人教通用版高考生物第四单元细胞的生命历程第11讲细胞的增殖讲义.docx

1、人教通用版高考生物第四单元细胞的生命历程第11讲细胞的增殖讲义第11讲细胞的增殖考纲要求1.细胞的生长和增殖的周期性()。2.细胞的有丝分裂()。3.细胞的无丝分裂()。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实验原理a用不同大小的琼脂块模拟不同大小的细胞。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物质运输的效率。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基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率相同。bNaOH扩散的体积与整个琼脂块的

2、体积之比随着琼脂块的增大而减小，说明琼脂块的体积越大，物质运输的效率越低。(2)细胞不能无限长大的原因受相对表面积的制约：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。受核质比的制约：细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。2细胞增殖(1)概念：细胞以分裂的方式进行增殖，包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。(2)方式：真核生物：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂；原核生物：二分裂。(3)意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。3细胞周期(1)范围：连续进行有丝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，到下一次分裂完成时为止，为一个细

3、胞周期。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期进行物质准备，同时细胞有适度的生长。(3)细胞周期的表示方法方法名称表示方法用字母表示细胞周期扇形图ABCA为一个细胞周期直线图ab或cd为一个细胞周期坐标图abcde为一个细胞周期柱形图B组细胞处于分裂间期，正在进行DNA复制，C组细胞多数处于分裂期，A组细胞为细胞分裂末期和未进行DNA复制的细胞(4)细胞周期的特点：不同种类的细胞的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。(1)细胞越小，相对表面积也越小，这样有利于提高物质交换效率()(2)琼脂块越小，NaOH扩散到琼脂块的速度越

4、快()(3)同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期()(4)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期()(5)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长()(6)多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖()下表是几种细胞的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)这些细胞有什么共同特点？提示都是能进行连续分裂的细胞。(2)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？提示都不一定相同。(3)显微镜

5、下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，为什么？提示细胞周期中，间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分细胞都处于间期。1分裂间期各时期的特征G1期：又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质(如DNA聚合酶等)的合成，为S期DNA的复制做准备。S期：又称DNA合成期，主要进行DNA的复制。G2期：又称DNA合成后期，主要进行RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成，为分裂期做准备。2细胞分裂后产生的子细胞有三种去向(1)持续分裂：始终处于细胞周期中，如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞。(2)暂不分裂

6、：暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中，如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞。(3)永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡，如肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞等。3无丝分裂无丝分裂是真核细胞的增殖方式，分裂过程中不出现纺锤丝和染色体，但是也有DNA的复制和分配。命题点一细胞不能无限长大的原因分析1.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，

7、因变量为yBx的值随y值的增大而增大CNaOH扩散的体积为(yx)3Dy值越小，扩散体积的比例越大答案D解析该实验的目的为探究细胞大小与物质运输关系，即自变量为y，因变量为NaOH扩散体积占琼脂立方块体积的比例，A错误；x为NaOH扩散的深度，与y(立方块的边长)没有关系，B错误；NaOH扩散的体积应为y3(y2x)3，C错误；y值越小，琼脂立方块的相对表面积越大，扩散体积的比例越大，D正确。2下列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原核细胞只能通过无丝分裂增加数目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细胞不能无限长大的原因

8、之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加答案D解析细胞体积越小，表面积也越小，但相对表面积越大，物质运输效率越高，A项错误；原核细胞可通过二分裂的方式增加细胞数目，无丝分裂是真核细胞的分裂方式，B项错误；人的成熟红细胞在分化形成过程中失去细胞核，不能再进行分裂，C项错误；细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，这是细胞不能无限长大的原因之一，D项正确。命题点二细胞周期的判断与分析3(2018陕西省高三教学质量检测)细胞分裂间期依次划分为G1期、S期和G2期，研究者将处于不同时期的细胞进行融合，实验结果如下图所示。其中灰色的部分是细胞核，黑点代表中心体。下

9、列推断不合理的是()A引发中心体复制的物质持续存在到G2期B中心体和DNA复制可能同时进行CS期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质D中心体的复制始于G1期，在G2期复制完毕答案D解析据图可知，G1期的细胞含有1个中心体，S期和G2期的细胞含有两个中心体，G1期的细胞和G2期的细胞融合，G1期的细胞可以完成中心体的复制，由此推测引发中心体复制的物质可持续存在到G2期，A项正确；G1期和S期的细胞融合，G1期细胞进入S期，完成中心体的复制，中心体和DNA复制可能同时进行，B项正确；根据B项推测S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质，C项正确；S期细胞含有2个中心体，即中心体在S期即复制完毕

