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高三生物第一轮复习学案13——必修1第6章细胞的生命历程12010届高三生物第一轮复习学案13【第6章细胞的生命历程】第1节细胞的增殖【考纲要求】1、细胞的生长和增殖的周期性（Ⅰ）2、细胞的无丝分裂（Ⅰ）3、细胞的有丝分裂（Ⅱ）【知识网络】【知识要点】第1节细胞的增殖一、细胞不能无限长大【实验一】细胞大小与物质运输的关系1．实验原理：①酚酞遇NaOH呈紫红色；②琼脂块大小模拟细胞大小；③物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。④通过测量NaOH扩散进入琼脂块（细胞）的深度，获得相应数据，从而计算、比较不同体积琼脂块（细胞）吸收物质的速率，进而探究细胞表面积与体积之比，与物质运输效率的关系。2．实验过程：制备琼脂块浸泡切割（捞取、干燥，平分两半）测量、记录、计算。3．结果讨论：①从琼脂块的颜色变化可知NaOH扩散到多远；②在相同的时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的；③NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。4．实验结论：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低——细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。5．制约细胞体积增大的归纳：①细胞的表面积与体积的关系：细胞体积越小，其相对表面积(表面积与体积之比)就越大，细胞与周围环境交换物质能力就越大。②细胞核和细胞质的体积有一定的比例关系，一个核内所含的遗传信息是一定的，控制细胞活动也就有一定的限度，这就决定了细胞体积不能太大，否则，细胞核的“负担”就过重，影响了细胞的正常生理功能。高三生物第一轮复习学案13——必修1第6章细胞的生命历程26．实验注意事项：①酚酞是白色粉末，无臭，如果接触某些人的皮肤会引起过敏反应。使用时注意。②氢氧化钠有腐蚀性，应避免与眼睛或皮肤接触。如果人吸入氢氧化钠的粉尘会造成对呼吸道的严重伤害，如果不慎让氢氧化钠入口会使消化道严重受伤。急救措施：立即用大量水冲洗15min；喝大量水，继之以稀醋或果汁；立即就医。③废液的处理：废液滴加盐酸中和，然后可作为无害物倒掉。二、细胞通过分裂进行增殖1．细胞分裂的意义：①单细胞生物体：通过细胞增殖而繁衍。②多细胞生物体：从受精卵开始，经过细胞的增殖和分化逐渐发育成成体。同时还要通过细胞的增殖产生新的细胞，来补充已经衰老死亡的细胞。可见，细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。2.细胞在分裂之前，必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。3．真核细胞分裂的方式有：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。三、有丝分裂1.细胞周期的定义：是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。分裂间期：完成DNA分子的复制和有关蛋白质合成。形成染色单体。前期：核膜和核仁消失，染色体和纺锤体出现。中期：着丝点排列在细胞中央的一个平面（赤道板）上。染色体形态比较稳定，数目比较清晰，是观察染色体形态、数目的最佳时期。分裂期后期：每个着丝点分裂成两个，染色单体分离成为两条子染色体，染色体数目加倍，纺锤丝牵引染色体运动，平均分配到到细胞两极。末期：染色体和纺锤丝消失，核膜和核仁重现，植物细胞在赤道板的位置上出现细胞板，它由中央向四周扩展形成新的细胞壁。有丝分裂和细胞周期的特别说明：①有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。②只有连续分裂的细胞具有细胞周期，如干细胞、分生区细胞、癌细胞等。③整个细胞周期中，分裂间期时间长于分裂期，所以在观察有丝分裂装片时，可观察到大多数细胞处于分裂间期。④不同的生物以及同种生物的不同细胞的细胞周期时间各不相同。2．