第六章第1节细胞的增殖(一)

第六章细胞的生命历程第1节细胞的增殖(一)[学习导航]1．通过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。[难点]2.理解有丝分裂细胞周期的概念和分段。[重点]3.掌握植物细胞有丝分裂的过程，概述各阶段的主要变化特征。[重点]一、细胞不能无限长大(阅读教材P110～P111)不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要决定于细胞数量的多少。1．实验：细胞大小与物质运输的关系(1)步骤(2)结果讨论①当NaOH与含酚酞的琼脂块相遇时，其中的酚酞变成紫红色→从琼脂块的颜色变化就可知道NaOH扩散的深度②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③NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小→NaOH的运输效率随琼脂块的增大而减小(3)结论细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间物质交换的面积相对减小，物质运输的效率降低。点拨该实验中，NaOH扩散速率相同，因而单位时间内扩散深度相同，而NaOH的扩散体积与整个琼脂块体积的比值不同。2．限制细胞无限长大的因素(1)表面积与体积的关系限制了细胞的长大。(2)细胞核与细胞质之间的比例关系限制了细胞的长大。二、细胞通过分裂进行增殖(阅读教材P111～P112)1．细胞增殖：包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。2．分裂方式：真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。三、有丝分裂(阅读教材P112～P113)1．细胞周期(1)前提条件：连续分裂的细胞。(2)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：分裂间期和分裂期。2．分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。3．分裂期(以高等植物细胞为例)图示时期主要变化前期(1)染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体(2)从细胞两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体(3)核仁逐渐解体，核膜逐渐消失(4)染色体散乱地分布于纺锤体的中央中期(1)纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝点排列在赤道板上(2)染色体的形态稳定、数目清晰，便于观察后期(1)着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍(2)子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极末期(1)染色体变成染色质丝，纺锤丝消失(2)核膜、核仁出现，形成两个新细胞核(3)赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展为细胞壁1．识图2．判断(1)细胞越大，细胞的物质运输效率越高。(×)分析：细胞越大，细胞表面积与体积之比越小，细胞与外界环境之间物质交换的面积相对越小，所以细胞的物质运输效率越低。(2)只要能分裂的细胞就一定具有细胞周期。(×)分析：只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，总是从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。(3)连续分裂的细胞，计算细胞周期开始的时间应从细胞核开始形成时开始。(×)分析：应从子细胞形成时。(4)要观察细胞内染色体的形态和数目，最好选择处于有丝分裂后期的细胞。(×)分析：最好选择分裂中期的细胞。(5)有丝分裂过程中，细胞内的染色体的数目发生规律性变化。(√)(6)使用高倍镜可观察到赤道板和细胞板的时期分别是中期和末期。(×)分析：看不到赤道板，赤道板只是一个虚拟的位置。主题一细胞周期的表示方法1．结合扇形图分析从A→B→A，表示一个细胞周期。2．结合线段图分析a＋b或c＋d表示一个细胞周期。3．结合曲线图分析a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期。(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期。有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有细胞周期。(2)生物体有细胞周期的细胞有：受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。(3)细胞周期必须是间期在前，分裂期在后，不能颠倒。(4)不同细胞的细胞周期持续时间不同。1．如图所示为细胞分裂的一个细胞周期，下列说法正确的是()A．甲→乙的过程表示分裂间期B．乙→甲的过程表示分裂期C．一个细胞周期是指甲→甲的全过程D．一个细胞周期是指乙→乙的全过程解析：选D。根据扇形面积的比例可以看出，以箭头方向甲→乙为细胞有丝分裂的分裂期，乙→甲为分裂间期，一个完整的细胞周期是从一次分裂完成即图中的乙点，到下一次分裂完成时(即乙点)为止，所以一个完整的细胞周期应该是乙→乙。2．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()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：选B。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。主题二植物细胞的有丝分裂过程分析1．结合下图，探究染色体、染色单体、DNA分子三者之间的关系(1)姐妹染色单体是染色体经过复制后仍连接在同一个着丝点上的两条染色单体；当着丝点分裂后，两条姐妹染色单体就分开成为独立的染色体。(2)染色体数目是根据着丝点数目来计数的，有几个着丝点就有几条染色体。(3)无染色单体时，染色体∶DNA＝1∶1；有染色单体存在时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。2．结合下图，分析细胞内染色体、染色单体、DNA分子的规律性变化项目时期染色体形态变化染色体行为变化染色体(2N)数目变化染色单体数目变化DNA(2C)数目变化间期复制2N0→4N2C→4C前期散乱分布于纺锤体中央2N4N4C中期着丝点排列在赤道板上2N4N4C后期着丝点分裂移向两极2N→4N4N→04C末期平均分配到两个子细胞中去4N→2N04C→2C小组讨论(1)有丝分裂过程中，DNA分子含量加倍与染色体数目加倍的时期相同吗？