金榜生物教师用书配套课件必修1第6章第1节细胞的增殖.ppt

第6章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖,一、细胞不能无限长大 1.分析实验结果,得出实验结论 (1)实验结果:,6,1,3,7/8,2,19/27,(2)实验结论: 琼脂块的表面积和体积之比随着琼脂块的增大而_。 NaOH扩散的体积和整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大 而_。 细胞体积越大,其_越小,细胞的物质运输效率就 _。 2.限制细胞大小的主要原因 (1)细胞_的关系。 (2)_的控制能力。,减小,减小,相对表面积,越低,表面积与体积,细胞核,二、细胞通过分裂进行增殖 1.意义 生物体_的基础。 2.过程 包括_。 3.方式 _、减数分裂、_。,生长、发育、繁殖、遗传,物质准备和细胞分裂,有丝分裂,无丝分裂,三、有丝分裂,连续分裂,一次分裂完成时,下一次分裂完成时,分裂间期,分裂期,2.高等植物细胞有丝分裂各时期分裂图像和变化特征 时期 图像 变化特征,染色体,纺,锤体,核仁,核膜,染色体,中期,染色体,赤道板,形态比较稳定,数目比,较清晰,后期,着丝点,姐妹染色单体,加倍,细胞两极,末期,染色质丝,核膜,核仁,细胞板,细胞壁,中心粒,中心粒,纺锤丝,星射,线,细胞板,细胞膜,3.动、植物细胞有丝分裂的不同点,4.有丝分裂的特征和意义 (1)特征:将经过复制的亲代细胞的_,精确地平均分配到 _中。 (2)意义:在细胞的亲代和子代间保持了_的稳定性。,染色体,两个子细胞,遗传性状,四、无丝分裂,细胞核,纺锤丝,染色体,蛙红细胞,【思考辨析】 1.判断正误 (1)细胞越大,细胞的物质运输效率越高。 ( ) 【分析】细胞越大,细胞表面积与体积之比越小,细胞与外界环 境之间物质交换的面积相对越小,所以细胞的物质运输效率越 低。,(2)只要能分裂的细胞就一定具有细胞周期。 ( ) 【分析】只有连续分裂的细胞才具有细胞周期,总是从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。 (3)要观察细胞内染色体的形态和数目,最好选择处于有丝分裂中期的细胞。 ( ) (4)有丝分裂过程中,细胞内的染色体的数目发生规律性变化。 ( ),2.问题思考 (1)在有丝分裂的一个细胞周期中,DNA分子复制几次?细胞分裂几次? 提示：DNA分子复制1次,细胞分裂1次。 (2)有丝分裂过程中,染色体复制与染色体数量加倍发生在同一时期吗? 提示：不在同一时期,染色体复制发生在间期,染色体数量加倍发生在后期。,一、细胞周期 1.概念理解 (1)条件:只有连续分裂的细胞才有细胞周期。 (2)分类举例: 具有细胞周期的细胞:根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、发育中的受精卵、生发层细胞、各种干细胞等。 不具有细胞周期的细胞: a.高度分化的细胞,如神经细胞、表皮细胞等。 b.进行减数分裂的细胞。,(3)组成及顺序:,2.表示方法 (1)扇形图: 从A点B点A点(顺时针),表示一个细胞周期。,(2)线段法: B+C是一个完整的细胞周期,虽然A+B所持续时间长度和B+C是一样的,但因为细胞周期的起点是分裂间期,所以A+B不能表示一个完整的细胞周期。,【学而后思】 (1)为什么细胞周期的大部分时间处于分裂间期? 提示：分裂间期要为分裂期进行活跃的物质准备,要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长,所以占用的时间较长,大约占细胞周期的90%95%。 (2)在一个连续分裂细胞的细胞周期中,为何必须先是间期后是分裂期? 提示：间期时主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,故无间期DNA的复制和蛋白质的合成就不能进入分裂期。,【典例训练1】如图表示4种植物细胞的细胞周期(按顺时针方向),其中说法正确的是 ( ) A.