高中生物第1讲细胞的增殖.doc
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1、第四单元细胞的生命历程最新考纲一、细胞的增殖1细胞的生长和增殖的周期性 2细胞的无丝分裂 3细胞的有丝分裂 二、细胞的分化、衰老和凋亡4细胞的分化 5细胞的全能性 6细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系7癌细胞的主要特征及防治 三、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纲解读1限制细胞无限长大的原因及探究2细胞周期的界定及各时期特点的分析3细胞有丝分裂各时期染色体、DNA、染色单体、着丝点与细胞两极距离的变化及分析4无丝分裂的特点及实例5细胞分化的实质及其意义的理解6细胞全能性的原理及应用实例分析7细胞衰老与凋亡对生物体正常发育的意义8细胞癌变的原因及防治探究9细胞分裂、分化和
2、畸形分化特征、原因和结果的理解10通过洋葱根尖有丝分裂装片的制作,观察植物细胞有丝分裂过程第1讲细胞的增殖知识点一模拟探究:细胞大小与物质运输效率的关系(细胞不能无限长大)1实验原理用含有酚酞的大小不同琼脂块模拟大小不同细胞,以NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。探究细胞表面积与体积之比与_的关系。2流程制备琼脂块:用塑料餐刀将琼脂块切成边长分别为_的正方体浸泡:将3块琼脂块放在烧杯内,加入质量分数为0.1%的NaOH溶液,将琼脂块淹没,浸泡_min,用塑料勺不时翻动琼脂块切割:戴上手套,用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液中取出来,用纸巾把溶液吸干,用塑料刀把琼脂块切成两半测量、记录、计算:观察切面
3、,测量每一块上NaOH扩散的深度,记录测量结果,进行计算,并填表3模拟实验的结论细胞体积越大,其_越小,细胞物质运输的效率就越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的_。知识点二细胞增殖的种类想一想:细胞周期外细胞有几种状态?无丝分裂减数分裂:是与产生有性生殖细胞相关的一种细胞分裂方式议一议:无丝分裂有何优越性?判断正误1细胞表面积与体积的关系及细胞核占细胞体积的相对比值都是限制细胞长大的因素()。2细胞都有细胞周期()。3间期耗时大于分裂期()。4动、植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同()。5无丝分裂染色体不复制不均分()。连一连速记口诀前期:膜仁消失显两体中期:形定数晰赤道齐后
4、期:点裂数加均两极末期:两消三现质分离(注意:动物为“两消两现质分离”)解读核膜、核仁消失,显现纺锤体和染色体。染色体的形态稳定,数目清晰,着丝点排列在赤道板上。着丝点分裂,染色体数目加倍,并平均移向两极。两消:纺锤体消失,染色体变为染色质;三现:核膜、核仁重新出现,细胞板出现;细胞质随着新细胞壁的形成而分开。学习笔记: 自我校对:物质运输效率3 cm、2 cm、1 cm10相对表面积长大完成DNA分子复制有关蛋白质合成染色体着丝点着丝点姐妹染色单体染色质细胞壁遗传性状纺锤丝染色体想一想:三种状态:继续增殖细胞,如根尖的分生区细胞、皮肤的生发层细胞。暂不增殖细胞,如肝细胞受伤后可恢复增殖。永不
5、增殖细胞,如神经细胞、肌细胞等。议一议:无丝分裂的分裂过程简单,耗能少,分裂迅速,分裂过程中细胞核保持正常的生理功能(有丝分裂的分裂期细胞核不能转录),具有一定的适应意义,它常见于一些特化、衰老的细胞。判断正误:1.2.3.4.5.连一连:abcde,细胞周期的概念与表示方法1细胞周期概念及时期划分(1)概念: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,为一个细胞周期。(2)细胞周期的时期划分:细胞周期分为分裂间期和分裂期。间期历时长,分裂期历时短。间期在前,分裂期在后。2细胞周期的表示方法(1)常规表示法(扇形图、直线图、曲线图)(2)柱形图表示法B组DNA含量在2n到4n
