2020年苏教版高中生物一轮复习学案:第12讲 细胞增殖
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1、第第 12 讲讲 细胞增殖细胞增殖 考纲要求 1.细胞的生长和增殖的周期性()。2.细胞的有丝分裂()。3.细胞的无丝分裂 ()。4.实验:(1)观察细胞的有丝分裂。(2)模拟探究细胞表面积与体积的关系。 考点一考点一 细胞的生长和细胞周期细胞的生长和细胞周期 1.多细胞生物生长的原因(从细胞的角度分析) (1)通过细胞生长增大细胞的体积。 (2)通过细胞分裂增加细胞的数量。 2. 细胞不能无限长大 (1)实验细胞的表面积与体积的关系 实验原理:用不同大小的琼脂块模拟不同大小的细胞。 实验步骤:阅读教材,了解实验步骤与实验材料。 实验结果:依据下表信息,进一步完善补充: 琼脂块的边长/cm 表
2、面积/cm2 体积/cm3 比值(表面积/体积) 1 2 4 实验结论:琼脂块的表面积与体积之比(相对表面积)随着琼脂块的增大而减小。 (2)细胞不能无限长大的原因 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。 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。 3.细胞增殖 (1)细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。 (2)方式 (3)意义:是生物体生长、发育、生殖、遗传的基础。 4.细胞周期 (1)概念:连续分裂的细胞,从一次细胞分裂结束开始,到下一次细胞分裂结束为止,为一 个细胞周期。 (2)适用范围:进行有丝
3、分裂的细胞才有细胞周期;连续分裂的细胞才有细胞周期。 知识拓展 细胞分裂后产生的子细胞有三种去向 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。 暂不分裂:暂时脱离细胞周期,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 淋巴细胞、B 淋巴细胞、记忆细胞。 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。 (3)细胞周期的表示方法 方法名称 表示方法 用字母表示细胞周期 扇形图 ABCA 为一个细胞周期 直线图 ab 或 cd 为
4、一个细胞周期 坐标图 abcde 为一个细胞周期 柱形图 B 组细胞处于分裂间期,正在进行 DNA 复制, C 组细胞多数处于分裂期,A 组细胞为细胞分裂 末期结束和间期未进行 DNA 复制的细胞 (4)细胞周期的特点:不同类的细胞,其细胞周期的长短有差异,分裂间期与分裂期所占比 例也不一定相同。 特别提醒 间期又分为 G1期、S 期、G2期 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
5、分裂期作准备。 (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( ) (2)同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期( ) (3)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期( ) (4)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长( ) (5)多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖( ) 下表是几种细胞细胞周期的持续时间(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 15.3 2.0 17.3 小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3 人的肝细胞 21 1 22 人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22 (1)这些细胞有什么共同特点? 提示 都是能进
6、行连续分裂的细胞。 (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? 提示 都不一定相同。 (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 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。 命题点一 细胞不能无限长大的原因分析 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,阴影代表红色。则( ) A.该实验的自变量为 x,
7、因变量为 y B.x 的值随 y 值的增大而增大 C.NaOH 扩散的体积为(yx)3 D.y 值越小,扩散体积的比例越大 答案 D 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 错误;x 为 NaOH 扩散的深度,与 y(立方块的边长)没有 关系,B 错误;NaOH 扩散的体积应为 y3(y2x)3,C 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 正确。 2.下列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.原核细胞只能通过无丝分裂增加数目
