學(xué)案13細(xì)胞增殖

1、2010屆高三生物第一輪復(fù)習(xí)學(xué)案13 【第6章 細(xì)胞的生命歷程】第1節(jié) 細(xì)胞的增殖【考綱要求】1、細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖的周期性（）2、細(xì)胞的無絲分裂（）3、細(xì)胞的有絲分裂（）【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】【知識(shí)要點(diǎn)】 第1節(jié) 細(xì)胞的增殖一、細(xì)胞不能無限長(zhǎng)大【實(shí)驗(yàn)一】 細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系1實(shí)驗(yàn)原理： 酚酞遇NaOH呈紫紅色； 瓊脂塊大小模擬細(xì)胞大??； 物質(zhì)擴(kuò)散體積與總體積之比表示物質(zhì)運(yùn)輸效率。 通過測(cè)量NaOH擴(kuò)散進(jìn)入瓊脂塊（細(xì)胞）的深度，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，從而計(jì)算、比較不同體積瓊脂塊（細(xì)胞）吸收物質(zhì)的速率，進(jìn)而探究細(xì)胞表面積與體積之比，與物質(zhì)運(yùn)輸效率的關(guān)系。2實(shí)驗(yàn)過程：制備瓊脂塊 浸泡 切割（撈取、干燥，平分兩半

2、） 測(cè)量、記錄、計(jì)算。3結(jié)果討論： 從瓊脂塊的顏色變化可知NaOH擴(kuò)散到多遠(yuǎn)； 在相同的時(shí)間內(nèi)，NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的深度基本相同，說明NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的速率是相同的；NaOH擴(kuò)散的體積與整個(gè)瓊脂塊的體積之比隨瓊脂塊的增大而減小。4實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞體積越大，其相對(duì)表面積越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男示驮降图?xì)胞表面積與體積的關(guān)系限制了細(xì)胞的長(zhǎng)大。5制約細(xì)胞體積增大的歸納：細(xì)胞的表面積與體積的關(guān)系：細(xì)胞體積越小，其相對(duì)表面積(表面積與體積之比)就越大，細(xì)胞與周圍環(huán)境交換物質(zhì)能力就越大。細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的體積有一定的比例關(guān)系，一個(gè)核內(nèi)所含的遺傳信息是一定的，控制細(xì)胞活動(dòng)也就有一定的限度，這就

3、決定了細(xì)胞體積不能太大，否則，細(xì)胞核的“負(fù)擔(dān)”就過重，影響了細(xì)胞的正常生理功能。6實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：酚酞是白色粉末，無臭，如果接觸某些人的皮膚會(huì)引起過敏反應(yīng)。使用時(shí)注意。氫氧化鈉有腐蝕性，應(yīng)避免與眼睛或皮膚接觸。如果人吸入氫氧化鈉的粉塵會(huì)造成對(duì)呼吸道的嚴(yán)重傷害，如果不慎讓氫氧化鈉入口會(huì)使消化道嚴(yán)重受傷。急救措施：立即用大量水沖洗15 min；喝大量水，繼之以稀醋或果汁；立即就醫(yī)。 廢液的處理：廢液滴加鹽酸中和，然后可作為無害物倒掉。二、細(xì)胞通過分裂進(jìn)行增殖1細(xì)胞分裂的意義：?jiǎn)渭?xì)胞生物體：通過細(xì)胞增殖而繁衍。多細(xì)胞生物體：從受精卵開始，經(jīng)過細(xì)胞的增殖和分化逐漸發(fā)育成成體。同時(shí)還要通過細(xì)胞的增殖產(chǎn)生新

4、的細(xì)胞，來補(bǔ)充已經(jīng)衰老死亡的細(xì)胞?？梢?，細(xì)胞增殖是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。2. 細(xì)胞在分裂之前，必須進(jìn)行一定的物質(zhì)準(zhǔn)備。細(xì)胞增殖包括 物質(zhì)準(zhǔn)備 和 細(xì)胞分裂 整個(gè)連續(xù)的過程。3真核細(xì)胞分裂的方式有： 有絲分裂 、 無絲分裂 和 減數(shù)分裂 。三、有絲分裂1. 細(xì)胞周期的定義：是指連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開始，到下一次分裂完成時(shí)為止。分裂間期：完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)合成。形成染色單體。有絲分裂 前期：核膜和核仁消失，染色體和紡錘體出現(xiàn)。 中期：著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞中央的一個(gè)平面（赤道板）上。染色體形態(tài)比較穩(wěn)定，數(shù)目比較清晰，是觀察染色體形態(tài)、數(shù)目的最佳時(shí)期。 分裂期 后期