动物细胞与植物细胞有丝分裂过程的区别：①前期：纺锤体的形成方式不同，植物细胞是细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体的，而动物细胞是中心体发出星射线形成纺锤体。（中心体的复制：在间期完成）②末期：细胞质的分裂方式不同，动物细胞分裂的末期，细胞的中部并不形成细胞板，而是细胞膜从中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分，一个细胞就分裂成了两个子细胞。3．有丝分裂的特征：①分裂过程中有染色体和纺锤体出现和消失的行为变化；②染色体复制和平均分配。有丝分裂高三生物第一轮复习学案13——必修1第6章细胞的生命历程34．有丝分裂的重要意义：是将亲代细胞的染色体经过细胞复制后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。可见，细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。5．归纳总结：（1）有丝分裂过程中染色体和DNA数量变化规律（体细胞内染色体为2N）间期前期中期后期末期DNA数量2N→4N4N4N4N2N染色单体0→4N4N4N00染色体2N2N2N4N2N在下列坐标中，将DNA、染色体和染色单体在一个周期内的数量变化用曲线表示出来。（2）关于一个细胞周期中染色单体、染色体和DNA含量的变化，请注意以下三点：一看复制。如果细胞有复制过程，则意味着DNA的含量增加了一倍，但染色体的数量不变。二看着丝点是否进行了分裂。如果着丝点分裂，则意味着染色体加倍，染色单体不再存在，DNA含量不变。三看细胞是否进行了分裂。如果细胞分裂完成，则意味着每个细胞中的染色体和DNA的数量与原来的相同。（3）相关的细胞器与细胞有丝分裂的关系：线粒体：在有丝分裂的间期，DNA的复制和蛋白质的合成都需要ATP提供能量。核糖体：是蛋白质合成的场所，在细胞分裂的过程中，要大量合成各类蛋白质，因此游离核糖体数量会多。中心体：动物细胞的有丝分裂中的纺锤体是中心体发出的星射线构成的，在间期会多一组中心粒。高尔基体：植物有丝分裂末期在细胞中央会出现细胞板，进而形成细胞壁，而细胞壁的形成与高尔基体有直接的关系。（4）知识总结：DNA加倍的时期是间期，染色体加倍的时期是后期。核膜、核仁消失的时期是前期，重现的时期是末期。染色质高度螺旋化，缩短变粗成为染色体的时期是前期，染色体解螺旋，重新成为细丝状的染色质的时期是末期。染色单体形成的时期是间期，染色单体消失的时期是后期。四、无丝分裂1．无丝分裂的过程：①细胞核延长，核的中部凹进，缢裂成两个细胞核。②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。2．特点：在无丝分裂的过程中没有纺锤丝和染色体的出现，所以叫无丝分裂。但是在分裂开始之前也要进行DNA复制，使形成的两个子细胞中含有相同的遗传物质。3．实例：蛙的红细胞高三生物第一轮复习学案13——必修1第6章细胞的生命历程4五、【实验二】观察根尖分生组织细胞的有丝分裂【实验原理】观察部位：植物体的根尖、茎尖等分生区．．．的细胞（细胞分裂旺盛）。分裂过程：高等植物的分生组织细胞能够通过有丝分裂增加其数目。细胞有丝分裂分为分裂间期和分裂期的前期、中期、后期和末期，不同时期细胞染色体的形态、数目和位置有各自的特点。观察过程：先用低倍镜找到根尖分生区的细胞（呈正方形，排列紧密），再用高倍镜辨别各时期的染色体变化，并判断该细胞处于有丝分裂的哪个时期。染色原理：细胞核内的染色体容易被碱性．．染料．．（龙胆紫、醋酸洋红等）着色。【材料用具】培养好的洋葱（或大蒜）；质量分数为15%的盐酸溶液；体积分数为95%酒精溶液；质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液（或醋酸洋红溶液）。【方法步骤】基本环节：培养→取材→解离→漂洗→染色→制片→观察→绘图一、洋葱（或大蒜）根尖的培养和取材（注意时间、温度，勤换水）培养：实验前3—4天，用广口瓶（小烧杯）盛满清水，将洋葱（或大蒜）放在广口瓶上，鳞茎底部接触到水。放在温暖处，经常换水，根长约5cm时可用。取材：切取根尖2～3mm（细胞分离发生在分生区，此长度正好包括完整的分生区）注意:①根的生长在3—4天时，细胞分裂最旺盛，分裂的细胞多，有利于观察。②在上午10：00～下午14：00时取材。