新教材高中生物人教版必修1学案第6章第1节细胞的增殖

第6章细胞的生命历程第1节细胞的增殖知识点一细胞增殖与细胞周期[新知导学]1．细胞增殖(1)细胞增殖的方式：以分裂的方式进行增殖。主要有有丝分裂、无丝分裂、减数分裂三种方式。(2)细胞增殖的过程：包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。(3)增殖的意义：生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。2．细胞周期(1)范围连续分裂的细胞。(2)时间eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(起点：一次分裂完成时,终点：下一次分裂完成时))(3)图示：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。[重难探究]1．具备细胞周期的前提条件(1)进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，进行无丝分裂和减数分裂的细胞没有。(2)连续分裂的细胞才具有细胞周期，如生发层细胞、根的分生区细胞等。成熟的细胞一般不分裂，不具有细胞周期，如神经细胞、根毛细胞等。

2.细胞周期的四种表示方法(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：B＋C或D＋E是一个完整的细胞周期，A＋B不是一个细胞周期，因为细胞周期的起点是上次分裂完成时，也就是细胞分裂的间期。(3)曲线图：(4)柱形图法：B组细胞DNA含量在变化，说明细胞处于分裂间期；C组细胞DNA含量已经加倍，说明细胞处于分裂期；分裂间期时间长，A组细胞数目最多，处于分裂间期。有关细胞周期的三个注意点(1)细胞周期不是固定值：不同细胞种类或者同种细胞的不同生理时期，细胞周期的时间不同。(2)分裂间期和分裂期前后顺序不能颠倒：细胞周期是间期在前，分裂期在后；间期经历的时间长，分裂期经历的时间短。(3)分裂间期和分裂期不能间断：分裂间期和分裂期是为了方便研究而人为划分的，事实上它们是一个连续的过程。[典题演练]1．下表是实验测得的四种植物分生组织的细胞周期，下列叙述正确的是(B)植物细胞周期的时间(h)a时期b时期合计植物110.60.411植物2180.518.5植物316.5218.5植物410.42.312.7A.a时期属于细胞周期的分裂期B．不同植物具有不同的细胞周期C．最好选用植物1观察有丝分裂过程，因其细胞周期最短D．四种植物细胞周期的时间都是固定不变的解析：由于细胞周期中分裂间期所占时间比分裂期长，故a时期为分裂间期；不同植物具有不同的细胞周期；观察有丝分裂时，应选分裂期在细胞周期中所占比例大的材料来观察，表格中所列植物4适合观察有丝分裂；细胞周期的时间受温度、营养条件等因素的影响，并不是固定不变的。2．下图A表示细胞进行有丝分裂的一个细胞周期所用的时间，图B表示连续分裂的细胞相邻的两个细胞周期图。下列叙述中正确的是(C)A．一个细胞周期是指甲→甲的全过程B．在高等植物细胞内，两组中心粒之间发射出星射线形成纺锤体发生在甲→乙过程C．c、d两段都要消耗ATPD．b段的主要变化是DNA的复制及有关蛋白质的合成解析：细胞周期是指一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，图A中乙→甲为分裂间期，甲→乙为分裂期，故细胞周期从乙→乙，故A错误；高等植物细胞中没有中心粒，故B错；c、d两段是一个完整的细胞周期，都消耗ATP，C正确；b为分裂期，而DNA的复制及有关蛋白质的合成在分裂间期，故D错误。(1)b＋c能否表示一个细胞周期？为什么？提示：不能，b是分裂期，c指分裂间期。应该是分裂间期在前，分裂期在后。(2)不同细胞的甲→乙、乙→甲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，又受环境的影响。知识点二细胞有丝分裂的过程及特点[新知导学]1．高等植物细胞的有丝分裂过程及各时期特点2．动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞的不同点(1)纺锤体形成方式不同：动物细胞的中心粒在间期倍增，进入分裂期后，两组中心粒分别移向细胞两极，发出星射线形成纺锤体。(2)分裂成两个子细胞的方式不同：动物细胞分裂末期，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分。3．有丝分裂特征及意义(1)特征：将经过复制的亲代细胞的染色体，精确地平均分配到两个子细胞中。(2)意义：在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。3．若植物细胞染色体和DNA数都为2n，请分析在细胞分裂过程中，染色体和DNA数量变化过程。提示：染色体：2n→4n→2n。DNA：2n→4n→2n。4．染色单体形成于何时，消失于何时？