高中生物必修一第一节细胞增殖-人教版

第一节细胞增殖第6章细胞的生命历程一、知识目标

1．理解细胞周期的概念。

2．准确描述细胞有丝分裂各阶段的重要特征。了解动植物细胞有丝分裂过程的异同。

3．掌握有丝分裂的过程、特征和意义尤其是DNA和染色体的规律性变化。【学习目标】二、能力目标

1．学会科学探究细胞大小与物质运输关系的方法。

2．学习用曲线图描述有丝分裂过程中DNA和染色体数量的变化规律。

3．通过实验培养学生的观察、分析以及绘图能力。三、情感目标

1．通过对有丝分裂过程中DNA和染色体的规律性变化的学习，使学生对事物发展变化过程中由量变到质变的转化等哲学问题有正确的认识。

2．通过实验培养学生实事求是的科学态度和严谨的科学工作作风。问题探讨：〖参考提示〗：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）。1、多细胞生物体体积的增大即生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。2、不同动植物同类器官或组织的细胞大小一般没有明显的差异，器官的大小主要决定于细胞数目的多少。总结：一、细胞不能无限长大：其原因是什么？“细胞大小与物质运输的关系”琼脂块的边长/cm表面积/cm2体积/cm3比值（表面积/体积）NaOH扩散的深度/cm比值（NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积）321实验探究：浸泡10分钟6:13:12:1比值(表面积/体积)NaOH扩散的深度比值（NaOH扩散体积/整个琼脂块体积）824216127543体积表面积琼脂块边长cmcm2cm3cm浸泡15分钟〖实验讨论答案提示〗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）20125641870.30302826141300.203.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。根据实验结果可得出什么结论？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。）细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低总结：细胞不能无限长大的原因？二、细胞通过分裂增殖1细胞为什么要增殖？：细胞分裂是动植物生长、发育、繁殖、遗传的基础2细胞增殖的方式及其发生场所：（1）无丝分裂——少数生物细胞发生，如蛙的红细胞、鸡胚的血细胞

（2）有丝分裂——最普遍的分裂方式，发生在动植物的体细胞，产生的子细胞也叫体细胞，如根尖分生区细胞（3）减数分裂——发生在有性生殖生物的精巢（睾丸）和卵巢，与有性生殖细胞（精子、卵细胞）的形成有关增殖的过程：1.物质准备阶段（细胞间期）

2.细胞分裂阶段（分裂期）什么是细胞周期呢？

细胞周期是指：连续分裂的细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程（注意：每个周期的起点是上一次分裂的结束点）

）。（一）、有丝分裂

有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式，细胞进行有丝分裂具有周期性。

每一个细胞周期包括一个分裂间期和一个分裂期（M），而分裂间期又包括一个合成期（S）和合成期前后的两个间隙期（G1和G2）。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。

细胞分裂间期是有丝分裂的准备阶段。在一个细胞周期中，分裂间期所占的时间大约是整个细胞周期的90%~95%，远远大于分裂期（所以在显微镜下观察到的细胞绝大多数是间期的）。在此期间，细胞内发生着活跃的代谢变化，最重要的变化是进行DNA分子的复制（在S期）和有关蛋白质的合成（在G1期和G2期）。复制的结果，每个染色体都形成两个完全一样的姐妹染色单体。

1、细胞分裂间期不同细胞的细胞周期持续时间细胞类型分裂间期分裂期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞15.32.017.3小鼠十二指肠上皮细胞13.51.815.3人的肝细胞21122人的宫颈癌细胞20.51.522（1）不同的细胞的细胞分裂周期持续时间不同（2）细胞周期的大部分时间处于分裂间期1。下表所列为不同细胞的细胞周期持续时间（h）。据表分析可以得出的结论是（）A、分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞B、分裂期占细胞周期时间比例最小的是十二指肠细胞C、不同种类细胞的细胞周期持续时间不同D、不同种类细胞的分裂都是同步进行的细胞

