新教材高考生物一轮复习第4单元细胞的生命历程第1讲细胞的增殖课件

这是一份新教材高考生物一轮复习第4单元细胞的生命历程第1讲细胞的增殖课件，共60页。PPT课件主要包含了课标要求，备考指导，内容索引，实验步骤，②曲线解读，ABD等内容，欢迎下载使用。
描述细胞通过不同的方式进行分裂,其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。
1.结合细胞分裂模式图、示意图或染色体、染色单体、DNA数量变化曲线,理解有丝分裂过程。2.用列表比较法理解细胞分裂各时期的特点。
第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
第三环节　核心素养提升
知识筛查1.细胞增殖的概念细胞增殖是细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。2.细胞增殖的意义细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。3.细胞增殖的阶段细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。4.细胞增殖的表达方式细胞增殖的方式是“物质准备—分裂—物质准备—再分裂……”可见细胞增殖具有周期性。
5.细胞周期(1)适用生物:真核生物。(2)前提条件:连续分裂的细胞。(3)起止点起点是一次分裂完成时;止点是下一次分裂完成时。(4)两个阶段:分裂间期和分裂期(有丝分裂)。(5)分裂间期①特点:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。②意义:为分裂期进行活跃的物质准备。
易错易混与细胞周期有关的3个易错点(1)并非所有的细胞都有细胞周期。只有连续分裂的细胞才有细胞周期,如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。高度分化的细胞,如神经细胞、表皮细胞等没有细胞周期;发生减数分裂的细胞无细胞周期。
(2)细胞分裂产生的子细胞并非都能继续分裂。细胞分裂产生的子细胞有3种去向。①继续分裂:始终处于细胞周期中,保持连续分裂状态,如动物造血干细胞、植物形成层细胞等。②暂不分裂:仍具分裂能力,在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂,如T细胞、B细胞、记忆B细胞、记忆T细胞等。③不再分裂:失去分裂能力,如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞等。(3)细胞类型不同,其细胞周期的长短也不同,但都是分裂间期的时间远远长于分裂期的时间。
知识落实1.下列关于细胞增殖的叙述,正确的是(　　)A.分裂间期进行染色体复制,染色体数目加倍B.动物细胞有丝分裂与膜的流动性密切相关C.高度分化的动物细胞永远失去了增殖的能力D.同一生物体内不能同时存在有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种细胞增殖方式
分裂间期进行染色体复制,核DNA含量加倍,但染色体数目不变,A项错误。部分高度分化的动物细胞在一定条件下可以恢复增殖的能力,如肝细胞在肝损伤后,可快速增殖,以修复受损的肝组织并恢复肝的生理功能,C项错误。同一生物体内能同时存在有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种细胞增殖方式,如人体内多数细胞可进行有丝分裂,肝细胞、肾小管上皮细胞等可进行无丝分裂,性原细胞可进行减数分裂,D项错误。
2.甲、乙两图均为连续分裂的细胞的细胞周期图示。下列有关叙述错误的是(　　)A.图甲中的a段和图乙中的B→A段细胞进行DNA分子的复制B.图甲中的b段和图乙中的A→B段细胞会出现染色体数目加倍现象C.甲、乙两图中会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合D.根据在细胞周期中阻断DNA分子复制的原理,可以控制癌细胞的增生
在细胞周期中,分裂间期比分裂期时间长,因此,题图甲中的a(c)段和题图乙中的B→A段表示分裂间期,题图甲中的b(d)段和题图乙中的A→B段表示分裂期。分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,在分裂期的后期由于着丝粒分裂,细胞内的染色体数目会加倍,A、B两项正确。有丝分裂过程中不会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合,C项错误。阻断DNA分子复制后,癌细胞就不能完成染色体的复制,其增殖过程被阻断,最终将衰老、死亡,D项正确。
3.实验室培养甲、乙、丙、丁四种不同类型的细胞,测得分裂间期占细胞周期的比例如下图所示。下列有关说法正确的是(　　)A.四种细胞中丙分裂间期持续的时间最长B.加入DNA复制抑制剂,停留在分裂间期的细胞数量最少的是丁C.在不同温度下培养以上四种细胞,细胞周期持续的时间都会发生变化D.正常情况下,四种细胞在分裂间期染色体数目均加倍
四种细胞的细胞周期不同,丙分裂间期占细胞周期的比例虽然最大,但分裂间期持续的时间不一定最长,A项错误。DNA复制抑制剂作用于分裂间期,加入DNA复制抑制剂后,虽然丁停留在分裂间期的细胞所占比例最低,但数量不一定最少,B项错误。有丝分裂过程中染色体数目加倍发生在后期,D项错误。
知识筛查1.有丝分裂过程(以高等植物细胞为例)
2.动植物细胞有丝分裂的主要区别
