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課標版 生物 第9講 細胞的增殖,知識一 細胞生長與細胞周期 一、細胞不能無限長大 1.生物體生長的原因:一是細胞的生長,二是① 細胞的分裂 。,2.細胞不能無限長大的原因 限制因素 二、細胞通過分裂進行增殖 1.過程:包括物質(zhì)準備和① 細胞分裂 整個連續(xù)的過程。 2.方式:真核細胞的分裂方式包括:② 有絲分裂 、③ 無絲分裂 和④ 減數(shù)分裂 。 3.意義 (1)單細胞生物:通過⑤ 細胞增殖 而繁衍。 (2)多細胞生物:,(⑥ 生長、發(fā)育 的基礎) 親代 生殖細胞(⑦ 繁殖 的基礎) 三、細胞周期,1.含義:只有① 連續(xù)分裂 的細胞,才有細胞周期,從② 一次分裂完成 時開始,到下一次分裂完成時為止,為一個細胞周期。 2.階段劃分,3.細胞分裂完成后的去向 (1)繼續(xù)分裂:始終處于⑤ 細胞周期 中,保持連續(xù)分裂狀態(tài)。 (2)暫不分裂:仍具分裂能力,一定條件下可回到細胞周期中繼續(xù)分裂,如肝,臟細胞。 (3)⑥ 細胞分化 :失去分裂能力,分化為其他組織器官細胞。,1.判斷有關細胞周期敘述的正誤。 (1)加入過量DNA合成抑制劑,S期細胞將會被抑制。 (√) (2)細胞周期中,分裂間期的持續(xù)時間通常比分裂期的短。(2013海南單科,5 D)(?) (3)S期有DNA復制和核糖體的增生。(2014浙江理綜,5B)(?) (4)真核細胞染色體DNA的復制發(fā)生在有絲分裂前期。 (?) (5)觀察有絲分裂實驗中,視野內(nèi)間期的細胞數(shù)目最多。 (√) (6)細胞種類不同,細胞周期持續(xù)的時間也不同。 (√),2.下列選項中,兩類細胞的染色體數(shù)目均可呈周期性變化的是 ( ) A.蛙的紅細胞與淋巴細胞 B.小鼠骨髓瘤細胞與雜交瘤細胞 C.人的胚胎干細胞與成熟紅細胞 D.牛的精細胞與精原細胞 答案 B 只有連續(xù)分裂的細胞,染色體數(shù)目才會發(fā)生周期性變化。題中 蛙的紅細胞進行無絲分裂;成熟的紅細胞、牛的精細胞均不再進行細胞分 裂;小鼠骨髓瘤細胞、雜交瘤細胞具有細胞周期,能進行分裂。,,3.下列細胞中屬于暫不增殖細胞的是 ( ) A.腎細胞 B.篩管細胞 C.神經(jīng)細胞 D.骨髓細胞 答案 A 從增殖角度看,細胞分為連續(xù)分裂的細胞、暫不增殖的細胞和 終端分化細胞。連續(xù)分裂的細胞,如表皮生發(fā)層細胞、部分骨髓造血干細 胞等;暫不增殖細胞,如某些免疫淋巴細胞、肝細胞、腎細胞及大部分骨髓 干細胞等,在適當刺激下可重新進入細胞周期;終端分化細胞,如神經(jīng)細 胞、肌纖維細胞等。,,知識二 有絲分裂與無絲分裂 一、有絲分裂 1.分裂過程(以高等植物細胞為例),2.動、植物細胞有絲分裂的不同,輕松記憶 細胞有絲分裂各時期特點,1.判斷有關有絲分裂敘述的正誤。 (1)M期相對較短,該期細胞的核膜突顯。(2014浙江理綜,5D)(?) (2)有絲分裂間期DNA復制的過程需要解旋酶參與。(2013海南單科,5B) (√) (3)在蛙受精卵發(fā)育成原腸胚過程中,在細胞內(nèi)不能發(fā)生姐妹染色單體的分 開。(2012四川理綜,1D)(?) (4)真核生物細胞只進行有絲分裂,原核生物細胞只進行無絲分裂。(2011 山東理綜,5B)(?),(5)植物細胞有絲分裂過程中,細胞壁的形成需要高爾基體的參與。(2011 上海單科,17C)(√) (6)赤道板是細胞有絲分裂過程中出現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)。(2013海南單科,5A) (?),2.下表為某同學觀察到的4塊裝片中細胞有絲分裂結(jié)果,能表示動物細胞有 絲分裂前期與末期的裝片依次是 ( ),A.1、3號 B.4、2號 C.1、2號 D.4、3號 答案 C 解答本題的關鍵是理解動物細胞有絲分裂過程各個時期的特,點。編號3、4分別表示的是高等植物細胞有絲分裂末期與前期的特點。,,3.