必修一細(xì)胞的增殖

必修一細(xì)胞的增殖第1頁/共51頁第1講細(xì)胞的增殖[展示考綱考頻]

1.細(xì)胞的生長和增殖的周期性(Ⅰ)[☆]

2.細(xì)胞的有絲分裂(Ⅱ)[☆☆]

3.細(xì)胞的無絲分裂(Ⅰ)[☆]4.觀察細(xì)胞的有絲分裂(實(shí)驗(yàn))[☆☆]

5.模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系(實(shí)驗(yàn))第2頁/共51頁一、細(xì)胞生長與細(xì)胞周期1．細(xì)胞不能無限長大的原因(1)細(xì)胞

的關(guān)系限制了細(xì)胞的長大。(2)細(xì)胞核與

的關(guān)系限制了細(xì)胞的長大。表面積與體積細(xì)胞質(zhì)第3頁/共51頁2．細(xì)胞周期(1)條件：

的細(xì)胞。(2)起點(diǎn)：

時(shí)。(3)終點(diǎn)：

時(shí)。(4)特點(diǎn)：不同類的細(xì)胞，細(xì)胞周期不同，

所占的比例也不同。3．細(xì)胞增殖的方式和意義(1)方式：

分裂、

分裂和減數(shù)分裂。(2)過程：包括

和

整個(gè)連續(xù)的過程。(3)意義：是生物體

、

、繁殖、

的基礎(chǔ)。連續(xù)分裂一次分裂完成下一次分裂完成分裂間期與分裂期有絲無絲物質(zhì)準(zhǔn)備細(xì)胞分裂生長發(fā)育遺傳第4頁/共51頁二、有絲分裂1．過程(以高等植物細(xì)胞為例)第5頁/共51頁[巧記助學(xué)]

有絲分裂各時(shí)期的特點(diǎn)間期復(fù)制又合成，膜仁消失兩體顯；形定數(shù)晰赤道板，點(diǎn)裂數(shù)加移兩極；兩消兩現(xiàn)分裂完。第6頁/共51頁2．動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的主要區(qū)別3.意義親代細(xì)胞的

經(jīng)過復(fù)制后精確地平均分配到兩個(gè)細(xì)胞中，保持了細(xì)胞的親子代之間

的穩(wěn)定性。染色體遺傳性狀第7頁/共51頁三、無絲分裂1．過程(1)

先延長，核的中部向內(nèi)凹進(jìn)，縊裂成為兩個(gè)細(xì)胞核。(2)整個(gè)細(xì)胞從中部縊裂成兩部分，形成兩個(gè)

。2．特點(diǎn)：分裂過程中不出現(xiàn)

和

的變化。3．實(shí)例：

的無絲分裂。[解惑]

(1)無絲分裂過程中DNA也要復(fù)制并均分。(2)無絲分裂是真核細(xì)胞的分裂方式，原核生物不存在無絲分裂。細(xì)胞核子細(xì)胞紡錘絲染色體蛙的紅細(xì)胞第8頁/共51頁第9頁/共51頁思考辨析1．判斷下列有關(guān)細(xì)胞分裂敘述的正誤。(1)動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的分裂間期有DNA和中心體的復(fù)制(2013年高考江蘇卷)(√)(2)赤道板是細(xì)胞有絲分裂過程中出現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)(2013年高考海南卷)(×)(3)S期細(xì)胞的染色體數(shù)已增加一倍(2013年高考浙江卷)(×)(4)蛙受精卵發(fā)育過程中不能發(fā)生DNA的半保留復(fù)制(2012年高考四川卷)(×)(5)動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂末期，細(xì)胞膜內(nèi)陷形成兩個(gè)子細(xì)胞(√)(6)動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂過程中細(xì)胞板在末期形成(×)(7)無絲分裂過程中核膜不消失(√)第10頁/共51頁2．判斷下列有關(guān)觀察細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)敘述的正誤。(1)鹽酸解離根尖的同時(shí)也為龍膽紫染色創(chuàng)造酸性環(huán)境(2013年高考山東卷)(×)(2)解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細(xì)胞分散(2012年高考江蘇卷)(√)(3)剪取5cm根尖，用酒精和吡羅紅混合液解離染色(×)(4)要觀察植物細(xì)胞的細(xì)胞板結(jié)構(gòu)，應(yīng)選取處于有絲分裂后期的細(xì)胞(×)(5)堿性染料吡羅紅(派洛寧)可用于染色體染色(×)第11頁/共51頁1．細(xì)胞周期的表示方法(1)扇形圖表示法(2)線段圖表示法細(xì)胞周期的理解第12頁/共51頁(3)曲線圖表示法(4)柱形圖表示法B組DNA相對(duì)含量在2C到4C之間，說明細(xì)胞正處于DNA復(fù)制時(shí)期；C組細(xì)胞中DNA已經(jīng)加倍說明細(xì)胞處在分裂期。第13頁/共51頁2．影響因素(1)內(nèi)部因素：不同種類的細(xì)胞，細(xì)胞周期持續(xù)的時(shí)間不同，間期和分裂期所占的比例也不同。(2)外部因素：溫度、pH、射線、生理和病理狀況等通過影響酶的活性影響細(xì)胞周期。[特別提醒]

