河南省沁阳市第一中学高中生物 6.1细胞增殖导导学案 新人教版必修1.docVIP

河南省沁阳市第一中学2013-2014学年高中生物 6.1细胞增殖导导学案 新人教版必修1【教学目标】1. 简述细胞生长和增殖的周期性。2、观察细胞的有丝分裂并概述其过程。2. 描述细胞的无丝分裂。3. 模拟探究细胞大小与物质运输的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。【教学重点】1 细胞生长和增殖的周期性。2、真核细胞有丝分裂的过程。【教学难点】真核细胞有丝分裂过程中，各个时期染色体行为和数目的变化，以及dna数量的变化。【学习过程】一、 细胞不能无限长大1、多细胞生物体体积的增大(生物体的生长)包括： 和 事实上,不同动(植)物同类器官或组织的细胞 ,器官大小主要取决于 2、实验：细胞大小与物质运输的关系：结论：琼脂块的相对表面积（即表面积与体积之比）随着琼脂块的增大而_；naoh扩散的体积与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，其相对表面积越小，细胞质与外界环境之间物质交换的相对面积小了，所以物质运输的效率越低。 3. 限制细胞长大的因素有：细胞 与 的关系限制了细胞的长大；细胞核是细胞的控制中心，细胞核中 决定了细胞不会无限长大。【思考感悟】细胞不能无限长大，能不能太小呢?答案：1、细胞生长 细胞分裂 大小一般无明显差异 细胞数目多少 2、减小 减小3、表面积 体积 dna【思考感悟】提示：不能，细胞核及各种细胞器具有一定的体积，细胞进行生化反应需一定的场所，决定了细胞不能太小。二、 细胞通过分裂进行增殖1.细胞增殖的意义： 单细胞生物通过细胞增殖而 ；多细胞生物要经过 和 逐渐发育成为个体。生物体内细胞不断衰老死亡，需要通过细胞增殖加以补充。因此，细胞增殖是重要 的生命活动，是生物体 、 、 、 的基础。 2.细胞以 的方式进行增殖。细胞在分裂之前，必须进行一定的 。细胞增殖包括 和 整个连续的过程。 3 .真核细胞的分裂方式有三种： 、 、 。答案：1、繁衍 细胞的增殖 分化 生长 发育 繁殖 遗传 2、分裂 物质准备 物质准备 细胞分裂3、有丝分裂 无丝分裂 减数分裂 三、 有丝分裂 1. 细胞周期 的细胞，从 时开始，到 时为止，为一个细胞周期。它有可分为两个阶段，即 和 。 2. 间期细胞周期的大部分时间处于 ，这期间为分裂期进行 ，完成 和 ，同时细胞有 。 3.分裂期在分裂间期结束之后，就进入 。 是一个连续的过程，人们为了研究方便，又分为： 、 、 、 。 4.植物细胞有丝分裂过程： 4.1分裂间期 ：染色质与染色体的关系： 染色体与姐妹染色单体的关系：一条染色体含一个dna分子，经过复制一条染色体由两条姐妹染色单体组成，含两个dna分子。间期特点：变化：完成dna的复制和有关蛋白质的合成结果：每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态，细胞中dna数目加倍，染色体数目不变答案：1、连续分裂 一次分裂完成 下一次分裂完成 分裂间期 分裂期2、分裂间期 活跃的物质准备 dna分子的复制 有关蛋白质的合成 适度的生长3、分裂期 分裂期 前期 中期 后期 末期4、同样物质在细胞不同时期的两种存在状态4.2分裂期(以高等植物细胞为例) 5.动、植物细胞的有丝分裂区别（见下页）： 6.细胞有丝分裂的意义将亲代细胞的 经过 之后，精确地 到两个子细胞中。由于染色体上有 ，因而在细胞的亲代与子代之间保持了 。可见，细胞的有丝分裂对于生物的 有重要意义。图示时期主要变化口诀前期(1)染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。(2) 细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体。(3)核仁逐渐解体，核膜逐渐消失。(4)染色体散乱分布于纺锤体中央。膜仁消失显两体中期（1）纺锤丝牵引染色体运动，使其着丝点排列在赤道板上。（2）染色体形态稳定，数目清晰，便于观察。形数清晰赤道齐后期(1)着丝点分裂，染色单体分开，染色体数目加倍。(2)子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两级。点裂数增均两极末期(1)染色体变成染色质，纺锤丝消失。(2)核膜、核仁出现，形成两个新细胞核。(3)赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展为细胞壁。膜仁重现两体失思考感悟 在有丝分裂过程中，细胞质中的遗传物质是否也能均等分配?四、 无丝分裂无丝分裂是指细胞在分裂过程中没有出现 和 的变化。