秋人教版高中生物必修一教师用书 2文档格式.docx
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面积:
体积)
NaOH扩
散的深度
NaOH扩散
的体积/琼
脂块的体积
3
54
27
2
1
19/27
24
8
7/8
6
(4)结论:
细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输的效率越低。
3.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:
细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞与周围环境之间物质交换的面积相对减小,物质运输的效率降低。
(2)细胞核的控制范围是有限的。
[思考与讨论]细胞体积是不是越小越好?
提示:
细胞完成代谢活动需要多种酶,每个酶促反应均需要占据足够的空间。
因此细胞体积并非越小越好。
4.真核细胞的分裂方式有三种:
有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
[思考与讨论]大肠杆菌、HIV的增殖方式是不是属于上述三种方式中的某一种?
请说明理由。
有丝分裂、无丝分裂、减数分裂都是真核细胞的分裂方式,而大肠杆菌属于原核生物,HIV属于病毒。
5.细胞周期的概念
(1)条件:
连续分裂的细胞。
(2)起点:
一次分裂完成时。
(3)终点:
下一次分裂完成时。
(4)一个细胞周期包括两个阶段:
分裂间期和分裂期。
人们为了研究方便,将分裂期分为前期、中期、后期、末期四个时期。
[想一想]
(1)不同种类的细胞,细胞周期相同吗?
分裂期与分裂间期的比例一样吗?
(2)是不是所有的细胞都有细胞周期?
(1)不同种类的细胞细胞周期往往有所差别,而且分裂间期和分裂期的比例也不一样。
(2)不是,如人体内的皮肤表皮细胞、神经细胞、红细胞等高度分化的细胞不进行细胞分裂,所以没有细胞周期。
要点 理解细胞周期的表示方法
下列关于细胞周期的叙述中,正确的是( D )
A.细胞种类不同,细胞周期持续的时间相同
B.皮肤表皮细胞产生后立即进入下一个细胞周期
C.抑制DNA的复制,细胞会停留在分裂期
D.细胞分裂间期为细胞分裂期提供了物质基础
细胞的种类不同,其功能不同,细胞周期持续的时间不会相同。
皮肤表皮细胞是高度分化的细胞,不能分裂,没有细胞周期。
DNA复制发生在细胞分裂间期,DNA复制被抑制,细胞将停留在分裂间期。
细胞分裂间期在前,是细胞周期的开始,为分裂期做物质上的准备。
[归纳总结]对细胞周期概念的理解
(1)细胞周期的表示方法
①扇形图
细胞周期:
A→A(或A→B→A);
分裂间期:
A→B;
分裂期:
B→A。
②直线图
(a+b)或(c+d)各为一个完整的细胞周期。
尽管(b+c)在时间上与(a+b)相同,但起、止点不符合要求,因此不能表示一个细胞周期。
③柱状图
A组:
DNA含量为2C,表明DNA尚未复制;
B组:
DNA含量在2C到4C之间,说明细胞正处于DNA复制时期;
C组:
细胞中DNA已经加倍(4C),说明细胞处在分裂期。
除以上3种表示方法外,还常用曲线图表示细胞周期,分析细胞周期中的各种数量变化规律。
(2)细胞周期的特点:
①不同细胞,细胞周期的长短不同,分裂间期和分裂期所占比例也不同。
②同一种细胞,外界条件不同,细胞周期的长短也不同。
③细胞周期任何一个阶段受阻,都将导致整个细胞周期无法完成。
知识点二 有丝分裂与无丝分裂
阅读教材第112~114页,完成下列填空:
1.植物细胞有丝分裂的特点
(1)间期:
为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,细胞有适度的生长。
(2)分裂期
图示
时期
主要变化
前期
染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体
细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体
核仁逐渐解体,核膜逐渐消失
染色体散乱分布于纺锤体中央
中期
纺锤丝牵引着染色体运动,使其着丝点排列在赤道板上
染色体形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察
后期
着丝点分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍
子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
末期
染色体变成染色质丝,纺锤丝逐渐消失
核膜、核仁出现,形成两个新细胞核
赤道板位置出现一个细胞板,逐渐扩展为新的细胞壁
[思考与讨论]
(1)染色质丝和染色体是什么关系?
姐妹染色单体是怎么形成的?
(2)赤道板与细胞板的区别是什么?
(1)染色体与染色质丝是同一物质在不同的细胞分裂时期的两种不同的存在状态。
染色体复制后,一个着丝点上存在两个DNA分子,此时,染色质螺旋化,形成姐妹染色单体。
(2)赤道板不是真实的存在,只是一个位置,而细胞板则是这个位置上出现的细胞结构。
2.动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的不同点
(1)纺锤体的形成不同:
动物的纺锤体是由中心体发出的星射线形成的;
植物的纺锤体是由从细胞两极发出的纺锤丝形成的。
(2)细胞质的分裂方式不同:
动物是细胞膜从细胞的中部向内凹陷,把细胞缢裂成两部分;
植物是在赤道板的位置上出现细胞板,它向四周扩展形成新的细胞壁,将细胞一分为二。
[想一想]中心体的复制发生在哪个时期,移向细胞两极是哪个时期?
