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1、第9講 細胞的增殖突破突破3 3實驗實驗觀察細胞的有絲分裂觀察細胞的有絲分裂突破突破1 1對細胞周期的理解對細胞周期的理解突破突破2 2有絲分裂過程分析有絲分裂過程分析總綱目錄總綱目錄一、細胞生長與細胞分裂1.細胞不能無限長大(1)模擬實驗細胞大小與物質運輸效率之間的關系A.細胞模型:不同大小的瓊脂塊。B.運輸效率表示法:。C.檢測方法:酚酞遇NaOH變紅色。NaOH在瓊脂塊中的擴散體積瓊脂塊的體積(2)細胞不能無限長大的原因細胞生長:體積增大(不能無限) :,SV核質比 細胞核控制的細胞質范圍有限細胞體積越大 相對表面積越小物質運輸效率越低2.細胞分裂方式及判斷(1)概念圖(2)解讀1.有絲

2、分裂的過程及主要特點 AbBaCeDdEc 二、細胞的有絲分裂2.動植物細胞有絲分裂的主要區(qū)別 紡錘體形成方式不同細胞分裂方式不同植物細胞 細胞兩極 發(fā)出紡錘絲 細胞板 形成細胞壁動物細胞 中心粒 發(fā)出星射線細胞膜向內凹陷使細胞縊裂3.意義親代細胞的 染色體 經過復制后精確地平均分配到兩個子細胞中,保持了細胞的親子代之間 遺傳性狀 的穩(wěn)定性。巧學妙記巧學妙記 有絲分裂各期特點間期復制合成非等閑前期膜仁消失兩體現(xiàn)中期形定數(shù)晰赤道齊后期點裂數(shù)增兩極移末期三現(xiàn)兩消分裂完1.特點:分裂過程中不出現(xiàn) 紡錘絲 和 染色體 的變化。三、無絲分裂2.過程:(1) 細胞核 先延長,核的中部向內凹進,縊裂成兩個。

3、(2)整個細胞從中部縊裂成兩部分,形成兩個 子細胞 。3.實例: 蛙的紅細胞 。名師點睛名師點睛 (1)無絲分裂過程中DNA也要復制并均分。(2)無絲分裂是真核細胞的分裂方式,病毒及原核生物不存在無絲分裂。1.朊粒(PrPsc)是一種蛋白質,其增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同。( )2.著絲點分裂一定導致DNA數(shù)目加倍。( )3.適合觀察細胞有絲分裂的是蠶豆根尖分生區(qū)細胞。( )4.有絲分裂中期,細胞中染色體數(shù)是體細胞染色體數(shù)的兩倍。( )5.幼年個體生長需細胞增殖,成年后不需細胞增殖。( )6.用蛋白質合成抑制劑處理G1期細胞,不影響其進入S期。 ( )7.用秋水仙素處理細胞群體,M期細胞

4、的比例會減少。( )8.染色單體形成于分裂前期,消失于分裂后期。( )9.細胞內染色體的存在狀態(tài)可作為判斷有絲分裂各時期的依據(jù)。 ( )10.在蛙受精卵發(fā)育成原腸胚過程中,在細胞內不能發(fā)生姐妹染色單體的分開。( )11.探究有絲分裂日周期性可為實驗取材時機提供依據(jù)。( )突破突破1 1對細胞周期的理解對細胞周期的理解1.分裂間期的物質變化分裂間期又可劃分為G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期),其主要變化如下:(1)G1期:合成DNA所需蛋白質的合成和核糖體的增生。(2)S期:完成DNA復制每條染色體上1個DNA復制為2個DNA,且兩個DNA位于兩條染色單體上

