【3年高考2年模拟】2016届高三生物一轮课件：第9讲《细胞的增殖》

1、知识一细胞生长与细胞周期知识一细胞生长与细胞周期一、细胞不能无限长大1.生物体生长的原因:一是细胞的生长,二是细胞的分裂。知识梳理知识梳理2.细胞不能无限长大的原因限制因素二、细胞通过分裂进行增殖1.过程:包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。2.方式:真核细胞的分裂方式包括:有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。3.意义(1)单细胞生物:通过细胞增殖而繁衍。(2)多细胞生物:细胞表面积与体积的关系细胞核与细胞质的比值关系(生长、发育的基础)亲代生殖细胞(繁殖的基础)三、细胞周期1.含义:只有连续分裂的细胞,才有细胞周期,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。2.阶段划分3.细

2、胞分裂完成后的去向(1)继续分裂:始终处于细胞周期中,保持连续分裂状态。(2)暂不分裂:仍具分裂能力,一定条件下可回到细胞周期中继续分裂,如肝脏细胞。(3)细胞分化:失去分裂能力,分化为其他组织器官细胞。1.判断有关细胞周期叙述的正误。(1)加入过量DNA合成抑制剂,S期细胞将会被抑制。()(2)细胞周期中,分裂间期的持续时间通常比分裂期的短。(2013海南单科,5D)()(3)S期有DNA复制和核糖体的增生。(2014浙江理综,5B)()(4)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。()(5)观察有丝分裂实验中,视野内间期的细胞数目最多。()(6)细胞种类不同,细胞周期持续的时间也不同

3、。()2.下列选项中,两类细胞的染色体数目均可呈周期性变化的是()A.蛙的红细胞与淋巴细胞B.小鼠骨髓瘤细胞与杂交瘤细胞C.人的胚胎干细胞与成熟红细胞D.牛的精细胞与精原细胞答案B只有连续分裂的细胞,染色体数目才会发生周期性变化。题中蛙的红细胞进行无丝分裂;成熟的红细胞、牛的精细胞均不再进行细胞分裂;小鼠骨髓瘤细胞、杂交瘤细胞具有细胞周期,能进行分裂。3.下列细胞中属于暂不增殖细胞的是()A.肾细胞B.筛管细胞C.神经细胞D.骨髓细胞答案A从增殖角度看,细胞分为连续分裂的细胞、暂不增殖的细胞和终端分化细胞。连续分裂的细胞,如表皮生发层细胞、部分骨髓造血干细胞等;暂不增殖细胞,如某些免疫淋巴细胞

4、、肝细胞、肾细胞及大部分骨髓干细胞等,在适当刺激下可重新进入细胞周期;终端分化细胞,如神经细胞、肌纤维细胞等。知识二有丝分裂与无丝分裂知识二有丝分裂与无丝分裂一、有丝分裂1.分裂过程(以高等植物细胞为例)时期图像特点分裂间期(1)完成DNA复制(2)合成有关的蛋白质前期(1)染色质螺旋化形成染色体(2)核仁解体,核膜消失(3)细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体中期染色体清晰可见,每条染色体的着丝点排列在赤道板上,此时染色体形态固定,数目清晰,便于观察后期每条染色体的着丝点一分为二,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,由纺锤丝牵引着向两极移动末期(1)染色体解螺旋形成染色质(2)纺锤丝消失(3)核膜

5、、核仁重新出现2.动、植物细胞有丝分裂的不同纺锤体形成不同(前期)细胞分裂方式不同(末期)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轻松记忆细胞有丝分裂各时期特点二、无丝分裂无丝分裂细胞核延长核中部向内凹进,缢裂成为两个细胞核整个细胞从中部缢裂为两个子细胞1.判断有关有丝分裂叙述的正误。(1)M期相对较短,该期细胞的核膜突显。(2014浙江理综,5D)()(2)有丝分裂间期DNA复制的过程需要解旋酶参与。(2013海南单科,5B)()(3)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。(2012四川理综,1D)()(4)真核生

6、物细胞只进行有丝分裂,原核生物细胞只进行无丝分裂。(2011山东理综,5B)()(5)植物细胞有丝分裂过程中,细胞壁的形成需要高尔基体的参与。(2011上海单科,17C)()(6)赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构。(2013海南单科,5A)()2.下表为某同学观察到的4块装片中细胞有丝分裂结果,能表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是()A.1、3号B.4、2号C.1、2号D.4、3号答案C解答本题的关键是理解动物细胞有丝分裂过程各个时期的特编号观察结果1中心粒发出星射线,染色体散乱排列2细胞中部凹陷3细胞中部形成了细胞板4细胞两极发出纺锤丝,染色体散乱排列点。编号3、4分别表示的

