2019-2020年高中生物 第6章 第1節(jié) 細(xì)胞的增殖典例精析 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中生物 第6章 第1節(jié) 細(xì)胞的增殖典例精析 新人教版必修1 細(xì)胞體積與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系 【例1】　科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，微生物細(xì)胞的代謝異常旺盛，每小時所轉(zhuǎn)化的物質(zhì)可達(dá)自身重量的上萬倍，這是同等重量的高等動植物所望塵莫及的。資料顯示，一般情況下生物越小，越能迅速地與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，其單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)化物質(zhì)的重量與其體重之比就越大。請你用以下所給的材料用具設(shè)計一個模擬實驗，以驗證這一事實，然后再回答下面提出的問題。(提示：物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量可用物質(zhì)的吸收量來反映) (一)設(shè)計實驗 實驗材料：瓊脂塊，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01% 的NaCl溶液(可被瓊脂塊吸收)，天平，小刀，尺子等。 實驗步驟 第一步：用小刀將瓊脂塊切成三組邊長分別為3 cm、2 cm和1 cm的立方體小塊。 第二步：________________________________________________________________________。 第三步：________________________________________________________________________。 第四步：________________________________________________________________________。 預(yù)期結(jié)果：________________________________________________________________________。 實驗結(jié)論：________________________________________________________________________。 (二)回答問題 (1)該研究中所用的三種大小不同的瓊脂塊代表________。 (2)有人計算了三種瓊脂塊表面積與體積得出的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：通過對表中數(shù)據(jù)的分析，你得出的結(jié)論是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 瓊脂塊邊長/cm 表面積/cm 體積/cm 比值(表面積∶體積) 3 54 27 2∶1 2 24 8 3∶1 1 6 1 6∶1 　　(3)綜合上述模擬實驗及對表格數(shù)據(jù)的分析，你對微生物的代謝異常旺盛這一現(xiàn)象的解釋是________。 解析：本題考查細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸關(guān)系的模擬實驗的知識遷移，解決本題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確把握實驗原理和方法步驟的設(shè)計。 答案：(一)設(shè)計實驗 第二步：用天平稱取等量的三種邊長的瓊脂塊，并記錄下其重量值，然后將其同時放入盛有足量NaCl溶液的燒杯中 第三步：一定時間后(不能過短或過長)，同時取出所有瓊脂塊，用吸水紙吸去浮液 第四步：用天平分別稱取三組瓊脂塊的重量，并分別計算出三組瓊脂塊增加的重量與其原來重量之比 預(yù)期結(jié)果：三組瓊脂塊增重與原重之比由小到大依次是3 cm 組<2 cm組<1 cm組(或邊長越小的瓊脂塊，其增重與原重之比越大) 實驗結(jié)論：同等重量的生物體(瓊脂塊)體積越小，單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)化物質(zhì)的重量與體重之比越大 (二)回答問題 (1)三種不同體積的生物體(微生物) (2)物體越小，其表面積與體積之比就越大 (3)微生物體積小，表面積與體積之比較大，單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)化物質(zhì)的重量與原體重之比較大 點撥：利用教材中實驗為背景材料，設(shè)計新的實驗，考查學(xué)生對教材實驗掌握程度和實驗設(shè)計能力及分析能力是近幾年高考常見題型，因此要重視教材實驗設(shè)計原則及方法步驟。 變式拓展1　探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系的實驗原理不包括(　　) A．酚酞遇到NaOH呈現(xiàn)紫紅色反應(yīng) B．