高考生物一輪復習 第4單元 基礎課時案11 細胞的有絲分裂及相關實驗課件 新人教版必修1.ppt

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基礎課時案11 細胞的有絲分裂及相關實驗,2016備考最新考綱 1．細胞的生長和增殖的周期(Ⅰ)。2.細胞的有絲分裂(Ⅰ)。 3.細胞的無絲分裂(Ⅰ)。4.細胞的有絲分裂(Ⅱ)。5.實驗：(1)觀察細胞的有絲分裂。(2)模擬探究細胞表面積與體積的關系。,一、細胞不能無限長大 1．模擬實驗 2．細胞不能無限長大的原因：(1)細胞 的關系 限制了細胞的長大；(2)受 控制能力的制約。,表面積與體積,細胞核,二、細胞增殖方式——有絲分裂 1．細胞周期,2．有絲分裂過程——以高等植物細胞為例(連一連),有絲分裂各時期特點 前期：膜仁消失顯兩體；中期：形定數晰赤道齊； 后期：點裂數加均兩極；末期：兩消兩現質分離。 (注意：植物為“兩消三現質分離”),深度思考 (1)上圖a～e中，DNA加倍、染色體加倍、細胞板的形成及中心粒復制加倍分別發(fā)生于哪種圖形所處的時期？ (2)由細胞形態(tài)判斷，下列①～⑤細胞中哪一類細胞最可能具有細胞周期？,(3)上圖①～⑤細胞中有一種細胞，其來源時的細胞分裂方式及細胞內染色體數目與其他細胞明顯不同，是哪一種細胞？產生該細胞的分裂方式是否具有周期性？ (4)上圖①～⑤中還有一類細胞在分化方面與其他四類細胞均有區(qū)別，是哪一類細胞，有何特點？,提示 (1)DNA加倍于間期(即圖a細胞)；染色體加倍于后期即圖e細胞，細胞板形成于末期(即圖d細胞)；中心粒復制加倍也在間期(即圖a細胞)。 (2)圖中①為精子細胞 ，③為肌肉細胞，④為神經細胞， ⑤為哺乳動物成熟紅細胞，(⑤細胞已無細胞核和各種細胞器)，它們均屬高度分化的細胞，已喪失分裂的周期性，但②細胞尚未分化，最可能連續(xù)分裂保持周期性。 (3)①～⑤細胞中，精子細胞(圖①)來源于減數分裂，其細胞內染色體數目只有體細胞的一半，減數分裂不具有周期性。 (4)哺乳動物成熟的紅細胞(圖⑤)在分化時會喪失細胞核及各種細胞器，與其他四類細胞不同。,3．動植物細胞有絲分裂的主要區(qū)別,細胞兩極,中心粒,細胞板,4. 意義 親代細胞的 經過復制后精確地平均分配到兩個子細胞中，保持了細胞的親子代之間 的穩(wěn)定性。,染色體,遺傳性狀,三、無絲分裂 1．無絲分裂過程和實例,2．判斷正誤 (1)洋蔥根尖細胞有絲分裂過程中核DNA分子數與染色體數的比值變化可用右圖表示。(2014廣東卷，24A)( ),提示 在有絲分裂間期完成了DNA分子復制，但染色體數目不變，即核DNA分子數/染色體數比值由1變成2，有絲分裂后期，由于著絲點分裂，染色單體分開成為子染色體，此時核DNA分子數/染色體數比值等于1。,(2)蛙的紅細胞與淋巴細胞的染色體均不能呈周期性變化(四川高考改編) ( ) (3)鹽酸解離根尖的同時也為龍膽紫染色創(chuàng)造酸性環(huán)境(2013山東高考) ( ) (4)顯微鏡下絕大多數細胞中能觀察到染色體(2012江蘇高考) ( ) (5)蛙受精卵發(fā)育過程中均能發(fā)生DNA的半保留復制(2012四川高考改編) ( ),(6)在“探究細胞大小與物質運輸的關系”實驗中，計算紫紅色區(qū)域的體積與整個瓊脂塊的體積之比，能反映NaOH進入瓊脂塊的速率(2012天津高考) ( ) (7)動物細胞有絲分裂末期，細胞膜內陷形成兩個子細胞(2010海南高考) ( ) (8)無絲分裂過程中的核膜不消失 ( ) (9)動物細胞主要以有絲分裂方式進行增殖 ( ) (10)無絲分裂是原核細胞特有的細胞分裂方式 ( ) (11)無絲分裂過程中同樣進行DNA復制與平均分配 ( ) 答案 (1) (2)√ (3) (4) (5)√ (6) (7)√ (8)√ (9)√ (10) (11)√,考點一 細胞增殖的周期性 [典例引領] 【典例1】 (2014浙江卷)某哺乳動物體細胞在培養(yǎng)中能夠分裂，在培養(yǎng)過程中將適量的3H－TdR(3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷)和某促進細胞分裂的藥物加入到培養(yǎng)液中，培養(yǎng)一段時間，可觀察和測量到 ( ) A．