5、：每個(gè)著絲點(diǎn)分裂成兩個(gè)，染色單體分離成為兩條子染色體，染色體數(shù)目加倍，紡錘絲牽引染色體運(yùn)動(dòng)，平均分配到到細(xì)胞兩極。 末期：染色體和紡錘絲消失，核膜和核仁重現(xiàn)，植物細(xì)胞在赤道板的位置上出現(xiàn)細(xì)胞板，它由中央向四周擴(kuò)展形成新的細(xì)胞壁。有絲分裂和細(xì)胞周期的特別說明：有絲分裂是真核生物進(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式。只有連續(xù)分裂的細(xì)胞具有細(xì)胞周期，如干細(xì)胞、分生區(qū)細(xì)胞、癌細(xì)胞等。整個(gè)細(xì)胞周期中，分裂間期時(shí)間長(zhǎng)于分裂期，所以在觀察有絲分裂裝片時(shí)，可觀察到大多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期。不同的生物以及同種生物的不同細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間各不相同。2動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞有絲分裂過程的區(qū)別：前期：紡錘體的形成方式不同，植物細(xì)胞是細(xì)胞

6、兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體的，而動(dòng)物細(xì)胞是中心體發(fā)出星射線形成紡錘體。（中心體的復(fù)制：在間期完成）末期：細(xì)胞質(zhì)的分裂方式不同，動(dòng)物細(xì)胞分裂的末期，細(xì)胞的中部并不形成細(xì)胞板，而是細(xì)胞膜從中部向內(nèi)凹陷，最后把細(xì)胞縊裂成兩部分，一個(gè)細(xì)胞就分裂成了兩個(gè)子細(xì)胞。3有絲分裂的特征：分裂過程中有染色體和紡錘體出現(xiàn)和消失的行為變化；染色體復(fù)制和平均分配。4有絲分裂的重要意義：是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過細(xì)胞復(fù)制后，精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA，因而在生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性?？梢?，細(xì)胞的有絲分裂對(duì)于生物的遺傳有重要意義。5歸納總結(jié)：（1）有絲分裂過程中染色體和DNA

7、數(shù)量變化規(guī)律（體細(xì)胞內(nèi)染色體為2N）間 期前 期中 期后 期末 期DNA數(shù)量2N4N4N4N 4N 2N染色單體04N4N4N 00 染色體 2N 2N 2N4N2N在下列坐標(biāo)中，將DNA、染色體和染色單體在一個(gè)周期內(nèi)的數(shù)量變化用曲線表示出來。（2）關(guān)于一個(gè)細(xì)胞周期中染色單體、染色體和DNA含量的變化，請(qǐng)注意以下三點(diǎn)：一看復(fù)制。如果細(xì)胞有復(fù)制過程，則意味著DNA的含量增加了一倍，但染色體的數(shù)量不變。二看著絲點(diǎn)是否進(jìn)行了分裂。如果著絲點(diǎn)分裂，則意味著染色體加倍，染色單體不再存在，DNA含量不變。三看細(xì)胞是否進(jìn)行了分裂。如果細(xì)胞分裂完成，則意味著每個(gè)細(xì)胞中的染色體和DNA的數(shù)量與原來的相同。（3）

8、相關(guān)的細(xì)胞器與細(xì)胞有絲分裂的關(guān)系： 線粒體 ：在有絲分裂的間期，DNA的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成都需要ATP提供能量。 核糖體 ：是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，在細(xì)胞分裂的過程中，要大量合成各類蛋白質(zhì)，因此游離 核糖體 數(shù)量會(huì)多。 中心體 ：動(dòng)物細(xì)胞的有絲分裂中的紡錘體是 中心體 發(fā)出的星射線構(gòu)成的，在間期會(huì)多一組 中心粒 。 高爾基體 ：植物有絲分裂末期在細(xì)胞中央會(huì)出現(xiàn) 細(xì)胞板 ，進(jìn)而形成細(xì)胞壁，而細(xì)胞壁的形成與 高爾基體 有直接的關(guān)系。 （4）知識(shí)總結(jié)： DNA加倍的時(shí)期是 間期 ，染色體加倍的時(shí)期是 后期 。 核膜、核仁消失的時(shí)期是 前期 ，重現(xiàn)的時(shí)期是 末期 。 染色質(zhì)高度螺旋化，縮短變粗成為染色體的

