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1、分 子 與 細(xì) 胞分 子 與 細(xì) 胞第第 10 10 講講細(xì)胞的增殖細(xì)胞的增殖必修1 1細(xì)胞的生長和增殖的周期性。 2細(xì)胞的有絲分裂。 3細(xì)胞的無絲分裂。 4觀察細(xì)胞的有絲分裂。 5模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系。1.(2010海南)有關(guān)動物細(xì)胞有絲分裂的敘述，正確的是( ) A.細(xì)胞板在細(xì)胞有絲分裂末期形成 B.同源染色體配對通常發(fā)生在分裂前期 C.在分裂末期，細(xì)胞膜內(nèi)陷形成兩個子細(xì)胞 D.在分裂中期，兩個中心粒復(fù)制形成兩組中心粒 C 動物細(xì)胞有絲分裂過程中無細(xì)胞板出現(xiàn)，故A錯。同源染色體配對通常發(fā)生在減數(shù)第一次分裂剛開始不久，所以B錯。C描述的是典型的動物細(xì)胞分裂末期的現(xiàn)象，正確。兩個中心

2、粒分別復(fù)制形成兩組中心粒是細(xì)胞分裂間期的特征，故D錯。 2.(2010重慶)下列有關(guān)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的敘述，正確的是( ) A.在植物細(xì)胞有絲分裂末期高爾基體參與細(xì)胞壁形成 B.在動物細(xì)胞有絲分裂間期能觀察到紡錘體和中心體 C.分泌蛋白合成后在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中加工 D.質(zhì)粒和線粒體是既有核酸又有外膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)A 在植物細(xì)胞有絲分裂末期細(xì)胞壁形成，而細(xì)胞壁形成與高爾基體有關(guān)，故A正確。在動物細(xì)胞有絲分裂前期能觀察到紡錘體和中心體，B錯。分泌蛋白合成后在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中加工，C錯。質(zhì)粒是環(huán)狀的DNA，線粒體是雙層膜的結(jié)構(gòu)，里面有DNA，D錯。此題考查了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和有絲分裂過程相關(guān)知識，以及生物

3、膜系統(tǒng)的相關(guān)知識，屬識記類，為容易題。 3.(2009天津)下列選項中，兩類細(xì)胞的染色體數(shù)目均可呈周期性變化的是( ) A.蛙的紅細(xì)胞與淋巴細(xì)胞 B.小鼠骨髓瘤細(xì)胞與雜交瘤細(xì)胞 C.人的胚胎干細(xì)胞與成熟紅細(xì)胞 D.牛的精細(xì)胞與精原細(xì)胞 B 染色體數(shù)目呈周期性變化的一定是處于分裂的細(xì)胞，題中蛙的淋巴細(xì)胞、人的成熟的紅細(xì)胞、牛的精細(xì)胞均不再分裂，蛙的紅細(xì)胞只能進(jìn)行無絲分裂，均不會出現(xiàn)染色體數(shù)目的周期性變化。小鼠骨髓瘤細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞以及精原細(xì)胞都具有細(xì)胞周期，分裂時染色體數(shù)目呈周期性變化，所以B正確。 一、細(xì)胞不能無限長大 細(xì)胞不能無限長大細(xì)胞不能無限長大 細(xì)胞大小與物細(xì)胞大小與物 質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系質(zhì)

4、運(yùn)輸?shù)年P(guān)系 限制細(xì)胞長大的因素限制細(xì)胞長大的因素 實驗原理：體積大小不同的瓊脂塊代表著大小不同的細(xì)胞，由含酚酞的瓊脂塊制成；NaOH 溶液表示 ；NaOH和酚酞反應(yīng)呈紫紅色。用瓊脂塊上NaOH擴(kuò)散的體積比來反映細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男始?xì)胞細(xì)胞大小大小與物與物質(zhì)運(yùn)質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮數(shù)年P(guān)系關(guān)系 方法步驟：方法步驟：制備體積大小不同的瓊脂塊制備體積大小不同的瓊脂塊用用NaOH溶液將瓊脂塊淹沒溶液將瓊脂塊淹沒切開瓊脂塊，切開瓊脂塊，觀察并測量切面上觀察并測量切面上NaOH擴(kuò)散的深度擴(kuò)散的深度根根據(jù)結(jié)果進(jìn)行計算據(jù)結(jié)果進(jìn)行計算 實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：細(xì)胞體積越大，其相對表面積細(xì)胞體積越大，其相對表面積越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)