(1)細(xì)胞周期以分裂間期為起點(diǎn)，而不是以分裂開始為起點(diǎn)。(2)細(xì)胞類型不同，其細(xì)胞周期的長短也不同。但都是細(xì)胞間期的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于細(xì)胞分裂期的時(shí)間。(3)分裂后產(chǎn)生的子細(xì)胞有三種去路：繼續(xù)分裂、暫不分裂和不增殖(細(xì)胞分化)。第14頁/共51頁1．如圖表示4種植物細(xì)胞的細(xì)胞周期(按順時(shí)針方向)，其中說法正確的是(

)A．圖中的b→a→b表示細(xì)胞增殖過程的一個(gè)細(xì)胞周期B．甲圖中的b→a與丙圖中的b→a所用的時(shí)間可能相同C．從a→b，由于DNA的復(fù)制使染色體數(shù)目增加一倍D．觀察植物細(xì)胞有絲分裂最好的實(shí)驗(yàn)材料是植物甲第15頁/共51頁解析：本題考查對(duì)細(xì)胞周期概念的理解。細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期，按順時(shí)針方向，b→a歷時(shí)較短，為分裂期，是細(xì)胞周期的第二個(gè)階段；a→b歷時(shí)較長，為分裂間期，是細(xì)胞周期的第一個(gè)階段，所以a→b→a才能表示一個(gè)細(xì)胞周期。扇形圖只表示分裂間期和分裂期的時(shí)間比例，并不表示具體時(shí)間，甲圖中b→a與丙圖中b→a所占扇形面積雖有差異，但所用時(shí)間有可能相同。a→b所表示的是分裂間期，DNA完成復(fù)制，但染色體數(shù)目并未加倍。觀察有絲分裂最好的實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)選分裂期所占比例相對(duì)較長的細(xì)胞丁，以便于找到處于分裂期中各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞。答案：B第16頁/共51頁1．有絲分裂中幾種結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的形態(tài)、行為變化有絲分裂過程中相關(guān)結(jié)構(gòu)和數(shù)目的規(guī)律性變化第17頁/共51頁2.與細(xì)胞有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器及相應(yīng)的生理作用第18頁/共51頁[特別提醒]有絲分裂圖像的識(shí)別技巧(1)動(dòng)植物細(xì)胞的識(shí)別①圖像畫成方形或圖像中有細(xì)胞板結(jié)構(gòu)，無中心體結(jié)構(gòu)，一般可判斷為植物細(xì)胞。②圖像畫成圓形或有中心體結(jié)構(gòu)，無細(xì)胞板結(jié)構(gòu)，通過縊裂方式平分細(xì)胞，一般可判斷為動(dòng)物細(xì)胞。(2)若為二倍體生物細(xì)胞，可作如下判斷①染色體散亂排列，無聯(lián)會(huì)現(xiàn)象，有同源染色體→有絲分裂前期。②著絲點(diǎn)排列在赤道板上，有同源染色體→有絲分裂中期。③染色體移向兩極，每一極都有同源染色體→有絲分裂后期。第19頁/共51頁3．DNA數(shù)、染色體數(shù)、染色單體數(shù)、同源染色體對(duì)數(shù)、染色體組數(shù)變化(二倍體生物)第20頁/共51頁4.有絲分裂中幾種結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的數(shù)量變化第21頁/共51頁第22頁/共51頁[特別提醒]有絲分裂中主要變化發(fā)生的時(shí)期(1)DNA含量加倍開始于間期；染色體數(shù)目加倍發(fā)生在后期。(2)姐妹染色單體形成于間期；姐妹染色單體的分開發(fā)生在后期。(3)核膜、核仁的解體發(fā)生在前期；核膜、核仁的重新出現(xiàn)發(fā)生在末期。(4)兩個(gè)相同DNA分子形成于間期；兩個(gè)完全相同DNA分子的分開發(fā)生在后期。(5)染色質(zhì)變?yōu)槿旧w是在前期；染成體恢復(fù)染色質(zhì)是在末期。(6)中心體的倍增發(fā)生在間期；兩組中心粒的分開發(fā)生在前期。(7)染色體數(shù)目加倍發(fā)生在后期。第23頁/共51頁5．動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂異同點(diǎn)比較第24頁/共51頁第25頁/共51頁[易混易錯(cuò)]