例如： 。答案：6、染色体 复制 遗传物质dna 遗传性状的稳定性 遗传思考感悟提示：不是均等分配，而是随机地、不均等地分配到两个子细胞中。四、纺锤丝 染色体 蛙的红细胞的无丝分裂五、 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 1 .实验中，制作临时装片的步骤是： 。 2.解离：上午 时至下午 时，剪取洋葱根尖 ，立即投入盛有 的玻璃皿中，在 下解离 min，目的是用药液使 。 3.漂洗：待根尖 后，取出放入盛 的玻璃皿中约 min，目的是 。 4.染色：把根尖放进盛有质量浓度为 或 的 溶液（或 液）的玻璃皿中染色 min，目的是使 。 5.制片时要用镊子把根尖弄碎，还要再加载玻片用拇指轻压的目的是使 ，有利于观察。 6.根尖分生区细胞的特征是：细胞呈 形，排列 。思考感悟1、用清水漂洗的目的是什么?答案：1、解离 漂洗 染色 制片2、10 2 2-3cm 室温 3-5 使组织中的细胞相互分离开来3、 酥软 清水 10 洗去药液，防止解离过度4、 001gml 002gml 龙胆紫 醋酸洋红 3-5 染色体着色5、 细胞分散开来6、 正方形 紧密 思考感悟提示：一是洗去解离液，便于染色；二是防止解离过度，造成圧片时细胞破损。【要点归纳探究】要点一、如何正确探究细胞大小和物质运输的关系 通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之比，与物质运输效率之间的关系，明白细胞不能无限长大的原因。实验的具体分析如下：1.原理：（1）酚酞遇naoh呈红色（2）琼脂块大小模拟细胞大小 （3）物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。2.实验过程：制备琼脂块：3块边长分别为3 cm、2 cm、3.结果讨论 （1）从琼脂块的颜色变化可知naoh扩散的距离。 （2）在相同时间内，naoh在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明naoh在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。 （3）naoh扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。4.实验结论：细胞越小，sv越大，物质运输效率越高，反之则低。因此细胞表面积与体积的关系限制了细胞的生长，所以多细胞生物都是由许多细胞而不是由少数体积更大的细胞构成的。特别提醒注意事项 实验步骤2中应防止勺子破坏琼脂块的表面。 分割琼脂块之前，应用纸巾吸干naoh溶液。 每次切割之前必须把刀擦干。要点二、关于细胞周期的理解 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，称为一个细胞周期。具体分析如下：1.细胞周期分段：细胞周期分为分裂间期和分裂期。间期历时长，分裂期历时短。间期在前，分裂期在后。2.细胞周期的图解：常规表示方法(扇形图、直线图、曲线图)： 注：方法一：顺时针ab+ba（即顺时针aa）为一个细胞周期。 方法二：ab+bc或cd+de为一个细胞周期。 方法三：ab+bf或fg+gk为一个细胞周期。（2）柱形图表示法注：1.图中a表示处于g1期的细胞数，b表示处于s期的细胞数，c表示处于g2和m期（分裂期）的细胞数。 2.因为细胞分裂间期比分裂期时间长得多，所以在显微镜下看到的多数是处于分裂间期的细胞。特别提示： 只有连续分裂的细胞才具有细胞周期；不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一，但都是分裂间期长，分裂期短。细胞分裂能力与细胞分化程度成反比，早期胚胎细胞具有较强的分裂能力，成熟的细胞一般不分裂，不具分裂能力；减数分裂不具有周期性；【例1】如图中ad表示连续分裂的两个细胞周期，下列叙述不正确的是a.a和b为一个细胞周期b.c段结束时，dna含量增加一倍c.遗传物质平分一般发生在d段d.b和c为一个细胞周期要点三、染色体、dna的数目变化规律： 1.有丝分裂分裂过程中染色体、染色单体和dna分子数目的变化规律分裂间期分裂期前期中期后期末期染色体2n2n2n4n4n2n姐妹染色单体04n4n4n00dna分子数目2a4a4a4a4a4a2a注：体细胞中染色体为2n，dna分子数为2a，n=a 2.dna、染色体、染色单体、每条染色体上dna含量变化曲线 ab，1m，pq的变化原因都是dna分子的复制。cd，gh，no，rs变化的原因都是着丝点分开，姐妹染色单体分开，形成子染色体。（3）染色单体在细胞周期中的起点为0，终点也为0。