高中生物必修1学案 第六章 细胞的生命历程第1节 细胞的增殖学案 新人教版必修1.docx
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高中生物必修1学案第六章细胞的生命历程第1节细胞的增殖学案新人教版必修1
第1节 细胞的增殖
学习目标
1．说出细胞不能无限长大的原因。
2．阐述细胞周期的概念。
（重点）
3．描述细胞有丝分裂的过程。
（重点、难点）
核心概念
细胞增殖 细胞周期 有丝分裂
一、细胞不能无限长大的原因
1．细胞大小与物质运输的关系（模拟实验）
2．细胞不能无限长大
→
二、细胞增殖
三、有丝分裂
1．细胞周期
2．高等植物细胞有丝分裂各时期分裂图像和变化特征
时期 图像 变化特征
3．动、植物细胞有丝分裂的不同点
（1）间期：
动物细胞有中心体的复制，植物细胞没有。
（2）前期：
纺锤体的形成方式不同，植物细胞由两极发出纺锤丝形成纺锤体；动物细胞由两组中心粒之间发出星射线形成纺锤体。
（3）末期：
细胞质的分裂方式不同：
植物细胞中央赤道板位置出现细胞板，扩展为细胞壁，分割细胞；动物细胞细胞膜由中部向内凹陷，缢裂细胞。
4．有丝分裂的特征和意义
（1）特征：
将经过复制的亲代细胞的染色体，精确地平均分配到两个子细胞中。
（2）意义：
在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。
四、无丝分裂
？
思考
1．在有丝分裂过程中，细胞质中的遗传物质是否也能均等分配？
提示：
不是均等分配，而是随机地、不均等地分配到两个子细胞。
2．菠菜根尖分生区细胞有丝分裂过程中能进行复制的成分或结构有哪些？
动物细胞呢？
提示：
DNA分子和线粒体；动物细胞中除上述两者外还有中心体在间期复制。
3．无丝分裂过程中，会发生DNA复制吗？
提示：
发生DNA复制。
H
判断题
1．在细胞周期中，分裂间期的持续时间通常比分裂期的短。
（ × ）
2.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，统计每一时期细胞数占计数细胞总数的比例，能比较细胞周期各时期的时间长短。
（ √ ）
3.人体所有细胞的细胞周期持续时间相同。
（ × ）
4.在植物细胞有丝分裂末期，高尔基体参与细胞壁的形成。
（ √ ）
5．分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成。
（ × ）
6．无丝分裂过程中核膜不消失。
（ √ ）
7．盐酸解离根尖的同时也为龙胆紫溶液染色创造酸性环境。
（ × ）
8．解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散。
（ √ ）
9．剪取5cm根尖，用酒精和吡罗红混合液解离染色。
（ × ）
10．在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，持续观察，视野中处于中期的细胞将分裂成两个子细胞。
（ × ）
知识点1 细胞周期
Z
1．细胞周期的三个特点
（1）周期性：
只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，如根尖分生区细胞、皮肤生发层细胞等。
（2）次序性：
完整的细胞周期必须由分裂间期进入分裂期。
（3）不均衡性：
分裂间期时间远大于分裂期时间。
2．细胞周期的表示方法
（1）扇型图
图中A→B为分裂间期，B→A为分裂期，故A→A（或A→B→A）为一个细胞周期。
（2）线段图
B＋C或D＋E是一个完整的细胞周期，A＋B不是一个细胞周期，因为细胞周期的起点是上次分裂完成时，也就是细胞分裂的间期。
（3）曲线图
（4）柱形图
B组细胞DNA含量在变化，说明细胞处于分裂间期；C组细胞DNA含量已经加倍，说明细胞处于分裂期；分裂间期时间长，A组细胞数目最多，处于分裂间期。
Y
对细胞周期理解的四点提醒
（1）细胞周期不是固定值：
不同种类细胞或者同种细胞的不同生理时期，细胞周期的时间不同。
（2）分裂间期和分裂期不能间断：
分裂间期和分裂期是为了方便研究而人为划分的，事实上它们是一个连续的过程。
（3）根尖分生区细胞并不都处于分裂期。
大部分细胞处于分裂间期。
因为细胞周
期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短。
（4）子细胞并不都会继续分裂，分裂产生的子细胞有三种去向：
继续分裂、暂不分裂、不再分裂（细胞分化）。
D
典例1 下表所列为不同细胞的细胞周期持续时间（h）。
据表分析可以得出的结论是（ C ）
细胞
分裂间期
分裂期
细胞周期
十二指肠细胞
13.5
1.8
15.3
肿瘤细胞
18.0
0.5
18.5
成纤维细胞
19.3
0.7
20.0
A．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
[解析] 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是一个细胞周期，包括分裂间期和分裂期。
从表中三种细胞各时期的时间数据可看出，不同细胞的细胞周期时间长短不一，分裂期和分裂间期的时间也不相同。