7、是高等植物细胞有丝分裂末期与前期的特点。3.依据生理特点,鉴定一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞,最可靠的方法是检查它的()A.DNA的复制方式B.是否出现星射线C.细胞质分为两部分的方式D.自身蛋白质合成的方式答案CDNA分子的复制和蛋白质的合成是动、植物细胞有丝分裂间期的共性;而动物细胞和某些低等植物细胞中都有中心体,有丝分裂时,都是由中心体发出星射线形成纺锤体,故仅凭B项也是不全面的。动物细胞一分为二的方式为细胞膜内陷,植物细胞则是在中部形成细胞板并扩展形成细胞壁从而将细胞一分为二,以细胞质分为两部分的方式鉴定动植物细胞是最可靠的方法。4.图a、b、c、d分别是一些生物细胞

8、某个分裂时期的示意图,下列有关描述正确的是()A.a图表示植物细胞有丝分裂中期B.b图表示人红细胞分裂的某个阶段C.c图表示细胞分裂过程,甲甲是一个细胞周期D.d图细胞中含有8条染色单体答案D图a中出现细胞板,表示植物细胞处于有丝分裂末期;图b为无丝分裂,而人的红细胞只能由造血干细胞分裂形成,而不能由红细胞自身分裂产生;图c为有丝分裂的一个细胞周期,乙乙是一个细胞周期;图d细胞中染色单体有8条。突破一细胞周期与有丝分裂突破一细胞周期与有丝分裂1.细胞周期的表示方法重难突破重难突破方法名称图形说明扇形图ABCA为一个细胞周期直线图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

9、2.分裂间期的物质变化根据物质合成的特点,可将分裂间期划分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)三个时期。分裂期也称为M期。(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:(3)G2期:合成有丝分裂所必需的一些蛋白质。易混辨析并非所有的细胞都有细胞周期(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期。只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期。(2)进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。典例1科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗,追踪

10、放射性元素的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况,得到根尖细胞连续分裂的时间(单位:h)的数据如图所示。下列叙述正确的是()A.DE阶段发生遗传物质的平均分配B.CD阶段完成与DNA复制有关的蛋白质的合成C.BC阶段结束时DNA含量增加一倍D.“CD+DE”为一个细胞周期,等于17.3h解析细胞分裂间期较长,BC、DE为分裂间期,CD和EF为分裂期。DNA复制和有关蛋白质合成、DNA含量加倍都发生在间期,遗传物质的平均分配发生在分裂期。答案C1-1(2015河北唐山一中期中考试,53)细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。细胞周期的时间测定可在体外采用短暂3H-TdR(胸

11、苷)脉冲标记,然后洗脱标记物,细胞继续沿细胞周期运转。下图是一种通用的测定细胞各时期时间的方法(2)(5)答题时用tG1、tS、tG2、tM表示各时期的时间,Tc表示细胞周期。据此及相关知识回答下列问题:(1)一开始处于S期的细胞均被放射性标记,而处于G2、M、G1期的细胞均未被标记,可推知S期进行。(2)由细胞周期轮盘表来看,经过相当于期的一段时间,被标记的细胞开始进入M期,该时间为3小时。(3)当M期细胞的50%被标记首次出现时,相当于经历的时间为,该时间为3.5小时。(4)当标记的M期细胞减少到50%时,经历的时间为10.5小时,该时间相当于经历的时间。(5)当标记的细胞第二次出现在M期

12、时,相当于经历的时间为,该时间为25小时。(6)计算出该细胞的一个细胞周期共耗时小时。(填实际数字)答案(1)DNA的复制(2)G2(3)tG2+1/2tM(4)tS+tG2+1/2tM(5)Tc+tG2(6)22解析(1)3H-TdR(胸苷)结合磷酸分子形成的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸是构成DNA的基本单体,处于S期的细胞均被放射性标记,可推知S期进行DNA的复制。(2)细胞周期进行的顺序依次是G1期、S期、G2期、M期。(3)当M期细胞的50%被标记首次出现时则最早进入M期的细胞处于1/2tM(在S期临结束前被标记的),经历的时间为tG2+1/2tM。(4)当标记的M期细胞减少到50%时,则最

