两现重开始
“记忆口诀”
有丝分裂
细胞表面积和体积的关系
细胞核与细胞质的关系
细胞不能无限长大的原因
1.细胞周期
2.分裂过程
前期
中期
后期
末期
细胞增殖
　　
1. 下列关于细胞周期的叙述，正确的是（　　）
D
2.在一个细胞周期中，最可能发生的在同一时期的是（ ）
A.染色体复制和染色单体的形成 B.染色体数加倍和DNA分子数加倍
C.着丝粒的分裂和细胞质的分裂 D.细胞板的出现和纺锤体的出现
A
A. 细胞发生分裂后立即进入下一个细胞周期
B. 分裂期的时间长于分裂间期
C. 细胞周期由前期、中期、后期、末期组成
D. 细胞种类不同，细胞周期持续时间可能相同
3.如图①～⑤表示一个细胞周期中某染色体变化的不同情况。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
C
4.如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程（ ）
A.发生在细胞分裂末期，核膜再度合成
B.发生在细胞分裂间期，染色质复制
C.发生在细胞分裂前期，核膜逐渐消失
D.发生在细胞分裂中期，染色体螺旋变粗
C
5.图甲为某植物细胞周期的模式图，图乙为该植物细胞有丝分裂过程中的部分示意图。请据图回答下列问题：
(1)图甲中，X期表示细胞周期中的________期，该时期的主要特点是_____________________________________；观察染色体形态的最佳时期是[　　]_____期，对应于图乙中的细胞_____(用字母表示)。
(2)图乙中，含有染色单体的细胞有________(用字母表示)；A细胞内染色体与核DNA数量之比为______。
分裂间
完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
2
中
C
B、C
1∶1
第1节 细胞增殖
第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第2课时
01
02
构建染色体数、核DNA数目变化的数学模型。
比较动植物细胞有丝分裂的异同。
1.核膜、核仁消失于 ，重建于 ；
前期
末期
2.纺锤体出现于 ，消失于 ；
前期
末期
3.中心体复制于__________；
间期
4.观察染色体的最好时期 ；
中期
5.能看到完整细胞结构的时期 ；
间、末期
6.染色体出现于 ，消失于 ；
前期
末期
7.染色单体出现于_____，消失于 ；
前期
后期
8.染色体复制于_________,DNA复制于__________；
间期
间期
9.核DNA加倍于_________,染色体加倍于__________。
后期
间期
【复习导入】
间期
前期
中期
后期
末期
思考：动物细胞和高等植物细胞的有丝分裂有何异同？
动物细胞 高等植物细胞
相同点 不 同 点 间期
前期
末期
亲代细胞的DNA复制后，平均分配到两个子细胞中去
由细胞两极发出纺锤丝
形成纺锤体
由中心体发出的星射线
形成纺锤体
赤道面位置出现细胞板，扩展为细胞壁形成两个子细胞
在赤道面位置以缢裂方式
形成两个子细胞
有中心体复制
无中心体复制
动物细胞与高等植物细胞有丝分裂比较
细胞结构 细胞类型 作用时期 生理作用
与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
核糖体
高尔基体
动植物
合成蛋白质
植物
参与细胞壁的形成
线粒体
动植物
提供能量
中心体
动物和低等植物
发出星射线，形成纺锤体
间期（主要）
末期
整个细胞周期
前期
复制
子代细胞
亲代细胞
染色体
平均分配
分裂
注意：亲代细胞核DNA平均分配，质DNA随机分配
保证了子代细胞与亲代细胞中遗传信息的一致性。
染色体复制（主要是DNA复制）一次，细胞分裂一次， 分裂结果是染色体平均分配到两个子代细胞中。
1.特征：
2.意义：
有丝分裂的特征和意义
时期
染色体数
DNA含量
4
4
4
8
4
8
8
8
8→4
4→8
染色单体数
8
8
0
0
0 →8
间期
前期
中期
后期
末期
2N
2N
2N
4N
2N
4N
4N
4N
4N→2N
2N→4N
4N
4N
0
0
0 →4N
有丝分裂过程中染色体、DNA、染色单体数目变化规律
0
染色体的变化曲线
间期（末）
前期
中期
后期
末期
间期（初）
2N
4N
数量
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体
细胞分裂，形成子细胞
DNA的变化曲线
0
2N
4N
数量
间期（末）
前期
中期
后期
末期
间期（初）
DNA复制
细胞分裂，形成子细胞
染色单体的变化曲线
0
2N
4N
数量
间期（末）
前期
中期
后期
末期
间期（初）
染色体复制