什么时期存在染色单体？提示：染色单体形成于间期(染色体复制)，消失于后期(着丝粒分裂)。前、中期存在染色单体。[重难探究]1．染色体、染色单体、DNA的数量关系(1)染色体数＝着丝粒数，即根据着丝粒数计算染色体数。(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．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项目间期前期中期后期末期DNA含量2C→4444C→染色单体数0→4N4N4N4N→00染色体数2N2N2N2N→4N4N→2N3.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)a→b,l→m的变化原因都是DNA分子复制。(2)f→g,n→o的变化原因都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。(3)c→d,n→o的曲线变化很相似但所处时期不同，c→d表示末期，n→o表示后期。(4)c→d，h→i的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子细胞。细胞核和细胞中染色体、DNA含量变化不完全相同(1)如果以细胞核为研究对象：在末期开始时细胞核已经分开，故DNA和染色体含量在末期开始时就减半。(2)如果以细胞为研究对象：在末期开始时细胞核已经分开，但是细胞还没有形成两个子细胞，当末期结束后细胞才形成两个子细胞，故DNA和染色体在末期结束时才减半。[典题演练]3．如图表示某动物体细胞有丝分裂过程中一个细胞核内DNA含量变化的曲线。下列叙述不正确的是(D)A．发生在O～A段的DNA复制，使染色单体出现B．B～C段细胞中观察不到核膜和核仁C．C～D段细胞中含有两组中心粒D．D～E段细胞中染色体数DNA数染色单体数＝111解析：分析题图可知，O～A段表示间期，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。间期DNA复制，染色单体出现，A项正确；前期核膜、核仁消失，B～C段观察不到核膜和核仁，B项正确；中心粒在间期完成复制，在前期至细胞一分为二之前均可观察到动物细胞中有两组中心粒，C项正确；末期细胞中没有染色单体，D项错误。4．下面是动物细胞有丝分裂不同时期染色体(a)数目、核DNA分子(b)数目的柱形统计图。下列对该图的分析正确的是(D)A．①时期染色体还未复制，核DNA已完成了复制B．③时期核膜、核仁重建，细胞中部出现细胞板C．①→②表示着丝粒分裂，染色体数目加倍，核DNA分子数目也随之加倍D．②→③表示染色体平均分配到两个子细胞中，核DNA分子也随之平均分配解析：解答本题的技巧是根据柱形图分析染色体和DNA在细胞分裂不同时期的数目变化规律：染色体由2N→4N→2N，DNA由2N→4N→2N，染色体在后期加倍，DNA在末期减半，进一步确定图①②③所表示的分裂时期。图①表示有丝分裂前期或中期，染色体已完成了复制，只是着丝粒未分开。③表示有丝分裂末期，核膜、核仁重建，动物细胞分裂过程中无细胞板出现。①→②表示由中期进入后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不再增加。②→③表示由后期进入末期，染色体与核DNA分子平均分配到两个子细胞中。本题图中②与①相比，二者出现差异的原因是什么？①图对应细胞分裂的哪几个时期？提示：图②是由于染色体的着丝粒分裂形成的。①图对应细胞分裂的前期和中期。知识点三细胞不能无限长大[新知导学]1．实验细胞大小与物质运输的关系。(1)原理eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(酚酞试剂遇NaOH变紫红色,不同体积的含酚酞的琼脂块模拟不同大小的,细胞,NaOH在不同体积琼脂块中的扩散速率模拟,物质在不同体积细胞中的运输速率))(2)实验现象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减小。(3)实验结论细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。2．限制细胞长大的主要原因(1)细胞表面积与体积的关系。(2)细胞核的控制能力。5．结合影响细胞不能无限长大的因素和细胞生长所需的条件，思考既然细胞体积过大不利于其生长，那是不是细胞体积越小越好呢？分析其原因。提示：不是。组成细胞的物质必须占据一定的空间，细胞内的各种生化反应的进行也需要一定的空间，这些因素决定了细胞的体积不能太小。[重难探究]限制细胞无限长大的因素[典题演练]5．下列有关细胞不能无限生长的原因中，不正确的是(B)A．细胞体积越大，物质运输效率相对越低B．细胞体积越大，其相对表面积越大，物质运输效率相对越低C．细胞表面积与体积关系限制了细胞长大D．细胞核中的DNA不会随细胞体积增大而增加解析：细胞的体积越大，相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。