高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第6章 细胞的生命历程第1节 细胞的增殖试讲课教学ppt课件

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生命观念：理解细胞增殖是生物体生长、发育和繁殖的基础，认识到细胞增殖过程中遗传信息的稳定性和连续性。科学思维：能够运用模型与建模方法，分析有丝分裂过程中染色体行为的变化；通过比较归纳，总结动物细胞与植物细胞有丝分裂的异同。科学探究：通过观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验，掌握基本的生物学实验技能，培养观察、记录和分析实验数据的能力。社会责任：认识到细胞增殖研究的科学价值和社会意义，如癌症治疗中的细胞增殖调控等，激发探索生命奥秘的兴趣和责任感。
象与鼠的个体大小相差十分悬殊。
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？
既靠细胞分裂增加细胞的数量，还要靠细胞生长增大细胞的体积。
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。
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。
细胞数量的增多是通过细胞分裂实现的。
表面积= mm2体积= mm3
延伸——细胞不能无限长大的原因
细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率越低。
1.细胞表面积与体积的关系限制
2.核质比(细胞核的控制范围有限)：细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加。
细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能。
细胞不能无限长大的原因
1、细胞增殖的概念、意义和过程
细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程
单细胞生物：通过细胞增殖进行繁殖
② 通过细胞增殖产生新的细胞来补充已经衰老死亡的细胞
① 从受精卵开始，经过细胞增殖和分化逐渐发育成为个体
生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础
细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程
无丝分裂：如蛙的红细胞分裂
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。
（为分裂期进行物质准备）
细胞周期=分裂间期＋分裂期
A B、 C D、 E F
A C、 C E、 E G
B C、 D E、F G
植物：根尖分生区细胞、茎的形成层细胞等
动物：干细胞、皮肤生发层细胞、受精卵、癌细胞等
暂不分裂细胞：一些免疫细胞等
不分裂细胞（高度分化的细胞）：神经细胞、肌肉细胞等成熟的生殖细胞，精子、卵细胞
不同细胞的细胞周期持续时间/h
1、细胞周期分为分裂间期和分裂期，分裂间期较长。
2、不同细胞的细胞周期长度不一样。
3、不同细胞周期的分裂期或分裂间期占比重不一样。
【思考】如果要观察细胞分裂过程，选择分裂期在细胞周期中所占的比例高的还是低的？
主要变化：①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。②细胞有适度的生长。
1个着丝粒1条染色体1个DNA
1个着丝粒1条染色体2个DNA
DNA复制后，DNA数目加倍，染色体数目不变。
染色体数： DNA：染色单体数：
看着丝粒是否连接两条染色单体
三、有丝分裂（高等植物细胞）
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中呢？在真核细胞内，这主要是通过有丝分裂来完成的。
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。
分裂间期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和相关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长
②出现染色体，出现纺锤体。
③染色体散乱分布在纺锤体中央。
①染色体的着丝粒都排列在赤道板上。
②染色体形态固定，数目清晰，纺锤体清晰。
注意：有丝分裂中期是染色体最好观察的时期。
①着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离，变为两个染色体；染色体数目加倍。
②形成两套相同的染色体，分别往两极移动。
①染色体、纺锤体消失，核膜、核仁出现。
②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。
三、有丝分裂（高等植物细胞）视频
四、动物细胞有丝分裂过程
细胞膜从细胞的中部向内凹陷
阅读教P114，动物和高等植物细胞有丝分裂的主要区别有哪些时期？
植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
动物细胞由两组中心粒发出星射线形成纺锤体
比较动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的不同
植物细胞形成细胞板，细胞板扩展称为细胞壁，将细胞分割为两个子细胞。
动物细胞的细胞膜从细胞中部向内凹陷，把细胞缢裂成两个子细胞。
中心体发出星射线构成纺锤体（每个中心体由两个中心粒构成，在间期倍增）
细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体
细胞膜从中部向内凹陷将细胞一分为二
细胞板扩展成细胞壁将细胞一分为二
2.动、植物细胞有丝分裂有什么异同？