G1期變短，該期有大量3H－TdR進入細胞核 B．S期變長，該期有DNA復制和核糖體的增生 C．G2期變短，該期細胞核中有組蛋白 D．M期相對較短，該期細胞的核膜始終完整,解析 3H－TdR是合成DNA的原料，大量進入細胞核的時間應該是分裂間期中的S期，故A錯；核糖體的增生發(fā)生在G1期，故B錯；G2期DNA已經復制完成并與組蛋白結合形成染色體，故C對；在細胞分裂前期，核膜開始解體，故D錯。 答案 C,【典例2】 (2013上海高考改編)回答下列有關細胞的問題。 某植物的體細胞染色體數為6對，其根尖細胞有絲分裂的細胞周期為15 h，其中G1期、S期、G2期、M期所占比例如圖所示。,(1)該植物根尖細胞分裂間期的總時長約為________h。 (2)G1期細胞內完成的主要活動是________(多選 )。 A．染色質絲螺旋纏繞 B．合成一定數量的RNA C．合成DNA復制需要的酶 D．合成組裝紡錘體的蛋白質,(3)如果細胞內存在DNA解旋的現象，則此時細胞可能處于________(多選)。 A．S期 B．G2期 C．分裂期中期 D．分裂期后期 (4)假設該植物根尖細胞的所有胸腺嘧啶都已被3H標記，挑選一個正處于分裂期前期的細胞，放入不含放射性的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，經過15 h后，培養(yǎng)液中單個細胞內能檢出具放射性的染色單體有________條。,(5)植物細胞有絲分裂末期在赤道面上會出現一些囊泡，囊泡將彼此融合，囊泡內的物質被用來形成新的________產生這些囊泡的細胞器是________。 (6)可用于對染色體進行染色的試劑是________(多選)。 A．改良苯酚品紅染液 B．蘇丹Ⅲ C．龍膽紫 D．醋酸洋紅 答案 (1)13.8 (2)B、C (3)A、B (4)24 (5)細胞壁 高爾基體 (6)A、C、D,1．細胞周期的幾種表示方法,,,,,2.細胞分裂產生子細胞的三種去向 (1)繼續(xù)分裂：始終處于細胞周期中，保持連續(xù)分裂狀態(tài)，如動物紅骨髓細胞、植物形成層細胞。 (2)暫不分裂：仍具分裂能力，在一定條件下可回到細胞周期中繼續(xù)分裂，如肝臟細胞、黃骨髓造血細胞、記憶細胞等。 (3)細胞分化：失去分裂能力，分化為其他組織器官細胞，如骨骼肌細胞、洋蔥表皮細胞、漿細胞。,[跟進題組] 1．如圖為細胞周期示意圖，其中S期內DNA解旋酶和DNA聚合酶的活性較高，處于G0期的細胞屬于暫不分裂的細胞。下列相關敘述中錯誤的是 ( ),A．圖示細胞的細胞周期為24 h B．S期應為染色體復制及加倍的時期 C．記憶B細胞所處時期應為G0期 D．M期是染色單體出現和消失的時期,解析 一個細胞周期的總時長為分裂期用時與間期用時之和，A正確；染色體加倍發(fā)生在有絲分裂后期，屬于M期，B錯誤；記憶B細胞受特定抗原刺激后會迅速增殖和分化，可見記憶B細胞屬于暫不分裂的細胞，即處于G0期的細胞，C正確；染色單體出現在有絲分裂前期，消失在有絲分裂后期，這兩個時期均屬于M期，D正確。 答案 B,2．(2015成都七中零模)如圖所示，圖甲為細胞周期的模式圖，圖乙為細胞的亞顯微結構模式圖。下列有關敘述正確的是 ( ),A．一個完整的細胞周期可以用圖甲的S→X→1→2→3→4→Y來表示 B．