另外，细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心，细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加。如果细胞太大，细胞核的“负担”就会过重，引起细胞代谢紊乱。6．真核细胞直径一般在10～100μm之间。生物体细胞体积趋向于小的原因是(D)A．受细胞所能容纳的物质制约B．相对表面积小，有利于物质的迅速转运和交换C．受生物体总体积制约D．相对表面积大，有利于物质的迅速转运和交换解析：细胞对物质的运输能力与相对表面积有关，相对表面积越大，越有利于物质的迅速转运和交换。细胞越小，其相对表面积越大，D正确。知识点四观察根尖分生组织细胞的有丝分裂[新知导学]1．实验原理(1)植物的分生区细胞有丝分裂较为旺盛。(2)有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，可判断细胞处于有丝分裂的哪个时期。(3)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料着色。2．实验过程洋葱根尖培养：实验前3～4d培养洋葱，待根长到5cm时，取生长健壮的根尖。6．实验中在用解离液对根尖进行解离的时候，时间选择3～5min，处理时间太短或太长都不好，请思考要严格控制时间的原因。提示：(1)解离时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏。(2)过短会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。7．装片中细胞相互重叠，会导致观察效果不理想，请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开？提示：①解离要充分；②用镊子弄碎；③压片。[重难探究]1．视野中处于间期的细胞最多，因为间期时间最长。2．每一时期的时间＝洋葱的细胞周期×每一时期的细胞数占计数细胞总数的比例。3．观察不到细胞分裂的动态连续变化的原因：根尖细胞解离时已经被解离液杀死。[典题演练]7．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(C)A．应该选一个处于间期的细胞，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解析：在观察植物细胞有丝分裂的实验中，由于解离使细胞已经死亡，所以处于间期的细胞将一直处于间期，不会再进入分裂期，故A项错误；在显微镜使用时，应先在低倍镜下看清楚细胞，再改用高倍镜观察，故B项错误；在一个视野中，往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞，如果是这样，可以慢慢地移动装片，从邻近的分生区细胞中寻找，故C项正确；在使用显微镜的过程中，如果视野过暗，可以使用大光圈或凹面镜以增加视野的亮度，故D项错误。8．回答下列问题：(1)在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中，常用盐酸酒精混合液处理根尖，用甲紫溶液染色。实验中，盐酸酒精混合液的作用是使组织中的细胞相互分离；甲紫溶液属于碱性染料，能够使细胞中的染色体或染色质着色。(2)用光学显微镜观察细胞，可以看到细胞核。细胞核的功能可概括为细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。解析：(1)盐酸酒精混合液是解离液，用于解离过程，解离的作用是用药液使组织中的细胞相互分离开来。甲紫溶液用于染色过程，为碱性染料，能使染色体和染色质着色。(2)对细胞核功能较为全面的阐述应该是细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。课题调研：示意图类题目——有丝分裂各时期细胞分裂图像[典范例题]甲、乙、丙三个图是不同生物细胞的有丝分裂图，据图回答下列问题：(1)甲图表示的是________(动物、植物)细胞，该细胞所处的分裂时期是________，判断依据是___________________________。(2)乙图细胞处于________期，判断依据是_________________。(3)丙图表示的是________(动物、植物)细胞的有丝分裂，根本的判断依据是________________________________。一、选择题1．下列关于细胞周期的叙述，正确的是(D)A．成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期B．机体内所有的体细胞都处于细胞周期中C．抑制DNA的复制，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解析：细胞周期包括分裂间期和分裂期两个阶段。