9、時(shí)期是 前期 ，染色體解螺旋，重新成為細(xì)絲狀的染色質(zhì)的時(shí)期是 末期 。染色單體形成的時(shí)期是 間期 ，染色單體消失的時(shí)期是 后期 。四、無絲分裂1無絲分裂的過程：細(xì)胞核延長(zhǎng)，核的中部凹進(jìn)，縊裂成兩個(gè)細(xì)胞核。整個(gè)細(xì)胞從中部縊裂成兩部分，形成兩個(gè)子細(xì)胞。2特點(diǎn)：在無絲分裂的過程中沒有 紡錘絲 和 染色體 的出現(xiàn)，所以叫無絲分裂。但是在分裂開始之前也要進(jìn)行 DNA 復(fù)制，使形成的兩個(gè)子細(xì)胞中含有 相同 的遺傳物質(zhì)。 3實(shí)例：蛙的紅細(xì)胞五、【實(shí)驗(yàn)二】 觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂【實(shí)驗(yàn)原理】觀察部位：植物體的根尖、莖尖等分生區(qū)的細(xì)胞（細(xì)胞分裂旺盛）。分裂過程：高等植物的分生組織細(xì)胞能夠通過有絲分裂增加

10、其數(shù)目。細(xì)胞有絲分裂分為分裂間期和分裂期的前期、中期、后期和末期，不同時(shí)期細(xì)胞染色體的形態(tài)、數(shù)目和位置有各自的特點(diǎn)。觀察過程：先用低倍鏡找到根尖分生區(qū)的細(xì)胞（呈正方形，排列緊密），再用高倍鏡辨別各時(shí)期的染色體變化，并判斷該細(xì)胞處于有絲分裂的哪個(gè)時(shí)期。染色原理：細(xì)胞核內(nèi)的染色體容易被堿性染料（龍膽紫、醋酸洋紅等）著色?！静牧嫌镁摺颗囵B(yǎng)好的洋蔥（或大蒜）；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液；體積分?jǐn)?shù)為95%酒精溶液；質(zhì)量濃度為0.01g/mL 或0.02g/mL的龍膽紫溶液（或醋酸洋紅溶液）。【方法步驟】基本環(huán)節(jié)：培養(yǎng)取材解離漂洗染色制片觀察繪圖一、洋蔥（或大蒜）根尖的培養(yǎng)和取材 （注意時(shí)間、溫度，勤換水

11、）培養(yǎng)：實(shí)驗(yàn)前34天，用廣口瓶（小燒杯）盛滿清水，將洋蔥（或大蒜）放在廣口瓶上，鱗莖底部接觸到水。放在溫暖處，經(jīng)常換水，根長(zhǎng)約5cm時(shí)可用。取材：切取根尖23mm（細(xì)胞分離發(fā)生在分生區(qū)，此長(zhǎng)度正好包括完整的分生區(qū)）注意: 根的生長(zhǎng)在34天時(shí)，細(xì)胞分裂最旺盛，分裂的細(xì)胞多，有利于觀察。在上午10：00下午14：00時(shí)取材。（根尖分生區(qū)細(xì)胞處于分裂期的較多）培養(yǎng)時(shí)，鱗莖底部接觸水，也不能被水淹。其目的是同時(shí)滿足對(duì)水和空氣的需要。二、裝片的制作1、解離：解離液：立即放入盛有15%的鹽酸、95%的酒精的混合液（11）中，解離時(shí)間：室溫下解離35分鐘。解離目的：使組織中的細(xì)胞相互分離開來。解離程度：根尖

12、酥軟注意：此混合液在解離的過程中以使洋蔥根尖細(xì)胞死亡，所以在觀察有絲分裂過程中，不可能看到細(xì)胞分裂的動(dòng)態(tài)過程，但解離的瞬間，可使細(xì)胞永久停留在正在進(jìn)行的分裂狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵步驟在于解離，解離時(shí)間不易過短，否則根尖未充分解離，壓片時(shí)細(xì)胞分不開，但解離時(shí)間又不能過長(zhǎng)，否則使根尖過分酥軟，無法進(jìn)行漂洗和染色，且染色體成分被破壞。一般溫度低，解離時(shí)間稍長(zhǎng)；溫度高，解離時(shí)間稍短。2、漂洗：漂洗液：清水漂洗時(shí)間：10分鐘。漂洗目的：洗去藥液，防止解離過度。否則，殘留在根尖上的鹽酸與染色劑（堿性）反應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)效果。因鹽酸在解離過程中已殺死細(xì)胞，鹽酸進(jìn)到細(xì)胞內(nèi)部，所以漂洗的時(shí)間較長(zhǎng)。3、染色：染色液：0.0