特别提醒(1) 有丝分裂后期着丝点分裂不是纺锤丝牵拉的结果，是因为此处dna分子的螺旋化程度太高，在间期未能完成复制，直至中期结束时才完成复制。若用秋水仙素抑制纺锤体形成，没有纺锤丝牵引，细胞中的染色体数目加倍(着丝点仍能够分裂)。(2) 姐妹染色单体是在分裂间期形成的，在分裂前期可以用显微镜观察到每条染色体含有两条姐妹染色单体。不要认为姐妹染色单体形成于前期，只能说染色单体在前期出现。3染色体、染色单体、dna三者之间的关系（1）当有染色单体存在时，染色体染色单体dna1:2:2（2）当无染色单体时，染色体dna1:14染色体的行态及行为变化染色体形态变化 染色体行为变化复制散乱分布于纺锤体中央着丝点排列在赤道板上着丝点分裂移向两极（见下图）。问题思考：（1） dna加倍时期是间期 （2）染色体加倍时期是后期（3） 染色单体出现时期是间期，染色单体消失时期是后期（4）观察染色体最佳时期中期【例2】图63是某植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内dna及染色体相对数目（假设正常体细胞的染色体为2n）的变化曲线。请分析曲线并回答下面的问题。图63 （1）实线abcdef表示_的数量变化，虚线abcde表示_的数量变化。 （2）表示有丝分裂后期的区段：实线应为_段，虚线应为_段。 （3）实线be段dna均为4n，请分析这期间染色体发生的变化： _；_； _。 （4）从有丝分裂进程分析，此曲线有一个不科学的地方是_。【解析】本题考查了细胞有丝分裂的特点，在分裂过程中染色体、dna数量变化的特点以及对有丝分裂各个时期的特点进行了考查，染色体在间期、前期、中期数目不变，在后期着丝点分裂染色体加倍，末期数量恢复正常。而dna在间期从2n到4n，前期、中期、后期都为4n，末期恢复到2n.一个细胞周期中分裂间期时间占大部分，所以图中有明显错误。【答案】（1）核内dna 染色体 （2）de bcd （3）染色质高度螺旋为染色体 染色体数量的加倍 染色体的位置由散乱分布赤道板有规律地排列移向两极 （4）间期持续的时间太短【感悟高考真题】（2010重庆高考）3.下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是a. 在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁形成b. 在动物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体和中心体c. 分泌蛋白合成后在内质网和细胞质基质中加工d. 质粒和线粒体是既有核酸又有外膜的细胞结构【解析】在植物细胞有丝分裂末期细胞壁形成，而细胞壁形成与高尔基体有关，故答案正确。在动物细胞有丝分裂前期能观察到纺锤体和中心体，所以答案错。分泌蛋白合成后在内质网和高尔基体中加工，故答案错。质粒是只是环状的，线粒体是双层膜的结构里面有，故答案错。分析：此题考查了细胞的结构和有丝分裂过程相关知识，以及生物膜系统的相关知识（选修），此题属识记类，为容易题。【答案】（2010海南高考）3有关动物细胞有丝分裂的叙述，正确的是a细胞板在细胞有丝分裂末期形成b同源染色体配对通常发生在分裂前期c在分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞d在分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒【解析】高等植物细胞分裂中期，在隔膜形成体的中央生成的薄膜结构称为细胞板。此题背景为动物细胞，故a错。同源染色体配对通常发生在减数第一次分裂刚开始不久，所以b错。c描述的现在是典型的动物细胞分裂末期的现象，正确。两个中心粒分别移向细胞两级式在细胞分裂前期的特征，故d错。【答案】c（2009天津高考）1.下列选项中，两类细胞的染色体数目均可呈周期性变化的是a. 蛙的红细胞与淋巴细胞b. 小鼠骨髓瘤细胞与杂交瘤细胞c. 人的胚胎干细胞与成熟红细胞d. 牛的精细胞与精原细胞【解析】染色体数目呈周期性变化的一定是处于分裂的细胞，题中蛙的红细胞、淋巴细胞、成熟的红细胞、牛的精细胞均不再分裂了，小鼠骨髓瘤细胞、杂交瘤细胞以及精原细胞都具有细胞周期，能进行分裂，所以b正确。【答案】b（2009广东高考）23.有关真核细胞分裂的叙述，正确的是a无丝分裂过程核膜不消失b动物细胞仅以有丝分裂方式进行增值c动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板d无丝分裂仅出现于高等生物的衰老细胞【解析】动物细胞可进行有丝分裂，无丝分裂和减数分裂。而且，无丝分裂主要出现在高等生物分化的细胞中，比如鸡胚的血细胞等，不仅出现于衰老细胞。