师：同学们好！
生：老师好！
师：好，请坐好。非常高兴今天由我来带大家学习新的一节——细胞的增殖。那我们先来看这样一项研究：在水中加入一种体型稍大、专吃小球藻的鞭毛虫，只需短短一个月的繁殖，小球藻就会迅速演化出一种8细胞形态，8个细胞紧紧地结合在一起，外面还包裹一层厚厚的细胞壁。那么从这个小球藻被鞭毛虫捕食的角度来看，你觉得是单细胞形态和多细胞形态哪一种更容易被捕食？
生：单细胞。
师：单细胞的小球藻对不对？可能被鞭毛虫一口就吞掉了，长得大一点肯定就更难一些。那这就有个问题了：为什么小球藻不自己无限长大，长成多细胞形态那么大，然后就可以避免被鞭毛虫捕食了？不知道是吗？好，要解决这个问题，我们先来进行一个小魔术。老师这里带来了一个比较高级的东西，叫做三个不同大小的环氧树脂立方体，听过这个东西吗？
生：没有。
师：好，那如果往这里面加入热水之后，会怎么样呢？我们来一起看一看。我需要一个同学来帮我拿着手机为大家现场直播一下。来，哪位同学愿意上来帮个忙？要不你来？
生：好。
师：啊，你就拿着手机，这个角度往里面加热水。好，倒完热水之后会怎么样呢？我们从上面角度来看一下。大家看在干嘛？
生：在褪色！
师：慢慢变成白色或者透明的样子，对不对？现在继续看。发现最小的立方体怎么样？已经快全部变成白色了，对不对？好，我们就先看到这里。谢谢你。那么如果随着时间的推移下去，接下来会怎么样呢？我们可以看到，到了一定时间之后，最小的立方体已经全部变成透明了。在这里面再看看，通过单位时间来看，热量是传导扩散进入立方体的，对不对？相同时间，这个立方体扩散进去的热量大概深度是白线的长度。把这个白线移一下，也差不多。所以最小的立方体热量已经完全传导进去了，对不对？那如果我们把这个单位时间内热量传导进入立方体的体积比上整个立方体体积，这个比——或者说变成白色、褪色的体积比上整个立方体体积——称之为能量传导效率的话，那么立方体小，能量传递效率越高；反过来说，立方体越大，能量传导效率就越低，对不对？因为相同时间，它已经完全传导了整个立方体。好，那我们就类比一下：对细胞来说，它是时刻需要与外界发生物质交换的，而书本上也告诉我们，物质在细胞中扩散的速率也是一定的。那么如果把这个细胞外的物质扩散进细胞的体积除以整个细胞体积，称之为物质运输效率的话，细胞越大，物质运输效率怎么样？也会越低！没错。所以为什么小球藻不能无限长大、长成多细胞形态那么大呢？其中很重要的一个直接因素，就是物质运输效率。明白了吧？那当然除此之外有没有别的因素呢？肯定还有。那你们可以再去看一看课本。好，那现在我们来看：对于小球藻来说，它这么小就很容易被捕食，再加上它自己也有衰老死亡。但是据我所知，小球藻活在这个世上80多亿年，数量那么多，你看这舀一勺子全是小球藻。那你觉得小球藻这个种群的生存之道是什么呢？看一下。
生：它怎样能够越来越多？
师：越来越多。这个同学说迅速增殖！只要它增殖的数目大于死亡的数目加上被捕食的数目，肯定就越来越多，对不对？没错。像这样一个过程，通过细胞分裂来增加细胞数目的过程，就称之为细胞增殖。细胞通过分裂增加数目啊，这样一个过程就称之为细胞增殖。那除了小球藻要依靠细胞增殖来增加数目之外，其他细胞生物是不是也需要依靠细胞增殖呢？我们来看看是不是如此啊。这里我专门制作了一个视频，我们一起来看一下。（播放视频）这是大肠杆菌的二分裂生殖，在适宜条件下，它可以每20分钟增殖一代。草履虫也可以以二分裂的方式进行无限繁殖。