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2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) 細(xì)胞增殖教案 人教版 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．知道細(xì)胞增殖的方式及意義。 2．知道無(wú)絲分裂過(guò)程和特點(diǎn)。 3．理解有絲分裂細(xì)胞周期的概念，動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程的異同點(diǎn)。 4．理解有絲分裂的特征及意義。 5．能夠應(yīng)用有絲分裂過(guò)程各時(shí)期的特點(diǎn)。 【學(xué)習(xí)障礙】 1．理解障礙 (1)如何理解有絲分裂的細(xì)胞周期的概念及特點(diǎn)？ (2)如何理解有絲分裂的必然性和分裂過(guò)程中遺傳物質(zhì)(染色質(zhì))的復(fù)制和平均分配？ (3)如何理解和掌握有絲分裂的各時(shí)期？ 2．解題障礙 有絲分裂過(guò)程中染色體、染色單體、DNA三者的變化規(guī)律。 【學(xué)習(xí)策略】 1．理解障礙的突破 (1)用“咬文嚼字法”和“層析綜合法”來(lái)分析理解細(xì)胞周期。 ①細(xì)胞周期是指連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開始，到下一次分裂完成時(shí)為止，是一個(gè)細(xì)胞周期。由教材中細(xì)胞周期圖可知，整個(gè)細(xì)胞周期分為分裂間期和分裂期兩個(gè)階段，且分裂間期時(shí)間遠(yuǎn)長(zhǎng)于分裂期。 ［例1］下圖四圖，能正確反映細(xì)胞周期概念的是 解析：用“咬文嚼字法”解。由細(xì)胞周期的概念可知前一次分裂結(jié)束為起點(diǎn)，到下一次分裂結(jié)束為終點(diǎn)，既是起點(diǎn)，又是終點(diǎn)。再結(jié)合兩個(gè)時(shí)期所需時(shí)間的長(zhǎng)短即可作出判斷。 答案：A ②用“層析綜合法”從以下幾個(gè)方面來(lái)理解細(xì)胞周期的概念： A．一個(gè)細(xì)胞周期內(nèi)，分裂間期所占時(shí)間為整個(gè)周期的90%～95%，占絕對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間。 B．細(xì)胞的種類不同，一個(gè)細(xì)胞周期的時(shí)間也不相同。例如，小鼠十二指腸細(xì)胞周期為15．3小時(shí)，蠶豆根尖細(xì)胞為17．3小時(shí)。且分裂間期和分裂期時(shí)間各不相同。 C．不是任何細(xì)胞都處于細(xì)胞周期中。就細(xì)胞周期來(lái)分，有三種類型的細(xì)胞存在，第一，始終處于細(xì)胞周期之中的，一直進(jìn)行分裂的細(xì)胞。例如人體皮膚生發(fā)層細(xì)胞、人體造血干細(xì)胞以及其他的干細(xì)胞、植物的根尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞、莖尖分生區(qū)細(xì)胞以及形成層細(xì)胞等；第二，處于休眠期(又稱為G0期)的細(xì)胞，這些細(xì)胞仍然具有分裂能力，在合適條件下仍可以回到分裂周期之中繼續(xù)進(jìn)行細(xì)胞分裂增殖。例如肝臟細(xì)胞、腎臟細(xì)胞、黃骨髓造血細(xì)胞等；第三，完全脫離細(xì)胞周期，不能再分裂的走向成熟和衰老的細(xì)胞。例如骨骼細(xì)胞、白細(xì)胞、植物的韌皮部細(xì)胞等。 [例2]下列四組人體細(xì)胞中，能夠通過(guò)細(xì)胞分裂使組織得以修復(fù)和更新的一組是 A．成骨細(xì)胞和白細(xì)胞 B．口腔上皮細(xì)胞 C．肝細(xì)胞和生發(fā)層細(xì)胞 D．神經(jīng)元和骨骼肌細(xì)胞 解析：用“排除法”解。題中所列具有分裂能力的細(xì)胞只有成骨細(xì)胞、肝細(xì)胞和生發(fā)層細(xì)胞。其他五種細(xì)胞均已經(jīng)高度分化而失去了分裂能力。 答案：C (2)用“借比法”和“成因法”理解有絲分裂及其意義。 