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细胞的生命历程
第一节
细胞通过分裂增殖
第一课时
细胞的形态功能千差万别，但是有一个共同特征就是小（极个别细胞除外）
为什么细胞体积趋向于小呢？
保证营养物质和废物向细胞内外扩散
细胞大小与扩散作用有什么关系呢？
活动：细胞大小与扩散作用的关系
琼脂块的边长/cm
表面积/cm2
体积/cm3
相对表面积（表面积/体积）
NaOH扩散的深度/cm
NaOH扩散的体积/琼脂块的体积
3
2
1
54
27
2
24
8
3
6
1
6
0.5
0.5
0.5
结论：琼脂块的相对表面积（即表面积与体积之比）随着琼脂块的增大而_______；NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而_______。
减小
减小
19/27≈0.7
7/8≈0.9
1/1
=
1
实验和数据表明：
细胞体积越小，其表面积与体积之比就越大，越有利于和外界进行物质交换，因此细胞体积总是这么小。
细胞为什么不能无限长大而要通过分裂形成小细胞？
1、表面积与体积之比的限制
2、细胞核与细胞质比例的限制
何谓细胞分裂？
细胞数目的增多（细胞增殖）主要是靠细胞分裂来实现的。
细胞分裂：由一个细胞产生多个细胞的过程。
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
体细胞
生殖细胞
真核细胞的分裂方式有三种：
特别注意：细菌的繁殖属于二分裂（无丝分裂、有丝分裂和减数分裂只发生在真核生物中）。
细菌的分裂生殖是什么分裂？
什么是细胞周期？
细胞周期：连续分裂的细胞，从一次分裂完成（结束），到下一次分裂完成时所经历的整个过程。
注意：只有连续分裂的细胞才有细胞周期。
分裂结束
所有细胞都有细胞周期？
连续增殖细胞：骨髓造血干细胞、根尖分生区细胞、癌细胞
永不增殖细胞：成熟的红细胞、神经细胞、
暂不增殖细胞：肝细胞、肾细胞
分
裂
间
期
分裂期
分裂间期
分裂期
M
（2）阶段
细胞周期=分裂间期+分裂期
分裂间期：物质准备
①G1期（DNA合成前期）：
合成DNA所需蛋白质，和核糖体增生。
②S期（DNA合成期）：
DNA的复制
③G2期：合成有丝分裂（M）所需蛋白质
DNA复制和蛋白质的合成
细胞周期两个阶段：①分裂间期在前，分裂期（M期）在后。②分裂间期较长，而分裂期较短。
不同细胞的细胞周期持续时间
细胞
分裂间期
分裂期
小鼠十二指肠细胞
13.5
1.8
人的宫颈癌细胞
20.5
1.5
人的肝细胞
21
1
蚕豆根尖分生区细胞
15.3
2.0
细胞周期的不同表示方法
方法名称
表示方法
扇形图
直线图
坐标图
直方图
A-B-C-A
a+b或c+d
a---e
A为G1
B为S
C为G2和分裂期
甲
乙
识一识，练一练
①乙→甲：分裂间期；a和c：分裂间期；
②甲→乙：分裂期；b和d：分裂期；
③细胞周期：乙→甲→乙；a+b/c+d;
b+c是不是细胞周期？
动动脑
2.右图所示细胞有丝分裂一个细胞周期所用时间，下
列说法正确的是（
）
①甲→乙的过程表示分裂间期
②乙→甲的过程表示分裂期
③一个细胞周期是指甲→甲的全过程
④一个细胞周期是指乙→乙的全过程
A.
①④
B.
②④
C.
①②④
D.
