高中生物同步教学课件苏教版必修131份5.1细胞增殖

本章共分三节：《细胞增殖》《细胞分化、衰老和凋亡》《关注癌症》。细胞是生命活动的基本单位，一个细胞就是一个小的“生物体”，它自身的发生、发展、灭亡过程与机体的生长、发育、繁殖、衰老有着密切的关系。第一节《细胞增殖》。本节先讲述了细胞周期的概念，在此基础上对有丝分裂的各个时期作了详尽的描述，重点是各个时期的染色体和DNA的行为变化规律，最后简要介绍了真核细胞无丝分裂方式的特点。第二节《细胞分化、衰老和凋亡》。关于细胞的分化，明确指出了它的概念和重要性，然后说明了高度分化的细胞仍然保持着细胞的全能性。衰老是一种常见的生命现象，细胞内生理和生化的变化过程，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生了变化，因而细胞具有共同的衰老特征。细胞凋亡具有程序性，其遗传物质也发生一系列的变化，具体体现在DNA的随机断裂上。第三节《关注癌症》结合遗传物质的变化，提出了癌细胞无限增殖、具有浸润性和扩散性、能避开人体的免疫监视三方面，应结合细胞分裂和免疫知识加以理解。细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。细胞都要经历产生、生长、成熟、衰老直至最后死亡的生命过程。本章知识是教材中的重要的基础知识之一，其中关于有丝分裂的知识对于后面学习《遗传与进化》模块中关于减数分裂的知识，是重要的铺垫。本章是学习其他章节的基础，在高考中赋分的比例不会很大，且难题分布较少。从知识点的分布看，试题常集中在细胞增殖的染色体与DNA的行为变化规律、细胞的全能性、癌变和衰老的特征及原因等方面，因而这些方面也是本章的重点学习内容。细胞衰老、癌变和细胞全能性知识与人类生活、生产密切相关。学习时要重视这些知识的实际应用，并培养用所学知识分析解决现实问题的能力。1．知识(1)说出细胞的生长和增殖具有周期性；(2)说出各细胞时期的主要特征。2．能力培养学生的观察能力、分析归纳能力以及动态想像能力。3．情感态度与价值观通过有丝分裂各期是一个连续的变化过程，培养学生运用、联系等辩证唯物主义观点。1．关于分裂间期的说明：细胞在前一次分裂结束之后就进入间期，这时就是新的细胞周期的开始。间期一共分为三个时期。间期结束就进入分裂期。根据目前的认识，整个细胞增殖周期可以分为G1、S、G2、M四个小时期，如下表：S期的特点：从G1期进入S期是细胞增殖的关键时期。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的复制就是在这个时期进行的。通常只要DNA的合成一开始，细胞增殖活动就会进行下去，直到分成两个子细胞。G2期的特点：G2期又叫做“有丝分裂准备期”，因为它主要为后面的M期做准备。在G2期中，DNA的合成终止，但是还有RNA和蛋白质的合成，不过其合成量逐渐减少。M期的特点：细胞一旦完成了细胞分裂的准备，就进入分裂期。细胞分裂期是一个连续的过程，为了研究的方便，可以人为地将它分成前、中、后、末四个时期。M期的细胞有极明显的形态变化。间期中的染色质(主要成分是DNA和蛋白质)，在M期浓缩成染色体形态。染色体的形成、复制和移动等活动，保证了将S期复制的两套DNA分子平均地分到两个子细胞中去。2．前提条件：只有能连续分裂的细胞才有细胞周期。3．时间问题：间期在前，分裂期在后，间期经历的时间长，分裂期经历的时间短，所以在观察有丝分裂装片时，大多数细胞处于间期。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。4．表示方法方法一：B―→B(分裂间期：B―→A；分裂期：A―→B)。方法二：a＋b或c＋d(分裂间期：a或c；分裂期：b或d)。特别提醒：①不是所有的细胞都具有周期性。例如，神经细胞、叶肉细胞等就不具有周期性。②同一种细胞，外界条件不同，细胞周期的长短也不同。【例1】下列关于细胞周期的叙述，正确的是(

)A．成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期B．机体内所有的体细胞处于细胞周期中C．抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期D．细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础解析：细胞周期指从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束为止，包括分裂间期和分裂期两个阶段。单从时间上看，似乎两者谁先谁后都可以，但从物质变化看，必须分裂间期在前，分裂期在后，因为分裂间期为分裂期进行了物质准备(完成了DNA分子的复制和有关蛋白质的合成)。生殖细胞是经过减数分裂产生的，成熟后不可能再继续分裂；机体内的体细胞并不都在进行细胞分裂(成年人只有皮肤的生发层、红骨髓的细胞等不断地进行分裂)，故不都处于细胞周期；若抑制DNA的合成，细胞则停留在分裂间期。该题考查细胞分裂周期的主要变化情况。答案：D变式迁移

