学案13 细胞增殖.doc

高三生物第一轮复习学案13 必修1 第6章 细胞的生命历程 2010届高三生物第一轮复习学案13 【第6章 细胞的生命历程】第1节 细胞的增殖【考纲要求】1、细胞的生长和增殖的周期性（）2、细胞的无丝分裂（）3、细胞的有丝分裂（）【知识网络】【知识要点】 第1节 细胞的增殖一、细胞不能无限长大【实验一】 细胞大小与物质运输的关系1实验原理： 酚酞遇NaOH呈紫红色； 琼脂块大小模拟细胞大小； 物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。 通过测量NaOH扩散进入琼脂块（细胞）的深度，获得相应数据，从而计算、比较不同体积琼脂块（细胞）吸收物质的速率，进而探究细胞表面积与体积之比，与物质运输效率的关系。2实验过程：制备琼脂块 浸泡 切割（捞取、干燥，平分两半） 测量、记录、计算。3结果讨论： 从琼脂块的颜色变化可知NaOH扩散到多远； 在相同的时间内，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；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：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。5制约细胞体积增大的归纳：细胞的表面积与体积的关系：细胞体积越小，其相对表面积(表面积与体积之比)就越大，细胞与周围环境交换物质能力就越大。细胞核和细胞质的体积有一定的比例关系，一个核内所含的遗传信息是一定的，控制细胞活动也就有一定的限度，这就决定了细胞体积不能太大，否则，细胞核的“负担”就过重，影响了细胞的正常生理功能。6实验注意事项：酚酞是白色粉末，无臭，如果接触某些人的皮肤会引起过敏反应。使用时注意。氢氧化钠有腐蚀性，应避免与眼睛或皮肤接触。如果人吸入氢氧化钠的粉尘会造成对呼吸道的严重伤害，如果不慎让氢氧化钠入口会使消化道严重受伤。急救措施：立即用大量水冲洗15 min；喝大量水，继之以稀醋或果汁；立即就医。 废液的处理：废液滴加盐酸中和，然后可作为无害物倒掉。二、细胞通过分裂进行增殖1细胞分裂的意义：单细胞生物体：通过细胞增殖而繁衍。多细胞生物体：从受精卵开始，经过细胞的增殖和分化逐渐发育成成体。同时还要通过细胞的增殖产生新的细胞，来补充已经衰老死亡的细胞。可见，细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。2. 细胞在分裂之前，必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括 物质准备 和 细胞分裂 整个连续的过程。3真核细胞分裂的方式有： 有丝分裂 、 无丝分裂 和 减数分裂 。三、有丝分裂1. 细胞周期的定义：是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。分裂间期：完成DNA分子的复制和有关蛋白质合成。形成染色单体。有丝分裂 前期：核膜和核仁消失，染色体和纺锤体出现。 中期：着丝点排列在细胞中央的一个平面（赤道板）上。染色体形态比较稳定，数目比较清晰，是观察染色体形态、数目的最佳时期。 分裂期 后期：每个着丝点分裂成两个，染色单体分离成为两条子染色体，染色体数目加倍，纺锤丝牵引染色体运动，平均分配到到细胞两极。 末期：染色体和纺锤丝消失，核膜和核仁重现，植物细胞在赤道板的位置上出现细胞板，它由中央向四周扩展形成新的细胞壁。有丝分裂和细胞周期的特别说明：有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。只有连续分裂的细胞具有细胞周期，如干细胞、分生区细胞、癌细胞等。整个细胞周期中，分裂间期时间长于分裂期，所以在观察有丝分裂装片时，可观察到大多数细胞处于分裂间期。不同的生物以及同种生物的不同细胞的细胞周期时间各不相同。