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6.1细胞的增殖
学习目标
1、明确细胞增殖的概念和过程。
2、阐述细胞周期的概念和表示方法。
3、观察细胞有丝分裂过程，并概述细胞有丝分裂各时期的特征。
一、细胞增殖
基础梳理
1、细胞增殖
细胞通过 来增加细胞数量的过程。单细胞生物通过细胞增殖而 。多细胞生物从受精卵开始，要经过 和分化逐渐发育为成体。生物体内也不断地有细胞衰老、死亡，需要通过细胞增殖加以补充。因此，细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体 、 、 、 的基础。
2、细胞周期
连续分裂的细胞，从一次分裂 开始，到 为止，为一个细胞周期。
一个细胞周期包括两个阶段： 和 。
分裂间期：从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前，是分裂间期。细胞周期的大部分时间处于分裂间期，占细胞周期的 。分裂间期为分裂期进行活跃的 ，完成
的复制和有关 的合成，同时细胞有适度的 。
分裂期：在分裂间期结束之后，细胞就进入 ，开始进行细胞分裂。对于真核生物来说， 是其进行细胞分裂的主要方式，分裂结束后，形成的子细胞又可以进入分裂间期。
易错提示
（1）器官大小取决于细胞的大小（体积）。 （ ）
（2）任何具有分裂能力的细胞都有分裂间期。 （ ）
（3）细胞周期中的分裂间期历经的时间远长于分裂期。 （ ）
（4）同种生物的不同组织细胞分裂周期相同。 （ ）
二、有丝分裂
基础梳理
1、动植物细胞分裂周期的变化（有丝分裂）
分裂间期
分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，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。分裂间期结束后，开始进行有丝分裂。
动物：中心粒倍增。
人们根据染色体的行为，将有丝分裂分为四个时期： 、 、 、 。
（1）前期
染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为 。每条染色体包括两条并列的 ，这两条染色单体由一个共同的 连接着。 逐渐解体， 逐渐消失。
植物：细胞的两极发出 ，形成一个梭形的纺锤体。
动物：两组 发出 ，形成纺锤体
（2）中期
每条染色体的着丝粒两侧，都有 附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个 上。这个平面与纺锤体的中轴相 ，类似于地球上赤道的位置，称为 。
（3）后期
每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由 牵引着分别向细胞的两极移动，结果是细胞的两极各有一套染色体。这两套染色体的 和 完全相同，每一套染色体与分裂前亲代细胞中的染色体的形态和数目也 。
（4）末期
当这两套染色体分别到达细胞的两极以后，每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝。同时，纺锤丝逐渐消失，出现了新的 和 ，形成两个新的 。
植物：在赤道板的位置出现一个 ，细胞板逐渐扩展，形成新的 。
动物：不形成细胞板，而是 从细胞的中间凹陷，最后把细胞缢裂成两部分，每部分含有一个细胞核。
2、有丝分裂的意义
细胞有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制（关键是 的复制）之后，精确地 到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的 。可见，细胞的有丝分裂对于生物的 有重要意义。
3、真核生物体细胞分裂方式还有无丝分裂。
无丝分裂：细胞无丝分裂的过程比较简单，一般是 先延长， 的中部向内凹陷，缢裂成为两个 ；接着，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。因为在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，所以叫作无丝分裂，如 。
易错提示
（1）有丝分裂包括间期。 （ ）
（2）有丝分裂是一个连续的过程，并无严格界限。 （ ）
（3）赤道板是真实存在的细胞结构。 （ ）
（4）在有丝分裂后期，着丝粒分裂是由纺锤丝牵引导致。 （ ）
（5）细胞板是真实存在的结构，在显微镜下能看到。 （ ）
（6）能连续分裂的细胞都可实现无限增殖。 （ ）
深化探究
下图是某细胞进行有丝分裂的简图，据图回答：（在[ ]内填字母，横线上按要求填数字、文字或字母）
1.此图代表的是__________（植物/动物）细胞的分裂过程。理由是：__________。
2.在一个细胞周期中，上述四图出现的先后顺序为__________（用字母表示）
3.作为一个完整的细胞周期，上图还缺少处于__________期的细胞简图。
4.C图细胞内含__________条染色体和__________个DNA分子。
5.染色体数目加倍发生在[__________]__________期。最好观察染色体数目的时期是
__________（填字母）。
三、运用模型解释（细胞不能无限长大的原因）
深化探究
1、细胞的表面积和体积的比值与细胞的大小有什么关系？
2、从物质运输的速率来看，细胞为什么不能太大？
3、细胞越小，越有利于细胞与外界的物质交换，细胞是越小越好吗？
四、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验
基础梳理
1、实验原理
