2019-2020年高中生物 第6章 第1节 细胞的增殖典例精析 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中生物 第6章 第1节 细胞的增殖典例精析 新人教版必修1 细胞体积与物质运输的关系【例1】科学家研究发现，微生物细胞的代谢异常旺盛，每小时所转化的物质可达自身重量的上万倍，这是同等重量的高等动植物所望尘莫及的。资料显示，一般情况下生物越小，越能迅速地与外界环境进行物质交换，其单位时间内所转化物质的重量与其体重之比就越大。请你用以下所给的材料用具设计一个模拟实验，以验证这一事实，然后再回答下面提出的问题。(提示：物质的转化量可用物质的吸收量来反映)(一)设计实验实验材料：琼脂块，质量分数为0.01% 的NaCl溶液(可被琼脂块吸收)，天平，小刀，尺子等。实验步骤第一步：用小刀将琼脂块切成三组边长分别为3 cm、2 cm和1 cm的立方体小块。第二步：_。第三步：_。第四步：_。预期结果：_。实验结论：_。(二)回答问题(1)该研究中所用的三种大小不同的琼脂块代表_。(2)有人计算了三种琼脂块表面积与体积得出的相关数据如下表：通过对表中数据的分析，你得出的结论是_。琼脂块边长/cm表面积/cm体积/cm比值(表面积体积)354272122483116161(3)综合上述模拟实验及对表格数据的分析，你对微生物的代谢异常旺盛这一现象的解释是_。解析：本题考查细胞大小与物质运输关系的模拟实验的知识迁移，解决本题的关键是准确把握实验原理和方法步骤的设计。答案：(一)设计实验第二步：用天平称取等量的三种边长的琼脂块，并记录下其重量值，然后将其同时放入盛有足量NaCl溶液的烧杯中第三步：一定时间后(不能过短或过长)，同时取出所有琼脂块，用吸水纸吸去浮液第四步：用天平分别称取三组琼脂块的重量，并分别计算出三组琼脂块增加的重量与其原来重量之比预期结果：三组琼脂块增重与原重之比由小到大依次是3 cm 组2 cm组1 cm组(或边长越小的琼脂块，其增重与原重之比越大)实验结论：同等重量的生物体(琼脂块)体积越小，单位时间内所转化物质的重量与体重之比越大(二)回答问题(1)三种不同体积的生物体(微生物)(2)物体越小，其表面积与体积之比就越大(3)微生物体积小，表面积与体积之比较大，单位时间内所转化物质的重量与原体重之比较大点拨：利用教材中实验为背景材料，设计新的实验，考查学生对教材实验掌握程度和实验设计能力及分析能力是近几年高考常见题型，因此要重视教材实验设计原则及方法步骤。变式拓展1探究细胞表面积与体积的关系的实验原理不包括()A酚酞遇到NaOH呈现紫红色反应B以琼脂块的大小表示细胞大小CNaOH的扩散深度表示吸收速率DNaOH的扩散体积与整个琼脂块的体积比表示细胞吸收物质的速率 细胞周期的分析和判断【例2】图619表示连续分裂细胞的两个细胞周期，下列叙述中正确的是()Aa和b为一个细胞周期Bb结束DNA含量增加一倍C遗传物质平分一般发生在c段Db和c为一个细胞周期分析：完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期占的比例大，完成DNA复制和有关蛋白质合成，间期完成后DNA含量加倍，分裂期完成遗传物质的平均分配，图中ab和cd都可以看作一个完整的细胞周期。答案：A点拨：理解细胞周期的起点和终点，细胞周期的分裂间期在前，分裂期在后，细胞周期的大部分时间处于分裂间期，大约占细胞周期的90%95%，分裂期大约占细胞周期的5%10%。变式拓展2下列关于细胞周期的叙述中，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都处于细胞周期中C抑制DNA的复制，细胞将停留在分裂期D细胞分裂间期为细胞分裂提供物质基础 细胞有丝分裂过程及图像识别【例3】图6110为某生物细胞分裂模式图，据图回答。 (1)图甲中含有姐妹染色单体的区段是_。(2)图乙为细胞_分裂_期图像。该时期的主要特征是_。(3)若2号染色体的遗传信息来自父方，那么与之遗传信息完全相同的染色体为_号，其遗传信息完全相同的原因是_。(4)图乙对应于图甲中的_段，图丙对应于图甲中的_段。(5)请在图甲中画出细胞核中染色体数目的变化曲线。