2020版高考生物一轮复习 第10讲 细胞的增殖课件 新人教版

第10讲细胞的增殖[考纲要求]1.细胞的生长和增殖的周期性(Ⅱ)。2.细胞的有丝分裂(Ⅱ)。3.细胞的无丝分裂(Ⅰ)。4.实验：(1)观察细胞的有丝分裂。(2)模拟探究细胞表面积与体积的关系。考点一细胞的生长和细胞周期1．细胞不能无限长大(1)实验——细胞大小与物质运输的关系①实验原理a．用不同大小的琼脂块模拟不同大小的______。b．用NaOH在琼脂块中扩散的体积与整个琼脂块的体积的比值模拟细胞的________________。细胞物质运输的效率②实验结果和结论a．在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度__________，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率______。b．NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而______，说明琼脂块的体积越大，物质运输的效率______。基本相同相同减小越低(2)细胞不能无限长大的原因①受____________的制约：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。②受________的制约：细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。相对表面积核质比2．细胞增殖(1)概念：细胞以分裂的方式进行增殖，包括__________和__________整个连续的过程。(2)方式真核生物：无丝分裂、______分裂和______分裂。原核生物：________。(3)意义：是生物体________________________的基础。物质准备细胞分裂有丝减数二分裂生长、发育、繁殖、遗传3．细胞周期(1)范围：连续进行______分裂的细胞才有细胞周期。(2)概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到________分裂完成时为止，为一个细胞周期。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期完成____________________________________，为分裂期进行物质准备，同时细胞有适度的生长。(3)细胞周期的特点：不同种类的细胞，其细胞周期不一定相同，分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同。有丝下一次DNA分子的复制和有关蛋白质的合成1．并非所有分裂的细胞都有细胞周期只有有丝分裂的细胞“连续分裂时”才具有(无丝分裂、减数分裂不具有细胞周期)细胞周期。能连续分裂的细胞包括动物的受精卵、精(卵)原细胞、皮肤生发层细胞、造血干细胞、癌细胞、杂交瘤细胞等，植物的根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织细胞、茎的形成层细胞、受精卵等。2．细胞周期的四种常用表示方法3．与细胞周期相联系的知识(1)联系基因突变：在细胞分裂间期的S期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。(2)联系染色体变异：在细胞分裂期的前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。(3)联系细胞癌变：用药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。(4)联系免疫：在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂，使细胞周期缩短。4．判断一个完整的细胞周期的方法(1)“先长后短”：一个细胞周期一定要先经过一个长的间期，再经过一个短的分裂期。(2)“终点到终点”：从完成时开始，到完成时结束，为一个细胞周期。(3)“先复制后分裂”：一个细胞周期一定要先完成DNA的复制，才能完成细胞的分裂。[教材对接高考]1．(2018·高考全国卷Ⅲ，T2A)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量。()探源：必修1P112文字信息。2．(高考全国卷Ⅱ，T2A)同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是二者所处的细胞周期不同。