（根尖分生区细胞处于分裂期的较多）③培养时，鳞茎底部接触水，也不能被水淹。其目的是同时满足对水和空气的需要。二、装片的制作1、解离：解离液：立即放入盛有15%的盐酸、95%的酒精的混合液（1∶1）中，解离时间：室温下解离3～5分钟。解离目的：使组织中的细胞相互分离开来。解离程度：根尖酥软★注意：①此混合液在解离的过程中以使洋葱根尖细胞死亡，所以在观察有丝分裂过程中，不可能看到细胞分裂的动态过程，但解离的瞬间，可使细胞永久停留在正在进行的分裂状态。②本实验关键步骤在于解离，解离时间不易过短，否则根尖未充分解离，压片时细胞分不开，但解离时间又不能过长，否则使根尖过分酥软，无法进行漂洗和染色，且染色体成分被破坏。一般温度低，解离时间稍长；温度高，解离时间稍短。2、漂洗：漂洗液：清水漂洗时间：10分钟。漂洗目的：洗去药液，防止解离过度。否则，残留在根尖上的盐酸与染色剂（碱性）反应，影响实验效果。因盐酸在解离过程中已杀死细胞，盐酸进到细胞内部，所以漂洗的时间较长。3、染色：染色液：0.01g/mL或0.02g/mL龙胆紫溶液（或醋酸洋红等）中染色时间：3～5分钟。染色目的：使染色体着色。★注意：染色剂均为碱性染料，染色用的染料浓度不易过大，时间不易过长，否则染色体过深，周围结构均被着色，影响观察。4、制片：取出根尖，放在载玻片上，加一滴清水，用镊子弄碎根尖，盖上盖玻片（注意防止产生气泡），其上再加一片载玻片，并用手指压片。★注意：压片时用力必须恰当，过重会将组织压烂，过轻细胞未分散，压片时不可移动盖玻片，避免细胞重叠。在压完片后，作为压片的载玻片要去掉，千万不能与装片一起放在显微镜下进行观察。高三生物第一轮复习学案13——必修1第6章细胞的生命历程5三、洋葱根尖细胞有丝分裂的观察观察先用低倍镜进行观察，找到分生区细胞，并将欲观察的细胞移到视野的正中央。再用高倍镜进行观察：调细准焦螺旋将分生区物像调整清晰后，仔细观察细胞内染色体的形态变化，并据此判断细胞所处时期，再慢慢移动装片找到全部有丝分裂的各个时期细胞（可参考教材中植物细胞有丝分裂模式图和显微照片，如右下图）。四、绘图：绘出植物细胞有丝分裂中期简图【扩展补充】G1（DNA复制前期）：主要是完成蛋白质及糖类、脂质的生物合成，并为DNA的复制做准备。S（DNA复制期）：主要是完成DNA分子的复制。G2（DNA复制后期）：仍然有RNA和蛋白质的合成。细胞分裂结束后产生的新细胞有三种发展趋势：（1）连续分裂继续增殖（根尖生长点细胞、骨髓干细胞、皮肤表皮生发层细胞等）；（2）暂不增殖，也称为休眠细胞（肝细胞、肾细胞、唾液腺细胞等），这类细胞在适当的刺激下重新进入细胞周期；（3）不再分裂增殖，永久失去分裂能力，但仍保持生理活性，（成熟的红细胞、神经细胞、肌肉细胞等）。【直击高考】1．（07宁夏）下列有关正常动物体细胞有丝分裂间期的叙述，错误的是DA．分裂间期发生DNA复制B．分裂间期有蛋白质合成C．分裂间期有RNA合成D．分裂间期有逆转录发生2．（09江苏）有一位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如下图所示。造成这种情况的原因可能是C①取材位置不合适②取材时间不合适③制片时压片力量不合适④解离时间不合适⑤视野选择不合适A．②③B．②⑤C．①②⑤D．①③④3．（09江苏）细胞作为生命活动的基本单位，其结构和功能高度统一。下列有关叙述正确的是B①卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换，为胚胎早期发育提供所需养料②哺乳动物成熟的红细胞表面积与体积之比相对较大，有利于提高气体交换效率③小肠绒毛上皮细胞内有大量的线粒体，有助于物质运输的能量供应④哺乳动物成熟精子中细胞质较少，有利于精子运动A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④4.（09天津）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BA.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5．（09上海）某二倍体动物的某细胞内含10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞CA．处于有丝分裂中期B．正在发生基因自由组合C．将形成配子D．正在发生DNA复制间期