必修一六1细胞增殖
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一、细胞不能无限长大
细胞生长---- 细胞体积的增大 生物体的生长
细胞增殖---- 细胞数量的增多
细胞为什么都那么小？ 随着细胞的长大，细胞膜的面积不也 在扩大。那么，细胞会不会无限长大？什 么因素限制了细胞的长大？
实验目的：实验探究：细胞大小与物质运输的关系
通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之 比，与物资运输效率之间的关系，探讨细胞不能 无限长大的原因
实验原理：
本实验是模拟实验，实验原理是用琼脂块 (内含酚酞试液)模拟细胞，用NaOH溶液模拟被 细胞吸收的物质，用酚酞检测NaOH扩散进入 琼脂块的深度，通过计算并比较NaOH扩散的 体积与琼脂块总体积的比值，来模拟细胞大小 与物质运输效率的关系。
切成不同大小的琼脂方块
放入盛有NaOH溶液中浸泡
慢慢地， 酚酞的琼脂随着NaOH溶液的扩散变红
分裂期 （5%--10%）
注：观察有丝分裂时， 分裂间期细胞数量最多。
末期 后期 中期
前 期
子细胞
分
裂 期
分分
裂
期间
3. 细胞周期表示方法：
A
B
方法一：扇形图
细胞周期：B-B 分裂间期：B-A 分 裂 期：A-B
Aபைடு நூலகம்
BC
DE
FG
方法二：直线图
A C、 C E、 E G A B、 C D、E F B C、 D E、F G
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
细胞在相同时 间、相同体积 内，适当小的 情况物质交换 效率高，有利 于细胞长存
细胞表面积与体积的关系 限制了细胞的长大
表面积与体积之比随琼脂块增大而 减小； NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之 比随琼脂块增大而 减小；
细胞大小与物质运输的效率有什么关系?
结论：（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 （约占90%~95%）
回顾——染色质与染色体：
染色质
高度螺旋化
（分裂间期）
解螺旋
染色体
（分裂期）
染色质 DNA （染色体） 蛋白质
同一种物质 在不同时期的两种形态
从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前
包括：
切开琼脂方块
你发现什么了吗？
根据实验结果完成下表:P111
边长(cm) 表面积 体积 (cm2) (cm3)
1
61
2
24 8
3
54 27
表面积/ NaOH扩散 扩散效 体积比值 的深度/cm 率
6
0.3 0.936
3
0.3 0.657
2
0.3 0.488
NaOH扩散的体积 扩散效率=
0.3cm
整个琼脂块的体积
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。
讨论：
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。
如何解决这一矛盾?
二、细胞通过分裂来进行增殖
单细胞生物以细胞分裂方式产生新的个 体。
.多细胞生物以细胞分裂的方式产生新细
胞；同时，可由一个受精卵经过细胞分 裂和分化，发育成一个新的多细胞个体
▪细胞增殖的意义：细胞增殖是重要 的细胞生命活动，是生物体生长、 发育、繁殖、遗传的基础。
细胞通过_分__裂____方式进行增殖
G1期
（DNA合成前期）
S期
（DNA合成期）
G2期
（DNA合成后期）
为S期的DNA的合成做 准备。主要进行RNA 和蛋白质的生物合成， 特别是合成DNA的前 身物质，DNA聚合酶 和合成DNA必不可少 的其他酶系，并储备能 量。
为细胞增殖的关键 阶段。主要是DNA 的合成。
为细胞分裂期做 准备。DNA合成 终止，但还有 RNA和蛋白质的 合成，特别是微 管蛋白的合成。
细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续过程
真核 细胞 的分 裂方 式
有丝分裂 无丝分裂 减数分裂
真核细胞分裂 的主要方式
现在我们来 重点学习植 物有丝分裂
一、有丝分裂
受 精 卵
婴 儿
三、有丝分裂
（一）细胞周期
1. 概念: 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。
分裂间期 （90%--95%） 2.阶段
细胞不能无限长大原因:(p111)
1)细胞表面积与体积的关系限制细胞长大; 2)细胞核中DNA的控制代谢能力有限。
既然细胞越小，细胞表面积相对就越大， 细胞的物质运输效率就越高，细胞体积不 是越小越好吗？
细胞体积的最小限度，是由完成细 胞功能所必须的基本结构（如核糖体） 和物质（如酶）所需要的空间决定的。
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 15.3
2.0
17.3
小鼠十二指肠上皮细胞 13.5
1.8
15.3
人的肝细胞
21
1
22
人的宫颈癌细胞
20.5
1.5
22
由以上表格能得出哪些结论？
观察蚕豆根尖有丝分裂装片，视野中大部分细
胞处于细胞分裂的哪个时期（？ 分裂间期）
植物细胞有丝分裂动画示意图
5.分裂期
根据染色体数目形为的变化，分为四个时期：
前期 中期 后期 末期
细胞怎样完成遗 传物质的平均分 配？变化的规律 如何？
（二）植物细胞有丝分裂过程
①变化：
DNA复制; 蛋白质合成。
核膜 核仁
②结果：
染色质
形成染色单体;
DNA数加倍;
染色体数不变。
间期（初）
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
比值（表面
（μm3） 积/体积）
20
1256
4187
0.30
30
2826
14130
0.20
3.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。
4.分裂间期（物质准备）
变化： DNA复制，蛋白质合成。
复制的结果：
每个染色体（呈染色质状） 形成了两个完全一样的姐妹染 色单体。
染色体、姐妹染色单体、DNA关系
一条染色体 (不含姐妹染色单体）
(含一个DNA分子)
复制
染色单体
一条染色体 (包括两条姐妹染色单体