5、輸效率就越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率就越低越低外界物質(zhì)外界物質(zhì) 受細(xì)胞表面積與體積之比的限制 要維持 之間的平衡狀態(tài) 限制細(xì)限制細(xì)胞長大胞長大的因素的因素細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)體積細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)體積 二、細(xì)胞通過分裂進(jìn)行增殖 1.意義：細(xì)胞增殖是生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)。 2.方式：有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂。 三、有絲分裂 1.細(xì)胞周期： 指連續(xù)分裂的細(xì)胞從上一次分裂完成時開始到下一次 所經(jīng)歷的過程。一個細(xì)胞周期包括兩個連續(xù)的階段： 和 。分裂完成時分裂完成時分裂間期分裂間期分裂期分裂期 2.有絲分裂各時期的主要特點(diǎn) 以植物細(xì)胞為例，有絲分裂各時期特點(diǎn)可列表如下：階段階段各時期特點(diǎn)各時期特點(diǎn)

6、間期間期 復(fù)制復(fù)制有關(guān)蛋白質(zhì)合成有關(guān)蛋白質(zhì)合成染色體復(fù)制染色體復(fù)制前期前期染色質(zhì)染色質(zhì)染色體染色體(散亂分布散亂分布)出現(xiàn)紡錘體出現(xiàn)紡錘體核仁消失、核仁消失、 解體解體中期中期染色體的染色體的 排列在赤道板上排列在赤道板上(其形態(tài)固定、數(shù)目清晰其形態(tài)固定、數(shù)目清晰)DNA核膜核膜著絲點(diǎn)著絲點(diǎn)階段階段各時期特點(diǎn)各時期特點(diǎn)后期后期 分裂，兩條姐妹染色單體分裂，兩條姐妹染色單體兩條相同染色體兩條相同染色體染色體數(shù)目加倍，平均移向兩極染色體數(shù)目加倍，平均移向兩極末期末期染色體染色體染色質(zhì)染色質(zhì)紡錘體消失紡錘體消失 重現(xiàn)細(xì)胞板重現(xiàn)細(xì)胞板細(xì)胞壁細(xì)胞壁(細(xì)胞質(zhì)的分裂細(xì)胞質(zhì)的分裂)著絲點(diǎn)著絲點(diǎn)核膜、核仁核膜、

7、核仁 3.動、植細(xì)胞有絲分裂基本過程的異同 動、植細(xì)胞有絲分裂基本過程是相同的，主要差別體現(xiàn)在前期和末期，比較如下： 名稱名稱項目項目不同點(diǎn)不同點(diǎn)相同點(diǎn)相同點(diǎn)前期紡錘前期紡錘體形成體形成末期子細(xì)末期子細(xì)胞的分開胞的分開植物細(xì)胞植物細(xì)胞細(xì)胞兩極發(fā)出細(xì)胞兩極發(fā)出 ，形成紡，形成紡錘體錘體在赤道板部位出現(xiàn)在赤道板部位出現(xiàn) 并由中央向四周擴(kuò)展形并由中央向四周擴(kuò)展形成細(xì)胞壁成細(xì)胞壁紡錘絲紡錘絲細(xì)胞板細(xì)胞板 名稱名稱項目項目不同點(diǎn)不同點(diǎn)相同點(diǎn)相同點(diǎn)前期紡錘前期紡錘體形成體形成末期子細(xì)末期子細(xì)胞的分開胞的分開動物細(xì)胞動物細(xì)胞由已經(jīng)復(fù)制的、由已經(jīng)復(fù)制的、移向兩極的兩組移向兩極的兩組中心粒發(fā)出中心粒發(fā)出 , 形

8、成紡錘形成紡錘體體不形成細(xì)胞板，不形成細(xì)胞板，而是細(xì)胞中部的而是細(xì)胞中部的細(xì)胞膜內(nèi)陷，縊細(xì)胞膜內(nèi)陷，縊裂成兩個細(xì)胞裂成兩個細(xì)胞(1)間期、中期、后期的變化情況相間期、中期、后期的變化情況相同同(2)染色體都要經(jīng)過自我復(fù)制，然染色體都要經(jīng)過自我復(fù)制，然后后 到兩個子細(xì)胞中，使每個到兩個子細(xì)胞中，使每個子細(xì)胞具有一套數(shù)目和形態(tài)完全相同子細(xì)胞具有一套數(shù)目和形態(tài)完全相同的染色體的染色體星射線星射線平均分配平均分配續(xù)表續(xù)表 4、有絲分裂的意義： 有絲分裂將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制精確地平均分配到兩個子細(xì)胞中，在親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性，對生物的遺傳有重要意義。 5.觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲

