2019-2020学年高中生物第4单元第1章第1节细胞的增殖教案中图版必修1.pdf
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1、第一节 细胞的增殖第一节 细胞的增殖 1.1.掌握细胞周期的概念。 (重点) 2.2.简述有丝分裂过程中各时期的特征。 (重点) 3.3.理解有丝分裂过程中 DNA 和染色体数目的变化规律。 (重难点) 模 拟 探 究 细 胞 表 面 积 与 体 积 的 关 系 ( 实 验 ) 1.1.实验原理 用内含酚酞试液的琼脂块模拟细胞, 用 NaOH 溶液模拟被吸收的物质。 因 NaOH 溶液遇酚 酞试液变红色,我们可以观察琼脂块“细胞”变成红色的过程,测量 NaOH 扩散进入“细胞” 的深度,比较不同体积的“细胞”吸收物质的速度,从而预测表面积和体积之比与细胞代谢 的关系。 2.2.实验流程 制备琼
2、脂块 切取三块边长分别为 3 cm、2 cm、1 cm的含 酚酞的正方体琼脂块 质量浓度为 0.001 g/mL 的 NaOH 溶液浸泡 10 min浸泡 捞取、吸干并均分琼脂块切割 测量、记录、计算,得出结果 3 3.限制细胞大小的主要原因 (1)细胞的表面积与体积之比影响着细胞正常的代谢活动。 (2)细胞核要对细胞活动进行控制。 合作探讨 探讨 :用什么作为模拟细胞大小与物质运输效率之间的关系的指标?1 1 提示:在相同时间内,NaOH 扩散的体积与琼脂块的总体积的比值,可以反映 NaOH 扩散 的效率,由此模拟细胞大小与物质运输效率之间的关系。 探讨 :下列测量琼脂块变色深度的方法正确的
3、是哪一组?(虚线表示测量位置)2 2 提示:第组。 探讨 :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,思考既然细胞体积3 3 过大不利于其生长,那是不是细胞体积越小越好呢?分析其原因。 提示 : 不是。组成细胞的物质必须占据一定的空间,细胞内的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。 思维升华 限制细胞无限长大的因素 1.1.探究细胞表面积与体积的关系的实验原理不包括( ) 【导学号:60150214】 A.酚酞遇到 NaOH 呈现紫红色反应 B.以琼脂块的大小表示细胞大小 C.NaOH 的扩散深度表示吸收速率 D.NaOH 的扩散体积与整个琼脂块的体
4、积比表示细胞吸收物质的速率 【解析】 在相同时间内,NaOH 在不同体积的琼脂块中扩散的深度基本相同,即扩散 速率相同,无法表示细胞的物质吸收速率。在本实验中,细胞的物质吸收速率是用 NaOH 扩 散的体积与琼脂块总体积的比值来表示的, 同时, 该比值也反映出了细胞相对表面积与体积 的关系。 【答案】 C 2.2.在探究细胞大小与物质运输关系的实验中,用 NaOH 溶液浸泡不同边长的含酚酞的琼 脂立方块一定时间后, 取出立方块切成两半。 其剖面如图所示, 其中x为 NaOH 扩散的深度,y 为立方块的边长,阴影代表红色。则( ) A.该实验的自变量为x,因变量为y B.x的值随y值的增大而增大
5、 C.NaOH 扩散的体积为(yx)3 D.y值越小,扩散体积的比例越大 【解析】 本实验的目的是探究细胞大小与物质运输关系,y表示细胞大小,x表示细 胞运输物质的量,故该实验的自变量为y,因变量为x; 从实验的结果来说,细胞体积越大, 其相对表面积越小,细胞的物质运输效率就越低;NaOH 扩散的体积为y3(y2x)3。 【答案】 D 细 胞 周 期 1 1.真核细胞的三种分裂方式 细胞分裂 有丝分裂 无丝分裂 减数分裂) 2 2.细胞周期 概念 范围:连续分裂的细胞 时间 起点:一次分裂结束 终点:下一次分裂结束) 阶段: ) 合作探讨 探讨 :试判断下列细胞有无细胞周期,并说明理由。1 1
6、 根尖分生区细胞 胚胎干细胞 皮肤生发层细胞 神经细胞 茎的形成层细 胞 提示:有细胞周期,它们都是连续分裂的细胞;是高度分化的细胞,不分裂 没有细胞周期。 探讨 :如图所示为细胞分裂的一个细胞周期,请用甲、乙表示出一个细胞周期、分裂2 2 间期和分裂期。 提示:细胞周期:乙乙;分裂间期乙甲;分裂期:甲乙。 探讨 :下表为不同细胞的周期持续时间(h),据表分析并探讨以下三个问题:3 3 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19.30.720.0 (1)分裂期和细胞周期最短的细胞分别是什么? 提示:肿瘤细胞,十二指肠细胞。 (
7、2)分裂期占细胞周期时间比例最小的是什么细胞? 提示:肿瘤细胞。 (3)由上述表格数据你可得出何种结论? 提示:不同种类细胞的细胞周期持续时间不同。 思维升华 1.1.具有细胞周期的前提条件 (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 有周期性。如下图甲细胞就无细胞周期,而乙细胞进行连续的细胞分裂,具有细胞周期。 (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)。 细胞周期示意图 (1) 分 裂 间 期 (2)分裂期(M 期):人为地分为前、中、后、末四个时期。 3.3.细胞周期的表示方法 (
