新教材高中生物人教版必修1學案第6章第1節(jié)細胞的增殖

第6章細胞的生命歷程第1節(jié)細胞的增殖知識點一細胞增殖與細胞周期[新知導學]1．細胞增殖(1)細胞增殖的方式：以分裂的方式進行增殖。主要有有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂三種方式。(2)細胞增殖的過程：包括物質(zhì)準備和細胞分裂整個連續(xù)的過程。(3)增殖的意義：生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。2．細胞周期(1)范圍連續(xù)分裂的細胞。(2)時間eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(起點：一次分裂完成時,終點：下一次分裂完成時))(3)圖示：1．為什么細胞周期的大部分時間處于分裂間期？提示：分裂間期要為分裂期進行活躍的物質(zhì)準備，要完成DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，同時細胞有適度的生長，所以占用的時間較長，大約占細胞周期的90%～95%。2．在一個連續(xù)分裂細胞的細胞周期中，為何必須先是間期后是分裂期？提示：間期時主要進行DNA的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，故無間期DNA的復制和蛋白質(zhì)的合成就不能進入分裂期。[重難探究]1．具備細胞周期的前提條件(1)進行有絲分裂的細胞才具有細胞周期，進行無絲分裂和減數(shù)分裂的細胞沒有。(2)連續(xù)分裂的細胞才具有細胞周期，如生發(fā)層細胞、根的分生區(qū)細胞等。成熟的細胞一般不分裂，不具有細胞周期，如神經(jīng)細胞、根毛細胞等。

2.細胞周期的四種表示方法(1)扇形圖：從A點→B點→A點(順時針)，表示一個細胞周期。(2)線段：B＋C或D＋E是一個完整的細胞周期，A＋B不是一個細胞周期，因為細胞周期的起點是上次分裂完成時，也就是細胞分裂的間期。(3)曲線圖：(4)柱形圖法：B組細胞DNA含量在變化，說明細胞處于分裂間期；C組細胞DNA含量已經(jīng)加倍，說明細胞處于分裂期；分裂間期時間長，A組細胞數(shù)目最多，處于分裂間期。有關(guān)細胞周期的三個注意點(1)細胞周期不是固定值：不同細胞種類或者同種細胞的不同生理時期，細胞周期的時間不同。(2)分裂間期和分裂期前后順序不能顛倒：細胞周期是間期在前，分裂期在后；間期經(jīng)歷的時間長，分裂期經(jīng)歷的時間短。(3)分裂間期和分裂期不能間斷：分裂間期和分裂期是為了方便研究而人為劃分的，事實上它們是一個連續(xù)的過程。[典題演練]1．下表是實驗測得的四種植物分生組織的細胞周期，下列敘述正確的是(B)植物細胞周期的時間(h)a時期b時期合計植物110.60.411植物2180.518.5植物316.5218.5植物410.42.312.7A.a時期屬于細胞周期的分裂期B．不同植物具有不同的細胞周期C．最好選用植物1觀察有絲分裂過程，因其細胞周期最短D．四種植物細胞周期的時間都是固定不變的解析：由于細胞周期中分裂間期所占時間比分裂期長，故a時期為分裂間期；不同植物具有不同的細胞周期；觀察有絲分裂時，應選分裂期在細胞周期中所占比例大的材料來觀察，表格中所列植物4適合觀察有絲分裂；細胞周期的時間受溫度、營養(yǎng)條件等因素的影響，并不是固定不變的。2．下圖A表示細胞進行有絲分裂的一個細胞周期所用的時間，圖B表示連續(xù)分裂的細胞相鄰的兩個細胞周期圖。下列敘述中正確的是(C)A．一個細胞周期是指甲→甲的全過程B．在高等植物細胞內(nèi)，兩組中心粒之間發(fā)射出星射線形成紡錘體發(fā)生在甲→乙過程C．c、d兩段都要消耗ATPD．b段的主要變化是DNA的復制及有關(guān)蛋白質(zhì)的合成解析：細胞周期是指一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，圖A中乙→甲為分裂間期，甲→乙為分裂期，故細胞周期從乙→乙，故A錯誤；高等植物細胞中沒有中心粒，故B錯；c、d兩段是一個完整的細胞周期，都消耗ATP，C正確；b為分裂期，而DNA的復制及有關(guān)蛋白質(zhì)的合成在分裂間期，故D錯誤。