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1、 第一章　細胞的增殖與分化 第一節(jié)　細胞的增殖 學(xué)習(xí)目標　1.掌握細胞周期的概念。(重點)　2.簡述有絲分裂過程中各時期的特征。(重點)　3.理解有絲分裂過程中DNA和染色體數(shù)目的變化規(guī)律。(重難點) 一、模擬探究細胞表面積與體積的關(guān)系(實驗) 1．實驗原理 用內(nèi)含酚酞試液的瓊脂塊模擬細胞，用NaOH溶液模擬被吸收的物質(zhì)。因NaOH溶液遇酚酞試劑變紅色，我們可以觀察瓊脂塊“細胞”變成紅色的過程，測量NaOH擴散進入“細胞”的深度，比較不同體積的“細胞”吸收物質(zhì)的速度，從而預(yù)測表面積和體積之比與細胞代謝的關(guān)系。 2．實驗流程 3．限制細胞大小的主要原因 (1)細胞的

2、表面積與體積之比影響著細胞正常的代謝活動。 (2)細胞核對細胞活動進行控制。 二、細胞周期 1．真核細胞的三種分裂方式 細胞分裂 2．細胞周期 概念 三、細胞的有絲分裂和無絲分裂 1．分裂間期 (2)意義：為分裂期進行活躍的物質(zhì)準備。 2．分裂期(以高等動物細胞為例) 圖示　　　時期　　　變化特征 前期 　　↓　　　　　　↓ 中期 　↓　　　　　　　↓　 后期 　↓　　　　　　　↓　　　 末期 3．動植物細胞有絲分裂的不同 時期 植物細胞有絲分裂 動物細胞有絲分裂 間期 前期 中心粒移到細胞兩極，并發(fā)出星射線，構(gòu)成紡錘體 末期

3、 4.意義 (1)特征：將親代細胞的染色體經(jīng)過復(fù)制(實質(zhì)為DNA的復(fù)制)之后，精確地平均分配到兩個子細胞中。 (2)意義：在細胞的親子代間保證了細胞前后代遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定。 5．無絲分裂 (1)特點 分裂過程中不形成紡錘體，也不出現(xiàn)染色體。 (2)過程 ①細胞核先拉長，中央部分變細斷開。 ②整個細胞從中部縊裂成兩部分。 ③實例：蛙的紅細胞的無絲分裂。 四、觀察植物細胞的有絲分裂(實驗) 1．實驗原理 (1)細胞核的染色體容易被堿性染料著色。 (2)根尖、莖尖等部位的分生組織細胞有絲分裂旺盛，可用于植物有絲分裂過程的觀察。 2．實驗流程 觀察 ↓ 繪

4、圖：一定要繪制實際觀察到的細胞圖像，不要受教材中模式圖的影響 (有絲分裂參考圖例) 模擬探究細胞表面積與體積的關(guān)系(實驗) 探討：用什么作為模擬細胞大小與物質(zhì)運輸效率之間的關(guān)系的指標？ 提示：在相同時間內(nèi)，NaOH擴散的體積與瓊脂塊的總體積的比值，可以反映NaOH擴散的效率，由此模擬細胞大小與物質(zhì)運輸效率之間的關(guān)系。 探討：下列測量瓊脂塊變色深度的方法正確的是哪一組？(虛線表示測量位置) 提示：第③組。 探討：結(jié)合影響細胞不能無限長大的因素和細胞生長所需的條件，思考既然細胞體積過大不利于其生長，那是不是細胞體積越小越好呢？分析其原因。 提示：不是。組成細胞的物質(zhì)

