2019-2020年高二生物 第四章 第1節(jié) 細胞的增殖知識精講 浙江版必修1.doc

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2019-2020年高二生物 第四章 第1節(jié) 細胞的增殖知識精講 浙江版必修1 【本講教育信息】 一、教學(xué)內(nèi)容 細胞的增殖 1．細胞周期的概念。 2．細胞有絲分裂的過程，區(qū)別各時期的細胞分裂圖。 3．有絲分裂過程中染色體數(shù)目、DNA數(shù)目的變化規(guī)律。 4．動、植物細胞有絲分裂過程的區(qū)別。 5．有絲分裂的特點及意義。 二、重點導(dǎo)學(xué) 細胞周期 有絲分裂 染色體及DNA變化 三、全面突破 知識點1：細胞周期的概念 1．細胞增殖的意義 思考： （1）人體是由什么開始發(fā)育而來的？從受精卵到這么多的細胞，是通過什么過程來完成的？ （2）細胞增殖有什么意義呢？ 細胞增殖是重要的細胞生命活動，是生物體生長，發(fā)育，繁殖，遺傳的基礎(chǔ)。 2．真核細胞的細胞分裂方式 有三種：無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂。有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式。 3．細胞周期 （1）概念：連續(xù)分裂的細胞從上一次細胞分裂結(jié)束到下一次細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的整個過程。 （2）一個細胞周期包括兩個階段：分裂間期（包括G1期、S期、G2期）和分裂期（M期），應(yīng)該先是分裂間期，然后是分裂期。細胞周期中細胞的變化包括細胞核和細胞質(zhì)兩方面的變化。 知識點2：細胞有絲分裂的過程 1．細胞分裂間期 思考： （1）細胞周期在分裂間期和分裂期的時間分配是否平均？有什么規(guī)律？ （不平均，分裂間期占用的時間遠遠多于分裂期所占用的時間，分裂間期占用了整個細胞周期的 90～95％，而分裂期只占用了5～ 10％，這就是細胞周期的特點。細胞周期的這一特點充分說明了分裂間期階段的重要性） （2）為什么間期所經(jīng)歷的時間較長？ （間期為細胞分裂期進行活躍的物質(zhì)準備） （3）進行哪些準備呢？ （提示：主要考慮分裂得到的子細胞與親代細胞含相同的遺傳物質(zhì)） （主要進行DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成） （4）分裂間期可包括G1期、S期、G2期。 G1期：DNA所需蛋白質(zhì)的合成和核糖體的增生 S期：DNA復(fù)制（最重要變化） G2期：有絲分裂必需蛋白質(zhì)的合成 （5）不同細胞的細胞周期時間有所不同，其細胞的分裂間期和分裂期的時間也有所不同。 細胞 分裂間期 分裂期 合計 小鼠十二指腸細胞 13.5 1.8 15.3 蛙單倍體胚細胞 35.3 1.6 36.9 倉鼠卵細胞 11.6 0.8 12.4 蠶豆根尖細胞 15.3 2.0 17.3 分裂間期為細胞分裂期準備好了雙份的DNA分子。我們已經(jīng)知道DNA是細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)，那么，這雙份的DNA分子是怎樣平均分配到兩個子細胞中去的呢？ 2．細胞分裂期（M期） 有絲分裂的分裂期所經(jīng)歷的時間相對較短，但進行了很多復(fù)雜的變化，為了更好地研究分裂期細胞這些復(fù)雜的變化，人們?nèi)藶榈貙⒎至哑诜譃榍?、中、后、末四個階段，我們要特別重點注意各階段染色體的行為變化。 洋蔥根尖細胞有絲分裂各階段： 染色體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA分子數(shù)間的數(shù)量關(guān)系： 染色體數(shù)目=著絲粒數(shù)目 有染色單體時：DNA數(shù)=染色單體數(shù) 無染色單體時：DNA數(shù)=染色體數(shù) （1）前期 變化特點：核膜、核仁消失，出現(xiàn)紡錘體以及染色質(zhì)變成染色體（含兩個姐妹染色單體）。 （2）中期 染色體由于紡錘絲的牽引，著絲點都排在細胞中央的一個平面上（赤道板），此時期染色體形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰。 （3）后期 著絲點分裂，姐妹染色單體分開形成兩條相同的染色體，此時細胞中出現(xiàn)兩組相同的染色體，分別向細胞兩極移動。 （4）末期 染色體變成染色質(zhì)，紡錘絲消失，出現(xiàn)核膜、核仁，形成兩個新的細胞核，中間出現(xiàn)細胞板，形成新的細胞壁，分裂成兩個子細胞。 各階段變化： 分裂前期：膜仁消失顯兩體 分裂中期：形定清晰赤道齊 分裂后期：點裂數(shù)加均兩極 分裂末期：兩消兩現(xiàn)重開啟 知識點3：動、植物細胞有絲分裂過程的區(qū)別 植物細胞有絲分裂 動物細胞有絲分裂 階段 變化 植物細胞有絲分裂 動物細胞有絲分裂 前期 紡錘體的形成機制 細胞兩極發(fā)出紡錘絲構(gòu)成紡錘體 中心體發(fā)出星射線再形成紡錘體 末期 細胞質(zhì)的分裂方式 赤道板附近形成細胞板，再擴展成細胞壁，分裂成兩個子細胞。 細胞中間向內(nèi)凹陷，縊裂成兩個子細胞。 知識點4：有絲分裂的特點及意義 1、有絲分裂的特點：親代細胞將經(jīng)過復(fù)制的染色體精確地平均分配到兩個子細胞中去。 2、有絲分裂的意義：有絲分裂過程中親代細胞中的染色體經(jīng)過復(fù)制之后，精確地分配到兩個子細胞中。由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA，因而在細胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性，對生物的遺傳有重要意義。 【典型例題】 例1. 染色體和染色質(zhì)是同一物質(zhì)在細胞周期不同時期的兩種存在形態(tài)，其中 （ ） A．間期為染色體，分裂中期為染色質(zhì) B．間期為染色體，分裂后期為染色質(zhì) C．間期為染色質(zhì)，分裂中期為染色體 D．分裂中期為染色體，后期為染色質(zhì) 分析：染色質(zhì)和染色體是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，是同一種物質(zhì)在細胞分裂間期和分裂期的兩種不同形態(tài)。間期為染色質(zhì)，分裂期為染色體。 答案：C 例2. 下列關(guān)于細胞周期的敘述，正確的是 （ ） A．成熟的生殖細胞產(chǎn)生后立即進入下一個細胞周期 B．機體內(nèi)所有的體細胞處于細胞周期中 C．抑制DNA的合成，細胞將停留在分裂期 D．細胞分裂間期為細胞分裂期提供物質(zhì)基礎(chǔ) 分析：根據(jù)細胞周期的概念可知，植物體內(nèi)連續(xù)分裂的細胞才處在細胞周期之中。死細胞、終端分化細胞都已脫離細胞周期。選項B是錯誤的。選項A所指成熟的生殖細胞就是精子和卵細胞，它們不再分裂，不可能進入下一個細胞周期，也是錯誤的。分裂間期細胞完成DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為進入分裂期做好物質(zhì)準備，選項D是正確的。如果在分裂間期未能完成DNA和有關(guān)蛋白質(zhì)合成，細胞就停留在分裂間期，而不是分裂期。選項C也是錯誤的。 答案：D 例3. 為了驗證促進有絲分裂的物質(zhì)對細胞分裂是否有促進作用，將小鼠的肝細胞懸浮液分成等細胞數(shù)的甲、乙兩組，在甲組的培養(yǎng)液中加入3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷（3H-TdR）；乙組中加入等劑量的3H-TdR并加入促進有絲分裂的物質(zhì)。培養(yǎng)一段時間后，分別測定甲、乙兩組細胞的總放射性強度。據(jù)此回答下列問題： （1）細胞內(nèi)3H-TdR參與合成的生物大分子是_______，該種分子所在的細胞結(jié)構(gòu)名稱是_______、_______。 （2）乙組細胞的總放射性強度比甲組的_______，原因是____________。 （3）細胞利用3H-TdR合成生物大分子的過程發(fā)生在細胞周期的_______期。 （4）在上述實驗中選用3H-TdR的原因是____________。 分析：（1）從DNA的分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制過程可以知道，胸腺嘧啶脫氧核苷（3H-TdR）參與合成的生物大分子是DNA。