分裂间期进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期提供物质基础，经历的时间远比分裂期长，D项正确；如果用抑制剂抑制DNA的复制，则细胞会停留在分裂间期，C项错误；机体内并非所有的细胞都处于细胞周期中，如红细胞、神经细胞等一旦形成，将不再分裂，B项错误；人体内成熟的生殖细胞产生后，需要经过受精作用形成受精卵后才能进入细胞周期进行细胞增殖，A项错误。2．下图中a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是(D)A．a和b为一个细胞周期B．c段结束DNA含量增加一倍C．遗传物质平分一般发生在b、d段D．b和c为一个细胞周期解析：分析题图可知，a、c时期比b、d时期长，因此a、c代表分裂间期，完成遗传物质的复制；b、d代表分裂期，细胞一分为二，复制后的DNA平均分配到两个细胞中。一个完整的细胞周期必须先是分裂间期，后是分裂期，所以图中a和b为一个细胞周期，c和d为一个细胞周期。3．下列为不同细胞的细胞周期持续时间(h)。据表分析可以得出的结论是(C)细胞分裂间期分裂期细胞周期十二指肠细胞13.51.815.3肿瘤细胞18.00.518.5成纤维细胞19.30.720.0A.分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞B．分裂期占细胞周期时间比例最小的是十二指肠细胞C．不同种类细胞的细胞周期持续时间不同D．不同种类细胞的分裂都是同步进行的解析：本题考查对细胞周期的理解。分析表中数据可知，分裂期最短的是肿瘤细胞，细胞周期最短的是十二指肠细胞，分裂期占细胞周期时间比例最小的是肿瘤细胞；不同种类细胞因细胞周期不同，分裂是不同步的；表中的数据反映出，不同种类细胞的细胞周期持续的时间是不同的。4．分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融合后，可能出现的情况是(C)A．来自G1期细胞的染色质开始复制B．融合细胞DNA含量是G1期细胞的2倍C．来自G1期细胞的染色质开始凝集D．融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转解析：解答本题的关键是理解题中所提到的物质的作用：“促进染色质凝集为染色体”，该物质存在于分裂期的细胞中，所以，将处于分裂期的细胞和处于G1期的细胞融合后，处于G1期的细胞的染色质就会受到该物质的影响凝集为染色体。染色体凝集使DNA复制过程受阻，细胞不再按原有的细胞周期运转。分裂期细胞中的核DNA分子数是G1期细胞的2倍，故融合的细胞中核DNA分子数是G1期细胞的3倍。5．用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，下列叙述正确的是(B)A．可看到分裂中期的染色体和DNAB．视野中不同细胞的染色体数目可能不相等C．处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等D．选某个特定细胞可观察它的整个分裂过程解析：在高倍显微镜下观察不到DNA，A项错误。有丝分裂过程中，间期、前期、中期与末期染色体数目相等，均是后期染色体数目的一半，因此视野中不同细胞的染色体数目可能不相等，B项正确；分裂间期的持续时间约占细胞周期的90%～95%，因此，处于分裂间期的细胞数目远远多于处于中期的细胞数目，C项错误；洋葱根尖细胞经解离后死亡，不能观察某个特定细胞的整个分裂过程，D项错误。6．下图中甲、乙分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，丙表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数的变化，丁表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA数量的关系。下列有关叙述不正确的是(D)A．图甲所示细胞中共有4条染色体，8个DNA分子；图乙所示细胞中共有0条姐妹染色单体B．处于图丙中B→C段的是图甲所示细胞；完成图丙中C→D段变化的细胞分裂时期是后期C．有丝分裂过程中不会出现图丁中d所示的情况D．图丁中a可对应图丙中的B→C段；图丁中c可对应图丙中的A→B段解析：图甲中1条染色体包含2条姐妹染色单体，图乙中染色单体分离后就不再称为染色单体，只能称为染色体，A正确；图丙纵坐标的含义是“每条染色体上DNA分子数”，B→C段的每条染色体上有2个DNA分子，对应图甲，C→D段的变化表示一条染色体上DNA分子由2个变成1个，表示后期着丝粒分裂的过程，B正确；图丁中d表示细胞中核DNA含量为2N，染色体数目为4N，不可能出现这种情况，C正确；图丁中a可对应有丝分裂后期，b可对应有丝分裂前、中期，c可对应有丝分裂间期DNA复制前，D错误。二、非选择题7．下图是具有四条染色体的植物细胞有丝分裂图，据图分析回答下列问题：(1)C图所示分裂的时期是前期，判断的理由是染色体含染色单体且散乱排列，形成纺锤体，核仁消失。(2