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细胞的生命历程细胞的增殖第一节细胞增殖一、教学目标1、知识目标1、了解真核细胞增殖的方式及意义。2、理解细胞周期的概念。3、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。4、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。2、能力目标1、学习用曲线图描述DNA和染色体数量的变化规律2、通过学习有丝分裂过程培养学生分析图像、解读图像的能力。3、通过实验培养学生制作临时装片的技能，培养学生的观察、分析能力以及识图和绘图能力。问题探讨：1、请推测象与鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何？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？实验：细胞大小与物质运输的关系目的要求：通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之比，与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。材料用具：(略)方法步骤：1、切琼脂块2、浸泡琼脂块3、观察测量4、计算填表测量结果（表）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）32154272:12483:1616:10.50.50.519:277:81:1结论：琼脂块的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。减小减小细胞不能无限长大的原因：1、通过实验可以得到：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。2、细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的，如果细胞太大，细胞核的“负担”就会过重。细胞通过分裂进行增殖单细胞生物能够以细胞分裂的方式产生新个体多细胞生物受精卵经过细胞分裂和分化逐渐发育为成体细胞分裂产生新的细胞补充衰老死亡的细胞细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础细胞在分裂之前，必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。真核细胞的分裂方式有三种：a、有丝分裂b、无丝分裂c、减数分裂有丝分裂有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。细胞进行有丝分裂具有周期性。细胞周期：即连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。三、有丝分裂：1、细胞周期1、分析概念的文字描述，找出关键词语（什么样的细胞？起、止的标志？为何这样划分？）2、根据图解描述什么是细胞周期？3、一个细胞周期包括哪几个阶段？他们在时间分配上的特点是什么？如果观察一个正在进行有丝分裂的组织，处于哪个阶段的细胞会更多些？三、有丝分裂：1、细胞周期ABCDEF思考：1、上图有几个细胞周期？2、分裂间期与分裂期时间是否平均分配？3、观察有丝分裂时，处于哪个时期的细胞最多？不同细胞的细胞周期持续时间（t/h）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完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。分裂间期大约占细胞周期的90%－95%，是整个细胞周期中极为关键的准备阶段。准备了什么呢？结果：DNA分子数加倍，染色单体（表现为染色质的形态）形成。三、有丝分裂：2、细胞分裂间期姐妹染色单体染色体221101DAN分子着丝点染色体数染色单体数DNA分子数有丝分裂的分裂间期其为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。细胞分裂期：细胞一分为二。主要是完成细胞核遗传物质的均分。（占时5～10%）有丝分裂：3、细胞分裂期细胞分裂期划分的依据是什么？细胞核中染色体的变化分裂期各时期的特点：分裂期各时期发生了什么变化？有什么特点？阅读教材P112－113有丝分裂的分裂前期前期：前期染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，这两条染色单体由一个共同的着丝点连接着。核仁逐渐解体，核膜逐渐消失。植物细胞从细胞的两极发出纺锤丝，(动物细胞从中心体发出星射线)形成一个梭形的纺锤体。染色体散乱地分布在纺锤体的中央。前期的特点有“两现、两消”两现：①染色体出现：染色质高度螺旋，变短变粗，变为在光学显微镜下可见的染色体。②纺缍体出现：在植物细胞的两极，发出纺缍丝，形成纺缍体。两消：①核膜消失。注意：核膜消失后，细胞质和细胞核也就没有了界限。②核仁消失1、前期前期发生了什么变化？有什么特点？中期：每条染色体的着丝点的两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上。这个平面与纺锤体的中轴相垂直，称为赤道板。中期染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察。（因而观察某物种染色体形态和数目时常选分裂中期）中期的特点是染色体的着丝点排列在赤道板的中央。注意：1是染色体的着丝点排列在赤道板的中央，而不是染色体排列在赤道板的中央。因为染色体漂荡在液体中，不可能在一个平面上。2由于染色体的着丝点排列在一个平面上，染色体形态固定，数目清楚，因此中期是染色体计数的最佳时期。着丝点2、中期中期发生了什么变化？有什么特点？后期：每个着丝点分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动，此时细胞核中的染色体就平均分配到了细胞的两极，使细胞的两极各有一套染色体。这两套染色体的形态和数目完全相同，每一套染色体与分裂前亲代细胞中的染色体的形态和数目都相同。后期的特点是着丝点一分为二，原来由一个着丝点连接的两个染色单体变为两个染色体，此时细胞内的染色体数目加倍。纺锤丝牵引染色体移向细胞两极。核遗传物质DNA均分。3、后期后期发生了什么变化？有什么特点？