《细胞的增殖》第一课时素养导学

第1节细胞的增殖（第一课时）一、生物的生长和细胞增殖1.生物的生长:(1)主要原因:通过细胞分裂增加细胞的_____。(2)次要原因:通过_________增大细胞的体积。数量细胞生长2.细胞不能无限长大的原因:(1)细胞的体积越大,表面积与体积的比值越_____。(2)细胞的体积越大,相同时间内物质扩散的体积与整个细胞体积的比值越___,即物质运输的效率越___。小小低3.细胞增殖:(1)概念:通过_________增加细胞数量的过程。(2)意义:生物体_____、_____、_____、_____的基础。细胞分裂生长发育繁殖遗传二、细胞分裂的过程1.细胞周期:(1)概念的理解。①条件:_________的细胞。②起点:一次分裂完成时。③终点:_______________时。连续分裂下一次分裂完成(2)组成及特点。①分裂间期:a.范围:从细胞一次分裂结束到_______________。b.特点:持续时间长,占整个细胞周期的_________。c.主要变化:下一次分裂之前90%～95%②分裂期:a.范围:细胞周期中分裂间期之后。b.特点:持续时间短;是一个连续的过程,根据_______的行为可分为前期、中期、后期、末期。染色体2.有丝分裂过程(以高等植物细胞为例):【激疑】利用所学知识,分析细胞壁的形成可能与哪一细胞器有关?细胞壁中应含有哪些化学成分?提示:细胞壁的形成与高尔基体有关;细胞壁中应含有纤维素和果胶。

知识点一细胞周期的划分及表示方法1.细胞周期的两种表示方法:直线图扇形图图形直线图扇形图分裂间期a、ca分裂期b、db+c+d+e一个细胞周期a+b、c+da+b+c+d+e2.细胞分裂间期的划分:G1期:又称DNA合成前期,主要进行RNA和有关蛋白质的合成,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。【思考·讨论】1.只要能进行细胞分裂的细胞均有细胞周期,这个说法对吗?(生命观念)提示:不对。只有连续分裂的细胞才具有细胞周期,若分裂后的细胞停止分裂,则不具有细胞周期。

2.用显微镜观察某种植物的分生组织时,为什么视野中处于间期的细胞数目较多?(科学思维)提示:在一个细胞周期中,分裂间期所占的时间长,分裂期所占的时间短。①甲→乙的过程表示分裂间期②乙→甲的过程表示分裂期③一个细胞周期是指甲→甲的全过程④一个细胞周期是指乙→乙的全过程A.①②④

B.④

C.③

D.①②③【素养案例】如图表示细胞分裂一个细胞周期所用的时间,下列说法正确的是(

)【解题导引】

(1)判断分裂间期和分裂期:根据一个细胞周期中分裂间期比分裂期经历的时间长,则图中占面积较大的是分裂间期,较小的是分裂期。(2)判断细胞周期的起止点:根据图中箭头的方向,判断细胞周期从乙点开始,到乙点结束。【解析】选B。甲→乙的过程表示分裂期,①错误;乙→甲的过程表示分裂间期,②错误;一个细胞周期是指乙→乙的全过程,分裂间期在前,分裂期在后,顺序不能颠倒,④正确、③错误。【方法规律】判断一个完整的细胞周期的方法(1)“先长后短”:一个细胞周期一定要先经过一个长的间期,再经过一个短的分裂期。(2)“终点到终点”:从完成时开始,到下一个完成时结束,为一个细胞周期。(3)“先复制后分裂”:一个细胞周期一定要先完成DNA的复制,才能完成细胞的分裂。【素养·探究】——情境迁移近年来对细胞周期的研究取得了许多突破性进展,发现并确立了细胞周期素(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI)在真核生物细胞周期调控中的重要作用。其中,Cyclin周期性积累与分解对细胞周期进程起着关键作用,而CKI通过在细胞周期适当时间点上抑制CDK的活性从而在细胞周期中起着重要作用。思考问题:(1)阅读上述材料,分析细胞周期的发生与哪些物质有关?(科学思维)提示:细胞周期素(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI)。(2)谈谈你对细胞周期发生和控制物质之间关系的认识。(生命观念)提示:细胞周期素激活细胞周期蛋白依赖性激酶,使细胞分裂发生,而细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子则会停止细胞周期蛋白依赖性激酶的作用。【素养·迁移】如表是几种细胞的细胞周期持续时间/h,据表分析,下列分析正确的是(

)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20.51.522A.人所有细胞的细胞周期均为22个小时B.与蚕豆根尖分生区细胞分裂密切相关的细胞器包括核糖体、中心体C.小鼠十二指肠上皮细胞最适于观察动物细胞有丝分裂D.不同温度下蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期相同【解析】选C。表中数据不能说明人所有细胞的细胞周期均为22个小时,A项错误;蚕豆属于高等植物,没有中心体,B项错误;三种动物细胞中,小鼠十二指肠上皮细胞的分裂期占细胞周期的比例最大,显微镜下分裂期细胞数目较多,适于观察动物细胞有丝分裂,C项正确;不同温度下酶的活性不同,蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期不同,D项错误。【补偿训练】细胞周期中持续时间较长的是(