在无丝分裂中,核膜和核仁都不消失,没有染色体和纺锤丝的出现,当然也就看不到染色体复制的规律性变化，动物细胞无细胞壁，所以有丝分裂末期不形成细胞板。【答案】ac（2009上海卷）18.某二倍体动物的某细胞内含有10条染色体、10个dna分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞a.处理有丝分裂中期 b. 正在发生基因自由组合c. 将形成配子d. 正在发生dna复制 【解析】此时细胞内10条染色体和10个dna分子，没有染色单体即dna未复制，且细胞开始溢缩则应处于分裂的末期。【答案】c（2008上海高考）3要观察植物细胞的细胞板结构，所选择的细胞应处于有丝分裂的a前期 b中期c后期 d末期【解析】在植物细胞分裂过程中，只有处于有丝分裂末期的细胞才出现细胞板。【答案】d（2008上海高考）19下列关于细胞分裂周期的叙述，正确的是a间期只包括g1期和g2期 b出现纺锤体的时期是s期cg1期和g2期均能合成蛋白质 dm期发生dna复制【解析】间期包括g1、s、g2期，其中s期进行dna分子的复制，g1、g2主要进行蛋白质的合成，纺缍体的出现是有丝分裂前期。【答案】c（2008江苏高考）在完成了观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂实验后，教师给学生提供了2份资料。资料一：一份“实验报告”的部分内容（一）解离：剪取洋葱根尖5cm，放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（体积比为1:1）的玻璃皿中，在室温下解离35min。（二）染色：把根尖放在盛有0.01g/ml龙胆紫溶液的玻璃皿中染色35cm。（三）漂洗：将根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。（四）制片：将根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上载玻片，用拇指轻轻按压载坡片资料二：全班20个实验小组的实验数据汇总表（注：各小组计数50个细胞，实验条件与观察计数方法相同）细胞周期间 期 分 裂 期 前期中期后期和末期实验小组1计数细胞个数43412实验小组2计数细胞个数44303全班计数细胞个数880671885计数细胞总数1 000各时期细胞数的百分比88.06.71.83.5（1）请改正“资料一”中的3处错误。_（2）若已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12.0h，请根据“资料二”，在答题卡上的饼状图中表示出间期、前期、中期以及后期和末期所占的时间（单位：h，精确到小数点后一位）。（3）有些因素会影响细胞周期各时期的长短，实验过程中也会产生一些误差。因而对整个实验结果可能产生影响的有_。取材时间 根尖培养温度 解离时间长短 载玻片厚度 计数的细胞是否属于分生区细胞 细胞周期各时期区分是否准确【答案及其解析】（1）将“5cm”改成“23mm”；实验操作步骤应改为先漂洗后染色；将“盖上载玻片”改成“盖上盖玻片后，再加一片载玻片” （2）见下图 （3）【反馈练习】1. （2010宁夏银川一中高三二模）在一个细胞周期中，最可能发生在同一时期的是 a着丝点的分裂和细胞质的分裂b染色体复制和中心粒复制c细胞板的出现和纺锤体的出现d染色体数加倍和染色单体形成2. 下列关于细胞周期的叙述，正确的是( ) a成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期b机体内所有的细胞都处于细胞周期中c抑制dna的合成,细胞将停留在分裂期d细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础 3. 科学家用15n的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下，则下列叙述正确的是 a蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为193h b高尔基体、线粒体、叶绿体在蚕豆根尖细胞分裂过程中活动旺盛 c蚕豆根尖细胞的dna分子结构稳定性最低的时期有02h、193213h、386406h d蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期193386h段4. 