依據(jù)生理特點,鑒定一個正在進行有絲分裂的細胞是植物細胞還是動物 細胞,最可靠的方法是檢查它的 ( ) A.DNA的復制方式 B.是否出現(xiàn)星射線 C.細胞質(zhì)分為兩部分的方式 D.自身蛋白質(zhì)合成的方式 答案 C DNA分子的復制和蛋白質(zhì)的合成是動、植物細胞有絲分裂間 期的共性;而動物細胞和某些低等植物細胞中都有中心體,有絲分裂時,都 是由中心體發(fā)出星射線形成紡錘體,故僅憑B項也是不全面的。動物細胞 一分為二的方式為細胞膜內(nèi)陷,植物細胞則是在中部形成細胞板并擴展形,,成細胞壁從而將細胞一分為二,以細胞質(zhì)分為兩部分的方式鑒定動植物細 胞是最可靠的方法。,4.圖a、b、c、d分別是一些生物細胞某個分裂時期的示意圖,下列有關描 述正確的是 ( ) A.a圖表示植物細胞有絲分裂中期 B.b圖表示人紅細胞分裂的某個階段 C.c圖表示細胞分裂過程,甲→甲是一個細胞周期 D.d圖細胞中含有8條染色單體,答案 D 圖a中出現(xiàn)細胞板,表示植物細胞處于有絲分裂末期;圖b為無 絲分裂,而人的紅細胞只能由造血干細胞分裂形成,而不能由紅細胞自身分 裂產(chǎn)生;圖c為有絲分裂的一個細胞周期,乙→乙是一個細胞周期;圖d細胞 中染色單體有8條。,突破一 細胞周期與有絲分裂 1.細胞周期的表示方法,2.分裂間期的物質(zhì)變化 根據(jù)物質(zhì)合成的特點,可將分裂間期劃分為G1期(DNA合成前期)、S期 (DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)三個時期。分裂期也稱為M期。 (1)G1期:合成DNA所需蛋白質(zhì)的合成和核糖體的增生。 (2)S期:完成DNA復制——每條染色體上1個DNA復制為2個DNA,且兩個 DNA位于兩條染色單體上,兩條染色單體由一個著絲點連在一起,即:,(3)G2期:合成有絲分裂所必需的一些蛋白質(zhì)。 易混辨析 并非所有的細胞都有細胞周期 (1)只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期。只分裂一次便不再分裂的細胞 沒有細胞周期。 (2)進行減數(shù)分裂的細胞不具有細胞周期。 典例1 科學家用32P標記的磷酸鹽浸泡蠶豆幼苗,追蹤放射性元素的去向 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)的 數(shù)據(jù)如圖所示。下列敘述正確的是 ( ),A.DE階段發(fā)生遺傳物質(zhì)的平均分配 B.CD階段完成與DNA復制有關的蛋白質(zhì)的合成 C.BC階段結(jié)束時DNA含量增加一倍 D.“CD+DE”為一個細胞周期,等于17.3 h 解析 細胞分裂間期較長,BC、DE為分裂間期,CD和EF為分裂期。DNA 復制和有關蛋白質(zhì)合成、DNA含量加倍都發(fā)生在間期,遺傳物質(zhì)的平均分 配發(fā)生在分裂期。 答案 C,,1-1 (2015河北唐山一中期中考試,53)細胞周期包括分裂間期(分為G1期、 S期和G2期)和分裂期(M期)。細胞周期的時間測定可在體外采用短暫3H- TdR(胸苷)脈沖標記,然后洗脫標記物,細胞繼續(xù)沿細胞周期運轉(zhuǎn)。下圖是 一種通用的測定細胞各時期時間的方法[(2)~(5)答題時用tG1、tS、tG2、 tM表示各時期的時間,Tc表示細胞周期]。據(jù)此及相關知識回答下列問題:,(1)一開始處于S期的細胞均被放射性標記,而處于G2、M、G1期的細胞均 未被標記,可推知S期進行 。 (2)由細胞周期輪盤表來看,經(jīng)過相當于 期的一段時間,被標記的細 胞開始進入M期,該時間為3小時。 (3)當M期細胞的50%被標記首次出現(xiàn)時,相當于經(jīng)歷的時間為 ,該 時間為3.5小時。 (4)當標記的M期細胞減少到50%時,經(jīng)歷的時間為10.5小時,該時間相當于 經(jīng)歷 的時間。 (5)當標記的細胞第二次出現(xiàn)在M期時,相當于經(jīng)歷的時間為 ,該時 間為25小時。