3.与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
4.有丝分裂过程中细胞结构的变化(1)染色体形态及行为变化
(2)与有丝分裂有关的成分或结构“加倍”的时期及原因
知识落实1.右图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图。此过程(　　)A.发生在有丝分裂的末期,核膜再度合成B.发生在细胞周期的分裂间期,染色质复制C.发生在有丝分裂的前期,核膜逐渐消失D.发生在有丝分裂的中期,染色体螺旋变粗
由题图可以看出,该细胞的核膜正在消失或正在形成,应该处于有丝分裂的前期或末期,又因为有染色单体存在,所以只能处于前期。
2.染色体在细胞周期中的行为变化如下图所示。下列叙述错误的是(　　)A.a→b过程中纺锤丝逐渐消失B.b→c过程中有蛋白质通过核孔进入细胞核C.c→d过程中核膜逐渐解体成具有单层膜的小泡D.e→a过程中纺锤丝的牵引导致着丝粒分裂
a→b表示有丝分裂末期,该过程中纺锤丝逐渐消失,A项正确。b→c表示分裂间期,该过程中有蛋白质通过核孔进入细胞核,B项正确。c→d表示有丝分裂前期,该过程中核膜逐渐解体成具有单层膜的小泡,C项正确。着丝粒分裂不是纺锤丝牵引导致的,D项错误。
3.下图为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法错误的是(仅考虑细胞核中的DNA)(　　)A.若纵坐标表示一条染色体上DNA的含量,则CD段细胞中DNA含量不变B.若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量,则E点时一条染色体中DNA的含量与A点相同C.若纵坐标表示一条染色体上DNA的含量,则AC段染色体数目不变D.若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量,则AC段染色体数目不变
若纵坐标表示一条染色体上DNA的含量,则AB段表示DNA分子的复制, CD段表示着丝粒分裂,染色体数目加倍,但细胞中DNA含量不变。若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量,则AB段表示DNA分子的复制,CD段表示细胞分裂成两个子细胞的过程,着丝粒分裂发生在BC段,因此AC段包含有丝分裂后期染色体数目加倍的时期。
知识筛查1.实验原理(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(甲紫溶液)着色。(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的,在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态,判断这些细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。
易错易混观察细胞的有丝分裂实验的关键点(1)实验材料的选择①类型:选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料。②部位:应选分裂旺盛的部位(如根尖的分生区)。③时间:必须在分裂旺盛的时间取材。本实验一般选择生长旺盛、带有分生区的洋葱根尖,且一般在上午10时至下午2时进行实验,此时洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多。(2)应该严格按照操作步骤进行实验:取材→解离→漂洗→染色→制片。(3)在解离过程中细胞已被盐酸杀死(甲紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色,表明细胞已丧失生物活性,生物膜已不具有选择透过性),因此,显微镜下观察到的都是死细胞,不能看到细胞分裂的动态变化。若视野中找不到处于某一时期的细胞,可通过移动装片从邻近的区域中寻找。
知识落实1.(不定项选择题)在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中,下列处理及其目的正确的是(　　)A.剪取根尖2~3 cm,进行制片处理B.将根尖放入盐酸和酒精混合液中解离,目的是使组织中的细胞相互分离开来C.染色后,需用清水漂洗去掉浮色再观察D.盖上盖玻片后,用拇指轻轻地按压盖玻片
在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中,剪取根尖2~3 mm,进行制片处理,A项错误。将根尖放入盐酸和酒精混合液中解离,目的是使组织中的细胞相互分离开来,B项正确。用清水漂洗后,才可用碱性染料染色,C项错误。盖上盖玻片后,用拇指轻轻地按压盖玻片,使细胞分散开来,有利于观察,D项正确。
2.(2022广东卷)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,下图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(　　)A.根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色,以防解离过度B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后检C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
