高中生物 細(xì)胞的增殖知識梳理與疑難導(dǎo)析 新人教版必修1

1、第1節(jié) 細(xì)胞的增殖高中生物知識梳理與疑難導(dǎo)析知識梳理1.限制細(xì)胞長大的因素 （1）細(xì)胞體積越大，其_越小，細(xì)胞的_的效率就越低。細(xì)胞_的關(guān)系限制了細(xì)胞的長大。 （2）細(xì)胞核中的_不會隨細(xì)胞體積的擴(kuò)大而增加。如果細(xì)胞太大，_的負(fù)擔(dān)就會過重。2.細(xì)胞增殖 （1）細(xì)胞增殖是重要的細(xì)胞生命活動，是生物體_、_、_、_的基礎(chǔ)。 （2）細(xì)胞以_的方式進(jìn)行增殖。細(xì)胞增殖包括_和_整個連續(xù)的過程。 （3）真核細(xì)胞的分裂方式有三種：_、_、_。3.有絲分裂 （1）細(xì)胞周期的概念：連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂_時開始，到下一次分裂_時為止，為一個細(xì)胞周期。 （2）有絲分裂的過程：一個細(xì)胞周期包括_和_兩個階段。分裂

2、間期約占細(xì)胞周期的_。分裂間期完成_的復(fù)制和_的合成，同時細(xì)胞有適度的生長。分裂期是一個連續(xù)的過程，可以分為_、_、_、_四個時期。4.無絲分裂 在分裂過程中沒有出現(xiàn)_和_的變化。無絲分裂的典型實例是_。疑難突破1.隨著細(xì)胞生長，細(xì)胞體積不斷增大，但是細(xì)胞體積和表面積之比卻在減小。細(xì)胞為什么要進(jìn)行分裂呢？ 剖析：這是因為細(xì)胞的生長要受到細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)以及細(xì)胞表面積與體積的比值等因素的制約。 (1)受細(xì)胞表面積與體積之比的限制。細(xì)胞要通過它的表面不斷地和周圍環(huán)境或鄰近細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)交換，這樣它就必須有足夠的表面積，否則它的代謝作用就很難進(jìn)行。當(dāng)細(xì)胞的體積由于生長而逐步增大時，細(xì)胞表面積和體積的比值

3、就會變得越來越小，導(dǎo)致表面積不夠，使細(xì)胞內(nèi)部和外界的物質(zhì)交換適應(yīng)不了細(xì)胞的需要，這就會引起細(xì)胞的分裂，以恢復(fù)其原來的表面積與體積的適宜比值。 (2)要維持細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)體積之間的平衡狀態(tài)。細(xì)胞質(zhì)中的生理、生化過程都受到細(xì)胞核中遺傳信息的指引和控制。因此，當(dāng)細(xì)胞質(zhì)的體積增長太大時，細(xì)胞核對這樣大范圍的細(xì)胞質(zhì)的調(diào)控作用就會相對地減少，以致造成核、質(zhì)的不平衡，從而引起細(xì)胞分裂，以恢復(fù)其細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的穩(wěn)定狀態(tài)。 (3)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流與細(xì)胞體積的關(guān)系。細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)從一端向另一端運輸或擴(kuò)散是有時間與空間關(guān)系的，假如細(xì)胞的體積很大，勢必影響物質(zhì)傳遞與交流的速度，細(xì)胞內(nèi)部的生命活動就不能靈敏地調(diào)控與緩

4、沖。2.在一個細(xì)胞周期中，分裂間期和分裂期所占的時間相差較大。間期占時間很長,分裂期占時間很短。試想，細(xì)胞分裂間期，為什么需要這樣長的時間？剖析：近代科學(xué)研究證實：在細(xì)胞分裂間期，細(xì)胞內(nèi)部發(fā)生著很復(fù)雜的變化，最大的變化特點是：完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。復(fù)制的結(jié)果，每條染色體都形成兩條完全一樣的姐妹染色單體，呈細(xì)絲狀，連在一起，共有一個著絲點。因此說，分裂間期是整個細(xì)胞周期中極為關(guān)鍵的準(zhǔn)備階段。3.廣義說來，有絲分裂應(yīng)該包括細(xì)胞質(zhì)分裂。但是，也可以把細(xì)胞質(zhì)分裂看作是一個單獨的階段。那么，動物細(xì)胞和植物細(xì)胞在細(xì)胞質(zhì)分裂階段有什么區(qū)別？ 剖析：大多數(shù)真核生物的細(xì)胞質(zhì)分裂是與核分裂協(xié)調(diào)進(jìn)行的