細(xì)胞的有絲分裂是一種生命活動(dòng)，而且由整個(gè)的分裂活動(dòng)體現(xiàn)出了生命活動(dòng)高度的有序性，如果從理解進(jìn)而感悟生命的神奇與奧妙的情感中去理解有絲分裂的整個(gè)過(guò)程及其意義。那有絲分裂的知識(shí)就不會(huì)枯燥無(wú)味，只是機(jī)械記憶了。 首先，需要了解細(xì)胞分裂的原因，加深理解細(xì)胞分裂的過(guò)程。 活細(xì)胞不停地進(jìn)行著代謝，在一定范圍內(nèi)就可以不斷地生長(zhǎng)。細(xì)胞為什么不能無(wú)限地長(zhǎng)大而要進(jìn)行分裂呢？我們可以將細(xì)胞比喻為一個(gè)生物體，就像咱們?nèi)?，要進(jìn)行一系列活動(dòng)的原因是什么呢？這是因?yàn)榧?xì)胞的生長(zhǎng)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例等因素的制約。 ①受到細(xì)胞表面積與體積之比的限制。 細(xì)胞要通過(guò)它的表面(細(xì)胞膜)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(zhǎng)而逐步增大時(shí)，細(xì)胞表面積和體積的比例就會(huì)變得越來(lái)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(huì)引起細(xì)胞的分裂，以恢復(fù)其原來(lái)的表面積與體積的適宜比例。就像煤粉比煤塊燃燒會(huì)更充分和迅速一樣，適宜的大小是有利于物質(zhì)的高效交流的。 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(guò)程都受到細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)的指引和控制。就好比人的行為活 動(dòng)受控于大腦一樣。因此，當(dāng)細(xì)胞質(zhì)的體積增大太大時(shí)，細(xì)胞核對(duì)這樣大范圍的細(xì)胞質(zhì)的調(diào)控作用就會(huì)相對(duì)減弱，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)體積之間的穩(wěn)定狀態(tài)?？茖W(xué)家曾做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)：當(dāng)人工培養(yǎng)的變形蟲快要分裂的時(shí)候，把它的細(xì)胞質(zhì)切去一塊，這個(gè)變形蟲就不再分裂，等它長(zhǎng)大起來(lái)又要分裂時(shí)，又切去一塊，它也不再分裂。但如果讓其繼續(xù)生長(zhǎng)，體積達(dá)到一定大小時(shí)，它又會(huì)開始分裂。 ③細(xì)胞分裂生成子細(xì)胞，要使子細(xì)胞具有和母細(xì)胞一樣的功能特性，關(guān)鍵還是核中的遺傳物質(zhì)——染色質(zhì)(染色體)的合理傳遞。 由以上分析不難理解，細(xì)胞分裂是必然的，并且還要盡可能保證遺傳物質(zhì)合理的分配，這樣一個(gè)難題就擺在了分裂細(xì)胞的面前。 長(zhǎng)期的進(jìn)化選擇的結(jié)果，細(xì)胞選擇了“復(fù)制、平分”(先復(fù)制遺傳物質(zhì)，再平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去)。就好比是基本路線定下了，具體怎么實(shí)現(xiàn)呢？ (3)用“并列比較法”掌握細(xì)胞分裂的各時(shí)期。 ①分裂間期 這一時(shí)期為細(xì)胞分裂進(jìn)行物質(zhì)上的準(zhǔn)備，主要是完成組成染色體的DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。因此，間期是整個(gè)細(xì)胞周期中極為關(guān)鍵的準(zhǔn)備階段。 由于DNA的復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)的加倍。在DNA復(fù)制之前，細(xì)胞核中的每條染色體上(間期實(shí)際上呈染色質(zhì)的狀態(tài))含有一個(gè)DNA分子，復(fù)制后，每條染色體上有兩個(gè)相同的DNA分子，但仍然連在同一個(gè)著絲點(diǎn)上，形成兩個(gè)完全一樣的姐妹染色單體，也就是說(shuō)，姐妹染色單體是在間期形成的。