8、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.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 答案 D 解析 细胞体积越小,表面积也越小,但相对表面积越大,物质运输效率越高,A 项错误; 原核细胞可通过二分裂的方式增加细胞数目,无丝分裂是真核细胞的分裂方式,B 项错误; 人的成熟红细胞在分化形成过程中失去细胞核,不能再进行分裂,C 项错误;细胞核是细胞 的控制中心,细胞核中的 DNA 不会随着细胞体积的扩大而增加,这是细胞不能无限长大的 原因之一,D 项正确。 命题点二 细胞周期的判断与分析 3.(2018 陕西省高三教学质量检测)细胞分裂间期
9、依次划分为 G1期、S 期和 G2期,研究者将 处于不同时期的细胞进行融合,实验结果如下图所示。其中灰色的部分是细胞核,黑点代表 中心体。下列推断不合理的是( ) A.引发中心体复制的物质持续存在到 G2期 B.中心体和 DNA 复制可能同时进行 C.S 期细胞中存在使 G1期细胞核进入 S 期的物质 D.中心体的复制始于 G1期,在 G2期复制完毕 答案 D 解析 据图可知,G1期的细胞含有 1 个中心体,S 期和 G2期的细胞含有两个中心体,G1期 的细胞和 G2期的细胞融合,G1期的细胞可以完成中心体的复制,由此推测引发中心体复制 的物质可持续存在到 G2期,A 项正确;G1期和 S 期
10、的细胞融合,G1期细胞进入 S 期,完成 中心体的复制,中心体和 DNA 复制可能同时进行,B 项正确;根据 B 项推测 S 期细胞中存 在使 G1期细胞核进入 S 期的物质,C 项正确;S 期细胞含有 2 个中心体,即中心体在 S 期 即复制完毕,D 项错误。 4.(2019 平顶山质检)下图为细胞周期示意图, 其中S期内解旋酶和DNA聚合酶的活性较高, 处于 G0期的细胞属于暂不分裂的细胞。下列相关叙述错误的是( ) A.图示细胞的细胞周期为 24 h B.S 期应为染色体复制及加倍的时期 C.记忆 B 细胞所处时期应为 G0期 D.M 期是染色单体出现和消失的时期 答案 B 解析 一个细
11、胞周期的时长为间期与分裂期用时之和, A 项正确; 染色体加倍发生在有丝分 裂后期,属于 M 期,B 项错误;记忆 B 细胞受特定抗原刺激后会迅速增殖和分化,可见记 忆 B 细胞属于暂不分裂的细胞, 即处于 G0期的细胞, C 项正确; 染色单体出现在(有丝分裂) 前期,消失在(有丝分裂)后期,这两个时期均属于 M 期,D 项正确。 生命观念 与细胞周期相联系的知识 (1)联系基因突变:在细胞分裂间期的 S 期,DNA 复制时容易受到内外因素的干扰而发生差 错,即发生基因突变。 (2)联系染色体变异:在细胞分裂期的前期,秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成,引起 细胞内染色体数目加倍,继续进行有
12、丝分裂,可出现多倍体植株。 (3)联系细胞癌变:用药物作用于癌细胞,在分裂间期,DNA 分子不能复制,可抑制癌细胞 的无限增殖。 (4)联系免疫: 在淋巴因子的作用下, 被抗原刺激后的 B 淋巴细胞将进入细胞周期迅速分裂, 使细胞周期缩短。 考点二考点二 细胞的有丝分裂和无丝分裂细胞的有丝分裂和无丝分裂 1.有丝分裂过程以高等植物细胞为例(连线) 巧记 间期:生长复制合成蛋;前期:膜仁消失两体现;中期:着丝点排在赤道板;后期: 单体分开向两极;末期:两消两现一重建(重建指植物细胞重建细胞壁)。 2.动植物细胞有丝分裂的主要区别 项目 纺锤体的形成方式不同(前期) 细胞分裂方式不同(末期) 植物
13、细胞 从细胞两极发出纺锤丝形成纺 锤体 由细胞板形成细胞壁,将细胞 分隔成两部分 动物细胞 由中心体发出星状射线形成纺 锤体 由细胞膜向内凹陷,将细胞缢 裂成两部分 3.与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 名称 生物类型 作用时期 生理作用 核糖体 动物、植物 主要是间期 合成相关蛋白质 线粒体 动物、植物 整个细胞周期 提供能量 高尔基体 植物 末期 与细胞壁(板)的形成有关 中心体 动物、低等植物 前期 与纺锤体的形成有关 4.有丝分裂中细胞结构或物质的周期性变化 (1)染色体行为变化 当有染色单体(间期的 G2期、前期、中期)时,染色体染色单体DNA122。 当无染色单体(间期的 G1期
14、、后期、末期)时,染色体DNA11。 (2)核 DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例) 时期 项目 分裂间期 分裂期 前期 中期 后期 末期 核 DNA 2n4n 4n 4n 4n 4n2n 染色体 2n 2n 2n 4n 4n2n 染色单体 04n 4n 4n 0 0 5.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, 保证了子代与亲代细胞之 间遗传性状的稳定性。 6.无丝分裂 (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( ) (2)前期随着染色质逐渐螺旋化形成了染色单体( ) (3)有丝分裂后期,着丝点分裂导致 DNA 的数
15、目是染色单体数目的两倍( ) (4)在一个细胞周期中,DNA 的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期( ) (5)有丝分裂后期和末期,核 DNA 分子数与染色体数相同( ) (6)无丝分裂发生在原核细胞中,且无 DNA 复制( ) (7)人的正常体细胞的分裂次数是有限的( ) (8)细胞中染色体的数目始终等于 DNA 的数目( ) 分析有丝分裂过程中相关曲线和图像 (1)PQ 形成的原因是 DNA 的复制,RS 形成的原因是着丝点分裂。 (2)乙图是植物细胞有丝分裂前期,丙图是动物细胞有丝分裂后期。 (3)乙图位于甲图中的 QR 段,丙图位于甲图中的 ST 段。 1.有丝分裂过程中核 DNA、
