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第六章 第23课时

发布时间:2014-01-17 10:00:03  

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第23课时

第23课时
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细胞的增殖(一)

[学习目标定位] 1.说明细胞不能无限长大的原因。2.说出 细胞周期的概念和含义。3.掌握植物细胞有丝分裂的各个 时期的特征。

知识储备区

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1.染色体和染色质是同一种物质在细胞分裂的不同 时期 的两种存在形式,主要由 DNA 被 碱性 染料染成深色。 2.细胞核是由核膜、核仁、 具有 和蛋白质组成,能 等组成的,核膜上 在植

染色质

核孔

,是大分子物质进出细胞核的通道。 有关, 高尔基体

3.中心体与细胞的 有丝分裂 物细胞中与细胞壁的形成有关。

学习探究区

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探究点一 细胞不能无限长大 细胞不能无限长大,当生长到一定体积时,就要进行细胞分 裂,细胞体积小了有什么优势呢?下面是细胞大小与物质运 输关系的模拟实验的步骤。分析实验,找出细胞趋向于小的 原因。

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制备琼脂块:将琼脂块切成3块边长分别为3 cm、2 cm、1 cm 的正方体 ↓ 浸泡:将琼脂块同时放入质量分数为0.1%的NaOH溶液中,浸 泡10 min ↓ 切割:捞取、干燥,将琼脂块切成两半 ↓ 测量:测量切面上NaOH扩散的深度 ↓ 计算、记录:计算不同琼脂块的体积、表面积、NaOH扩散的 体积和整个琼脂块体积的比值,记入相应的表格

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1.该实验的原理:酚酞遇NaOH呈
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紫红

色;用琼脂块

的大小模拟 细胞 的大小;用NaOH 扩散的体积

总体积 与 之比来表示物质运输效率。 2.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 率是 相同的 。

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3.请计算直径为20 μm和30 μm的球形细胞的表面积和体 积之比(球体的体积公式V=4/3πr3,表面积公式S=
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4πr2),将计算结果填入下表: 细胞直径 (μm) 20 30 表面积 (μm2) 1 256 2 826 体积 (μm3) 4 187 14 130 表面积/ 体积

0.30
0.20

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4.通过对该实验的分析,你能得出什么结论?
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答案 细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞与周围环 境之间进行物质交流的面积相对越小,所以物质运输的效 率越低。

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`

要点提炼

1.细胞不能无限长大的原因 (1)细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
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(2)细胞核所能控制的范围是有限的。细胞核中的DNA不会 随着细胞体积的增大而增加。 2.实验中,如果担心是由于NaOH对琼脂造成了破坏导致 实验结果不同,我们可以不用NaOH而改用平时

取材很方 便的红墨水,同时也不需要预先添加酚酞。其他的实验步 骤不变。

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活学活用

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1.细胞相对表面积、细胞对外的物质交换速率和细胞新陈 代谢强度之间的关系,正确的是(
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)

A.细胞的相对表面积越大,物质交换效率越高,细胞 新陈代谢越旺盛 B.细胞的相对表面积越大,物质交换效率越高,细胞 新陈代谢越缓慢 C.细胞的相对表面积越小,物质交换效率越高,细胞 新陈代谢越缓慢 D.细胞的相对表面积越小,物质交换效率越低,细胞 新陈代谢越旺盛

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解析 细胞要通过它的表面不断地和周围环境或邻近的细 胞进行物质交换,这样它就必须有足够的表面积,否则它 的代谢作用就很难进行。当细胞体积逐渐增大时,细胞的 表面积和体积的比例(即相对表面积)变得越来越小,导致表 面积不够,使细胞内部和外界的物质交换适应不了细胞的 需要,代谢缓慢。
答案 A

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2.在测量琼脂块变色深度的方法中,正确的测量方法是下 图中的(虚线表示测量位置)( C )
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解析

测量的是变成红色的深度。

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探究点二

细胞周期 ,多细胞生物从 和 分化 逐渐发

1.细胞通过分裂进行增殖,结合教材内容完成下面探究: (1)单细胞生物通过细胞增殖而 繁衍
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受精卵开始,要经过细胞的 育为成体。