根據(jù)細胞核和細胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的知識，可以知道在線粒體中有少量的DNA，染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)組成。因此DNA分子所在的細胞結(jié)構(gòu)是細胞核（或染色體）、線粒體。 （2）由于乙組中加入了等劑量的3H-TdR，并加入了促進有絲分裂的物質(zhì)，顯然乙組細胞分裂快，攝取的3H-TdR多，所以總放射性強度比甲組高。這里尤其要留神的是乙組細胞的總放射性強度比甲組的高是沒有問題的，但就乙組中的某個細胞來說，是否比甲組的高就不好說了。 （3）從細胞增殖的知識可以知道，間期細胞的最大特點是完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。 （4）本實驗的目的是驗證促進有絲分裂的物質(zhì)對細胞分裂的促進作用，而細胞分裂的特點之一是有DNA的合成，3H-TdR是合成DNA的原料，其放射性強度可被測定，所以選用3H-TdR作為標志物。 答案：（1）DNA 細胞核（或染色體） 線粒體 （2）高 乙組中有促進細胞分裂的物質(zhì)，促進了細胞的分裂，攝取的3H-TdR比甲組多 （3）間 （4）細胞的增殖有DNA的合成，而3H-TdR是合成DNA的原料，其放射性強度可以被測定。 【超前思維】 下一講我們將學(xué)習(xí)細胞的分化，請大家從五個方面進行預(yù)習(xí)： 1．細胞分化的概念和生物學(xué)意義。 2．癌細胞的主要特征。 3．細胞的全能性。 4．干細胞的種類、特點和應(yīng)用。 5．發(fā)生癌變的原因，探討細胞的衰老和凋亡與人體健康的關(guān)系。 重點導(dǎo)學(xué)： 1．細胞分化是同一種細胞的后代在 、 和 上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。它的特點是 、 、 。 2．細胞的全能性是指 ?；A(chǔ)是 。 3．癌細胞是指 的細胞。它具有 、 的特點，常見的致癌因素有 、 、 。 4．干細胞是一類 細胞。按來源分，可分為 _________干細胞和_______________干細胞兩大類。 【模擬試題】（答題時間：25分鐘） 一. 選擇題： 1．下列關(guān)于細胞分裂的敘述，哪一項是不正確的 （ ） A．連續(xù)分裂的細胞，末期結(jié)束即是間期的開始 B．分生區(qū)產(chǎn)生的細胞向上通過伸長區(qū)分化成成熟區(qū)細胞 C．根冠細胞是分生區(qū)產(chǎn)生的細胞進行細胞分化的結(jié)果 D．當細胞進行分裂時，就標志著新的細胞周期開始了 2．下列有關(guān)正常動物體細胞有絲分裂間期的敘述，錯誤的是（ ） A．分裂間期發(fā)生DNA復(fù)制 B．分裂間期有蛋白質(zhì)合成 C．分裂間期有RNA合成 D．分裂間期有染色體的形成 3．分裂期細胞的細胞質(zhì)含有一種促進染色質(zhì)凝集為染色體的物質(zhì)。將某種動物的分裂期細胞與G1期（DNA復(fù)制前期）細胞融合后，可能出現(xiàn)的情況是（ ） A．來自G1期細胞的染色質(zhì)開始復(fù)制 B．融合細胞DNA含量是G1期細胞的2倍 C．來自G1期細胞的染色質(zhì)開始凝集 D．融合后兩細胞仍按各自的細胞周期運轉(zhuǎn) 4．下列關(guān)于細胞分裂周期的敘述，正確的是（ ） A．間期只包括G1期和G2期 B．出現(xiàn)紡錘體的時期是S期 C．G1期和G2期均能合成蛋白質(zhì) D．M期發(fā)生DNA復(fù)制 5．要觀察植物細胞的細胞板結(jié)構(gòu)，所選擇的細胞應(yīng)處于有絲分裂的（ ） A．前期 B．中期　　 　C．后期 D．末期 6．處于有絲分裂過程中的動物細胞，某一時期細胞內(nèi)的染色體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA分子數(shù)之間的比例為1：2：2 時，細胞內(nèi)可能發(fā)生著（ ） A．染色體移向兩極 B．核膜解體 C．細胞膜向內(nèi)凹陷 D．DNA正在復(fù)制 7．