图中的bab表示细胞增殖过程的一个细胞周期 B.甲图中的ba与丙图中的ba所用的时间可能相同 C.从ab,由于DNA的复制使染色体数目增加一倍 D.观察植物细胞有丝分裂的最好实验材料是植物甲,【解题关键】明确细胞周期各阶段的划分和起止点是解答本题的关键。解答本题还要正确审读题干信息“按顺时针方向”或图中箭头方向。,【解析】选B。连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止是一个细胞周期,ba所用时间较短,为分裂期,ab时间较长为分裂间期,所以按顺时针方向,aba表示细胞增殖过程的一个细胞周期。扇形图表示分裂间期和分裂期的时间比例,不表示具体时间长短,虽然甲图中ba与丙图中 ba所占扇形面积比例不同,但所用时间可能相同。ab表示分裂间期,DNA分子完成复制后,每条染色体上由同一着丝点连接着两条姐妹染色单体,但染色体数目并未改变。因为一个细胞周期中分裂期占的时间较短,所以观察有丝分裂时,应选择分裂期占整个细胞周期比例大的材料,植物丁是观察植物细胞有丝分裂的最好实验材料。,【互动探究】(1)若按逆时针方向表示细胞周期,则如何表示一个完整的细胞周期? 提示：bab。 (2)不同细胞的ba、ab所占细胞周期的比例不同,与哪些因素有关? 提示：由遗传因素决定,同时受环境因素影响。例如,温度等影响酶的活性,从而影响细胞周期中分裂间期、分裂期所占的比例。,二、有丝分裂的过程及各时期的特点 1.染色体、染色单体、DNA的数量关系 (1)染色体数=着丝点数,即根据着丝点数计算染色体数。 (2)当染色单体存在时,染色体染色单体DNA=122。 (3)当无染色单体存在时,染色体DNA=11。,2.细胞有丝分裂的过程及特点,3.与有丝分裂有关的四种细胞器 (1)核糖体:主要在间期进行有关蛋白质的合成。 (2)线粒体:在整个细胞周期中,为细胞分裂提供能量。 (3)中心体:在动物和低等植物细胞中,间期完成复制,前期发出星射线形成纺锤体。 (4)高尔基体:在植物细胞中,末期参与形成细胞壁。,【警示钟】 后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果 用秋水仙素抑制纺锤体的形成,无纺锤丝牵引着丝点,复制后的染色体着丝点照样分裂,使细胞中染色体数目加倍,这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。,【学而后思】 (1)植物细胞与动物细胞在有丝分裂过程中,染色体复制、加倍和分开的时期相同吗? 提示：相同。都在细胞分裂间期完成染色体的复制,在细胞分裂后期实现染色体数目加倍,在细胞分裂末期完成染色体的平均分配。,(2)可以从哪些方面判断正在分裂的细胞是动物细胞还是植物细胞? 提示：图像画成长方形或图像中有细胞板结构,无中心体结构,一般可判断为植物细胞。 图像画成圆形或有中心体结构,无细胞板结构,通过缢裂方式平分细胞,一般判断为动物细胞。 既有中心体又有细胞壁的细胞是低等植物细胞。,【典例训练2】(2013福州高一检测)如图为某一高等生物细胞有丝分裂某一时期的图像,下列叙述不正确的是 ( ) A.该生物为一种动物 B.该生物的体细胞中含有8条染色体 C.该细胞处于有丝分裂后期 D.该细胞中含有8条染色体,【解题关键】解答本题的关键是根据细胞结构及染色体的形态、行为等特点,判断细胞类型及细胞分裂所处的时期。 【解析】选B。图中细胞无细胞壁,具有中心体,判断为动物细胞;图中细胞内染色体的着丝点分裂后,形成的子染色体正移向两极,判断为有丝分裂后期的图像;有丝分裂后期,着丝点分裂染色体数目加倍,所以该生物的体细胞中有4条染色体;图中细胞还没有完成分裂,共有8条染色体。,【典例训练3】如图表示同一细胞处于有丝分裂不同分裂时期的细胞图像。据图分析回答: (1)该图所示细胞为 细胞。若按分裂时期的先后顺序排列,应为 。图所示的分裂时期是_ 期,判断理由是 。 (2)DNA分子数染色体数=21的是图 。,(3)图 表示观察染色体的最佳时期,染色体数目加倍发生在图 。 (4)与图中细胞板形成有关的细胞器主要是_ 。