第1節細胞的增殖（第一課時）一、生物的生長和細胞增殖1.生物的生長:(1)主要原因:通過細胞分裂增加細胞的_____。(2)次要原因:通過_________增大細胞的體積。數量細胞生長2.細胞不能無限長大的原因:(1)細胞的體積越大,表面積與體積的比值越_____。(2)細胞的體積越大,相同時間內物質擴散的體積與整個細胞體積的比值越___,即物質運輸的效率越___。小小低3.細胞增殖:(1)概念:通過_________增加細胞數量的過程。(2)意義:生物體_____、_____、_____、_____的基礎。細胞分裂生長發育繁殖遺傳二、細胞分裂的過程1.細胞周期:(1)概念的理解。①條件:_________的細胞。②起點:一次分裂完成時。③終點:_______________時。連續分裂下一次分裂完成(2)組成及特點。①分裂間期:a.范圍:從細胞一次分裂結束到_______________。b.特點:持續時間長,占整個細胞周期的_________。c.主要變化:下一次分裂之前90%～95%②分裂期:a.范圍:細胞周期中分裂間期之后。b.特點:持續時間短;是一個連續的過程,根據_______的行為可分為前期、中期、后期、末期。染色體2.有絲分裂過程(以高等植物細胞為例):【激疑】利用所學知識,分析細胞壁的形成可能與哪一細胞器有關?細胞壁中應含有哪些化學成分?提示:細胞壁的形成與高爾基體有關;細胞壁中應含有纖維素和果膠。

知識點一細胞周期的劃分及表示方法1.細胞周期的兩種表示方法:直線圖扇形圖圖形直線圖扇形圖分裂間期a、ca分裂期b、db+c+d+e一個細胞周期a+b、c+da+b+c+d+e2.細胞分裂間期的劃分:G1期:又稱DNA合成前期,主要進行RNA和有關蛋白質的合成,為S期DNA的復制做準備。S期:又稱DNA合成期,主要進行DNA的復制。G2期:又稱DNA合成后期,主要進行RNA和蛋白質的合成,特別是微管蛋白的合成,為分裂期做準備。【思考·討論】1.只要能進行細胞分裂的細胞均有細胞周期,這個說法對嗎?(生命觀念)提示:不對。只有連續分裂的細胞才具有細胞周期,若分裂后的細胞停止分裂,則不具有細胞周期。

2.用顯微鏡觀察某種植物的分生組織時,為什么視野中處于間期的細胞數目較多?(科學思維)提示:在一個細胞周期中,分裂間期所占的時間長,分裂期所占的時間短。①甲→乙的過程表示分裂間期②乙→甲的過程表示分裂期③一個細胞周期是指甲→甲的全過程④一個細胞周期是指乙→乙的全過程A.①②④

B.④

C.③

D.①②③【素養案例】如圖表示細胞分裂一個細胞周期所用的時間,下列說法正確的是(

)【解題導引】

(1)判斷分裂間期和分裂期:根據一個細胞周期中分裂間期比分裂期經歷的時間長,則圖中占面積較大的是分裂間期,較小的是分裂期。(2)判斷細胞周期的起止點:根據圖中箭頭的方向,判斷細胞周期從乙點開始,到乙點結束。【解析】選B。甲→乙的過程表示分裂期,①錯誤;乙→甲的過程表示分裂間期,②錯誤;一個細胞周期是指乙→乙的全過程,分裂間期在前,分裂期在后,順序不能顛倒,④正確、③錯誤。【方法規律】判斷一個完整的細胞周期的方法(1)“先長后短”:一個細胞周期一定要先經過一個長的間期,再經過一個短的分裂期。(2)“終點到終點”:從完成時開始,到下一個完成時結束,為一個細胞周期。(3)“先復制后分裂”:一個細胞周期一定要先完成DNA的復制,才能完成細胞的分裂。【素養·探究】——情境遷移近年來對細胞周期的研究取得了許多突破性進展,發現并確立了細胞周期素(Cyclin)、細胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子(CKI)在真核生物細胞周期調控中的重要作用。其中,Cyclin周期性積累與分解對細胞周期進程起著關鍵作用,而CKI通過在細胞周期適當時間點上抑制CDK的活性從而在細胞周期中起著重要作用。思考問題:(1)閱讀上述材料,分析細胞周期的發生與哪些物質有關?(科學思維)提示:細胞周期素(Cyclin)、細胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子(CKI)。(2)談談你對細胞周期發生和控制物質之間關系的認識。(生命觀念)提示:細胞周期素激活細胞周期蛋白依賴性激酶,使細胞分裂發生,而細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子則會停止細胞周期蛋白依賴性激酶的作用。【素養·遷移】如表是幾種細胞的細胞周期持續時間/h,據表分析,下列分析正確的是(