解析：(1)首先注意图甲的纵坐标是核DNA的数目，根据分裂前后数目的变化，可以判断该曲线为有丝分裂过程中核DNA数目变化曲线。图中的AC为有丝分裂间期，CD为有丝分裂前期，DE为有丝分裂中期，EF为有丝分裂后期，在有丝分裂间期形成姐妹染色单体，后期分离。(2)图乙表示着丝点分裂，所以为有丝分裂后期。(3)因为2号和6号是复制后的染色体的着丝点分裂形成的，所以2号和6号完全一样。(4)图丙中染色体染色单体DNA122，所以核细胞处于有丝分裂前期和有丝分裂中期。答案：(1)BE(2)有丝后染色体的着丝点分裂，染色单体分开成为染色体，并在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动(3)6它们是由同一条染色体复制后分离形成的(4)EFCE(5)如图6111虚线所示。点拨：细胞分裂图像的识别：(1)先判断是动物细胞还是植物细胞；(2)对应各期特点，分析图像中染色体或DNA的变化属于哪个时期；(3)注意染色体和DNA分子数量的变化。DNA分子在间期加倍，染色体在后期加倍；前期中期DNA分子数是染色体数目的倍数，后期和末期时DNA与染色体数相等。变式拓展3如图6112所示为细胞分裂过程中染色体数目变化曲线和细胞分裂某一时期的结构图，请据图回答下列问题。 (1)图甲表示细胞的有丝分裂过程，cd段表示细胞分裂进入_期，此时期染色体变化的主要特点是_，de段表示细胞分裂进入_期，此时期染色体变化的主要特点是_。(2)从图甲可以看出，经有丝分裂产生的子细胞与母细胞具有相同数量的_，所以细胞有丝分裂对于生物保持_有重要意义。(3)图乙表示的细胞处于_期，此时细胞中的染色体条数为_，每条染色体含_条姐妹染色单体，共含_个DNA分子。 有丝分裂过程的观察实验【例4】在进行“观察植物细胞有丝分裂”实验中，甲戊5位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下表所示。请回答下列问题。学生操作步骤解离漂洗染色制片观察甲乙丙丁戊注：“”表示进行相应操作，“”表示未进行相应操作。(1)甲观察到的实验结果是_，乙观察到的实验结果是_，丙观察到的实验结果是_。(请从下列序号中选择)A染色体未着上颜色，无法看清B细胞重叠，看不到染色体C染色体着上颜色，清晰可见D染色体着色很浅，模糊不清(2)丁同学在进行完上述步骤后，直接在高倍镜下观察，长时间未找到有丝分裂的细胞，正确的操作应该是_。(3)戊同学观察到了许多呈长方形的细胞，但未找到有丝分裂各时期的细胞图像，可能的原因是_。(4)经教师纠正后，丁同学在视野中找到了有关细胞有丝分裂的图像，但丁同学所看到的细胞图像位于视野的右上方，你认为他应如何正确移动装片？_解析：从表中步骤可以看出，甲同学没有进行解离，结果是细胞未分散，会出现细胞重叠，染色的效果也不好，看不到染色体；乙同学没有进行漂洗，根尖上有盐酸，会中和碱性染料导致染色效果不好；丙同学没有进行染色，染色体没有着色，无法看到染色体的情况。在使用显微镜观察时，一定要先使用低倍镜观察，找到要观察的物像，移至视野中央，再换用高倍镜观察。丁和戊同学由于操作正常，应该能看到不同时期的染色体变化，戊同学看到的是长方形的细胞，说明不是根尖分生区部位的细胞，应该先在显微镜下找到呈正方形的细胞。由于显微镜成的是倒像，所以丁同学应该向右上方移动装片至视野中央。答案：(1)BDA(2)先使用低倍镜，找到处于分裂期的细胞后，将目标移至视野中央，再使用高倍镜观察(3)观察部位不正确(4)将装片向右上方移动点拨：观察植物细胞有丝分裂成功的关键：(1)取材时要剪取生长旺盛的根尖分生区，同时注意剪取的时间。(2)解离充分，细胞才能分离，细胞才不会重叠，同时注意漂洗去盐酸。(3)染色时注意时间及染色液浓度。(4)压片时用力必须恰当，否则会影响观察。变式拓展4以下是几位同学在做观察植物细胞有丝分裂实验时的操作情况：甲同学剪取5 mm左右的根尖后按规范操作，结果在一个视野中未能找到分裂期细胞，他耐心等待后，最终还未能观察到。乙同学剪取23 mm根尖解离后立即染色，结果实验效果很差。丁同学在制作装片时，先用质量分数为15%的盐酸在10 下解离5 min，然后按正确要求操作，结果在观察时发现细胞没有分开。(1)甲同学操作上的错误是_，耐心等待后还是未能观察到分裂期细胞的原因是_，要想找到分生区的细胞，应如何操作？_。