酵母菌则可以出芽的方式进行无性繁殖，增加个体数目。对于多细胞生物，一颗小小的种子，在短短的9天便可以根叶繁茂，其根的生长主要依靠分生区细胞的增殖。像人类一样，很多动物的生命起点也是受精卵，受精卵通过不断的细胞分裂，逐渐发育成为胚胎，最终发育成为一个完整个体。个体在生长发育过程中，细胞数目和种类越来越多。性成熟之后，便会通过细胞分裂产生生殖细胞，再繁衍出新的子代。以上是自然生命机制调节的细胞增殖。除此之外，还存在人工机制调节的动物组织培养技术。如人造肉：我们每天的食物都少不了肉，要获得肉产品需要饲养大量的牲畜，在这些牲畜的成长过程中，他们会产生大量的废气和废物，比如二氧化碳和甲烷等气体会对空气造成很大的影响。所以科学家一直在寻找替代品。人造肉分为两种：一种是完全用植物蛋白和氨基酸合成的植物肉，也就是所谓的素肉；还有一种就是提取动物活体的干细胞，然后放在培养皿中培养，几周后就会长成一块完整的肉，这也可以叫做试管肉或者人工肉。而试管肉的代表公司是Just，因为他们是直接提取动物的干细胞，所以不存在转基因的问题，在培养过程中也不会使用抗生素，所以这种肉更加干净健康，不会有禽流感疫情的发生。好，视频看完了。我们可以发现，不管是单细胞生物还是多细胞生物，它们的生长发育、繁殖以及产生子代的遗传过程中，都离不开细胞增殖吧？对不对？所以也就是说，可以看到细胞增殖是非常重要的一项生命活动，也可以是生物体生长发育、繁殖的基础。这就是细胞增殖的意义。好，通过这个视频我们还可以看到，科学家不光是发现了细胞增殖的意义，而且还知道可以利用细胞增殖的原理去解决一些食品短缺和安全的问题，对不对？这样子是不是可以通过培养出人造肉，减少对牲畜生命的宰杀，而且还可以做到减少温室气体排放吧？能够做到低碳环保。没想到细胞增殖的作用这么大。好，在这个视频中，我们还发现：大肠杆菌分裂之后还是大肠杆菌，草履虫分裂之后还是草履虫。你可以看到，亲带细胞跟子带细胞从外貌形态方面是一模一样的吧？哎，这些外貌形态的现状，它应该从根本上来讲是由谁来决定的？
生：遗传物质。
师：是遗传物质，对不对？那亲代细胞跟子代细胞他们有那么多的相似地方，肯定是有遗传的一致性。那我们今天就以谁呢？以这个根尖分生区细胞，来看看它是如何进行细胞分裂去保证亲子代细胞遗传信息的一致性，或者说稳定性。细胞有这么多结构，这些结构又是如何共同配合来完成细胞增殖的呢？大家来参考这幅图，并思考这3个问题，好不好？看完了吧？好，第一个：细胞中的遗传信息储存在什么物质中？你还记得谁能够储存遗传信息？
生：DNA。
师：DNA，好。那DNA主要以什么形式存在？以什么结构形式？
生：染色质。
师：以染色质的形式存在于细胞核内，对不对？在这里面我们可以看到，染色质存在于细胞核里面。那你觉得，细胞一分为二，完成最重要的事情是什么？也就是说最重要的事情是什么？才能够去保证亲子代细胞遗传信息的一致性。这件最重要的事情是……
生：DNA的复制。
师：复制完了之后就得到两份了。要让两个子细胞跟亲代细胞一模一样，还要做一件什么事情？
生：平均分配。
师：复制好了的两份平均分配。我们前面也学过这样一个内容，说染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种形态吧？我们通过一个视频来回顾一下啊。（播放视频）这是一条DNA，这个DNA会跟一个蛋白质结合，然后螺旋缠绕，再螺旋，再螺旋，就高度螺旋，最后就变成了一个在显微镜下能够清晰可见的一条条的染色体。那你们刚刚说的这个DNA复制，DNA是以染色质——主要以染色质形式存在的，对不对？那这个DNA复制是在染色体状态还是染色质状态呢？
