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1、第10讲 细胞的增殖知识内容考纲要求考纲理解细胞的生长和增殖的周期性简述细胞不能无限长大的原因及细胞增殖的意义细胞的无丝分裂描述细胞无丝分裂的过程及特点细胞的有丝分裂理解细胞周期的概念；概述有丝分裂过程各时期的特点；区别有丝分裂过程中各时期的典型图形；识图辨析动植物有丝分裂过程的异同；说明有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA的数量变化规律实验：观察细胞的有丝分裂实验与探究能力掌握制作装片观察细胞有丝分裂的基本技能；理解观察细胞有丝分裂的实验原理、过程及其结论；培养绘图能力知识内容考纲要求考纲理解实验：模拟探究细胞表面积与体积的关系实验与探究能力理解细胞相对表面积与物质运输速率的关系；掌握实验
2、的操作步骤及操作注意事项 一、细胞通过分裂进行增殖 1意义：细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。 2方式：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。 二、有丝分裂 1细胞周期： 指连续分裂的细胞从上一次分裂完成时开始到下一次_所经历的过程。一个细胞周期包括两个连续的阶段：_和_。分裂完成时分裂间期分裂期 2有丝分裂各时期的主要特点 以植物细胞为例，有丝分裂各时期特点可列表如下：阶段各时期特点间期_复制 染色体复制有关蛋白质合成前期染色质染色体(散乱分布)出现纺锤体核仁消失、_解体核膜DNA中期染色体的_排列在赤道板上(其形态固定、数目清晰)后期_分裂，两条姐妹染色单体两条相同染色体染色体数目加倍
3、，平均移向两极末期染色体染色质纺锤体消失_重现细胞板细胞壁(细胞质的分裂)着丝点着丝点核膜、核仁 3.动、植细胞有丝分裂基本过程的异同 动、植细胞有丝分裂基本过程是相同的，主要差别体现在前期和末期，比较如下： 名称 项目不同点相同点前期纺锤体形成末期子细胞的分开植物细胞细胞两极发出_，形成纺锤体在赤道板部位出现_并由中央向四周扩展形成细胞壁(1)间期、中期、后期的变化情况相同纺锤丝细胞板动物细胞由已经复制的、移向两极的两组中心粒发出_，形成纺锤体不形成细胞板，而是细胞中部的细胞膜内陷，缢裂成两个细胞(2)染色体都要经过自我复制，然后_到两个子细胞中，使每个子细胞具有一套数目和形态完全相同的染色
4、体星射线平均分配 4.有丝分裂的意义： 有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制精确地平均分配到两个子细胞中，在亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对生物的遗传有重要意义。 三、无丝分裂 1过程：核先延长，中部凹陷，缢裂为二，接着整个细胞缢裂为二。 2特点：不出现_和染色体的变化，但有DNA分子的复制。 3实例：蛙的红细胞的分裂。纺锤体 1如何正确表示细胞周期？ 常规表示方法(扇形图、直线图、曲线图)：AA为一个完整细胞周期ab为一个完整的细胞周期，cd为一个完整的细胞周期 2有丝分裂过程中染色体的变化具有什么规律？ (1)染色质与染色体的关系 染色质与染色体的主要成分都是DNA和蛋白质，它们是同
5、一物质在细胞分裂不同时期的两种状态。染色质(丝状) 染色体(圆柱状或杆状) (2)染色体的形态 如图所示，一条染色体包含一个着丝点和一或两条臂和(染色体的臂有长有短，着丝点可位于染色体的不同部位)；计算染色体的数目时，以染色体着丝点的数目为依据。有一个着丝点，就是一条染色体，所以图中A复制前后均为一条染色体；复制后的一条染色体(图B)，它由一个着丝点连接着两条姐妹染色单体，当染色体的着丝点分裂后，原来的一条染色体就成为两条染色体。因为这两条染色体是由一条染色体复制而来，所以一般情况下，二者是完全相同的。 (3)有丝分裂过程中染色体的变化时期染色体特点图像数目变化规律间期2n呈_状态，每条_经复
6、制后含有2条姐妹染色单体前期2n由染色质(丝)变成染色体，排列散乱染色质染色体 注：以体细胞染色体数目2n为例中期2n染色体着丝点排列在赤道板上，染色体形态稳定，数目清晰后期4n着丝点分裂，姐妹染色单体分开成两条相同染色体，在纺锤丝牵引下移向细胞两极末期4n2n染色体变成染色质(丝) 3有丝分裂过程中染色体、DNA的变化规律 (1)有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目的变化。体细胞(2n)间期前期中期后期末期染色体2n2n2n4n4n2n染色单体04n4n4n00DNA2n4n4n4n4n4n2n (2)有丝分裂过程中染色体、DNA及每条染色体上的DNA含量变化曲线图。 说明：gh，lm