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
【拓展延伸】1.判断染色体、DNA、染色单体的数量变化直方图
判断步骤：1.有时在，有时消失的柱状图为染色单体的图
2.与染色单体柱状图齐平的为DNA的图
3.最后一个为染色体的图
核DNA
染色单体
染色体
核DNA
染色单体
染色体
甲：G2期、前期和中期
乙：后期、末期（细胞分裂前）
或
丙：末期（结束时）以及G1期
【拓展延伸】2.判断甲、乙、丙分别所属什么时期？
【拓展延伸】3.判断每一段表示的是有丝分裂的哪个时期？
e-f：S期核DNA复制，染色单体形成
f-g：G2期、有丝分裂前期和中期
g-h：后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成子染色体
【拓展延伸】4.判断每一段表示的是有丝分裂的哪个时期？
B-C：S期核DNA复制，染色单体形成
C-D：G2期、有丝分裂前期和中期
D-E：后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成子染色体
【拓展延伸】5.细胞周期中的加倍问题
细胞增殖
一、高等植物细胞有丝分裂的过程
二、动物细胞与高等植物细胞有丝分裂比较
三、与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
四、有丝分裂的特征和意义
五、有丝分裂过程中染色体、DNA、染色单体数目变化规律
1. 下图是某生物体细胞有丝分裂不同时期的图像，下列对其描述正确的是（　　）
A
A. 甲、乙、丙细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
B. 甲、乙、丙细胞的染色体数、染色单体数与核DNA分子数的比例都为1∶2∶1
C. 甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D. 该生物可能是低等植物细胞
2.下列表示动物细胞的细胞周期中DNA含量的变化，正确的是（ ）
细胞周期
每条染色体的DNA含量
O
A
C
B
D
E
甲
细胞周期
每个细胞核中的DNA含量
O
A
C
B
D
E
乙
A.两图中AB段的变化原因相同
B.两图中CD段的变化原因相同
C.两图中的DE段均会在两个新细胞间出现许多囊泡
D.两图中BC段中染色体数与DNA分子数之比均保持1:2
A
第1节 细胞增殖
第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡
第3课时
01
02
理解减数分裂和无丝分裂的特征和意义。
制作和观察植物根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。掌握一定的实验技能。
根冠
分生区
伸长区
成熟区(根毛区)
观察高等植物根部的结构示意图，思考哪个部位可以观察到有丝分裂不同分裂时期的细胞？
分生区特征
①该区域细胞分裂旺盛
②细胞呈正方形，排列紧密
③无液泡和叶绿体
（一）实验原理
1.植物根尖、芽尖的分生区细胞能进行有丝分裂。由于各个细胞的分裂是独立进行的，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。
2.盐酸和酒精混合液能将组织中的细胞相互分离。
3.碱性染料（甲紫溶液或苯酚品红溶液）能将染色体染成深色。
4. 在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态，就可以判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期。
观察植物根尖细胞的有丝分裂
洋葱或大蒜根尖
仪器：显微镜、载玻片、盖玻片、玻璃皿、剪子、镊子、滴管
试剂：质量分数15％的盐酸、体积分数为95％的酒精、苯酚品红溶液
（或龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液）
(二) 实验材料
(三) 实验仪器和试剂
漂洗
清水漂洗10min
取材
剪取洋葱根尖2-3mm
解离
加入解离液：质量分数15%的盐酸+体积分数
95%的酒精溶液（1﹕1）
3-5min
目的：分生区细胞分裂旺盛
目的：洗去解离液，防止解离过度，便于染色
(四) 实验步骤
目的：使组织细胞相互分离开
染色
苯酚品红溶液染色3-5min
压片
用镊子将染色后的根尖取出，放在载玻片上的水滴中央（用吸水纸吸去浮色），再用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，覆盖一张滤纸片后，加盖一片载玻片。然后，用拇指轻轻按压载玻片
目的：使染色体着色，便于观察
目的：使细胞分散开来，便于观察