5、必須占據(jù)一定的空間，細胞內(nèi)的各種生化反應(yīng)的進行也需要一定的空間，這些因素決定了細胞的體積不能太小。 [歸納總結(jié)]__限制細胞無限長大的因素 1．探究細胞表面積與體積的關(guān)系的實驗原理不包括(　　) A．酚酞遇到NaOH呈現(xiàn)紫紅色反應(yīng) B．以瓊脂塊的大小表示細胞大小 C．NaOH的擴散深度表示吸收速率 D．NaOH的擴散體積與整個瓊脂塊的體積比表示細胞吸收物質(zhì)的速率 C　[在相同時間內(nèi)，NaOH在不同體積的瓊脂塊中擴散的深度基本相同，即擴散速率相同，無法表示細胞的物質(zhì)吸收速率。在本實驗中，細胞的物質(zhì)吸收速率是用NaOH擴散的體積與瓊

6、脂塊總體積的比值來表示的，同時，該比值也反映出了細胞相對表面積與體積的關(guān)系。] 2．在探究細胞大小與物質(zhì)運輸關(guān)系的實驗中，用NaOH溶液浸泡不同邊長的含酚酞的瓊脂立方塊一定時間后，取出立方塊切成兩半。其剖面如圖所示，其中x為NaOH擴散的深度，y為立方塊的邊長，陰影代表紅色。則(　　) A．該實驗的自變量為x，因變量為y B．x的值隨y值的增大而增大 C．NaOH擴散的體積為(y－x)3 D．y值越小，擴散體積的比例越大 D　[本實驗的目的是探究細胞大小與物質(zhì)運輸關(guān)系，y表示細胞大小，x表示細胞運輸物質(zhì)的量，故該實驗的自變量為y，因變量為x；從實驗的結(jié)果來說，細胞體積越大，其相

7、對表面積越小，細胞的物質(zhì)運輸效率就越低；NaOH擴散的體積為y3－(y－2x)3。] 細胞周期 探討：試判斷下列細胞有無細胞周期，并說明理由。 ①根尖分生區(qū)細胞?、谂咛ジ杉毎、燮つw生發(fā)層細胞　④神經(jīng)細胞?、萸o的形成層細胞 提示：①②③⑤有細胞周期，它們都是連續(xù)分裂的細胞；④是高度分化的細胞，不分裂沒有細胞周期。 探討：如圖所示為細胞分裂的一個細胞周期，請用甲、乙表示出一個細胞周期、分裂間期和分裂期。 提示：細胞周期：乙→乙；分裂間期乙→甲；分裂期：甲→乙。 探討：下表為不同細胞的周期持續(xù)時間(h)，據(jù)表分析并探討以下三個問題： 細胞 分裂間期 分裂期 細胞周期

8、 十二指腸細胞 13.5 1.8 15.3 腫瘤細胞 18.0 0.5 18.5 成纖維細胞 19.3 0.7 20.0 (1)分裂期和細胞周期最短的細胞分別是什么？ 提示：腫瘤細胞，十二指腸細胞。 (2)分裂期占細胞周期時間比例最小的是什么細胞？ 提示：腫瘤細胞。 (3)由上述表格數(shù)據(jù)你可得出何種結(jié)論？ 提示：不同種類細胞的細胞周期持續(xù)時間不同。 1．具有細胞周期的前提條件 (1)只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，有些細胞分裂結(jié)束后不再進行分裂，它們就沒有周期性。如下圖甲細胞就無細胞周期，而乙細胞進行連續(xù)的細胞分裂，具有細胞周期。 (2)生物體有

9、細胞周期的細胞有：受精卵、干細胞、分生區(qū)細胞、形成層細胞、生發(fā)層細胞、癌細胞(不正常分裂)。 3．細胞周期的表示方法 (1)扇形圖 從A點→B點→A點(順時針)，表示一個細胞周期。 (2)直線圖 說明：圖中a＋b或c＋d均表示為一個細胞周期。 1．由細胞形態(tài)判斷，下列細胞中最可能具有細胞周期的是(　　) B　[由圖可知，A是精子、C是肌細胞、D是神經(jīng)細胞，均是已高度分化的細胞，喪失了分裂能力。而B所示的細胞從形態(tài)上看，仍處于原始狀態(tài)，沒有分化，可連續(xù)分裂，具有細胞周期。] 2．如圖1中，ab表示一個細胞周期，cd表示另一個細胞周期。圖2中，按箭頭方向