分裂间期

分裂期细胞周期十二指肠细胞13．51．815．3

肿瘤细胞18．00．518．5成纤维细胞19．30．720．0Cabcde下图表示的是连续分裂的细胞的细胞周期，请回答以下问题：哪些点可以表示一个细胞周期的起始点？哪些点可以表示一个细胞周期的中止点？一个细胞周期可以用哪些点之间的距离表示？间期间期分裂期分裂期染色质、染色体、DNA、染色单体的关系1、染色体和染色质均是主要由DNA和蛋白质构成的2、染色体和染色质是同一种物质在不同时期有两种状态染色质高度螺旋化、变粗、变短染色体（复制过的）一条染色体

（含有2个DNA）姐妹染色单体（未复制的）一条染色体（含有1个DNA）复制姐妹染色单体分离着丝点一个DNA分子二条染色体

（共有2个DNA）子染色体

分裂间期：进行染色体的复制，即DNA的复制。着丝点染色单体染色单体染色体

一条染色体由两条染色单体连接而成，每条染色单体上各有一个DNA分子分裂前期数目计算一个染色体只有一个着丝点。因此，对染色体计数时就是看着丝点的数目。

A是通常所说的一个染色体、一个染色体上有一个DNA分子。B是经过复制的一个染色体，包含两个姐妹染色单体，染色体中含两个DNA分子，分别位于两个染色单体上。所以细胞中染色体上的DNA分子数为：有染色单体时，DNA分子数=染色单体数；没有染色单体时，DNA分子数=染色体数。说出下列各细胞中染色体数、DNA数、染色单体数分裂间期结束即进入分裂期，分裂期最明显的变化是细胞核中染色体的变化。分裂期是一个连续的过程，并没有严格的时间界限，只是为了研究的方便，人为地将它分为前期、中期、后期、末期四个时期。下面我们以高等植物细胞为例来进行学习。2、分裂期（1）.前期：特征:①、出现染色体（含姐妹染色单体）②、核膜逐渐消失，核仁逐渐解体

③、细胞两级发出纺锤丝，形成纺锤体：④、染色体着丝点散乱分布在纺锤体上。

核仁核膜细胞壁染色质（已复制）（2）.中期：中期特征：①、染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。（注意：赤道板只是个位置，显微镜下是看不到的）。②、染色体高度螺旋化，染色体的形态固定、数目清晰。是观察染色体的最佳时期。（3）.后期：后期特征：①、着丝点分裂，姐妹染色单体分离，形成两个染色体，这样，1个染色体→2个染色体。染色体数目加倍（但是染色单体数目为零）。②、纺锤丝收缩牵引将染色体平均分配到细胞的两极，细胞两级各有一套形态和数目完全相同的染色体（4）.未期：未期特征：：（与前期相反）①、染色体变成细长的染色质②、出现核膜和核仁③、纺锤丝逐渐消失④、在赤道板的位置出现一个细胞板，向四周扩展，逐渐形成细胞壁

总结细胞的有丝分裂各时期的特征（1）间期：复制”主要是完成组成染色体的DNA的复制和有关蛋白质的合成复制的结果：每个染色体都形成完全一样的两个姐妹染色单体．，染色体的数目不变．（染色体的数目以着丝点数目为准），DNA分子数目增加了一倍．（2）前期：①、出现染色体②、核膜逐渐消失，核仁逐渐解体③、形成纺锤体：（3）中期：染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。染色体高度螺旋化，染色体的形态固定、数目清晰。是观察染色体的最佳时期。（注意：赤道板只是个位置，显微镜下是看不到的）。（4）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分离，这样，1个染色体→2个染色体。染色体数目加倍。但是染色单体数目为零。（5）末期：（此时期的变化与前期相反）细胞核增大消失重建染色质染色体染色质间期分裂开始时分裂结束时的载体DNA染色质和染色体均分加倍遗传物质相对量的变化子细胞形成姐妹染色单体分离2N4N2N+2NDNA复制子细胞形成2N4N2N+2N染色体数目：数目：DNA人体细胞内DNA和染色体数目变化