()探源：必修1P112文字信息。××3．[必修1P111“批判性思维”]细胞体积并不是越小越好，细胞的最小限度由什么来决定？提示：由完成细胞功能所必需的基本结构(如核糖体)和物质(如酶)所需的空间决定。4．[必修1P115“拓展题”]卵细胞为什么体积比较大？提示：卵细胞的卵黄中贮存了大量营养物质，卵裂初期所需的营养物质由卵黄提供，不是靠细胞外物质的输入；细胞的表面积与体积之比限制细胞的物质运输，而卵细胞内部储存了大量的营养物质，可以长得比较大。思维探究1．[必修1P114“技能训练”]解释某些个体较大的原生动物出现两个细胞核，有些原生动物出现伸缩泡。提示：单细胞动物较大，细胞出现多核，有利于控制细胞；细胞内出现伸缩泡，有利于增大细胞的膜表面积，有利于物质交换。2．下表是几种细胞细胞周期的持续时间(t/h)，据表分析：细胞类型分裂间期分裂期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞15.32.017.3小鼠十二指肠上皮细胞13.51.815.3人的肝细胞21122人的宫颈癌细胞20.51.522(1)这些增殖细胞的细胞周期有怎样的特点？提示：不同种类的细胞，其细胞周期不一定相同，分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同；同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间也不相同。(2)若用上述细胞观察细胞的有丝分裂，选择哪种细胞最有利于各时期的观察？说明理由。提示：十二指肠细胞。因为细胞周期中分裂期相对较长。题点一细胞不能无限长大的原因分析1．下列关于“细胞大小与物质运输关系”的实验的说法，错误的是()A．琼脂中的酚酞遇到NaOH呈现紫红色B．琼脂块越小，NaOH扩散的速率就越快C．以琼脂块的大小表示细胞大小D．NaOH扩散体积与总体积比表示细胞物质运输效率B解析：选B。实验所用的琼脂小块上含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫红色，便于观察，A正确；NaOH在不同大小的琼脂块中扩散的速率相同，B错误；该实验中，用琼脂块的大小表示细胞大小，C正确；NaOH扩散体积与总体积之比可表示细胞物质运输效率，D正确。2．以下有关细胞大小和分裂的叙述正确的是()A．细胞体积越小，表面积也越小，物质运输效率越低B．细胞不能无限长大的原因之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加C．人的成熟红细胞可以进行有丝分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂D．原核细胞只能通过无丝分裂增加数目B解析：选B。细胞体积越小，其相对表面积越大，物质运输效率越高，A错误；细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加也导致细胞不能无限长大，B正确；人的成熟红细胞为分化细胞且没有细胞核，不能发生细胞分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂，C错误；无丝分裂是真核生物的细胞分裂方式，D错误。题点二细胞周期的特点与判断3．下列据图描述细胞周期的相关说法正确的是()CA．甲图中的S期位于丙图中的a→b段B．一个完整的细胞周期是指乙中的a＋b段或b＋c段C．用秋水仙素作用于丙细胞可使细胞分裂停留在a→b段D．细胞中含有染色单体的时间段是M或b、d或a→b段解析：选C。甲图中的S期属于间期，而丙图中的a→b段是分裂期，A项错误；一个完整的细胞周期是指乙中的a＋b段或c＋d段，B项错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使丙细胞分裂停留在a→b段，C项正确；图中M或b、d或a→b段均表示分裂期，分裂期的后期和末期无染色单体，间期的G2期已形成染色单体，D项错误。4．细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组，每组的细胞数如下图。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是()DA．乙组细胞正在进行DNA复制B．细胞分裂间期的时间比分裂期长C．丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍D．