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1、 第第9 9讲细胞的增殖讲细胞的增殖一、细胞生长与细胞分裂二、细胞的有丝分裂必必备备知知识识三、无丝分裂突破1 对细胞周期的理解突破2 有丝分裂过程分析深深化化突突破破突破3 实验制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片核核心心构构建建网络构建要语强记一、细胞生长与细胞分裂一、细胞生长与细胞分裂1.细胞不能无限长大细胞不能无限长大(1)模拟实验细胞大小与物质运输效率之间的关系A.细胞模型:不同大小的琼脂块。必备知识B.运输效率表示法:。C.检测方法:酚酞遇NaOH变红色。(2)细胞不能无限长大的原因细胞生长:体积增大(不能无限)2.细胞分裂方式及判断细胞分裂方式及判断(1)概念图(2)解读二、细胞的
2、有丝分裂二、细胞的有丝分裂1.有丝分裂的过程及主要特点有丝分裂的过程及主要特点(连一连连一连)AbBaCeDdEc纺锤体形成方式不同细胞分裂方式不同植物细胞细胞两极发出纺锤丝细胞板形成细胞壁动物细胞中心粒发出星射线细胞膜向内凹陷使细胞缢裂2.动植物细胞有丝分裂的主要区别动植物细胞有丝分裂的主要区别3.意义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。巧学妙记巧学妙记有丝分裂各期特点间期复制合成非等闲前期膜仁消失两体现中期形定数晰赤道齐后期点裂数增两极移末期两现两消分裂完三、无丝分裂三、无丝分裂1.特点特点:分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变
3、化。2.过程过程:(1)细胞核先延长,核的中部向内凹进,缢裂成两个。(2)整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞。3.实例实例:蛙的红细胞。名师点睛名师点睛(1)无丝分裂过程中DNA也要复制并均分。(2)无丝分裂是真核细胞的分裂方式,病毒及原核生物不存在无丝分裂。1.卵细胞的体积较大,这样可以提高细胞与外界环境交换的效率。()2.机体内所有的体细胞都处于细胞周期中。()3.同一细胞的细胞周期时间是一定的,不会受到环境条件的影响。()4.着丝点分裂导致DNA数目加倍。()5.有丝分裂中期,细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍。()6.染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期。()7.细胞内染色
4、体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据。()8.在蛙受精卵发育成原肠胚过程中,在细胞内不能发生姐妹染色单体的分开。()9.探究有丝分裂的周期性可为实验取材时机提供依据。()10.用蛋白质合成抑制剂处理G1期细胞,不影响其进入S期。()11.无丝分裂过程中不发生DNA的复制和纺锤体的形成。()12.真核细胞进行有丝分裂,原核细胞进行无丝分裂。()突破1对细胞周期的理解 1.分裂间期的物质变化分裂间期的物质变化分裂间期又可划分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期),其主要变化如下:(1)G1期:合成DNA所需蛋白质的合成和核糖体的增生。(2)S期:完成DNA
5、复制每条染色体上1个DNA复制为2个DNA,且两个DNA位于两条染色单体上,两条染色单体由一个着丝点连在一起,即:深化突破(3)G2期:合成蛋白质主要是用于形成纺锤丝(星射线)。方法名称表示方法说明扇形图ABCDE为一个细胞周期,其中AD为间期,DNA复制发生在图中S期,蛋白质合成主要发生在图中G1期、G2期直线图a+b或c+d为一个细胞周期坐标图a+b+c+d+e为一个细胞周期直方图A:DNA复制前(G1期)B:DNA复制(S期)C:DNA复制后(G2、前、中、后期、末期)2.细胞周期的表示方法细胞周期的表示方法3.细胞分裂产生的子细胞的三种去向细胞分裂产生的子细胞的三种去向(1)继续分裂:
6、始终处于细胞周期中,保持连续分裂状态,如动物红骨髓细胞、植物形成层细胞。(2)暂不分裂:仍具分裂能力,在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂,如肝细胞、黄骨髓造血细胞、记忆细胞等。(3)细胞分化:失去分裂能力,分化为其他组织器官细胞,如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞、浆细胞。1.判断细胞周期的方法判断细胞周期的方法(1)细胞周期以分裂间期为起点,而不能以分裂期为起点。(2)分裂间期的时间远远长于分裂期。2.解答有关细胞周期问题的三个技巧解答有关细胞周期问题的三个技巧(1)只有持续分裂的细胞才具有细胞周期,高度分化的体细胞(如神经、肌肉细胞)和减数分裂产生的生殖细胞不具有细胞周期。(2)细胞周期的长短由
7、遗传物质决定,同时受环境因素影响。(3)在观察有丝分裂时,应选择分裂期相对较长的材料,这样有利于观察到处于不同分裂时期的图像。3.细胞周期中的三种变化分析策略细胞周期中的三种变化分析策略(1)基因突变:在细胞分裂间期,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)染色体变异:在细胞分裂前期,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)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。考向考向1以基础判断、图像模型分析的形式以基础判断、图像模型分析的形式,考查细胞周期的概念和表考查细胞周期的概念和表 示方法示方法1.(201