生：好像说不清楚。
师：对吧？好，那我们接下来就进行这么一个模拟活动。来看，这里有两张纸条，上面写了同样的一句话。那这张纸条呢，经过我折叠、折叠再折叠，就模拟了这个DNA加蛋白质结合形成染色质之后高度螺旋，变成了染色体中的DNA。而这条没有螺旋。那我请两位同学上来。这里第一次上课啊，第一次给大家上课，没带什么，带了3个红包。这第一个红包里面就装了这两张纸条。请两位同学上来PK一下，看谁能够更快的把这里面的信息复述一遍，来模拟DNA复制。好，要不你们两位同学来一下？好，你是愿意得哪一条呢？你得这条？好，那你得这条啊。好，你面向同学们。现在不能动，我说开始，你们才开始去进行操作，把你们的信息读取出来，好吧？可以打开，但是现在不能打开啊，我要说开始才可以。好，开始！
生1：我怎么这么好看？要到DNA中去寻找答案。
生2：我怎么这么好看？好看我怎么……我怎么这么好看？要到这……要到DNA中寻找答案。
师：好，他们俩读的信息是一样的吧？但这位同学很快就赢了。我想问问输的这位同学，你怎么就输掉了？
生2：一开始看不到，要舍得打开哦。
师：那现在如果是给你一个启示啊，这里的启示的问题就是回答这个问题：你觉得现在到底这个DNA复制是以染色质状态还是染色体状态？
生：染色质状态。
师：染色质状态的，对不对？好，回去啊，谢谢你们。好，非常感谢啊！所以启示就是：染色质状态更利于DNA的复制。好，那么我们要先进行染色质的一个复制。好，那除了有染色质的复制，在这个视频中，我们发现还有一些蛋白质，DNA复制也需要酶，对不对？那你觉得在这个同时的过程中，有没有一些蛋白质的合成呢？
生：有。
师：那肯定是必须要有的，对不对？好，这是第二个问题。第三个啊，我们来看看：对于这个细胞来说，如果这个亲代细胞直接中间一分为二的话，那两个细胞相对亲代细胞的体积会怎么样？明显就会变小了。如果一分为二，二分为四，四分为八，就这样直接这样分裂下去的话，细胞的体积会怎么样？越来越小。所以在这个过程中，要不要细胞稍微长大一点？那能不能无限长大？
生：不能。
师：不能刚刚小红书告诉我们不能的，对不对？所以这个过程中可以干嘛呢？可以适度长大。可以适度长大，然后延长一些，这不就长大了吗？对不对？好，那么这个过程就是一个物质准备过程：它进行了DNA复制，有关蛋白质合成，并且细胞适度长大。这个过程，科学家把它称之为间期。好，那接下来我们再来看看：已经复制好的染色质，它肯定要完成最重要的事情就是复制完了之后要平均分配嘛。那分配的时候，到底又是以染色质状态分配的，还是染色体状态分配的？这里还有两个红包。这两个红包有一个鼓鼓的，还有一个小一点的啊。然后再请两位同学上来来PK一下，看看谁能够更快的去把这个染色质或者说染色体平均分成两部分。好，有没有同学愿意上来？可以踊跃一点啊。好，这位同学是男生，还有吧？好，那同桌来，你们俩。呃，这一条，我先拿出来一个红包啊，这个红包里面呢，有8条这样的形态的，也就是这个图中看到的。那这怎么做的呢？你先拿到。你先拿到啊。这怎么做的呢？这就是我们小时候玩的那种扭扭棒，我把它抱着我的手指缠绕，缠绕完了之后再缠绕，最后就可以拧成这样子。那这里呢，还有8条没有高度螺旋缠绕的……