将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少解析：选D。由甲、乙、丙细胞数可以看出处于间期细胞多，推断出细胞分裂间期时间比分裂期长。(正因为细胞分裂间期比分裂期长，所以我们用显微镜看处在细胞周期的细胞时，看到的多是处于细胞分裂间期的细胞)当周期阻断在DNA复制前时，大多细胞不能再进入分裂期，所以DNA含量为2C的甲组细胞数目应该是增加的。题点三细胞周期的研究方法及探究思路5．荧光染料PI(碘化丙啶)是一种可对DNA染色的细胞核染色试剂，在嵌入双链DNA后释放红色荧光，并且荧光强度和双链DNA的含量成正比，常用于细胞周期的检测。回答下列问题：(1)PI不能进入活细胞，但能进入细胞膜破损的细胞，该现象体现细胞膜具有__________的功能，这种功能主要取决于细胞膜中蛋白质的__________。(2)若一个连续分裂的细胞第一次分裂完成时，经PI染色后测得每个细胞的荧光强度为2，那么，理论上每个细胞在分裂间期和分裂末期的荧光强度分别为__________、__________。(3)细胞分裂间期前两个阶段分别是G1期(细胞周期的第一阶段)、S期(DNA复制期)，为了验证药物X对G1期无影响，但能阻断S期，现提供G1、S期细胞及培养液、PI染液、试剂Y(对细胞周期无影响且能快速去除药物X)，各分裂时期的时间是一定的，请简要写出实验设计的思路及预期实验结果。解析：(1)由于细胞膜具有控制物质进出的作用，因此活细胞的细胞膜能识别并阻止PI的进入，这种功能主要取决于细胞膜中蛋白质的数量和种类。(2)若一个连续分裂的细胞第一次分裂完成时，经PI染色后测得每个细胞的荧光强度为2，那么，复制之前为2，复制后为4，因此在分裂间期荧光强度为2～4，分裂末期还处于一个细胞中，其荧光强度为4。(3)为了验证药物X对G1期无影响，但能阻断S期，说明该实验的自变量为细胞所处的时期，因变量为荧光强度，实验设计思路为：将等量的G1、S期细胞分为甲、乙两组，在两组细胞培养液中加入等量的药物X，培养一段时间(时间长度为G1＋S)后，加入等量的试剂Y，经PI染液染色后检测甲、乙两组每个细胞的荧光强度。由于药物会阻断S期，对G1期无影响，则乙组细胞未进行DNA的复制，而甲组细胞能进行DNA的复制，因此培养后预期实验结果是甲组荧光强度是乙组的两倍。答案：(1)控制物质进出数量和种类(2)2～44(3)实验设计思路：将等量的G1、S期细胞分为甲、乙两组，在两组细胞培养液中加入等量的药物X，培养一段时间(时间长度为G1＋S)后，加入等量的试剂Y，经PI染液染色后检测甲、乙两组每个细胞的荧光强度。预期实验结果：甲组荧光强度是乙组的两倍。考点二有丝分裂与无丝分裂1．有丝分裂过程——以高等植物细胞为例(连线)2．动植物细胞有丝分裂的主要区别纺锤丝星射线细胞板细胞膜凹陷3．细胞有丝分裂的意义将亲代细胞的染色体经过______之后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了__________的稳定性。复制遗传性状4．无丝分裂纺锤丝染色体蛙的红细胞1．有丝分裂过程中相关结构的变化(1)染色体形态和行为的变化：①染色体形态变化②染色体行为的变化(2)有丝分裂过程中的“加倍”的结构及原因成分或结构时期原因DNA间期DNA复制染色体后期着丝点分裂中心体间期中心体复制细胞核末期新核膜已经形成，细胞质尚未分裂2.细胞分裂图像的识别(1)根据染色体变化识别细胞分裂时期①染色质变为染色体，染色体散乱分布→前期，如图1。②着丝点排列在赤道板上→中期，如图2。③着丝点分裂，染色体数目增加一倍→后期，如图3。④染色体变成染色质→末期，如图4。(2)“三看”法界定动物细胞和高等植物细胞有丝分裂图像(3)根据柱状图判断细胞分裂时期(以二倍体生物为例)①根据染色单体变化判断各时期染色单体有→G2期、前期、中期，如甲图无后期、末期，如乙图G1期，如丙图②根据比例关系判断各时期DNA∶染色体∶染色单体＝4N∶2N∶4N→G2期、前期、中期，如甲图4N∶4N∶0→后期、末期，如乙图2N∶2N∶0→G1期，如丙图3．“模型法”表示有丝分裂过程中染色体、核DNA和染色单体的数量变化模型变化原因规律分析a→b：间期DNA复制c→d：末期DNA随染色体平均分配到两个子细胞中g→h：后期着丝点分裂i→j：末期染色体平均分配到两个子细胞中①间期DNA分子复制使DNA含量加倍，但染色体没加倍，而是每条染色体上含有2条姐妹染色单体；②染色体加倍发生在后期着丝点分裂时；③DNA和染色体数目减半的原因相同模型变化