(1)b＋c能否表示一個細胞周期？為什么？提示：不能，b是分裂期，c指分裂間期。應該是分裂間期在前，分裂期在后。(2)不同細胞的甲→乙、乙→甲所占細胞周期的比例不同，與哪些因素有關(guān)？提示：由遺傳因素決定，又受環(huán)境的影響。知識點二細胞有絲分裂的過程及特點[新知導學]1．高等植物細胞的有絲分裂過程及各時期特點2．動物細胞的有絲分裂過程與植物細胞的不同點(1)紡錘體形成方式不同：動物細胞的中心粒在間期倍增，進入分裂期后，兩組中心粒分別移向細胞兩極，發(fā)出星射線形成紡錘體。(2)分裂成兩個子細胞的方式不同：動物細胞分裂末期，細胞膜從細胞的中部向內(nèi)凹陷，把細胞縊裂成兩部分。3．有絲分裂特征及意義(1)特征：將經(jīng)過復制的親代細胞的染色體，精確地平均分配到兩個子細胞中。(2)意義：在細胞的親代和子代間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。3．若植物細胞染色體和DNA數(shù)都為2n，請分析在細胞分裂過程中，染色體和DNA數(shù)量變化過程。提示：染色體：2n→4n→2n。DNA：2n→4n→2n。4．染色單體形成于何時，消失于何時？什么時期存在染色單體？提示：染色單體形成于間期(染色體復制)，消失于后期(著絲粒分裂)。前、中期存在染色單體。[重難探究]1．染色體、染色單體、DNA的數(shù)量關(guān)系(1)染色體數(shù)＝著絲粒數(shù)，即根據(jù)著絲粒數(shù)計算染色體數(shù)。(2)當染色單體存在時，染色體染色單體DNA＝122。(3)當無染色單體存在時，染色體DNA＝11。2．有絲分裂過程中細胞DNA含量、染色體數(shù)、染色單體數(shù)的變化(生物體細胞中DNA含量為2C，染色體數(shù)為2N項目間期前期中期后期末期DNA含量2C→4444C→染色單體數(shù)0→4N4N4N4N→00染色體數(shù)2N2N2N2N→4N4N→2N3.細胞中DNA含量、染色體數(shù)目和每條染色體上DNA含量的變化曲線(1)a→b,l→m的變化原因都是DNA分子復制。(2)f→g,n→o的變化原因都是著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，形成子染色體。(3)c→d,n→o的曲線變化很相似但所處時期不同，c→d表示末期，n→o表示后期。(4)c→d，h→i的變化原因都是一個親代細胞分裂成兩個子細胞。細胞核和細胞中染色體、DNA含量變化不完全相同(1)如果以細胞核為研究對象：在末期開始時細胞核已經(jīng)分開，故DNA和染色體含量在末期開始時就減半。(2)如果以細胞為研究對象：在末期開始時細胞核已經(jīng)分開，但是細胞還沒有形成兩個子細胞，當末期結(jié)束后細胞才形成兩個子細胞，故DNA和染色體在末期結(jié)束時才減半。[典題演練]3．如圖表示某動物體細胞有絲分裂過程中一個細胞核內(nèi)DNA含量變化的曲線。下列敘述不正確的是(D)A．發(fā)生在O～A段的DNA復制，使染色單體出現(xiàn)B．B～C段細胞中觀察不到核膜和核仁C．C～D段細胞中含有兩組中心粒D．D～E段細胞中染色體數(shù)DNA數(shù)染色單體數(shù)＝111解析：分析題圖可知，O～A段表示間期，A～B段表示前期，B～C段表示中期，C～D段表示后期，D～E段表示末期。間期DNA復制，染色單體出現(xiàn)，A項正確；前期核膜、核仁消失，B～C段觀察不到核膜和核仁，B項正確；中心粒在間期完成復制，在前期至細胞一分為二之前均可觀察到動物細胞中有兩組中心粒，C項正確；末期細胞中沒有染色單體，D項錯誤。4．下面是動物細胞有絲分裂不同時期染色體(a)數(shù)目、核DNA分子(b)數(shù)目的柱形統(tǒng)計圖。下列對該圖的分析正確的是(D)A．①時期染色體還未復制，核DNA已完成了復制B．③時期核膜、核仁重建，細胞中部出現(xiàn)細胞板C．①→②表示著絲粒分裂，染色體數(shù)目加倍，核DNA分子數(shù)目也隨之加倍D．