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生物:6.1《细胞的增殖》课件(新人教版必修1)


第 6 章 细胞的生命历程
教学目标
1.简述细胞增殖的周期性 2.熟悉细胞有丝分裂过程、各时期变化特点、染色体 及 DNA 数目变化 知识目标 3.了解细胞的分化及细胞的全能性 4.了解细胞衰老与死亡的特征 5.理解细胞凋亡与细胞死亡的区别 6.说出癌细胞的主要特征 学会制作植物根尖细胞有丝分裂装片和使用高倍显微 能力目标 镜观察细胞有丝分裂

r /> 第 1 节 细胞的增殖

1.细胞不能无限长大 . 表面积 体积 (1)细胞_______与_____比例关系的限制;细胞体积越大, 小 相对表面积就越___。 细胞核 (2)_______是细胞遗传和代谢的控制中心,它也制约了细胞 体积不能无限增大。 2.细胞的增殖 . 分裂 (1)细胞通过____方式增殖。

细胞增殖 (2)单细胞生物体通过__________而繁洐。 增殖 分化 受精卵 (3)多细胞生物从_______开始,要经过细胞的____和____ 逐渐发育为成体。 生长 (4)细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体_____、发育、 遗传 繁殖、_____的基础。 物质准备 细胞分裂 (5)细胞增殖包括________和________整个连续的过程。 有丝 无丝 减数 (6)真核细胞的分裂方式:_____分裂、_____分裂和_____ 分裂。 3.有丝分裂 . (1)细胞周期的概念

完成 连续 指____分裂的细胞,从一次分裂_____时开始,到下一次分 完成 分裂间 分裂 裂_____时为止的这一段时期,包括_______期和_____期。 蛋白质 DNA 复制 (2)分裂间期最大特征是进行_________ 和_______的合成, 物质准备 对于细胞分裂来说,它是整个周期中的_________阶段。 (3)分裂期是一个连续的过程,人们人为地把它分为四个时 期: 染色体 ①前期:最明显的变化是______的出现,此时每条染色体 染色单体 姐妹染色单体 都含有两条________,由一个着丝点相连,称为____________。 核膜 同时,______解体,_____消失,纺锤丝形成纺锤体。 核仁

赤道板 ②中期:每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的_______ 稳定 上,染色体的形态_____,数目_____,便于观察。 清晰 着丝点 姐妹染色单体 ③后期:每个_______一分为二,______________随之分离, 子染色体 纺锤丝 细胞两极 形成两条_________,在_______的牵引下向_________移动。 染色质 ④末期:染色体到达两极后,逐渐变成丝状的______,同 纺锤丝 核膜 核仁 时______消失,_____和_____重新出现,将染色质包围起来,形 细胞核 成两个新的_______,然后细胞一分为二。

(4)动植物细胞有丝分裂的区别 植物 纺锤体形 成方式 细胞的两极 由①__________ 纺锤丝 发生②______产生 赤道板 ⑤在_______出现 细胞板 ⑥______形成 细胞壁 ⑦________ 动物 中心体 由③______ 星射线 产生④_______形成

细胞一分 为二方式

细胞膜 ⑧_______从中部向内凹 陷,缢裂成两部分

染色体 (5)有丝分裂的意义在于将亲代的________经复制后,平均地 遗传性状 两个子 分配到_______细胞,保证了亲子代之间_________的稳定性。

4.无丝分裂 . 细胞核 核的中部 (1)过程比较简单,一般是_______先延长,从________向内 细胞核 凹进,分裂为两个_______,接着整个细胞从中间分裂为两个细 胞。 (2)特点:过程中没有出现_______和______的变化,故名无 纺锤丝 染色体 丝分裂,如蛙的红细胞的分裂。

配对练习 1.(双选)真核细胞的直径一般在 10~100?m 之间,生物体 细胞体积趋向于小的原因是( )