10、，D项错误。4下图为细胞周期示意图，其中S期内解旋酶和DNA聚合酶的活性较高，处于G0期的细胞属于暂不分裂的细胞。下列相关叙述错误的是()A图示细胞的细胞周期为24 hBS期应为染色体复制及加倍的时期C记忆B细胞所处时期应为G0期DM期是染色单体出现和消失的时期答案B解析一个细胞周期的时长为间期与分裂期用时之和，A项正确；染色体加倍发生在有丝分裂后期，属于M期，B项错误；记忆B细胞受特定抗原刺激后会迅速增殖和分化，可见记忆B细胞属于暂不分裂的细胞，即处于G0期的细胞，C项正确；染色单体出现在(有丝分裂)前期，消失在(有丝分裂)后期，这两个时期均属于M期，D项正确。生命观念与细胞周期相联系的知识

11、(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，引起细胞内染色体数目加倍，继续进行有丝分裂，可出现多倍体植株。(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。考点二细胞的有丝分裂1有丝分裂过程以高等植物细胞为例(连线)巧记间期：生长复制合成蛋；前期：膜仁消失两体现；中期：着丝点排在赤道板；后期：单体分开向两极；末期：两消

12、两现一重建(重建指植物细胞重建细胞壁)。2动植物细胞有丝分裂的主要区别项目纺锤体的形成方式不同(前期)细胞分裂方式不同(末期)植物细胞从细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体由细胞板形成细胞壁，将细胞分隔成两部分动物细胞由中心体发出星射线形成纺锤体由细胞膜向内凹陷，将细胞缢裂成两部分3.与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用名称生物类型作用时期生理作用核糖体动物、植物主要是间期合成相关蛋白质线粒体动物、植物整个细胞周期提供能量高尔基体植物末期与细胞壁(板)的形成有关中心体动物、低等植物前期与纺锤体的形成有关4.有丝分裂中细胞结构或物质的周期性变化(1)染色体行为变化当有染色单体(间期的G2期、前期、中期)

13、时，染色体染色单体DNA122。当无染色单体(间期的G1期、后期、末期)时，染色体DNA11。(2)核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)时期项目分裂间期分裂期前期中期后期末期核DNA2n4n4n4n4n4n2n染色体2n2n2n4n4n2n染色单体04n4n4n005.有丝分裂的意义亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间遗传性状的稳定性。(1)间期细胞核的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成()(2)前期随着染色质逐渐螺旋化形成了染色单体()(3)有丝分裂后期，着丝点分裂导致DNA的数目是染色单体数目的两倍()(4)在一个细胞周

14、期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期()(5)有丝分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同()(6)无丝分裂发生在原核细胞中，且无DNA复制()(7)人的正常体细胞的分裂次数是有限的()(8)细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制()(9)细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目()分析有丝分裂过程中相关曲线和图像(1)PQ形成的原因是DNA的复制，RS形成的原因是着丝点分裂。(2)乙图是植物细胞有丝分裂前期，丙图是动物细胞有丝分裂后期。(3)乙图位于甲图中的QR段，丙图位于甲图中的ST段。1有丝分裂过程中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析(1)曲线模型(2)曲

15、线解读项目上升段的变化原因下降段的变化原因核DNA间期(S期)DNA复制，DNA数目加倍末期细胞一分为二，DNA数目减半染色体后期着丝点分裂，染色体数目加倍末期细胞一分为二，染色体数目减半染色单体间期(S期)DNA复制，染色单体形成后期着丝点分裂，姐妹染色单体分离，染色单体消失2.有丝分裂中染色体数与核DNA数比值的变化曲线图中ef(BC)段表示S期DNA的复制，染色单体形成，fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期，即有丝分裂G2期、前期和中期，gh(DE)段表示有丝分裂后期着丝点分裂，染色单体消失。3有丝分裂过程中的相关曲线图与柱形图命题点一有丝分裂的过程和特征分析1下列关于高等植物细胞有