13、1g/mL或0.02g/mL龍膽紫溶液（或醋酸洋紅等）中染色時(shí)間：35分鐘。染色目的：使染色體著色。注意：染色劑均為堿性染料，染色用的染料濃度不易過大，時(shí)間不易過長(zhǎng)，否則染色體過深，周圍結(jié)構(gòu)均被著色，影響觀察。4、制片：取出根尖，放在載玻片上，加一滴清水，用鑷子弄碎根尖，蓋上蓋玻片（注意防止產(chǎn)生氣泡），其上再加一片載玻片，并用手指壓片。注意：壓片時(shí)用力必須恰當(dāng)，過重會(huì)將組織壓爛，過輕細(xì)胞未分散，壓片時(shí)不可移動(dòng)蓋玻片，避免細(xì)胞重疊。在壓完片后，作為壓片的載玻片要去掉，千萬不能與裝片一起放在顯微鏡下進(jìn)行觀察。三、洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂的觀察觀察先用低倍鏡進(jìn)行觀察，找到分生區(qū)細(xì)胞，并將欲觀察的細(xì)胞移到

14、視野的正中央。再用高倍鏡進(jìn)行觀察：調(diào)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋將分生區(qū)物像調(diào)整清晰后，仔細(xì)觀察細(xì)胞內(nèi)染色體的形態(tài)變化，并據(jù)此判斷細(xì)胞所處時(shí)期，再慢慢移動(dòng)裝片找到全部有絲分裂的各個(gè)時(shí)期細(xì)胞（可參考教材中植物細(xì)胞有絲分裂模式圖和顯微照片，如右下圖）。四、繪圖：繪出植物細(xì)胞有絲分裂中期簡(jiǎn)圖【擴(kuò)展補(bǔ)充】 間期G1（DNA復(fù)制前期）：主要是完成蛋白質(zhì)及糖類、脂質(zhì)的生物合成，并為DNA的復(fù)制做準(zhǔn)備。 S（DNA復(fù)制期）：主要是完成DNA分子的復(fù)制。 G2（DNA復(fù)制后期）：仍然有RNA和蛋白質(zhì)的合成。細(xì)胞分裂結(jié)束后產(chǎn)生的新細(xì)胞有三種發(fā)展趨勢(shì)：（1）連續(xù)分裂繼續(xù)增殖（根尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞、骨髓干細(xì)胞、皮膚表皮生發(fā)層細(xì)胞等）；（2

15、）暫不增殖，也稱為休眠細(xì)胞（肝細(xì)胞、腎細(xì)胞、唾液腺細(xì)胞等），這類細(xì)胞在適當(dāng)?shù)拇碳は轮匦逻M(jìn)入細(xì)胞周期；（3）不再分裂增殖，永久失去分裂能力，但仍保持生理活性，（成熟的紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞等）。 【直擊高考】1（07寧夏）下列有關(guān)正常動(dòng)物體細(xì)胞有絲分裂間期的敘述，錯(cuò)誤的是 DA分裂間期發(fā)生DNA復(fù)制 B分裂間期有蛋白質(zhì)合成C分裂間期有RNA合成 D分裂間期有逆轉(zhuǎn)錄發(fā)生 2（09江蘇）有一位同學(xué)做根尖有絲分裂實(shí)驗(yàn)，在顯微鏡中觀察到的圖像如下圖所示。造成這種情況的原因可能是 C取材位置不合適 取材時(shí)間不合適制片時(shí)壓片力量不合適 解離時(shí)間不合適視野選擇不合適 A B C D3（09江蘇）細(xì)胞作為生命活動(dòng)的基本單位，其結(jié)構(gòu)和功能高度統(tǒng)一。下列有關(guān)敘述正確的是 B卵細(xì)胞體積較大有利于和周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，為胚胎早期發(fā)育提供所需養(yǎng)料哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞表面積與體積之比相對(duì)較大，有利于提高氣體交