内容正文:
第三单元 细胞的生命历程
第9课 细胞的增殖
考点2 运用模型解释细胞不能无限长大的原因、观察根尖分生区细胞的有丝分裂
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判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
一、用模型解释细胞不能无限长大的原因
1.原理
(1)不同大小模型模拟细胞大小。
(2)________在不同大小模型中扩散速度相同。
葡萄糖
2.变量分析
(1)自变量:细胞体积的大小。
(2)因变量:含葡萄糖的体积与细胞体积的比值(细胞物质交换效率)
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一、用模型解释细胞不能无限长大的原因
3.数据分析
模型边长
/mm 表面积
/mm2 体积
/mm3 葡萄糖扩散深度
/mm 表面积/体积
(相对表面积) 含葡萄糖的体积/细胞体积
2 24 8 0.5 3 ____
4 96 64 0.5 <m></m> ______
8 _____ _____ 0.5 <m></m> <m></m>
7/8
37/64
384
512
4.实验结论
(1)模型的表面积与体积之比(相对表面积)随体积的增大而______。
减小
(2)葡萄糖扩散的体积与整个模型的体积之比随体积的增大而______。
细胞不能无限长大的原因之一:细胞大小影响物质____________,细胞体积越大,其相对表面积越____,细胞的物质运输效率就越____。
减小
运输的效率
小
低
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二、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理
(1)高等植物根尖、芽尖等________细胞能进行有丝分裂。
分生区
(2)在高倍显微镜下,可根据细胞内________的存在状态识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。
染色体
(3)细胞核内的染色体容易被__________(如甲紫溶液)着色。
碱性染料
(4)盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞相互__________。
分离开来
2.实验试剂
(1)解离液:由质量分数为____________和体积分数为______________按1:1 配制而成。
15%的盐酸
95%的酒精
(2)甲紫溶液(或醋酸洋红液):使________着色。
染色体
(3)漂洗液:______,洗去组织中的解离液。
清水
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二、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
3.实验步骤
(1) 装片的制作:
2~3 mm
解离液
分离开来
3~5
软化
解离液
甲紫溶液或醋酸洋红液
3~5
盖玻片
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二、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
(2) 观察记录:把制成的装片先放在________下观察,找到________细胞:细胞呈________,排列______。再换成高倍镜仔细观察,首先找出__________的细胞,然后再找其他时期的细胞,注意观察各时期细胞内染色体形态和分布的特点。
注:每一时期的时间=细胞周期×此时期的细胞数占计数细胞总数的比例。
低倍镜
分生区
正方形
紧密
分裂中期
3.实验步骤
1.细胞体积越大,物质运输效率相对越高。 ( )
2.探究“细胞大小与物质运输的关系”的实验属于模拟实验。 ( )
3.相对表面积是指表面积与体积的比值,细胞越大相对表面积越小。 ( )
4.葡萄糖在细胞中的扩散深度可以用于衡量物质运输效率。 ( )
5.在不同细胞中物质扩散的体积与整个细胞体积的比值可以用于衡量物质运输效率。( )
6.细胞核的控制范围有限也是限制细胞不能无限长大的原因。 ( )
7.观察有丝分裂实验中在显微镜下可以看到一个细胞连续分裂的过程。 ( )
8.进行甲紫溶液染色之前应该用清水漂洗根尖。 ( )
9.解离的目的是使细胞壁和细胞膜相互分离。 ( )
10. 选用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料观察有丝分裂无需染色。 ( )
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√
×
√
×
√
×
×
√
×
√
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考向一 细胞不能无限长大
实验——细胞大小与物质运输的关系
1.实验原理
(1)用不同大小的细胞模型模拟不同大小的细胞。
(2)用某种物质在模型中扩散的体积与整个细胞模型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
(1)在相同时间内,某种物质在大小不同的细胞模型内扩散的深度基本相同,说明物质在大小不同的细胞模型内扩散的速率相同。
(2)物质扩散的体积与整个模型的体积之比随着模型体积的增大而减小,说明细胞模型的体积越大,物质运输的效率越低。