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下表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 (

)细胞分裂间期分裂期细胞周期十二指肠细胞13.51.815.3肿瘤细胞18.00.518.5成纤维细胞19.30.720.0A.分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞B．分裂期占细胞周期时间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：本题考查的知识点是对细胞周期的理解。对表中数据分析，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；分裂期占细胞周期时间比例最小的是肿瘤细胞；不同类细胞周期不同，因此分裂是不同步的；而表中的数据反映出，不同类细胞的细胞周期持续的时间是不同的。答案：C(1)前期的主要特征：a．染色质高度螺旋化缩短变粗形成染色体，散乱排列在细胞的中央；b．核仁解体，核膜消失；c．细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，有许多纺锤丝附着在染色体的着丝点上。(2)中期的主要特征染色体的着丝点在纺锤丝的牵引下，排列到细胞中央的赤道板上。在中期染色体的形态比较固定，数目比较清晰，是观察染色体形态、结构的最佳时期。(3)后期的主要特征每条染色体上的着丝点分裂，染色单体在纺锤丝的牵引下彼此分开，形成两条染色体，分别移向细胞的两极。实现复制后细胞核内全部染色体的平均分配。(4)末期的主要特征两套染色体分别移到了细胞两极标志着后期结束，末期开始。a．染色体逐渐解螺旋变成又细又长的染色质；b．核膜重建，核仁出现；c．纺锤体解体，纺锤丝逐渐消失；d．在赤道板位置形成细胞板，细胞板由中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁。【例2】下图为某学生所绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为简图，其中不正确的是 (

)解析：解此题首先要了解植物细胞有丝分裂各时期中染色体的行为变化及各时期细胞的特点。经分析A应为中期图，B为前期图，C为后期图，D为末期图。其中A、B、D画得正确，而C不正确，C为后期，纺锤丝正牵拉着染色体的着丝点向两极移动，由于受细胞质基质液体阻力的影响，染色体的两条臂应朝向细胞中央，而不可能朝向两极。因此C图中染色体弯曲的方向画错了。答案：C变式迁移

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下图是植物细胞在显微镜下的有丝分裂图像，分析回答：(1)填注①～⑤各属于什么分裂期：①________，②________，③________，④________，⑤________。(2)从分子水平看，间期细胞的主要变化是_______________________________________。(3)细胞核中出现染色体是在________期。这时期的每一条染色体包括________。(4)观察和计数染色体最佳时期是________期。着丝点分裂是在________期。染色体数加倍发生在________期。解析：识别有丝分裂各期图像，应掌握各分裂期主要特征。间期①主要特征是核膜完整，核质均匀，核仁清楚。应注意此期细胞貌似“静止”，但从分子水平看，细胞内部正发生着复杂变化，即完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。前期②主要特征是细胞核中出现染色体，同时显示核膜、核仁逐渐解体消失。

中期④主要特征是染色体的着丝点规则地排列在细胞中央的赤道板上。此期的染色体形态、数目最清晰。后期⑤主要变化是着丝点分裂，姐妹染色单体分离，同时，纺锤丝收缩，牵引两套染色体移向两极。末期③的主要特征是染色体恢复成染色质状态，同时出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核。在植物细胞，末期还可看到细胞板的出现以及形成新的细胞壁，即由一个母细胞分裂成两个新的子细胞。答案：(1)间期前期末期中期后期(2)DNA分子的复制和有关蛋白质的合成(3)前两条姐妹染色单体，二者由—个共同的着丝点连接着(4)中后后分裂间期分裂期前期中期后期末期示意图动物细胞植物细胞特别提醒：有丝分裂图像识别技巧①动、植物细胞的识别：a．图像画成方形，或图像中有细胞板结构，无中心体结构，一般可判断为植物细胞。b．图像画成圆形，或有中心体结构，无细胞板结构，通过缢裂方式平分细胞，一般可判断为动物细胞。②细胞分裂(有丝分裂)时期的识别：a．染色体数目加倍——有丝分裂后期；b．所有染色体的着丝粒排列在赤道板上——有丝分裂中期。【例3】下列哪一项叙述，表明动物细胞正在进行有丝分裂 (