,(6)計算出該細胞的一個細胞周期共耗時 小時。(填實際數(shù)字) 答案 (1)DNA的復制 (2)G2 (3)tG2+1/2tM (4)tS+tG2+1/2tM (5)Tc+tG2 (6)22 解析 (1)3H-TdR(胸苷)結(jié)合磷酸分子形成的胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸是 構(gòu)成DNA的基本單體,處于S期的細胞均被放射性標記,可推知S期進行 DNA的復制。(2)細胞周期進行的順序依次是G1期、S期、G2期、M期。,,(3)當M期細胞的50%被標記首次出現(xiàn)時則最早進入M期的細胞處于1/2tM (在S期臨結(jié)束前被標記的),經(jīng)歷的時間為tG2+1/2tM。(4)當標記的M期細 胞減少到50%時,則最晚被標記的細胞(在被標記時剛進入S期的細胞)已經(jīng) 到達M期的中間,即經(jīng)歷的時間為tS+tG2+1/2tM。(5)當標記的細胞第二次 出現(xiàn)在M期時,結(jié)合(2)推斷相當于經(jīng)歷的時間為Tc+tG2。(6)根據(jù)上述(2)tG 2為3小時,(5)Tc+tG2為25小時,推斷一個細胞周期即Tc=25-3=22(小時)。,突破二 有絲分裂過程中染色體、DNA等的變化規(guī)律 1.染色體、染色單體、DNA三者之間的關系,(2)當無染色單體存在時,染色體數(shù)∶核DNA分子數(shù)=1∶1。 2.有絲分裂過程中的“加倍”,(1)當有染色單體存在時,染色體數(shù)∶染色單體數(shù)∶核DNA分子數(shù)=1∶2∶2。,(1)與有絲分裂有關的細胞器及其生理作用,3.有絲分裂過程中細胞器的作用與分配,(2)分裂過程中細胞器的分配 ①中心體經(jīng)復制后,均等分配到兩個子細胞中。 ②線粒體、葉綠體等細胞器隨機、不均等地分配到兩個子細胞中。 易混辨析 (1)有絲分裂后期著絲點分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果 用秋水仙素處理抑制紡錘體形成,無紡錘絲牽引著絲點,復制后的染色體的 著絲點照樣分裂,使細胞中染色體數(shù)目加倍,這就說明著絲點分裂不是紡錘 絲牽引所致。 (2)赤道板與細胞板的區(qū)別 赤道板不是細胞結(jié)構(gòu),是一假想的平面,在光學顯微鏡下看不到;細胞板是 一真實結(jié)構(gòu),在光學顯微鏡下能看到,出現(xiàn)在植物細胞有絲分裂的末期。,1.有絲分裂中幾種結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的變化規(guī)律,2.有絲分裂中染色體、染色單體、DNA的數(shù)量變化模型,典例2 圖A為某生物體細胞有絲分裂示意圖,圖B表示在一個細胞周期(G 1、S、G2組成分裂間期,M為分裂期)中的細胞核內(nèi)DNA含量的變化曲線; 圖C表示處于一個細胞周期中各個時期細胞數(shù)目的變化(用特殊的方法在 一個培養(yǎng)基中測得的),請據(jù)圖作答。,(1)圖A表示的是 (填“動物”或“高等植物”)細胞進行有絲分裂 的 期。此期細胞中有 條染色單體,此細胞在分裂末期不 出現(xiàn)細胞板,理由是 。,(2)若圖A表示胚胎干細胞,正處于培養(yǎng)液中,則在正常的情況下,與其吸收無 機鹽離子有關的細胞器主要有 。(寫出兩種) (3)C圖中的DNA含量由2C到4C的細胞,處在B圖的 期(填寫圖中符 號)。 (4)培養(yǎng)過程中若用DNA合成抑制劑處理,C圖中DNA含量為 (C) 的細胞數(shù)量會增加。 (5)用胰蛋白酶處理染色體后,剩余的細絲狀結(jié)構(gòu)是 。 解題關鍵,解析 (1)圖A為動物細胞有絲分裂中期,有4條染色體、8條染色單體。 (2)胚胎干細胞吸收無機鹽的方式是主動運輸,與線粒體(供能)和核糖體(合 成載體蛋白)有關。(3)S期正在進行DNA分子的復制,核DNA含量由2C到4 C。