7、表示DNA复制。 bc，no是因为着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成两条相同染色体。 de，ij是因为细胞分裂成2个子细胞，而no是因为着丝点分裂，两者原因不同。 特别指出，通常所说的DNA是指核DNA即染色体DNA，但在有些题中是指核DNA与质DNA之和，解这类题时应特别小心，以防出错。 4参与细胞分裂的主要细胞器 (1)线粒体：为细胞分裂间期DNA的复制及蛋白质的合成、分裂期纺锤丝牵引染色体运动提供能量。分裂活动旺盛的细胞中，线粒体数目较多。 (2)核糖体：细胞分裂过程中合成染色体、纺锤体和细胞内的蛋白质以及与DNA复制有关的酶等，均在核糖体上进行。分裂活动旺盛的细胞中，游离的核糖体数量较
8、多。 (3)中心体：动物细胞和低等植物细胞分裂过程中与纺锤体的形成有关。在间期复制，前期移向两极，发出星射线，牵引染色体运动。 (4)高尔基体：高等植物细胞有丝分裂末期在赤道板位置出现一个细胞板，进而扩展成细胞壁，这一结构的形成需要高尔基体的参与。知识点1：细胞周期【例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B【思路点拨】细胞的染色体数目呈周期性变化必须发生在有丝分裂中，小鼠骨髓瘤细胞能无限增殖，杂交瘤细胞是浆细胞与骨髓瘤细胞融合形成的，既具有浆细胞产生单一抗体的特性又具有骨
9、髓瘤细胞无限增殖的特性。而A选项中蛙红细胞是无丝分裂，淋巴细胞是高度分化的细胞不再分裂，C选项中成熟的红细胞高度分化，不分裂，D中精细胞是减数分裂产生的，不再继续分裂。【举一反三】下图是4种植物细胞按顺时针方向表示的细胞周期，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B【思路点拨】观察有丝分裂最好选用丁材料，因为分裂期与细胞周期的比值大，视野中处于分裂期的细胞相对多。ab段DNA复制，产生染色单体，两条姐妹染色单体由一个着丝点相连，染色
10、体数目不变。扇形区域表示分裂期和细胞周期的时间比，不代表绝对时间，所以B正确。【规律方法】生物体内的细胞，只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，如进行减数分裂的精(卵)原细胞无细胞周期。细胞周期的起始是分裂间期。知识点2：有丝分裂各时期的主要特点【例2】(2010广州联考)下列关于豌豆细胞有丝分裂过程中细胞器作用的叙述，不正确的是()A在间期，核糖体上合成DNA聚合酶B在前期，两组中心粒之间发出星射线形成纺锤体C在间期，线粒体为蛋白质的合成提供能量D在末期，高尔基体与子细胞的细胞壁形成有关B【思路点拨】豌豆属于高等植物，无中心体。在细胞有丝分裂间期要完成DNA的复制和相关蛋白质的合成，需要核糖体参
11、与以及线粒体供能，该过程需要模板、原料、酶、能量等基本条件。【举一反三】如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程是( )A发生在细胞分裂期的末期，核膜再度合成B发生在细胞周期的分裂间期，染色质复制C发生在细胞分裂期的前期，核膜逐渐解体D发生在细胞分裂期的中期，染色体螺旋变粗【思路点拨】从图中看出，核膜破裂成碎片，是核膜解体的过程，发生在分裂前期。同时，因为染色单体的存在，就不可能是分裂末期，而只能是分裂前期。C知识点3：有丝分裂过程中染色体、DNA数目的变化【例1】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处于有丝分裂中期B正在发生基因自由
12、组合C将形成配子D正在发生DNA复制【思路点拨】此细胞内含有10条染色体和10个DNA分子，没有染色单体即DNA未复制或复制后染色单体分开，且细胞开始缢缩，则细胞应处于分裂的末期。C【举一反三】(2010西安模拟)图示中的甲、乙、丙表示动物细胞有丝分裂中的三种数量关系，其中a是染色体，b是染色单体，c是DNA分子，那么下列数量关系正确的个数有( )A0个 B1个C2个 D3个C【思路点拨】在有丝分裂过程中，DNA复制后，每条染色体上包含两条姐妹染色单体，包含两个DNA分子，染色体数、染色单体数、DNA分子数之比为122；染色体的着丝点分裂后，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，染色体数、DNA分