)A．核糖体合成活动加强B．线粒体产生大量ATPC．中心体周围射出星射线D．高尔基体数目显著增多解析：核糖体活动加强和线粒体产生大量ATP只能说明细胞代谢旺盛，不一定进行有丝分裂；在动物细胞中，高尔基体的作用是与细胞分泌物的形成有关，高尔基体数目增多，说明细胞分泌活动加强，与有丝分裂无直接关系。只有中心体周围发出星射线是动物细胞进行有丝分裂的特征。答案：C变式迁移

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比较动植物细胞有丝分裂过程，可发现不同之处是 (

)A．染色体的形成和消失不同B．纺锤体的形成不同C．DNA的复制不同D．中期的特点不同解析：动植物细胞有丝分裂过程中，DNA的复制都发生在间期。染色体的形成和消失都分别发生在前期和末期，中期的特点也相同，都是着丝点排列在赤道板上。而纺锤体的形成则不同，植物细胞没有中心体，纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成，动物细胞有中心体，纺锤体是由两极的中心粒发出的星射线形成的。答案：B1．染色体数目的变化：2N→4N→2N(如图)2．核内DNA数的变化：2N→4N→2N(如图)由以上图示可知，染色体、DNA的数目变化规律如下：(1)染色体数目在有丝分裂后期加倍，末期结束恢复。(2)DNA数目在有丝分裂间期加倍，末期结束恢复。可见染色体、DNA的数目变化不完全同步。3．染色体、染色单体、DNA分子三者之间的关系如图所示【例4】如下图是洋葱根尖有丝分裂图(甲)和有丝分裂过程中DNA数量变化曲线图(乙)，其中A、B、C、D、E为细胞代号。据图回答：(1)制作洋葱根尖有丝分裂装片时应切取根尖的长度为________mm，以获取根尖________的细胞。(2)制作临时装片的过程包括________等四步。(3)根据细胞周期写出图甲中所示细胞在有丝分裂中的顺序：________。(4)甲图中，B细胞处于________期，其主要特点是染色体的________排列在细胞中央的赤道板上，纺锤体清晰可见。(5)在图乙中，ab时间段表示细胞内发生的主要变化是________，这个变化出现在甲图的________细胞中(用代号表示)。(6)图乙中bc时间段表示细胞分裂的________。(7)请在图乙中相应位置上用实线画出染色体数量的变化曲线。解析：解答此题的关键是能识别细胞分裂过程中的各个时期的变化图。主要是根据染色体的变化及核膜的变化来判断，核膜的有无是判断间期和进入前期的一个重要标志。A和D容易混淆。仔细观察发现D是有核膜的，应是间期；A中显然已经没有了核膜；其余各期根据染色体的变化规律都比较容易判断。识别曲线的关键是记住细胞周期中各个时期的染色体及DNA的变化过程。答案：(1)2～3分生区(2)解离—漂洗—染色—制片(3)DABCE

(4)中着丝点(5)完成染色体的复制，包括DNA的复制和有关蛋白质的合成D

(6)前期、中期、后期和末期(或分裂期)

(7)染色体数量变化曲线如下图所示变式迁移

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下表为玉米细胞进行有丝分裂时，染色体、DNA、染色单体在各个时期中的变化数据，请根据下表分析。组号间期前期中期后期末期甲0→40404000乙2020204040丙20→4040404040(1)________组为DNA分子的变化数据。(2)________组为染色体的变化数据。(3)________组为染色单体的变化数据。解析：DNA的复制在间期进行，进入分裂期后，直到末期结束才被均等分配到两个子细胞中去，故前期、中期、后期、末期DNA含量是相等的，(1)的正确答案是丙；在间期，由于DNA复制和有关蛋白质的合成，形成了新的染色单体，但在前期、中期姐妹染色单体由一个着丝点连在一起，仍是一个染色体，到了后期，随着着丝点的分裂，两条姐妹染色单体分开成为两条染色体，使染色体数目加倍，据此我们可以推知