圖乙中，結構9在圖甲的1時期加倍且移向細胞兩極 C．圖乙中，結構10在圖甲的4時期時與細胞壁的形成有關 D．圖乙中，結構6中在圖甲的1時期出現染色體，有利于核遺傳物質的平均分配,解析 細胞周期是從上一次分裂完成時開始到下一次分裂完成時為止，因此一個完整的細胞周期可以用圖甲的Y→S→X→1→2→3→4來表示，A錯誤；圖乙中，結構9(中心體)在圖甲的1時期(即前期)移向細胞兩極，中心體加倍發(fā)生在細胞分裂間期，B錯誤；圖乙中，結構10為高爾基體，在植物細胞中與細胞壁的形成有關，在動物細胞中與分泌蛋白的合成分泌有關，C錯誤；圖乙中，結構6(細胞核)中在圖甲的1時期(前期)出現染色體，有利于核遺傳物質的平均分配，D正確。 答案 D,考點二 有絲分裂的過程及特點 [典例引領] 【典例1】 (2014江蘇卷)如圖為動物細胞分裂中某時期示意圖，下列相關敘述正確的是 ( ) A．甲在分裂前期倍增并移向細胞兩極 B．乙和丙在組成成分上差異很大 C．該時期細胞中染色體數是體細胞染色體數的兩倍 D．該時期通過核孔進入細胞核的物質減少,解析 題圖為動物細胞有絲分裂的中期。甲為中心體，在分裂間期倍增，前期移向細胞兩極；乙為染色體，組成成分為DNA和蛋白質，丙為星射線，組成成分主要是蛋白質，可見兩者在組成成分上的差異很大；題圖細胞中染色體數與體細胞染色體數相同；該時期核膜解體、核仁消失，無細胞核，故不存在物質通過核孔進入細胞核的情況。 答案 B,【典例2】 (2013海南，5)關于細胞有絲分裂的敘述，正確的是 ( ) A．赤道板是細胞有絲分裂過程中出現的一種結構 B．有絲分裂間期DNA復制的過程需要解旋酶的參與 C．有絲分裂中期，發(fā)生聯會的同源染色體排列在赤道板上 D．在細胞周期中，分裂間期的持續(xù)時間通常比分裂期的短,解析 有絲分裂過程中提到的赤道板只是個位置，沒有真正的結構存在，A項錯誤；細胞在有絲分裂間期進行的DNA分子復制中的解旋需要酶的參與，B項正確；有絲分裂過程中沒有同源染色體的聯會，C項錯誤；在細胞分裂周期中間期占的比例較大，D項錯誤。 答案 B,1．細胞周期中幾種細胞結構的周期性變化 (1)染色體行為變化規(guī)律,(2)紡錘體的變化：形成時期為前期→解體時期為末期。 (3)核膜、核仁的變化：解體時期為前期→重建時期為末期。 (4)中心體變化規(guī)律(動物細胞、低等植物細胞) 間期復制→前期移向兩極并形成紡錘體→末期平均分到子細胞。,2．有絲分裂過程中染色體、染色單體、DNA等變化規(guī)律的曲線分析 (1)曲線模型,(2)模型解讀：上述曲線模型中 ①A→B、L→M、P→Q的變化原因都是核DNA分子復制。 ②G→H、N→O、R→S的變化原因都是著絲點分裂，姐妹染色單體分開，形成子染色體。 ③C→D、R→S的變化相似，原因不同，C→D發(fā)生在末期子細胞形成時，而R→S發(fā)生在后期著絲點分裂時。 ④染色單體在細胞周期中的起點為0，終點也為0。,3．動植物細胞有絲分裂的區(qū)別,易錯警示！ 后期著絲點分裂不是紡錘絲牽引的結果 (1)有絲分裂后期染色體著絲點一分為二，其原因是受生物體內遺傳物質控制的一種生理活動，不是由紡錘絲牽引所致。 (2)用秋水仙素破壞紡錘體的形成，無紡錘絲牽引著絲點，復制后的染色體的著絲點照樣分裂，使細胞中染色體數目加倍，這就說明著絲點分裂不是紡錘絲牽引所致。,[跟進題組] 1．如圖表示洋蔥根尖分生組織內的細胞進行有絲分裂時， 每個細胞核中DNA含量的變化。下列敘述中錯誤的是 ( ),A．細胞分裂過程中顯著的變化有DNA含量和染色體行為的變化 B．當細胞核體積增大到最大體積的一半時，DNA的含量開始急劇增加 C．利用藥物抑制DNA合成，細胞將停留在分裂期的中期 D．在細胞周期中，細胞分裂間期的呼吸速率大于分裂期的,解析 選項A對，細胞分裂過程中顯著的變化有染色體行為和數量的變化以及DNA含量的變化。