第六章第1节第1课时

第1节细胞的增殖第1课时细胞周期和有丝分裂过程目标导航1.探究细胞大小与物质运输的关系，理解细胞不能无限长大的原因。2.结合教材图6—1，阐明有丝分裂细胞周期的概念和分段。3.结合教材图6—2和6—3，掌握植物细胞有丝分裂的过程，重点阐明各阶段的主要变化特征。一、细胞不能无限长大(阅读P110－111)1.细胞大小与物质运输的关系实验实验原理酚酞遇NaOH呈紫红色；用琼脂块的大小模拟细胞的大小；在相同的时间内，用NaOH扩散进入琼脂块的体积与整个琼脂块的体积之比来表示物质运输效率。2.限制细胞大小的主要原因(1)细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。(2)细胞核的控制能力制约细胞的长大。二、细胞通过分裂进行增殖1.细胞增殖的意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。2.增殖方式：以分裂的方式进行增殖。3.过程：包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。4.真核细胞的三种分裂方式：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。三、有丝分裂1.细胞周期概念范围：连续分裂的细胞时间起点：上一次分裂完成时终点：下一次分裂完成时阶段：2.高等植物细胞的有丝分裂(1)分裂间期(约占细胞周期的90%～95%)①完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，细胞适度生长②复制的结果，每条染色体都含有两条姐妹染色单体，DNA数目加倍(2)分裂期时期图像变化特征①前期a.染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体b.细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体c.核仁逐渐解体，核膜逐渐消失d.染色体散乱分布于纺锤体中央②中期a.纺锤丝牵引染色体运动，使其着丝点排列在赤道板上b.染色体形态稳定，数目清晰，便于观察③后期a.着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍b.子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极④末期a.染色体变成染色质丝，纺锤丝消失b.核膜、核仁出现，形成两个新细胞核c.赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展为细胞壁有丝分裂过程——以高等植物细胞为例(连一连)一、细胞不能无限长大1.细胞大小与物质运输关系的模拟实验(1)本实验是模拟实验，实验原理是用琼脂块(内含酚酞试液)模拟细胞，用NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质，用酚酞检测NaOH扩散进入琼脂块的深度，通过计算并比较NaOH扩散的体积与琼脂块总体积的比值，来模拟细胞大小与物质运输效率的关系。(2)实验步骤制备琼脂块：将琼脂块切成3块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体↓浸泡：将琼脂块同时放入质量分数为0.1%的NaOH溶液中，浸泡10min↓切割：捞取、干燥，将琼脂块切成两半↓测量：测量切面上NaOH扩散的深度↓计算、记录：计算不同琼脂块的体积、表面积、NaOH扩散的体积和整个琼脂块体积的比值，记入相应的表格(3)实验结果：在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同。2.细胞不能无限长大的原因分析(1)细胞表面积与体积之比。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运输所需要的时间变长，不能满足细胞新陈代谢的需求。(2)细胞的核质之比：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。根据正方体的体积公式和表面积公式计算结果填入下表，并分析回答问题。琼脂块的边长(cm)表面积(cm2)体积(cm3)表面积与体积之比NaOH扩散深度(cm)NaOH扩散体积与整个琼脂块体积之比16160.51224830.5783542720.519271.在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度是否相同？说明什么？答案基本相同。说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。2.由以上数据可以得出结论：(1)琼脂块的表面积和体积之比随着琼脂块的增大而减小。(2)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)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间进行物质交流的面积相对越小，细胞的物质运输效率就越低。3.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：细胞是不是越小越好？答案不是。组成细胞的结构(如核糖体等)和物质(如酶)必须占据一定的空间，细胞内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。1.对有关“细胞大小与物质运输的关系”实验的叙述不正确的一项是()A.该实验的目的是：通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之比，与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因B.实验记录测量的结果是每一块琼脂小块上，NaOH扩散的深度C.通过模拟实验可以看出，细胞体积越大，其相对表面积越大，细胞的物质运输的效率就越高D.实验所用的琼脂小块内含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫红色问题导析(1)物质运输效率可以通过在相同时间内，物质扩散进入细胞的体积与细胞的总体积之比来表示。(2)实验记录测量的结果是在相同时间内，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。(3)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。答案C一题多变在探究细胞大小和物质运输的关系实验中：(1)在测量琼脂块变色深度的方法中，正确的测量方法是下图中的(虚线表示测量位置)()(2)该实验的结论是：①NaOH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________。