A.受细胞所能容纳的物质制约 B.相对表面积小,有利于物质的迅速转运和交换 C.受细胞核所能控制的范围制约 D.相对表面积大,有利于物质的迅速转运和交换 [解析]相对表面积为细胞表面积与细胞体积的比值,细胞体 积越小,其相对表面积越大,细胞与周围环境或邻近细胞交换 物质的能力也越大,细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,它 也制约了细胞体积不能无限增大。 [答案]CD

2.植物细胞有丝分裂过程中一定出现的是( A.星射线 C DNA C.DNA 分子的复制 B.中心体向两极移动 D D.赤道板

)

[解析]植物细胞没有星射线和中心体,赤道板是个位置概 念,实际上并不存在。 [答案]C

3.图 6-1-1 为细胞分裂某一时期的模式图,该细胞处于 ( )

图 6-1-1 6 1 1

A.有丝分裂前期 C.有丝分裂后期

B.有丝分裂中期 D.有丝分裂间期

[解析]有丝分裂后期染色单体分开,分别向两极移动。 [答案]C

4.在高倍显微镜下观察处于有丝分裂中期的植物细胞,都 能看到的结构是( ) B.纺锤丝、赤道板 D.细胞壁、核膜

A.赤道板、染色体 C.细胞壁、染色体

[解析]有丝分裂前期,细胞的核膜逐渐消失。 [答案]C

5.菠菜根的分生区细胞不断分裂使根向远处生长,在分裂 过程中不会出现的是( )

A.细胞分裂前期,核仁一分为二 B.细胞分裂中期,染色体形态较固定、数目较清晰 C.细胞分裂前期,核膜逐渐消失 D.细胞分裂末期,在赤道板位置形成细胞板,成为细胞壁 [解析]细胞分裂前期,核仁逐渐解体。 [答案]A

6.(2011 年深圳高级中学高一期中)某生物体细胞中染色体 数为 2N,图 6-1-2 中属于有丝分裂中期和有丝分裂后期的依 次是( )

图 6-1-2

A.①②

B.②③

C.④③

D.③④

[解析]有丝分裂中期染色体数是染色单体数和 DNA 分子数 的一半;有丝分裂后期,着丝点分裂,染色单体分开,染色体 数加倍。 [答案]C

重点难点
1.限制细胞体积的因素 . (1)细胞的相对表面积与体积之比:细胞体积越小,其相对 表面积越大,细胞与周围环境或邻近细胞交换物质的能力也越 大。 (2)细胞核与细胞质之比:该比值一般为 1/3,一个细胞核 所含的遗传信息是有一定限度的,能控制的细胞活动也有一定 的限度。 (3)细胞内物质交流的限制:细胞体积过大,影响细胞质流 动速度,细胞内的生命活动也就不能灵敏地控制与缓冲。

【例 1】细胞不能无限长大的原因中,不正确的是( A.与细胞的体积与表面积之比有关 B.细胞核控制能力有一定限制 C.细胞体积过大不利于细胞内物质运输 D.细胞内各种物质的数量限制

)

[名师点拨]细胞越大,相对体表面积就越小,物质运输效率 就越低;细胞核所含遗传信息有一定限度,能控制细胞活动也 有一定的限度;细胞体积过大,影响细胞质流动速度,影响细 胞内物质运输。 [答案]D

【变式训练 1】一般来说,细胞都较微小,与此有关的原因 是( ) A.细胞太大将增加物质运输所需的时间 B.细胞过小细胞核更容易控制细胞 C.细胞过大将能容纳更多细胞器 D.生物个体越大,组成个体的细胞就越大 [解析]细胞过大,细胞内部与外界进行物质交换的能力就会 减低,不利于细胞的代谢活动。细胞越小,细胞内所容纳的物 质就越少,也不适于细胞的生命活动。生物个体的大小与细胞 的大小无关,而只是取决于组成的细胞的数目。 [答案]A