（1）高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、茎尖等 细胞。
（2）细胞分裂具有独立性：同一时刻，同一组织的不同细胞，可处于细胞周期的 分裂时期。
在 显微镜下，根据染色体的形态和数目，识别有丝分裂的不同时期。
（3） 染料（如龙胆紫溶液）能将染色体染成深色。
2、实验过程
洋葱根尖培养：在 处培养洋葱根尖，待根长到 时，可用来实验
取材：剪取根尖
解离：室温下，将材料放入盛有 和 混合液（1：1）的玻璃器皿中
目的：使组织中的细胞相互分裂开来
漂洗；将材料放入盛有 的玻璃皿中
目的：洗去解离液，防止
染色：把材料放入质量浓度为0。01g/mL或0。02g/mL的龙胆紫溶液中
目的：使染色体
制片； 用镊子将这段根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用 把根尖弄碎，盖上盖玻片。然后，用拇指轻轻地按压盖玻片。
目的：使细胞分裂开来，有利于观察
观察：用 找分生区细胞，用 找各分裂期细胞
易错提示
持续观察处于分裂中期的细胞时，能够观察该细胞中着丝粒分裂过程。（ ）
深化探究
1、解离时间为什么不能太短也不能太长？
2、使细胞分裂开来的步骤都有哪些？
随堂训练
1、下列关于细胞周期的叙述，正确的是（ ）
A.抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期
B.细胞周期包括前期、中期、后期、末期
C.细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础
D.不同生物细胞的细胞周期持续时间相同
2、如图为细胞周期的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A. 图中甲→乙→甲的过程是一个细胞周期
B. 图中乙→甲→乙的过程是一个细胞周期
C. 机体内所有的体细胞都处于细胞周期中
D. 抑制DNA的合成细胞将停留在甲→乙时期
3、下列能表示一个细胞周期内细胞分裂顺序的是（ ）
①两条姐妹染色单体完全分开
②出现放射状排列的细丝
③中心体发生倍增
④着丝点排列在一个平面上
A.②→③→①→④ B.②→④→③→①
C.③→②→④→① D.②→③→④→①
4、如图为同一植物细胞处在有丝分裂两个不同时期的模式图，下列表述错误的是（ ）
A.a结构主要由纤维素和果胶组成
B.b表示细胞膜，c表示细胞核
C.d结构的形成需要高尔基体的参与
D.e的蛋白质成分是在核糖体上合成的
5、下图是植物有丝分裂过程中染色体形态示意图，叙述正确的是（ ）
A.乙期与丁期细胞内染色体数量相等
B.甲期细胞内含有8个DNA分子、8条染色单体
C.丙期细胞内有8条姐妹染色单体
D.细胞分裂的顺序为乙、丁、甲、丙
6、在有丝分裂前期，细胞的动态变化中，动植物细胞的主要区别在于（ ）
A.染色体形成的方式不同
B.染色单体分开时期不同
C.纺锤体来源不同
D.核膜、核仁解体的时间不同
7、下列有关细胞不能无限长大的原因的叙述中，不正确的是（ ）
A.与细胞表面积和体积的比例有关
B.细胞核的大小是有一定限度的
C.细胞的体积与细胞核无关
D.细胞体积过大不利于细胞内外物质的交换
8、下列有关无丝分裂的叙述，错误的是（ ）
A.低等生物细胞特有的分裂方式
B.遗传物质也要复制和平均分配
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
9、下列关于观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是（ ）
①解离的目的是使组织细胞彼此分离开来
②在显微镜下可观察到细胞连续分裂的过程
③装片制作的流程为解离→漂洗→染色→制片
④视野中处于分裂期的细胞数目最多
A.①③ B.②③ C.①②③ D.①③④
10、如图为显微镜下观察到的植物细胞有丝分裂图，其中A、 B、C是不同时期的细胞。下列有关说法中正确的是（ ）
A. A、B、C细胞中的染色体数目相等
B.在显微镜下持续观察B细胞可看到整个分裂过程
C.若要将C细胞移至视野中央，则需将装片向上移动
D.分裂期占细胞周期的时间较短，所以处于该期的细胞数目较少
11、生物体生长的原因及细胞大小与物质运输的关系
1.生物体生长的原因：一是①__________，二是②__________，实际上不同动植物的器官大小主要取决于③__________。
2.细胞不能无限长大的原因：（1）细胞体积越大，其相对表面积越④__________，细胞的物质运输效率越⑤__________。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的生长。
（2）细胞核是遗传和代谢的控制中心，细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度，即细胞的核质比限制了细胞的生长。
12、图甲表示洋葱根尖的不同区域，图乙表示洋葱根尖处于有丝分裂各阶段，一个细胞核中DNA的相对含量变化，图丙呈现的是细胞分裂过程中的某一物质的形态变化。请分析回答下列问题：
1.甲图中①②③④细胞形态不同的根本原因是__________。
2.丙图中①→②表示的遗传物质变化过程发生在乙图的__________（填字母），②→③表示的生理变化过程发生在细胞周期的__________期。乙图曲线的获得是选择甲图中的__________（填序号）区细胞为材料。
3.在观察细胞有丝分裂的实验中，制作临时装片的操作步骤是：__________→__________→__________→__________，我们发现即使操作正确，也难以看到很多处于分裂期的细胞，主要原因是__________。
答案解析
一、细胞增殖
基础梳理