(2)乙同学操作上的错误是_，看不清细胞的原因是_。(3)丙同学操作上的错误是_。(4)丁同学在操作中细胞没有分开，最可能的原因是_。 细胞的三种分裂方式的特点【例5】如图6113是蛙的红细胞无丝分裂过程，和有丝分裂相比，下列叙述正确的是()图6113A分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化B分裂过程中没有DNA和染色体的复制C分裂过程中细胞核缢裂成两个细胞核，因此子细胞中染色体减少一半D无丝分裂只发生在原核生物的细胞分裂中，有丝分裂只发生在真核生物的细胞分裂中错解B或D未正确理解无丝分裂和有丝分裂的区别和特点，认为有丝分裂时有染色体和DNA的复制，无丝分裂时没有染色体和DNA的复制。误认为无丝分裂是低等生物细胞的分裂或有丝分裂是高等生物细胞的分裂方式。正解A无丝分裂中细胞核不消失，不出现染色体和纺锤丝，但进行DNA复制，子细胞染色体数目与母细胞相同，真核生物的体细胞分裂的主要方式是有丝分裂也能无丝分裂，原核生物细胞以二分裂的方式增殖。悟区：所有细胞在分裂前都要进行遗传物质的复制，真核生物的体细胞既能进行有丝分裂，也能进行无丝分裂，但以有丝分裂方式为主，人的红细胞由造血干细胞分裂产生，成熟的红细胞无分裂能力，而蛙的红细胞却能以无丝分裂方式分裂。变式拓展5下列关于无丝分裂的叙述中错误的是()A低等生物细胞特有的分裂方式B也存在遗传物质的复制过程C分裂过程中不出现纺锤丝D分裂过程中不出现染色体的变化【变式拓展】1C解析：在相同时间内，NaOH在不同体积的琼脂块中扩散的深度基本相同，即扩散速率相同，无法表示细胞的物质吸收速率。在本实验中，细胞的物质吸收速率是用NaOH在琼脂块中扩散的体积与琼脂块总体积的比值来表示的，同时，该比值也反映出了细胞的表面积与体积的关系。2D解析：细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。一个细胞周期包括分裂间期和分裂期两个阶段，其中分裂间期进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期提供物质基础，经历的时间远比分裂期长；如果用抑制剂抑制DNA的复制，则细胞会停留在分裂间期；但并非机体内所有的细胞都处于细胞周期中，如红细胞、神经细胞等一旦形成，将不再分裂；人体内成熟的生殖细胞产生后不再分裂，需要经过受精作用形成受精卵后方可进入细胞周期进行细胞增殖。3(1)后着丝点分裂，姐妹染色单体分离，染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极末变为染色质状态(2)染色体遗传性状的稳定性(3)有丝分裂中428解析：(1)在有丝分裂后期，染色体数目随着丝点分裂而加倍，并在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，de段细胞分裂进入末期，此时染色体逐渐变为染色质状态。(2)从图甲中可看出，有丝分裂前后染色体数目不发生改变，因此对于生物体保持遗传性状的稳定性有积极意义。(3)图乙中细胞着丝点整齐排列在赤道板上，处于有丝分裂中期，此时细胞中有4个着丝点，即含有4条染色体，每条染色体含有2条姐妹染色单体、2个DNA分子。4(1)剪取根尖太长，所取细胞大部分为伸长区细胞细胞已死亡移动装片转换视野，在其他视野中寻找(2)没有经过漂洗盐酸和碱性染液反应，染色效果差(3)没有经过压片，细胞重叠(4)解离液组分不正确或解离温度过低或解离时间不够解析：甲同学剪取的根尖太长，根尖结构中只有根尖分生区细胞处于旺盛的分裂状态，应取23 mm为宜；解离时已将细胞杀死，已死亡的细胞不可能再分裂。乙同学没有漂洗就染色，残留在根细胞中的盐酸会和碱性染液反应，影响染色效果。丙同学没有压片，细胞重叠，透光性差，看不清细胞；丁同学解离的温度或时间不够，应当在室温下解离35 min，若在10 时解离，解离时间应适当延长。解离液应为质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精以11等体积混合而成。5A解析：无丝分裂是指分裂过程中不会出现纺锤丝和染色体的变化的细胞分裂方式；无丝分裂与有丝分裂一样也存在遗传物质的复制过程；无丝分裂在高等动物体内也存在，如蛙的红细胞的分裂。