增殖

(2)细胞以 分裂 的方式进行增殖。这种方式在真核生 物中有三种: 有丝分裂 、无丝分裂和 减数分裂 。

有丝分裂

是真核细胞主要的分裂方式, 有丝分裂

具有周期性。

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2.为了方便研究细胞分裂的过程,人们提出了细胞周期的 概念,下图为细胞周期的概念图,据图和教材内容完成 思考:
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(1)细胞周期 ①前提条件:连续分裂的细胞。
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②起止时间:从 一次分裂完成时 开始,到下一次分裂完成时 为止。 ③两个阶段:包括 分裂间期 和 分裂期 。其 中 分裂间 期占的时间比例大。分裂间期完成 DNA 复制及有关 蛋白质 的合成,为分裂期做物质准备,同时细胞 有适度的 生长 。

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小贴士 分裂间期是细胞周期的开始,可分三个阶段: ①G1 期(DNA 复制前期): 有丝分裂结束与 DNA 合成前的间隙。 G1 期是一个生长期,在这一时期中主要进行 RNA、蛋白质和 酶的合成,为 DNA 复制做准备。 ②S 期(DNA 复制期):这是细胞增殖周期中最关键的一个时 期。DNA 在 S 期开始阶段合成的强度大,

以后逐渐减弱,到 S 期末,DNA 含量便增加一倍,为细胞分裂做准备。 ③G2 期(DNA 复制后期):此期经历的时间较短,其主要活动 是为分裂期做准备。

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(2)是不是所有的细胞都有细胞周期?

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答案 不是。只有连续分裂的细胞才有细胞周期。高度分 化的细胞一般不分裂,没有细胞周期。
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(3)下图表示细胞连续分裂的过程,其中能表示一个完整 的细胞周期的是 A~C、C~E、E~G ,其中能表 示分裂间期的是 A~B、C~D、E~F ,表示分裂期 的是

B~C、D~E、F~G



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要点提炼 细胞周期的理解
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(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期,有些细胞分裂结束 后不再进行分裂,它们就没有细胞周期。 (2)生物体有细胞周期的细胞有:受精卵、干细胞、分生区 细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)等。 (3)减数分裂形成的细胞和已分化的细胞没有细胞周期。

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活学活用 3.由生化分析知,处于分裂间期的细胞中脱氧核苷酸含量 开始很低,不久便急剧增加,以后又逐渐降低到初始水 平,随着脱氧核苷酸含量的动态变化,DNA聚合酶的活 性也发生变化。这一事实表明( B ) A.间期是新的细胞周期的开始 B.间期细胞内进行DNA复制 C.间期细胞内进行RNA复制 D.间期细胞内完成RNA转录 解析 细胞中游离脱氧核苷酸数量规律性动态变化反映了 细胞周期的进程,如间期中,DNA复制旺盛,因而游离脱 氧核苷酸含量降低,此时DNA聚合酶活性增强,促进DNA 快速复制。

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4.下列选项中,细胞的染色体可呈周期性变化的是( B ) A.叶肉细胞 B.根尖生长点细胞
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C.人的成熟红细胞

D.牛的精细胞

解析 染色体数目呈周期性变化的一定是处于分裂的细 胞,题中叶肉细胞、成熟的红细胞、牛的精细胞均不再分 裂了,根尖生长点细胞能进行分裂,所以B正确。

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探究点三 植物细胞的有丝分裂

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下面是高等植物的分生组织进行有丝分裂的过程示意图, 结合该图进行分析:
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1.结合植物细胞有丝分裂的过程完成下表 时期 分裂间
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主要变化

期 前期

DNA 的复制和有关 蛋白质
出现 纺锤体 成 染色体

的合成

,染色质高度螺旋化形 , 核仁 解体, 核膜 消失

中期

着丝点排列在 赤道板 ,染色体形态比较

稳定 ,数目 清晰可数

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着丝点 分裂,姐妹染色单体 分离形成染色 ,染色体 后期 体,移向细胞

两极(平均分配到两极) 加倍 数目 
染色体变成 染色质丝 ,纺锤体消失, 末期

核膜和核仁 出现,出现 细胞板
周扩展,形成新的细胞壁

,并向四

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2.归纳与植物细胞有丝分裂有关的细胞器的功能 细胞器
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功能

线粒体 高尔基 体 核糖体

供能(DNA复制、蛋白质合成、 染色体分开)

形成细胞板(植物细胞)
合成蛋白质

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小贴士 ? (1)观察染色体最好的时期是中期。 (2)染色单体形成于间期,出现于前期,消失于后期。 (3)赤道板与细胞板的区别: 赤道板不是细胞结构, 是一假 想平面,在光学显微镜下看不到;细胞板是一真实结构, 光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。