,【解题关键】解答本题的关键是判断各细胞分裂图像所属的时期。判断的主要依据是染色体的形态和位置。 【解析】(1)因为中有细胞板形成,该图所示细胞为植物细胞。根据图中染色体的变化特征可知,是前期、是中期、是后期、是末期。为有丝分裂前期,染色体散乱分布在纺锤体中央。 (2)有丝分裂的前期和中期,一条染色体上含有两条染色单体,DNA分子数染色体数=21。后期着丝点分裂,染色体数目加倍,染色单体消失。 (3)细胞板将形成新的细胞壁,高尔基体与细胞壁的形成有关。,答案：(1)植物 前 染色体散乱分布在纺锤体中央 (2) (3) (4)高尔基体,【方法规律】有丝分裂各时期特点记忆口诀 间期 间期复制又合成 前期 膜仁消失现两体 中期 形定数晰赤道齐 后期 点裂数加均两极 末期 两消两现重开始,【变式备选】关于高等动植物细胞有丝分裂的叙述中,正确的是 ( ) A.细胞分裂时,染色体的活动不同 B.细胞质的分裂方式相同 C.纺锤体的形成和消失方式相同 D.细胞分裂末期高尔基体的作用不同,【解析】选D。动植物细胞在有丝分裂过程中,染色体的变化是相同的,都在分裂间期完成复制,在分裂期实现平均分配。细胞质的分裂方式不相同,动物细胞从中央向内凹陷缢裂成两部分,植物细胞在赤道板位置出现细胞板,将细胞质分隔成两部分。纺锤体的形成方式不同,植物细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体,而动物细胞由中心体发出星射线形成纺锤体。在末期高尔基体的作用不同,植物细胞高尔基体与细胞壁的形成有关,而动物细胞高尔基体与细胞分裂无直接关系。,三、有丝分裂过程中染色体数目和DNA含量变化规律 1.有丝分裂过程中细胞DNA含量、染色体数、染色单体数的变化(生物体细胞中DNA含量为2C,染色体数为2N),2.细胞中DNA含量、染色体数目和每条染色体上DNA含量的变化曲线,(1)ab,lm的变化原因都是DNA分子复制。 (2)fg,no的变化原因都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,形成子染色体。 (3)cd,no的曲线变化很相似但所处时期不同,cd表示末期,no表示后期。 (4)cd,hi的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子细胞。,【学而后思】 (1)有丝分裂过程中,DNA分子含量加倍与染色体数目加倍的时期相同吗? 提示：不相同。DNA分子含量加倍发生在间期,染色体数目加倍发生在后期。 (2)如何判断一条曲线表示的是DNA含量变化,还是染色体数目变化? 提示：判断依据是曲线中是否存在“斜线”。曲线中有“斜线”存在,则为DNA含量变化;若无“斜线”存在,则为染色体数目变化。,【典例训练4】图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系,图2表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中错误的是 ( ),A.图1中AB段形成的原因是DNA分子的复制 B.图1中DE段可表示有丝分裂后期和末期 C.图2中细胞处于图1中的DE段 D.图2中细胞含8条染色体、8个DNA分子、8条染色单体 【解题关键】解答本题的关键是明确细胞分裂不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA分子的数量关系。审题时要特别注意图1的纵坐标为“每条染色体上的DNA含量”。,【解析】选D。由图1纵坐标为“每条染色体上的DNA含量”可以判断出:AB段表示分裂间期,正在进行DNA分子复制;CD段表示进入分裂后期,染色体的着丝点分裂,染色单体分开形成染色体,染色体上的DNA含量减半;DE段表示有丝分裂后期和末期;图2中细胞正处于有丝分裂后期,与图1中的DE段相对应;图2中细胞共有8条染色体、8个DNA分子,已经没有染色单体。,【互动探究】(1)若将图1的纵坐标改为:“一个细胞核内DNA含量”,则DE段还能表示有丝分裂后期吗?若不能,该如何表示? 