内容正文:
第11讲 细胞的增殖
素养目标
1.生命观念:理解细胞不能无限长大的原因是细胞结构与功能相适应的结果。
2.科学思维:通过有丝分裂过程中有关染色体和DNA的曲线模型分析,阐明细胞有丝分裂的过程。
3.科学探究:通过模拟探究细胞表面积与体积的关系和观察细胞的有丝分裂两个实验,提高观察能力和提出问题并解决问题能力。
考点一 细胞的生长和细胞周期
1.细胞不能无限长大
(1)实验——细胞大小与物质运输的关系
①实验原理
a.用不同大小的琼脂块模拟不同大小的细胞。
b.用NaOH在琼脂块中扩散的体积与整个琼脂块的体积的比值模拟细胞的物质运输的效率。
②实验结果和结论
a.在相同时间内,NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同,说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率相同。
b.NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小,说明琼脂块的体积越大,物质运输的效率越低。
(2)细胞不能无限长大的原因
①受相对表面积的制约:细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输的效率就越低。
②受核质比的制约:细胞核中的DNA是有限的,其能够控制的细胞质的范围有限。
2.细胞增殖
(1)概念:细胞以分裂的方式进行增殖,包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
(2)方式
真核生物:无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。
原核生物:二分裂。
(3)意义:是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
3.细胞周期
[教材深挖]
1.(教材必修1 P111:“批判性思维”)细胞体积并不是越小越好,细胞的最小限度由什么来决定?
提示 由完成细胞功能所必需的基本结构(如核糖体)和物质(如酶)所需的空间决定。
2.(教材必修1 P114:“技能训练”)解释某些个体较大的原生动物出现两个细胞核,有些原生动物出现伸缩泡。
提示 单细胞动物较大,细胞出现多核,有利于控制细胞;细胞内出现伸缩泡,有利于增大细胞的膜表面积,有利于物质交换。
[基础诊断]
1.细胞越小,相对表面积也越小,这有利于提高物质交换效率。(×)
2.高度分化的细胞执行特定的功能,不能再分裂增殖。(×)
3.同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期。(×)
4.任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。(×)
5.洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。(×)
6.间期细胞核的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成。(×)
1.明辨五个易错点(生命观念)
(1)在细胞分裂过程中出现中心体的不一定是动物细胞,在某些低等植物细胞有丝分裂的分裂期,其纺锤体的形成也与中心体有关。
(2)细胞分裂过程中不出现中心体的不一定是高等植物细胞,也有可能是原核细胞。
(3)有丝分裂是真核生物体细胞增殖的主要方式,但不是唯一方式。
(4)减数分裂是一种特殊的有丝分裂。精原细胞形成精细胞的过程属于减数分裂,精原细胞自身的增殖方式为有丝分裂。
(5)无论是有丝分裂、无丝分裂、减数分裂还是二分裂,在细胞分裂的初期都要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。
2.细胞周期的四种表示方法(科学思维)
方法名称
图形
说明
扇形图
A→B→C→A为一个细胞周期
线段图
a+b或c+d为一个细胞周期
坐标图
a+b+c+d+e为一个细胞周期
柱状图
A:DNA合成前期(G1期)
B:DNA合成期(S期)
C:DNA合成后期(G2期)及分裂期(M期)
[问题驱动]
驱动目的一 以几种细胞的细胞周期为载体考查科学思维中分析与比较
[案例1] 下表是几种细胞细胞周期的持续时间(t/h),据表分析:
细胞类型
分裂间期
分裂期
细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞
15.3
2.0
17.3
小鼠十二指肠上皮细胞
13.5
1.8
15.3
人的肝细胞
21
1
22
人的宫颈癌细胞
20.5
1.5
22
(1)这些增殖细胞的细胞周期有怎样的特点?
提示 不同种类的细胞,其细胞周期不一定相同,分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同;同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间也不相同。
(2)若用上述细胞观察细胞的有丝分裂,选择哪种细胞最有利于各时期的观察?说明理由。
提示 小鼠十二指肠细胞。因为细胞周期中分裂期相对较长。
驱动目的二 以大蒜素的作用为载体考查科学探究中实验思路的确定
[案例2] 有研究表明:大蒜素是从大蒜中分离出的化合物,能特异性地抑制癌细胞增长。请设计实验验证该结论,要求简要写出实验思路:___________________________。
提示 实验分为4组,A组和B组加入等量的动物细胞培养液和癌细胞,再分别加入等量的大蒜素溶液和生理盐水,在适宜条件下培养一段时间后,检测各组癌细胞的数量。
命题点一
细胞不能无限长大的原因分析
1.(2021·河北保定模拟