1、第6章细胞的生命历程第1节细胞的增殖第1课时细胞增殖和有丝分裂一、生物的生长和细胞增殖一、生物的生长和细胞增殖1.1.生物的生长生物的生长:(1)(1)主要原因主要原因:通过细胞分裂增加细胞的通过细胞分裂增加细胞的_。(2)(2)次要原因次要原因:通过通过_增大细胞的体积。增大细胞的体积。数量数量细胞生长细胞生长2.2.细胞不能无限长大的原因细胞不能无限长大的原因:(1)(1)细胞的体积越大细胞的体积越大,表面积与体积的比值表面积与体积的比值越越_。(2)(2)细胞的体积越大细胞的体积越大,相同时间内物质扩散的体积与整相同时间内物质扩散的体积与整个细胞体积的比值越个细胞体积的比值越_,_,即物
2、质运输的效率越即物质运输的效率越_。小小小小低低3.3.细胞增殖细胞增殖:(1)(1)概念概念:通过通过_增加细胞数量的过程。增加细胞数量的过程。(2)(2)意义意义:生物体生物体_、_、_、_的基础。的基础。细胞分裂细胞分裂生长生长发育发育繁殖繁殖遗传遗传二、细胞分裂的过程二、细胞分裂的过程1.1.细胞周期细胞周期:(1)(1)概念的理解。概念的理解。条件条件:_:_的细胞。的细胞。起点起点:一次分裂完成时。一次分裂完成时。终点终点:_:_时。时。连续分裂连续分裂下一次分裂完成下一次分裂完成(2)(2)组成及特点。组成及特点。分裂间期分裂间期:a.a.范围范围:从细胞一次分裂结束到从细胞一次
3、分裂结束到_。b.b.特点特点:持续时间长持续时间长,占整个细胞周期的占整个细胞周期的_。c.c.主要变化主要变化:下一次分裂之前下一次分裂之前90%90%95%95%分裂期分裂期:a.a.范围范围:细胞周期中分裂间期之后。细胞周期中分裂间期之后。b.b.特点特点:持续时间短持续时间短;是一个连续的过程是一个连续的过程,根据根据_的行为可分为前期、中期、后期、末期。的行为可分为前期、中期、后期、末期。染色体染色体2.2.有丝分裂过程有丝分裂过程(以高等植物细胞为例以高等植物细胞为例):):【激疑激疑】利用所学知识利用所学知识,分析细胞壁的形成可能与哪一细胞器有分析细胞壁的形成可能与哪一细胞器有
4、关关?细胞壁中应含有哪些化学成分细胞壁中应含有哪些化学成分?提示提示:细胞壁的形成与高尔基体有关细胞壁的形成与高尔基体有关;细胞壁中应含有细胞壁中应含有纤维素和果胶。纤维素和果胶。知识点一细胞周期的划分及表示方法知识点一细胞周期的划分及表示方法1.1.细胞周期的两种表示方法细胞周期的两种表示方法:直线图直线图扇形图扇形图图形图形直线图直线图扇形图扇形图分裂间期分裂间期a a、c ca a分裂期分裂期b b、d db+c+d+eb+c+d+e一个细一个细胞周期胞周期a+ba+b、c+dc+da+b+c+d+ea+b+c+d+e2.2.细胞分裂间期的划分细胞分裂间期的划分:G G1 1期期:又称又
5、称DNADNA合成前期合成前期,主要进行主要进行RNARNA和有关蛋白质的和有关蛋白质的合成合成,为为S S期期DNADNA的复制做准备。的复制做准备。S S期期:又称又称DNADNA合成期合成期,主要进行主要进行DNADNA的复制。的复制。G G2 2期期:又称又称DNADNA合成后期合成后期,主要进行主要进行RNARNA和蛋白质的合成和蛋白质的合成,特别是微管蛋白的合成特别是微管蛋白的合成,为分裂期做准备。为分裂期做准备。【思考思考讨论讨论】1.1.只要能进行细胞分裂的细胞均有细胞周期只要能进行细胞分裂的细胞均有细胞周期,这个说法这个说法对吗对吗?(?(生命观念生命观念)提示提示:不对。只
6、有连续分裂的细胞才具有细胞周期不对。只有连续分裂的细胞才具有细胞周期,若若分裂后的细胞停止分裂分裂后的细胞停止分裂,则不具有细胞周期。则不具有细胞周期。2.2.用显微镜观察某种植物的分生组织时用显微镜观察某种植物的分生组织时,为什么视野中为什么视野中处于间期的细胞数目较多处于间期的细胞数目较多?(?(科学思维科学思维)提示提示:在一个细胞周期中在一个细胞周期中,分裂间期所占的时间长分裂间期所占的时间长,分裂分裂期所占的时间短。期所占的时间短。【素养案例素养案例】如图表示细胞分裂一个细胞周期所用的时间如图表示细胞分裂一个细胞周期所用的时间,下列说法下列说法正确的是正确的是()甲甲乙的过程表示分裂