5、,兩條染色單體由一個著絲點連在一起,即:(3)G2期:合成蛋白質主要是用于形成紡錘絲(星射線)。2.細胞周期的表示方法3.細胞分裂產生的子細胞的三種去向(1)繼續(xù)分裂:始終處于細胞周期中,保持連續(xù)分裂狀態(tài),如動物紅骨髓細胞、植物形成層細胞。(2)暫不分裂:仍具分裂能力,在一定條件下可回到細胞周期中繼續(xù)分裂,如肝細胞、黃骨髓造血細胞、記憶細胞等。(3)細胞分化:失去分裂能力,分化為其他組織器官細胞,如骨骼肌細胞、洋蔥表皮細胞、漿細胞。 1.判斷細胞周期的方法(1)細胞周期以分裂間期為起點,而不能以分裂期為起點。(2)分裂間期的時間遠遠長于分裂期。2.解答有關細胞周期問題的三個技巧(1)只有持續(xù)分

6、裂的細胞才具有細胞周期,高度分化的體細胞(如神經、肌肉細胞)和減數(shù)分裂產生的生殖細胞不具有細胞周期。(2)細胞周期的長短由遺傳物質決定,同時受環(huán)境因素影響。(3)在觀察有絲分裂時,應選擇分裂期相對較長的材料,這樣有利于觀察到處于不同分裂時期的圖像。3.細胞周期中的三種變化分析策略(1)基因突變:在細胞分裂間期,DNA復制時容易受到內外因素的干擾而發(fā)生差錯,即發(fā)生基因突變。(2)染色體變異:在細胞分裂前期,秋水仙素或低溫都可抑制紡錘體的形成,出現(xiàn)多倍體細胞。(3)細胞癌變:用藥物作用于癌細胞,在分裂間期,DNA分子不能復制,可抑制癌細胞的無限增殖?？枷蚩枷?以基礎判斷、圖像模型分析的形式以基礎判

7、斷、圖像模型分析的形式,考查細胞周期的概念和表考查細胞周期的概念和表示方法示方法1.(2018北京海淀第一學期期末)分裂間期依次分為G1、S和G2期,研究者將處于不同時期的細胞進行融合,實驗如下圖所示。其中灰色的部分是細胞核,黑點代表中心體。下列推測不合理的是()A.中心體的復制始于G1期,在G2期復制完畢B.中心體和DNA的復制可能同時進行C.S期細胞中存在使G1期細胞核進入S期的物質D.引發(fā)中心體復制的物質持續(xù)存在到G2期答案答案A由左圖可知,中心體復制在S期完畢,A錯誤;由左圖可知,中心體和DNA的復制可能同時進行,B正確;由左圖可知,S期細胞中存在使G1期細胞核進入S期的物質,C正確;

8、由中間圖可知,引發(fā)中心體復制的物質持續(xù)存在到G2期,D正確。2.下列有關細胞周期和細胞分裂的敘述,正確的是()A.不同生物的細胞大小和數(shù)目不同,但細胞周期長短相同B.同一生物各種組織的細胞周期長短相同,但G1、S、G2和M期長短不同C.若在G2期加入DNA合成抑制劑,則有絲分裂前期每個染色體仍含有2條染色單體,子細胞染色體數(shù)目與母細胞的相同D.減數(shù)分裂前期同源染色體配對,每個染色體含有4條染色單體,子細胞染色體數(shù)目為母細胞的一半C答案答案C不同生物的細胞大小和數(shù)目不同,且細胞周期長短往往也不同,A錯誤;同一生物各組織的細胞周期長短往往不同,G1、S、G2和M期長短也不同,B錯誤;DNA的復制發(fā)

9、生在S期,在G2期加入DNA合成抑制劑對細胞分裂無影響,C正確;減數(shù)分裂前期同源染色體配對,每個染色體含有2條染色單體,D錯誤?？枷蚩枷?以同位素標記分析的形式以同位素標記分析的形式,考查細胞分裂的過程考查細胞分裂的過程3.用3H標記蠶豆根尖分生區(qū)細胞的DNA分子雙鏈,再將這些細胞轉入含秋水仙素但不含3H的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。若秋水仙素對細胞連續(xù)發(fā)揮作用,則相關敘述不正確的是()A.秋水仙素可抑制紡錘體的形成,但不影響著絲點的正常分裂B.通過對細胞中不含染色單體時的染色體計數(shù),可推測DNA復制的次數(shù)C.通過檢測DNA鏈上3H標記出現(xiàn)的情況,可推測DNA的復制方式 D.細胞中DNA第二次復制完成時