5、，細(xì)胞質(zhì)分裂起始于中后期。細(xì)胞質(zhì)分裂面一般總是和紡錘體的赤道面一致，其方向約在核分裂中期就已確定。如果在中期時用離心法改變細(xì)胞的紡錘體的正常位置，細(xì)胞分裂面方向并不隨之改變。但是，如果在中期之前改變紡錘體的位置，細(xì)胞質(zhì)分裂面的方向也就隨著發(fā)生改變。 動物細(xì)胞在進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分裂時，先是在要形成分裂面處的細(xì)胞質(zhì)收縮，環(huán)細(xì)胞表面出現(xiàn)一條窄的凹溝，這條溝叫做分裂溝。分裂溝環(huán)繞細(xì)胞表面一圈，使細(xì)胞呈啞鈴狀。它的形成和細(xì)胞膜下方的細(xì)胞質(zhì)微絲有關(guān)系。植物細(xì)胞因為有細(xì)胞壁，它的分裂方式不同于動物細(xì)胞，最主要的差別是植物細(xì)胞在進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分裂時，有細(xì)胞板的形成。細(xì)胞板產(chǎn)生于晚后期或早末期。4.植物細(xì)胞有絲分裂的各個

6、時期有什么特點？ 剖析：間期：主要是完成組成染色體的DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。結(jié)果：每條染色體都形成兩條完全一樣的姐妹染色單體。前期：細(xì)胞核中出現(xiàn)染色體，核膜逐漸解體，核仁逐漸消失，同時，從細(xì)胞的兩極發(fā)出許多紡錘絲，形成一個梭形的紡錘體。中期：紡錘體清晰可見，紡錘絲牽引著染色體運動，使每條染色體的著絲點排列在細(xì)胞中央的赤道板上。后期：每一個著絲點分裂成兩個，原來連接在同一個著絲點上的兩條姐妹染色單體成為兩條染色體。末期：紡錘絲消失，出現(xiàn)新的核膜和核仁，核膜把染色體包圍起來，形成了兩個新的細(xì)胞核；在赤道板的位置出現(xiàn)一個細(xì)胞板，細(xì)胞板由細(xì)胞的中央向四周擴(kuò)展，逐漸形成了新的細(xì)胞壁?？傊?，分

7、裂間期完成了DNA的復(fù)制和有關(guān)的蛋白質(zhì)合成，同時也完成了染色體的復(fù)制，為細(xì)胞分裂準(zhǔn)備了物質(zhì)基礎(chǔ)。分裂期最重要的規(guī)律變化是染色體均等分配到兩個子細(xì)胞中。染色體的形態(tài)變化，由細(xì)絲狀的染色質(zhì)高度螺旋、盤曲、折疊壓縮了近萬倍，使染色質(zhì)變成染色體，有利于把染色質(zhì)平均分到兩個子細(xì)胞中去，這也是生物進(jìn)化的結(jié)果。其他如核膜、核仁的解體、重建，紡錘體的形成、消失等變化都是為染色體的均分創(chuàng)造必需的條件。問題探究 問題：有絲分裂是真核生物進(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式。 有絲分裂有什么特征？ 探究：有絲分裂的特征可以概括為四個字“復(fù)制、均分”，即親代細(xì)胞的染色體復(fù)制一次，分裂一次，染色體平均分配到兩個子細(xì)胞中去。有絲分裂對