7、间期乙的过程表示分裂间期乙乙甲的过程表示分裂期甲的过程表示分裂期一个细胞周期是指甲一个细胞周期是指甲甲的全过程甲的全过程一个细胞周期是指乙一个细胞周期是指乙乙的全过程乙的全过程A.A.B.B.C.C.D.D.【解题导引解题导引】(1)(1)判断分裂间期和分裂期判断分裂间期和分裂期:根据一个细胞周期中分裂根据一个细胞周期中分裂间期比分裂期经历的时间长间期比分裂期经历的时间长,则图中占面积较大的是分则图中占面积较大的是分裂间期裂间期,较小的是分裂期。较小的是分裂期。(2)(2)判断细胞周期的起止点判断细胞周期的起止点:根据图中箭头的方向根据图中箭头的方向,判断判断细胞周期从乙点开始细胞周期从乙点开
8、始,到乙点结束。到乙点结束。【解析解析】选选B B。甲。甲乙的过程表示分裂期乙的过程表示分裂期,错误错误;乙乙甲的过程表示分裂间期甲的过程表示分裂间期,错误错误;一个细胞周期是指乙一个细胞周期是指乙乙的全过程乙的全过程,分裂间期在前分裂间期在前,分裂期在后分裂期在后,顺序不能颠顺序不能颠倒倒,正确、错误。正确、错误。【方法规律方法规律】判断一个完整的细胞周期的方法判断一个完整的细胞周期的方法(1)“(1)“先长后短先长后短”:一个细胞周期一定要先经过一个长一个细胞周期一定要先经过一个长的间期的间期,再经过一个短的分裂期。再经过一个短的分裂期。(2)“(2)“终点到终点终点到终点”:从完成时开始
9、从完成时开始,到下一个完成时结到下一个完成时结束束,为一个细胞周期。为一个细胞周期。(3)“(3)“先复制后分裂先复制后分裂”:一个细胞周期一定要先完成一个细胞周期一定要先完成DNADNA的复制的复制,才能完成细胞的分裂。才能完成细胞的分裂。【素养素养探究探究】情境迁移情境迁移近年来对细胞周期的研究取得了许多突破性进展近年来对细胞周期的研究取得了许多突破性进展,发发现并确立了细胞周期素现并确立了细胞周期素(Cyclin)(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖、细胞周期蛋白依赖性激酶性激酶(CDK)(CDK)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI)(CKI)在真核生
10、物细胞周期调控中的重要作用。其中在真核生物细胞周期调控中的重要作用。其中,Cyclin,Cyclin周期性积累与分解对细胞周期进程起着关键作用周期性积累与分解对细胞周期进程起着关键作用,而而CKICKI通过在细胞周期适当时间点上抑制通过在细胞周期适当时间点上抑制CDKCDK的活性从而的活性从而在细胞周期中起着重要作用。在细胞周期中起着重要作用。思考问题思考问题:(1)(1)阅读上述材料阅读上述材料,分析细胞周期的发生与哪些物质有分析细胞周期的发生与哪些物质有关关?(?(科学思维科学思维)提示提示:细胞周期素细胞周期素(Cyclin)(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶、细胞周期蛋白依赖性激
11、酶(CDK)(CDK)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI)(CKI)。(2)(2)谈谈你对细胞周期发生和控制物质之间关系的认识。谈谈你对细胞周期发生和控制物质之间关系的认识。(生命观念生命观念)提示提示:细胞周期素激活细胞周期蛋白依赖性激酶细胞周期素激活细胞周期蛋白依赖性激酶,使细使细胞分裂发生胞分裂发生,而细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子则会而细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子则会停止细胞周期蛋白依赖性激酶的作用。停止细胞周期蛋白依赖性激酶的作用。【素养素养迁移迁移】如表是几种细胞的细胞周期持续时间如表是几种细胞的细胞周期持续时间/h,/h,据表分析据表分析,