根尖解离后需要用清水漂洗,以防解离过度,A项错误。染色后用镊子将根尖取出来,放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,然后用拇指轻轻地按压盖玻片,然后再镜检,B项错误。找到分生区细胞后,需要将分生区细胞移到视野中央,然后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦,C项正确。题图中分裂中期细胞位于视野左上方,因此向左上方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央,D项错误。
典型例题下列有关甲、乙、丙三幅图的叙述,正确的是(　　)A.诱导细胞基因突变可用物理或化学方法,作用于图甲的S期或图丙的A→B段B.一个完整的细胞周期是指图乙中的a+b段或b+c段C.用秋水仙素作用于图丙中的细胞可使细胞分裂停留在A→B段D.细胞中含有染色单体的时间段是图甲中的M期,图乙中的b、d段,图丙中的A→B段
用物理或化学方法诱导细胞基因突变时,要作用于分裂间期DNA分子复制时期,即作用于图甲的S期或图丙的B→A段,A项错误。一个完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期,图乙中一个完整的细胞周期是a+b段或c+d段,B项错误。秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使细胞分裂停留在分裂期的后期,该期处于图丙中的A→B段,C项正确。图甲中的M期,图乙中的b、d段,图丙中的A→B段均表示分裂期,分裂期中,只有分裂前期和分裂中期存在染色单体,除此之外,图甲中的G2期也含有染色单体,D项错误。
整合构建1.判断一个完整的细胞周期的方法(1)“先长后短”:一个细胞周期一定要先经过一个长的分裂间期,再经过一个短的分裂期。(2)“终点到终点”:从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。(3)“先复制后分裂”:一个细胞周期一定要先完成DNA分子的复制,才能进行细胞分裂。
2.细胞周期的四种表示方法
3.常与细胞周期联系的“热点”
训练突破关于下列四幅图的叙述,正确的是(　　)A.图甲中B→A→B为一个细胞周期,图丙中b+c为一个细胞周期B.图乙中a时期可进行DNA、RNA和有关蛋白质的合成C.图丁中A组的大部分细胞处于细胞分裂间期,少部分处于有丝分裂后期D.图丁中 C组细胞处于细胞分裂间期、有丝分裂前期
图甲中,A→B→A为一个细胞周期,图丙中a+b或c+d为一个细胞周期,A项错误。图乙中,a时期表示分裂间期,可进行DNA、RNA和有关蛋白质的合成,B项正确。图丁中,A组细胞不可能处于有丝分裂后期,C项错误。图丁中,C组细胞可能处于分裂间期(DNA复制完成后)、前期、中期、后期和末期,D项错误。
典型例题下图是植物细胞有丝分裂过程中不同时期染色体和DNA含量变化曲线图及某时期细胞分裂图像。下列相关叙述错误的是(　　)A.图1中实线表示DNA含量的变化B.图2所示细胞对应图1中d时期C.观察染色体形态和数目的最佳时期是c时期D.DNA分子和染色体数目的加倍发生在a时期
图1中实线表示 DNA含量的变化,虚线表示染色体数目的变化,A项正确。d为有丝分裂后期,可用图2表示,B项正确。观察染色体形态和数目的最佳时期是有丝分裂中期即c时期,C项正确。分裂间期(a时期)进行DNA分子的复制, DNA 数目加倍,但染色体数目在有丝分裂后期(d时期)加倍,D项错误。
整合构建1.细胞分裂过程中细胞结构的变化
2.有丝分裂过程中三种模型的构建与解读(1)有丝分裂过程中核DNA、染色体、染色单体含量的变化曲线分析①曲线模型
(2)有丝分裂过程中染色体数目与核DNA分子数目比值的变化曲线分析①曲线模型
②曲线解读图中AB(GH)段表示S期DNA分子的复制,染色单体形成;BC(HI)段表示含有姐妹染色单体的时期,即分裂间期的G2期、有丝分裂前期和中期;CD(IJ)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂,染色单体消失。
②根据比例关系判断各时期
3.“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像
知识延伸(1)有丝分裂全过程均存在同源染色体,但不联会、不分离。(2)姐妹染色单体在间期就已形成,只是呈染色质形态,而染色体形态出现于前期。(3)后期着丝粒是自动分裂,与纺锤丝的牵引无关。若用秋水仙素抑制纺锤体的形成,没有纺锤丝的牵引,细胞中的染色体数目仍可加倍。(4)界定赤道板与细胞板:赤道板不是细胞结构,是一个假想的平面,在光学显微镜下看不到;细胞板是一个真实的结构,在光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。
训练突破(不定项选择题)下图表示有丝分裂不同时期染色体与核DNA的数量关系。下列有关叙述正确的是(　 　)A.观察染色体形态和数目的最佳时期位于图1的CD段B.图1中DE段的细胞染色体数目加倍,但核DNA含量不变C.图2中a对应图1中的AB段,c对应图1中的EF段D.有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
题图1中的CD段表示分裂间期的G2期、有丝分裂的前期和中期,中期是观察染色体形态和数目的最佳时期,A项正确。题图1中DE段形成的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,此时细胞中染色体数目加倍,但核DNA含量不变,B项正确。题图2中a表示有丝分裂后期、末期,对应题图1中的EF段,c表示分裂间期的G1期,对应题图1中的AB段,C项错误。题图2中d表示染色体数目∶核DNA数目=2∶1,有丝分裂过程不会出现这种情况,D项正确。
