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第四章第1课时 细胞周期、动物细胞的有丝分裂
内容索引0102基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升
课程标准1.说出细胞大小与细胞生命活动的关系,培养生命观念。2.说出细胞周期的概念。3.概述动物细胞有丝分裂的过程,掌握各阶段的主要变化特征。
基础落实•必备知识全过关
知识点一细胞大小与细胞生命活动1.多细胞生物体体积的增大,与细胞增多和细胞增大有关。2.细胞的物质运输效率(如吸收与排出)与其密切相关。3.如果细胞体积,其相对表面积会,那么细胞的物质运输效率将会。4.细胞的关系是限制细胞不能无限长大的重要因素之一。5.如果细胞体积过大,控制细胞各项生命活动的“负担”会太重,这也不利于细胞的生命活动。数量体积营养废物相对表面积增加过大变小降低表面积与体积细胞核
6.用琼脂块模拟细胞的实验(1)模拟实验将琼脂块切成边长分别为4cm、2cm、1cm的正方体,如下图所示。琼脂块边长/cm表面积/cm2体积/cm3相对表面积(表面积与体积之比)124(2)结论琼脂块体积越大,相对表面积。616248396641.5越小
知识点二细胞周期1.细胞增殖(1)方式:细胞。(2)特点:具有。(3)意义:生物体、发育、和的基础。分裂周期性生长生殖遗传
2.细胞周期(1)研究方法:法。放射性同位素标记连续分裂一次细胞分裂结束下一次细胞分裂结束分裂间期分裂期
知识点三动物细胞的有丝分裂1.发生范围:进行细胞分裂的主要方式,也是细胞增殖的主要方式。2.动物细胞有丝分裂各时期的变化特点时期示意图主要特点分裂间期主要完成复制和的合成真核生物DNA有关蛋白质
时期示意图主要特点分裂期前期复制后的染色质经螺旋化(凝缩)等过程,逐渐缩短变粗,形成清晰可见的,每条染色体含有两条;随着解体、逐渐消失;两个中心体分别移向,发出的星射线形成中期每条染色体上的与纺锤丝相连,在纺锤丝等结构的作用下,染色体排列在细胞中央的上染色体姐妹染色单体核膜核仁细胞两极纺锤体着丝点着丝粒赤道面
时期示意图主要特点分裂期后期每条染色体中的两条分离,形成两组数目均等的染色体,在纺锤丝的作用下移向末期到达细胞两极的染色体逐渐变为;消失;重新形成,重新组装;在处细胞质膜向内凹陷,一分为二,一个亲代细胞缢裂成两个体积基本相等的子代细胞姐妹染色单体细胞两极染色质纺锤体核膜核仁赤道面细胞质
结论语句辨一辨(1)细胞越大,细胞的物质运输效率越高。()(2)任何细胞都有细胞周期。()(3)连续分裂的细胞,计算细胞周期开始的时间应从细胞核开始形成时。()(4)要观察细胞内染色体的形态和数目,最好选择处于有丝分裂后期的细胞。()(5)有丝分裂过程中,细胞内染色体的数目发生规律性变化。()(6)动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成。()××××√×
重难探究•能力素养全提升
主题一琼脂模拟细胞的实验情境探究1.琼脂模拟细胞的实验(1)琼脂块的相对表面积(表面积与体积之比)随着琼脂块体积的增大,发生了什么变化?答案琼脂块体积越大,相对表面积越小。(2)细胞体积与相对表面积和细胞的物质运输效率有什么关系?答案细胞体积越大,相对表面积越小,物质运输效率越低。
2.结合影响细胞不能无限长大的因素和细胞生长所需的条件,思考细胞是不是越小越好。答案不是。组成细胞的结构(如核糖体等)和物质(如酶)必须占据一定的空间,细胞内各种生化反应的进行也需要一定的空间,这些因素决定了细胞的体积不能太小。
方法突破细胞不能无限长大的原因(1)细胞相对表面积与体积的关系。细胞体积越大,其相对表面积(表面积与体积之比)越小,细胞与周围环境交换物质的能力越差,交换的物质不足以提供细胞所需的营养。(2)细胞核与细胞质之间有一定的关系。一个核内所含的DNA是一定的,控制细胞活动也就有一定的限度,使细胞不可能太大。(3)细胞内物质的交流受到细胞体积的制约,细胞体积过大,影响物质流动速度,细胞内的生命活动变差。