8、8北京海淀第一学期期末)分裂间期依次分为G1、S和G2期,研究者将处于不同时期的细胞进行融合,实验如下图所示。其中灰色的部分是细胞核,黑点代表中心体。下列推测不合理的是()A.中心体的复制始于G1期,在G2期复制完毕B.中心体和DNA的复制可能同时进行C.S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质D.引发中心体复制的物质持续存在到G2期答案答案A解析解析由图可知,中心体复制在S期完毕,A错误;由题左图可知,中心体和DNA的复制可能同时进行,B正确;由题左图可知,S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质,C正确;由中间图可知,引发中心体复制的物质持续存在到G2期,D正确。2.下列有关细胞周期和
9、细胞分裂的叙述,正确的是(C)A.不同生物的细胞大小和数目不同,但细胞周期长短相同B.同一生物各种组织的细胞周期长短相同,但G1、S、G2和M期长短不同C.若在G2期加入DNA合成抑制剂,则有丝分裂前期每个染色体仍含有2条染色单体,子细胞染色体数目与母细胞的相同D.减数分裂前期同源染色体配对,每个染色体含有4条染色单体,子细胞染色体数目为母细胞的一半解析解析不同生物的细胞大小和数目不同,且细胞周期长短往往也不同,A错误;同一生物各组织的细胞周期长短往往不同,G1、S、G2和M期长短也不同,B错误;DNA的复制发生在S期,在G2期加入DNA合成抑制剂对细胞分裂无影响,C正确;减数分裂前期同源染色
10、体配对,每个染色体含有2条染色单体,D错误。考向考向2以实验分析的形式考查细胞周期中以实验分析的形式考查细胞周期中DNA数、细胞数变化数、细胞数变化3.流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。如图表示对体外培养的癌细胞的检测结果。以下叙述不正确的是()A.a峰和b峰之间的细胞正在进行DNA复制B.a峰中细胞适于计数细胞内的染色体数目C.b峰中细胞的核DNA含量是a峰中的2倍D.b峰中的部分细胞染色体数目已经加倍答案答案B解析解析由题知,a峰为DNA没有复制的细胞,b峰为DNA已经完成复制的细胞,因此ab之间的细胞正在进行DNA的复制,故A正确;细胞内染色体适宜在分裂中期计数,a峰
11、细胞不在中期,故B错误;b峰细胞完成DNA复制核DNA数目是a峰的两倍,故C正确;b峰中部分细胞已经进行到有丝分裂后期,染色体数目已经加倍,故D正确。4.某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂,在培养过程中将适量的3H-TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)和某促进细胞分裂的药物加入到培养液中,培养一段时间,可观察和测量到(C)A.G1期变短,该期有大量3H-TdR进入细胞核B.S期变长,该期有DNA复制和核糖体的增生C.G2期变短,该期细胞核中有组蛋白D.M期相对较短,该期细胞的核膜始终完整解析解析细胞周期包括分裂间期和分裂期(M),分裂间期包括G1期、S期、G2期,G1期、G2期主要进行RNA和蛋
12、白质的合成,S期主要进行DNA的复制,胸腺嘧啶脱氧核苷是用于DNA复制的,大量3H-TdR会在S期进入细胞核,加入促进细胞分裂的药物会使G1、S、G2和M期都变短,A、B错误;G2期还未开始分裂,此时细胞核中的染色体上有组蛋白,C正确;M期存在核膜的消失(前期)和重建(末期),D错误。突破2有丝分裂过程分析 1.细胞周期中几种细胞结构的变化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染色体(间期、末期)(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)。复制分开移向两极平均分配进入子细胞(间期)(前期)(末期)1
13、2个2个1个(4)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞)(5)染色体行为变化规律2.与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用细胞器名称细胞类型时期生理作用核糖体动物细胞、植物细胞整个时期,但是主要是间期参与各种蛋白质的合成中心体动物细胞、低等植物细胞前期参与纺锤体的形成高尔基体植物细胞末期参与细胞壁的形成线粒体动物细胞、植物细胞整个时期提供能量(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,在光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。易混辨析易混辨析(1)观察染色体最好的时期是中期。(
14、2)染色单体形成于间期,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,但同源染色体不配对。1.根据染色体变化识别细胞分裂时期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.“三看三看”法界定动物与高等植物细胞有丝分裂图像法界定动物与高等植物细胞有丝分裂图像3.模型法分析有丝分裂过程中染色体、模型法分析有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的数量变化规律和染色单体的数量变化规律模型变化原因规律分析ab:间期
15、DNA复制cd:末期DNA随染色体平均分配到两个子细胞中间期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两条姐妹染色单体;染色体加倍发生在后期着丝点分裂时;DNA和染色体数目减半的原因相同gh:后期着丝点分裂ij:末期染色体平均分配到两个子细胞中续表考向考向1以细胞分裂图像分析的形式以细胞分裂图像分析的形式,考查有丝分裂过程中各时期的特点考查有丝分裂过程中各时期的特点1.如图为动物细胞分裂中某时期示意图,下列相关叙述正确的是(B )A.甲在分裂前期倍增并移向细胞两极B.乙和丙在组成成分上差异很大C.该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍D.该时期通过核孔进入细胞核的