10、,每條染色體的單體均帶有3H 標記D答案答案D秋水仙素可抑制紡錘體的形成,但不影響著絲點的分裂,故秋水仙素可誘導細胞染色體加倍;通過對細胞中不含染色單體的染色體計數(shù),可推出DNA復制次數(shù);檢測子代DNA鏈的3H標記情況,可推測DNA的復制方式;第一次有絲分裂產生的子細胞中每條染色體上的DNA只有一條鏈帶3H標記,細胞在第二個細胞周期的間期完成DNA復制后,每條染色體只有一條染色單體的一條DNA鏈帶3H標記。4.科學家在研究蠶豆根尖分生區(qū)細胞的有絲分裂周期時,分別用放射性同位素15N標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸(15N-TdR)、32P標記尿嘧啶核糖核苷酸(32P-UdR),把兩種核苷酸被細胞利用的速

11、率繪成如圖一所示的曲線。已知蠶豆根尖細胞有絲分裂周期為20 h。培養(yǎng)20 h后,根據(jù)細胞中的DNA相對含量不同,將細胞分為三組,每組的細胞數(shù)如圖二所示。下列對結果的分析,不正確的是()圖一 圖二A.圖一中處于ac段的細胞屬于圖二中的甲組細胞,此時RNA聚合酶活性高B.圖二中乙組細胞處于圖一中ce段,此階段細胞最容易發(fā)生基因突變C.圖二丙組細胞中只有部分細胞的細胞膜從中部向內凹陷D.蠶豆根尖細胞有絲分裂周期中,分裂期時間不超過6 h答案答案C圖一中ac段細胞利用32P-UdR的速率較快,說明細胞在進行RNA的合成,細胞中RNA聚合酶活性高,此時細胞處于G1期,細胞中DNA含量為2C,屬于圖二中的

12、甲組細胞。圖一中ce段細胞利用15N-TdR的速率較快,說明細胞正在進行DNA復制,此階段細胞最容易發(fā)生基因突變;此時細胞處于S期,細胞中DNA含量為2C4C,屬于圖二中的乙組細胞。圖二丙組細胞中DNA含量為4C,即DNA含量已加倍,說明細胞可能處于G2期、前期、中期及后期;由于蠶豆根尖細胞是植物細胞,故不存在細胞膜從中部向內凹陷的現(xiàn)象。由圖一可知分裂間期時間大于14 h,而整個細胞周期為20 h,所以分裂期時間不超過6 h。突破突破2 2有絲分裂過程分析有絲分裂過程分析1.細胞周期中幾種細胞結構的變化(1)染色體形態(tài)變化 (2)紡錘體的變化:形成(前期)解體消失(末期)。(3)核仁、核膜的變

13、化:解體消失(前期)重建(末期)。(4)中心體變化規(guī)律(動物細胞、低等植物細胞) (5)染色體行為變化規(guī)律2.與細胞有絲分裂有關的細胞器及相應的生理作用細胞器名稱細胞類型時期生理作用核糖體動物細胞、植物細胞整個時期,但是主要是間期參與各種蛋白質的合成中心體動物細胞、低等植物細胞前期參與紡錘體的形成高爾基體植物細胞末期參與細胞壁的形成線粒體動物細胞、植物細胞整個時期提供能量易混辨析易混辨析 (1)觀察染色體最好的時期是中期。(2)染色單體形成于間期,出現(xiàn)于前期,消失于后期。(3)有絲分裂全過程各個時期始終有同源染色體存在,但同源染色體不配對。(4)赤道板與細胞板的區(qū)別:赤道板不是細胞結構,是一假