①②③
a
b
c
d
1.下图所示连续分裂细胞的一个细胞周期所用时间，线段长度代表时间段，表示一个细胞周期的是（
）
A.a+b
B.b+c
C.c+d
D.b+c+d
甲
乙
D
B
细胞的癌变
癌细胞：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。
1.癌细胞的主要特征
（1）在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖
癌症为什么难治？
由于细胞膜上的粘连蛋白减少或缺失，
使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内扩散和转移。
（2）癌细胞能在体内转移。
（3）癌细胞的形态结构发生显著变化
正常成纤维细胞扁平梭形
癌变后球形的成纤维细胞
A.细胞癌变的外因
（1）物理致癌因子
二战后日本广岛、长崎
幸存居民癌症发生率明显增加
切尔诺贝利核电站核泄漏
悲惨的受害者
2.细胞癌变的原因
A.细胞癌变的外因
（2）化学致癌因子
丙烯酰胺
亚硝胺
苯并芘
2.细胞癌变的原因
A.细胞癌变的外因
（3）生物致癌因子
例如：EB病毒是一种疱疹病毒，能使儿童患淋巴癌和成人患鼻咽癌。
例如：1911年Rous
第一次用鸡肉瘤的无细胞提取物引起另一只鸡产生新的肿瘤。
2.细胞癌变的原因
B.细胞癌变的内因
癌细胞的产生是内外因素共同作用的结果
正常细胞
原癌基因
抑癌基因
致癌
因子
突变
癌细胞
正常细胞
分裂和分化失控
2.细胞癌变的原因
二、细胞癌变
（细胞畸形分化,从而恶性增殖）
1.原因：
内因：
原癌基因
正常细胞
癌基因
外因：
致癌因子：
激活
癌细胞
突变成
物理致癌因子
化学致癌因子
生物致癌因子
（辐射致癌）
（砷、苯、煤焦油等）
（现已发现150多种致癌病毒）
2.预防：
①尽量避免致癌因子。
②增强体质，保持良好心态。
1．癌细胞能够无限增殖
2、细胞膜上粘连蛋白减少或缺失，易发生转移。
癌细胞特征
3．癌细胞的形态结构发生显著变化
近期统计数据显示，癌症已经成为我国城乡居民的首要死因。请根据提供的材料回答问题：
（1）体外分别培养白血病癌细胞和正常体细胞，图中代表癌细胞生长曲线的是
。在体内，癌细胞可能侵袭周围正常组织，说明癌细胞具有
的特性。
答案：（1）a
扩（分）散转移细胞通过分裂增殖第一课时细胞周期
预习梳理
一、模拟探究细胞的大小与扩?散作用的关系
1.为保证细胞进行正常生命活动,细胞需要
，以保
证
向
扩散，因此.细胞体积不能太大。
2.由于细胞不能无限长大,因此大的生物体是由
而不是由比较大的细胞发展起来的。
3.细数目的增多是靠
来实现的。真核细胞的分裂方式主要有两
种:
和减数分裂。
是真核生物体细胞增殖的主要方式。减数分裂是一种特殊的
，?与真核生物产生
有关。
二、细胞的有丝分裂经历细胞周期
L.细胞周期是指
的细胞从
到
所经历的整个过程。细胞周期包括(M期)
和
。
2.分裂间期包括DNA合成期(简称
期)以及合成期前后的
期
和
期。
的周期，时间长短各不相同。
三、制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片，或观察其永久装片
1.临时装片的制作:用质量分数为10%的
对根尖进行
,使细
胞
→用
对洋葱根尖进行
,便于?染色+用0,?01g/ml
对根尖
→制片。
2.装片的观察;先在低信物镜下找到根尖
区的细胞,它们呈正方形紧密排列，使要观察的细胞置于视野的
，然后换用高倍物镜观察。高倍物镜下视野较
(填“亮”或“暗”)，需要调
(填“大”或“小”光圈或使用反光镜中的
(填“平”或“凹”面镜。
[归纳拓展]
1.细胞大小的微小变化会对细胞活动产生很大影响的原因
(1)细胞通过细胞表面的细胞膜与外界进行物质交换。随着细胞体积的变大,其相对表面积变小，物质交换速率变慢。
(2)细胞与外界环境的物质交换(如吸收、排泄、分泌、扩散等)，都是通过细胞表面的细胞膜进行的，细胞需要相对较大的表面积，以保证营养物质和废物向细胞内外扩散。
2.建构模型的方法和意义
(1)方法:借用生活中常见的事物来研究小的、看不见的、在活体中很难研究的过程或结构。如用动物模型代替人体进行实验;在实验室模拟原始地球的条件研究生命的起源等。
(2)意义:利用模型可以研究很难或不可能进行研究的对象，在说明道理的同时,简化复杂的原理或过程。
[归纳拓展]
1.分裂间期的物质准备