(1)并非所有的細(xì)胞都有細(xì)胞周期①只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期。只分裂一次便不再分裂的細(xì)胞沒有細(xì)胞周期。②進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞不具有細(xì)胞周期。(2)有絲分裂后期著絲點(diǎn)分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果用秋水仙素處理抑制紡錘體形成，無紡錘絲牽引著絲點(diǎn)，復(fù)制后的染色體的著絲點(diǎn)依然可以分裂，使細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍，這就說明著絲點(diǎn)分裂不是紡錘絲牽引所致。(3)赤道板與細(xì)胞板的區(qū)別赤道板不是細(xì)胞結(jié)構(gòu)，是一假想的平面，在光學(xué)顯微鏡下看不到；細(xì)胞板是一真實(shí)結(jié)構(gòu)，光學(xué)顯微鏡下能看到，出現(xiàn)在植物細(xì)胞有絲分裂的末期。第26頁/共51頁2．下圖為某生物細(xì)胞分裂模式圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。(1)圖甲中含有同源染色體的區(qū)段是________。(2)圖乙為細(xì)胞________分裂________期圖像。該時(shí)期的主要特征是________________________________________________________。(3)若2號(hào)染色體的遺傳信息來自父方，那么與其遺傳信息完全相同的染色體為________號(hào)，其遺傳信息完全相同的原因_________________________________________________________。(4)圖乙對(duì)應(yīng)于圖甲中的________段，圖丙對(duì)應(yīng)于圖甲中的________段。第27頁/共51頁(5)請(qǐng)根據(jù)圖甲畫出細(xì)胞中每條染色體上DNA數(shù)目的變化曲線，并繪出圖乙上一個(gè)時(shí)期的動(dòng)物細(xì)胞分裂的圖像。解析：據(jù)圖判斷細(xì)胞分裂方式?確定相應(yīng)區(qū)段對(duì)應(yīng)的時(shí)期?據(jù)圖乙圖像和圖丙數(shù)量關(guān)系?確定相應(yīng)時(shí)期并與甲圖區(qū)段對(duì)應(yīng)?各個(gè)時(shí)期的主要特征及數(shù)量變化。首先注意圖甲的縱坐標(biāo)是核DNA的數(shù)目，根據(jù)分裂前后數(shù)目的變化，可以判斷這個(gè)分裂是有絲分裂。圖中的a～c為間期，c～d為前期，d～e為中期，e～f為后期，在有絲分裂整個(gè)過程中都有同源染色體。圖乙細(xì)胞是著絲點(diǎn)分裂，細(xì)胞的每一極都含有同源染色體，所以是有絲分裂后期。因?yàn)?號(hào)和6號(hào)是復(fù)制后的染色體著絲點(diǎn)分裂形成的，所以2號(hào)和6號(hào)完全一樣。繪曲線圖時(shí)要注意縱坐標(biāo)含義及數(shù)值(1或2)，下降的時(shí)期是后期不是末期；繪中期圖像時(shí)要注意同源染色體及著絲點(diǎn)的位置。第28頁/共51頁答案：(1)a～h