14、想平面,在光學顯微鏡下看不到;細胞板是一真實結構,在光學顯微鏡下能看到,出現(xiàn)在植物細胞有絲分裂的末期。1.根據(jù)染色體變化識別細胞分裂時期(1)染色質變?yōu)槿旧w,染色體散亂分布前期,如圖1。(2)著絲點排列在赤道板上中期,如圖2。(3)著絲點分裂,染色體數(shù)目增加一倍后期,如圖3。(4)染色體變成染色質末期,如圖4。2.“三看”法界定動物與高等植物細胞有絲分裂圖像 3.模型法分析有絲分裂過程中染色體、DNA和染色單體的數(shù)量變化規(guī)律1.(2018北京五十五中期中階段性調研)下列關于高等植物細胞周期的敘述中不正確的是()A.DNA數(shù)目加倍早于染色體數(shù)目加倍B.細胞核的分裂早于細胞質的分裂C.染色單體的

15、形成早于紡錘體的形成D.赤道板的形成早于細胞板的形成考向考向1以圖示分析的形式以圖示分析的形式,考查有絲分裂各時期特點及染色體、考查有絲分裂各時期特點及染色體、DNA數(shù)目變化數(shù)目變化D答案答案D高等植物細胞周期中,DNA數(shù)目加倍在間期,染色體數(shù)目加倍在后期,A正確;在末期,細胞核的分裂早于細胞質的分裂,B正確;染色單體的形成在間期,紡錘體的形成在前期,因此染色單體的形成早于紡錘體的形成,C正確;赤道板是一個位置,是一個并不存在的假想的結構,D錯誤。2.(2018北京五十五中期中階段性調研)如圖所示為人工培養(yǎng)的肝細胞中DNA含量隨時間的變化曲線,據(jù)圖判斷不正確的是()A.細胞周期時長為14小時B

16、.染色體數(shù)量加倍發(fā)生在段C.基因突變最可能發(fā)生于段D.整個過程不會出現(xiàn)四分體A答案答案A題圖表示肝細胞有絲分裂中DNA含量隨時間的變化曲線,其中表示間期(S期);表示G2期、前期、中期、后期;表示末期和G1期。因此細胞周期時長為20小時,A錯誤;染色體數(shù)量倍增發(fā)生在有絲分裂的后期,在段,B正確;基因突變最可能發(fā)生于段,DNA復制時,C正確;四分體出現(xiàn)在減數(shù)分裂過程中,而圖示為有絲分裂過程,因此整個過程不會出現(xiàn)四分體,D正確。3.處于有絲分裂過程中的動物細胞,細胞內的染色體數(shù)(a)、染色單體數(shù)(b)、DNA分子數(shù)(c)可表示為如圖所示的關系,此細胞內可能發(fā)生著()A.中心粒移向兩極B.著絲點分裂

17、C.細胞膜向內凹陷D.DNA分子進行復制A答案答案A由圖可知,a b c=1 2 2,細胞處于有絲分裂的G2期前期和中期,中心粒移向兩極發(fā)生在前期,A正確;著絲點分裂發(fā)生在有絲分裂后期,此時期每條染色體上有1個DNA,沒有染色單體,B錯誤;細胞膜向內凹陷發(fā)生在有絲分裂末期,每條染色體上有1個DNA,沒有染色單體,C錯誤;間期進行DNA分子復制,每條染色體上的DNA由12,染色單體由02,D錯誤。考向考向2以細胞分裂圖像分析的形式以細胞分裂圖像分析的形式,考查有絲分裂過程中各時期的特點考查有絲分裂過程中各時期的特點4.如圖為動物細胞分裂中某時期示意圖,下列相關敘述正確的是( )A.甲在分裂前期倍