16、丝分裂的叙述，正确的是()A前期出现了纤维素组成的纺锤体B中期染色体上的有关基因表达合成后期所需的蛋白质C后期纺锤丝牵拉着丝点使之断裂D末期形成细胞板的过程涉及囊泡膜的融合答案D解析纺锤体的主要成分是蛋白质，A错误；中期染色体处于高度螺旋化状态，此时核基因不能表达，分裂期所需蛋白质在间期合成，B错误；分裂期染色体的运动是纺锤丝牵拉的结果，但着丝点的分裂，是相关酶作用的结果，C错误；高等植物细胞有丝分裂末期形成细胞板涉及来自高尔基体的囊泡膜的融合，D正确。2(2018四川省广安、眉山、内江、遂宁高三第三次诊断)下列关于高等动物细胞有丝分裂过程的叙述，正确的是()A间期结束时，染色体数和核DNA分

17、子数都加倍B前期，两组中心粒和姐妹染色单体都发生分离C中期，每条染色体的着丝点都排列在一个平面上D末期，细胞板向内凹陷将细胞缢裂成两个部分答案C解析有丝分裂间期结束时，核DNA分子数目加倍，而染色体数目不变，A错误；两组中心粒分离发生在有丝分裂前期，而姐妹染色单体分离发生在后期，B错误；有丝分裂中期，每条染色体的着丝点排列在赤道板上，C正确；动物细胞有丝分裂过程中不会出现细胞板，D错误。命题点二有丝分裂图像的分析3下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，对图像的描述正确的是()A该生物可能是低等植物B甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为122C甲细胞进行中心体复制，

18、发出星射线，形成了纺锤体D甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期答案D解析图中细胞没有细胞壁、含有中心体，应是动物细胞，A项错误；图乙中没有染色单体，B项错误；甲细胞中中心体已经完成了复制，C项错误；图甲中染色体散乱排布，是有丝分裂前期，图乙中着丝点分裂，染色体数目加倍，是有丝分裂后期，图丙中染色体的着丝点排列在一个平面上，是有丝分裂中期，D项正确。4(2018河南省百校联盟高三3月联考)下面为动物和植物细胞的有丝分裂图，据图分析正确的是()A甲为分裂间期，乙为分裂末期，聚集成为细胞板B由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于C甲细胞中无同源染色体，甲产生的子细胞为生殖细胞D、均为

19、细胞膜，两种细胞的细胞质分裂方式相同答案B解析甲出现染色体和纺锤体，处于分裂前期，A错误；中心体由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于着丝点，B正确；甲细胞中有同源染色体，甲产生的子细胞为体细胞，C错误；为细胞膜，为细胞壁，动、植物细胞的细胞质分裂方式不同，后者产生细胞板，D错误。科学思维“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像命题点三有丝分裂相关曲线和柱状图分析5如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述不正确的是()A观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段B图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变C图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的E

20、F段D有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况答案C解析有丝分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期，对应于图1的CD段，A正确；图1中DE段形成的原因是着丝点分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变，B正确；图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c表示G1期，对应图1中的AB段，C错误；图2中d表示染色体2 1，这种情况不存在，D正确。6图甲表示某动物体内细胞分裂图，图乙表示每条染色体上DNA含量的变化，图丙表示不同分裂时期细胞核中染色体数目、染色单体数目与染色体DNA数目关系变化。下列叙述中正确的是()A图甲所示细胞对应于图乙中的DE段、图

21、丙中的B图甲所示细胞分裂时期核糖体、中心体代谢活跃C图丙中与图乙中BC段对应的只有D图丙中引起变化的原因是同源染色体的分离答案C解析图甲所示细胞处于有丝分裂后期，图乙中AB段表示间期中的S期，BC段表示间期中的G2期和分裂期的前、中期，DE段为后、末期。图甲中无染色单体，染色体数目染色体DNA数目11。所以图甲所示细胞对应于图乙中的DE段、图丙中的，A项错误；核糖体和中心体在分裂间期因为染色体和中心体的复制而代谢活跃，B项错误；图丙中引起变化的原因是着丝点分裂，D项错误。考点三观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1实验原理(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。(2)细胞核内的染色体(质)易被碱

22、性染料(龙胆紫溶液或醋酸洋红液)染成深色。(3)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，判断处于不同分裂时期的细胞。2实验步骤(1)洋葱根尖的培养：实验前34 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触清水，置于温暖处常换水，待根长至约5 cm。(2)装片的制作取材：剪取根尖23_mm解离漂洗染色制片(3)观察低倍镜观察：根据根尖特点找到分生区细胞，特点是细胞呈正方形，排列紧密高倍镜观察：先找分裂中期的细胞，再找前期、后期、末期细胞，最后观察分裂间期细胞(4)绘图：绘制植物细胞有丝分裂中期简图。1实验操作的注意事项解离时间太短细胞间质未