以瓊脂塊的大小表示細(xì)胞大小 C．NaOH的擴(kuò)散深度表示吸收速率 D．NaOH的擴(kuò)散體積與整個瓊脂塊的體積比表示細(xì)胞吸收物質(zhì)的速率 細(xì)胞周期的分析和判斷 【例2】　圖619表示連續(xù)分裂細(xì)胞的兩個細(xì)胞周期，下列敘述中正確的是(　　) A．a(chǎn)和b為一個細(xì)胞周期 B．b結(jié)束DNA含量增加一倍 C．遺傳物質(zhì)平分一般發(fā)生在c段 D．b和c為一個細(xì)胞周期 分析：完整的細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期，分裂間期占的比例大，完成DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)合成，間期完成后DNA含量加倍，分裂期完成遺傳物質(zhì)的平均分配，圖中a＋b和c＋d都可以看作一個完整的細(xì)胞周期。 答案：A 點撥：理解細(xì)胞周期的起點和終點，細(xì)胞周期的分裂間期在前，分裂期在后，細(xì)胞周期的大部分時間處于分裂間期，大約占細(xì)胞周期的90%～95%，分裂期大約占細(xì)胞周期的5%～10%。 變式拓展2　下列關(guān)于細(xì)胞周期的敘述中，正確的是(　　) A．成熟的生殖細(xì)胞產(chǎn)生后立即進(jìn)入下一個細(xì)胞周期 B．機(jī)體內(nèi)所有的體細(xì)胞都處于細(xì)胞周期中 C．抑制DNA的復(fù)制，細(xì)胞將停留在分裂期 D．細(xì)胞分裂間期為細(xì)胞分裂提供物質(zhì)基礎(chǔ) 細(xì)胞有絲分裂過程及圖像識別 【例3】　圖6110為某生物細(xì)胞分裂模式圖，據(jù)圖回答。 (1)圖甲中含有姐妹染色單體的區(qū)段是________。 (2)圖乙為細(xì)胞________分裂________期圖像。該時期的主要特征是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若2號染色體的遺傳信息來自父方，那么與之遺傳信息完全相同的染色體為________號，其遺傳信息完全相同的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)圖乙對應(yīng)于圖甲中的________段，圖丙對應(yīng)于圖甲中的________段。 (5)請在圖甲中畫出細(xì)胞核中染色體數(shù)目的變化曲線。 解析：(1)首先注意圖甲的縱坐標(biāo)是核DNA的數(shù)目，根據(jù)分裂前后數(shù)目的變化，可以判斷該曲線為有絲分裂過程中核DNA數(shù)目變化曲線。圖中的A～C為有絲分裂間期，C～D為有絲分裂前期，D～E為有絲分裂中期，E～F為有絲分裂后期，在有絲分裂間期形成姐妹染色單體，后期分離。(2)圖乙表示著絲點分裂，所以為有絲分裂后期。(3)因為2號和6號是復(fù)制后的染色體的著絲點分裂形成的，所以2號和6號完全一樣。(4)圖丙中染色體∶染色單體∶DNA＝1∶2∶2，所以核細(xì)胞處于有絲分裂前期和有絲分裂中期。 答案：(1)B～E　(2)有絲　后　染色體的著絲點分裂，染色單體分開成為染色體，并在紡錘絲的牽引下向細(xì)胞兩極移動　(3)6　它們是由同一條染色體復(fù)制后分離形成的　(4)E～F　C～E　(5)如圖6111虛線所示。 點撥：細(xì)胞分裂圖像的識別：(1)先判斷是動物細(xì)胞還是植物細(xì)胞；(2)對應(yīng)各期特點，分析圖像中染色體或DNA的變化屬于哪個時期；(3)注意染色體和DNA分子數(shù)量的變化。①DNA分子在間期加倍，染色體在后期加倍；②前期中期DNA分子數(shù)是染色體數(shù)目的倍數(shù)，后期和末期時DNA與染色體數(shù)相等。 變式拓展3　如圖6112所示為細(xì)胞分裂過程中染色體數(shù)目變化曲線和細(xì)胞分裂某一時期的結(jié)構(gòu)圖，請據(jù)圖回答下列問題。 (1)圖甲表示細(xì)胞的有絲分裂過程，cd段表示細(xì)胞分裂進(jìn)入________期，此時期染色體變化的主要特點是______________________________________，de段表示細(xì)胞分裂進(jìn)入______期，此時期染色體變化的主要特點是________________________________________________________________________。 (2)從圖甲可以看出，經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞與母細(xì)胞具有相同數(shù)量的________，所以細(xì)胞有絲分裂對于生物保持__________________有重要意義。 (3)圖乙表示的細(xì)胞處于________期，此時細(xì)胞中的染色體條數(shù)為________，每條染色體含________條姐妹染色單體，共含________個DNA分子。 有絲分裂過程的觀察實驗 【例4】　在進(jìn)行“觀察植物細(xì)胞有絲分裂”實驗中，甲～戊5位同學(xué)在剪取洋蔥根尖后立即進(jìn)行的操作步驟如下表所示。請回答下列問題。 