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要点提炼 有丝分裂记忆口诀 “有丝分裂并不难,间前中后末相连;膜仁两消现两体 (前期:核膜、核仁消失;染色质变成染色体,纺锤丝 形成纺锤体),形定数晰赤道齐(中期:染色体形态稳 定、数目清晰,着丝点排列在赤道板上);点裂数加均 两极(后期:着丝点一分为二;染色体数加倍,平均分 配并向两极移动),两消两现重开始(末期:核膜、核仁 出现;染色体变成染色质,纺锤体变成纺锤丝)。”

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活学活用 5.洋葱根尖分生区细胞在分裂过程中不会出现的是( C ) A.在细胞分裂间期,核糖体合成蛋白质功能增强
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B.在细胞分裂前期,细胞两极产生纺锤丝形成纺锤体 C.在细胞分裂中期,细胞内 ATP 的含量明显减少 D.在细胞分裂末期,高尔基体为细胞壁形成合成多糖
解析 植物细胞有丝分裂间期进行 DNA 的复制和有关蛋白 质的合成;前期,细胞两极产生纺锤丝形成纺锤体;中期能 量的消耗并不比其他时期增多,所以,ATP 的含量不会明显 减少。

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6.有关姐妹染色单体的叙述,不正确的是( C ) A.分裂间期一个染色体复制形成两个姐妹染色单体
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B.姐妹染色单体分开后就成为两个染色体 C.两个姐妹染色单体的形态大小各异 D.姐妹染色单体在着丝点处相连
解析 姐妹染色单体形态大小相同。

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DNA

蛋白质

核膜,核仁 染色体

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纺锤体

着丝点 赤道板 着丝点

两极

染色质

纺锤体

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1.探究细胞大小与物质运输关系的实验原理不包括( C ) A.酚酞遇到 NaOH 呈现紫红色反应 B.以琼脂块的大小表示细胞大小 C.以 NaOH 的扩散深度反映运输效率 D.以 NaOH 的扩散体积比反映运输

效率

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2 .有丝分裂间期细胞中发生复制的变化,复制的结果是 ( B ) A.DNA 含量不变,染色体数目加倍
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B.DNA 含量加倍,染色体数目不变 C.DNA 和染色体数目都加倍 D.DNA 和染色体数目都不变
解析 分裂间期主要进行染色体复制,即完成 DNA 分子的 复制和有关蛋白质的合成,DNA 数目加倍,染色体数目不 变。

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3.染色质和染色体的正确关系是( A ) A.同种物质在细胞不同时期的两种存在状态 B.不同种物质在细胞同一时期的两种存在状态
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C.同种物质在细胞同一时期的两种存在状态 D.不同种物质在细胞不同时期的两种存在状态

解析 染色质和染色体是同一种物质在细胞分裂的不同时 期的两种存在形式。

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4.细胞有丝分裂过程中着丝点的分裂原因存在两种不同的观点: 一种观点认为是纺锤体的牵拉引起的,另一种观点认为是细 胞分裂到达一定时期,着丝点自行分裂引起的。为探究细胞
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有丝分裂过程中着丝点的分裂与纺锤体是否有关,需要设置 对照,最佳的设计方案是 (注:秋水仙素能抑制纺锤体的形 成)( ) A.在前期用秋水仙素处理的细胞和不分裂的细胞对照 B.在后期用秋水仙素处理的细胞和不分裂的细胞对照 C.在前期用秋水仙素处理和不用秋水仙素处理的细胞对照 D.在后期用秋水仙素处理和不用秋水仙素处理的细胞对照

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解析 由题意可知,该实验的自变量为纺锤体的有无,秋水仙素 可以抑制纺锤体的形成,可用秋水仙素来控制纺锤体的有无。
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答案

C

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5.画一个 2N=6 的高等植物体细胞在进行有丝分裂时处于分裂 后期的模式图,并注明各部分的名称。
解析 根据题意,绘制此图应特别注意以下几个方面: (1)染色体数目。2N=6,后期着丝点已分裂,染色体数应为 12。
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(2)染色体的形态和移动方向。移向两极,着丝点比染色体的臂 更靠近两极。 (3)细胞的形态。植物细胞应为方形。

答案 如图


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