2动物细胞与植物细胞有丝分裂过程的区别：前期：纺锤体的形成方式不同，植物细胞是细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体的，而动物细胞是中心体发出星射线形成纺锤体。（中心体的复制：在间期完成）末期：细胞质的分裂方式不同，动物细胞分裂的末期，细胞的中部并不形成细胞板，而是细胞膜从中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分，一个细胞就分裂成了两个子细胞。3有丝分裂的特征：分裂过程中有染色体和纺锤体出现和消失的行为变化；染色体复制和平均分配。4有丝分裂的重要意义：是将亲代细胞的染色体经过细胞复制后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。可见，细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。5归纳总结：（1）有丝分裂过程中染色体和DNA数量变化规律（体细胞内染色体为2N）间 期前 期中 期后 期末 期DNA数量2N4N4N4N 4N 2N染色单体04N4N4N 00 染色体 2N 2N 2N4N2N在下列坐标中，将DNA、染色体和染色单体在一个周期内的数量变化用曲线表示出来。（2）关于一个细胞周期中染色单体、染色体和DNA含量的变化，请注意以下三点：一看复制。如果细胞有复制过程，则意味着DNA的含量增加了一倍，但染色体的数量不变。二看着丝点是否进行了分裂。如果着丝点分裂，则意味着染色体加倍，染色单体不再存在，DNA含量不变。三看细胞是否进行了分裂。如果细胞分裂完成，则意味着每个细胞中的染色体和DNA的数量与原来的相同。（3）相关的细胞器与细胞有丝分裂的关系： 线粒体 ：在有丝分裂的间期，DNA的复制和蛋白质的合成都需要ATP提供能量。 核糖体 ：是蛋白质合成的场所，在细胞分裂的过程中，要大量合成各类蛋白质，因此游离 核糖体 数量会多。 中心体 ：动物细胞的有丝分裂中的纺锤体是 中心体 发出的星射线构成的，在间期会多一组 中心粒 。 高尔基体 ：植物有丝分裂末期在细胞中央会出现 细胞板 ，进而形成细胞壁，而细胞壁的形成与 高尔基体 有直接的关系。 （4）知识总结： DNA加倍的时期是 间期 ，染色体加倍的时期是 后期 。 核膜、核仁消失的时期是 前期 ，重现的时期是 末期 。 染色质高度螺旋化，缩短变粗成为染色体的时期是 前期 ，染色体解螺旋，重新成为细丝状的染色质的时期是 末期 。染色单体形成的时期是 间期 ，染色单体消失的时期是 后期 。四、无丝分裂1无丝分裂的过程：细胞核延长，核的中部凹进，缢裂成两个细胞核。整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。2特点：在无丝分裂的过程中没有 纺锤丝 和 染色体 的出现，所以叫无丝分裂。但是在分裂开始之前也要进行 DNA 复制，使形成的两个子细胞中含有 相同 的遗传物质。 3实例：蛙的红细胞五、【实验二】 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂【实验原理】观察部位：植物体的根尖、茎尖等分生区的细胞（细胞分裂旺盛）。分裂过程：高等植物的分生组织细胞能够通过有丝分裂增加其数目。细胞有丝分裂分为分裂间期和分裂期的前期、中期、后期和末期，不同时期细胞染色体的形态、数目和位置有各自的特点。观察过程：先用低倍镜找到根尖分生区的细胞（呈正方形，排列紧密），再用高倍镜辨别各时期的染色体变化，并判断该细胞处于有丝分裂的哪个时期。染色原理：细胞核内的染色体容易被碱性染料（龙胆紫、醋酸洋红等）着色。【材料用具】培养好的洋葱（或大蒜）；质量分数为15%的盐酸溶液；体积分数为95%酒精溶液；质量浓度为0.01g/mL 或0.02g/mL的龙胆紫溶液（或醋酸洋红溶液）。