提示：不相同。DNA分子含量加倍发生在间期，染色体数目加倍发生在后期。(2)如何判断一条曲线表示的是DNA含量变化，还是染色体数目变化？提示：判断依据是曲线中是否存在“斜线”。曲线中有“斜线”存在，则为DNA含量变化；若无“斜线”存在，则为染色体数目变化。染色体、DNA数量变化曲线(1)a～b、m～n的变化原因是间期DNA分子复制。(2)g～h、o～p的变化原因是后期着丝点分裂，姐妹染色体单体分开，形成两条染色体。(3)c～d、i～j的变化原因是末期细胞分裂，染色体(DNA)平均分配到两个子细胞中去。(4)染色单体数量的起点为0，终点也为0。扫一扫进入91导学网()植物细胞的有丝分裂3．如图是同一细胞分裂不同时期的图像，据图分析可作出的判断是()A．图①②③④表示一个完整的细胞周期B．若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→②C．该种生物的叶肉细胞中共含有6个DNA分子D．染色单体为零的时期是①③解析：选B。根据图中染色体的形态特征可判断出：①②③④分别表示有丝分裂的前期、末期、后期和中期。这四个时期构成了有丝分裂的分裂期，而一个完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期，故A项错误，B项正确；叶肉细胞核DNA有6个，而细胞质的叶绿体和线粒体中也有DNA分子，C项错误；染色单体为零的时期是②③，D项错误。4．(2015·北京石景山区高一检测)如图为某真核细胞分裂过程中细胞核DNA变化图解，下列叙述正确的是()A．在AB段有DNA分子复制和蛋白质的合成B．在CD段该细胞中染色体数不变C．若该细胞是植物细胞，则在CD段该细胞赤道板处已形成细胞板D．若该细胞是植物细胞，则在DE段该细胞中有高尔基体起作用解析：选D。题图为有丝分裂过程中核DNA含量变化曲线。AB段有蛋白质合成但无DNA复制；CD段中，在后期时该细胞中染色体数加倍；植物细胞是在分裂末期(DE段)形成细胞板，扩展成细胞壁，高尔基体与植物细胞壁的形成有关。方法技巧DNA、染色体、染色单体数量变化的特殊时期DNA数目加倍开始的时期→间期；姐妹染色单体形成的时期→间期；染色体数目加倍的时期→后期；染色单体数为零的时期→后期和末期；染色体数与DNA分子数之比为1∶2的时期→前期和中期；染色体数与DNA分子数之比为1∶1的时期→后期和末期。————————————[核心知识小结]————————————[网络构建][关键语句]1．限制细胞不能无限长大的原因：(1)细胞表面积与体积比，(2)细胞核与细胞质的相对比值。2．细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率就越低。3．只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞和皮肤生发层细胞。4．有丝分裂各时期主要特点记忆口诀：间期复制又合成，前期膜仁消失现两体，中期形定数清赤道齐，后期点裂数加均两极，末期两消两现重开始。5．有丝分裂中，DNA加倍在间期，染色体数目暂时加倍在后期。6．与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核糖体、高尔基体、线粒体等。[随堂检测]知识点一细胞周期1．科学家用含32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性物质的去向以研究蚕豆根尖细胞的分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间数据(单位：h)如图所示。下列叙述正确的是()A．DE段发生遗传物质的平均分配B．BC段结束时DNA含量增加一倍C．CD段完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成D．一个细胞周期(可表示为CD＋DE)等于17.3h解析：选B。本题主要考查细胞有丝分裂的特点和细胞周期的概念。通过图中给出的信息可以看出该图包含两个细胞周期，即BC＋CD和DE＋EF。分裂间期主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，在一个细胞周期中持续的时间较长。分裂期主要完成细胞分裂，在一个细胞周期中持续的时间较短。2．(2015·扬州中学测试)细胞增殖是生物体内一项重要的生命活动。如图是某高等植物细胞有丝分裂细胞周期图，请据图分析下列说法不正确的是()A．DNA数目加倍发生在a中的2时期B．细胞周期中，染色体数目加倍发生在g时期C．在h时期内质网的活动旺盛D．在f时期不能用光学显微镜观察到赤道板解析：选C。图中3、2、1分别代表G1、S、G2时期，e、f、g、h分别代表前期、中期、后期、末期。DNA数目加倍发生在分裂间期的S期，染色体数目加倍发生在有丝分裂后期；在末期细胞中部出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁，而与植物细胞细胞壁形成有关的细胞器是高尔基体，C项错误；中期染色体的着丝点排列在赤道板上，但赤道板是一个假想的平面，不是真实结构，在显微镜下不能观察到。知识点二植物细胞有丝分裂过程3．如图为某学生绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图，其中不正确的是()解析：选C。植物细胞有丝分裂过程中由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。纺锤丝牵引着染色体的着丝点，中期排列在赤道板上，后期着丝点一分为二，在纺锤丝牵引下移向两极，所以着丝点是受力点，向细胞两极移动时位置应在前，染色体的两条臂在后。4．如图是对植物细胞有丝分裂时染色体(a)数、染色单体(b)数和DNA分子(c)数的统计图。下列解释肯定不正确的是()A．①可以用于表示细胞分裂的前期B．染色体螺旋化程度最高可在①时C．间期用②表示最恰当D．③可表示细胞分裂完成解析：选C。图①中染色体(a)、染色单体(b)和DNA(c)数目的比值为1∶2∶2，可表示有丝分裂前期或中期，中期染色体螺旋化程度最高。图②与图①相比，染色体加倍，染色单体为零，不可表示有丝分裂间期。图③与图②相比，染色体和DNA数恢复为正常值，可表示细胞分裂完成。5．如图为细胞分裂过程中染色体数目变化曲线和细胞分裂某一时期的结构图。请据图回答下列问题。(1)图A表示细胞的有丝分裂过程，cd段表示细胞分裂进入________期，此时期染色体变化的主要特点是__________________________________________________________________________________