(含两个DNA分子)
染色体-数点 DNA-数条 染色单体-复制后有
细胞生长---- 细胞体积的增大 生物体的生长
细胞增殖---- 细胞数量的增多
细胞为什么都那么小？ 随着细胞的长大，细胞膜的面积不也 在扩大。那么，细胞会不会无限长大？什 么因素限制了细胞的长大？
实验目的：实验探究：细胞大小与物质运输的关系
通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之 比，与物资运输效率之间的关系，探讨细胞不能 无限长大的原因
实验原理：
本实验是模拟实验，实验原理是用琼脂块 (内含酚酞试液)模拟细胞，用NaOH溶液模拟被 细胞吸收的物质，用酚酞检测NaOH扩散进入 琼脂块的深度，通过计算并比较NaOH扩散的 体积与琼脂块总体积的比值，来模拟细胞大小 与物质运输效率的关系。
切成不同大小的琼脂方块
放入盛有NaOH溶液中浸泡
慢慢地， 酚酞的琼脂随着NaOH溶液的扩散变红
分裂期 （5%--10%）
注：观察有丝分裂时， 分裂间期细胞数量最多。
末期 后期 中期
前 期
子细胞
分
裂 期
分分
裂
期间
3. 细胞周期表示方法：
A
B
方法一：扇形图
细胞周期：B-B 分裂间期：B-A 分 裂 期：A-B
Aபைடு நூலகம்
BC
DE
FG
方法二：直线图
A C、 C E、 E G A B、 C D、E F B C、 D E、F G
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
细胞在相同时 间、相同体积 内，适当小的 情况物质交换 效率高，有利 于细胞长存
细胞表面积与体积的关系 限制了细胞的长大
表面积与体积之比随琼脂块增大而 减小； NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之 比随琼脂块增大而 减小；
细胞大小与物质运输的效率有什么关系?
结论：（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 （约占90%~95%）
回顾——染色质与染色体：
染色质
高度螺旋化
（分裂间期）
解螺旋
染色体
（分裂期）
染色质 DNA （染色体） 蛋白质
同一种物质 在不同时期的两种形态
从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前
包括：
切开琼脂方块
你发现什么了吗？
根据实验结果完成下表:P111
边长(cm) 表面积 体积 (cm2) (cm3)
1
61
2
24 8
3
54 27
表面积/ NaOH扩散 扩散效 体积比值 的深度/cm 率
6
0.3 0.936
3
0.3 0.657
2
0.3 0.488
NaOH扩散的体积 扩散效率=
0.3cm
整个琼脂块的体积
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。
讨论：
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。
如何解决这一矛盾?
二、细胞通过分裂来进行增殖
单细胞生物以细胞分裂方式产生新的个 体。
.多细胞生物以细胞分裂的方式产生新细
胞；同时，可由一个受精卵经过细胞分 裂和分化，发育成一个新的多细胞个体
▪细胞增殖的意义：细胞增殖是重要 的细胞生命活动，是生物体生长、 发育、繁殖、遗传的基础。
细胞通过_分__裂____方式进行增殖
G1期
（DNA合成前期）
S期
（DNA合成期）
G2期
（DNA合成后期）
为S期的DNA的合成做 准备。主要进行RNA 和蛋白质的生物合成， 特别是合成DNA的前 身物质，DNA聚合酶 和合成DNA必不可少 的其他酶系，并储备能 量。
为细胞增殖的关键 阶段。主要是DNA 的合成。
为细胞分裂期做 准备。DNA合成 终止，但还有 RNA和蛋白质的 合成，特别是微 管蛋白的合成。
细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续过程
真核 细胞 的分 裂方 式
有丝分裂 无丝分裂 减数分裂
真核细胞分裂 的主要方式
现在我们来 重点学习植 物有丝分裂
一、有丝分裂
受 精 卵
婴 儿
三、有丝分裂
（一）细胞周期
1. 概念: 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。
分裂间期 （90%--95%） 2.阶段
细胞不能无限长大原因:(p111)
1)细胞表面积与体积的关系限制细胞长大; 2)细胞核中DNA的控制代谢能力有限。
既然细胞越小，细胞表面积相对就越大， 细胞的物质运输效率就越高，细胞体积不 是越小越好吗？
细胞体积的最小限度，是由完成细 胞功能所必须的基本结构（如核糖体） 和物质（如酶）所需要的空间决定的。
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 15.3
2.0
17.3
小鼠十二指肠上皮细胞 13.5
1.8
15.3
人的肝细胞
21
1
22
人的宫颈癌细胞
20.5
1.5
22
由以上表格能得出哪些结论？
观察蚕豆根尖有丝分裂装片，视野中大部分细
胞处于细胞分裂的哪个时期（？ 分裂间期）
植物细胞有丝分裂动画示意图
5.分裂期
根据染色体数目形为的变化，分为四个时期：
前期 中期 后期 末期
细胞怎样完成遗 传物质的平均分 配？变化的规律 如何？
（二）植物细胞有丝分裂过程
①变化：
DNA复制; 蛋白质合成。
核膜 核仁
②结果：
染色质
形成染色单体;
DNA数加倍;
染色体数不变。
间期（初）
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
比值（表面
（μm3） 积/体积）
20
1256
4187
0.30
30
2826
14130
0.20
3.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。
4.分裂间期（物质准备）
变化： DNA复制，蛋白质合成。
复制的结果：
每个染色体（呈染色质状） 形成了两个完全一样的姐妹染 色单体。
染色体、姐妹染色单体、DNA关系
一条染色体 (不含姐妹染色单体）
(含一个DNA分子)
复制
染色单体
一条染色体 (包括两条姐妹染色单体
(含两个DNA分子)
染色体-数点 DNA-数条 染色单体-复制后有