92

DNA

46

染色体

间期

前期

中期

后期

末期

间期各时期特点归纳：各期染色体，DNA染色单体的变化规律：时期染色体DNA染色单体有间期11→20→2丝前期122分中期122裂后期220

末期110l．一个视野中，处于分裂期的细胞少，而处于分裂间期的细胞多，这是因为（）。A．分裂间期的细胞处于静止状态B．一个细胞周期中分裂间期时间长C．一个细胞周期中分裂期时间长D．分裂期的细胞，细胞核的染色体发生了变化2．下列叙述中，可以肯定细胞正在进行有丝分裂的是（）。A．线粒体活动加强B．中心体发出星射线形成纺锤体C．核糖体活动加强D．高尔基体数目显著增多BB3．一个细胞周期中，染色体散乱地分布在纺锤体的中央以及染色体的形态比较固定、数目比较清晰的时期分别为（）。A．前期和中期B．中期和后期C．后期和末期D．前期和后期4．细胞的有丝分裂中，染色体数目与体细胞中的相同，而DNA分子数目不同的时期是（）。A．后期和末期B．中期和后期C．前期和中期D．前期和后期5．一条姐妹染色单体含有一个双链DNA分子，那么细胞有丝分裂后期一条子染色体含有（）。A．一个单链DNA分子B．一个双链DNA分子C．两个双链DNA分子D．四个双链DNA分子ACB6，黑腹果蝇体细胞有4对染色体，那么处于有丝分裂后期的细胞中有（）。A．8条子染色体，8个DNA分子B．8条子染色体，16个DNA分子C．

16条子染色体，16个DNA分子D．

16条子染色体，32个DNA分子7，蛙的红细胞进行的细胞分裂是（）。A．减数分裂B．有丝分裂C．无丝分裂D．多种方式分裂8，人的体细胞核中有46条染色体，连续进行两次有丝分裂后，产生的子细胞中有染色体（）A、23条B、46条C、92条D、46对CCB9、在细胞分裂过程中，要辨认染色体的形态和数目，应选择（）

A、间期B、前期C、中期D、后期C10、在植物细胞有丝分裂中，能够用光学显微镜观察到姐妹染色单体的时期是（）A.间期和前期B.前期和中期C.中期和后期D.后期和末期B11、染色体复制、染色体出现和消失分别发生在细胞周期的（）

A、前期、中期、后期

B、间期、前期、后期

C、间期、前期、末期

D、前期、后期、末期12、在高等植物细胞有丝分裂末期，在细胞板处聚集较多的细胞器是（）

A、内质网B、叶绿体C、高尔基体D、核糖体CC13、在有丝分裂过程中，DNA分子数目相同，而染色体数目不同的时期是()A．间期和前期B．前期和中期

C．前期和后期D．间期和中期C【解析】假设有丝分裂前，细胞核内的DNA和染色体数目为2N，间期DNA复制后变成4N，染色体数目不变仍为2N，前、中期仍是4N和2N。后期的特点是染色体的着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，变成两个染色体，使细胞内染色体数目加倍，变成4N，因此，后期细胞内染色体和DNA数目均为4。动物细胞的有丝分裂间期前期中期后期未期未期动物细胞与植物细胞有丝分裂的区别：１形成纺锤体的方式不同：动物细胞有中心粒，在有丝分裂的间期复制，并在前期移向两极、发出星射线将形成纺锤体２末期细胞质的分裂方式不同：动物细胞有丝分裂的末期不形成细胞板而是细胞膜向中部凹陷，把细胞缢裂成两个子细胞，1.动物细胞有丝分裂区别于植物细胞有丝分裂的特点是（）

A.核膜、核仁消失

B.形成纺锤体

C.中心粒周围发出星射线

D.着丝点分裂,染色单体分离2、依据生理特点鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检查它的（）A、DNA的自我复制 B、自身的蛋白质合成C、细胞质分成两部分的方式 D、是否出现星射线CC3、下列哪一项叙述，表明某高等动物细胞正在进行有丝分裂()A．核糖体合成活动加强