中心体的复制发生在间期,在前期分别移向细胞的两极。
3.有丝分裂的意义:
将亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中。
由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
4.无丝分裂
(1)过程:
细胞核先延长,核的中部向内凹进,缢裂成为两个细胞核;
接着整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞。
(2)特点:
没有出现纺锤丝和染色体的变化。
(3)实例:
蛙的红细胞。
[想一想]无丝分裂过程中有没有DNA的复制?
无丝分裂过程中也有核DNA的复制和平均分配。
如果没有DNA的复制,细胞中的遗传物质会越来越少,很显然是荒谬的。
要点1 细胞分裂图像的鉴别
分析下列细胞图像,回答问题:
(1)图像①处于前期,判断的理由是染色体散乱排列。
(2)观察染色体最好的时期是④(填数字),该时期的染色体形态和数目的特点是形态比较稳定,数目比较清晰。
(3)图像③中的染色体数目是其他细胞的二倍,染色体数目加倍的原因是着丝点的分裂。
(4)图像②中要形成新的细胞壁,与该过程直接相关的细胞器是高尔基体。
[方法技巧]细胞分裂图的鉴别方法
(1)根据染色体的行为判断有丝分裂各时期
①出现染色体且染色体散乱排列→有丝分裂前期。
②着丝点排列在赤道板上→有丝分裂中期。
③染色体移向两极,每一极都有一组相同的染色体→有丝分裂后期。
(2)动、植物细胞分裂图像的识别
要点2 细胞周期中几种结构的变化规律
如图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况。
在整个细胞周期中染色体变化的顺序是( C )
A.①④⑤③②B.②③①④⑤
C.①⑤④③②D.⑤④③②①
细胞分裂间期染色体呈现染色质状态,故应首先选①,可排除B、D两项。
在细胞有丝分裂的前期和中期,每条染色体都包含两条染色单体,但是,在细胞分裂的中期,每个染色体的着丝粒的两侧都有纺锤丝附着在上面,因此⑤表示分裂前期,④表示的是中期,分裂后期的变化特点是每个染色体一分为二并在纺锤丝的牵引下向细胞的两极移动,因此,③表示有丝分裂的后期,②表示有丝分裂的末期。
[方法技巧]细胞周期中几种结构的变化规律
(1)染色体形态、行为变化
①染色体形态变化:
②染色体行为变化:
(2)纺锤体的变化:
形成(前期)→解体消失(末期)。
(3)核仁、核膜的变化:
解体消失(前期)→重建(末期)。
(4)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞)
间期
行为
复制
分开移向两极
分别进入两个子细胞
数目
1→2个
2个
1个
要点3 有丝分裂过程中核DNA、染色体、染色单体的数目变化规律
如图为某植物细胞有丝分裂过程中染色体、染色单体及DNA数量变化柱形图,分析回答相关问题:
(1)图中a、b、c分别表示染色体、染色单体、核DNA数目。
(2)图中有染色单体的是甲图,可表示有丝分裂的前期、中期,乙图可表示有丝分裂的后期、末期。
(3)由甲图到乙图是因为发生了着丝点分裂,由乙图到丙图是因为发生了细胞分裂,由丙图到甲图是因为发生了DNA复制。
[归纳总结]核DNA、染色体、染色单体的关系及数目变化
(1)核DNA、染色体、染色单体三者之间的关系
①当有染色单体存在时,染色体∶染色单体∶核DNA=1∶2∶2;
②当无染色单体时,染色体∶核DNA=1∶1。
(2)核DNA、染色体、染色单体数目变化(二倍体生物)
分裂时期
核DNA数
(2C)
2C→4C
4C
4C→2C
染色单体数
0→4N
4N
4N→0
染色体
(着丝粒)
数(2N)
2N
2N→4N
4N→2N
(3)有丝分裂过程中的曲线模型及分析
(1)a→b,p→q的变化原因都是DNA分子复制。
(2)g→h,r→s的变化原因都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,形成子染色体。
(3)c→d,r→s的变化很相似但时期不同。
知识点三 实验:
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
阅读教材第115~116页实验,完成下列填空:
1.原理:
有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生组织;
根据有丝分裂各时期染色体的存在状态,判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期;
染色体容易被碱性染料着色。
2.过程:
(1)洋葱根尖培养:
待根长约5cm时,可用于实验。
(2)制作装片:
①取材:
根尖处2~3mm处;
②解离:
解离液为质量分数15%的盐酸和体积分数95%的酒精混合液(1∶1),目的是使组织中的细胞相互分离开来;
③漂洗:
漂洗液为清水,目的是洗去药液,防止解离过度;
④染色:
染色剂为碱性染料如醋酸洋红液和龙胆紫溶液,目的是使染色体着色;
⑤制片:
操作为用镊子尖把根尖弄碎,制片,盖上盖玻片,再加一块载玻片,用拇指轻压载玻片,目的是使细胞分散开来,有利于观察。
(3)观察:
先用低倍镜观察,找到分生区细胞,再换高倍镜观察。
(4)绘图:
绘出植物细胞有丝分裂中期简图。
[想一想]分生区细胞有什么样的特点?