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考向一 细胞不能无限长大
典例1 细胞不能无限长大的原因很多,下列相关说法正确的是( )
A.细胞体积越小,表面积也越小,物质运输效率越低
B.细胞的大小影响物质运输的效率
C.细胞越小,越有利于细胞与外界的物质交换,细胞越小越好
D.细胞不能无限长大的原因之一是细胞只有一个细胞核
[解析] 细胞体积越小,其相对表面积越大,物质运输效率越高,A错误;细胞的大小影响物质运输的效率,B正确;细胞的表面积与体积之比制约着细胞的物质运输效率,但细胞还需要一定的空间进行各种生命活动,因此并不是细胞体积越小越好,C错误;细胞不能无限长大的原因之一是细胞越小,细胞的表面积与体积的比值越大,物质运输效率越高。核质比的关系也限制细胞不能无限长大,D错误。
B
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考向一 细胞不能无限长大
1.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.物质运输速率和运输效率
运输速率:是一种物理现象。与细胞大小无关,而与细胞膜上载体蛋白的种类、数量和细胞能量的多少,温度,含氧量等诸多因素有关。
运输效率:是一种生物现象。与细胞大小有关,由物质运输速率及细胞对物质交换的需求共同决定。
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考向一 细胞不能无限长大
变式训练1 下列有关细胞不能无限长大原因的叙述,不正确的是( )
A.细胞都具有细胞周期,细胞生长到一定程度都要进行细胞分裂
B.限制细胞长大的原因之一是核质比
C.细胞体积越小,其相对表面积越大,细胞物质运输效率越高
D.细胞的表面积与体积关系限制了细胞长大
[解析] 只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期,A错误;限制细胞长大的原因之一是核质比,B正确;细胞体积越小,其相对表面积越大,细胞物质运输效率越高,C正确;细胞的表面积与体积关系限制了细胞长大,D正确。
A
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考向二 观察植物细胞的有丝分裂
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)染成深色。
(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,判断处于不同分裂时期的细胞。
2.实验注意事项
(1)取材时,剪取根尖应为2~3 mm,过长会包括伸长区,无分裂细胞。
(2)控制解离时间的原因
解离时间要严格控制,解离时间不能太短,否则细胞间果胶未溶解,压片时细胞不易分散;解离时间过长则细胞分离过度、过于酥软,无法取出根尖进行染色和制片。
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考向二 观察植物细胞的有丝分裂
2.实验注意事项
(3)先漂洗后染色的原因分析
漂洗的目的是洗去根尖组织中的解离液,防止解离过度,有利于碱性染料着色。二者不能颠倒,否则解离液中盐酸会影响染色效果。
(4)控制染色时间的原因
控制染色时间,染色时间不能太短,否则染色体或染色质不能完全着色;时间过长则使细胞核等其他部分充满染色剂无法分辨染色体。
(5)不能对细胞有丝分裂过程连续观察的原因分析
因为在解离过程中细胞已经死亡,我们观察到的只是一个固定的时期,要不断地移动装片,在不同的视野中找到各个时期的分裂图像,所以在制作装片时要让细胞分散成一层,这样才能找到各个分裂时期的细胞。
(6)在显微镜下观察到分裂间期的细胞数目最多,因为分裂间期历时最长。
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考向二 观察植物细胞的有丝分裂
典例2 图中甲为龙葵根尖细胞处于有丝分裂某一阶段的模式图。图乙是不同浓度氯化镉 (CdCl2) 对龙葵根尖细胞有丝分裂指数(处于分裂期的细胞占细胞总数的百分比)的影响。据图回答下列问题:
甲
乙
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考向二 观察植物细胞的有丝分裂
(1) 图甲中1是龙葵根尖细胞的细胞壁,与其形成直接相关的细胞器是______________,2是有丝分裂____期出现在细胞中央的一种结构,它的主要成分是纤维素和果胶。
高尔基体
末
(2) 观察龙葵根尖细胞的有丝分裂时,光学显微镜下____(填“能”或“不能”)清楚地看见染色体。细胞有丝分裂的重要意义在于通过______________________________________________,保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。
能
染色体正确复制和平均分配
(3) 在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,制作洋葱根尖分生区细胞有丝分裂临时装片的基本步骤是___________________________。
解离→漂洗→染色→制片
(4) 对照组中有丝分裂指数只有 10% 原因是
____________________________________________________________。由乙图可以得出的实验结论是____________________________________________________________。
分裂期占细胞周期的时间较短,处于分裂期的细胞数目较少