8、生物體的意義，重點在于遺傳學(xué)上的意義：（1）由于染色體的復(fù)制和均分，使新子細(xì)胞具有相同數(shù)目、形態(tài)的染色體，保證每一種生物體細(xì)胞染色體數(shù)目的恒定性（如人體細(xì)胞有46條染色體，果蠅體細(xì)胞有8條染色體，豌豆有14條染色體等）；（2）由于染色體的復(fù)制和均分，使子細(xì)胞獲得與親代細(xì)胞同樣的遺傳物質(zhì)，保證每一種生物親子代之間遺傳性狀的穩(wěn)定性。例如，用扦插繁殖的月季花其花色與親本的一樣。典題精講例1如圖6-1-1所示，ad表示連續(xù)分裂細(xì)胞的兩個細(xì)胞周期。下列敘述不正確的是（ ）圖6-1-1A.a和b為一個細(xì)胞周期 B.c段結(jié)束DNA含量增加一倍C.遺傳物質(zhì)平分一般發(fā)生在d段 D.b和c為一個細(xì)胞周期思路解析：

9、本題考查學(xué)生對細(xì)胞周期概念、分裂間期與分裂期的所占時間及遺傳物質(zhì)復(fù)制與平分的相關(guān)知識。a和c分別為兩個周期中的間期，b和d各為一個分裂期。顯然A、B、C是正確的，而D則把前一個周期的分裂期與后一個周期的間期組合在一起成為一個細(xì)胞周期，沒有注意兩者的先后，這顯然是錯誤的。答案：D例2下列關(guān)于細(xì)胞周期的敘述，正確的是（ ）A.成熟的生殖細(xì)胞產(chǎn)生后立即進(jìn)入下一個細(xì)胞周期B.機(jī)體內(nèi)所有的體細(xì)胞都處于細(xì)胞周期中C.抑制DNA的合成細(xì)胞將停留在分裂期D.細(xì)胞分裂間期為細(xì)胞分裂期提供物質(zhì)基礎(chǔ)思路解析：細(xì)胞周期是指細(xì)胞從一次分裂完成時開始到下一次分裂結(jié)束之間的過程。不同物種、不同組織的細(xì)胞周期所經(jīng)歷的時間是不

10、同的。生殖細(xì)胞成熟后，必須經(jīng)過受精作用成為受精卵方可進(jìn)行有絲分裂。有的細(xì)胞分化后，就不分裂了，也就沒有細(xì)胞周期了。DNA的復(fù)制是在細(xì)胞分裂間期的S期進(jìn)行的，此時合成大量的蛋白質(zhì)為分裂期打好了物質(zhì)基礎(chǔ)。答案：D知識導(dǎo)學(xué) “細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系”是一個模擬的探究實驗，其討論題有一定的思維力度，需要用聯(lián)想的方法將模擬實驗的結(jié)果遷移至真實的細(xì)胞，思考物質(zhì)運輸?shù)男逝c細(xì)胞大小之間是什么關(guān)系；為什么細(xì)胞越大，物質(zhì)運輸?shù)男试降?；為什么多?xì)胞生物體是由許多細(xì)胞而不是由少數(shù)體積更大的細(xì)胞構(gòu)成的。 細(xì)胞有絲分裂的知識是后面學(xué)習(xí)減數(shù)分裂的基礎(chǔ)，要從以下四個層次理解和掌握：(1)熟練掌握有絲分裂各個時期的特征；

11、(2)根據(jù)細(xì)胞分裂圖準(zhǔn)確判斷是動物細(xì)胞或植物細(xì)胞分裂的哪個時期；(3)根據(jù)細(xì)胞分裂圖像，能判斷是分裂的哪個時期；(4)根據(jù)坐標(biāo)曲線圖區(qū)分并判斷出是染色體變化曲線圖，還是DNA變化曲線圖。 有絲分裂各個時期的特征是本節(jié)課的重點，在學(xué)習(xí)時可以利用口訣巧記各時期的變化：膜、仁消失現(xiàn)兩體（前期核膜、核仁消失，顯現(xiàn)紡錘體和染色體），形定數(shù)晰赤道齊（中期染色體的形態(tài)固定，數(shù)目清晰，著絲點排列在赤道板上），點裂數(shù)加均兩極（后期著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍，并平均移向兩極），兩消兩現(xiàn)重開始（兩消指末期紡錘體消失，染色體變?nèi)旧|(zhì)；兩現(xiàn)指核膜、核仁重新出現(xiàn)）。疑難導(dǎo)析 從該問題的背景材料也可以看出端倪，在探究這個問