分裂期最短的是肿瘤细胞，细胞周期最短的是十二指肠细胞，分裂期占细胞周期比例最小的是肿瘤细胞。
〔变式训练1〕 下列关于细胞周期的叙述，正确的是（ C ）
A．抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期
B．细胞周期包括前期、中期、后期、末期
C．细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础
D．成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期
知识点2 动、植物有丝分裂及无丝分裂
Z
1．真核细胞的分裂方式
2．细胞增殖的意义
细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
（1）单细胞生物：
细胞
新个体。
（2）多细胞生物：
受精卵
多细胞生物体
新细胞（补充衰老和死亡的细胞）。
3．有丝分裂的过程及特点
（1）分裂间期的特点
G1期（DNA合成前期）：
主要进行RNA和有关蛋白质的生物合成，并为S期的DNA合成做准备。
S期（DNA合成期）：
主要进行DNA的合成。
G2期（DNA合成后期）：
相关RNA和蛋白质的合成。
（2）有丝分裂过程中各时期特点
细胞周期各时期的特点较多，容易混淆，利用下面的口诀辅助记忆可以事半功倍。
主要变化特点分析
记忆口诀
间期
DNA复制和有关蛋白质的合成完毕，每一条染色体包含两条姐妹染色单体
复制合成姐妹生
前期
两消：
核膜、核仁消失；两现：
染色质变成染色体、纺锤体出现
膜仁消失两体现
中期
染色体的形态固定，数目清晰，着丝点排列在赤道板上
形定数晰点道齐
后期
着丝点分裂，染色体数目加倍，并平均移向两极
点裂数加两极移
末期
两消：
纺锤体消失，染色体变成染色质；两现：
核膜、核仁重新出现，细胞板扩展形成细胞壁
两消两现新壁建
（3）动、植物细胞细胞周期的不同
时期
高等植物细胞有丝分裂
动物细胞有丝分裂
间期
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，分割细胞质
细胞膜向中央凹陷，缢裂细胞质
4．无丝分裂
（1）概念
无丝分裂是指在细胞分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体变化的细胞分裂方式。
（2）过程
细胞核延长→细胞核缢裂→整个细胞缢裂→两个子细胞。
（3）特点
不出现染色体和纺锤丝的变化，但有遗传物质的复制和平均分配。
（4）实例
蛙的红细胞的无丝分裂。
D
典例2 下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是（ A ）
A．分裂间期有DNA和中心体的复制
B．分裂间期DNA含量和染色体数都加倍
C．纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期
D．染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期
[解析] 考查动物有丝分裂过程，要求熟练掌握有丝分裂各个时期的特点及变化。
细胞分裂间期，完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，动物细胞还需完成中心体的复制，A正确；间期DNA复制，DNA数目加倍，但两条DNA分子连在一个着丝点上，染色体数没有发生改变，B错误；纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂末期，C错误；染色单体形成于间期，出现在分裂前期，消失于分裂后期，D错误。
〔变式训练2〕右图是细胞有丝分裂过程中每条染色体上的DNA含量变化图解，下列叙述正确的是（ C ）
A．在AB段主要进行蛋白质的合成，细胞生长速度快
B．出现CD段变化的原因是细胞质分裂
C．该细胞中，在BC段始终有染色单体存在
D．若该细胞是植物细胞，则CD段高尔基体和内质网活动非常活跃
[解析] AB段主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，A项错误；出现CD段的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体成为子染色体，每条染色体上只含有1个DNA分子，B项错误；BC段每条染色体上始终有2个DNA分子，说明每条染色体始终有2条姐妹染色单体，C项正确；若该细胞是植物细胞，CD段为有丝分裂后期，而不是末期，末期时高尔基体和内质网活动才开始活跃，D项错误。
知识点3 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
Z
一、实验原理
项目
原理
选材
高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛
染色
细胞核内的染色体易被碱性染料（如龙胆紫溶液）染成深色
观察
在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，从而判断处于哪个分裂时期
二、用品分析
1．实验材料：