23、被完全溶解，压片时细胞不易分散过长导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色漂洗时间适宜洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色染色时间太短染色体或染色质不能完全着色过长使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体压片力度过轻细胞未分散开过重将组织压烂2.关于实验的4点提醒(1)根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。(2)不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。(3)细胞板是一个真实的结构，赤道板不是真实存在的结构，而是人为定义的平面。(4)“解离漂洗染色制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到

24、预期现象。3细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算(1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。(2)某时期持续时间(t)细胞周期(T)。命题点一实验的基本原理和过程分析1如图是关于观察洋葱有丝分裂实验的部分操作，下列评价合理的是()A剪取洋葱根尖23 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛B该实验步骤中唯一错误的是在和之间缺少用清水漂洗这一环节C在观察的图像中，b属于分生区的细胞，细胞已死亡D若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显答案C解析洋葱根尖23 mm的区域属于分生区，A项错误；在和之间应增加清水漂洗这一环节，而在和之间的清水漂洗环节应删除，B

25、项错误；分生区的细胞呈正方形，排列紧密，细胞经解离已死亡，C项正确；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，用于观察质壁分离与复原，现象不明显，D项错误。2在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示(“”表示操作，“”表示未操作)。实验人员操作取材解离漂洗染色制片甲根尖13 mm处乙根尖13 mm处丙根尖57 mm处则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是()A细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚B细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚C细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体D染色体着色很

26、浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚答案C解析解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖57 mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，故观察不到染色体。命题点二实验的拓展和应用3(2018泉州质检)在“观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂”实验中，某同学观察到的一个视野图像如图。已知洋葱根尖分生区细胞一个细胞周期约12 h。下列有关叙述最合理的是()A装片制作时使用甲基绿吡罗红混合染色剂进行染色B向左上方移动装片可使该视野中M细胞移到视野中央C计算该视野中分裂

27、后期细胞所占的比例，乘以12 h，得出分裂后期的时长D降低显微镜的放大倍数，有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短答案D解析有丝分裂观察实验中，应使用龙胆紫溶液或者醋酸洋红液进行染色；图中M细胞位于右下方，要将M细胞移到视野的中央，应该将装片向右下方移动；该视野中各个时期细胞数量较少，不足以计算各个时期细胞所占的比例和各时期时间的长短；降低显微镜的放大倍数，视野中的细胞数量变多，有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短。4如图是紫色洋葱植株示意图，它可以是很多实验的材料，下列实验与图中材料标号组合恰当的是()实验ABCD检测组织中还原糖绿叶中色素的提取和分离观察DNA、RNA在细胞中的分布观察质

28、壁分离和复原观察有丝分裂答案C解析检测组织中还原糖需要选择富含还原糖、没有颜色的材料，故应选洋葱鳞片叶肉细胞；绿叶中色素的提取和分离要选择叶绿素含量丰富的材料，故应选洋葱管状叶细胞；观察DNA、RNA在细胞中的分布应选择没有颜色的细胞，可选洋葱鳞片叶内表皮细胞；观察质壁分离和复原应选择成熟的植物细胞，可选用洋葱鳞片叶外表皮细胞，其有颜色，便于观察；观察有丝分裂应选用分裂旺盛的细胞，故选洋葱根尖分生区细胞。科学探究洋葱在生物学实验中的“一材多用”取材部位实验名称取材原因叶鳞片叶植物细胞的质壁分离和复原外表皮细胞含紫色大液泡使用高倍显微镜观察细胞的多样性细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核观察DNA和RNA在细胞中的分布内表皮细胞近于无色管状叶叶绿体中色素的提取和分离色素含量多根观察根尖分生组织细胞的有丝分裂材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察低温诱导植物染色体数目的变化材料易得，且低温(4 )下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高矫正易错强记长句1模拟细胞大小与物质运输的关系实验中，NaOH在每一琼脂块内扩散的速度相同，但是运输的效率不同。2细胞体积不能无限增大，也不是越小越好，还需要一定的空间容纳酶和核糖体等细胞内部结构。3原核生物只能进行二分裂，