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第四单元细胞的生命历程第一讲细胞的增殖课标展示素养链接1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。2.制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。1.生命观念——结构与功能观：细胞各结构与细胞增殖的关系。2.科学思维——比较与分类：比较细胞的有丝分裂与无丝分裂的异同；建立模型：有丝分裂各时期的特点与染色体和DNA数目变化。3.科学探究——实施计划、得出结论：观察细胞的有丝分裂。考点一细胞生长和增殖的周期性1．细胞不能无限长大(1)实验——细胞大小与物质运输的关系。①实验原理。a．用不同大小的琼脂块模拟不同大小的细胞。b．用NaOH在琼脂块中扩散的体积与整个琼脂块的体积的比值模拟细胞的物质运输的效率。②实验结果和结论。a．在相同时间内，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相同。b．NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小，说明琼脂块的体积越大，物质运输的效率越低。(2)细胞不能无限长大的原因。①受相对表面积的制约：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。②受核质比的制约：细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。2．细胞增殖(1)概念：细胞以分裂的方式进行增殖，包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。(2)方式。真核生物：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。原核生物：二分裂。(3)意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。3．细胞增殖的周期性(1)条件：连续分裂的细胞。(2)起点：上一次分裂完成时。(3)终点：下一次分裂完成时。(4)特点：不同种类的细胞、细胞周期不同，分裂间期与分裂期所占的比例也不同。[诊断辨析]1．细胞越小，相对表面积也越小，这有利于提高物质交换效率。(×)提示：细胞越小，相对表面积越大，有利于提高物质交换效率。2．琼脂块越小，NaOH扩散到琼脂块的速度越快。(×)提示：NaOH扩散到琼脂块的速度与琼脂块大小无关。3．能分裂的细胞均有细胞周期。(×)提示：连续分裂的细胞才有细胞周期。4．洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。(×)提示：洋葱表皮细胞不增殖，不具有细胞周期。5．进行减数分裂的精原细胞不具有细胞周期。(√)1．不同图形所表示的细胞周期方法名称表示方法用字母表示细胞周期扇形图A→B→C→A为一个细胞周期直线图a＋b或c＋d为一个细胞周期坐标图a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期柱形图A：DNA合成前期(G1期)B：DNA合成期(S期)2.细胞分裂后产生的子细胞有三种去向。(1)持续分裂：始终处于细胞周期中，如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞。(2)暂不分裂：暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中，如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞。(3)永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡，如肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞，叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞。生命观念——结构与功能观1．由细胞形态判断，下列①～⑤细胞中哪一类细胞最可能具有细胞周期？为什么？提示：细胞②最可能具有细胞周期。因为细胞②的形态未发生改变，细胞未分化。科学思维——归纳与概括2．下表是几种细胞的细胞周期持续时间(t/h)，据表分析。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20.51.522(1)这些细胞有什么共同特点？(2)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？(3)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，为什么？提示：(1)都是能进行连续分裂的细胞。(2)都不一定相同。(3)细胞周期中，间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分都处于间期。1.在探究细胞大小与物质运输关系的实验中，用NaOH溶液浸泡不同边长的含酚酞的琼脂立方块一定时间后，取出立方块切成两半。其剖面如图所示，其中x为NaOH扩散的深度，y为立方块的边长，阴影代表紫红色。则()A．该实验的自变量为x，因变量为yB．x的值随y值的增大而增大C．NaOH扩散的体积为(y－x)3D．y值越小，扩散体积的比例越大解析：该实验的目的为探究细胞大小与物质运输关系，即自变量为y，因变量为NaOH扩散体积占琼脂立方块体积的比例，A项错误；x为NaOH扩散的深度，与y(立方块的边长)没有关系，B项错误；NaOH扩散的体积应为y3－(y－2x)3，C项错误；y值越小，琼脂立方块的相对表面积越大，扩散体积的比例越大，D项正确。答案：D2．以下有关细胞大小和分裂的叙述正确的是()A．细胞体积越小，表面积也越小，物质运输效率越低B．细胞不能无限长大的原因之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加C．人的成熟红细胞可以进行有丝分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂D．原核细胞只能通过无丝分裂增加数目解析：细胞体积越小，其相对表面积越大，物质运输效率越高，A项错误；细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，导致细胞不能无限长大，B项正确；人的红细胞为分化细胞不能发生细胞分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂，C项错误；无丝分裂是真核生物的细胞分裂方式，D项错误。答案：B考法2考查细胞周期及应用3．(2019·广东六校联考)如图是关于细胞周期的示意图，G0期是有分裂能力的细胞反复分裂数次之后处于停止分裂状态的时期，M期为分裂期，G1期为DNA合成前期，S期为DNA合成期，G2期为DNA合成后期。