提示：不能,分裂后期位于BC段内。 (2)图1中CD段出现的原因是什么?D点与A点所对应时期细胞内染色体数目相同吗? 提示：着丝点分裂。D点染色单体变成染色体,染色体数目加倍,所以D点对应时期细胞内染色体数目是A点时的2倍。,【备选要点】细胞分裂间期的主要变化 分裂间期是细胞周期的开始,主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。可分三个阶段: 1.G1期(DNA复制前期) 有丝分裂结束与DNA合成前的间隙。G1期是一个生长期,在这一时期中主要进行RNA、蛋白质和酶的合成,为DNA复制做准备。细胞较快地生长,体积随着细胞内物质的增多而增大。,2.S期(DNA复制期) 这是细胞增殖周期中最关键的一个时期。DNA在S期开始阶段合成的强度大,以后逐渐减弱,到S期末,DNA含量便增加一倍,为细胞分裂做准备。由于在S期内DNA进行着准确的复制,因此保证了分裂后子细胞中遗传物质的稳定。 3.G2期(DNA复制后期) 此期经历的时间较短,其主要活动是为分裂期做准备。细胞在G2期时,DNA的合成已经终止,但还进行某些为染色体凝聚和形成纺锤体所需的一些物质的合成,主要是RNA、微管蛋白及其他物质的合成。细胞经G2期便进入到分裂期。,【备选典例】(2010江苏高考)细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。如图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题:,(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约 h后会检测到被标记的M期细胞。 (2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时间为 期的时间,处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是 。,(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约 h后,细胞都将停留在S期。 (4)乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h,M期时长为1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用 (填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。 (5)在光学显微镜下观察,同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞,形态上最主要的区别是_ 。,【解题关键】解答本题的关键是明确一个完整的细胞周期要依次经过G1、S、G2、M期,同时注意图中各时期的时间长短。 【解析】(1)S期与M期间隔G2期,所以检测到被标记的M期细胞的最快时间是一个G2期持续时间,即2.2 h。 (2)分裂间期持续时间较长,所以处于分裂间期的细胞数目很多。当第一个进入M期的被标记细胞完成分裂时,仍然有很多细胞不断进入M期,所以被标记细胞占M期细胞总数的比例达到最大值(100%)经历时间为M期所占时间。在M期的前期、中期染色体数目不变,后期数目加倍,应为24条,末期结束时细胞内染色体数目又变为12条。,(3)没有被抑制的细胞经G2期、M期、G1期后,再次回到S期时,才被抑制。故预计加入过量胸苷约2.2+1.8+3.4=7.4(h)后,细胞才都将停留在S期。 (4)M期占整个细胞周期的比例越大,则处于M期的细胞数目相对越多,越便于观察染色体的变化。甲细胞中,M期所占比例约为:1.8/(3.4+7.9+2.2+1.8)100%12%;乙细胞中,M期所占比例约为:1.9/24100%8%,故选用甲动物肠上皮细胞更合适。,(5)动物细胞分裂末期,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后细胞缢裂成两部分,这样,一个细胞就分裂成了两个子细胞。