13、晚被标记的细胞(在被标记时刚进入S期的细胞)已经到达M期的中间,即经历的时间为tS+tG2+1/2tM。(5)当标记的细胞第二次出现在M期时,结合(2)推断相当于经历的时间为Tc+tG2。(6)根据上述(2)tG2为3小时,(5)Tc+tG2为25小时,推断一个细胞周期即Tc=25-3=22(小时)。突破二有丝分裂过程中染色体、突破二有丝分裂过程中染色体、DNA等的变化规律等的变化规律1.染色体、染色单体、DNA三者之间的关系(2)当无染色单体存在时,染色体数 核DNA分子数=1 1。2.有丝分裂过程中的“加倍”成分或结构时期原因DNA间期DNA复制染色体后期着丝点分裂中心体间期中心体复制细胞

14、核末期新核膜已经形成,细胞质尚未分裂(1)当有染色单体存在时,染色体数 染色单体数 核DNA分子数=1 2 2。(1)与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用细胞器名称所在细胞类型作用时期生理作用核糖体动、植物细胞间期(主要)与有关蛋白质的合成有关中心体动物、低等植物细胞前期与纺锤体的形成有关高尔基体植物细胞末期与细胞壁的形成有关线粒体动、植物细胞整个细胞周期提供能量3.有丝分裂过程中细胞器的作用与分配(2)分裂过程中细胞器的分配中心体经复制后,均等分配到两个子细胞中。线粒体、叶绿体等细胞器随机、不均等地分配到两个子细胞中。易混辨析(1)有丝分裂后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果用秋水仙素处理抑制纺

15、锤体形成,无纺锤丝牵引着丝点,复制后的染色体的着丝点照样分裂,使细胞中染色体数目加倍,这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。(2)赤道板与细胞板的区别赤道板不是细胞结构,是一假想的平面,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。项目变化规律染色体形态行为复制散乱排列着丝点排列在赤道板上着丝点分裂子染色体进入子细胞(间)(前)(中)(后)(末)纺锤体形成(前期)消失(末期)1.有丝分裂中几种结构或物质的变化规律核仁、核膜消失(前期)重建(末期)中心体行为复制加倍(间期)移向两极(前期)平均分配(末期)2.有丝分裂中染色体、染色单体、DNA的数量

16、变化模型模型变化原因规律分析ab:间期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2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典例2图A为某生物体细胞有丝分裂示意图,图B表示在一个细胞周期(G1、S、G2组成分裂间期,M为分裂期)中的细胞核内DNA含量的变化曲线;图C表示处于一个细胞周期中各个时期细胞数目的变化(用特殊的方法在一个培养基中测得的),请据图作答。(1)图A表示的是(填“动物”或“高等植物”)细胞进行有

17、丝分裂的期。此期细胞中有条染色单体,此细胞在分裂末期不出现细胞板,理由是。(2)若图A表示胚胎干细胞,正处于培养液中,则在正常的情况下,与其吸收无机盐离子有关的细胞器主要有。(写出两种)(3)C图中的DNA含量由2C到4C的细胞,处在B图的期(填写图中符号)。(4)培养过程中若用DNA合成抑制剂处理,C图中DNA含量为(C)的细胞数量会增加。(5)用胰蛋白酶处理染色体后,剩余的细丝状结构是。解题关键解析(1)图A为动物细胞有丝分裂中期,有4条染色体、8条染色单体。(2)胚胎干细胞吸收无机盐的方式是主动运输,与线粒体(供能)和核糖体(合成载体蛋白)有关。(3)S期正在进行DNA分子的复制,核DN

18、A含量由2C到4C。(4)抑制DNA复制,则会使细胞停留在G1期,C图中核DNA含量为2C的细胞增多。(5)染色体主要由DNA和蛋白质组成。答案(1)动物中8该细胞是一个动物细胞,没有细胞壁(2)线粒体、核糖体(3)S(4)2(5)DNA2-1下列有关高等植物细胞有丝分裂中细胞器的作用,不正确的是()A.在间期,核糖体上合成DNA聚合酶和RNA聚合酶B.在间期,线粒体为蛋白质的合成和DNA复制提供能量C.在前期,两组中心粒之间的星射线形成纺锤体D.在末期,高尔基体为细胞壁形成合成纤维素答案C解析高等植物细胞内不含中心体,高等植物细胞有丝分裂前期形成的纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的。2-2