氯化镉能抑制根尖细胞有丝分裂,且随浓度升高抑制程度增大
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考向二 观察植物细胞的有丝分裂
变式训练2 某小组进行“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的实验,下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B.该实验过程中应使细胞一直处于有水状态以保持活性
C.观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁
D.细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据
D
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考向三 观察图形,判断细胞处于有丝分裂的不同时期
(1)染色质丝变为染色体,染色体散乱分布→前期,如图1。
(2)着丝粒排列在赤道板上→中期,如图2。
(3)着丝粒分裂,染色体数目加倍→后期,如图3。
(4)染色体变成染色质丝→末期,如图4。
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考向三 观察图形,判断细胞处于有丝分裂的不同时期
典例3 图甲是某同学做洋葱根尖细胞的有丝分裂实验时观察到的图像,图乙表示洋葱细胞的细胞周期中某物质的数量变化曲线,其中1~5为细胞序号。据图回答:
(1) 图甲视野中的细胞取自洋葱根尖的______区,实验中常用盐酸酒精混合液处理根尖,目的是__________________________________。
分生
使组织中的细胞相互分离开来
(2) 植物细胞有丝分裂过程的顺序依次是______________(用图甲中的序号和箭头表示)。
1→3→4→5
典例3 图甲是某同学做洋葱根尖细胞的有丝分裂实验时观察到的图像,图乙表示洋葱细胞的细胞周期中某物质的数量变化曲线,其中1~5为细胞序号。据图回答:
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考向三 观察图形,判断细胞处于有丝分裂的不同时期
(3) 图乙表示细胞中________(填“染色体”
或“核DNA”)的数量变化,图中f~g段细胞内
发生的主要变化是
_________________________________________________________________________。
核DNA
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条染色体,由纺锤丝牵引分别移向细胞的两极
(4) 在图乙中找出染色体数与核DNA数之比为 1:2 的时间段是______。
c~f
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考向三 观察图形,判断细胞处于有丝分裂的不同时期
方法技巧1:有丝分裂中染色体行为变化特点
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考向三 观察图形,判断细胞处于有丝分裂的不同时期
方法技巧2:“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像
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考向三 观察图形,判断细胞处于有丝分裂的不同时期
变式训练3 下面为动物和植物体细胞的有丝分裂图,据图分析正确的是( )
A.甲为分裂间期,乙为有丝分裂末期,⑤聚集成为细胞板
B.①由微管组成,在有丝分裂前期较晚时形成纺锤体作用于②
C.甲产生的子细胞为生殖细胞
D.③④均为细胞膜,两种细胞的细胞质分裂方式相同
B
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1.下图是观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验的部分操作,下列叙述正确的是( )。
A.应剪取洋葱根尖2~3 mm,因为该区域属于根毛区,细胞有丝分裂旺盛
B.该实验步骤中唯一错误的是②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C.图像中,b属于分生区细胞,细胞已死亡
D.若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原,则实验现象明显
C
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2.(2018·全国Ⅰ卷)已知药物 X 对细胞增殖有促进作用,药物 D 可抑制药物 X 的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组,分别置于培养液中培养,培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物),每隔一段时间测定各组细胞数,结果如图所示。据图分析,下列相关叙述不合理的是( )。
A.乙组加入了药物X 后再进行培养
B.丙组先加入药物 X ,培养一段时间后加入药物 D ,继续培养
C.乙组先加入药物 D ,培养一段时间后加入药物 X ,继续培养
D.若药物 X 为蛋白质,则药物 D 可能改变了药物 X 的空间结构
C
$