(4)抑制DNA復制,則會使細胞停留在G1期,C圖中核DNA含量為2C的細 胞增多。(5)染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成。 答案 (1)動物 中 8 該細胞是一個動物細胞,沒有細胞壁 (2)線粒 體、核糖體 (3)S (4)2 (5)DNA,2-1 下列有關高等植物細胞有絲分裂中細胞器的作用,不正確的是 ( ) A.在間期,核糖體上合成DNA聚合酶和RNA聚合酶 B.在間期,線粒體為蛋白質(zhì)的合成和DNA復制提供能量 C.在前期,兩組中心粒之間的星射線形成紡錘體 D.在末期,高爾基體為細胞壁形成合成纖維素 答案 C 解析 高等植物細胞內(nèi)不含中心體,高等植物細胞有絲分裂前期形成的 紡錘體是由細胞兩極發(fā)出的紡錘絲形成的。,,2-2 圖為具有6條染色體的某生物細胞進行有絲分裂過程的幾個階段,據(jù) 圖分析回答下列問題: (1)根據(jù)丙圖的變化特征,可以判斷該圖示表示動物細胞還是植物細胞的有 絲分裂? 。判斷的依據(jù)是 。,(2)觀察染色體的最佳時期是 圖。 (3)染色單體數(shù)和DNA數(shù)目相等的細胞是圖中的 。 (4)上述細胞有絲分裂的先后順序是 (用甲、乙、丙、丁表示)。 (5)作為一個完整的細胞周期,該圖中缺少了細胞周期的 期,該期細胞內(nèi) 的主要變化特點是 。 答案 (1)植物細胞 出現(xiàn)細胞板 (2)甲 (3)甲、乙 (4)乙→甲→丁→丙,(5)間 進行DNA的復制和有關蛋白質(zhì)的合成 解析 (1)丙細胞出現(xiàn)細胞板,可以判斷該圖示細胞為植物細胞。(2)由于 中期染色體的螺旋度最高,染色體形態(tài)清晰、穩(wěn)定,所以一般選擇中期細胞 觀察染色體。(3)題圖中存在染色單體的時期有前期和中期,此時染色單體 數(shù)和DNA數(shù)目相等。(4)根據(jù)圖中染色體的變化特征確定各個時期及其變 化順序是:乙(前期)→甲(中期)→丁(后期)→丙(末期)。(5)作為一個完整的 細胞周期,該圖中缺少了細胞周期的間期,此時期細胞內(nèi)進行DNA的復制和 有關蛋白質(zhì)的合成。,實驗 模擬探究細胞表面積與體積的關系 1.模擬探究細胞表面積與體積的關系 (1)模擬原理 ①酚酞遇NaOH呈紫紅色。 ②瓊脂塊大小模擬細胞大小。 ③物質(zhì)擴散體積與總體積之比表示物質(zhì)運輸效率。 (2)實驗步驟,突破三 實驗 觀察細胞的有絲分裂,測量、記錄、計算,得出結(jié)果 (3)實驗結(jié)論 細胞體積越大,其相對表面積越小,細胞與周圍環(huán)境之間物質(zhì)交流的面積 相對越小,物質(zhì)運輸?shù)男试降汀?2.觀察根尖細胞的有絲分裂,(1)原理 ①高等植物體的分生區(qū)細胞能進行有絲分裂,使用高倍顯微鏡可觀察到 有絲分裂各個時期細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài),從而判斷這些細胞各處于 有絲分裂的哪個時期。 ②龍膽紫或醋酸洋紅等堿性染料可將染色體染成深色。 ③鹽酸和酒精的混合液可使組織中的細胞相互分離。 (2)操作步驟,1.根據(jù)染色體變化識別細胞分裂時期 (1)染色質(zhì)變?yōu)槿旧w,染色體散亂分布→前期,如圖1。 (2)著絲點排列在赤道板上→中期,如圖2。,(3)著絲點分裂,染色體數(shù)目增加一倍→后期,如圖3。 (4)染色體變成染色質(zhì)→末期,如圖4。 2.根據(jù)柱狀圖判斷細胞分裂時期(以二倍體生物為例) (1)根據(jù)染色單體變化判斷各時期,染色單體 (2)根據(jù)比例關系判斷各時期: DNA∶染色體∶染色單體 = 典例3 (2014江西瑞金一中三次月考,18)在“觀察植物細胞有絲分裂”實 驗中,三位實驗人員制作洋蔥根尖裝片的操作步驟(“+”表示操作,“-” 表示未操作)如下表所示:,則甲、乙、丙觀察到的實驗現(xiàn)象分別是 ( ) A.細胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細胞分散染色體清楚 B.