细胞的增殖(教案)

细胞的增殖

导入：生活中我们常常见到一些“长大”的现象，小树苗长成了参天大树，小牛犊长成了大黄牛，小婴儿长成了大高个儿。那么生物体的“长大”跟什么有关系呢？（细胞，细胞是生物体结构和功能的基本单位，生物体的生长、发育以及一切的生命活动都是基于细胞进行的）那大家认为生物体的长大是依靠细胞体积的增大还是依靠细胞数量的增多呢？（不对答案做出定论）以我们人类为例，我们最初是由什么发育而来的？（受精卵）也就是说，我们的生命是由一个细胞开始的，而当我们出生的时候身体大约有2万亿个细胞，成年之身体的细胞数会达到100万亿，在这个过程中，细胞体积有所增大，但变化甚微，尤其是相应器官和组织的细胞。这可以说明多细胞生物体的生长，一部分依靠细胞体积的增大，但是更主要的是细胞数量的增多。这里给大家展示一些常见的细胞，比如人的卵细胞（120um）、变形虫（100um）、肝细胞（20um）、流感杆菌（0.3×1.0um），典型的原核细胞的平均大小在1～10μm之间，而真核细胞的直径平均为3～30μm，一般为10～20μm。从这些例子可以看出，细胞的体积非常的小，那么为什么没有出现比较大型的单细胞微生物，为什么多细胞生物的生长不直接依靠于细胞的长大？（细胞不能无限长大）

一、细胞不能无限长大

细胞为什么能不能无限长大？（细胞太大不利于与外界环境进行物质的输入和输出等）原因究竟是否在此，我们需要以事实来说明。

实验探究：细胞大小与物质运输的关系

1、原理：含酚酞的琼脂块浸泡在NaOH溶液中，酚酞会变成紫红色。

NaOH在琼脂块中的扩散速率相同

在相同的时间内，NaOH扩散的体积和与琼脂块的总体积的比值可以反映出NaOH的扩散的效率，由此模拟细胞大小与物质运输效率的关系。

2、结论：相对表面积是指表面积与体积之比，细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间的物质交流的面积相对减小，所以物质运输的效率越低；细胞越大，物质运输的效率越低，所以体积大的生物都是由许多细胞而不是少数体积更大的细胞构成的。

注：细胞的体积并不是越小越好（P111资料卡）

并不是所有的细胞的体积都较小，鸵鸟卵的细胞直径可以达

5cm。

细胞不能无限长大的原因：

1、细胞表面积与体积的关系限制的细胞的长大

2、细胞核的限制（就跟国土面积大了，君王很难管理边境问题一

样，细胞核是细胞的控制中心，如果细胞太大，细胞核的“负担”

就会过重）

二、细胞通过分裂进行增殖

细胞不能无限的长大，因此对于多细胞生物来说，其生长发育就需要依赖细胞数目的增多以及细胞的分化，此外，在生物体内，不断的有细胞衰老死亡，也就需要有新的细胞来补充，而这些都要通过细

胞增殖来得以实现。那么对于单细胞生物来说，一个细胞就是一个个体，因此它们需要通过细胞增殖来进行繁殖。由此可见，生物体的生长、发育、繁殖、遗传等都离不开细胞增殖。

那么，细胞通过什么方式进行增殖？（学生根据教材内容回答：分裂）细胞分裂的方式有几种类型，原核生物的细胞分裂多以二分裂的方式进行，真核生物可以通过：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂三种方式进行细胞分裂。无论是以哪一种方式进行，在细胞分裂之前，必须进行一定的物质准备，因此，细胞增殖就包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。

对于真核生物来讲，进行细胞分裂的主要方式是有丝分裂，进行有丝分裂的细胞具有什么特点？（具有周期性）也就是要能进行连续分裂，比如根尖分生区细胞，茎的形成层细胞，胚胎干细胞等。一个细胞周期指的就是：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。同样包括两个阶段：分裂间期和分裂期。（学生观察表6-1）同学们从表6-1中发现了些什么？（不同细胞细胞周期的长短不同，并且间期和分裂期所占的比例不同，间期所占的时间比分裂期长很多）细胞周期的大部分时间处于分裂间期，大约占到了细胞质周期的90%-95%（因此观察有丝分裂时，观察到处于细胞分裂间期的细胞数目最多）

细胞周期的图形表示：圆周图解、线段图解

a

b

了解了细胞周相关知识，接下来看看在一个细胞周期内不同时期细胞究竟发生了哪些变化。

在间期的时候细胞发生了哪些变化？（细胞内进行着活跃的物质准备：完成了DNA分子的复制和有关蛋白质的合成）细胞又有什么变化？（适度的生长，体积略微变大）间期结束后细胞就进入分裂期，为了方便研究，我们又人为的将分裂期分为了四个时期，分别是：前期、中期、后期、末期。接下来，我们一起观看一段细胞进行有丝分裂的视频，注意各个时期细胞发生了哪些变化。（播放视频）结合视频内容，同学们自行阅读教材P112-P113的相关内容，归纳出每个时期的主要变化特征。（抽同学回答）（借助板书，和学生一起复述各时期的主要变化，尤其是在这个过程中染色体、染色单体、着丝点、DNA 的数量变化）

前期：两消两现一散乱

染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体（借助P113图6-4讲解），由于间期进行了DNA的复制和相关蛋白质的合成，所以此时每条染色体包括有两条并列的姐妹染色单体，由一个共同的着丝点连接；核仁解体；核膜逐渐消失；细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体；染色体散乱的分布在纺锤体中央。（提问：染色质转变为染色体有什么意义？确保染色体在分裂中平均分配）

中期：形定数晰赤道齐

染色体的着丝点被纺锤丝牵引到赤道板处，此时染色体形态比较稳定，数目清晰，最利于观察。（提问：赤道板是什么？与纺锤体的

中轴相垂直的细胞中央的一个平面，类似于地球上赤道的位置。它是真实存在的吗？不是真实存在的结构，只是人们假想出来的）后期：点裂数加均两极

着丝点分裂，一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，由纺锤丝牵引向细胞的两极移动。

末期：两消两现重开始

核膜核仁逐渐重新出现，染色体和纺锤体逐渐消失，植物细胞中出现细胞板，由中央向四周扩展。（提问：末期与哪个时期的行为变化方向相反？前期）

三、动植物细胞有丝分裂的异同点

四、有丝分裂的特征和意义

特征：染色体复制一次，细胞分裂一次

结果：1、染色体平均分配到两个子细胞中去

2、细胞分裂后产生的子细胞的发展趋势：①继续分裂，

进入下一个细胞周期；②停止分裂，开始分化。

意义：将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确的平均分配到两个子细胞中，由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子