8、1)扇形图: 从 A 点B 点A 点(顺时针),表示一个细胞周期。 (2)直线图 说明:图中 ab 或 cd 均表示为一个细胞周期。 1 1.由细胞形态判断,下列细胞中最可能具有细胞周期的是( ) 【导学号:60150215】 【解析】 由图可知,A 是精子、C 是肌细胞、D 是神经细胞,均是已高度分化的细胞, 丧失了分裂能力。而 B 所示的细胞从形态上看,仍处于原始状态,没有分化,可连续分裂, 具有细胞周期。 【答案】 B 2.2.如图 1 中,ab 表示一个细胞周期,cd 表示另一个细胞周期。图 2 中,按箭头方向表 示细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期,不正确的是( ) A.图 1
9、中的 a、图 2 中 BA,细胞正在进行 DNA 复制 B.图 1 中的 b、图 2 中 AB,会出现染色体数目加倍的时期 C.图 2 中细胞周期可以是从 A 到 B 再到 A D.图 2 中细胞周期可以是从 B 到 A 再到 B 【解析】 细胞周期的起点是上次分裂完成时,图 1 中的 a、c 段和图 2 中的由 B 到 A 都是分裂的间期, 可以进行 DNA 的复制 ; 而图 1 中的 b、 d 段和图 2 中的由 A 到 B 是指分裂期, 后期时会出现染色体数目加倍;图 2 中的细胞周期应是由 B 到 A 再到 B。 【答案】 C 细 胞 的 有 丝 分 裂 1.1.分裂间期 (1)主要
10、变化 完成DNA分子的复制 和有关蛋白质的合成 细胞适度生长 ) (2)意义:为分裂期进行活跃的物质准备。 2 2.分裂期(以高等动物细胞为例) 图示 时期 变化特征 前期 (1)染色质高度螺旋变为染色体 (2)中心粒周围发出星射线,形成 纺锤体 (3)核仁解体、核膜消失 ) 中期 (1)染色体聚集于细胞中央 (2)染色体的着丝粒整齐地排列在 赤道板上 ) 后期 (1)着丝粒分裂,姐妹染色单体, 分开,染色体数目加倍 (2)子染色体在纺锤体的作用下 分别移向细胞两极 ) 末期 (1)染色体解螺旋成染色质,纺锤体 消失 (2)核膜、核仁重现,形成两个新细胞核 (3)细胞膜从细胞中部向内凹陷,将细
11、胞 缢裂成两部分 ) 3 3.动植物细胞有丝分裂的不同 时期植物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂 间期无中心粒的复制完成中心粒的复制 前期 细胞两极发出 纺锤丝构成纺 锤体 中心粒移到细 胞两极,并发 出星射线, 构成纺锤体 末期 细胞板扩展为 细胞壁,分隔细 胞质 细胞膜由中 部向内凹陷, 缢裂细胞质 4 4.意义 (1)特征:将亲代细胞的染色体经过复制(实质为 DNA 的复制)之后,精确地平均分配 到两个子细胞中。 (2)意义:在细胞的亲子代间保证了细胞前后代遗传物质的稳定。 5 5.无丝分裂 (1)特点 分裂过程中不形成纺锤体,也不出现染色体。 (2)过程 细胞核先拉长,中央部分变细断开。
12、整个细胞从中部缢裂成两部分。 实例:蛙的红细胞的无丝分裂。 合作探讨 探讨 :请分析在有丝分裂过程中下列细胞结构主要有哪些变化?1 1 (1)染色体;(2)纺锤体;(3)核膜和核仁。 提示:(1)染色体:复制散乱分布于纺锤体中央着丝粒排列在赤道板上着丝粒分 裂移向细胞两极平均分配到两个子细胞中 (2)纺锤体 : 形成 (前期)解体消失 (末期) ; (3)核膜和核仁:解体消失(前期)重建(末期) 探讨 :若植物细胞染色体和 DNA 数都为 2n,请分析在细胞分裂过程中,染色体和 DNA2 2 数量变化过程。 提示:染色体:2n4n2n。DNA:2n4n2n。 探讨 :有丝分裂过程中,细胞内 D
13、NA 分子数和染色体数加倍分别发生在什么时期?染3 3 色单体形成于何时,消失于何时?什么时期存在染色单体? 提示 : 细胞内 DNA 分子数加倍在间期,染色体数加倍在后期。染色单体形成于间期(染 色体复制),消失于后期(着丝粒分裂)。前、中期存在染色单体。 探讨 :动植物细胞有丝分裂的相同点和不同点有哪些?4 4 提示:相同点:染色体变化相同,都是间期完成染色体的复制,分裂期染色体平均分配 到两个子细胞中。 不同点:前期纺锤体形成的方式不同,末期母细胞分开成子细胞的方式不同。 探讨 :动植物细胞有丝分裂过程中与细胞分裂有关的细胞器及作用有何异同?5 5 提示:(1)相同点:线粒体:为细胞分裂
14、提供能量。 核糖体 : 合成与细胞分裂有关的蛋白质。 (2)不同点 : 动物细胞有中心体 : 分裂前期, 两组中心粒发出的星射线形成纺锤体,牵引染色体移动,某些低等植物细胞也有中心体。 植物细胞高尔基体参与分裂,合成纤维素和果胶,形成细胞壁。 探讨 :无丝分裂有遗传物质的复制和分离吗?两个子细胞遗传物质完全相同吗?6 6 提示 : 无丝分裂也有遗传物质的复制和分离,核遗传物质一定平均分配,否则不能保证 子细胞遗传性状的稳定性。 但细胞质遗传物质并不平均分配, 因此总的遗传物质不完全相同。 思维升华 1.1.染色体、染色单体、DNA 的数量关系 (1)染色体数着丝粒数,即根据着丝粒数计算染色体数
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