(2)的正确答案是乙；染色单体是在间期通过染色体复制形成的，在间期以染色质形式存在，在前期和中期，每条染色体中都含有两条染色单体，由着丝点把它们连在一起，在后期随着着丝点的分裂，两条染色单体分开成为两条子染色体，在末期子染色体均等移向两极，末期结束平均分配到两个子细胞中去。因此在后期和末期已不存在染色单体，所以(3)的正确答案是甲。答案：(1)丙(2)乙(3)甲实验目标(1)观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期(2)学会制作洋葱根尖有丝分裂装片的技术(3)学会使用高倍显微镜和绘生物图的方法实验原理在植物体中，有丝分裂常见于根尖、茎尖等分生区细胞。高等植物细胞有丝分裂的过程，分为分裂间期和分裂期的前期、中期、后期、末期。可以用高倍镜观察植物细胞有丝分裂的过程，根据各个时期细胞内染色体(或染色质)的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色。材料用具(1)实验材料：洋葱(可以用蒜、葱代替)。(2)仪器和试剂：①仪器：显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿3个，剪刀，镊子，滴管。②试剂：质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精溶液，质量浓度为0.01g/mL的或0.02g/mL的龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)。方法步骤(1)洋葱根尖的培养①培养洋葱生根时，避免用新采收的洋葱，因它尚在休眠不易生根。如果必须用当年刚采收的新洋葱培养生根，则应设法打破它的休眠。常用的方法是用低浓度的赤霉素溶液浸泡洋葱底盘，这样可以促使其生根。培养过程中，注意每天至少换水一次，以防烂根。②对于头年收下的洋葱，可以采用如下方法促使它生根：a．选择底盘大的洋葱作生根材料。b．剥去外层老皮，用刀削去老根(从底盘中央向四周削)，注意不要削掉四周的“根芽”。c．用烧杯装满清水，放上洋葱，放置在光照处。水要保持清洁，注意每天换水1～2次。一般2～3d即可获得实验所需材料(根长5cm)。③固定时间取材。洋葱根尖细胞有丝分裂的时间是有规律的。通常在每天上午10时至下午2时分裂活跃，尤其以下午2时最活跃，可在这时取材。注意：培养洋葱根尖的装置应放在温暖的地方；注意经常换水，使洋葱的底部总是接触到水。(2)装片的制作【例5】制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，在盖玻片上再加一块载玻片，进行压片的目的不包括 (

)A．避免压碎盖玻片B．防止盖玻片移动C．避免污染盖玻片D．使压力均匀解析：在制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，进行压片的目的是使细胞分散开，便于在显微镜下观察。所以在压片时，盖玻片上面加一块载玻片，既能使压力均匀，又能防止压碎盖玻片和防止盖玻片移动而影响观察。答案：C变式迁移

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在制作洋葱根尖装片过程中，细胞在何时停止分裂 (

)A．解离期 B．漂洗期C．染色期 D．压片期解析：制作洋葱根尖有丝分裂临时装片的步骤是：解离→漂洗→染色→制片。其中解离是用氯化氢的质量分数为15%的溶液和酒精的体积分数为95%溶液的混合液(1∶1)。在解离时可将细胞杀死，即停止分裂。答案：A细胞周期中几种细胞结构的变化(1)染色体形态变化：(2)纺锤体的变化：形成(前期)→解体消失(末期)。(3)核膜、核仁的变化：解体消失(前期)→重建(末期)。(4)染色体行为的变化：复制→散乱分布于细胞中央→着丝粒排列在赤道板上→着丝粒一分为二→移向两极。(5)中心体的变化(动物和低等植物)在间期复制，前期逐渐移向两极。(6)植物细胞在末期出现细胞板。【例6】细胞周期中，纺锤体的形成和染色体形态、数目最清晰的时期分别是 (

)A．间期和中期 B．中期和后期C．前期和末期 D．前期和中期解析：在细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成在分裂期的前期；染色体的形态、数目最清晰的时期是中期。答案：D变式迁移

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染色质变为染色体和染色体变为染色质分别发生在细胞分裂的 (

)A．间期和后期 B．前期和后期C．前期和末期 D．间期和末期解析：在细胞分裂的前期，细丝状的染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为染色体；在细胞分裂的末期，染色体解开螺旋，变状成细丝状的染色质。答案：C易错点：对染色体和DNA在不同的细胞中的含量混淆不清。思维突破：①正常体细胞高度分化，细胞的DNA不再复制，一条染色体上只有一个DNA。②间期复制后的染色体，一条染色体的两条染色单体由一个着丝点相连，染色体的数目在着丝点分裂前不变，但DNA加倍。③后期染色体着丝点分开，染色体数目加倍，但DNA不变。【例】细胞有丝分裂过程中，染色体数与体细胞相同而DNA数不同的时期是 (