下列叙述错误的是()A．一个完整的细胞周期为G1→S→G2→MB．相同抗原再次入侵时会将处于G0期的记忆细胞激活C．S期DNA复制后染色体加倍，为M期的进行提供所需物质D．处于G1期的细胞数量远多于M期＋G2期的解析：一个完整的细胞周期包括G1、S、G2、M，A项正确；记忆细胞对抗原保持一定的记忆能力，当相同抗原再次入侵时会将处于G0期的记忆细胞激活，B项正确；S期主要进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为M期的进行提供所需物质，但染色体不加倍，C项错误；根据图示，处于G1期的细胞数量远多于M期＋G2期的细胞，D项正确。答案：C4．(2017·全国卷Ⅲ)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的3种方法。回答下列问题：(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于__________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的_____期，以达到细胞周期同步化的目的。(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞______(填“会”或“不会”)被阻断在间期。(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是____________________________________________(答出一点即可)。解析：(1)DNA复制发生在细胞分裂间期；DNA合成被阻断后，分裂期不受影响，分裂间期受影响。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成来使染色体数目加倍，而纺锤体形成于有丝分裂前期；经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在间期。(3)分裂间期的特点是相关蛋白质的合成、染色体进行复制、细胞体积略有增大。答案：(1)分裂间(或S)(2)纺锤体形成不会(3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质考点二细胞的有丝分裂和无丝分裂1．有丝分裂过程(1)有丝分裂图像辨别。①图像与对应的时期连线。答案：A—dB—eC—cD—aE—b②图中表示高等植物(填“动物”或“高等植物”)细胞，判断的依据是图中有细胞壁，无中心体。(2)有丝分裂各时期的主要特征(以高等植物细胞为例)。细胞周期主要特征间期―→①DNA分子的复制②有关蛋白质的合成↓前期―→③核膜消失，核仁解体④染色质高度螺旋化，成为染色体⑤细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体↓中期―→⑥染色体的着丝点排列在赤道板上↓后期―→⑦着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，在纺锤丝的牵引下移向两极↓末期―→⑧出现新的核膜和核仁⑨染色体和纺锤体消失⑩染色体解螺旋，成为染色质2．动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别(1)间期——有无中心体的复制。①高等植物细胞：无中心体的复制。②动物细胞：有中心体的复制。(2)前期——纺锤体的形成方式不同。两极发出纺锤丝中心体发出星射线(3)末期——细胞质分裂方式。形成细胞板细胞膜缢裂3．有丝分裂的意义亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间遗传性状的稳定性。4．细胞的无丝分裂(1)过程：细胞核延长→核中部向内凹进→整个细胞从中部缢裂为两个子细胞。(2)特点：没有出现纺锤丝和染色体的变化。(3)实例：蛙的红细胞的无丝分裂。[诊断辨析]1．间期细胞核的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成。(×)提示：蛋白质的合成不在细胞核中。2．染色体复制后，染色体数目加倍。(×)提示：染色体复制后，染色体数目不变。3．赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构。(×)提示：赤道板不是一个结构，而是想象的一个面。4．染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期。(×)提示：染色体复制后就形成染色单体，染色单体形成于间期。5．在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可发生在同一时期。(√)6．动、植物细胞有丝分裂的不同体现在前期和后期(×)提示：动植物细胞有丝分裂的不同主要体现在前期和末期。科学思维——演绎与推理1．有丝分裂过程中核DNA、染色体数目的变化。(1)一个细胞中核DNA、染色体数量变化规律(以二倍体为例)。①列表比较数量变化。项目间期前期中期后期末期核DNA2N→4N4N4N4N4N→2N染色体2N2N2N4N4N→2N②曲线表示数量变化。Ⅰ.a→b的变化原因是DNA分子的复制。Ⅱ.g→h变化的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为子染色体。(2)每条染色体上DNA含量变化。①图中p→q变化的原因是DNA复制。②图中r→s变化的原因是着丝点分裂。科学思维——模型与建模2．根据柱状图判断细胞分裂时期(以二倍体生物为例)。图甲表示的时期为染色体复制后的间期、前期、中期。图乙表示的时期为后期、末期。图丙表示的时期为染色体复制前的间期。考法1考查有丝分裂各时期的特点1．(2019·梅州期中)下则关于植物细胞有丝分裂的叙述，错误的是()A．在分裂间期，染色体复制，但数目不变B．在分裂中期，染色体形态和数目最清晰C．在分裂后期，着丝点分裂，DNA含量加倍D．在分裂末期，染色体平均分配进入两个子细胞解析：在有丝分裂后期，着丝点分裂，DNA含量不变。答案：C2．(2019·广东六校联考)如图为高等植物细胞(2n)处于有丝分裂不同时期的模式图，图中1代表囊泡，2代表细胞壁，3代表纺锤丝。下列分析正确的是()A．图甲细胞中的着丝点断裂导致DNA数目加倍B．图乙细胞中的结构2是通过结构1与赤道板融合而形成的C．若加入DNA合成抑制剂，将会阻止图丙细胞的继续分裂D．若用秋水仙素抑制结构3的形成，则图甲细胞中的着丝点不能正常断裂解析：DNA数目加倍原因是DNA复制，着丝粒分裂导致染色体数目加倍，A项错误；结构2是细胞板，是由结构1融合而形成的，赤道板不是真实的结构，B项错误；若加入DNA合成抑制剂，将使细胞停留在间期，图丙细胞不能继续分裂，C项正确；着丝点分裂与纺锤体无关，D项错误。答案：C有丝分裂过程中的“加倍”成分或结构时期原因DNA间期DNA复制染色体后期着丝点分裂中心体间期中心体复制细胞核末期新核膜已经形成，细胞质尚未分裂考法2考查有丝分裂过程中染色体和DNA的变化3．(2019·