12、下下列分析正确的是列分析正确的是()细胞类型细胞类型分裂间期分裂间期分裂期分裂期细胞周期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞蚕豆根尖分生区细胞15.315.32.02.017.317.3小鼠十二指肠上皮细胞小鼠十二指肠上皮细胞13.513.51.81.815.315.3人的肝细胞人的肝细胞21211 12222人的宫颈癌细胞人的宫颈癌细胞20.520.51.51.52222A.A.人所有细胞的细胞周期均为人所有细胞的细胞周期均为2222个小时个小时B.B.与蚕豆根尖分生区细胞分裂密切相关的细胞器包括与蚕豆根尖分生区细胞分裂密切相关的细胞器包括核糖体、中心体核糖体、中心体C.C.小鼠十二指肠上皮细胞最适于
13、观察动物细胞有丝分小鼠十二指肠上皮细胞最适于观察动物细胞有丝分裂裂D.D.不同温度下蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期相同不同温度下蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期相同【解析解析】选选C C。表中数据不能说明人所有细胞的细胞周。表中数据不能说明人所有细胞的细胞周期均为期均为2222个小时个小时,A,A项错误项错误;蚕豆属于高等植物蚕豆属于高等植物,没有中没有中心体心体,B,B项错误项错误;三种动物细胞中三种动物细胞中,小鼠十二指肠上皮细小鼠十二指肠上皮细胞的分裂期占细胞周期的比例最大胞的分裂期占细胞周期的比例最大,显微镜下分裂期细显微镜下分裂期细胞数目较多胞数目较多,适于观察动物细胞有丝分裂适于观察动物
14、细胞有丝分裂,C,C项正确项正确;不不同温度下酶的活性不同同温度下酶的活性不同,蚕豆根尖分生区细胞的细胞周蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期不同期不同,D,D项错误。项错误。【补偿训练补偿训练】细胞周期中持续时间较长的是细胞周期中持续时间较长的是()A.A.分裂间期分裂间期B.B.分裂期分裂期C.C.两个时期一样长两个时期一样长D.D.两个时期时间长短不确定两个时期时间长短不确定 【解析解析】选选A A。细胞周期中分裂间期准备大量物质以便。细胞周期中分裂间期准备大量物质以便分裂分裂,其持续时间较长。其持续时间较长。知识点二细胞周期知识点二细胞周期(以有丝分裂为例以有丝分裂为例)过程中相关结过程中相关
15、结构或物质的变化构或物质的变化1.1.细胞结构或物质的周期性变化细胞结构或物质的周期性变化:染色体行为变化染色体行为变化:2.2.核核DNADNA、染色体、染色单体的数目变化、染色体、染色单体的数目变化:时期时期项目项目分裂分裂间期间期分裂期分裂期前期前期中期中期后期后期末期末期核核DNADNA2 2n n44n n4 4n n4 4n n4 4n n4 4n n22n n染色体染色体2 2n n2 2n n2 2n n4 4n n4 4n n22n n染色单体染色单体0404n n4 4n n4 4n n0 00 0(1)(1)当有染色单体时当有染色单体时,染色体染色体染色单体染色单体DNA
16、=122DNA=122。(2)(2)当无染色单体当无染色单体(后期、末期后期、末期)时时,染色体染色体DNA=11DNA=11。3.3.核核DNADNA、染色体、染色单体数目变化曲线分析、染色体、染色单体数目变化曲线分析:(1)(1)曲线模型曲线模型:(2)(2)曲线解读曲线解读:项目项目上升段的变化原因上升段的变化原因下降段的变化原因下降段的变化原因核核DNADNA分裂间期分裂间期(a(a段段)DNA)DNA复复制制,DNA,DNA数目加倍数目加倍末期末期(e(e段段)细胞一分为细胞一分为二二,DNA,DNA数目减半数目减半染色体染色体后期后期(d(d段段)着丝粒分裂着丝粒分裂,染染色体数目