9、分裂 (1)實驗取材要注意：要取細(xì)胞分裂旺盛的材料；取細(xì)胞周期相對較短而分裂期相對較長的材料。 (2)使細(xì)胞分散開的措施有解離、用鑷子將根尖弄碎、壓片。 四、無絲分裂 1.過程：核先延長，中部凹進(jìn)，縊裂為二，接著整個細(xì)胞縊裂為二。 2.特點(diǎn)：不出現(xiàn) 和染色體的變化，但有DNA分子的復(fù)制。 3.實例：蛙的紅細(xì)胞的分裂。紡錘體紡錘體 1.如何正確表示細(xì)胞周期？ 常規(guī)表示方法(扇形圖、直線圖、曲線圖)： AA為一個完整細(xì)胞周期 a+b為一個完整的細(xì)胞周期，c+d為一個完整的細(xì)胞周期 細(xì)胞周期的起、止點(diǎn)都是細(xì)胞分裂完成時，分裂間期是新的細(xì)胞周期的開始。 不同生物、同一生物不同組織，其細(xì)胞周期長短不同。

10、 2.有絲分裂過程中染色體的變化具有什么規(guī)律？ (1)染色質(zhì)與染色體的關(guān)系 染色質(zhì)與染色體的主要成分都是DNA和蛋白質(zhì)，它們是同一物質(zhì)在細(xì)胞分裂不同時期的兩種狀態(tài) 染色質(zhì) 染色體 (絲狀) (圓柱狀或桿狀) 分裂間期高度螺旋化縮短變粗分裂間期高度螺旋化縮短變粗分裂末期解旋變細(xì)變長分裂末期解旋變細(xì)變長 (2)染色體的形態(tài) 如圖所示，一條染色體包含一個著絲點(diǎn)和一到兩條臂(染色體的臂有長有短，著絲點(diǎn)可位于染色體的不同部位)。計算染色體的數(shù)目時，以染色體著絲點(diǎn)的數(shù)目為依據(jù)。有一個著絲點(diǎn)，就是一條染色體，所以圖中A復(fù)制前后均為一條染色體。 復(fù)制后的一條染色體(圖B)，它由一個著絲點(diǎn)連接著兩條姐妹染色單體

11、。當(dāng)染色體的著絲點(diǎn)分裂后，原來的一條染色體就成為兩條染色體。因為這兩條染色體是由一條染色體復(fù)制而來，所以一般情況下，二者是完全相同的。 (3)有絲分裂過程中染色體的變化時時期期染色體特點(diǎn)染色體特點(diǎn)圖像圖像數(shù)目數(shù)目變化規(guī)律變化規(guī)律間間期期2n呈呈 狀態(tài)，每條狀態(tài)，每條 經(jīng)復(fù)制后含有經(jīng)復(fù)制后含有2條條姐妹染色單體姐妹染色單體前前期期2n由染色質(zhì)由染色質(zhì)(絲絲)變成染色體，變成染色體，排列散亂排列散亂染色質(zhì)染色質(zhì)染色體染色體時時期期染色體特點(diǎn)染色體特點(diǎn)圖像圖像數(shù)目數(shù)目變化規(guī)律變化規(guī)律中中期期2n染色體著絲點(diǎn)排列在赤道板上，染色體染色體著絲點(diǎn)排列在赤道板上，染色體形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰后

12、后期期4n著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開成兩條著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開成兩條相同染色體，在紡錘絲牽引下移向細(xì)胞相同染色體，在紡錘絲牽引下移向細(xì)胞兩極兩極注：體細(xì)胞染色體數(shù)目注：體細(xì)胞染色體數(shù)目2n時時期期染色體特點(diǎn)染色體特點(diǎn)圖像圖像數(shù)目數(shù)目變化規(guī)律變化規(guī)律末末期期4n2n染色體變成染色染色體變成染色質(zhì)質(zhì)(絲絲) 3.有絲分裂過程中染色體、有絲分裂過程中染色體、DNA的變化有何規(guī)律？的變化有何規(guī)律？ (1)有絲分裂過程中染色體、有絲分裂過程中染色體、DNA和染色單體數(shù)目的變化。和染色單體數(shù)目的變化。體細(xì)胞體細(xì)胞(2n)間期間期前期前期中期中期后期后期末期末期染色體染色體2n2n2n4n4n2n