而在高等植物细胞分裂末期时在赤道板的位置形成细胞板,细胞板由细胞中央向周围扩展形成细胞壁,最后把一个植物细胞分为两个。 答案：(1)2.2 (2)M 122412 (3)7.4 (4)甲 (5)动物肠上皮细胞膜从中部向内凹陷,细胞缢裂;洋葱根尖细胞形成细胞板,有丝分裂过程中图像类题目 【案例】下图是具有四条染色体的某细胞进行有丝分裂的简图,据图回答:,(1)该图是 细胞有丝分裂简图,其分裂顺序依次是 (用字母表示)。 (2)图示作为一个细胞周期还缺少处于 期的细胞简图。 (3)图示的细胞分裂结束后,子细胞内含 个DNA分子。 (4)染色体数目加倍发生在图 所示时期,其原因是 。 (5)图B所处时期的最明显变化是 。 (6)DNA分子数与染色体数之比为11的图示是_ 。,【审题抓准信息快速推断】,【答题规范答案警示失误】 (1)植物 BCAD (2)分裂间 (3)4 (4)A 着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体 错答：原因描述不准确。 错因：有关细胞周期中各个时期特点认识模糊。 (5)出现染色体和纺锤体 (6)A、D 错答：其他答案。 错因：不能清楚地分辨DNA、染色体和染色单体之间的关系。,1.(基础理论辨析题)下列叙述与高等植物细胞有丝分裂相符的是( );与动物细胞有丝分裂相符的是( ) A.间期,染色体完成复制 B.间期,中心体完成复制 C.前期,中心体发出星射线形成纺锤体 D.中期,染色体的着丝点排列在赤道板上 E.末期,细胞板向四周扩展形成细胞壁 F.末期,细胞膜从中央向内凹陷,缢裂成两个子细胞 G.完成有丝分裂过程,子代细胞与亲代细胞保持相同数目的染色体,【解析】选A、D、E、G;A、B、C、D、F、G。无论是植物细胞还是动物细胞,在有丝分裂过程中,间期完成染色体复制,中期染色体的着丝点排列在赤道板上,分裂结束后,亲子代细胞保持染色体数目的稳定性。动植物细胞在分裂过程中有差异,植物细胞到分裂末期,细胞板会扩展形成细胞壁,将细胞质一分为二;动物细胞内的中心体在间期完成复制,在前期发出星射线,形成纺锤体,到末期细胞膜向内凹陷,将细胞质缢裂,成为两个子细胞。,2.“细胞体积守恒定律”表明动物器官的大小主要决定于细胞的数量,而与细胞的大小无关。下列各项中不属于影响细胞体积的因素的是 ( ) A.细胞表面积与体积的关系 B.细胞的核与质之间的比例关系 C.细胞内物质的交流与细胞体积的关系 D.细胞器的种类和数量,【解析】选D。细胞的表面积与体积的关系及核质比都是限制细胞不能无限长大的原因。细胞越大,细胞内物质运输和交流的效率越低,故选项A、B、C都正确。D不属于影响细胞体积的因素。,3.(2013武汉高一检测)如图表示细胞有丝分裂过程中一条染色体的变化情况(虚线表示纺锤丝)。在一个细胞周期中,染色体变化的顺序应该是 ( ) A. B. C. D.,【解析】选C。此题主要考查细胞在有丝分裂过程中染色体的变化规律。细胞周期始于间期,图中呈染色质状态,尚未复制,所以它排在首位,接着应是,随之染色体高度螺旋化,缩短变粗,应是。图表示纺锤丝附着在染色体的着丝点上。图表示分开的染色单体已成为染色体,在纺锤丝的牵引下正移向细胞的两极。图也可以表示末期染色体又转化为染色质状态。,4.洋葱根尖分生区细胞在分裂过程中不会出现的是 ( ) A.在细胞分裂间期,核糖体合成蛋白质功能增强 B.在细胞分裂前期,细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 C.在细胞分裂中期,细胞内ATP的含量明显减少 D.在细胞分裂末期,高尔基体为细胞壁的形成合成多糖 【解析】选C。ATP与ADP在细胞内的转化十分迅速,使细胞内ATP与ADP的含量处在动态平衡中,因此,在细胞分裂中期,细胞内ATP的含量不会明显减少。,5.下图为有丝分裂过程中一个细胞中核DNA分子数量的变化,下列描述正确的是 ( ) A.ac时期染色体数目加倍 B.bc时期进行DNA分子的复制 C.be表示一个细胞周期 D.bd表示分裂期,【解析】选B。bc时期DNA分子数量