17、加倍色体数目加倍末期末期(e(e段段)细胞一分为二细胞一分为二,染色体数目减半染色体数目减半染色染色单体单体分裂间期分裂间期(a(a段段)DNA)DNA复制复制,染色单体形成染色单体形成后期后期(d(d段段)着丝粒分裂着丝粒分裂,姐姐妹染色单体分离妹染色单体分离,染色单染色单体消失体消失4.4.每条染色体上每条染色体上DNADNA含量及染色体数与核含量及染色体数与核DNADNA数比值的数比值的变化曲线变化曲线:(1)(1)图中图中ef(BC)ef(BC)段变化的原因是段变化的原因是S S期期DNADNA的复制的复制,染色单染色单体形成。体形成。(2)fg(CD)(2)fg(CD)段表示含有姐妹
18、染色单体的时期段表示含有姐妹染色单体的时期;gh(DE);gh(DE)段段变化的原因是有丝分裂后期着丝粒分裂。变化的原因是有丝分裂后期着丝粒分裂。5.5.根据柱状图判断细胞分裂时期的规律根据柱状图判断细胞分裂时期的规律:(1)(1)根据染色单体变化判断各时期根据染色单体变化判断各时期:(2)(2)根据比例关系判断各时期根据比例关系判断各时期:DNADNA染色体染色体染色单体染色单体=【思考思考讨论讨论】1.1.染色单体分别在什么时期形成和消失染色单体分别在什么时期形成和消失?在细胞周期的在细胞周期的什么时期存在染色单体什么时期存在染色单体?(?(生命观念生命观念)提示提示:染色单体形成于间期染
19、色单体形成于间期(染色体复制染色体复制),),消失于后期消失于后期(着丝粒分裂着丝粒分裂)。细胞分裂的前期和中期均存在染色单。细胞分裂的前期和中期均存在染色单体。体。2.2.在有丝分裂过程中在有丝分裂过程中,细胞质中的遗传物质是否也能均细胞质中的遗传物质是否也能均等分配等分配?(?(科学思维科学思维)提示提示:一般不能均等分配一般不能均等分配,而是随机地分配到两个子细而是随机地分配到两个子细胞中。胞中。【素养案例素养案例】图甲表示某高等植物细胞有丝分裂的相关图像图甲表示某高等植物细胞有丝分裂的相关图像,图乙表图乙表示细胞内染色体与核示细胞内染色体与核DNADNA数目比的变化关系数目比的变化关系
20、,下列相关下列相关叙述正确的是叙述正确的是()A.A.图甲中的中心体的活动很活跃图甲中的中心体的活动很活跃,图乙图乙abab段核糖体的段核糖体的活动很活跃活动很活跃B.B.图甲中的处于图乙中的图甲中的处于图乙中的efef段段,属于分裂后期属于分裂后期C.C.图甲中的处于图乙中的图甲中的处于图乙中的cdcd段段,细胞中染色体数细胞中染色体数核核DNADNA数数染色单体数染色单体数=122=122D.D.着丝粒分裂发生在着丝粒分裂发生在dede段段,是图甲中的所示时期是图甲中的所示时期【解题导引解题导引】(1)(1)题干关键词题干关键词:高等植物。高等植物。(2)(2)纵坐标含义纵坐标含义:染色体
21、与核染色体与核DNADNA数目比。数目比。【解析解析】选选C C。图甲中的是前期。图甲中的是前期,是末期。高等植是末期。高等植物细胞没有中心体物细胞没有中心体,ab,ab段可表示分裂间期中蛋白质的合段可表示分裂间期中蛋白质的合成时期成时期,该时期核糖体活动活跃该时期核糖体活动活跃,A,A项错误项错误;ef;ef段包含后段包含后期和末期期和末期,B,B项错误项错误;cd;cd段为段为DNADNA复制后复制后,着丝粒未分开前着丝粒未分开前,包含前期、中期包含前期、中期,所以染色体数所以染色体数DNADNA数数染色单体数染色单体数=122,C=122,C项正确项正确;de;de段染色体与核段染色体与