10、表示細胞周期。從圖中所示結(jié)果分析其細胞周期，不正確的是(　　) A．圖1中的a、圖2中B→A，細胞正在進行DNA復(fù)制 B．圖1中的b、圖2中A→B，會出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的時期 C．圖2中細胞周期可以是從A到B再到A D．圖2中細胞周期可以是從B到A再到B C　[細胞周期的起點是上次分裂完成時，圖1中的a、c段和圖2中的由B到A都是分裂的間期，可以進行DNA的復(fù)制；而圖1中的b、d段和圖2中的由A到B是指分裂期，后期時會出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍；圖2中的細胞周期應(yīng)是由B到A再到B。] 細胞的有絲分裂和無絲分裂 探討：請分析在有絲分裂過程中下列細胞結(jié)構(gòu)主要有哪些變化？ (1)染色

11、體；(2)紡錘體；(3)核膜和核仁。 提示：(1)染色體：復(fù)制→散亂分布于紡錘體中央→著絲粒排列在赤道板上→著絲粒分裂→移向細胞兩極→平均分配到兩個子細胞中　(2)紡錘體：形成(前期)→解體消失(末期)；(3)核膜和核仁：解體消失(前期)→重建(末期)。 探討：若植物細胞染色體和DNA數(shù)都為2n，請分析在細胞分裂過程中，染色體和DNA數(shù)量變化過程。 提示：染色體：2n→4n→2n。DNA：2n→4n→2n。 探討：有絲分裂過程中，細胞內(nèi)DNA分子數(shù)和染色體數(shù)加倍分別發(fā)生在什么時期？染色單體形成于何時，消失于何時？什么時期存在染色單體？ 提示：細胞內(nèi)DNA分子數(shù)加倍在間期，染色體數(shù)加倍

12、在后期。染色單體形成于間期(染色體復(fù)制)，消失于后期(著絲粒分裂)。前、中期存在染色單體。 探討：動植物細胞有絲分裂的相同點和不同點有哪些？ 提示：相同點：染色體變化相同，都是間期完成染色體的復(fù)制，分裂期染色體平均分配到兩個子細胞中。 不同點：前期紡錘體形成的方式不同，末期母細胞分裂成子細胞的方式不同。 探討：動植物細胞有絲分裂過程中與細胞分裂有關(guān)的細胞器及作用有何異同？ 提示：(1)相同點：①線粒體：為細胞分裂提供能量。②核糖體：合成與細胞分裂有關(guān)的蛋白質(zhì)。 (2)不同點：①動物細胞有中心體：分裂前期，兩組中心粒發(fā)出的星射線形成紡錘體，牽引染色體移動，某些低等植物細胞也有中心體。

13、②植物細胞高爾基體參與分裂，合成纖維素和果膠，形成細胞壁。 探討：無絲分裂有遺傳物質(zhì)的復(fù)制和分離嗎？兩個子細胞遺傳物質(zhì)完全相同嗎？ 提示：無絲分裂也有遺傳物質(zhì)的復(fù)制和分離，核遺傳物質(zhì)一定平均分配，否則不能保證子細胞遺傳性狀的穩(wěn)定性。但細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)并不平均分配，因此總的遺傳物質(zhì)不完全相同。 1．染色體、染色單體、DNA的數(shù)量關(guān)系 (1)染色體數(shù)＝著絲粒數(shù)，即根據(jù)著絲粒數(shù)計算染色體數(shù)。 (2)當染色單體存在時，染色體∶染色單體∶DNA＝1∶2∶2。 (3)當無染色單體存在時，染色體∶DNA＝1∶1。 2．有絲分裂過程細胞中DNA含量、染色體數(shù)、染色單體數(shù)的變化(生物體細胞中