右图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞核内dna含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是（ ）aoa段表示染色体复制，染色体含量加倍b细菌与bc段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁ccd段细胞核中染色体：染色单体：dna为1：2：2dbd段的蝌蚪细胞中含有两组中心粒5. 下图是按顺时针方向表示的4种植物细胞的周期，其中说法正确的是（ ） a甲图中的bab表示细胞增殖过程的一个细胞周期b甲图的ba与丙图的ba所用的时间可能一样长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实验材料最好是选植物甲2时期ab相对值146. 右图表示某动物细胞分裂过程中核dna含量的变化曲线，下列说法正确的是 aa属于减数第一次分裂，b属于减数第二次分裂b与过程中dna含量增加的原因都是由于着丝点的分裂ca过程可使精原细胞的数目增加，b过程能产生成熟的生殖细胞d交叉互换发生的时期是和7. （2010山东省临沂市高三一模）培养某哺乳运动胚胎干细胞，测量其细胞周期为g1期（dna合成准备期）10h、s期（dna复制期）8h-g2期（纺缍丝形成准备期）4h，分裂期2h。一个细胞dna相对含量和细胞数的关系如右图所示。若在培养液中加入dna聚合酶抑制剂培养30h，再更换到不含dna聚合酶抑制剂的培养液中培养4h。结果一个细胞的dna相对量和细胞数的关系最符合（ ）8. 某科学家用15n标记氨基酸，32p标记脱氧核苷酸研究细胞的分裂，已知相应的细胞周期为20h，氨基酸和脱氧核苷酸被利用的情况为右图。下列相关叙述中不正确的是 a15n和32p的利用量，可分别表示细胞中的蛋白质合成和dna复制的强度b15n用于蛋白质的合成，32p则作为dna复制和rna合成的原料c2-12小时细胞中的细胞核、核糖体、线粒体代谢活跃，712小时为dna复制ddna复制最快的时间在10h左右，分裂期时间不足8h9. 右图是蛙的红细胞无丝分裂过程，和有丝分裂相比，下列叙述正确的是( ) a. 没有dna和染色体的复制b. 分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化c. 分裂过程中细胞核缢裂成两个细胞核，因此子细胞中染色体减 少一半d. 无丝分裂只发生在原核生物的细胞分裂中，有丝分裂只发 生在真核生物的细胞分裂中10. 观察植物细胞有丝分裂实验时，看到解离后的根尖变酥软，原因是（ ） a龙胆紫使细胞变软 b酒精使细胞变软 c盐酸使组织分离 d根脱水11. 用洋葱根尖进行如下处理并完成实验：用蒸馆水培养根尖，观察有丝分裂：将正常培养的装置移到冰箱中再培养一段时间，观察并统计有丝分裂中期的染色体数：在蒸馆水中加入一定量的苯培养根尖，观察有丝分裂中期染色体的形态和数目。下列相关叙述合理的是 a.实验换用高倍镜观察染色体变化特点时，调节光圈、反光镜就可使视野清晰b.实验是为了验证低温可能是形成多倍体的诱因，所观察细胞中的染色体数都是4nc.实验依据的原理之一是“致癌物质会使细胞发生基因突变，原癌基因被激活”d.实验的目的可能是研究苯对染色体结构和数目的影响，但还需设计对照组12. 取生长健壮的小麦根尖，经过解离、漂洗、染色、制片过程，制成临时装片，放在显微镜下观察。欲观察到细胞有丝分裂的前、中、后、末几个时期 a应该选个处于间期的细胞，持续观察它从间期到末期的全过程 b如果在低倍镜下看不到细胞，可改用高倍物镜继续观察 c如果在一个视野中不能看全各个时期，可移动装片从周围细胞中寻找d如果视野过暗，可以转动细准焦螺旋增加视野的亮度13. （2010东北三校高三一模）在许多生物实验中都需要细胞作实验材料。下列处于生活状态的细胞有 浸在0.3g/ml的蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞 解离后的洋葱根尖分生区细胞放在9%的nacl溶液中的人的红细胞放在清水中的黑藻叶片细胞abcd14. （2010辽宁省沈阳市第二十中学高三二模）右图为某二倍体生物细胞有丝分裂过程中某一时期的图像，下列有关叙述正确的是 （ ） a该细胞含2个染色体组 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的后期 d该细胞中含有8条染色单体15. 生物体的生长离不开细胞的增殖，下列与细胞增殖有关的说法中不正确的是 a减数分裂中两两配对的染色体是同源染色体，同源染色体在有丝分裂过程中也存在b玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，生殖细胞中染色体数目变为5对c幼龄个体的细胞增殖旺盛，但并不是所有的细胞都处于细胞周期中d不是所有增殖的细胞都与有丝分裂、减数分裂、无丝分裂有关16.