此時(shí)，細(xì)胞核中的DNA分子數(shù)增加一倍，但染色體數(shù)目由于著絲點(diǎn)沒(méi)斷開，而保持不變，只有到了分裂后期染色體數(shù)目才因著絲點(diǎn)分開，姐妹染色單體變成兩條子染色體，染色體數(shù)目加倍。 ②分裂期 分裂期是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，為了研究的方便，可以人為地分為前期、中期、后期、末期四個(gè)時(shí)期，這四個(gè)時(shí)期的主要特點(diǎn)如下表所示： 細(xì)胞周期 主要變化特點(diǎn)分析 記憶小竅門 分裂前期 兩消：核膜、核仁消失；兩現(xiàn)：染色質(zhì)變成染色體、紡錘體出現(xiàn)；一著一移：紡錘絲附著在染色體的著絲點(diǎn)上，牽拉染色體向中央移動(dòng) 膜仁消失兩體現(xiàn) 分裂中期 三清晰：染色體的形態(tài)清晰、數(shù)目清楚、紡錘體最清晰；一排列：著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞中央的赤道板上 形定數(shù)清赤道面 分裂后期 分開加倍：著絲點(diǎn)分開，由一條染色體上的兩個(gè)姐妹染色單體變成兩條子染色體，使染色體數(shù)目加倍；兩極移：染色體在紡錘絲牽拉下向兩極移動(dòng) 點(diǎn)裂數(shù)增兩極移 分裂末期 三現(xiàn)：核膜、核仁重現(xiàn)，(植物細(xì)胞)細(xì)胞板出現(xiàn)；兩消：染色體解旋變成染色質(zhì)而在光鏡下消失，紡錘體解體消失 三現(xiàn)兩消分裂完 注意：細(xì)胞中央的赤道板是假想平面，實(shí)際不存在，而細(xì)胞板是實(shí)際存在的，細(xì)胞板由細(xì)胞中央向四周擴(kuò)展，逐漸形成新的細(xì)胞壁將植物細(xì)胞一分為二。 仔細(xì)體會(huì)，在有絲分裂過(guò)程中，DNA和染色體數(shù)目都有一個(gè)加倍過(guò)程，但加倍的時(shí)期是不同的。DNA在間期加倍，而染色體是在后期加倍，這樣在形成的兩個(gè)子細(xì)胞中，DNA和染色體數(shù)目都保持不變，從而保證了細(xì)胞的前后代遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性。 2．解題障礙的突破 在有絲分裂過(guò)程中存在著以下的幾種變化規(guī)律，用“圖解法”和“并列比較法”掌握有絲分裂中染色體、染色單體、DNA三者的變化規(guī)律。 (1)染色體形態(tài)變化規(guī)律 (2)染色體行為變化規(guī)律 復(fù)制→螺旋化，散亂分布于細(xì)胞中→著絲點(diǎn)排列在赤道板上→著絲點(diǎn)分裂→移向兩極 (3)有絲分裂過(guò)程中DNA、染色體、染色單體數(shù)目的變化(假設(shè)正常體細(xì)胞的細(xì)胞核中DNA含量為2a，染色體數(shù)目為2N) 間期 前期 中期 后期 末期 DNA含量 2a→4a 4a 4a 4a 2a 染色體數(shù)目 2N 2N 2N 4N 2N 染色單體數(shù)目 0→4N 4N 4N 0 0 染色體、DNA在坐標(biāo)內(nèi)的變化曲線如下圖所示： [例3]在細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中,DNA分子數(shù)目相同,但染色體數(shù)目不同的時(shí)期是 A．間期和前期 B．前期和中期 C．前期和后期 D．間期和中期 解析：用“圖文轉(zhuǎn)換法”解。 答案： C [例4]下圖表示根尖分生區(qū)細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中染色體的運(yùn)動(dòng),其中A圖表示染色體的著絲點(diǎn)與紡錘絲的相應(yīng)的極之間的平均距離,請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)細(xì)胞周期的第_________分鐘,兩個(gè)染色單體開始分裂形成染色體并移向細(xì)胞兩極。 (2)B圖中直線c代表_______________________________。 (3)在細(xì)胞周期的第9分鐘時(shí),測(cè)得DNA的數(shù)目為32,則分裂到細(xì)胞周期的第15分鐘時(shí),細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA數(shù)依次是_________。 解析：用“圖文轉(zhuǎn)換法”先讀圖分析。 (1)從A圖所示的曲線可以看出，從第10分鐘開始，染色體的著絲點(diǎn)與紡錘絲的相應(yīng)的極之間的平均距離在逐漸縮短，說(shuō)明兩個(gè)染色單體開始分裂形成染色體并移向細(xì)胞兩極。 (2) B圖中直線c的數(shù)學(xué)含義是從第10分鐘開始，距離隨時(shí)間的增大而增大。聯(lián)系到有絲分裂，已知從第10分鐘開始，兩個(gè)染色單體開始分裂形成染色體并移向細(xì)胞兩極，那么，隨時(shí)間的增大而增大的是發(fā)生分離的姐妹染色單體所形成的兩條染色體之間的距離。 (3)從第10分鐘開始，兩個(gè)染色單體開始分裂形成染色體并移向細(xì)胞兩極，可以判斷出從細(xì)胞周期的第10分鐘開始是后期，因此，細(xì)胞周期的第9分鐘是前期或中期，染色體已經(jīng)復(fù)制。分裂到細(xì)胞周期的第15分鐘時(shí)，著絲點(diǎn)已分裂，染色單體已變成染色體，染色單體數(shù)為0，還沒(méi)有分裂成子細(xì)胞,因此,染色體數(shù)和DNA數(shù)均為32。 答案：(1)10 (2)發(fā)生分離的姐妹染色單體所形成的兩條染色體之間的距離 (3)32、0、32 【同步達(dá)綱練習(xí)】 1．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(gè)細(xì)胞周期 B．機(jī)體內(nèi)所有的體細(xì)胞處于細(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) 2．在細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中，不存在染色單體的時(shí)期是 A．間期、前期 B．前期、中期 C．后期、末期 D．中期、后期 3．在細(xì)胞有絲分裂的分裂期開始時(shí)，如果它的染色體數(shù)為N，DNA含量為Q，則該細(xì)胞分裂后每個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)和DNA含量分別是 A．N和Q B．N/2和Q/2 C．N和Q/2 D．N/2和Q 4．根尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞和馬蛔蟲受精卵細(xì)胞的有絲分裂，其不同點(diǎn)在于 A．是否出現(xiàn)紡錘體 B．是否出現(xiàn)染色體 C．紡錘體的形成及細(xì)胞質(zhì)的分裂方式 D．染色體的分裂及細(xì)胞核的分裂方式 5．如下圖所示是兩個(gè)細(xì)胞有絲分裂的不同時(shí)期，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)A圖示_________細(xì)胞有絲分裂，B圖示_________細(xì)胞有絲分裂，判斷的依據(jù)是_________________。 (2)A圖示有絲分裂的_________期，主要特點(diǎn)是_______________________________。 (3)B圖示有絲分裂的_________期，其主要特點(diǎn)是_____________________________。 參考答案 【同步達(dá)綱練習(xí)】 1．解析：用“直接判斷法”或“淘汰法”來(lái)解。答案：D2．解析：用“直接判斷法”來(lái)解。答案：C 3．解析：用“直接判斷法”來(lái)解。答案：C4．解析：用“直接判斷法”來(lái)解。答案：C5．解析：用“圖文轉(zhuǎn)換法”直接識(shí)圖作答。答案：(1)動(dòng)物 植物 A圖中有中心粒，B圖中有細(xì)胞壁 (2)中 染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板上(3)后 染色體著絲點(diǎn)分開，一套染色體形成兩套染色體并向細(xì)胞兩極移動(dòng)