13、染色單體染色單體04n4n4n00DNA2n4n4n4n4n4n2n (2)有絲分裂過程中染色體、DNA及每條染色體上的DNA含量變化曲線圖。 說明：g-h，l-m表示DNA復(fù)制。 b-c，n-o是因為著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開，形成兩條相同染色體。 e-f，j-k是因為細(xì)胞分裂成2個子細(xì)胞，而n-o是因為著絲點(diǎn)分裂，兩者原因不同。 特別指出，通常所說的DNA是指核DNA即染色體DNA，但在有些題中是指核DNA與質(zhì)DNA之和，解這類題時應(yīng)特別小心，以防出錯。 4.參與細(xì)胞分裂的主要細(xì)胞器有哪些？ (1)線粒體：為細(xì)胞分裂間期DNA的復(fù)制及蛋白質(zhì)的合成、分裂期紡錘絲牽引染色體運(yùn)動提供能量。分裂

14、活動旺盛的細(xì)胞中，線粒體數(shù)目較多。 (2)核糖體：細(xì)胞分裂過程中合成染色體、紡錘體和細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)以及與DNA復(fù)制有關(guān)的酶等，均在核糖體上進(jìn)行。分裂活動旺盛的細(xì)胞中，游離的核糖體數(shù)量較多。 (3)中心體：動物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞分裂過程中與紡錘體的形成有關(guān)。在間期復(fù)制，前期移向兩極，發(fā)出星射線，牽引染色體運(yùn)動。 (4)高爾基體：高等植物細(xì)胞有絲分裂末期在赤道板位置出現(xiàn)一個細(xì)胞板，進(jìn)而擴(kuò)展成細(xì)胞壁，這一結(jié)構(gòu)的形成需要高爾基體的參與。 細(xì)胞不能無限長大 下列有關(guān)細(xì)胞不能無限長大的原因中，不正確的是( ) A.與細(xì)胞表面積和體積的比例有關(guān) B.細(xì)胞核大小是有一定限度的 C.細(xì)胞體積過大不利于細(xì)胞內(nèi)外物

15、質(zhì)交換 D.細(xì)胞的體積與細(xì)胞核無關(guān) D 細(xì)胞不能無限長大的原因歸納起來主要有兩方面：一是細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系，二是細(xì)胞核的控制。 探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系的實驗原理不包括( ) A.酚酞遇到NaOH呈現(xiàn)紅色反應(yīng) B.以瓊脂塊的大小表示細(xì)胞大小 C.NaOH的擴(kuò)散深度表示細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸速率 D.NaOH的擴(kuò)散體積比表示細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸效率 NaOH的擴(kuò)散深度對于體積不同的瓊脂塊都是相同的。C 細(xì)胞周期 下表為不同細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時間(h)。據(jù)表分析可以得出的結(jié)論是 ( )細(xì)胞細(xì)胞分裂間期分裂間期分裂期分裂期細(xì)胞周期細(xì)胞周期十二指腸細(xì)胞十二指腸細(xì)胞13.51.815.3腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞18.00.

16、518.5成纖維細(xì)胞成纖維細(xì)胞19.30.720.0 A.分裂期和細(xì)胞周期均最短的是腫瘤細(xì)胞 B.分裂期占細(xì)胞周期時間比例最小的是十二指腸細(xì)胞 C.不同種類細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時間不同 D.不同種類細(xì)胞的分裂都是同步進(jìn)行的 該題以表格數(shù)據(jù)形式考查了有關(guān)細(xì)胞周期的知識，要求通過表格數(shù)據(jù)來分析判斷結(jié)論。 下圖是4種植物細(xì)胞按順時針方向表示的細(xì)胞周期，其中說法正確的是( ) A.圖中的bab表示細(xì)胞增殖過程的一個細(xì)胞周期 B.甲圖的ba與丙圖的ba所用的時間可能一樣長 C.從ab，由于DNA的復(fù)制使染色體數(shù)目增加一倍 D.觀察植物細(xì)胞有絲分裂的實驗材料最好是選植物甲 觀察有絲分裂最好選用丁材料，因為分

17、裂期/細(xì)胞周期比值大，視野中處于分裂期的細(xì)胞相對多。ab段DNA復(fù)制，產(chǎn)生染色單體，兩條姐妹染色單體共用一個著絲點(diǎn)，染色體數(shù)目不變。扇形區(qū)域表示分裂期和細(xì)胞周期的時間比，不代表絕對時間，所以B對。 生物體內(nèi)的細(xì)胞，只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才具有細(xì)胞周期，如進(jìn)行減數(shù)分裂的精(卵)原細(xì)胞無細(xì)胞周期。細(xì)胞周期的起始是分裂間期。 有絲分裂各時期的主要特點(diǎn) 在一個細(xì)胞周期中，能夠發(fā)生在同一時期的是() A.著絲點(diǎn)的分裂和細(xì)胞質(zhì)的分裂 B.染色體加倍和染色單體形成 C.染色體出現(xiàn)和紡錘體出現(xiàn) D.染色體復(fù)制和細(xì)胞質(zhì)分裂 在有絲分裂過程中，著絲點(diǎn)分裂、染色體加倍發(fā)生在后期；染色體出現(xiàn)、紡錘體出現(xiàn)發(fā)生在前期；染色體