（1）选择生长旺盛，具有持续分裂能力的部位，如根尖、芽尖。
（2）选择染色体数目较少的生物，以便于染色体的计数。
（3）选择分裂期占细胞周期时间比例大的细胞，易观察到分裂期细胞。
2．试剂及其成分、作用：
试剂
成分
作用
解离液
质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精以11的比例混合
使组织中的细胞相互分离开来
漂洗液
清水
洗去组织中的解离液，防止解离过度，影响染色
染色液
质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）
使染色体着色
3．显微镜的使用：
（1）先用低倍显微镜找到分生区的细胞：
分生区细胞呈正方形，排列紧密。
（2）再用高倍显微镜找到分裂中期的细胞，因为中期细胞中染色体的形态更为清晰和固定，然后再找前期、后期、末期的细胞。
三、方法步骤
1．洋葱根尖的培养
在上实验课之前的3～4d内，取洋葱一个，放在广口瓶上。
瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。
把这个装置放在温暖的地方培养。
待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。
2．装片的制作
制作流程为：
解离→漂洗→染色→制片。
（1）解离 上午10时至下午2时（洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多，这会因洋葱品种、室温等的差异而有所不同），剪取洋葱根尖2～3mm，立即放入盛有盐酸和酒精混合液（1:
1）的玻璃皿中，在室温下解离3～5min，使组织中的细胞相互分离开来。
（2）漂洗 待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗10min。
洗去药液，防止解离过度。
（3）染色 把根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中染色3～5min。
龙胆紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色。
（4）制片 用镊子将这段根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片。
然后，用拇指轻轻地按压载玻片，以使细胞分散开来，有利于观察。
D
典例3 用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，下列叙述正确的是（ B ）
A．同一视野中各个细胞的染色体数目相等
B．在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等
C．观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到赤道板和染色体
D．每个细胞是独立分裂的，任选一个细胞可持续观察它的整个分裂过程
[解析] 同一视野中各个细胞所处的时期可能不一样，各个细胞的染色体数目不一定相等，在分裂后期染色体会加倍；在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等；观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到染色体，但看不到赤道板，赤道板是假想的一个结构；每个细胞是独立分裂的，但在解离的时候已经杀死了细胞，所以我们看到的是细胞分裂某个阶段的静态图。
知识贴士：
（1）实验过程应注意的问题
①解离充分是实验成功的必备条件；解离的目的是用药液溶解细胞间质，使组织细胞相互分离开。
②漂洗的目的是洗去根中多余的解离液。
如果不把多余的解离液洗去，一方面会影响染色效果，另一方面还会腐蚀显微镜的镜头。
③本实验观察的重点是染色质、染色体，而染色质和染色体都容易被碱性染料染色。
通过染色，染色质和染色体与细胞的其他部分区别明显，便于观察。
（2）实验观察应注意的问题
①低倍镜观察时要慢慢移动装片，以便找到分生区细胞。
②高倍镜观察时要先找到分生区细胞后，把低倍镜移走，换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整清晰，直到看清细胞物像为止。
〔变式训练3〕 观察洋葱根尖细胞有丝分裂并制作装片。
请分析下列操作中可能导致染色不深的步骤是（ B ）
A．剪取洋葱根尖2～3mm，放入解离液中3～5min
B．待根尖酥软后，将其放在龙胆紫溶液中染色
C．3～5min后，取出根尖，放在载玻片上，加一滴清水，盖上盖玻片
D．在盖玻片上再加一片载玻片，用拇指按压
[解析] 解离后应漂洗，以洗去解离液，然后再染色。
各种有丝分裂的图像分析
1．有丝分裂过程的图像识别方法
确定细胞种类及分裂方式的基本思路：
首先判断细胞类别，是动物细胞、高等植物细胞还是低等植物细胞；其次确定分裂方式，是有丝分裂还是无丝分裂，如果是有丝分裂，可再根据染色体的形态确定细胞所属的分裂时期。
（1）不同细胞的标志
①植物细胞的标志：
有细胞壁，一般呈方形，分裂后期出现细胞板，一般无中心体；既有中心体又有细胞板的细胞为低等植物细胞。