14、DNA含量為2C，染色體數(shù)為2N) (1)DNA含量、染色單體數(shù)、染色體數(shù)含量變化 項目 間期 前期 中期 后期 末期 DNA含量 2C→4C 4C 4C 4C 4C→2C 染色單體數(shù) 0→4N 4N 4N 4N→0 0 染色體數(shù) 2N 2N 2N 2N→4N 4N→2N (2)根據(jù)上表中數(shù)據(jù)可以作出DNA含量、染色體數(shù)目、每條染色體上DNA 含量變化曲線 說明： ①a→b，l→m的變化原因都是DNA分子復(fù)制。 ②f→g，n→o的變化原因都是著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，形成子染色體。 ③c→d，n→o的曲線變化很相似但所處時

15、期不同。 ④c→d，h→i的變化原因都是一個親代細胞分裂成兩個子代細胞。 ⑤染色單體的數(shù)量起點為0，終點也為0。 3．動植物細胞有絲分裂最可靠的判斷 在一些低等植物細胞里，也存在著中心體，會出現(xiàn)星射線，因此鑒別一個正在進行有絲分裂的細胞是植物細胞還是動物細胞，最可靠的方法是根據(jù)有絲分裂過程中是形成細胞板，使細胞質(zhì)分割為二，還是細胞膜內(nèi)陷使細胞質(zhì)分割為二作為鑒別依據(jù)。 4．與細胞分裂有關(guān)的細胞器 細胞器 功能 線粒體 主要是供能(DNA復(fù)制、蛋白質(zhì)合成、染色體移動) 中心體 倍增、形成紡錘體(動物、低等植物細胞) 高爾基體 形成細胞板(植物細胞) 核糖體 合成蛋白質(zhì)

16、 1．下列關(guān)于細胞有絲分裂過程的敘述，正確的是(　　) A．前期：染色體復(fù)制一次 B．中期：染色體與DNA數(shù)目相等 C．后期：染色體數(shù)目加倍 D．末期：始終看不到核膜、核仁 C　[染色體復(fù)制在間期，A錯誤；中期染色體數(shù)∶DNA數(shù)＝1∶2，B錯誤；核膜、核仁末期重現(xiàn)，D錯誤；后期著絲粒分裂、染色體數(shù)目加倍，C正確。] 2．洋蔥根尖分生區(qū)細胞在分裂過程中不會出現(xiàn)的是(　　) A．在細胞分裂間期，核糖體合成蛋白質(zhì)功能增強 B．在細胞分裂前期，細胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體 C．在細胞分裂中期，細胞內(nèi)ATP的含量明顯減少 D．在細胞分裂末期，高爾基體為細胞壁形成合成多糖

17、C　[ATP與ADP在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速，使細胞內(nèi)ATP與ADP的含量處在動態(tài)平衡中，因此，在細胞分裂中期，細胞內(nèi)ATP的含量不會明顯減少。] 3．下列關(guān)于無絲分裂的說法錯誤的是(　　) A．分裂過程中無紡錘體和染色體的出現(xiàn) B．無絲分裂過程中也存在DNA的復(fù)制 C．原核生物沒有染色體，能夠進行無絲分裂 D．蛙的紅細胞能進行無絲分裂 C　[因為在分裂過程中無紡錘體和染色體的出現(xiàn)，所以叫做無絲分裂。分裂的實質(zhì)是把遺傳物質(zhì)平均分配給子代，因此在無絲分裂過程中也存在DNA的復(fù)制。無絲分裂是真核生物的細胞分裂方式，蛙的紅細胞能夠進行無絲分裂。] 觀察植物細胞的有絲分裂(實驗) 探