(2)有絲后染色體的著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開成為兩條子染色體，并在紡錘絲的牽引下向細(xì)胞兩極移動(dòng)(3)6它們是由同一條染色體復(fù)制后分離形成的(4)e～f

c～e

(5)見下圖第29頁/共51頁觀察細(xì)胞的有絲分裂1．實(shí)驗(yàn)原理(1)高等植物的分生組織有絲分裂較旺盛。(2)有絲分裂各個(gè)時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體的形態(tài)和行為變化不同，可用高倍顯微鏡根據(jù)各個(gè)時(shí)期內(nèi)染色體的變化情況，識(shí)別該細(xì)胞處于哪個(gè)時(shí)期。(3)細(xì)胞核內(nèi)的染色體易被

(如龍膽紫)染成深色。堿性染料第30頁/共51頁2．實(shí)驗(yàn)流程第31頁/共51頁第32頁/共51頁第33頁/共51頁3.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵(1)剪取生長旺盛、帶有分生區(qū)的根尖，不宜過長，同時(shí)注意剪取的時(shí)間，一般在上午10點(diǎn)至下午2點(diǎn)左右，此時(shí)分生區(qū)細(xì)胞分裂旺盛。(2)解離時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制。解離時(shí)間不能過短，否則細(xì)胞在壓片時(shí)不易分散開；時(shí)間過長，解離過度，無法取出根尖進(jìn)行染色和制片。(3)

，順序不能顛倒，否則解離液中的鹽酸會(huì)干擾染色效果。(4)染色時(shí)，染色液的濃度和染色時(shí)間必須掌握好，應(yīng)注意染色不能過深，否則視野下一片紫色，無法觀察細(xì)胞圖像。(5)壓片時(shí)用力必須恰當(dāng)，過重會(huì)將組織壓爛，過輕則細(xì)胞未分散，二者都將影響觀察。先漂洗后染色第34頁/共51頁[特別提醒]根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)觀察分析(1)顯微鏡下觀察到的都是死細(xì)胞，不能看到細(xì)胞分裂的動(dòng)態(tài)變化。(2)在顯微鏡下觀察到間期細(xì)胞數(shù)目最多，中期最少，原因是間期歷時(shí)最長，中期歷時(shí)最短。(3)中期染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰，是觀察染色體的最佳時(shí)期。第35頁/共51頁3．在“觀察洋蔥根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)之后，不同班級(jí)的同學(xué)在一起進(jìn)行交流，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)，上午第一節(jié)課做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)極少能觀察到分裂期的細(xì)胞，而上午第三節(jié)課做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)則大多數(shù)能觀察到分裂期的細(xì)胞，他推測洋蔥根尖細(xì)胞在一天中的某些時(shí)段分裂比較活躍，并就此展開下面的探究活動(dòng)。(1)準(zhǔn)備經(jīng)查資料后知：25℃時(shí)洋蔥根尖細(xì)胞周期為18小時(shí)，其中分裂期為1.5小時(shí)。所以，要準(zhǔn)確掌握洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞在不同時(shí)段的分裂狀況，每次取樣的時(shí)間間隔不應(yīng)超過________小時(shí)。(2)培養(yǎng)洋蔥幼根，制作裝片。制作裝片的正確步驟是：________、________、________、制片。(3)觀察裝片。第36頁/共51頁(4)記錄觀察結(jié)果。請(qǐng)將下列記錄表中①～⑤的內(nèi)容補(bǔ)充完整。①_____________________________________________________取樣時(shí)間：室溫：記錄人：記錄時(shí)間：(5)結(jié)果統(tǒng)計(jì)與分析。數(shù)據(jù)顯示根尖分生區(qū)細(xì)胞大多數(shù)處于分裂間期，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是__________________。第37頁/共51頁解析：第(1)小題考查取樣的時(shí)間，因分裂期為1.5小時(shí)，所以取樣的時(shí)間間隔不應(yīng)超過1.5小時(shí)，否則就無法正確掌握細(xì)胞不同時(shí)間段的分裂狀況。第(2)小題考查制作裝片的步驟，即解離→漂洗→染色→制片，其中漂洗與染色兩個(gè)步驟易顛倒出錯(cuò)。第(4)小題中①實(shí)驗(yàn)表格的填寫，是考生很容易忽略的問題，書寫時(shí)要考慮自變量和因變量，如本題的自變量為不同時(shí)期，因變量是細(xì)胞數(shù)量。第(5)小題要明確問的是為什么看到的細(xì)胞大多數(shù)處于分裂間期。答案：(1)1.5