②动物细胞的标志：
没有细胞壁，最外层是细胞膜，一般呈圆形，有中心粒，无细胞板，分裂末期通过缢裂方式分裂为两个细胞。
③原核细胞的标志：
无细胞核，没有染色体，只能进行二分裂，不能进行有丝分裂。
（2）二分裂方式和无丝分裂的区别：
二分裂时核物质大致均分，没有核膜包被，而无丝分裂时细胞核是从中间凹陷缢裂。
（3）根据下表所示特点判断有丝分裂各时期
项目
间期
前期
中期
后期
末期
识图
特征
有核膜，染色体呈染色质状态
染色体散乱地分布在纺锤体的中央
染色体的着丝点排列在赤道板上
着丝点分裂，姐妹染色单体分开
核膜、核仁出现，染色体变成细长而盘曲的染色质
2．坐标图（如图）
（1）间期完成复制，1个DNA分子变成2个DNA分子，而染色体数目未加倍（形成姐妹染色单体）。
（2）染色体在分裂后期暂时加倍（着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为2条子染色体）。
（3）染色体与DNA的数量关系在复制前及后期、末期为11，而在前期、中期为12。
（4）a→b、l→m的变化原因都是DNA分子的复制。
（5）g→h、n→o的变化原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。
3．柱状图（如图）
（1）有丝分裂前期和中期染色体已完成复制，每条染色体上有两条染色单体（DNA分子），染色体、染色单体、DNA分子三者数目之比为122，如图甲所示。
（2）有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，染色体暂时加倍，染色单体数目为0，DNA、染色体数目之比为11，如图乙所示。
（3）有丝分裂末期结束，一个细胞分成两个子细胞，DNA、染色体数目恢复到复制前的数目，DNA、染色体数目之比为11，如图丙所示。
综上所述，前期和中期有染色单体时，染色单体与DNA分子数目之比为11，染色体与染色单体数目之比为12；DNA未复制之前、后期和末期无染色单体时，染色体与DNA分子数目之比为11。
典例4 （2018·重庆高三模拟）下图为某生物细胞有丝分裂模式图和细胞有丝分裂过程中相关物质的数量变化曲线，请据图回答问题：
（1）图乙所示细胞是植物细胞还是动物细胞？
动物细胞。
判断理由是细胞有中心体，无细胞壁；细胞质分裂是由细胞膜内陷引起的。
图乙为细胞有丝分裂后期图像，该时期的主要特征是着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，并在纺锤丝的牵引下分别向细胞两极移动。
（2）图乙所示细胞有8条染色体、0条染色单体、8个DNA分子；其刚形成的子细胞中有4个DNA分子。
（3）图乙中，与①的大小、形态完全相同的染色体为⑤（填序号），原因是它们是由同一条染色体复制后分离形成的。
（4）图乙所示的细胞分裂时期对应图甲中的e～f段，图丙对应图甲中的c～e段。
（5）请画出细胞中染色体数目的变化曲线。
[解析] 图乙中，着丝点分裂，染色单体分开成为两条染色体，并分别移向细胞两极，因此应是有丝分裂后期。
①和⑤是一条染色体复制后分离形成的，所以①和⑤完全一样。
图甲中a～c为有丝分裂间期，c～d为前期，d～e为中期，e～f为后期，f～g（h）为末期，所以图乙对应图甲中的e～f段。
图丙中染色体数染色单体数DNA分子数＝122，可表示有丝分裂的前期和中期，对应图甲中的c～e段。
1．限制细胞长大的原因：
（1）细胞表面积与体积之比。
（2）细胞的核质比。
2．有丝分裂的细胞周期
（1）分裂间期：
①细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前。
②完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。
③每条染色体都形成两条姐妹染色单体，呈染色质形态。
④分裂间期所占时间最长。
（2）分裂期：
①前期：
出现染色体和纺锤体，核膜、核仁消失。
②中期：
所有染色体的着丝点都排列在赤道板上，染色体的形态和数目最清晰。
③后期：
着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别向两极移动，染色体数目加倍。
④末期：
染色体变成染色质，纺锤体消失，核膜、核仁重现。
植物细胞在赤道板位置出现细胞板，进一步形成细胞壁，形成两个子细胞，动物细胞的细胞膜向内凹陷，缢裂成两个子细胞。
3．有丝分裂的意义：
将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。
从而保持生物的亲代和子代之间遗传性状的稳定性。
4．观察植物根尖组织的有丝分裂：
（1）细胞核内的染色体（质）易被碱性染料（如龙胆紫溶液）染成深色。
（2）由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断其处于哪个分裂时期。
5．无丝分裂：
在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。
2．细胞
增殖
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