1
2
3
4
5
1细胞处于 期；
2细胞处于 期；
3细胞处于 期；
4细胞处于 期；
5细胞处于 期；
前
中
末
分裂间
后
五、实验结果
六、注意事项
1.实验材料的选择：
a.选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
b.选取分裂旺盛的部位(如根尖、芽尖的分生区)
c.必须在分裂旺盛的时间
2.操作过程：
a.解离时间（3-5min）
时间太短：细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散；
时间太长：导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色
2.操作过程：
b.漂洗时间（10min）
c.染色时间（3-5min）
d.“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。　　
时间太短：解离液未充分洗去，后期染色效果不佳；
时间太短：染色体或染色质不能完全着色
时间过长：使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
2.操作过程：
e.压片力度适中
3.显微镜观察：
a,细胞状态：显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化
d.细胞数目：间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长
过轻：细胞未分散开
过重：将组织压烂
1.解离液的作用是什么？
【拓展提升】
2.如果观察动物细胞的有丝分裂，还能用盐酸解离吗？
解离液是15％盐酸和95％酒精按1：1混合而成。其中，酒精的作用是迅速杀死细胞，固定细胞的分裂相；而盐酸能溶解果胶，使植物细胞的细胞壁软化，并使细胞间的中胶层物质溶解，从而达到分离细胞的目的。
在进行动物细胞培养时，要先将组织分散成单个细胞，方法是用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，这样组织就会分散成单个细胞。
3.碱性染料的pH是碱性的吗
4.染色前要用清水漂洗掉解离液的目的是？
染料按照带电性质进行分类，带正电荷为碱性染料，反之则为酸性染料。染料酸碱性的界定与染液本身的pH无必然联系。
盐酸是一种强酸，而脱氧核糖核酸是一种弱酸，盐酸的存在会抑制脱氧核糖核酸的电离，从而使脱氧核糖核酸无法与碱性染料中带正电荷的助色基团结合。如果解离后不将盐酸漂洗掉，染色体就无法被染上颜色。因此，漂洗的作用可总结为：防止解离过度并利于染色。
【拓展提升】
1.性质：减数分裂是特殊方式的有丝分裂
2.范围：产生 （如：精子、卵细胞）
3.过程：染色体复制一次，细胞连续分裂两次，产生的生殖细胞染色体数量 。
有性生殖细胞
减半
减数分裂
某些迅速增殖的组织，如口腔上皮细胞、 伤口附近的细胞和体外培养的动物细胞
1、特点：
没有染色体和纺锤体等结构的出现。
2、过程：
细胞核先延长，核从中部缢裂成两个子细胞核，接着整个细胞也从中部缢裂成两个子代细胞。
3、实例：
无丝分裂
减数分裂
无丝分裂
解离
漂洗
染色
制片
植物根尖细胞有丝分裂实验
细胞增殖
1.用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，下列描述正确的是（ ）
A、处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等
B、视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
C、观察处于分裂中期的细胞，可清晰看到赤道面和染色体
D、细胞是独立分裂的，因此可选一个细胞持续观察它的整个分裂过程
B
D
2．下列关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂” 实验的叙述，错误的是(　 )
A．可以用苯酚品红溶液对染色体进行染色
B．压片可将根尖细胞压成单层，避免相互重叠影响观察
C．漂洗的目的是洗去解离液，避免解离过度
D．实验中酒精用于根尖染色后的漂洗
3.下面是关于“观察洋葱根尖细胞有丝分裂”实验的部分操作示意图，下列叙述合理的是(　　)






A．剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛
B．该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C．在观察的图像中，b区域属于分生区的细胞，细胞已死亡
D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显
C