2.细胞周期 . (1)概念:连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下 一次分裂完成时为止。 (2)条件:只有连续分裂的细胞才有细胞周期,不再分裂或 已进入分化的细胞没有细胞周期。 (3)分裂后子细胞的状态 细胞分裂后,根据细胞的种类和分工不同,可有三种情况: ①继续增殖:此类细胞始终处于细胞周期中,保持连续分 裂状态,如动物的红骨髓细胞、皮肤生发层细胞,植物的形成 层细胞、根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织等。

②暂不增殖:此类细胞暂时脱离细胞周期,但始终保持分 裂能力,在适当刺激下可重新进入细胞周期,如动物肝细胞、 肾细胞等。 ③不增殖:此类细胞不可逆的脱离细胞周期,高度分化, 丧失分裂能力。但保持生理机能活动,如动物的神经细胞、肌 纤维细胞、成熟的红细胞、植物的筛管细胞等。

【例 2】下列有关细胞有丝分裂的叙述中,正确的是( A.在植物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体 B.在植物细胞有丝分裂末期形成了赤道板

)

C.在动物细胞有丝分裂中期,两个中心体复制形成两组中 心粒 D.在动物细胞有丝分裂末期,细胞膜内陷形成两个子细胞 [名师点拨]纺锤体是在有丝分裂前期才开始形成的,在间期 看不到;赤道板是一个位置概念,实际并不存在这样一个结构; 在动物细胞有丝分裂中期不能进行中心粒的复制。 [答案]D

【变式训练 2】某科学家用含 15N 的培养基培养蚕豆根尖 分生区细胞,测得一个细胞中的放射性含量变化如图 6-1-3 所示。下列分析中,不正确的是( )

图 6-1-3 A.DG 可表示为一个细胞周期 B.AB 可表示 DNA 的复制

C.可在细胞质中测到放射性物质 D.BD 表示着丝点复制到分裂的过程 [解析]15N 可以标记 DNA、RNA 和蛋白质等含 N 的化合物, 根据放射性的含量变化可知细胞周期和细胞内物质的变化;由 于根尖细胞质存在线粒体,也可在细胞质中测到放射性;着丝 点的复制是在间期,分裂是在后期。 [答案]D

3.有丝分裂各时期的特点 . (1)分裂间期

(2)分裂期 ①细胞结构连续变化 a.染色体形态变化:

b.纺锤体的变化:前期形成→末期解体消失

c.核仁、核膜的变化:前期解体消失→末期重建 d.染色体行为变化:

复制→散乱分布于细胞中→着丝点排列在赤道板上→着丝 点分裂→移向两极 e.中心粒的变化(动物、低等植物细胞):中心粒在间期复 制,在分裂前期逐渐移向两极。 f.末期出现细胞板(植物):高尔基体参与新的细胞壁的形 成。

②染色体平均分配到两个子细胞中 (3)归纳总结 光学显微镜下细胞 细胞周期 分裂间期 前期 中期 分裂期 后期 末期 分裂各期的特点 染色体复制成单体 膜、仁两失现两体 赤道板上点整齐 均分牵引到两极 膜、仁重现失两体 细胞核中:染色体、纺锤体、 核仁、核膜出现相应变化→ 核分裂→质分裂 的行为变化 ( ) 无明显变化(绝大多数细胞)

【例 3】下列物质变化示意图中,不可能发生在有丝分裂过 程中的是( )

[名师点拨]由图形可知,A 所示为染色体变化的曲线,在有 丝分裂后期,染色体数量暂时加倍;B 为 DNA 变化的曲线,在 分裂间期,DNA 逐渐增加;在分裂期的前期、中期,细胞内染 色体数都为 DNA 数的一半。在分裂前期、中期,每条染色体都 有两个姐妹染色单体,而染色单体数等于 DNA 分子数。 [答案]D

【变式训练 3】将细胞分裂过程中细胞内的变化进行排序, 正确的是( ) ②出现放射状排列的细

①两个相同 DNA 分子完全分开 丝 ③中心体发生倍增 A.②③①④ C.③②④① [答案]C

④着丝点排列在一个平面上 B.②④③① D.②③④①

4.动植物细胞有丝分裂的异同 .