18、復(fù)制、染色單體形成都發(fā)生在間期；細(xì)胞質(zhì)分裂發(fā)生在末期。 C 如圖為細(xì)胞周期中部分細(xì)胞核的變化示意圖，此過程是( ) A.發(fā)生在細(xì)胞分裂期的末期，核膜再度合成 B.發(fā)生在細(xì)胞周期的 分裂間期，染色質(zhì)復(fù)制 C.發(fā)生在細(xì)胞分裂期 的前期，核膜逐漸解體 D.發(fā)生在細(xì)胞分裂期的中期，染色體螺旋變粗 C 從圖中看出，核膜破裂成碎片，是核膜解體的過程，發(fā)生在分裂前期。同時，主要因為染色單體的存在，就不可能是分裂末期，而只能是分裂前期。 有絲分裂過程中染色體、DNA數(shù)目的變化 （2009上海） 某二倍體動物的某細(xì)胞內(nèi)含有10條染色體、10個DNA分子，且細(xì)胞膜開始縊縮，則該細(xì)胞( ) A.處于有絲分裂中期 B

19、.正在發(fā)生基因自由組合 C.將形成配子 D.正在發(fā)生DNA復(fù)制 C 此細(xì)胞內(nèi)含有10條染色體和10個DNA分子，沒有染色單體即DNA未復(fù)制，且細(xì)胞開始縊縮則應(yīng)處于分裂的末期。 處于有絲分裂過程中的動物細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)(a)、染色單體數(shù)(b)、DNA分子數(shù)(c)可表示為如圖所示的關(guān)系，此時細(xì)胞內(nèi)可能發(fā)生著( ) A中心粒移向兩極 B著絲點(diǎn)分裂 C細(xì)胞板形成 DDNA分子進(jìn)行復(fù)制A 此題是把細(xì)胞有絲分裂過程中染色體、DNA、染色單體的變化規(guī)律以數(shù)量圖的形式表示出來。解題的關(guān)鍵是明確染色體、DNA、染色單體三者的數(shù)量關(guān)系。由圖中信息得知，此時期的細(xì)胞中染色體、DNA、染色單體的數(shù)量關(guān)系為122

20、，說明細(xì)胞處于G2期、分裂前期或中期。 細(xì)胞分裂過程中，細(xì)胞中染色體數(shù)與DNA分子數(shù)之間的關(guān)系：有染色單體時，染色體數(shù) 染色單體數(shù) DNA分子數(shù)=1 2 2；沒有染色單體時，染色體數(shù) 染色單體數(shù) DNA分子數(shù)=1 0 1。 觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂 (2009江蘇)有1位同學(xué)做根尖有絲分裂實驗，在顯微鏡中觀察到的圖像如圖所示。造成這種情況的原因可能是( ) 取材位置不合適 取材時間不合適 制片時壓片力量不合適 解離時間不合適 視野選擇不合適 A. B. C. D. 本題考查細(xì)胞有絲分裂。由圖觀察可知，細(xì)胞多處于未分裂狀態(tài)，故可能取材時間不合適，細(xì)胞分裂不旺盛；視野中有細(xì)胞呈長方形，則可能取材自伸長區(qū)細(xì)胞，取材位置不合適；也有可能是視野選擇不當(dāng)，沒有找到合適的視野觀察；由圖知細(xì)胞均分散開，故不可能為所述原因。 下列關(guān)于觀察植物細(xì)胞有絲分裂實驗過程的敘述中，正確的一組是( ) 解離的目的是用藥液使蛋白質(zhì)與DNA彼此分散開 漂洗的目的是為了洗去根尖上的酸，避免與堿性染料發(fā)生中和 用龍膽紫染液是為了將染色體染成紫色 壓片可將根尖細(xì)胞壓成單層，使之不相互重疊 當(dāng)看到一個中期細(xì)胞時，要注意觀察它如何進(jìn)入后期，末期，以理解從中期至末期發(fā)生的變化 A. B. C. D. 解離的目的是使細(xì)胞彼此分離，解離時細(xì)胞已被殺死。