18、討：實驗中在用解離液對根尖進行解離的時候，時間選擇3～5 min，處理時間太短或太長都不好，請思考要嚴格控制時間的原因。 提示：(1)解離時間過長會使根尖過分酥軟且染色體成分會被破壞。 (2)過短會使根尖細胞解離不充分，不能相互分離。 探討：裝片中細胞相互重疊，會導(dǎo)致觀察效果不理想，請思考實驗中有哪些操作可以保證細胞相互分散開？ 提示：(1)解離要充分；(2)用鑷子弄碎；(3)壓片。 探討：視野中處于哪個分裂時期的細胞數(shù)目最多？為什么？ 提示：處于間期的細胞最多，因為細胞周期中間期最長。 探討：在觀察時如何找到分生區(qū)細胞？ 提示：把制成的裝片先放在低倍鏡下觀察，掃視整個裝片，找

19、到呈正方形且排列緊密的細胞即為分生區(qū)細胞。 探討：顯微鏡下觀察到的細胞是死細胞，還是活細胞？ 提示：死細胞，解離過程中細胞已被殺死。 1．解離時間要嚴格控制，時間不能太短或過長。 2．漂洗是為洗去組織中的鹽酸，因此要保證足夠的時間，否則會影響對染色體(質(zhì))的染色。 3．控制染色時間，染色時間不能太短，否則染色體或染色質(zhì)不能完全著色；時間過長則使細胞核等其他部分充滿染色劑無法分辨染色體。 4．對細胞有絲分裂的過程觀察不可能看到連續(xù)的分裂過程，因為在解離過程中細胞已經(jīng)死亡，我們觀察到的只是一個固定的時期，要不斷地移動裝片，在不同的視野中找到各個時期的分裂圖像，所以在制作裝片時要讓細

20、胞分散成一層，這樣才能找到各個分裂時期的細胞。 1．下列關(guān)于“觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂”的敘述，錯誤的是(　　) A．解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細胞分散 B．先用低倍鏡找到分生區(qū)細胞，再換用高倍鏡觀察 C．顯微鏡下絕大多數(shù)細胞中能觀察到染色體 D．探究有絲分裂日周期性可為實驗取材時機提供依據(jù) C　[“觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂”實驗中，解離、用鑷子把根尖弄碎和壓片都有利于根尖分生區(qū)細胞分散開來，A正確；觀察時要先用低倍鏡找到分生區(qū)的細胞，再換用高倍鏡進行觀察，B正確；由于細胞周期中間期所占的時間最長，所以在顯微鏡下絕大多數(shù)細胞處于間期，而間期細胞中不能觀察到

21、染色體，C錯誤；一天的不同時間處于分裂期的細胞數(shù)目不同，因植物品種、室溫等的差異而有所不同，故探究有絲分裂日周期性可為實驗取材時機提供依據(jù)，D正確。] 2．在“觀察洋蔥根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中： (1)解離的目的是______________________，解離適度的標志是________________。 (2)在低倍鏡下觀察到的洋蔥根尖分生區(qū)細胞的特點是________________________；在高倍鏡下看到的細胞大部分處于細胞分裂的間期，原因是________________。 (3)有一位同學(xué)做根尖有絲分裂實驗，在顯微鏡下觀察到的圖像如右圖所示。造成這種情況

22、的原因可能是________________ ①取材位置不合適?、谌〔臅r間不合適?、壑破瑫r壓片力量不合適?、芙怆x時間不合適?、菀曇斑x擇不合適 A．②③　　　　　 B．②⑤ C．①②⑤ D．①③④ [解析]　(3)由圖觀察，細胞多處于未分裂狀態(tài)，故可能是因為取材時間不合適，細胞分裂不旺盛；視野中有一些細胞為長方形，可能取自伸長區(qū)細胞，為取材位置不合適；也有可能是因為視野選擇不當，沒有找到合適的觀察視野；由圖知細胞均分散開，故不可能為③④所述原因。 [答案]　(1)使組織細胞相互分散開來　根尖酥軟 (2)細胞呈正方形，排列緊密　間期在細胞周期中占的比例最大(在細胞周期中間期時間最長)　