【方法步骤】基本环节：培养取材解离漂洗染色制片观察绘图一、洋葱（或大蒜）根尖的培养和取材 （注意时间、温度，勤换水）培养：实验前34天，用广口瓶（小烧杯）盛满清水，将洋葱（或大蒜）放在广口瓶上，鳞茎底部接触到水。放在温暖处，经常换水，根长约5cm时可用。取材：切取根尖23mm（细胞分离发生在分生区，此长度正好包括完整的分生区）注意: 根的生长在34天时，细胞分裂最旺盛，分裂的细胞多，有利于观察。在上午10：00下午14：00时取材。（根尖分生区细胞处于分裂期的较多）培养时，鳞茎底部接触水，也不能被水淹。其目的是同时满足对水和空气的需要。二、装片的制作1、解离：解离液：立即放入盛有15%的盐酸、95%的酒精的混合液（11）中，解离时间：室温下解离35分钟。解离目的：使组织中的细胞相互分离开来。解离程度：根尖酥软注意：此混合液在解离的过程中以使洋葱根尖细胞死亡，所以在观察有丝分裂过程中，不可能看到细胞分裂的动态过程，但解离的瞬间，可使细胞永久停留在正在进行的分裂状态。本实验关键步骤在于解离，解离时间不易过短，否则根尖未充分解离，压片时细胞分不开，但解离时间又不能过长，否则使根尖过分酥软，无法进行漂洗和染色，且染色体成分被破坏。一般温度低，解离时间稍长；温度高，解离时间稍短。2、漂洗：漂洗液：清水漂洗时间：10分钟。漂洗目的：洗去药液，防止解离过度。否则，残留在根尖上的盐酸与染色剂（碱性）反应，影响实验效果。因盐酸在解离过程中已杀死细胞，盐酸进到细胞内部，所以漂洗的时间较长。3、染色：染色液：0.01g/mL或0.02g/mL龙胆紫溶液（或醋酸洋红等）中染色时间：35分钟。染色目的：使染色体着色。注意：染色剂均为碱性染料，染色用的染料浓度不易过大，时间不易过长，否则染色体过深，周围结构均被着色，影响观察。4、制片：取出根尖，放在载玻片上，加一滴清水，用镊子弄碎根尖，盖上盖玻片（注意防止产生气泡），其上再加一片载玻片，并用手指压片。注意：压片时用力必须恰当，过重会将组织压烂，过轻细胞未分散，压片时不可移动盖玻片，避免细胞重叠。在压完片后，作为压片的载玻片要去掉，千万不能与装片一起放在显微镜下进行观察。三、洋葱根尖细胞有丝分裂的观察观察先用低倍镜进行观察，找到分生区细胞，并将欲观察的细胞移到视野的正中央。再用高倍镜进行观察：调细准焦螺旋将分生区物像调整清晰后，仔细观察细胞内染色体的形态变化，并据此判断细胞所处时期，再慢慢移动装片找到全部有丝分裂的各个时期细胞（可参考教材中植物细胞有丝分裂模式图和显微照片，如右下图）。四、绘图：绘出植物细胞有丝分裂中期简图【扩展补充】 间期G1（DNA复制前期）：主要是完成蛋白质及糖类、脂质的生物合成，并为DNA的复制做准备。 S（DNA复制期）：主要是完成DNA分子的复制。 G2（DNA复制后期）：仍然有RNA和蛋白质的合成。细胞分裂结束后产生的新细胞有三种发展趋势：（1）连续分裂继续增殖（根尖生长点细胞、骨髓干细胞、皮肤表皮生发层细胞等）；（2）暂不增殖，也称为休眠细胞（肝细胞、肾细胞、唾液腺细胞等），这类细胞在适当的刺激下重新进入细胞周期；（3）不再分裂增殖，永久失去分裂能力，但仍保持生理活性，（成熟的红细胞、神经细胞、肌肉细胞等）。 【直击高考】1（07宁夏）下列有关正常动物体细胞有丝分裂间期的叙述，错误的是 DA分裂间期发生DNA复制 B分裂间期有蛋白质合成C分裂间期有RNA合成 D分裂间期有逆转录发生 2（09江苏）有一位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如下图所示。造成这种情况的原因可能是 C取材位置不合适 取材时间不合适制片时压片力量不合适 解离时间不合适视野选择不合适 A B C D3（09江苏）细胞作为生命活动的基本单位，其结构和功能高度统一。下列有关叙述正确的是 B卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换，为胚胎早期发育提供所需养料哺乳动物成熟的红细胞表面积与体积之比相对较大，有利于提高气体交