分裂间期是有丝分裂的准备阶段，G1期主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生，S期主要是进行DNA复制，G2期进行有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。
2.外界因素对细胞周期的影响
（1）缺乏营养影响蛋白质的合成，使细胞无法进入S期而停留在G1期。
（2）抑制DNA复制，细胞无法进入G2期而停留在S期。
3.细胞周期的4种常用表示和判断方法
(1)一个完整的细胞周期的表示方法
说明:并非所有细胞都有细胞周期。
①只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。
②高度分化的细胞没有细胞周期，如神经细胞、表皮细胞等。
(2)判断一个完整的细胞周期的方法
①细胞周期以分裂间期为起点，而不能以分裂期为起点。
②分裂间期的时间远远长于分裂期。
1.下列关于细胞周期叙述错误的是（ ）
A.DNA复制发生在S期
B.核基因在整个细胞周期都有转录和翻译
C.G2期合成有丝分裂所需的蛋白质
D.细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程
解析 DNA复制发生在S期，A正确；在整个细胞周期都有翻译，但分裂期由于染色体高度螺旋化，难以发生转录过程，B错误；G2期合成有丝分裂所需的蛋白质，C正确；细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程，D正确。
答案 B
2.如图为细胞周期示意图，下列关于细胞周期各个时期的变化叙述正确的是
A.a→b是G2期，细胞内DNA已经复制完成
B.b→c是分裂期，一直可以看到染色单体
C.c→d是G1期，细胞内无蛋白质合成
D.d→a是S期，细胞内发生的变化是DNA复制和核糖体增生
解析 a→b是G2期，细胞内DNA已经复制完成，A正确；b→c是分裂期，后期着丝粒分裂，看不到染色单体，B错误；c→d是G1期，细胞内有蛋白质合成，C错误；d→a是S期，细胞内发生的变化是DNA复制，而核糖体增生发生在G1期，为蛋白质合成做准备，D错误。
答案 A
[归纳拓展]
制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片
1．实验原理
盐酸使植物细胞之间的果胶质层松散，用盐酸处理植物的根尖，可以使根尖细胞彼此容易分开。用水洗去盐酸后，再用碱性染料染色，制成装片，就可以观察到细胞内部的某些结构，尤其是细胞中染色体形态的差异。
2．材料要求及试剂分析
(1)实验材料：
①选取具有持续分裂能力的组织细胞，如根尖分生区细胞。
②选择染色体数目较少的生物，便于染色体计数。
③选择分裂期占细胞周期时间比例大的细胞，易观察到分裂期细胞。
(2)试剂的成分及作用：
项目
成分
作用
解离液
质量分数为10%的盐酸
(1)使细胞丧失活性，碱性染料容易进入细胞，将染色体(质)染成深色
(2)破坏细胞间的果胶质，使细胞分离开
漂洗液
清水
用于漂洗过多的盐酸，以免影响染色
染色液
0.01
g/mL的龙胆紫溶液(或醋酸洋红溶液)
使染色体着色，便于观察
(3)显微镜：注意观察时先使用低倍物镜，后使用高倍物镜。
3．实验步骤
4.注意
（1）取材时为什么只能剪2～3
mm，而不能过长？
提示 若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。
（2）解离和染色时间要严格控制的原因是什么？
提示 ①若解离时间太短，则压片时细胞不易分散开；时间过长，则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。②若染色时间太短，则染色体（质）不能完全着色；若染色时间过长，则使细胞核等其他部分充满染色剂，无法分辨染色体。
（3）实验操作中B、C的顺序能不能互换？并说明原因。
提示 不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸，有利于碱性染料的着色，若二者顺序颠倒，解离液中的盐酸会影响染色的效果。
（4）能否将视野固定在一个细胞观察其连续的变化过程？如果不能，应怎样做？
提示 将视野固定在一个细胞观察不到动态分裂过程，细胞解离后已被杀死，因此要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。B．染色时间过长将抑制细胞的分裂
（5）观察结果中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？