6、之间,说明细胞正处于DNA复制时期;C组细胞中DNA已经加倍说明细胞处在分裂期。3影响细胞周期的因素(1)内部因素:不同种类的细胞,细胞周期持续的时间不同。间期与分裂期所占比例也不同。(2)外部因素:主要有温度、pH、射线、生理和病理状况等,这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期。因为DNA复制、有关蛋白质合成、能量供给等生理过程都需要酶的参与。本考点高考命题出现两种趋势:一是浅层次判断哪些细胞处于或不处于细胞周期内,二是深入到应用层面分析各期动态变化或进行实验分析。【典例1】(2010江苏卷)细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。下图标注了甲动物(体细胞染色体数为1
7、2)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题。(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约_h后会检测到被标记的M期细胞。(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时间为_期的时间,处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是_。(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约_h后,细胞都将停留在S期。(4)乙动物肠上皮细胞的
8、细胞周期时长为24 h,M期时长为1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用_(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。(5)在光学显微镜下观察,同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞,形态上最主要的区别是_。解析本题借助细胞周期的DNA含量变化曲线考查细胞周期及分裂期特点,同时考查学生的识图判断能力。(1)根据题意S期细胞被标记,洗脱放射性的胸苷后,S期的细胞经G2期变化后变为M期细胞,故最短时间为G2时期,即2.2 h。(2)细胞间期细胞数目最多,因此从M期细胞开始出现,到其所占M期细胞总数比例最大值,即变为间期细胞,故经历的时间为分裂期的时间,即M期的时
9、间。因染色体只在分裂后期加倍,故分裂期染色体数目变化为122412。(3)加入过量胸苷后,只有处于S期的细胞被抑制;刚结束S期的细胞,再次经过G2、M、G1期后再次到达S期后受到抑制,经历时间为2.21.83.47.4 h。其他各期细胞达到S期的时间均短于该时间,故加入胸苷后7.4 h后细胞都停留在S期。(4)从图可知,甲动物分裂期所占时间比例为11.2%;乙动物分裂期的比例是0.08,观察染色体形态变化主要是观察分裂期的细胞,而分裂期细胞数目的增多与其所占细胞周期的时间的比例呈正相关,因此选甲动物作为观察材料。(5)洋葱根尖细胞为高等植物细胞,与动物细胞相比,有细胞壁,因此分裂末期两者的主要
10、区别是动物细胞的细胞质从中央向内凹陷,缢裂为两个;而植物细胞中央出现细胞板。答案(1)2.2(2)M122412(3)7.4(4)甲(5)动物肠上皮细胞膜凹陷,细胞缢裂;洋葱根尖细胞形成细胞板【训练1】(2012南京一模)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/ha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.四种分生组织都能产生吲哚乙酸,促进其细胞分裂B秋水仙素作用于b时期中的细胞,能使其染色体数目加倍C最好选用物种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
11、间都是固定不变的解析吲哚乙酸(生长素)可以促进细胞伸长生长,但不促进细胞分裂;秋水仙素作用于有丝分裂的前期,抑制纺锤体形成,使细胞内染色体数目加倍;观察有丝分裂过程应选用分裂期占细胞周期比例最大的材料,应选择植物4;由于在细胞周期中有物质合成,酶的活性受温度等因素影响,所以细胞周期的时间不是固定不变的。答案B知识拓展只有能连续分裂的细胞才有细胞周期,减数分裂、无丝分裂均没有细胞周期,不分裂的细胞(如神经细胞)无细胞周期。细胞周期的持续时间与细胞种类、营养物质的供应(如缺少氨基酸,则停留在间期)、调节物质和环境条件(如温度、pH)有关。,细胞有丝分裂过程中的规律性变化、曲线模型及动植物细胞有丝分