13、子数之比为11，此时不含染色单体。因而图示中正确的有甲和丙。实验一：模拟探究细胞表面积与体积的关系细胞不能无限扩大：细胞大小与物质运输的关系实验原理：体积大小不同的琼脂块代表着大小不 同的细胞，由含酚酞的琼脂块制成； NaOH 溶液表示_NaOH和酚酞反应呈紫红 色。用琼脂块上NaOH扩散的体积比来反映细 胞的物质运输的效率方法步骤：制备体积大小不同的琼脂块 NaOH 溶液将琼脂块浸没切开琼脂块，观察并 测量切面上NaOH扩散的深度根据结果 进行计算实验结论：细胞体积越大，其相对表面积越 小，细胞的物质运输效率就_外界物质越低 特别提醒： (1)细胞也不是越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细
14、胞功能所必需的基本结构(如核糖体)和物质(如酶)所需要的空间决定的。 (2)细胞不能无限长大的原因限制细胞长大的因素受细胞表面积与体积之比的限制要 维 持 _之间的平衡状态细胞核与细胞质体积 细胞表面积与体积之比限制细胞无限长大。当细胞的体积由于生长而逐步增大时，其相对表面积将变得越来越小，从而使细胞与周围环境之间进行物质交换所需要的时间变长，不能满足细胞新陈代谢的需求。 细胞的核质之比限制细胞无限长大。细胞核是遗传和代谢的控制中心，细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度。细胞核所控制的范围大小与核的大小要保持正常的比例。如果细胞太大，细胞核的“负担”就过重，影响了细胞的正常生理功能。【例】(2
15、011马鞍山三校联考)细胞相对表面积、细胞对外的物质交换速率和细胞新陈代谢强度之间的关系正确的是()A细胞的相对表面积越大，物质交换速率越快，细胞新陈代谢越旺盛B细胞的相对表面积越大，物质交换速率越慢，细胞新陈代谢越缓慢C细胞的相对表面积越小，物质交换速率越快，细胞新陈代谢越缓慢D细胞的相对表面积越小，物质交换速率越慢，细胞新陈代谢越旺盛A【思路点拨】细胞要通过它的表面不断地和周围环境或邻近的细胞进行物质交换，这样它就必须有足够的表面积，否则它的代谢作用就很难进行；当细胞生长，体积逐步增大时，细胞的表面积和体积的比例(即相对表面积)会变得越来越小，导致表面积相对不足，使细胞内部和外界的物质交换
16、适应不了细胞的需要，代谢缓慢。【变式训练】探究细胞表面积与体积的关系的实验原理不包括( )A酚酞遇到NaOH呈现红色反应B以琼脂块的大小表示细胞大小CNaOH的扩散深度表示细胞物质运输速率DNaOH的扩散体积比表示细胞物质运输效率【思路点拨】NaOH的扩散深度对于体积不同的琼脂块都是相同的。C 实验二：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 1实验原理 (1)高等植物体的分生区细胞能进行有丝分裂，可以利用高倍显微镜观察，根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。 (2)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液、醋酸洋红溶液)染色，便于观察。 (3)解离液将组织细胞杀死、固定
17、并相互分离。 2方法步骤 特别提醒： 1.先漂洗再染色，这两步不能颠倒，否则影响实验效果。 2漂洗的目的：防止解离过度，根尖过分酥软；洗去盐酸，防止与碱性染液发生作用，便于染色。 3使根尖细胞相互分散的方法：解离；制片时用镊子捣碎；压片。 4在显微镜下观察到间期细胞数目最多，原因是间期历时最长。 5对细胞有丝分裂的过程观察不可能看到连续的分裂过程，因为在解离过程中细胞已经死亡。【例】有1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()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 BC DC【思路点拨】由题干细胞图像可知：细胞无重叠现象，说明材料解离时间及制片时压片力量均合适。图像中细胞未出现染色体结构，可能原因有取材位置、取材时间或视野选择不合适。【变式训练】(2010深圳质检)生物体的体细胞增殖过程中，肯定发生的现象是( )A染色体自由组合 B纺锤体的形成C基因突变 DDNA含量变化【思路点拨】体细胞增殖方式为有丝分裂或无丝分裂，此过程中无染色体自由组合，不一定有纺锤体形成或基因突变，但一定有DNA的复制与分配。D