學(xué)生 操作步驟 解離 漂洗 染色 制片 觀察 甲 － ＋ ＋ ＋ ＋ 乙 ＋ － ＋ ＋ ＋ 丙 ＋ ＋ － ＋ ＋ 丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 戊 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 注：“＋”表示進(jìn)行相應(yīng)操作，“－”表示未進(jìn)行相應(yīng)操作。 (1)甲觀察到的實驗結(jié)果是________，乙觀察到的實驗結(jié)果是________，丙觀察到的實驗結(jié)果是________。(請從下列序號中選擇) A．染色體未著上顏色，無法看清 B．細(xì)胞重疊，看不到染色體 C．染色體著上顏色，清晰可見 D．染色體著色很淺，模糊不清 (2)丁同學(xué)在進(jìn)行完上述步驟后，直接在高倍鏡下觀察，長時間未找到有絲分裂的細(xì)胞，正確的操作應(yīng)該是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)戊同學(xué)觀察到了許多呈長方形的細(xì)胞，但未找到有絲分裂各時期的細(xì)胞圖像，可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)經(jīng)教師糾正后，丁同學(xué)在視野中找到了有關(guān)細(xì)胞有絲分裂的圖像，但丁同學(xué)所看到的細(xì)胞圖像位于視野的右上方，你認(rèn)為他應(yīng)如何正確移動裝片？________________________________________________________________________ 解析：從表中步驟可以看出，甲同學(xué)沒有進(jìn)行解離，結(jié)果是細(xì)胞未分散，會出現(xiàn)細(xì)胞重疊，染色的效果也不好，看不到染色體；乙同學(xué)沒有進(jìn)行漂洗，根尖上有鹽酸，會中和堿性染料導(dǎo)致染色效果不好；丙同學(xué)沒有進(jìn)行染色，染色體沒有著色，無法看到染色體的情況。在使用顯微鏡觀察時，一定要先使用低倍鏡觀察，找到要觀察的物像，移至視野中央，再換用高倍鏡觀察。丁和戊同學(xué)由于操作正常，應(yīng)該能看到不同時期的染色體變化，戊同學(xué)看到的是長方形的細(xì)胞，說明不是根尖分生區(qū)部位的細(xì)胞，應(yīng)該先在顯微鏡下找到呈正方形的細(xì)胞。由于顯微鏡成的是倒像，所以丁同學(xué)應(yīng)該向右上方移動裝片至視野中央。 答案：(1)B　D　A　(2)先使用低倍鏡，找到處于分裂期的細(xì)胞后，將目標(biāo)移至視野中央，再使用高倍鏡觀察　(3)觀察部位不正確　(4)將裝片向右上方移動 點撥：觀察植物細(xì)胞有絲分裂成功的關(guān)鍵：(1)取材時要剪取生長旺盛的根尖分生區(qū)，同時注意剪取的時間。(2)解離充分，細(xì)胞才能分離，細(xì)胞才不會重疊，同時注意漂洗去鹽酸。(3)染色時注意時間及染色液濃度。(4)壓片時用力必須恰當(dāng)，否則會影響觀察。 變式拓展4　以下是幾位同學(xué)在做觀察植物細(xì)胞有絲分裂實驗時的操作情況： 甲同學(xué)剪取5 mm左右的根尖后按規(guī)范操作，結(jié)果在一個視野中未能找到分裂期細(xì)胞，他耐心等待后，最終還未能觀察到。 乙同學(xué)剪取2～3 mm根尖解離后立即染色，結(jié)果實驗效果很差。 丁同學(xué)在制作裝片時，先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸在10 ℃下解離5 min，然后按正確要求操作，結(jié)果在觀察時發(fā)現(xiàn)細(xì)胞沒有分開。 (1)甲同學(xué)操作上的錯誤是______________________，耐心等待后還是未能觀察到分裂期細(xì)胞的原因是____________________，要想找到分生區(qū)的細(xì)胞，應(yīng)如何操作？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)乙同學(xué)操作上的錯誤是________，看不清細(xì)胞的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)丙同學(xué)操作上的錯誤是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)丁同學(xué)在操作中細(xì)胞沒有分開，最可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 細(xì)胞的三種分裂方式的特點 【例5】　如圖6113是蛙的紅細(xì)胞無絲分裂過程，和有絲分裂相比，下列敘述正確的是(　　) 圖6113 A．分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化 B．分裂過程中沒有DNA和染色體的復(fù)制 C．分裂過程中細(xì)胞核縊裂成兩個細(xì)胞核，因此子細(xì)胞中染色體減少一半 D．