12、裂异同点比较1细胞周期中几种细胞结构的变化(1)染色体形态变化染色质(间期、末期) 染色体(前期、中期、后期)(2)纺锤体的变化:形成(前期)解体消失(末期)。(3)核仁、核膜的变化:解体消失(前期)重建(末期)。(4)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞)复制分开移向两级平均进入两个子细胞(间期)(前期)(末期)12个 2个1个(5)染色体行为变化规律2数目变化规律(以二倍体生物为例)间期前期中期后期末期核DNA数(2n)2n4n4n4n4n4n2n染色单体数04n4n4n4n00染色体数(2n)2n2n2n2n4n2n同源染色体对数nnnn2nn染色体组数2222423.DNA、染色体、
13、染色单体、每条染色体上DNA含量变化曲线(1)AB、LM、PQ的变化原因都是DNA分子复制。(2)GH、NO、RS变化的原因都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,形成子染色体。(3)CD,RS的变化很相似但时期不同。(4)染色单体在细胞周期中的起点为0,终点也为0。4与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用(见下表)细胞器名称细胞类型时期生理作用核糖体动物、植物整个时期,但是主要是间期各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质)的合成中心体动物、低等植物前期纺锤体的形成高尔基体植物末期细胞壁的形成线粒体动物、植物整个时期提供能量提醒 (1)观察染色体最好的时期是中期。(2)染色单体形成于间期
14、,出现于前期,消失于后期。(3)有丝分裂全过程各个时期始终有同源染色体存在,但不配对也不分开。(4)赤道板与细胞板的区别:赤道板不是细胞结构,是一假想平面,在光学显微镜下看不到;细胞板是一真实结构,光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。5动植物细胞有丝分裂异同点比较(见下表)比较类别不同点相同点有丝分裂过程是否有中心体复制前期:纺锤体形成机制不同末期:细胞质分裂方式不同分裂期间期高等植物细胞无两极纺锤丝纺锤体细胞板(高尔基体有关)细胞壁分割细胞(质)染色体完成复制染色体平均分配到两个子细胞中动物细胞有两组中心粒(复制于间期)星射线纺锤体细胞膜中央内陷缢裂细胞(质)染色体完成复制染色
15、体平均分配到两个子细胞中提醒 动植物细胞有丝分裂的区别要注意特例:(1)细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞,低等植物细胞有丝分裂的分裂期,纺锤体的形成也与中心体有关;(2)细胞分裂的过程中不出现中心体的不一定是植物细胞,也有可能是进行无丝分裂或者二分裂的细胞;(3)区分动、植物有丝分裂最可靠的方法子细胞形成方式、细胞板结构,纺锤丝、星射线、中心体都不可靠。本考点高考命题多采用分裂过程中染色体(DNA)的曲线分析或动、植物细胞分裂图像分析的形式进行命制,多为选择题。【典例2】(2011天津卷)玉米花药培养的单倍体幼苗,经秋水仙素处理后形成二倍体植株。右图是该过程中某时段细胞核DNA含量
16、变化示意图。下列叙述错误的是()。AAB过程中细胞不会发生基因重组BCD过程中细胞内发生了染色体数加倍CE点后细胞内各染色体组的基因组成相同DFG过程中同源染色体分离,染色体数减半解析由题图DNA的变化特征可推出AB为有丝分裂过程,该过程中不会发生基因重组,基因重组发生在减数分裂过程中,A 正确。CD为有丝分裂的分裂期,且之前已经用秋水仙素处理,在分裂的后期染色体数加倍,B正确。玉米是二倍体,其单倍体中无等位基因和相同基因;复制形成的基因和原来基因完全一样,E点后的细胞为纯合体,各染色体组的基因组成完全相同,C正确。FG为有丝分裂末期,不存在同源染色体分离,D错误。答案D有丝分裂图像、曲线的识
17、别技巧(1)动、植物细胞的识别细胞呈方形、有细胞板细胞圆形、细胞膜缢裂、有中心体动物细胞(2)分裂时期或曲线的判定要根据所画图像中染色体的形态、行为变化或曲线中染色体(或DNA)的数量变化进行判定。(3)做染色体、DNA有关曲线题时,需注意如下几方面的特点:加倍的时期:DNA分子在间期加倍,染色体加倍在后期;前、中期DNA分子数是染色体数目的两倍,后期和末期DNA与染色体数相等。【训练2】(改编题)下图一所示为某种生物体内细胞有丝分裂中的几个时期,图二是分裂各阶段细胞的核DNA和细胞质中信使RNA含量的变化曲线。试回答下列问题。(1)这种生物是动物还是植物?_,写出一条判断的理由:_。(2)将
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