12、題時，你可以借助以下三個事實：（1）小鼠重25克，大象重4×106克。顯然，大象的表面積和體積之比要比小鼠小得多，結(jié)果影響到代謝速率（氧消耗量/每克體重），小鼠是大象的24倍；（2）有人曾做過這樣的實驗：當(dāng)人工培養(yǎng)的變形蟲快要分裂的時候，把它的細(xì)胞質(zhì)切去一大塊，這個變形蟲就不再分裂。等它長大起來又要分裂的時候，再切去一塊，它也不再分裂，但如果讓其繼續(xù)生長，體積達(dá)到一定大小時，它又會分裂起來；（3）卵細(xì)胞可以長得稍大一些，這是因為早期胚胎發(fā)育是受儲存在卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的mRNA與功能蛋白質(zhì)調(diào)控的，并利用預(yù)先儲存在卵細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的養(yǎng)料，因此在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)儲存了大量mRNA、蛋白質(zhì)與養(yǎng)料，同時卵細(xì)胞

13、與周圍環(huán)境交換物質(zhì)很少，卵細(xì)胞的體積大主要因胞質(zhì)擴(kuò)增所致。 教材“圖6-1有絲分裂細(xì)胞周期”和“表6-1不同細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時間”，已經(jīng)提示你要注意分裂間期在細(xì)胞周期中所占時間的比例，反映出分裂間期在細(xì)胞周期中的重要性。在觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂時，你會發(fā)現(xiàn)處于分裂間期的細(xì)胞數(shù)目是最多的，這也從另一個側(cè)面說明分裂間期在整個細(xì)胞周期中所占的比例。 動物細(xì)胞和植物細(xì)胞在有絲分裂過程中，有兩個明顯的區(qū)別：一是形成紡錘體的方式不同，二是細(xì)胞質(zhì)分裂的方式不同。這與它們的結(jié)構(gòu)有關(guān)，動物細(xì)胞和植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的差異，就決定了它們的有絲分裂過程肯定有不同的特點，這是自然而然的現(xiàn)象，符合生物體結(jié)構(gòu)與功能相

14、統(tǒng)一的基本原理。在學(xué)習(xí)這部分知識時，你最好與前面所學(xué)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)系，從結(jié)構(gòu)的區(qū)別入手，來理解它們有絲分裂的特點。 學(xué)習(xí)細(xì)胞有絲分裂的特征，必須重視實驗觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂。要注意思考以下問題： （1）本實驗為什么要選用根長15厘米的根？ （2）實驗中為什么要把23毫米的洋蔥根尖放入鹽酸中1015分鐘？ （3）解離后的根尖為什么要用清水漂洗？ （4）漂洗后用龍膽紫溶液染色的目的是什么？ （5）制作臨時裝片時，在蓋玻片上再加一片載玻片后，為什么要用手指輕輕地壓載玻片？ （6）在視野中如果找不全有絲分裂的各個時期，此時應(yīng)該怎么做？ （7）為什么要記錄細(xì)胞周期不同時期的細(xì)胞數(shù)？根據(jù)得到的

15、每一時期的細(xì)胞數(shù)與計數(shù)細(xì)胞總數(shù)的比值，來比較細(xì)胞周期不同時期的時間長短。這種思維上的轉(zhuǎn)換有一定難度，是對你的想象力的一種挑戰(zhàn)。問題導(dǎo)思 在理解這個問題時，你可以聯(lián)想以下幾個問題： （1）有絲分裂過程中，DNA含量、染色體數(shù)目的變化有什么規(guī)律？這種變化有什么意義？ （2）有絲分裂與其他的細(xì)胞分裂方式如無絲分裂有哪些區(qū)別？典題導(dǎo)考綠色通道：對細(xì)胞周期這一概念的掌握應(yīng)注意兩點：（1）前提條件：只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期；（2）時間先后：間期在前，分裂期在后，間期經(jīng)歷的時間長，分裂期經(jīng)歷的時間短，所以在觀察有絲分裂裝片時，大多數(shù)處于間期。典題變式：關(guān)于圖6-1-1表示的兩個細(xì)胞周期，下列敘述正確的是（ ）A.a過程染色體數(shù)目不變B.b過程沒有姐妹染色單體C.c過程為有絲分裂后期