【例 4】在动物细胞有丝分裂过程中,下列直接参与该活动 的细胞器有( )

A.液泡、叶绿体、核糖体 B.纺锤体、叶绿体 C.叶绿体、核糖体 D.中心体、线粒体、核糖体

[解析]动物细胞没有液泡和叶绿体,中心体与纺锤体的形成 有关,线粒体为细胞分裂提供能量,核糖体与蛋白质的合成有 关。 [答案]D

【变式训练 4】在电子显微镜下观察到植物细胞有丝分裂末 期细胞板的周围聚集着许多小囊泡,这些小囊泡属于细胞的哪 种结构?小囊泡可能含有何种物质?( A.内质网,蛋白质、磷脂 B.高尔基体,蛋白质、磷脂 C.内质网,纤维素、果胶 D.高尔基体,纤维素、果胶 [解析]与植物细胞有丝分裂末期细胞板的形成有关的细胞 器是高尔基体,细胞板最终形成细胞壁,其主要成分是纤维素 和果胶。 [答案]D )

5.与细胞分裂直接相关的细胞器 与细胞分裂直接相关的细胞器 (1)线粒体:为分裂全过程提供所需能量。 (2)核糖体:间期中蛋白质的合成场所。 (3)高尔基体:参与末期植物细胞细胞壁的形成。 (4)中心体:分裂前期动物细胞中心体发出星射线,形成纺 锤体。

【例 5】通过显微技术破坏玉米根尖分生区细胞中的高尔基 体。培养几天后,再观察该根尖细胞,预测会有什么样的结果? ( ) A.细胞停止分裂 B.产生多核细胞或多倍体细胞 C.正常分裂 D.不能形成纺锤体 [名师点拨]破坏了高尔基体,植物细胞壁无法形成,导致细 胞无法正常分裂,可能会产生多核细胞或多倍体细胞。 [答案]B

【变式训练 5】下面有关植物细胞有丝分裂中细胞器的作 用,不正确的是( )

A.在间期的核糖体上合成蛋白质 B.在间期,线粒体为蛋白质的合成提供能量 C.在前期,中心粒发出星射线形成纺锤体 D.在末期,高尔基体为细胞壁的形成合成多糖 [解析]由于植物细胞不具有中心体,前期形成纺锤体的是细 胞两极的细胞质发出的纺锤丝,不是由中心粒之间星射线形成 纺锤体。 [答案]C

6.有丝分裂过程中 DNA 含量、染色体数目的变化 . 含量、染色体数目的变化 (1)有丝分裂细胞图像与染色体、DNA、染色单体数目变化

(2)用坐标图画出染色体数目(a)、 DNA 分子数目(b)和染色 单体数目(c)的变化情况(如图 6-1-4 所示):

图 6-1-4

【例 6】下列能正确表明有丝分裂过程中 DNA 变化的是 ( )

[名师点拨]在有丝分裂间期,DNA 分子的含量逐渐增加, 数目加倍;前、中、后期保持不变,在末期减半而恢复原有的 含量。 [答案]A

【变式训练 6】细胞增殖过程中 DNA 含量会发生变化。通 过测定一定数量细胞的 DNA 含量,可分析其细胞周期。根据细 胞 DNA 含量不同,将某种连续增殖的细胞分为三组,每组的 细胞数如图 6-1-5 所示。从图中所示结果分析其细胞周期。 不正确的是( )

图 6-1-5

A.乙组细胞正在进行 DNA 复制 B.细胞分裂间期的时间比分裂期长 C.丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍 D.将周期阻断在 DNA 复制前会导致甲组细胞数减少 [解析]乙组细胞 DNA 的含量为 2C~4C,表明该组细胞正 在进行 DNA 的复制;丙组细胞为 4C,该细胞是处于有丝分裂 的前、中、后期的细胞,DNA 已经加倍。但染色体只有在后期 才加倍,前期、中期都不变,所以 C 选项正确;甲组细胞 DNA 含量为 2C,说明该细胞是分裂结束后的细胞或者是未开始复制 的细胞,阻断 DNA 复制会导致乙组细胞减少而不是甲组细胞减 少。 [答案]D