探究应用1.下列有关细胞不能无限长大的原因,不正确的是()A.与细胞表面积和体积的比例有关B.细胞核的大小是有一定限度的C.细胞体积过大不利于细胞内的物质交流D.细胞的体积与细胞核无关D解析细胞体积的大小受两方面因素的制约:一是细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞与外界的物质交换效率就越低,而且会影响到细胞内部的物质交流;二是细胞核是细胞的控制中心,细胞核中的DNA一般不会随着细胞体积的扩大而增加,即细胞核控制的范围是有限的。
2.细胞相对表面积、细胞对外的物质运输效率和细胞新陈代谢强度之间的关系,正确的是()A.细胞的相对表面积越大,物质运输效率越高,细胞新陈代谢越旺盛B.细胞的相对表面积越大,物质运输效率越低,细胞新陈代谢越缓慢C.细胞的相对表面积越小,物质运输效率越高,细胞新陈代谢越缓慢D.细胞的相对表面积越小,物质运输效率越低,细胞新陈代谢越旺盛A解析细胞的相对表面积越大,物质运输效率越高,细胞新陈代谢越旺盛;细胞的相对表面积越小,物质运输效率越低,细胞新陈代谢越缓慢。
3.(多选)下列有关细胞体积的叙述,正确的是()A.大的细胞一定比小的细胞复杂B.生物体体积越大,其细胞体积也越大C.细胞体积越小,其表面积与体积的比例越大D.细胞体积小,有利于完成各项生命活动CD解析细胞的复杂程度跟细胞大小没有必然关系,A项错误;不同生物体体积差别很大,但是细胞的体积一般相差不大,B项错误;细胞越小,其相对表面积(表面积与体积的比例)越大,C项正确;细胞体积小,相对表面积大,物质运输效率越高,有利于完成各项生命活动,D项正确。
主题二细胞周期情境探究下表是几种细胞的细胞周期的持续时间(t/h),据表分析下列问题。细胞类型分裂间期分裂期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞15.32.017.3小鼠十二指肠上皮细胞13.51.815.3人的肝细胞21122人的宫颈癌细胞20.51.522
1.这些细胞有什么共同特点?答案都能进行连续分裂。2.不同生物的细胞周期持续时间相同吗?同种生物不同细胞的细胞周期持续时间相同吗?答案都不一定相同。3.细胞周期持续时间相同的细胞,其分裂间期和分裂期的比例相同吗?答案不一定相同。
4.下图表示细胞连续分裂的过程。(1)能表示分裂间期的是哪一段?为什么?答案a或c。因为间期所占的时间比例大。(2)能表示一个完整的细胞周期的是哪一段?答案a和b或c和d。
方法突破1.对细胞周期概念理解(1)条件:只有连续分裂的细胞才有细胞周期。(2)组成及顺序
2.细胞周期的表示方法(1)扇形图从A点→B点→A点(顺时针),表示一个细胞周期。(2)线段法b+c是一个完整的细胞周期,虽然a+b所持续时间长度和b+c是一样的,但因为细胞周期的起点是一次细胞分裂结束,所以a+b不能表示一个完整的细胞周期。
【特别提醒】不是所有细胞都有细胞周期(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)生物体内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(不正常分裂的细胞)等。(3)不具有细胞周期的细胞有高度分化的细胞,如神经细胞、表皮细胞、减数分裂形成的精细胞和卵细胞。
探究应用1.在一个细胞周期中,下列叙述最可能发生在同一时期的是()A.染色体复制和中心体复制B.染色单体形成和染色体数目加倍C.纺锤体的出现和细胞板的出现D.着丝粒的分裂和核膜、核仁的消失A解析染色体的复制和中心体复制都发生在有丝分裂间期,A项正确;染色单体形成发生在有丝分裂间期,染色体数目加倍发生在有丝分裂后期,B项错误;纺锤体的出现发生在有丝分裂前期,细胞板的出现发生在有丝分裂末期,C项错误;着丝粒的分裂发生在有丝分裂后期,核膜、核仁的消失发生在有丝分裂前期,D项错误。