②细胞体积越小，细胞的相对表面积________，物质交换效率________，细胞新陈代谢越________。答案(1)C(2)减小越大越高旺盛二、细胞通过分裂进行增殖和细胞周期1.概念(1)前提条件：连续分裂的细胞。只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞、茎形成层细胞、皮肤生发层细胞等；成熟细胞无细胞周期，如神经细胞、洋葱表皮细胞。减数分裂不具有细胞周期。(2)起止时间：从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。(3)两个阶段：包括分裂间期和分裂期。其中分裂间期占的时间比例大。分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做物质准备，同时细胞有适度的生长。2.细胞周期的不同表示方法方法名称表示方法说明扇形图A→B→C→A为一个细胞周期直线图a＋b或c＋d为一个细胞周期坐标图a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期1.一个细胞周期包括哪两个阶段？这两个阶段时间分配是否平均？答案分裂间期和分裂期。不平均，分裂间期大约占整个细胞周期的90%～95%，分裂期大约占整个细胞周期的5%～10%。2.观察教材表6－1，可以得出细胞周期有哪些特点？答案(1)不同生物的细胞周期持续时间不一定相同；(2)同种生物不同细胞的细胞周期持续时间不一定相同；(3)细胞周期持续时间相同的细胞，分裂间期和分裂期的比例不一定相同。3.试判断下列细胞有无细胞周期，并说明理由。①根尖分生区细胞②胚胎干细胞③皮肤生发层细胞④神经细胞⑤茎的形成层细胞答案①②③⑤有细胞周期，它们都是连续分裂的细胞；④是高度分化的细胞，不再分裂，没有细胞周期。2.如图表示细胞有丝分裂一个细胞周期所用的时间，下列说法正确的是()①甲→乙的过程表示分裂间期②乙→甲的过程表示分裂期③一个细胞周期是指甲→甲的全过程④一个细胞周期是指乙→乙的全过程A.①②④B.④C.③D.①②③问题导析(1)细胞周期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。(2)一个细胞周期可分为两个阶段：分裂间期和分裂期。(3)一个细胞周期内分裂间期时间远远大于分裂期。(4)根据细胞周期中间期和分裂期持续的时间分析，乙→甲为间期，甲→乙为分裂期，而一个细胞周期是从一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止的一段时间，即乙→乙。答案B一题多变下图表示细胞连续分裂的过程，其中能表示一个完整的细胞周期的是____________________，其中能表示分裂间期的是____________________，表示分裂期的是____________________。答案A～C、C～E、E～GA～B、C～D、E～FB～C、D～E、F～G三、有丝分裂1.染色体变化规律(1)染色体形态变化规律(2)染色体行为变化规律复制→螺旋化，散乱分布于纺锤体中央→着丝点排列在赤道面上→着丝点分裂→移向两极，解螺旋。2.植物胞质分裂具体模式赤道板位置出现大量囊泡，转化为细胞板，发展成细胞壁，形成两个子细胞。与植物细胞的高尔基体的活动有关。3.有丝分裂各时期特点记忆口诀间期——复制合成非等闲前期——膜仁消失两体现(核膜、核仁消失，显现纺锤体和染色体)中期——形定数晰赤道齐(染色体的形态固定，数目清晰，着丝点排列在赤道板上)后期——点裂数加均两极(着丝点分裂，染色体数目加倍，并平均移向两极)末期——两消两现分裂完(纺锤体消失，染色体变为染色质；核膜、核仁重新出现)1.染色单体形成于何时，消失于何时？什么时期存在染色单体？答案染色单体形成于间期(染色体复制)，消失于后期(着丝点分裂)。G2、前、中期存在染色单体。2.染色体复制在什么时期？染色体数目加倍在什么时期？数目恢复在什么时期？DNA呢？答案染色体复制在间期，数目加倍在后期，一个细胞中数目恢复在末期结束；DNA复制和数目加倍都是在间期，一个细胞中数目恢复在末期结束。3.洋葱根尖分生区细胞在分裂过程中不会出现的是()A.在细胞分裂间期，核糖体合成蛋白质功能增强B.在细胞分裂前期，细胞两极产生纺锤丝形成纺锤体C.在细胞分裂中期，细胞内ATP的含量明显减少D.在细胞分裂末期，高尔基体与多糖的合成有关问题导析(1)植物细胞有丝分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，因此核糖体功能加强。(2)前期，细胞两极产生纺锤丝形成纺锤体。(3)由于ATP和ADP转化非常迅速，ATP和ADP的含量在细胞中维持相对稳定，所以，ATP的含量不会明显减少。(4)末期高尔基体参与细胞壁的形成，因而与多糖的合成有关。答案C一题多变判断正误：(1)观察染色体最好的时期是后期()(2)染色单体形成于前期，出现于中期，消失于后期()(3)赤道板与细胞板的区别：细胞板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；赤道板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期()答案(1)×(2)×(3)×1.真核细胞的直径一般在10～100μm之间，下列有关生物体细胞不能无限长大的原因的叙述中，不正确的是()A.体积大，物质运输的效率较低B.相对表面积小，有利于物质的迅速转运C.受细胞核所能控制范围的制约D.相对表面积大，有利于物质的转运和交换答案B解析相对表面积小，不利于物质运输。2.下表所列为不同细胞的周期持续时间(h)。据表分析可以得出的结论是()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答案C解析细胞周期包括细胞分裂间期和分裂期，由表中信息可以得出：不同种类细胞的周期持续时间不同，其他选项均与表中内容不符。3.细胞进行有丝分裂时，染色体发生有规律的变化，这些变化的正确顺序是()①染色质缩短变粗成染色体②染色体变细伸长成染色质③组成染色体的DNA复制④染色体排列在赤道板上⑤着丝点分裂，染色体移向两极A.③①④⑤②B.③④①⑤②C.①③④⑤②D.①④③⑤②答案A解析考查有丝分裂中染色体的变化。①发生于前期，②发生于末期，③发生于间期，④发生于中期，⑤发生于后期。4.下列是植物细胞有丝分裂的简图，据图回答：(1)图中的方形框代表细胞的________(结构)。D图的中部结构是________。(2)A图中染色体数目为________。B图中染色体、染色单体、DNA的数目分别为________。(3)着丝点一分为二的时期是____________。(4)图中有丝分裂的正确顺序是(用图中字母和箭头表示)__