23、(3)C [課堂小結(jié)] 知 識 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建 核 心 語 句 歸 納 1.細胞表面積與體積比及核質(zhì)比限制了細胞的長大。 2.只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期。 3.有絲分裂各時期的主要特點： (1)間期：DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。 (2)前期：核膜、核仁消失，染色體和紡錘體出現(xiàn)。 (3)中期：染色體著絲粒排列在赤道板上。 (4)后期：著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，染色體移向兩極。 (5)末期：染色體和紡錘體消失，核膜、核仁重現(xiàn)。 4.動植物細胞有絲分裂的主要區(qū)別在于紡錘體的形成及細胞質(zhì)的分裂方式不同。 1．科學(xué)家用32P標記的磷酸鹽浸泡蠶豆幼苗，追蹤放射性

24、的去向以研究蠶豆根尖細胞分裂情況，得到根尖細胞連續(xù)分裂的時間(單位：h)數(shù)據(jù)如下圖所示。相關(guān)敘述正確的是(　　) A．de階段發(fā)生遺傳物質(zhì)的平均分配 B．bc階段結(jié)束時DNA含量增加一倍 C．cd階段完成與DNA復(fù)制有關(guān)的蛋白質(zhì)的合成 D．一個細胞周期(可表示為cd＋de)等于17.3 h B　[圖示ab、cd、ef為細胞分裂期，主要完成遺傳物質(zhì)的平均分配；bc、de為細胞分裂間期，主要完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，結(jié)果是DNA分子加倍。一個細胞周期包括分裂期和分裂間期，為de＋ef(或bc＋cd)等于17.3 h。] 2．與高等植物細胞有絲分裂相比，下列敘述中不是動

25、物細胞有絲分裂顯著特點的是(　　) A．染色體經(jīng)過復(fù)制后精確均分到兩個子細胞中 B．中心體周圍發(fā)射出星射線 C．在細胞分裂末期，細胞縊裂成兩部分 D．在細胞分裂前期，兩組中心粒分別移向細胞兩極 A　[高等植物細胞中沒有中心體，動物細胞中有中心體，在動物細胞有絲分裂前期，兩組中心粒分別移向細胞兩極，并發(fā)射出星射線形成紡錘體；末期縊裂形成兩個子細胞；不論是動物細胞的有絲分裂還是植物細胞的有絲分裂，都會將復(fù)制后的染色體精確均分到兩個子細胞中。] 3．無絲分裂與有絲分裂最主要的區(qū)別是(　　) A．無染色體的變化和紡錘體的出現(xiàn) B．無染色體的復(fù)制 C．形成的子細胞染色體數(shù)目減少 D．

26、形成的兩個子細胞大小不同 A　[無絲分裂過程中無染色體的變化和紡錘體的出現(xiàn)，但有染色體的復(fù)制；經(jīng)無絲分裂產(chǎn)生的兩個子細胞染色體數(shù)目與親代細胞相同，子細胞大小基本相同。] 4．如圖是具有四條染色體的某細胞進行有絲分裂的簡圖，據(jù)圖回答： (1)該圖是________細胞有絲分裂簡圖，其分裂順序依次是________(用字母表示)。 (2)圖示作為一個細胞周期還缺少處于________期的細胞簡圖。 (3)圖示的細胞分裂結(jié)束后，子細胞內(nèi)含________個DNA分子。 (4)染色體數(shù)目加倍發(fā)生在圖________所示時期，其原因是__________________________________________________。 (5)圖B所處時期的最明顯變化是________________。 (6)DNA分子數(shù)與染色體數(shù)之比為1∶1的圖示是___________。 [答案]　(1)植物　BCAD　(2)分裂間　(3)4　(4)A　著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體　(5)出現(xiàn)染色體和紡錘體　(6)A、D