②→③表示染色體平均分配到兩個子細胞中，核DNA分子也隨之平均分配解析：解答本題的技巧是根據(jù)柱形圖分析染色體和DNA在細胞分裂不同時期的數(shù)目變化規(guī)律：染色體由2N→4N→2N，DNA由2N→4N→2N，染色體在后期加倍，DNA在末期減半，進一步確定圖①②③所表示的分裂時期。圖①表示有絲分裂前期或中期，染色體已完成了復制，只是著絲粒未分開。③表示有絲分裂末期，核膜、核仁重建，動物細胞分裂過程中無細胞板出現(xiàn)。①→②表示由中期進入后期，著絲粒分裂，染色體數(shù)目加倍，但核DNA分子數(shù)目不再增加。②→③表示由后期進入末期，染色體與核DNA分子平均分配到兩個子細胞中。本題圖中②與①相比，二者出現(xiàn)差異的原因是什么？①圖對應細胞分裂的哪幾個時期？提示：圖②是由于染色體的著絲粒分裂形成的。①圖對應細胞分裂的前期和中期。知識點三細胞不能無限長大[新知導學]1．實驗細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系。(1)原理eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(酚酞試劑遇NaOH變紫紅色,不同體積的含酚酞的瓊脂塊模擬不同大小的,細胞,NaOH在不同體積瓊脂塊中的擴散速率模擬,物質(zhì)在不同體積細胞中的運輸速率))(2)實驗現(xiàn)象NaOH擴散的體積和整個瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而減小。(3)實驗結(jié)論細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質(zhì)運輸效率就越低。2．限制細胞長大的主要原因(1)細胞表面積與體積的關(guān)系。(2)細胞核的控制能力。5．結(jié)合影響細胞不能無限長大的因素和細胞生長所需的條件，思考既然細胞體積過大不利于其生長，那是不是細胞體積越小越好呢？分析其原因。提示：不是。組成細胞的物質(zhì)必須占據(jù)一定的空間，細胞內(nèi)的各種生化反應的進行也需要一定的空間，這些因素決定了細胞的體積不能太小。[重難探究]限制細胞無限長大的因素[典題演練]5．下列有關(guān)細胞不能無限生長的原因中，不正確的是(B)A．細胞體積越大，物質(zhì)運輸效率相對越低B．細胞體積越大，其相對表面積越大，物質(zhì)運輸效率相對越低C．細胞表面積與體積關(guān)系限制了細胞長大D．細胞核中的DNA不會隨細胞體積增大而增加解析：細胞的體積越大，相對表面積越小，細胞的物質(zhì)運輸?shù)男示驮降?。另外，細胞核是細胞遺傳特性和代謝活動的控制中心，細胞核中的DNA不會隨著細胞體積的擴大而增加。如果細胞太大，細胞核的“負擔”就會過重，引起細胞代謝紊亂。6．真核細胞直徑一般在10～100μm之間。生物體細胞體積趨向于小的原因是(D)A．受細胞所能容納的物質(zhì)制約B．相對表面積小，有利于物質(zhì)的迅速轉(zhuǎn)運和交換C．受生物體總體積制約D．相對表面積大，有利于物質(zhì)的迅速轉(zhuǎn)運和交換解析：細胞對物質(zhì)的運輸能力與相對表面積有關(guān)，相對表面積越大，越有利于物質(zhì)的迅速轉(zhuǎn)運和交換。細胞越小，其相對表面積越大，D正確。知識點四觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂[新知導學]1．實驗原理(1)植物的分生區(qū)細胞有絲分裂較為旺盛。(2)有絲分裂各個時期細胞內(nèi)染色體行為變化不同，根據(jù)各個時期內(nèi)染色體的變化情況，可判斷細胞處于有絲分裂的哪個時期。(3)細胞核內(nèi)的染色體(質(zhì))易被堿性染料著色。2．實驗過程洋蔥根尖培養(yǎng)：實驗前3～4d培養(yǎng)洋蔥，待根長到5cm時，取生長健壯的根尖。6．實驗中在用解離液對根尖進行解離的時候，時間選擇3～5min，處理時間太短或太長都不好，請思考要嚴格控制時間的原因。提示：(1)解離時間過長會使根尖過分酥軟且染色體成分會被破壞。(2)過短會使根尖細胞解離不充分，不能相互分離。7．裝片中細胞相互重疊，會導致觀察效果不理想，請思考實驗中有哪些操作可以保證細胞相互分散開？提示：①解離要充分；②用鑷子弄碎；③壓片。[重難探究]1．