分生区细胞呈正方形,排列整齐紧密,细胞较小,细胞核大。
要点1 实验过程中的实验操作目的
如图为某学生进行某实验的基本操作步骤,下列相关表述错误的是( C )
A.该实验的目的是观察细胞的有丝分裂
B.该同学的操作步骤中错误的是解离后要用清水漂洗再染色
C.f步骤在临时装片上再加一块载玻片的目的是防止盖玻片滑动
D.显微镜观察时首先应找出分裂中期的细胞
f步骤在临时装片上再加一块载玻片的目的是使盖玻片受力均匀,防止盖玻片被压碎。
[归纳总结]实验中的三个注意事项
(1)实验中在用解离液对根尖进行解离时,时间选择3~5min,处理时间太短或太长都不好,因为:
①解离时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏;
②过短会使根尖细胞解离不充分,不能相互分离。
(2)装片中细胞相互重叠,会导致观察效果不理想,导致细胞重叠的可能原因有:
①解离不充分;
②未用镊子弄碎根尖;
③未压片。
(3)解离过的洋葱根尖要先漂洗再染色,两者顺序不能颠倒,否则解离液中的盐酸会影响染色效果。
要点2 细胞分裂图像
如图是某学生绘出的某高等植物的细胞分裂图像。
其中错误的是 ( C )
A.a和bB.c和dC.b和dD.e和f
图中的b为有丝分裂的末期,植物细胞有丝分裂末期是在赤道板的位置出现细胞板,细胞板由中央向四周扩展开来,逐渐形成新的细胞壁,最后一个细胞分裂成两个子细胞,而不像动物细胞那样,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分。
图中的d为分裂后期,高等植物细胞没有中心体和星射线。
[方法技巧]细胞分裂模式图的画法
画细胞分裂图就是要把分裂图中的关键要素如细胞膜(及细胞壁)、染色体、纺锤体、中心体等画出来,具体步骤如下:
(1)画最外围结构:
植物画正方形表示细胞壁和细胞膜,动物画圆圈表示细胞膜(后期末期细胞膜中间要画凹陷)。
(2)画纺锤体:
植物细胞的两端画个点表示两极,动物细胞两极上要画出中心体。
(3)画染色体:
先画圆圈表示着丝点(前期随机分布,中期整齐排列在赤道板上,后期在赤道板两侧对称),从而确定染色体的位置,然后画染色体,要注意染色体形态大小要两两相同,最后中期后期的着丝点上连接上纺锤丝。
核心知识小结
[要点整合]
[关键语句]
1.限制细胞不能无限长大的原因:
①细胞表面积与体积的关系,②细胞核的控制能力。
2.细胞体积越大,相对表面积越小,物质运输效率就越低。
3.只有连续分裂的细胞才有细胞周期,如根尖分生区细胞和皮肤生发层细胞。
4.有丝分裂各时期主要特点记忆口诀:
间期复制又合成,前期膜仁消失现两体,中期形定数清赤道齐,后期点裂数加均两极,末期两消两现重开始。
5.有丝分裂中DNA加倍在间期,染色体数目暂时加倍在后期。
6.无丝分裂过程没有出现纺锤丝和染色体的变化,但有DNA分子复制和核DNA的平均分配。
7.洋葱根尖细胞有丝分裂装片制作的流程为解离→漂洗→染色→制片。
8.龙胆紫溶液或醋酸洋红液的作用是使染色体着色,盐酸和酒精的作用是使组织细胞相互分离开来。
9.由于细胞分裂间期持续时间最长,因此处于分裂间期的细胞数目最多。
1.在一个细胞周期中,以下变化可能发生于同一时期的是( D )
A.DNA分子的复制和染色体数目加倍
B.染色单体形成和细胞板的出现
C.着丝点的分裂和纺锤丝的消失
D.核膜的消失和纺锤体的形成
解析:
DNA的复制发生在细胞分裂间期,染色体数目加倍发生在分裂后期。
染色单体形成在间期,细胞板出现在末期。
着丝点分裂在后期,纺锤丝的消失在末期,有丝分裂过程中不发生同源染色体的分离。
核膜消失和纺锤体形成都在前期。
2.下列关于观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂实验,叙述错误的是( C )
A.临时装片的制作流程为解离→漂洗→染色→制片
B.解离和制片过程都可以使细胞分散开来,有利于观察
C.在高倍显微镜下可以观察到一个细胞内染色体在各个时期的连续变化