(2)解離漂洗染色(4)①洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞不同時(shí)期細(xì)胞數(shù)量記錄表②細(xì)胞數(shù)量③分裂期④分裂間期(③與④可互換)⑤樣本1、樣本2(5)在細(xì)胞周期中，分裂間期的時(shí)間遠(yuǎn)大于分裂期的第38頁/共51頁[例1]圖甲為細(xì)胞周期示意圖，其中①②③代表間期連續(xù)的三個(gè)時(shí)期，④代表分裂期；G0期細(xì)胞表示分裂結(jié)束后細(xì)胞的去路之一，即細(xì)胞暫時(shí)不分裂，但在一定條件下可恢復(fù)分裂能力。圖乙為細(xì)胞分裂過程中每條染色體上DNA變化規(guī)律曲線。下列敘述正確的是(

)細(xì)胞周期第39頁/共51頁A．一個(gè)完整細(xì)胞周期可用④→①→②→③表示B．圖甲中的③和④時(shí)期，相當(dāng)于圖乙中的bd段C．細(xì)胞在細(xì)胞分化的過程中發(fā)生了基因突變D．體液免疫中的記憶細(xì)胞屬于圖甲中G0期細(xì)胞[解析]

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，為一個(gè)細(xì)胞周期，A錯(cuò)誤。圖甲中的③④時(shí)期表示G2期和分裂期，對(duì)應(yīng)圖乙中的bcde時(shí)段，B錯(cuò)誤。細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，而非突變的結(jié)果；另外，細(xì)胞分化過程中不一定發(fā)生基因突變，C錯(cuò)誤。體液免疫中的記憶細(xì)胞暫不分裂，但保持對(duì)抗原的記憶能力，當(dāng)再次接觸同種抗原時(shí)，會(huì)迅速增殖分化，因此屬于G0期細(xì)胞，D正確。[答案]

D第40頁/共51頁第41頁/共51頁第42頁/共51頁第43頁/共51頁[例2]如圖是細(xì)胞分裂各階段的細(xì)胞核DNA和細(xì)胞質(zhì)中mRNA含量的變化曲線，下列說法正確的是(

)A．若細(xì)胞從a階段開始培養(yǎng)在3H標(biāo)記的胸苷的培養(yǎng)液中，則e階段時(shí)細(xì)胞液中含3H的DNA占核內(nèi)總DNA的50%B．致癌因子發(fā)揮作用在b階段時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞癌變C．c階段細(xì)胞核內(nèi)DNA分子數(shù)與染色體數(shù)的比為1∶1D．雜交育種中基因重組發(fā)生在d～e階段細(xì)胞分裂過程中的物質(zhì)變化第44頁/共51頁[解析]

DNA是半保留復(fù)制，e階段時(shí)細(xì)胞核中含3H的DNA占核內(nèi)總DNA的100%，而不是50%，A錯(cuò)誤；b階段細(xì)胞核DNA含量上升，說明此時(shí)DNA正在復(fù)制，由于雙鏈DNA已經(jīng)解旋為兩條單鏈，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定易發(fā)生突變，故有可能會(huì)發(fā)生細(xì)胞癌變，B正確；c階段已完成了DNA的復(fù)制，但是兩條染色單體被同一著絲點(diǎn)連接著，故細(xì)胞核內(nèi)DNA分子數(shù)與染色體數(shù)的比為2∶1，C錯(cuò)誤；基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，而題圖所示細(xì)胞的分裂方式為有絲分裂，因?yàn)橹挥羞B續(xù)分裂的細(xì)胞才具有細(xì)胞周期，D錯(cuò)誤。[答案]

B第45頁/共51頁[例3]如圖是某植物細(xì)胞有絲分裂一個(gè)細(xì)胞周期中核內(nèi)DNA及染色體相對(duì)數(shù)目(假設(shè)正常體細(xì)胞的染色體數(shù)為2N)的變化曲線。分析曲線并回答問題：(1)實(shí)線ABCDEF表示________的數(shù)量變化，虛線abcdef表示________的數(shù)量變化。(2)表示有絲分裂后期的區(qū)段：實(shí)線應(yīng)為________段，虛線應(yīng)為________段。細(xì)胞分裂曲線分析第46頁/