)A.分裂间期B.分裂期C.两个时期一样长D.两个时期时间长短不确定【解析】选A。细胞周期中分裂间期准备大量物质以便分裂,其持续时间较长。知识点二细胞周期(以有丝分裂为例)过程中相关结构或物质的变化1.细胞结构或物质的周期性变化:染色体行为变化:2.核DNA、染色体、染色单体的数目变化:时期项目分裂间期分裂期前期中期后期末期核DNA2n→4n4n4n4n4n→2n染色体2n2n2n4n4n→2n染色单体0→4n4n4n00(1)当有染色单体时,染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2。(2)当无染色单体(后期、末期)时,染色体∶DNA=1∶1。3.核DNA、染色体、染色单体数目变化曲线分析:(1)曲线模型:(2)曲线解读:项目上升段的变化原因下降段的变化原因核DNA分裂间期(a段)DNA复制,DNA数目加倍末期(e段)细胞一分为二,DNA数目减半染色体后期(d段)着丝粒分裂,染色体数目加倍末期(e段)细胞一分为二,染色体数目减半染色单体分裂间期(a段)DNA复制,染色单体形成后期(d段)着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色单体消失4.每条染色体上DNA含量及染色体数与核DNA数比值的变化曲线:(1)图中ef(BC)段变化的原因是S期DNA的复制,染色单体形成。(2)fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期;gh(DE)段变化的原因是有丝分裂后期着丝粒分裂。5.根据柱状图判断细胞分裂时期的规律:(1)根据染色单体变化判断各时期:(2)根据比例关系判断各时期:DNA∶染色体∶染色单体=【思考·讨论】1.染色单体分别在什么时期形成和消失?在细胞周期的什么时期存在染色单体?(生命观念)提示:染色单体形成于间期(染色体复制),消失于后期(着丝粒分裂)。细胞分裂的前期和中期均存在染色单体。2.在有丝分裂过程中,细胞质中的遗传物质是否也能均等分配?(科学思维)提示:一般不能均等分配,而是随机地分配到两个子细胞中。【素养案例】图甲表示某高等植物细胞有丝分裂的相关图像,图乙表示细胞内染色体与核DNA数目比的变化关系,下列相关叙述正确的是(

)A.图甲中①的中心体的活动很活跃,图乙ab段核糖体的活动很活跃B.图甲中的②处于图乙中的ef段,属于分裂后期C.图甲中的①处于图乙中的cd段,细胞中染色体数∶核DNA数∶染色单体数=1∶2∶2D.着丝粒分裂发生在de段,是图甲中的②所示时期【解题导引】(1)题干关键词:高等植物。(2)纵坐标含义:染色体与核DNA数目比。【解析】选C。图甲中的①是前期,②是末期。高等植物细胞没有中心体,ab段可表示分裂间期中蛋白质的合成时期,该时期核糖体活动活跃,A项错误;ef段包含后期和末期,B项错误;cd段为DNA复制后,着丝粒未分开前,包含前期、中期,所以染色体数∶DNA数∶染色单体数=1∶2∶2,C项正确;de段染色体与核DNA数目比由0.5变为1,是因为发生了着丝粒分裂,是后期的开始,D项错误。【素养·探究】——母题追问(1)生命观念——结构与功能观图乙中ab段主要发生在分子水平和细胞水平的变化分别是什么?提示:分子水平上主要发生了DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,细胞水平上发生染色体的复制。(2)科学思维——分析与综合有丝分裂过程中染色体、核膜、核仁周期性变化有何意义?提示:有利于染色体的平均分配。【素养·迁移】如图是植物有丝分裂过程中染色体形态示意图,下列叙述正确的是(

)A.乙图与丁图细胞内染色体数量相等B.甲图细胞内含有8个DNA分子、8条染色单体C.丙图细胞内有8条姐妹染色单体D.细胞分裂的顺序为乙、丁、甲、丙【解析】选B。乙图中有4条染色体,丁图中有8条染色体,A错误。甲图中每条染色体上都有姐妹染色单体,共有8个DNA分子、8条染色单体,B正确。丙图处在末期,已经没有染色单体了,C错误。细胞分裂的正确顺序是前期乙、中期甲、后期丁、末期丙,D错误。【补偿训练】细胞进行有丝分裂时,染色体发生有规律的变化,这些变化的正确顺序是(

)①染色质丝缩短变粗成染色体②染色体变细伸长成染色质丝③组成染色体的DNA复制④染色体排列在赤