7.实验:细胞大小与物质运输的关系 .实验: (1)实验原理 ①含酚酞的琼脂块遇到 NaOH,酚酞变紫红。 ②在相同时间内,NaOH 在琼脂块中扩散的深度与琼脂块 的总体积的比值.可以反映 NaOH 扩散的效率。此过程可模拟 细胞大小与物质运输效率的关系。 (2)实验要点 ①酚酞琼脂块的制备: 制备琼脂块要将琼脂条加水,小火 慢煮,一直搅拌。在凝固前加入酚酞,搅拌。 ②将切好的琼脂块放人烧杯中,加入 NaOH 溶液后要稍微 搅拌。

【例 7】探究细胞大小与物质运输的关系的实验原理不包括 的是( )

A.酚酞遇到 NaOH 呈现红色反应 B.以琼脂块的大小表示细胞大小 C.以 NaOH 的扩散深度表示吸收速度 D.以 NaOH 的扩散深度与体积比表示吸收速度 [名师点拨] NaOH 在琼脂块中扩散的速度相同,在相同时间 内,NaOH 扩散的深度(或琼脂块中变红的体积)与琼脂块的总体 积的比值,可以反映其扩散效率。所以 C 选项的说法是错误的。 [答案]C

【变式训练 7】生物体内细胞代谢速率与物质扩散的速率有 关。同种物质虽然在细胞中扩散的速率基本相同,但细胞大小 不同,扩散的快慢会有差异。有人设计了一种模型,用于研究 这一问题。 实验步骤: (1)将琼脂块(内含酚酞)切成边长分别为 3 cm、2 cm 和 1 cm 的三个立方体。 (2)将以上三块琼脂样品浸在 0.1%NaOH 溶液中,处理 10 分钟。

(3)取出琼脂块样品,吸干浮液,分别将每一样品切成两半, 观察切面,测量每一切面上 NaOH 扩散的深度,记录结果并分 析回答: ①请你为此研究拟定一个课题名称______________ ____________________________________________________。 ②该研究中所用的细胞模型是______________________ ____________________________________________________。 ③该实验在样品中加入酚酞是为了检测 NaOH 在琼脂块中 的扩散深度,原因是____________________________________。

④计算得出样品有关数据如表: 琼脂块样品 1 号(3cm) 2 号(2cm) 3 号(1cm) 表面积(cm2) 54 24 6 体积(cm 3) 27 8 1 比值(表面积:体积) 2:1 3:1 6:1

通过上表比值分析,你得出的结论是:_________________ ________________,据此推测三个样品中,NaOH 扩散深度依 次为______________________________________________。 ⑤通常情况下,细胞边长小于 0.1 cm。根据上述研究,可 以对细胞大小与物质扩散之间的关系作出合理的解释 ______________________________________________________ ______________________。

[答案]①细胞大小与物质扩散快慢之间的关系的研究 ②不同大小的琼脂块 ③酚酞遇 NaOH 变红色 ④边长越大,其表面积与体积之比越小 3 号>2 号>1 号 ⑤当细胞的边长为 0.1cm 左右时,表面积与体积之比较大, 物质扩散得快,细胞代谢效率高。

8.观察根尖分生组织细胞的有丝分裂要点 . (1)实验原理 ①植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。 ②有丝分裂各个时期,细胞内染色体行为变化不同。根据 各个时期内染色体的变化情况,可用高倍镜识别该细胞处于有 丝分裂的哪个时期。 ③细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(龙胆紫或醋酸洋红) 染色。