視野中處于間期的細胞最多，因為間期時間最長。2．每一時期的時間＝洋蔥的細胞周期×每一時期的細胞數(shù)占計數(shù)細胞總數(shù)的比例。3．觀察不到細胞分裂的動態(tài)連續(xù)變化的原因：根尖細胞解離時已經(jīng)被解離液殺死。[典題演練]7．取生長健壯的小麥根尖，經(jīng)過解離、漂洗、染色、制片過程，制成臨時裝片，放在顯微鏡下觀察。欲觀察到細胞有絲分裂的前、中、后、末幾個時期(C)A．應該選一個處于間期的細胞，持續(xù)觀察它從間期到末期的全過程B．如果在低倍鏡下看不到細胞，可改用高倍鏡繼續(xù)觀察C．如果在一個視野中不能看全各個時期，可移動裝片從周圍細胞中尋找D．如果視野過暗，可以轉(zhuǎn)動細準焦螺旋增加視野的亮度解析：在觀察植物細胞有絲分裂的實驗中，由于解離使細胞已經(jīng)死亡，所以處于間期的細胞將一直處于間期，不會再進入分裂期，故A項錯誤；在顯微鏡使用時，應先在低倍鏡下看清楚細胞，再改用高倍鏡觀察，故B項錯誤；在一個視野中，往往不容易找全有絲分裂過程中各個時期的細胞，如果是這樣，可以慢慢地移動裝片，從鄰近的分生區(qū)細胞中尋找，故C項正確；在使用顯微鏡的過程中，如果視野過暗，可以使用大光圈或凹面鏡以增加視野的亮度，故D項錯誤。8．回答下列問題：(1)在觀察大蒜根尖細胞有絲分裂的實驗中，常用鹽酸酒精混合液處理根尖，用甲紫溶液染色。實驗中，鹽酸酒精混合液的作用是使組織中的細胞相互分離；甲紫溶液屬于堿性染料，能夠使細胞中的染色體或染色質(zhì)著色。(2)用光學顯微鏡觀察細胞，可以看到細胞核。細胞核的功能可概括為細胞核是細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)儲存、復制和轉(zhuǎn)錄的主要場所，是細胞代謝和遺傳的控制中心。解析：(1)鹽酸酒精混合液是解離液，用于解離過程，解離的作用是用藥液使組織中的細胞相互分離開來。甲紫溶液用于染色過程，為堿性染料，能使染色體和染色質(zhì)著色。(2)對細胞核功能較為全面的闡述應該是細胞核是細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)儲存、復制和轉(zhuǎn)錄的主要場所，是細胞代謝和遺傳的控制中心。課題調(diào)研：示意圖類題目——有絲分裂各時期細胞分裂圖像[典范例題]甲、乙、丙三個圖是不同生物細胞的有絲分裂圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)甲圖表示的是________(動物、植物)細胞，該細胞所處的分裂時期是________，判斷依據(jù)是___________________________。(2)乙圖細胞處于________期，判斷依據(jù)是_________________。(3)丙圖表示的是________(動物、植物)細胞的有絲分裂，根本的判斷依據(jù)是________________________________。一、選擇題1．下列關(guān)于細胞周期的敘述，正確的是(D)A．成熟的生殖細胞產(chǎn)生后立即進入下一個細胞周期B．機體內(nèi)所有的體細胞都處于細胞周期中C．抑制DNA的復制，細胞將停留在分裂期D．細胞分裂間期為細胞分裂期提供物質(zhì)基礎(chǔ)解析：細胞周期包括分裂間期和分裂期兩個階段。分裂間期進行DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為分裂期提供物質(zhì)基礎(chǔ)，經(jīng)歷的時間遠比分裂期長，D項正確；如果用抑制劑抑制DNA的復制，則細胞會停留在分裂間期，C項錯誤；機體內(nèi)并非所有的細胞都處于細胞周期中，如紅細胞、神經(jīng)細胞等一旦形成，將不再分裂，B項錯誤；人體內(nèi)成熟的生殖細胞產(chǎn)生后，需要經(jīng)過受精作用形成受精卵后才能進入細胞周期進行細胞增殖，A項錯誤。2．下圖中a→d表示連續(xù)分裂細胞的兩個細胞周期。下列敘述不正確的是(D)A．a(chǎn)和b為一個細胞周期B．c段結(jié)束DNA含量增加一倍C．遺傳物質(zhì)平分一般發(fā)生在b、d段D．