選項B對，分析圖形可知，在細胞分裂間期，細胞核體積達到其最大體積的一半時，DNA的含量開始急劇增加，之后維持在最高水平，然后細胞進入分裂期。選項C錯，用藥物抑制DNA合成，可使細胞停留在分裂間期，因為間期要完成DNA的復制和有關蛋白質的合成。選項D對，細胞分裂間期需要進行蛋白質的合成及DNA的復制，故耗氧量相對較多，呼吸速率較大。 答案 C,2．圖1、圖2分別為某種生物細胞有絲分裂過程中某一時期的模式圖，圖3表示有絲分裂過程中不同時期每條染色體上DNA含量的變化，圖4表示有絲分裂過程中不同時期染色體和DNA含量的關系。下列有關敘述不正確的是 ( ),A．圖1所示細胞中共有4條染色體，8個DNA分子；圖2所示細胞中共有0條姐妹染色單體 B．處于圖3中B→C段的是圖1所示細胞；完成圖3中C→D段變化的細胞分裂時期是后期 C．有絲分裂過程中不會出現圖4中d所示的情況 D．圖4中a可對應圖3中的B→C段，c可對應圖3中的A→B段,解析 圖1中一條染色體包含2條姐妹染色單體；圖2中染色單體分離后就不能再稱為染色單體了，只能稱為染色體，A正確。圖3中縱坐標的含義是 “每條染色體上DNA分子數”，BC段1條染色體上有2個DNA分子，對應圖1所示細胞，CD段變化表示染色體上DNA分子由2個變成1個，表示后期著絲點分裂過程，B正確。d表示細胞中DNA數目為2N，染色體數目為4N，不可能出現這種情況，C正確。圖4中a可對應有絲分裂后期，b可對應有絲分裂前期、中期，c可對應有絲分裂末期，D錯誤。 答案 D,考點三 細胞增殖的相關實驗(實驗8) [典例引領] 【典例1】 (2012天津理綜，4)下列實驗操作能達到預期結果的是 ( ) A．在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，統(tǒng)計每一時期細胞數占計數細胞總數的比例，能比較細胞周期各時期的時間長短 B．在“探究細胞大小與物質運輸的關系”實驗中，計算紫紅色區(qū)域的體積與整個瓊脂塊的體積之比，能反映NaOH進入瓊脂塊的速率 C．在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量變化”實驗中，培養(yǎng)期內共三次取樣測定密度，即可準確繪制酵母菌種群增長曲線 D．在“探究α－萘乙酸促進插條生根的最適濃度”實驗中，用高濃度組的α－萘乙酸溶液浸泡插條基部一天后，觀察生根情況以確定最適濃度,解析 計算紫紅色區(qū)域的體積與整個瓊脂塊體積之比，反映的是NaOH在瓊脂塊中的運輸效率，而不是運輸速率，故B項錯誤?！疤骄拷湍妇鷶盗孔兓睂嶒炛校瑧ㄆ谶M行多次取樣，僅取樣三次無法準確繪制增長曲線，故C項錯誤。“探究α－萘乙酸促進生根最適濃度”實驗中，應設置多組具有一定濃度梯度的溶液分別進行實驗，而不是一種濃度，其中生根數量最多的一組對應的濃度即為最適濃度，故D項錯誤。細胞周期中時間越長的時期，在該時期的細胞數目越多，因此可用各個時期的細胞數占計數細胞總數的比例去比較各個時期的時間長短，故A項正確。 答案 A,【典例2】 (2014全國課標Ⅰ，29)回答下列問題。 (1)在觀察大蒜根尖細胞有絲分裂的實驗中，常用鹽酸酒精混合液處理根尖，用龍膽紫溶液染色。實驗中，鹽酸酒精混合液的作用是________；龍膽紫溶液屬于________性染料，能夠使細胞中的________著色。 (2)用光學顯微鏡觀察細胞，可以看到細胞核，細胞核的功能可概括為：______________。,解析 (1)本題主要考查觀察植物根尖細胞有絲分裂的實驗。觀察植物根尖細胞有絲分裂實驗中，使用鹽酸酒精混合液配制成解離液，目的是使組織細胞相互分離開來。龍膽紫溶液屬于堿性染料，能使染色體著色。(2)本題考查細胞核的功能。 