1.分裂产生的两个子细胞；2.核膜、核仁的变化相同；3.染色体的行为变化完全相同。
与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
与相关蛋白质的合成有关
动物、某些低等植物细胞
中心体：复制在间期，移动在前期
假定某生物体中一个体细胞核的染色体数和DNA的含量为2N，填写下表：
注意：染色体数 = 着丝粒数 染色体复制后才有染色单体，着丝粒分裂后又无染色单体
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成子染色体
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。
细胞能无限进行分裂吗？
1.体细胞一般能够分裂50-60次；2.有的细胞遗传物质发生变化，就变成不受控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞（癌细胞）
细胞核延长 核缢裂 细胞质缢裂 形成两个子细胞
3．实例：蛙的红细胞分裂、草履虫的细胞分裂等。
草履虫无丝分裂（大核）示意图
蛙的红细胞无丝分裂示意图
不出现纺锤丝和染色体的变化； 染色质、DNA也要进行复制，并且细胞要增大。
1、选材：
①分裂能力旺盛的部位，如根尖、芽尖。
②分裂期占分裂周期比例大。
③染色体数目较少，便于观察。
七、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
洋葱（可用葱、蒜代替）
2、分生区（组织细胞）的特点：
①根尖只有该区域有丝分裂旺盛，②细胞呈正方形，排列紧密，③无液泡和叶绿体。
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
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 的状态不同。（可在 下观察）③细胞核内的染色体(质)易被 性染料如 染成深色。
洋葱、甲紫溶液或醋酸洋红液 、质量分数为15%的盐酸、体积分数为95%的酒精溶液
洋葱、质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液、 甲紫溶液或醋酸洋红液
1. 洋葱根尖的培养 2. 装片的制作：解离→漂洗→染色→制片 3. 洋葱根尖细胞有丝分裂的观察 4. 绘图(中期)
注：未漂洗的影响：影响染色，即染色体着色浅，模糊不清
注：染色时间过长，染色过深，显微镜下会一片紫色，无法看清染色体。
用解离液（盐酸＋酒精）使组织中的细胞相互分离开来
洗去药液，防止解离过度
用碱性染料使染色体着色
提示：解离过度会导致根尖组织直接碎掉，无法进行后续操作
绘图：绘出植物细胞有丝分裂中期简图。
不同时期时间长短与对应时期细胞数量呈正比。如间期时间长，间期细胞数目多。即（间期细胞数目/所有细胞数目）=（间期时间/细胞周期）
观察：先在低倍显微镜下找到 分生区 细胞（特点: 细胞呈正方形，排列紧密 ）,将其移至视野中央，然后换上高倍显微镜,先找分裂 中 期的细胞，然后再找 前 期、 后 期、 末 期细胞。最后观察 分裂间期 的细胞。
2、染色时间：约10min染液浓度适宜
（1）过短：解离不充分，不能相互分离（2）过长：解离过度，根尖酥软且染色体成分被破坏
（1）染液浓度低，染色时间过短：染色体着色浅（2）染液浓度高，染色时间过长：染色过深，染液充满整个干细胞，不利于观察
1、解离时间：3-5min，严控
3、漂洗时间：3-5min
洗去多余解离液，防止解离过度而影响对染色体的染色观察
（1）过轻：细胞不易分散开，不利于观察（2）过重：会使组织压烂，细胞被破坏
【思考】本实验所观察到的细胞还能继续分裂吗？能看到一个细胞完整分裂过程吗？
注：实验成功的关键点①实验材料的选择：a.应选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料；b.应选分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)；c.应选择在细胞分裂旺盛期取材。本实验一般在上午10点至下午2点之间进行。②应该严格按照操作步骤进行：取材→解离→漂洗→染色→制片。③在解离过程中细胞已被盐酸杀死(甲紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色，表明细胞已丧失生物活性，生物膜已不具选择透过性)，因此，显微镜下观察到的都是死细胞，不能看到细胞分裂的动态变化。若视野中找不到处于某一时期的细胞，可通过移动装片从邻近的区域中寻找。
讨论：1.在你的观察结果中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？2.如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？3.能否在显微镜下看到细胞连续的有丝分裂过程？
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。
分裂间期，因为细胞周期的大部分时间处于分裂间期。
不能，因为解离时细胞已经死亡。
1．下列有关细胞不能无限长大的原因中，不正确的是（ 　） A．与细胞表面积和体积的比有关 B．细胞核的大小是有一定限度的 C．细胞体积过大不利于细胞内的物质交流 D．细胞内各种细胞器的数目和种类限制
2．下列关于细胞周期的叙述，正确的是（ ） A．成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期 B．机体内所有的体细胞处于细胞周期中 C．抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期 D．细胞分裂间期为细胞分裂提供物质基础
3．在高等植物细胞有丝分裂过程中，下列直接参与活动的细胞器有（ ） A．高尔基体和核糖体 B．高尔基体和中心体 C．叶绿体和核糖体 D．中心体、高尔基体和核糖体