b和c為一個細胞周期解析：分析題圖可知，a、c時期比b、d時期長，因此a、c代表分裂間期，完成遺傳物質(zhì)的復制；b、d代表分裂期，細胞一分為二，復制后的DNA平均分配到兩個細胞中。一個完整的細胞周期必須先是分裂間期，后是分裂期，所以圖中a和b為一個細胞周期，c和d為一個細胞周期。3．下列為不同細胞的細胞周期持續(xù)時間(h)。據(jù)表分析可以得出的結(jié)論是(C)細胞分裂間期分裂期細胞周期十二指腸細胞13.51.815.3腫瘤細胞18.00.518.5成纖維細胞19.30.720.0A.分裂期和細胞周期均最短的是腫瘤細胞B．分裂期占細胞周期時間比例最小的是十二指腸細胞C．不同種類細胞的細胞周期持續(xù)時間不同D．不同種類細胞的分裂都是同步進行的解析：本題考查對細胞周期的理解。分析表中數(shù)據(jù)可知，分裂期最短的是腫瘤細胞，細胞周期最短的是十二指腸細胞，分裂期占細胞周期時間比例最小的是腫瘤細胞；不同種類細胞因細胞周期不同，分裂是不同步的；表中的數(shù)據(jù)反映出，不同種類細胞的細胞周期持續(xù)的時間是不同的。4．分裂期細胞的細胞質(zhì)中含有一種促進染色質(zhì)凝集為染色體的物質(zhì)。將某種動物的分裂期細胞與G1期(DNA復制前期)細胞融合后，可能出現(xiàn)的情況是(C)A．來自G1期細胞的染色質(zhì)開始復制B．融合細胞DNA含量是G1期細胞的2倍C．來自G1期細胞的染色質(zhì)開始凝集D．融合后兩細胞仍按各自的細胞周期運轉(zhuǎn)解析：解答本題的關(guān)鍵是理解題中所提到的物質(zhì)的作用：“促進染色質(zhì)凝集為染色體”，該物質(zhì)存在于分裂期的細胞中，所以，將處于分裂期的細胞和處于G1期的細胞融合后，處于G1期的細胞的染色質(zhì)就會受到該物質(zhì)的影響凝集為染色體。染色體凝集使DNA復制過程受阻，細胞不再按原有的細胞周期運轉(zhuǎn)。分裂期細胞中的核DNA分子數(shù)是G1期細胞的2倍，故融合的細胞中核DNA分子數(shù)是G1期細胞的3倍。5．用高倍顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂時，下列敘述正確的是(B)A．可看到分裂中期的染色體和DNAB．視野中不同細胞的染色體數(shù)目可能不相等C．處于分裂間期和中期的細胞數(shù)目大致相等D．選某個特定細胞可觀察它的整個分裂過程解析：在高倍顯微鏡下觀察不到DNA，A項錯誤。有絲分裂過程中，間期、前期、中期與末期染色體數(shù)目相等，均是后期染色體數(shù)目的一半，因此視野中不同細胞的染色體數(shù)目可能不相等，B項正確；分裂間期的持續(xù)時間約占細胞周期的90%～95%，因此，處于分裂間期的細胞數(shù)目遠遠多于處于中期的細胞數(shù)目，C項錯誤；洋蔥根尖細胞經(jīng)解離后死亡，不能觀察某個特定細胞的整個分裂過程，D項錯誤。6．下圖中甲、乙分別表示某種生物細胞有絲分裂過程中某一時期的模式圖，丙表示有絲分裂過程中不同時期每條染色體上DNA分子數(shù)的變化，丁表示有絲分裂不同時期染色體和核DNA數(shù)量的關(guān)系。下列有關(guān)敘述不正確的是(D)A．圖甲所示細胞中共有4條染色體，8個DNA分子；圖乙所示細胞中共有0條姐妹染色單體B．處于圖丙中B→C段的是圖甲所示細胞；完成圖丙中C→D段變化的細胞分裂時期是后期C．有絲分裂過程中不會出現(xiàn)圖丁中d所示的情況D．圖丁中a可對應圖丙中的B→C段；圖丁中c可對應圖丙中的A→B段解析：圖甲中1條染色體包含2條姐妹染色單體，圖乙中染色單體分離后就不再稱為染色單體，只能稱為染色體，A正確；圖丙縱坐標的含義是“每條染色體上DNA分子數(shù)”，B→C段的每條染色體上有2個DNA分子，對應圖甲，C→D段的變化表示一條染色體上DNA分子由2個變成1個，表示后期著絲粒分裂的過程，B正確；圖丁中d表示細胞中核DNA含量為2N，染色體數(shù)目為4N，不可能出現(xiàn)這種情況，C正確；圖丁中a可對應有絲分裂后期，b可對應有絲分裂前、中期，c可對應有絲分裂間期DNA復制前，D錯誤。二、非選擇題7．下圖是具有四條染色體的植物細胞有絲分裂圖，據(jù)圖分析回答下列問題：(1)C圖所示分裂的時期是前期，判斷的理由是染色體含染色單體且散亂排列，形成紡錘體，核仁消失。(2