D.通过统计处于不同时期的细胞的数量,可以比较细胞周期不同时期的时间长短
分生组织细胞在制片过程中都已死亡,被固定在一个时期不再分裂,不能观察到连续变化。
处于不同时期的细胞数量多少与细胞周期的时间长短成正比例关系。
3.科学家用32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如图,相关叙述正确的是( D )
A.蚕豆根尖细胞的一个细胞周期可以用A→C表示
B.用32P的磷酸盐作为标记物,主要是标记蚕豆幼苗细胞中的蛋白质和DNA
C.A→B时期内染色体数量与核DNA数量的比值为1∶2
D.图中可用来表示细胞间期的为B→C和D→E,此时期细胞有适度的生长
根据时间长短可判断A→B、C→D、E→F为分裂期,B→C、D→E为分裂间期(细胞有适度的生长),从而推知时刻B、D、F为分裂完成时,一个细胞周期可以用B→D和D→F来表示。
DNA的元素组成是C、H、O、N、P,蛋白质的元素组成是C、H、O、N(部分含有S、P等),P主要标记DNA而不是蛋白质。
A→B时期为分裂期,染色体数量与核DNA数量的比值在前期和中期为1∶2,在后期和末期为1∶1。
4.如图表示某动物细胞有丝分裂时的染色体数(a)、染色单体数(b)和核DNA分子数(c)的数量关系。
下列解释肯定不正确的是( C )
A.①可以用于表示细胞分裂的前期
B.①时染色体的螺旋化程度可能达到最高
C.间期用②表示最恰当
D.③表示细胞分裂完成
根据染色体数、染色单体数、核DNA分子数的关系可以判断出:
①为DNA复制完成后至着丝点分裂前,即间期的部分时期、前期和中期,中期染色体的螺旋化程度最高,是观察染色体的最佳时期。
②为染色体的着丝点分裂之后至细胞分裂之前的时期,即后期和末期。
③为DNA分子未复制或者细胞分裂刚完成,即间期的一部分时期和末期结束。
5.图甲为有丝分裂过程中细胞内核DNA含量变化曲线图,图乙为有丝分裂各时期图像(顺序已打乱),请回答下列问题;
(1)图甲中可表示为一个完整的细胞周期的是 段(用图中a~n字母表示),分别指出图乙中①~⑤的名称:
[①] [②] ,
[③] ,[④] ,[⑤] 。
(2)图乙中细胞分裂的正确排序是 。
其中染色单体形成于 (填图乙字母),消失于 (填图乙字母)。
(3)若甲、乙两图表示同一种生物的细胞分裂,则图甲中的2N= 。
(4)图乙中染色体数与其他各图不同的是 (填字母),引起不同的原因是 ,此时有 条染色体, 个DNA分子, 条染色单体。
(1)图甲中g和n均为分裂完成的时刻,故一个细胞周期为gn,①为赤道板位置上出现的结构细胞板,②指的是细胞核中颜色较深的区域核仁,③指的是赤道板上最左侧的染色体,④指的为连接在染色体上的细丝状的结构纺锤丝,⑤指的是植物细胞的最外围结构细胞壁。
(2)图乙中的A出现着丝点分裂,姐妹染色单体分开,子染色体在纺锤丝的牵引下向两极移动,确定为后期;
B染色体到达两极开始解螺旋,在赤道板的位置上出现细胞板,应该为末期开始;
C细胞体积增大,核膜还未消失,核仁仍未解体,为间期;
D染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上,为中期;
E核仁已经解体,核膜正在消失,纺锤体出现,染色体出现并散乱分布在纺锤体中央,为前期;
F细胞板已经向四周扩展形成新的细胞壁,将细胞一分为二,这是末期结束时。
故图乙中细胞分裂的正确排序是CEDABF。
染色单体的形成是因为DNA分子复制,发生在间期C。
消失的原因是着丝点的分裂,发生在后期A。
(3)由图乙中的D(或者E)图能够清晰的看见有6条染色体,从而推知该生物的体细胞中有6条染色体。
(4)后期出现着丝点分裂,姐妹染色单体分开,导致细胞中的姐妹染色单体消失,染色体数量加倍。
答案:
(1)gn 细胞板 核仁 染色体 纺锤丝 细胞壁
(2)CEDABF C A (3)6 (4)A 着丝点分裂,姐妹染色单体分开 12 12 0
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