)A．后期和末期 B．前期和后期C．前期和中期 D．中期和末期解析：解答此题需从如下两方面入手分析：首先分析正常情况下的体细胞一条染色体上只有一个DNA分子，无姐妹染色单体；第二步分析处于有丝分裂间期的细胞，染色体(主要是DNA)进行了复制，因此处于分裂间期、分裂期的前期和中期的细胞中的染色体数目与体细胞一样，DNA却是体细胞的两倍；有丝分裂的后期着丝点一分为二，染色体数目加倍，DNA数目不变，处于此期中的染色体和DNA分子数目都是体细胞的两倍。答案：C误区分析：有丝分裂的前期和中期是有染色单体的两个时期，即染色体进行了复制，使DNA增加了一倍，而由于染色体的着丝点没有变化，染色体数目不变。1．下列关于细胞周期的描述哪一项是正确的(

)A．从一次分裂开始，到下一次分裂结束B．从一次分裂结束，到下一次分裂开始C．从一次分裂开始，到下一次分裂开始D．从一次分裂结束，到下一次分裂结束答案：D2．连续进行有丝分裂的细胞，其间期的特点是(

)A．细胞内没有发生变化B．核膜解体C．出现了染色体D．细胞核内进行着DNA分子的复制和有关蛋白质的合成答案：D3．在细胞的有丝分裂周期中，存在染色单体的时期是(

)A．间期和前期 B．前期和中期C．中期和后期 D．后期和末期解析：由于染色体的复制发生在间期，而染色单体的分离发生在后期，所以前期、中期，以及复制后的间期存在染色单体。答案：B4．有丝分裂过程中，染色体数与体细胞相同，而DNA分子数是体细胞的两倍的时期是 (

)A．后期和末期 B．前期和后期C．前期和中期 D．中期和末期解析：由于前期和中期的染色体都已经过复制，此时染色体数目不变，而DNA分子数加倍了。答案：C5．核膜逐渐消失发生在有丝分裂的哪一时期(

)A．前期 B．中期C．后期 D．末期答案：A6．在细胞周期中，染色质和染色体形态相互变化的时期是 (

)A．分裂间期和后期 B．分裂前期和中期C．分裂后期和末期 D．分裂前期和末期答案：D7．在细胞的有丝分裂的前期和中期，使两条染色单体连接在一起的是 (

)A．星射线 B．纺锤线C．纺锤体 D．着丝粒答案：D8．如图示动物细胞有丝分裂的某个时期，请据图回答：(1)此细胞有________条染色体、________条染色单体、________个DNA分子。(2)它在分裂的前期细胞中染色体、染色单体和DNA分子之比是________。答案：(1)8

0

8

(2)4∶8∶81．学习用曲线图描述DNA和染色体数量的变化规律。2．通过学习有丝分裂的过程培养学生分析图像，解读图像的能力。3．通过实验培养制作临时装片的技能，培养观察、分析能力以及识图和绘图能力。4．通过对实验思路的分析和对实验现象的观察，培养实事求是的科学态度和严谨的科学工作作风。1．某学生在观察植物根尖细胞的有丝分裂后，绘制了如下图所示染色体行为简图，其中正确的是 (

)解析：重点考查植物细胞有丝分裂后期染色体行为的变化特点。该时期由于着丝点的分裂，在间期经复制形成的两条姐妹染色单体相互分开，形成两条大小、形状完全相同的染色体，故B、D答案不正确，同时染色体被牵拉至两极的过程中，受细胞质基质的阻力影响，不可能出现C图状态。答案：A2．有人要确定S期(细胞分裂间期中合成DNA的阶段)的长度，他在处于分裂期后细胞间质中加入了以氚标记的R化合物。在下列化合物中最适合作为R化合物的是(

)A．腺嘌呤 B．胞嘧啶C．鸟嘌呤 D．胸腺嘧啶解析：合成DNA的原料是四种脱氧核苷酸，其上的含氮碱基分别为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶，其中前三种也是构成RNA的成分。因此想确定DNA合成期的长短，所加入带放射性的物质必须是DNA特有而RNA没有的物质，即胸腺嘧啶。答案：D3．阅读材料并回答问题。2001年诺贝尔生理学或医学奖授予了美国科学家哈特维尔与英国科学家亨特和纳斯，以表彰他们发现了细胞周期的关键分子调节机制。其中，利兰·哈特维尔发现了大量控制细胞周期的基因，其中一种被称为“START”的基因对控制各个细胞周期的最初阶段具有决定性的作用。纳斯的贡献是在哈特维尔的基础上，通过基因与分子方法发现了调节细胞周期的一种关键性物质CDK(细胞周期蛋白依赖激酶)，CDK是通