末期：当这两套染色体分别到达细胞的两极以后，每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝。同时纺锤丝逐渐消失，出现了新的核膜和核仁。核膜把染色体包围起来，形成了两个新的细胞核。植物细胞在赤道板的位置出现了一个细胞板，细胞板由细胞的中央向四周扩散，逐渐形成新的细胞壁。（动物细胞由细胞膜向内溢裂）最后：一个细胞分裂成为两个子细胞。末期的特点有三个1、两消：染色体消失；纺锤体消失2、两现：核膜重现；核仁重现。3、出现细胞板，形成细胞壁。形成两个子细胞注意：①染色体拉向细胞两极的动力来自纺锤丝的牵引。②赤道板和细胞板的区别：赤道板是用来描述位置的概念，而细胞板则是一个真实的结构，将来形成细胞壁。4、末期末期发生了什么变化？有什么特点？前期中期后期末期立体图前期1、核膜消失，核仁解体2、形成纺锤体3、染色质→染色体中期后期末期1、染色体形态最固定，数目最清晰2、染色体的着丝点整齐排在赤道板上1、着丝点分裂，姐妹染色单体分开，变成两条染色体2、染色体平均分配到细胞两极1、染色体→染色质2、纺锤体消失3、核膜、核仁出现，形成两个细胞核4、出现细胞板，形成细胞壁分裂期DNA染色体染色单体848848808404分裂期记忆顺口溜：膜仁消失现两体；形固数清赤道齐；点裂数增均两极；两消两现重开始。6→120→126间期DNA染色单体染色体名称126121212012066612前期末期中期后期染色体、DNA分子、姐妹染色单体在有丝分裂各时期数量的变化（体细胞中染色体数为2N，即2N＝4）884中期0080－8姐妹染色单体4888DNA分子4844染色体末期后期前期间期4N4N2N004N0→4N2N4N4N2N→4N2N4N2N2N动物细胞的有丝分裂动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的区别:1、由中心体发出星射线组成纺锤体２、动物细胞分裂末期不形成细胞板，而是细胞中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分。细胞膜中部向内缢裂细胞板→细胞壁末期：细胞质分开的方式不同中心体周围发出星射线形成纺锤体细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体前期：纺锤体形成的方式不同不同点1、分裂过程及分裂期相同；2、核内染色体变化相同相同点动物细胞分裂植物细胞分裂动、植物细胞有丝分裂的比较：中期姐妹染色单体DNA分子染色体末期后期前期间期4N4N2N004N0→4N2N4N4N2N→4N2N4N2N2NO4N2N间期前期中期后期末期时期染色体的数量O4N2N间期前期中期后期末期时期DNA的数量O4N2N间期前期中期后期末期时期染色单体的数量染色体、DNA分子、姐妹染色单体在有丝分裂各时期数量的变化O4N2N间期前期中期后期末期时期染色体的数量O4N2N间期前期中期后期末期时期DNA的数量用坐标图示染色体、DNA分子、姐妹染色单体在有丝分裂各时期数量的变化O4N2N间期前期中期后期末期时期染色单体的数量DNA复制和有关蛋白质的合成→染色质螺旋化形成染色体→与纺锤丝相连，排在赤道板上→姐妹染色单体分离，平均移向两极→染色体解螺旋变成丝状的染色质有丝分裂中以染色体为主线复制—“浓缩”—排列—分裂—平分细胞分裂各时期的主要特征见下表时期主要特征间期Gl期转录大量的RNA和合成大量的蛋白质，为DNA复制作准备S期DNA复制，一个DNA分子复制出的两个DNA分子通过着丝点连在一起，与蛋白质结合形成2个姐妹染色单体G2期为进入分裂期作准备分裂期前期染色质转变成染色体；核膜解体，核仁消失；形成纺缍体中期着丝点排列在赤道板中央；染色体数目最清晰，形态最固定后期着丝点分裂，染色单体分裂，在纺缍丝牵引下移向细胞两极末期染色体转变成染色质；核膜重建，核仁出现；纺缍体解体；赤道板→细胞板→细胞壁有丝分裂的重要特征和意义有丝分裂的重要特征：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细胞中。有丝分裂的意义：通过细胞分裂，使子代细胞获得与亲代细胞相同的核遗传物质，从而保证了亲代与子代之间遗传物质的稳定性。意义就是亲代细胞的染色体经过复制以后，平均分配到两个子细胞中去，使得子细胞得到一套与亲代细胞形态和数目完全一样的染色体。由于染色体上含有遗传物质DNA，因而在生物体亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。可见，细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。问题：1.复制前后，染色体组成及形态发生了什么变化？①③②复制着丝点分裂A一条染色体两条完全相同的染色体一条染色体包含两条染色单体B请注意，染色体的计数是以着丝点为标准的，有几个着丝点，就有几个染色体。细胞周期DNA4n2n染色体4n2n细胞周期有丝分裂分裂过程中染色体、染色单体和DNA分子数目的变化规律2N2N2a4a4a2N2N2a4a04N4N4N4N004a24数量(N/a)0间期前期中期后期末期时间分裂间期染色体DNA分子分裂前期分裂中期分裂末期染色单体分裂后期分裂间期染色体DNA分子分裂前期分裂中期分裂末期染色单体分裂后期动物细胞有丝分裂动植物比较一、无丝分裂1、过程：2、特点：无染色体和纺锤体的出现。无丝分裂特点：没有出现纺锤丝和染色体。但是同样有遗传物质的复制和平均分配。有丝分裂、无丝分裂的比较种类项目无丝分裂有丝分裂核膜核仁染色体纺锤体不解体解体不解体，分成两个解体不出现出现不形成形成四、特别提示如何辨析几组概念？(1)染色质和染色体。答：染色质和染色体的主要成分都是DNA和蛋白质，它们之间的不同只不过是同一物质在细胞分裂间期和分裂期的不同形态表现而已。染色质出现于间期，呈丝状。它们在核内的螺旋程度不一，螺旋紧密的部分，染色较深，有的螺旋松疏染色较浅，染色质在光学显微镜下呈现颗粒状，不均匀地分布于细胞核中。细胞分裂时染色质细丝高度螺旋化形成较粗的柱状和杆状等不同的形状。不同生物的染色体(习惯不称染色质)数目、形态不同，具有种的特异性，而且比较恒定。(2)染色体和染色单体。答：图4-1中，A是通常所说的一个染色体，B是经过复制的一个染色体，包含两个姐妹染色单体，两个姐妹染色单体是完全相同的，其含有的物质也与A完全相同，它们通过一个共同的着丝点相连。B的着丝点分裂后，就变成了两个完全相同的染色体（C）。也就是说，染色体复制后至着丝点分裂之前，染色体的个数不变，但包含有染色单体，也仅在这一段时间内有染色单体。A