16、物质减少解析解析甲(中心体)的倍增发生在间期,A错误;乙(染色体,主要由DNA和蛋白质组成)与丙(星射线,由蛋白质组成)在组成成分上差异很大,B正确;该细胞处于有丝分裂中期,其染色体数与体细胞染色体数相同,C错误;该细胞所处时期没有核膜和核孔,D错误。2.如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,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、后期和中期答案答案D解析解析该生物含有中心体,但无细胞壁,属于动物细胞,A错误;甲、丙两
17、细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为122,乙细胞中无染色单体,B错误;甲细胞处于有丝分裂前期,而中心体的复制发生在间期,C错误;由以上分析可知,甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期,D正确。考向考向2以图示分析的形式以图示分析的形式,考查有丝分裂各时期特点及染色体、考查有丝分裂各时期特点及染色体、DNA 数目变化数目变化3.(2018北京五十五中期中阶段性调研)如图所示为人工培养的肝细胞中DNA含量随时间的变化曲线,据图判断不正确的是()A.细胞周期时长为14小时B.染色体数量加倍发生在段C.基因突变最可能发生于段D.整个过程不会出现四分体答案答案A解析解析题图表示肝细
18、胞有丝分裂中DNA含量随时间的变化曲线,其中表示间期(S期);表示G2期、前期、中期、后期;表示末期和G1期。因此细胞周期时长为20小时,A错误;染色体数量倍增发生在有丝分裂的后期,在段,B正确;基因突变最可能发生于段,DNA复制时,C正确;四分体出现在减数分裂过程中,而图示为有丝分裂过程,因此整个过程不会出现四分体,D正确。4.(2019首都师范大学高三开学考)下面是动物细胞有丝分裂不同时期染色体数目(a)、核DNA分子数目(b)的直方图,有关叙述正确的是(C)A.时期染色体还未复制,核DNA已完成了复制B.时期核膜、核仁重建,细胞中部出现细胞板C.表示着丝点分裂,染色体数目加倍,但核DNA
19、分子数目不变D.表示同源染色体相互分离,染色体和核DNA分子数目也随之减半解析解析图表示有丝分裂前期和中期,此时期DNA已复制,染色体也复制,但染色体数目不变,A错误;图表示有丝分裂末期,动物细胞不形成细胞板,B错误;图表示有丝分裂后期,所以过程中,着丝点分裂,染色体数目加倍,但核DNA分子数目不变,C正确;有丝分裂过程中不发生同源染色体分离,D错误。突破3实验制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片观察根尖细胞的有丝分裂观察根尖细胞的有丝分裂(1)原理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(龙胆紫溶液)染成深色时期确定在同一分生组织中可以通过高倍镜观察细胞内染
20、色体的存在状态,判断细胞处于有丝分裂的哪个时期(2)操作步骤考向以基础判断或图像分析的形式考向以基础判断或图像分析的形式,考查考查“观察细胞的有丝分裂观察细胞的有丝分裂”的的实验实验1.(2017北京理综)洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂,比较实验操作和结果,叙述正确的是(B)A.都需要用盐酸溶液使细胞相互分离B.都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察C.在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍D.在有丝分裂末期都能观察到细胞板解析解析本题主要考查观察细胞有丝分裂实验及动、植物细胞有丝分裂的区别。在观察动、植物细胞有丝分裂实验中,盐酸和酒精的混合液只能使植物细胞相互分离,A错误;
21、有丝分裂中期每条染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上,着丝点没有断裂,染色体数目不加倍,C错误;只有植物细胞在有丝分裂末期出现细胞板,D错误;观察细胞有丝分裂时,都需要用低倍镜找到分裂细胞再换用高倍镜观察,B正确。2.(2018北京顺义一模)下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述,正确的是(D)A.处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等B.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体C.观察到分裂末期有的细胞内细胞板正在向四周扩展形成新的细胞壁D.如果在一个视野中不能看各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找解析解析间期时间长,观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂时,处于间期的细胞数目多,处于分裂期的细
22、胞数目少,染色体存在于分裂期的细胞中,所以大多数细胞没有染色体,A、B错误;解离时细胞已经死亡,不能观察到细胞板正在形成细胞壁,C错误;如果在一个视野中不能看各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找,D正确。填充:无丝分裂有丝分裂表面积与体积比分裂间期后核心构建网络构建要语强记1.一个关系:细胞大小与物质运输的关系细胞体积越小,细胞的表面积与体积之比就越大,越有利于物质交换。2.一个准备细胞分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。3.三种分裂方式真核细胞的分裂方式有三种:无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。4.一个意义有丝分裂最重要的变化是间期DNA复制,DNA数目倍增;分裂期在纺锤体作用下将复制后的亲代细胞染色体平均分配到两个子细胞中,在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。