B．线粒体产生大量的ATPC．中心体周围发出星射线

D．细胞中央高尔基体产生了大量的分泌囊泡【答案】C【解析】核糖体合成活动加强、线粒体数量增多都不是细胞分裂的典型特征，细胞在很多活动中都会发生上述现象；高尔基体产生的分泌囊泡多少与动物细胞分裂无关。只有中心体发出的星射线，形成纺锤体才表明高等动物细胞正在进入有丝分裂前期。图形识别（2001）小丁用洋葱根尖做“观察植物细胞的有丝分裂”实验，请回答：（3分）（1）、低倍镜下见到的分生区的细胞的特点是：细胞呈_________形，排列紧密，有的细胞正在分裂（2）、高倍镜下观察到的数量最多的细胞，和下图中_________所示的有丝分裂时期相同。（3）、上图的三中，3所指的这条染色体含有______个DNA分子。（4）、图C为分裂期的_____期。（5）、图A中含_____个染色体，_____个DNA分子。（6）、图B所示的细胞分裂时期，最明显的变化是细胞核内出现__________。（7）、有丝分裂后，亲、子细胞的染色体数目和形态相同。这是由于亲代细胞的染色体经过了_______之后，_________分配到两个子细胞中去。正方D2后48染色体复制平均（1998）下面是某动物细胞分裂示意图，据图回答：（4分）（1）、该细胞正进行________分裂，处于________________期。（2）、图中细胞的前一个时期，细胞中染色体数与DNA分子数目之比为_______。（3）、该细胞分裂结束产生的子细胞中含_______个染色体。有丝分裂期的后1：24（1997）下面的左图是某动物细胞有丝分裂的示意团，据图回答：（4分）

（1）

在细胞有丝分裂过程中，核膜逐渐解体出现在细胞分裂期的_______期，在这个时

期，该细胞内有_______条染色体。（2）

请参照左图，在右边圆圈（代表细胞膜）中

画出细胞处于染色体形态比较固定、染色体数目比较清晰的时期的示意图。前4有中心粒（1分）染色体数目、形态正确（1分）有丝分裂重要特征

细胞有丝分裂的重要意义是：将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地分配到两个子细胞去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间，保证了遗传性状的稳定性。无丝分裂观察蛙的红细胞的无丝分裂过程这种分裂方式为何叫无丝分裂？问题探讨？无丝分裂与有丝分裂的比较不同点：无丝分裂没有出现纺锤丝和染色体的变化共同点：都有染色体的复制及平均分配到两个子细胞中去如：蛙的红细胞、鸡胚的血细胞

1、细菌繁殖中不可能发生的是（）

A、有丝分裂

B、DNA复制

C、细胞壁形成

D、蛋白质合成2．在下列细胞分裂过程中，均看不到染色体出现的是（）

A．细菌、酵母菌B．支原体、蛙红细胞

C．蛙红细胞、人红骨髓D．根茎生长点AB3、细胞有丝分裂最重要的特征是（）

A、有纺锤丝的出现

B、有染色体复制和染色体的平均分配

C、有染色体出现

D、有核膜、核仁的消失B3、在低等植物细胞有丝分裂的分裂期，参与分裂的细胞器有（多选）()A．高尔基体B．中心体C．叶绿体D．核糖体A、B【解析】本题考查的是有丝分裂和细胞器的关系。核糖体是合成蛋白质的场所，但合成蛋白质主要集中在细胞分裂间期；叶绿体与细胞分裂无关；低等植物细胞含有中心体，与细胞分裂有关，在分裂前期，两组中心粒向细胞两极移动，形成纺锤体；而细胞分裂末期，细胞壁的形成与高尔基体有密切关系。〖参考答案提示〗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。〖技能训练〗1、细胞为什么不能无限长大？2、细胞通过什么方式增殖？3、什么叫做细胞周期？4、细胞有丝分裂的过程是怎样的？它有什么生物学意义？5、细胞的无丝分裂有什么特点？本节聚焦观察植物细胞的有丝分裂实验一实验原理：一、洋葱根尖的培养水3—4天后2-3mm取材二、装片的制作15%盐酸和95%的酒精（1：1）室温下解离3-5分钟10分钟3-5分钟1%龙胆紫溶液（或醋酸洋红）解离漂洗染色清水制片镊子载玻片清水盖玻片用镊子尖把根尖弄碎用拇指轻压载玻片（注意：不能移动）三、洋葱根尖细胞有丝分裂的观察低倍镜观察高倍镜观察生长点和特点：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂末期间期中期后期前期先找出分生区实验原理：一、实验为什么用龙胆紫作染色液