提示 分裂间期。观察到不同时期的细胞数目多少反映出各时期经历时间的长短——间期最长，故观察的细胞最多。
1．下列关于“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动的叙述，正确的是( )
A．用稀盐酸解离可使细胞间的果胶质层松散
B．用水漂洗可洗去碱性染料以保持细胞活性
C．常用苏丹Ⅲ染液使染色体着色以利于观察
D．可用高倍镜观察植物细胞连续的分裂过程
解析 经过10%盐酸解离，细胞已经死亡，B、D两项错误；常用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液使染色体着色，C项错误。
答案 A
2．下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述，错误的是( )
A．解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
B．先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜观察
C．显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体
D．可在视野中找到处于不同时期的细胞
解析 由于细胞分裂间期时间长，观察到的细胞大多处于间期，这时观察到的是细长丝状的染色质，C错误。
答案 C
3．下列关于“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动的叙述，正确的是( )
A．解离是为了促进染色体分离,
B．漂洗是为了洗去水
C．漂洗是为了洗去不利于染色的物质
D．可观察到部分细胞在中央的“赤道面”上向内凹陷
解析 解离的目的是使组织中的细胞相互分离，A错误；解离时细胞已经死亡，不再进行细胞分裂，B错误；不利于染色的物质，便于染色，C正确；在动物细胞中，可观察到部分细胞在中央的“赤道”上向内凹陷，而在植物细胞中，可观察到部分细胞在中央的“赤道面”上出现了细胞板，D错误。
答案 C
当堂自测
1．科学家用含15N的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根关细胞的分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的数据如下，则下列叙述正确的是( )
A．高尔基体、线粒体、叶绿体在蚕豆根尖细胞分裂过程中活动旺盛
B．蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期有0～2
h、19.3～21.3
h、38.6～40.6
h
C．一个细胞周期可以用0～19.3
h、19.3～38.6
h来表示
D．蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3
h
答案 D
2.如图a→d表示连续分裂的两个细胞周期。下列叙述错误的是（ ）
A.a和b为一个细胞周期
B.c段结束后DNA含量增加一倍
C.遗传物质平分一般发生在d段
D.b和c为一个细胞周期
解析 由细胞周期的概念可知，1个细胞周期是分裂间期＋分裂期，即图中的a＋b或c＋d，A正确、D错误；c段表示间期，进行DNA复制，所以结束后DNA含量增加一倍，B正确；遗传物质平分一般发生在d段，即分裂期，C正确。
答案 D
3．下列关于“制作并观察洋葱根尖细胞有丝分裂的临时装片”活动的叙述，正确的是( )
A．如果视野过暗，可以转动细准螺旋增加视野的亮度
B．在一个视野的绝大部分细胞中能看到被染成深色的棒状小体
C．应该选一个处于间期的细胞，观察其从间期到末期的全过程
D．用质量分数10%盐酸解离可使植物细胞间的果胶质层松散
解析 如果视野过暗，可换用大的光圈或用凹面反光镜增加视野的亮度，A错误；在一个视野的绝大部分细胞处于间期，能看到被染成深色的丝状物质，B错误；将根尖放入盐酸解离时，细胞已死亡，所以不可能继续分裂，C错误；用质量分数10%盐酸解离可使植物细胞间的果胶质层松散，D正确。
答案 D
[预习梳理]
一、1.相对较大的表面积
营养物质和废物
细胞内外
2.许多细胞
3.细胞分裂
有丝分裂
有丝分裂
有丝?分裂
有性生殖细胞
二、1.?连续分裂
一次分裂结束?
下一次分裂结束
分裂期
分裂
间期
2.?S
G1
G2
不同细胞
三、1.盐酸
解离
彼此分离
清水
漂洗
龙胆紫染液
染色
2.?分生
正中央
暗
大
凹