18、增并移向細胞兩極B.乙和丙在組成成分上差異很大C.該時期細胞中染色體數(shù)是體細胞染色體數(shù)的兩倍D.該時期通過核孔進入細胞核的物質減少B答案答案B甲(中心體)的倍增發(fā)生在間期,A錯誤;乙(染色體,主要由DNA和蛋白質組成)與丙(星射線,由蛋白質組成)在組成成分上差異很大,B正確;該細胞處于有絲分裂中期,其染色體數(shù)與體細胞染色體數(shù)相同,C錯誤;該細胞所處時期沒有核膜和核孔,D錯誤。5.如圖是某生物體細胞有絲分裂的不同分裂時期的圖像,對圖像的描述正確的是()A.該生物可能是低等植物B.甲、乙、丙三細胞內染色體、染色單體與DNA分子數(shù)比例都為1 2 2C.甲細胞進行中心體復制,發(fā)出星射線,形成了紡錘體D

19、.甲、乙、丙三細胞分別處于有絲分裂的前期、后期和中期答案答案D 該生物含有中心體,但無細胞壁,屬于動物細胞,A錯誤;甲、丙兩細胞內染色體、染色單體與DNA分子數(shù)比例都為1 2 2,乙細胞中無染色單體,B錯誤;甲細胞處于有絲分裂前期,而中心體的復制發(fā)生在間期,C錯誤;由以上分析可知,甲、乙、丙三細胞分別處于有絲分裂的前期、后期和中期,D正確。突破突破3 3實驗實驗觀察細胞的有絲分裂觀察細胞的有絲分裂觀察根尖細胞的有絲分裂(1)原理 原理選材高等植物的分生組織細胞有絲分裂較旺盛染色細胞核內的染色體易被堿性染料(龍膽紫溶液)染成深色時期確定在同一分生組織中可以通過高倍鏡觀察細胞內染色體的存在狀態(tài),判

20、斷細胞處于有絲分裂的哪個時期(2)操作步驟1.(2017北京理綜)洋蔥根尖和小鼠骨髓細胞都能用于觀察細胞有絲分裂,比較實驗操作和結果,敘述正確的是()A.都需要用鹽酸溶液使細胞相互分離B.都需要用低倍鏡找到分裂細胞再換高倍鏡觀察C.在有絲分裂中期都能觀察到染色體數(shù)目加倍D.在有絲分裂末期都能觀察到細胞板考向以基礎判斷或圖像分析的形式考向以基礎判斷或圖像分析的形式,考查考查“觀察細胞的有絲分裂觀察細胞的有絲分裂”的的實驗實驗B答案答案B本題主要考查觀察細胞有絲分裂實驗及動、植物細胞有絲分裂的區(qū)別。在觀察動、植物細胞有絲分裂實驗中,鹽酸和酒精的混合液只能使植物細胞相互分離,A錯誤;有絲分裂中期每條

21、染色體的著絲點整齊地排列在赤道板上,著絲點沒有斷裂,染色體數(shù)目不加倍,C錯誤;只有植物細胞在有絲分裂末期出現(xiàn)細胞板,D錯誤;觀察細胞有絲分裂時,都需要用低倍鏡找到分裂細胞再換用高倍鏡觀察,B正確。2.如圖所示是關于觀察洋蔥有絲分裂的實驗的部分操作,下列評價合理的是()A.剪取洋蔥根尖23 mm,因為該區(qū)域屬于根毛區(qū),細胞有絲分裂旺盛B.該實驗步驟中唯一錯誤的是在和之間缺少用清水漂洗這一環(huán)節(jié)C.在觀察的圖像中,b屬于分生區(qū)的細胞,細胞已死亡D.若用圖中b區(qū)域的細胞觀察質壁分離和復原,實驗現(xiàn)象明顯答案答案C根尖23 mm的區(qū)域屬于根尖分生區(qū),A錯誤。在和之間應增加清水漂洗這一環(huán)節(jié),而和之間的清水漂洗環(huán)節(jié)應刪除,B錯誤。分生區(qū)的細胞呈正方形,細胞經解離已死亡,C正確。b區(qū)域的細胞屬于分生區(qū)細胞,其液泡較小,滲透作用不明顯,D錯誤。核心構建核心構建