师：同学们，今天我们要学习的内容是细胞增殖。先来看两张图片，左边是翻车鱼的成鱼，注意它与潜水员的体型差异；右边是翻车鱼的幼体。很明显，生物体存在由小长大的生长现象。

　　再看洋葱，当让洋葱底部与水接触，放在适宜条件下培养，随着时间推移，洋葱的根会越长越长。生长的奥秘在哪里呢？我们知道生物体结构与功能的基本单位是细胞，生物体的生长现象能否从细胞水平解释呢？

　　科学家对根尖进行纵剖，发现组成根尖的细胞形态有差异，像伸长区位于分生区上方，细胞有明显的生长伸长现象。但比较不同长度的根，会发现伸长区细胞长度并无显著差别，这说明伸长区细胞能生长，但不能无限长大。

　　后来科学家研究不同体型大小生物的关系，比如大象和小鼠同属哺乳类，它们的红细胞直径差异不大，都在4 - 8微米左右。对于不同生物，同一组织器官的大小与细胞大小关系不大，更主要取决于细胞数量。

　　不管是根尖伸长区细胞，还是大象与小鼠同一器官细胞比较，都发现细胞不能无限长大。为什么呢？大家能否根据所学知识，给出一些可能的理由？比如细胞核是代谢控制中心，其控制范围是否有限？细胞是有机整体，各细胞器既有分工又有协作，若细胞太大，不同结构间协作是否会遇困难？还有，细胞越大，物质运输是否更困难，效率是否会降低？由于细胞太小，我们只能通过模拟实验探究。

　　细胞体积越大，细胞膜面积也会增加，那物质运输效率为何会降低呢？这里涉及“相对表面积”概念，即小面积细胞的表面积与体积之比。随着细胞体积增加，相对表面积会怎样改变？我们建立模型，用边长不同的细胞模型计算相对表面积，结果发现细胞越大，相对表面积越小。而物质在细胞中扩散速度一定，假设葡萄糖通过细胞膜向内扩散深度为0.5毫米，计算不同大小细胞中葡萄糖扩散体积与整个细胞体积的比值，边长为2时，比值是7/8；边长为4时，比值是0.58；边长为8时，比值仅为0.33，这代表物质运输效率。由此可知，细胞越大，相对表面积越小，物质运输效率越低，这是模拟实验结果。

　　真实情况如何呢？我们熟知的动植物细胞直径大约在20 - 30微米，一根头发丝直径约60 - 80微米，细的也有40微米。原核细胞更小，很多直径小于10微米。但也有一些单细胞生物细胞较大，比如草履虫，其身体内部有两个细胞核，还有食物泡、伸缩泡等结构。两个细胞核增加了控制范围，食物泡、伸缩泡能在一定程度上加快物质运输效率。

　　那细胞是不是越小越好呢？细胞要进行基本生命活动，至少需要100多种酶，蛋白质合成场所核糖体直径占10 - 20纳米。已知最小的细胞是支原体，大小在0.1 - 0.3微米左右。

　　回到前面的问题，伸长区细胞不能无限长大，那根为什么还能不断生长？根尖还有分生区，该区域细胞呈正方形，排列紧密，部分细胞正在分裂。正是因为分生区细胞通过分裂产生新细胞，一部分补充到伸长区，一部分维持分裂状态，存在细胞周期。根的长长是伸长区细胞生长、伸长以及分生区细胞分裂产生新细胞共同实现的。

　　什么是细胞周期？它和细胞分裂有怎样的关系？先看一段荷兰摄影师拍摄的影片《生命的诞生》，了解细胞周期。对于连续分裂的细胞，从一次分裂结束时开始到下一次分裂结束时为止，这就是一个细胞周期。用模式图表示，从一次细胞分裂结束时开始，一个细胞周期的起点在a点，从a到b再到a是一个完整的细胞周期，可划分为分裂间期和分裂期。分裂间期很长，占整个细胞周期的90% - 95%，分裂期较短，主要表现形式是有丝分裂，可人为划分为前期、中期、后期和末期。

　　接下来以洋葱为实验材料，通过实验认识各时期细胞——观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂。实验原理：高等植物体中，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。因各个细胞分裂独立进行，所以在同一分生组织可看到处于不同分裂时期的细胞。在高倍显微镜下观察各时期细胞内染色体的存在状态，就能判断细胞所处有丝分裂时期，进而认识有丝分裂完整过程。染色体易被碱性染料如龙胆紫溶液着色。