細胞分散但看不到染色體、染色體著色清楚、細胞分散染色體清楚 C.細胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細胞著色清楚但看不到染色體 D.染色體著色很淺不清楚、細胞分散染色體清楚、細胞分散染色體清楚 解題關鍵 解析 解離的目的是使細胞分散開,甲未解離,細胞相互重疊;漂洗的目的 是洗去解離液,便于染色,乙未漂洗,影響染色效果,染色體著色很淺不清楚;,,根尖5~7 mm處為伸長區(qū),伸長區(qū)細胞已失去分裂能力,染色體呈染色質(zhì)狀 態(tài),觀察不到染色體。 答案 C,典例4 (2014湖北部分重點中學聯(lián)考,13)如圖是某生物體細胞有絲分裂的 不同分裂時期的圖像,對圖像的描述正確的是 ( ) A.該生物可能是低等植物,B.甲、乙、丙三細胞內(nèi)染色體、染色單體與DNA分子數(shù)比例都為1∶2∶2 C.甲細胞進行中心體復制,發(fā)出星射線,形成了紡錘體 D.甲、乙、丙三細胞分別處于有絲分裂的前期、后期和中期 解題關鍵 染色體行為和數(shù)目 分裂時期 分析作答 解析 該生物細胞無細胞壁,A錯誤;乙細胞中染色體、染色單體與DNA 分子數(shù)比例為1∶0∶1,B錯誤;中心體在間期復制,甲圖細胞處于前期,C錯 誤。 答案 D,,3-1 某小組進行觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂的實驗,下列關于該 實驗的敘述正確的是 ( ) A.鹽酸和酒精混合液主要起固定作用 B.顯微鏡下絕大多數(shù)細胞中能觀察到染色體 C.觀察到分裂末期細胞內(nèi)細胞板向四周擴展形成新的細胞壁 D.探究有絲分裂日周期性可為一天當中實驗取材的時機提供依據(jù) 答案 D 解析 鹽酸和酒精混合液主要起解離作用,故A錯誤。顯微鏡下絕大多數(shù) 細胞處于分裂間期故不能觀察到染色體,故B錯誤。在觀察有絲分裂實驗 中解離時細胞已經(jīng)死亡,故C錯誤。探究有絲分裂日周期性可為一天當中,實驗取材的時機提供依據(jù),故D正確。,,3-2 有1位同學做根尖有絲分裂實驗,在顯微鏡中觀察到的圖像如圖所 示。造成這種情況的原因可能是 ( ) ①取材位置不合適 ②取材時間不合適 ③制片時壓片力量不合適 ④ 解離時間不合適 ⑤視野選擇不合適 A.②③ B.②⑤ C.①②⑤ D.①③④,答案 C 解析 在光學顯微鏡下,分生區(qū)細胞排列緊密,呈正方形,有的細胞正在分 裂。由圖可知:細胞大都沒進行分裂,可能是取材時間不合適,細胞分裂不 旺盛;視野中有些細胞為長形,可能取自伸長區(qū),取材位置不合適;也可能是 視野選擇不當,沒找到合適的視野;細胞均已分散開,故不可能為③④原因 所致。,3-3 圖1、圖2分別表示某種生物細胞有絲分裂過程中某一時期的模式圖, 圖3表示有絲分裂中不同時期每條染色體上DNA分子數(shù)變化,圖4表示有絲 分裂中不同時期染色體和DNA的數(shù)量關系。下列有關敘述不正確的是 ( ) A.圖1所示細胞中共有4條染色體,8個DNA分子;圖2所示細胞中共有0條姐,妹染色單體 B.處于圖3中B→C段的是圖1所示細胞;完成圖3中C→D段變化的細胞分裂 時期是后期 C.有絲分裂過程中不會出現(xiàn)圖4中d所示的情況 D.圖4中a可對應圖3中的B→C段;圖4中c對應圖3中的A→B段 答案 D 解析 圖1中1條染色體中包含2條姐妹染色單體;每條染色單體含有一個 DNA分子,圖2中姐妹染色單體分離后就不能再稱為姐妹染色單體,只能稱 為染色體,A正確。圖3縱坐標含義是“每條染色體上DNA分子數(shù)”,B→C 段1條染色體上有2個DNA分子,對應圖1,C→D段變化表示染色體上DNA,,分子由2個變成1個,表示后期著絲點分裂過程,B正確。圖4中d表示細胞中 DNA含量為2N,染色體數(shù)目為4N,有絲分裂過程中不可能出現(xiàn)這種情況,C 正確。圖4中a可對應有絲分裂后期,圖3中A→B段處于有絲分裂間期,DNA 含量2N→4N,D錯誤。,