2.下表所示为不同细胞的细胞周期持续时间(h)。据表分析可以得出的结论是()A.分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞B.分裂期占细胞周期比例最小的是十二指肠细胞C.不同种类细胞的细胞周期持续时间不同D.不同种类细胞的分裂都是同步进行的细胞分裂间期分裂期细胞周期十二指肠细胞13.51.815.3肿瘤细胞18.00.518.5成纤维细胞19.30.720.0C
解析分析表中数据可知,分裂期最短的是肿瘤细胞,细胞周期最短的是十二指肠细胞;分裂期占细胞周期时间比例最小的是肿瘤细胞;表中的数据反映出不同种类细胞的细胞周期持续的时间不同;不同种类的细胞因细胞周期不同,分裂是不同步的。
3.(多选)下列关于细胞周期的叙述,正确的是()A.成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期B.机体内所有的体细胞均处于细胞周期中C.细胞种类不同,细胞周期持续时间不同D.细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础CD解析生殖细胞成熟后,必须经过受精作用成为受精卵后方可进行有丝分裂。机体内大多数的体细胞都不处于细胞周期中,只有少数细胞在不断增殖,具有细胞周期。
主题三动物细胞的有丝分裂情境探究1.染色质、染色体与染色单体(1)图中A到B变化的原因是什么?发生在细胞分裂的什么时期?答案DNA复制和有关蛋白质的合成;发生在细胞分裂间期。(2)由B到C发生了什么变化?发生在什么时期?答案染色质经螺旋化(凝缩)等过程,逐渐变短变粗形成染色体;发生在细胞分裂前期。(3)C是几条染色体?其中的1和2是什么关系?答案C是1条染色体,1和2是一对姐妹染色单体。
2.染色单体形成于何时,消失于何时?什么时期存在染色单体?答案染色单体形成于细胞有丝分裂间期(染色体复制),消失于有丝分裂后期(着丝粒分裂)。完成染色体复制后的间期以及分裂期的前期、中期存在染色单体。
方法突破1.参与有丝分裂的细胞器及其生理作用细胞器作用时期生理作用核糖体整个时期,主要是分裂间期合成各种蛋白质中心体前期形成纺锤体线粒体整个时期提供能量2.动物细胞的有丝分裂中DNA加倍发生在分裂间期,染色体加倍发生在后期,着丝粒分裂之后,染色单体形成于间期,可见于前期和中期,消失于后期。
探究应用1.细胞有丝分裂的过程一般描述为细胞分裂间期、分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期,下列①~⑤是有丝分裂各个时期的示意图,相应的前后顺序是()A.①→②→③→④→⑤B.①→④→⑤→②→③C.③→⑤→④→②→①D.④→⑤→③→①→②B解析根据有丝分裂的特点可知,①②③④⑤分别表示细胞有丝分裂的间期、后期、末期、前期和中期。
2.连续进行有丝分裂的细胞,其分裂间期的特点是()A.核膜解体,核仁逐渐消失B.细胞内没有变化C.细胞内进行着DNA的复制和有关蛋白质的合成D.染色体隐约可见C解析核膜和核仁的解体、消失发生在分裂前期,A项错误;分裂间期,细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,细胞体积略微长大,所以细胞内也有变化,B项错误,C项正确;分裂间期染色质还未高度螺旋化形成染色体,D项错误。
3.(多选)下图是某细胞进行增殖过程中可观察到的几个时期,用L~P表示,下列叙述正确的是()A.L期有8条染色体B.P期紧接在L期之后C.P期与M期细胞内核DNA数目相等D.P期有8条染色单体BC解析染色体数与着丝粒数一致,由题图可知,L期有4条染色体;P期着丝粒分裂,不存在染色单体。
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