菠菜根的分生區(qū)細胞不斷分裂使根向遠處生長，在分裂過程中不會出現(xiàn)的是（ ） A．細胞分裂間期，中心體的兩個中心粒各自產(chǎn)生一個新的中心粒 B．細胞分裂中期，染色體形態(tài)較固定、數(shù)目較清晰 C．細胞分裂前期，核膜和核仁逐漸消失　　　　　　　 D．細胞分裂末期，高爾基體參與細胞壁的形成 8．下圖是對動物細胞有絲分裂時染色體數(shù)（a）、染色單體數(shù)（b）和DNA分子數(shù)（c）的統(tǒng)計圖。下列解釋肯定不正確的是（ ） A．①可以用于表示細胞分裂的前期 B．①時染色體螺旋化程度最高 C．間期用②表示最恰當 D．③表示細胞分裂完成 9．細胞進行有絲分裂過程中，染色體、染色單體，DNA分子的數(shù)量比為1∶2∶2時，該細胞處于（ ） 　 A．前期或中期　　　B．前期或后期　　　 C．中期或后期　　　 D．后期或末期 10．制作洋蔥根尖細胞分裂裝片標本的一般程序是（ ） A．解離—漂洗—染色—壓片 B．解離—漂洗—壓片—染色 C．漂洗—壓片—染色—解離 D．漂洗—染色—解離—壓片 11．用高倍顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂。下列描述正確的是（ ） A．處于分裂間期和中期的細胞數(shù)目大致相等 B．視野中不同細胞的染色體數(shù)目可能不相等 C．觀察處于分裂中期的細胞，可清晰看到赤道板和染色體 D．細胞是獨立分裂的，因此可選一個細胞持續(xù)觀察它的整個分裂過程 12．動物細胞和植物細胞結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致了它們有絲分裂的某些方面不同，這是因為植物細胞（ ） A. 有葉綠體和細胞壁 B. 有細胞壁和液泡 C. 有細胞壁無中心體 D. 有葉綠體和液泡 13．觀察動物細胞有絲分裂的理想材料是（ ） A. 活的肝細胞　 B. 口腔上皮細胞 　 C. 發(fā)育著的受精卵 　　 D. 卵細胞 14．用高倍顯微鏡觀察植物細胞有絲分裂中期的圖像，全部清晰可見的結(jié)構(gòu)是（ ） A. 染色體、紡錘體、細胞壁 B. 染色體、赤道板、細胞膜 C. 紡錘體、細胞膜、細胞核 D. 紡錘體、細胞壁、核仁 二、非選擇題 15．下圖是某植物細胞有絲分裂的一個細胞周期中核內(nèi)染色體和DNA相對數(shù)目（假設(shè)正常體細胞的染色體數(shù)目為2N）的變化曲線。分析曲線并回答問題： （1）實線ABCDEF表示 的數(shù)量變化。 （2）表示有絲分裂后期的曲段：實線是 段，虛線是 段。 （3）染色單體形成的曲段是 ，開始觀察到染色單體的曲段是 ，染色單體消失的曲段是 。 （4）若要觀察細胞中染色體的數(shù)目最好在哪一個曲段 ，若要用紫外線誘導(dǎo)基因突變，應(yīng)在哪一個曲段處理材料較好 ， （5）動物細胞在有絲分裂中與高等植物不同的變化分別發(fā)生在什么曲段： ，在這兩個曲段中動物細胞發(fā)生了什么變化？ （6）紡錘體的形成和消失分別發(fā)生在什么曲段： 、 。紡錘體出現(xiàn)有什么重要作用？ 。核仁的重建在什么曲段？ 。 **16．回答下面有關(guān)哺乳動物細胞培養(yǎng)的問題。 （1）培養(yǎng)中的細胞其數(shù)目的增加和培養(yǎng)時間的關(guān)系如圖1。據(jù)圖讀出該細胞完成一個細胞周期所需要的時間（T）是 小時。 （2）從圖1的A點取出6000個細胞，測定每個細胞的DNA含量，結(jié)果如圖2。圖2的B、C、D中，表示處于S期的是 ，表示處于G2和M期的是 ，表示處于G1期的是 。 （3）若取樣的6000個細胞中，處于M期細胞的數(shù)目是300個，則處于S期和G2期的細胞數(shù)分別是 和 個。 （4）細胞周期中，完成各期所需時間的計算公式是（N是取樣的總細胞數(shù)，n是各期的細胞數(shù)），則該細胞完成分裂期和間期的時間分別是 和 小時。 【試題答案】 一、選擇題 1—5．DDCCD 6—10．BACAA 11—14．BCCA 二、非選擇題 15．（1）DNA （2）DE cd （3）AB BC DE （4）CD AB （5）BC、EF 中心體移到兩極，從細胞的中央向內(nèi)凹陷最后一個細胞縊裂為兩個子細胞 （6）BC EF 牽引染色體運動 EF 16．（1）20 （2）C D B （3）1500 1200 （4）1 19