無絲分裂只發(fā)生在原核生物的細(xì)胞分裂中，有絲分裂只發(fā)生在真核生物的細(xì)胞分裂中 錯解 B或D　未正確理解無絲分裂和有絲分裂的區(qū)別和特點，認(rèn)為有絲分裂時有染色體和DNA的復(fù)制，無絲分裂時沒有染色體和DNA的復(fù)制。誤認(rèn)為無絲分裂是低等生物細(xì)胞的分裂或有絲分裂是高等生物細(xì)胞的分裂方式。 正解 A　無絲分裂中細(xì)胞核不消失，不出現(xiàn)染色體和紡錘絲，但進(jìn)行DNA復(fù)制，子細(xì)胞染色體數(shù)目與母細(xì)胞相同，真核生物的體細(xì)胞分裂的主要方式是有絲分裂也能無絲分裂，原核生物細(xì)胞以二分裂的方式增殖。 悟區(qū)：所有細(xì)胞在分裂前都要進(jìn)行遺傳物質(zhì)的復(fù)制，真核生物的體細(xì)胞既能進(jìn)行有絲分裂，也能進(jìn)行無絲分裂，但以有絲分裂方式為主，人的紅細(xì)胞由造血干細(xì)胞分裂產(chǎn)生，成熟的紅細(xì)胞無分裂能力，而蛙的紅細(xì)胞卻能以無絲分裂方式分裂。 變式拓展5　下列關(guān)于無絲分裂的敘述中錯誤的是(　　) A．低等生物細(xì)胞特有的分裂方式 B．也存在遺傳物質(zhì)的復(fù)制過程 C．分裂過程中不出現(xiàn)紡錘絲 D．分裂過程中不出現(xiàn)染色體的變化 【變式拓展】 1．C　解析：在相同時間內(nèi)，NaOH在不同體積的瓊脂塊中擴(kuò)散的深度基本相同，即擴(kuò)散速率相同，無法表示細(xì)胞的物質(zhì)吸收速率。在本實驗中，細(xì)胞的物質(zhì)吸收速率是用NaOH在瓊脂塊中擴(kuò)散的體積與瓊脂塊總體積的比值來表示的，同時，該比值也反映出了細(xì)胞的表面積與體積的關(guān)系。 2．D　解析：細(xì)胞周期是指連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止。一個細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期兩個階段，其中分裂間期進(jìn)行DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為分裂期提供物質(zhì)基礎(chǔ)，經(jīng)歷的時間遠(yuǎn)比分裂期長；如果用抑制劑抑制DNA的復(fù)制，則細(xì)胞會停留在分裂間期；但并非機(jī)體內(nèi)所有的細(xì)胞都處于細(xì)胞周期中，如紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等一旦形成，將不再分裂；人體內(nèi)成熟的生殖細(xì)胞產(chǎn)生后不再分裂，需要經(jīng)過受精作用形成受精卵后方可進(jìn)入細(xì)胞周期進(jìn)行細(xì)胞增殖。 3．(1)后　著絲點分裂，姐妹染色單體分離，染色體在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞兩極　末　變?yōu)槿旧|(zhì)狀態(tài)　(2)染色體　遺傳性狀的穩(wěn)定性　(3)有絲分裂中　4　2　8 解析：(1)在有絲分裂后期，染色體數(shù)目隨著絲點分裂而加倍，并在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞兩極，de段細(xì)胞分裂進(jìn)入末期，此時染色體逐漸變?yōu)槿旧|(zhì)狀態(tài)。(2)從圖甲中可看出，有絲分裂前后染色體數(shù)目不發(fā)生改變，因此對于生物體保持遺傳性狀的穩(wěn)定性有積極意義。(3)圖乙中細(xì)胞著絲點整齊排列在赤道板上，處于有絲分裂中期，此時細(xì)胞中有4個著絲點，即含有4條染色體，每條染色體含有2條姐妹染色單體、2個DNA分子。 4．(1)剪取根尖太長，所取細(xì)胞大部分為伸長區(qū)細(xì)胞　細(xì)胞已死亡　移動裝片轉(zhuǎn)換視野，在其他視野中尋找　(2)沒有經(jīng)過漂洗　鹽酸和堿性染液反應(yīng)，染色效果差　(3)沒有經(jīng)過壓片，細(xì)胞重疊　(4)解離液組分不正確或解離溫度過低或解離時間不夠 解析：甲同學(xué)剪取的根尖太長，根尖結(jié)構(gòu)中只有根尖分生區(qū)細(xì)胞處于旺盛的分裂狀態(tài)，應(yīng)取2～3 mm為宜；解離時已將細(xì)胞殺死，已死亡的細(xì)胞不可能再分裂。乙同學(xué)沒有漂洗就染色，殘留在根細(xì)胞中的鹽酸會和堿性染液反應(yīng)，影響染色效果。丙同學(xué)沒有壓片，細(xì)胞重疊，透光性差，看不清細(xì)胞；丁同學(xué)解離的溫度或時間不夠，應(yīng)當(dāng)在室溫下解離3～5 min，若在10 ℃時解離，解離時間應(yīng)適當(dāng)延長。解離液應(yīng)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精以1∶1等體積混合而成。 5．A　解析：無絲分裂是指分裂過程中不會出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化的細(xì)胞分裂方式；無絲分裂與有絲分裂一樣也存在遺傳物質(zhì)的復(fù)制過程；無絲分裂在高等動物體內(nèi)也存在，如蛙的紅細(xì)胞的分裂。