22、核DNADNA数目比由数目比由0.50.5变变为为1,1,是因为发生了着丝粒分裂是因为发生了着丝粒分裂,是后期的开始是后期的开始,D,D项错误。项错误。【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)生命观念生命观念结构与功能观结构与功能观图乙中图乙中abab段主要发生在分子水平和细胞水平的变化分段主要发生在分子水平和细胞水平的变化分别是什么别是什么?提示提示:分子水平上主要发生了分子水平上主要发生了DNADNA分子的复制和有关蛋分子的复制和有关蛋白质的合成白质的合成,细胞水平上发生染色体的复制。细胞水平上发生染色体的复制。(2)(2)科学思维科学思维分析与综合分析与综合有丝分裂过程中染色体、
23、核膜、核仁周期性变化有何有丝分裂过程中染色体、核膜、核仁周期性变化有何意义意义?提示提示:有利于染色体的平均分配。有利于染色体的平均分配。【素养素养迁移迁移】如图是植物有丝分裂过程中染色体形态示意图如图是植物有丝分裂过程中染色体形态示意图,下列叙下列叙述正确的是述正确的是()A.A.乙图与丁图细胞内染色体数量相等乙图与丁图细胞内染色体数量相等B.B.甲图细胞内含有甲图细胞内含有8 8个个DNADNA分子、分子、8 8条染色单体条染色单体C.C.丙图细胞内有丙图细胞内有8 8条姐妹染色单体条姐妹染色单体D.D.细胞分裂的顺序为乙、丁、甲、丙细胞分裂的顺序为乙、丁、甲、丙【解析解析】选选B B。乙
24、图中有。乙图中有4 4条染色体条染色体,丁图中有丁图中有8 8条染色条染色体体,A,A错误。甲图中每条染色体上都有姐妹染色单体错误。甲图中每条染色体上都有姐妹染色单体,共共有有8 8个个DNADNA分子、分子、8 8条染色单体条染色单体,B,B正确。丙图处在末期正确。丙图处在末期,已经没有染色单体了已经没有染色单体了,C,C错误。细胞分裂的正确顺序是错误。细胞分裂的正确顺序是前期乙、中期甲、后期丁、末期丙前期乙、中期甲、后期丁、末期丙,D,D错误。错误。【补偿训练补偿训练】细胞进行有丝分裂时细胞进行有丝分裂时,染色体发生有规律的变化染色体发生有规律的变化,这些这些变化的正确顺序是变化的正确顺序
25、是()染色质丝缩短变粗成染色体染色体变细伸长成染色质丝缩短变粗成染色体染色体变细伸长成染色质丝组成染色体的染色质丝组成染色体的DNADNA复制染色体排列在复制染色体排列在赤道板上着丝粒分裂赤道板上着丝粒分裂,染色体移向两极染色体移向两极 A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选A A。染色体在分裂间期主要进行染色体复制。染色体在分裂间期主要进行染色体复制,包括包括DNADNA的复制和有关蛋白质的合成的复制和有关蛋白质的合成;前期是染色质丝前期是染色质丝缩短变粗成染色体缩短变粗成染色体;中期是染色体的着丝粒排列在赤道中期是染色体的着丝粒排列在赤道板上板上;后期是染色体的着丝粒分开后期是染
26、色体的着丝粒分开,染色体数目加倍染色体数目加倍;末末期是染色体解螺旋成为染色质丝。综上所述期是染色体解螺旋成为染色质丝。综上所述:细胞进行细胞进行有丝分裂时有丝分裂时,染色体发生有规律的变化顺序是染色体发生有规律的变化顺序是。【课堂回眸课堂回眸】危机二字的正解是危险和机会，但大多数人只看到危险，鲜有人看到机会，所以成功赚到大钱的人并不多。当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的真正财富。经过大海的一番磨砺，卵石才变得更加美丽光滑。不要对挫折叹气，姑且把这一切看成是在你成大事之前，必须经受的准备工作。关心自己的灵魂，从来不早，也不会晚。学习是苦根上长出来的甜果。人的价值，在遭受诱惑的一瞬间被决定。走得最慢的人，只要他不丧失目标，也比漫无目的地徘徊的人走得快。创造机会的人是勇者。等待机会的人是愚者。我们走得太快，灵魂都跟不上了。重复别人所说的话，只需要教育；而要挑战别人所说的话，则需要头脑。玛丽佩蒂博恩普尔如果你相信自己，你可以做任何事。