)細胞類型分裂間期分裂期細胞周期蠶豆根尖分生區細胞15.32.017.3小鼠十二指腸上皮細胞13.51.815.3人的肝細胞21122人的宮頸癌細胞20.51.522A.人所有細胞的細胞周期均為22個小時B.與蠶豆根尖分生區細胞分裂密切相關的細胞器包括核糖體、中心體C.小鼠十二指腸上皮細胞最適于觀察動物細胞有絲分裂D.不同溫度下蠶豆根尖分生區細胞的細胞周期相同【解析】選C。表中數據不能說明人所有細胞的細胞周期均為22個小時,A項錯誤;蠶豆屬于高等植物,沒有中心體,B項錯誤;三種動物細胞中,小鼠十二指腸上皮細胞的分裂期占細胞周期的比例最大,顯微鏡下分裂期細胞數目較多,適于觀察動物細胞有絲分裂,C項正確;不同溫度下酶的活性不同,蠶豆根尖分生區細胞的細胞周期不同,D項錯誤。【補償訓練】細胞周期中持續時間較長的是(

)A.分裂間期B.分裂期C.兩個時期一樣長D.兩個時期時間長短不確定【解析】選A。細胞周期中分裂間期準備大量物質以便分裂,其持續時間較長。知識點二細胞周期(以有絲分裂為例)過程中相關結構或物質的變化1.細胞結構或物質的周期性變化:染色體行為變化:2.核DNA、染色體、染色單體的數目變化:時期項目分裂間期分裂期前期中期后期末期核DNA2n→4n4n4n4n4n→2n染色體2n2n2n4n4n→2n染色單體0→4n4n4n00(1)當有染色單體時,染色體∶染色單體∶DNA=1∶2∶2。(2)當無染色單體(后期、末期)時,染色體∶DNA=1∶1。3.核DNA、染色體、染色單體數目變化曲線分析:(1)曲線模型:(2)曲線解讀:項目上升段的變化原因下降段的變化原因核DNA分裂間期(a段)DNA復制,DNA數目加倍末期(e段)細胞一分為二,DNA數目減半染色體后期(d段)著絲粒分裂,染色體數目加倍末期(e段)細胞一分為二,染色體數目減半染色單體分裂間期(a段)DNA復制,染色單體形成后期(d段)著絲粒分裂,姐妹染色單體分離,染色單體消失4.每條染色體上DNA含量及染色體數與核DNA數比值的變化曲線:(1)圖中ef(BC)段變化的原因是S期DNA的復制,染色單體形成。(2)fg(CD)段表示含有姐妹染色單體的時期;gh(DE)段變化的原因是有絲分裂后期著絲粒分裂。5.根據柱狀圖判斷細胞分裂時期的規律:(1)根據染色單體變化判斷各時期:(2)根據比例關系判斷各時期:DNA∶染色體∶染色單體=【思考·討論】1.染色單體分別在什么時期形成和消失?在細胞周期的什么時期存在染色單體?(生命觀念)提示:染色單體形成于間期(染色體復制),消失于后期(著絲粒分裂)。細胞分裂的前期和中期均存在染色單體。2.在有絲分裂過程中,細胞質中的遺傳物質是否也能均等分配?(科學思維)提示:一般不能均等分配,而是隨機地分配到兩個子細胞中。【素養案例】圖甲表示某高等植物細胞有絲分裂的相關圖像,圖乙表示細胞內染色體與核DNA數目比的變化關系,下列相關敘述正確的是(

)A.圖甲中①的中心體的活動很活躍,圖乙ab段核糖體的活動很活躍B.圖甲中的②處于圖乙中的ef段,屬于分裂后期C.圖甲中的①處于圖乙中的cd段,細胞中染色體數∶核DNA數∶染色單體數=1∶2∶2D.著絲粒分裂發生在de段,是圖甲中的②所示時期【解題導引】(1)題干關鍵詞:高等植物。(2)縱坐標含義:染色體與核DNA數目比。【解析】選C。圖甲中的①是前期,②是末期。高等植物細胞沒有中心體,ab段可表示分裂間期中蛋白質的合成時期,該時期核糖體活動活躍,A項錯誤;ef段包含后期和末期,B項錯誤;cd段為DNA復制后,著絲粒未分開前,包含前期、中期,所以染色體數∶DNA數∶染色單體數=1∶2∶2,C項正確;de段染色體與核DNA數目比由0.5變為1,是因為發生了著絲粒分裂,是后期的開始,D項錯誤。【素養·探究】——母題追問(1)生命觀念——結構與功能觀圖乙中ab段主要發生在分子水平和細胞水平的變化分別是什么?提示:分子水平上主要發生了DNA分子的復制和有關蛋白質的合成,細胞水平上發生染色體的復制。(2)科學思維——分析與綜合有絲分裂過程中染色體、核膜、核仁周期性變化有何意義?提示:有利于染色體的平均分配。【素養·遷移】如圖是植物有絲分裂過程中染色體形態示意圖,下列敘述正確的是(

)A.乙圖與丁圖細胞內染色體數量相等B.甲圖細胞內含有8個DNA分子、8條染色單體C.丙圖細胞內有8條姐妹染色單體D.細胞分裂的順序為乙、丁、甲、丙【解析】選B。乙圖中有4條染色體,丁圖中有8條染色體,A錯誤。甲圖中每條染色體上都有姐妹染色單體,共有8個DNA分子、8條染色單體,B正確。丙圖處在末期,已經沒有染色單體了,C錯誤。細胞分裂的正確順序是前期乙、中期甲、后期丁、末期丙,D錯誤。【補償訓練】細胞進行有絲分裂時,染色體發生有規律的變化,這些變化的正確順序是(

)①染色質絲縮短變粗成染色體②染色體變細伸長成染色質絲③組成染色體的DNA復制④染色體排列在赤