19、图为具有6条染色体的某生物细胞进行有丝分裂过程的几个阶段,据图分析回答下列问题:(1)根据丙图的变化特征,可以判断该图示表示动物细胞还是植物细胞的有丝分裂?。判断的依据是。(2)观察染色体的最佳时期是图。(3)染色单体数和DNA数目相等的细胞是图中的。(4)上述细胞有丝分裂的先后顺序是(用甲、乙、丙、丁表示)。(5)作为一个完整的细胞周期,该图中缺少了细胞周期的期,该期细胞内的主要变化特点是。答案(1)植物细胞出现细胞板(2)甲(3)甲、乙(4)乙甲丁丙(5)间进行DNA的复制和有关蛋白质的合成解析(1)丙细胞出现细胞板,可以判断该图示细胞为植物细胞。(2)由于中期染色体的螺旋度最高,染色体形

20、态清晰、稳定,所以一般选择中期细胞观察染色体。(3)题图中存在染色单体的时期有前期和中期,此时染色单体数和DNA数目相等。(4)根据图中染色体的变化特征确定各个时期及其变化顺序是:乙(前期)甲(中期)丁(后期)丙(末期)。(5)作为一个完整的细胞周期,该图中缺少了细胞周期的间期,此时期细胞内进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。实验模拟探究细胞表面积与体积的关系实验模拟探究细胞表面积与体积的关系1.模拟探究细胞表面积与体积的关系(1)模拟原理酚酞遇NaOH呈紫红色。琼脂块大小模拟细胞大小。物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。(2)实验步骤突破三实验观察细胞的有丝分裂突破三实验观察细胞的有丝

21、分裂测量、记录、计算,得出结果(3)实验结论细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞与周围环境之间物质交流的面积相对越小,物质运输的效率越低。2.观察根尖细胞的有丝分裂(1)原理高等植物体的分生区细胞能进行有丝分裂,使用高倍显微镜可观察到有丝分裂各个时期细胞内染色体的存在状态,从而判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期。龙胆紫或醋酸洋红等碱性染料可将染色体染成深色。盐酸和酒精的混合液可使组织中的细胞相互分离。(2)操作步骤过程操作步骤说明根尖培养实验前34d,将洋葱放在装满清水的广口瓶上,底部接触清水,置于温暖处,常换水,待根长约5cm时取用装片制作取材剪取根尖23mm(注意取材时间)解离解离液:质

22、量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1 1体积比混合目的:使组织中的细胞相互分离开来漂洗漂洗液:清水目的:洗去解离液,防止解离过度染色染色液:0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液(或醋酸洋红溶液)目的:使染色体(或染色质)着色制片用镊子将处理过的根尖放在载玻片上,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观察先低倍镜观察:找到分生区细胞(正方形、排列紧密)后高倍镜观察:找出各时期细胞,观察特点并记录各时期的细胞数目绘图中期细胞绘图要点:植物细胞形态近正方形、着丝点排列在赤道板上;有染色单体、纺锤体;无核膜、核仁和中心体

23、1.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.根据柱状图判断细胞分裂时期(以二倍体生物为例)(1)根据染色单体变化判断各时期染色单体(2)根据比例关系判断各时期:DNA 染色体 染色单体=典例3(2014江西瑞金一中三次月考,18)在“观察植物细胞有丝分裂”实验中,三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤(“+”表示操作,“-”表示未操作)如下表所示:21G:G:有期、前期、中期甲图无后期、末期 乙图期 丙图21424G4402

24、20GNNNNNNN 期、前期、中期甲图 后期、末期乙图 期丙图实验人员操作取材解离漂洗染色压片甲根尖13mm处-+乙根尖13mm处+-+丙根尖57mm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.染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚解题关键解析解离的目的是使细胞分散开,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57mm处为伸长区

25、,伸长区细胞已失去分裂能力,染色体呈染色质状态,观察不到染色体。答案C典例4(2014湖北部分重点中学联考,13)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1 2 2C.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、后期和中期解题关键染色体行为和数目分裂时期分析作答解析该生物细胞无细胞壁,A错误;乙细胞中染色体、染色单体与DNA分子数比例为1 0 1,B错误;中心体在间期复制,甲图细胞处于前期,C错误。答案D3-1某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验,下列关于该实验的叙述正确的是()A.盐酸和酒精混合液主要起固定作用B.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体C.观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁D.探究有丝分裂日周期性可为一天当中