16、染色体、染色单体含量变化曲线分析 (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 间期(S 期)DNA 复制, DNA 数目加倍 末期细胞一分为二,DNA 数目减半 染色体 后期着丝点分裂, 染色 体数目加倍 末期细胞一分为二,染色体数目减半 染色单体 间期(S 期)DNA 复制, 染色单体形成 后期着丝点分裂,姐妹染色单体分离, 染色单体消失 2.有丝分裂中染色体数与核 DNA 数比值的变化曲线 图中 ef(BC)段表示 S 期 DNA 的复制,染色单体形成,fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时 期,即有丝分裂 G2期、前期和中期,gh(DE)段表示有
17、丝分裂后期着丝点分裂,染色单体消 失。 3.有丝分裂过程中的相关曲线图与柱形图 命题点一 有丝分裂的过程和特征分析 1.下列关于高等植物细胞有丝分裂的叙述,正确的是( ) A.前期出现了纤维素组成的纺锤体 B.中期染色体上的有关基因表达合成后期所需的蛋白质 C.后期纺锤丝牵拉着丝点使之断裂 D.末期形成细胞板的过程涉及囊泡膜的融合 答案 D 解析 纺锤体的主要成分是蛋白质,A 错误;中期染色体处于高度螺旋化状态,此时核基因 不能表达,分裂期所需蛋白质在间期合成,B 错误;分裂期染色体的运动是纺锤丝牵拉的结 果,但着丝点的分裂,是相关酶作用的结果,C 错误;高等植物细胞有丝分裂末期形成细胞 板涉
18、及来自高尔基体的囊泡膜的融合,D 正确。 2.(2018 四川省广安、眉山、内江、遂宁高三第三次诊断)下列关于高等动物细胞有丝分裂过 程的叙述,正确的是( ) A.间期结束时,染色体数和核 DNA 分子数都加倍 B.前期,两组中心粒和姐妹染色单体都发生分离 C.中期,每条染色体的着丝点都排列在一个平面上 D.末期,细胞板向内凹陷将细胞缢裂成两个部分 答案 C 解析 有丝分裂间期结束时,核 DNA 分子数目加倍,而染色体数目不变,A 错误;两组中 心粒分离发生在有丝分裂前期,而姐妹染色单体分离发生在后期,B 错误;有丝分裂中期, 每条染色体的着丝点排列在赤道板上,C 正确;动物细胞有丝分裂过程中
19、不会出现细胞板, D 错误。 命题点二 有丝分裂图像的分析 3.下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像,对图像的描述正确的是( ) A.该生物可能是低等植物 B.甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与 DNA 分子数比例都为 122 C.甲细胞进行中心体复制,发出星状射线,形成了纺锤体 D.甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期 答案 D 解析 图中细胞没有细胞壁、 含有中心体, 应是动物细胞, A 项错误; 图乙中没有染色单体, B 项错误;甲细胞中中心体已经完成了复制,C 项错误;图甲中染色体散乱排布,是有丝分 裂前期,图乙中着丝点分裂,染色体数目加倍,是有丝分裂后期,图
20、丙中染色体的着丝点排 列在一个平面上,是有丝分裂中期,D 项正确。 4.(2018 河南省百校联盟高三 3 月联考)下面为动物和植物细胞的有丝分裂图, 据图分析正确 的是( ) A.甲为分裂间期,乙为分裂末期,聚集成为细胞板 B.由微管组成,在前期较晚时形成纺锤体作用于 C.甲细胞中无同源染色体,甲产生的子细胞为生殖细胞 D.、均为细胞膜,两种细胞的细胞质分裂方式相同 答案 B 解析 甲出现染色体和纺锤体,处于分裂前期,A 错误;中心体由微管组成,在前期较晚 时形成纺锤体作用于着丝点, B 正确; 甲细胞中有同源染色体, 甲产生的子细胞为体细胞, C 错误; 为细胞膜、 为细胞壁, 动、 植物
21、细胞的细胞质分裂方式不同, 后者产生细胞板, D 错误。 科学思维 “三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像 命题点三 有丝分裂相关曲线和柱状图分析 5.如图 1 和图 2 表示有丝分裂不同时期染色体和核 DNA 的数量关系,下列有关叙述不正确 的是( ) A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图 1 的 CD 段 B.图 1 中 DE 段的细胞染色体数目加倍,但核 DNA 含量不变 C.图 2 中 a 对应图 1 中的 AB 段,c 对应图 1 中的 EF 段 D.有丝分裂过程不会出现图 2 中 d 所示的情况 答案 C 解析 有丝分裂中期,染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳
22、时期, 对应于图 1 的 CD 段,A 正确;图 1 中 DE 段形成的原因是着丝点分裂,此时细胞中染 色体数目加倍,但核 DNA 含量不变,B 正确;图 2 中 a 表示有丝分裂后期、末期,对应图 1 中的 EF 段, c 表示 G1期, 对应图 1 中的 AB 段, C 错误; 图 2 中 d 表示染色体DNA 21,这种情况不存在,D 正确。 6.图甲表示某动物体内细胞分裂图,图乙表示每条染色体上 DNA 含量的变化,图丙表示不 同分裂时期细胞核中染色体数目、染色单体数目与染色体 DNA 数目关系变化。下列叙述中 正确的是( ) A.图甲所示细胞对应于图乙中的 DE 段、图丙中的 B.图
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