(2)实验材料选取 要取植物分生组织的细胞,如根尖的分生区。由于分生区 很短,因此取材时要将根尖的伸长区一起取下,便于操作。 (3)实验过程 ①洋葱根尖的培养:将洋葱鳞茎的基盘的黑坏部分清除, 置于水—空气界面,将装置放在温暖的地方,常换水。 ②取材:在上午 9:00~11:00,下午 3:00~5:00 取材, 此时洋葱根尖分生区的分裂相比较多。 ③解离:解离的目的是使根尖分生区的细胞分散开来。外 界温度高时,解离的时间稍短。此时的细胞已经死亡。

④漂洗:洗净盐酸,便于碱性染料染色。漂洗一定要彻底, 否则将会影响染色的效果。 ⑤染色:运用碱性染料,使染色体着色。注意碱性染料的 定义是阳离子是生色基团,而不是根据 pH 而定,所以醋酸洋 红溶液是碱性染料。 染色液的浓度和染色时间必须掌握好,染色不能过深,否 则标本全部为紫色,无法观察。 ⑥制片:加盖玻片后,在盖玻片上加载玻片轻压,使细胞 分散开,便于观察。 压片时,不可移动盖玻片,否则会使细胞错位重叠,不易 找到观察目标。压片时用力必须恰当,过重会将组织压烂,过 轻则细胞未分散,都将影响观察。

⑦观察 根尖分生区细胞的特征是:细胞呈正方形,排列整齐,有 的细胞正在分裂。 先在低倍镜下找到生长点细胞,并将此移至视野中央,然 后再用高倍镜观察。 观察时应先找到呈正方形的分生区细胞,在一个视野里, 往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞图像,因此, 观察时要注意边观察边移动装片,观察有丝分裂各个时期。 换高倍镜时,要先把低倍镜下的物像移到视野中央,再转 动转换器,调节光圈与反光镜,直至视野中的图像清晰。

【例 8】用高倍显微镜观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分 ) 裂,下列叙述正确的是( A.处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等 B.视野中不同细胞的染色体数目可能不相同 C.选择某个细胞可持续观察它的整个分裂过程 D.处于分裂中期的细胞,可清晰地看到赤道板和染色体 [名师点拨]在一个细胞周期中,分裂间期所占的时间比分裂 期长,因此,处于分裂间期的细胞数目会比分裂期的多;分裂 期后期的细胞中染色体数目加倍;制作洋葱根尖分生区细胞的 装片时经历了解离阶段,此时的细胞已经死亡。因此,不可能 持续观察细胞的分裂;赤道板不是一个具体的结构,而是指细 胞中轴这个位置。 [答案]B

【变式训练 8】使用显微镜观察洋葱根尖细胞染色体的基本 步骤包括:①调节细准焦螺旋;②转换高倍镜;③把分裂相的 细胞移至视野中央;④将洋葱根尖永久装片放在低倍镜下观察。 正确的操作顺序是( A.④③②① C.③②④① ) B.②①④③ D.①②③④

[解析]用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞染色体的步骤是:先 用低倍镜观察,再转换高倍镜观察。用高倍镜观察前先要在低 倍镜找到相关视野,将要观察的细胞移到视野中央,再转换高 倍镜。高倍镜观察只能使用细准焦螺旋调焦。 [答案]A

学习资源
1.细胞周期的计算方法 计算细胞周期必须从间期开始:

图 6-1-6 (1)方法一中,BA+AB 为一个完整的细胞周期。 (2)方法二中,a+b 或 c+d 为一个完整的细胞周期,b+c 不 能叫做一个细胞周期。

2.具有细胞周期的细胞 . (1)植物体内:根尖分生区、芽的顶端分生组织、形成层等。 (2)动物体内:皮肤的生发层、造血干细胞等。 只有能连续分裂的细胞才有细胞周期,高度分化的细胞不 再继续分裂,如神经细胞、精子和卵细胞等不具有细胞周期。 细胞种类不同,细胞周期经历的时间不同。


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