答案 (1)使組織中的細胞相互分離 堿 染色體 (2)細胞核是細胞內遺傳物質儲存、復制和轉錄的主要場所，是細胞代謝和遺傳的控制中心,1．模擬探究細胞表面積與體積的關系 (1)實驗原理 ①酚酞遇NaOH呈紫紅色。 ②瓊脂塊大小模擬細胞大小，NaOH溶液模擬被細胞吸收的物質。 ③物質擴散體積與總體積之比表示物質運輸效率。 (2)結果討論 ①從瓊脂塊的顏色變化可知NaOH擴散的深度。 ②在相同時間內，NaOH在每一瓊脂塊內擴散的深度基本相同，說明NaOH在每一瓊脂塊內擴散的速率是相同的。 ③NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊的體積之比隨瓊脂塊的增大而減小。,(3)實驗結論 細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞與周圍環(huán)境之間物質交流的面積相對越小，所以物質運輸的效率越低。,2．觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂 (1)實驗步驟分析,,,,,,(2)實驗成功的關鍵點 ①實驗材料的選擇：a.應選取分裂期占細胞周期比例相對較大的材料；b.應選分裂旺盛的部位(如根尖、莖尖的分生區(qū))；c.應選擇在細胞分裂旺盛期取材。本實驗一般在上午10點至下午2點之間進行。 ②應該嚴格按照操作步驟進行：取材→解離→漂洗→染色→制片。 ③在解離過程中細胞已被鹽酸殺死(龍膽紫溶液或醋酸洋紅液使染色體著色，表明細胞已喪失生物活性，生物膜已不具選擇透過性)，因此，顯微鏡下觀察到的都是死細胞，不能看到細胞分裂的動態(tài)變化。若視野中找不到處于某一時期的細胞，可通過移動裝片從鄰近的區(qū)域中尋找。,易錯警示！ (1)根尖和分生區(qū)不是同一概念。根尖長度一般選5 cm左右，而分生區(qū)只在其最前端的2～3 mm(包藏于根冠之下)內，只有分生區(qū)細胞才進行細胞分裂。實驗時剪取3 mm左右即可。不能過長，否則看到的大多數是伸長區(qū)的細胞。,(2)解離≠固定：解離的作用在于破壞細胞間質，使細胞分離，以便壓片時分散，固定的作用在于固定細胞形態(tài)，如觀察低溫誘導染色體加倍實驗中用卡諾氏液固定細胞。,[跟進題組] 1．(2014濰坊模擬)下列關于“觀察植物細胞的有絲分裂”實驗的敘述正確的是 ( ) A．本實驗可用蘇丹紅代替龍膽紫染液為染色體染色 B．觀察到分裂中期的細胞核內染色體整齊地排列在赤道板上 C．該實驗的操作過程為取材→解離→漂洗→染色→制片→觀察 D．質量分數為15%的鹽酸和質量分數為95%的酒精混合液主要起固定作用,解析 觀察植物細胞的有絲分裂實驗中使用的染液為醋酸洋紅液或龍膽紫染液，故A項錯誤；分裂中期，核膜核仁已經消失，視野中觀察不到細胞核，故B項錯誤；質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精混合液主要起解離作用，故D項錯誤。 答案 C,2．(2014江西部分重點中學聯考)如圖所示是關于觀察洋蔥有絲分裂的實驗的部分操作，下列評價合理的是 ( ),A．剪取洋蔥根尖2～3 mm，因為該區(qū)域屬于根毛區(qū)，細胞有絲分裂旺盛 B．該實驗步驟中唯一錯誤的是在②和③之間缺少用清水漂洗這一環(huán)節(jié) C．在觀察的圖像中，b屬于分生區(qū)的細胞，細胞已死亡 D．若用圖中b區(qū)域的細胞觀察質壁分離和復原，實驗現象明顯,解析 根尖2～3 mm的區(qū)域屬于分生區(qū)，A錯誤。在②和③之間應增加清水漂洗這一環(huán)節(jié)，而③和⑤之間的清水漂洗環(huán)節(jié)應刪除，B錯誤。分生區(qū)的細胞呈正方形，細胞經解離已死亡，C正確。b區(qū)域的細胞屬于分生區(qū)細胞，其液泡較小，滲透作用不明顯，D錯誤。 答案 C,