高考真题剖析【例题】 (2023湖北卷)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5名同学观察细胞并计数,结果见下表(单位:个)。
关于表中记录结果的分析,下列叙述错误的是(　　)A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆B.五名同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分C.五名同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段D.戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同核心素养考查点剖析:本题综合考查了对有丝分裂过程的了解以及对实验结果的分析和推理能力,较好地考查了“实验探究”这一学科素养。答案:C
解析:有丝分裂是一个连续的过程,不同细胞可能处于不同的时期,某些细胞所处的时期可能会导致观察者的混淆,从而导致计数差异,A项正确。在有丝分裂中期,染色体的着丝粒位于赤道板上,此时染色体排列整齐,易于观察,B项正确。由于分裂期只占整个细胞周期的5%~15%,而分裂间期占到整个细胞周期的85%~95%,即使取用的材料处于较旺盛的分裂阶段,间期细胞数量也应该多于分裂期细胞数量,五名同学记录的间期细胞数不多,原因可能是某同学选择的视野含有较多分裂期的细胞,C项错误。根据表中记录的结果,戊统计的细胞数量较多,有可能是由其计数规则与其他同学不同导致的,D项正确。
典题训练1.(2023浙江卷)为筛选观察有丝分裂的合适材料,某研究小组选用不同植物的根尖,制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述,不合理的是(　　)A.选用易获取且易大量生根的材料B.选用染色体数目少易观察的材料C.选用解离时间短分散性好的材料D.选用分裂间期细胞占比高的材料
易大量生根的材料,其根尖分生区的细胞分裂能力较强,A项合理。选用染色体数目少易观察的材料有利于观察有丝分裂每一个时期的染色体数目变化,B项合理。选用解离时间短分散性好的材料有利于细胞的分散,便于观察,C项合理。分裂间期细胞占比高,则处于分裂期的细胞占比低,不利于观察细胞的有丝分裂,D项不合理。
2.(2022湖南卷)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12 h。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是(　　)A.a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离B.b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
根尖细胞进行有丝分裂,不发生同源染色体的分离,A项错误。b细胞中着丝粒排列在赤道板上,为有丝分裂中期细胞,此时DNA复制已经完成,含染色体16条,核DNA分子32个,B项正确。题图中细胞数量较少,不能准确计算各时期细胞的比例,无法计算各时期的时长,C项错误。根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,能使细胞停止在分裂间期,因此分裂间期细胞所占比例升高,D项错误。
3.CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如左下图所示。下列说法错误的是(　　)A.正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体C.感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期D.M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
正常细胞中DNA复制未完成时,CDK1发生磷酸化,即去磷酸化过程受到抑制,A项正确。正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,细胞进入分裂期,染色质螺旋化形成染色体,B项正确。由题图曲线可知,感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平较正常细胞高,说明磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制,可推测M蛋白通过抑制CDK1的去磷酸化而影响细胞周期,C项错误。M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞中磷酸化的CDK1的去磷酸化受到抑制,不能进入分裂期而被阻滞在分裂间期,D项正确。
4.(2021全国乙卷)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述(仅考虑细胞核中的DNA),错误的是(　　)A.在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子B.在前期,每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子C.在中期,8条染色体的着丝粒排列在赤道板上,易于观察染色体D.在后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体