1、细胞分裂 繁衍 细胞增殖 生长 发育 繁殖 遗传
2、完成时 下一次分裂完成时 分裂间期 分裂期
90%~95% 物质准备 DNA分子 蛋白质 生长
分裂期 有丝分裂
易错提示
× × √ ×
二、有丝分裂
基础梳理
1、前期 中期 后期 末期
染色体 姐妹染色单体 着丝粒 核仁 核膜 纺锤丝 中心粒 星射线
纺锤丝 平面 垂直 赤道板
纺锤丝 形态 数目 相同
核膜 核仁 细胞核 细胞板 细胞壁 细胞膜
2、DNA 平均分配 稳定性 遗传
3、细胞核 核 细胞核 蛙的红细胞的无丝分裂
易错提示
× √ × × √ ×
深化探究
答案：1.植物； 有细胞壁、无中心体；
2.B→C→A→D；
3.间；
4.4； 8；
5.A； 后； C
解析：（1）图示细胞没有中心体，但含有细胞壁，为植物细胞。
（2）由以上分析可以知道，A处于后期、B处于前期、C处于中期、D处于末期，所以在一个细胞周期中，上述四图出现的先后顺序为BCAD。
（3）细胞周期包括分裂前期和分裂期，所以作为一个完整的细胞周期，上图还缺少处于间期的细胞简图。
（4）C细胞含有4条染色体和8个DNA分子。
（5）有丝分裂后期，因为着丝点的分裂，染色体数目加倍，即A图。有丝分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期，即C图。
三、运用模型解释（细胞不能无限长大的原因）
深化探究
答案：1、细胞体积越大，其细胞的表面积与体积的比值（相对表面积）越小。
2、细胞越大，需要与外界环境交换的物质越多；但是细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间物质交换的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。
3、不是。 细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必需的基本结构（如细胞器）和物质（如酶和ATP）所需的空间决定的。
四、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验
基础梳理
1、分生区 不同 高倍 碱性
2、温暖 5cm 2～3mm 盐酸 酒精 清水 解离过度 着色 镊子尖 低倍镜 高倍镜
易错提示
×
随堂训练
1答案：C
解析：分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。抑制DNA 的合成。细胞将停留在分裂间期。A错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，其中分裂期又可分为前期、中期、后期和末期，B错误；分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。为细胞分裂期提供物质基础。C正确；不同生物细胞的细胞周期持续时间不同，D错误。
2答案：B
解析：细胞周期应先是分裂间期，后是分裂期，图中乙→甲为分裂间期，甲→乙的过程为分裂期，故乙→甲→乙是一个细胞周期，A错误，B正确；机体内有些已经完成分化的体细胞一般不再继续分裂，不具有细胞周期，C错误；抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂间期，乙→甲为分裂间期，D错误。
3答案：C
4答案：B
解析：a为细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶，A正确；b表示核膜，c表示核仁，B错误；d结构为细胞板。逐渐扩展成为细胞壁，其形成与高尔基体有关，C正确；蛋白质是在核糖体上合成的，D正确。
5答案：B
解析：乙图中有4条染色体，丁图中有8条染色体，A错误。甲图中每条染色体上都有姐妹染色单体，共有8个DNA分子、8条染色单体，B正确。丙图处在末期，已经没有染色单体了，C错误。细胞分裂的正确顺序是前期乙、中期甲、后期丁、末期丙，D错误。
6 答案：C
解析：有丝分裂前期，动植物细胞纺锤体的形成方式不同。动物细胞由中心体发出星射线形成纺锤体，植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。
7答案：C
解析：细胞体积的大小受以下两个因素的影响：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与外界物质的交换效率就越低，而且还会影响细胞内部的物质交换；细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA —般不会随着细胞体积的增大而增加，即细胞核的控制范围是有限的。
8答案：A
9答案：A
解析：解离的目的是使组织细胞彼此分离开来，①正确；因解离致细胞死亡，所以在显微镜下不能观察到细胞连续分裂的过程，②错误；装片制作的流程为解离→漂洗→染色→制片，③正确；因分裂间期持续的时间大于分裂期，所以视野中处于分裂间期的细胞数目最多，④错误。综上分析，A正确，B、C、D均错误。
10答案：D
解析：A.A细胞中染色体数目加倍，是B、C细胞中的染色体数目的二倍，A错误：B.该实验中细胞已死亡，要观察整个分裂过程应该移动装片。观察多个细胞。B错误；C.若要将C细胞移至视野中央，则需将装片向下移动，C错误；D.分裂期占细胞周期的时间较短，所以处于该期的细胞数目较少。D正确。故选D。
11 答案：1.细胞的生长； 细胞的分裂； 细胞数量的多少
2.小； 低
12 答案：1.基因的选择性表达； 2.b； 前； ③； 3.解离； 漂洗； 染色； 制片； 细胞分裂间期在细胞周期中持续时间长，分裂期持续时间短
解析：甲图中①-④分别是成熟区（根毛区）、伸长区、分生区、根冠；乙图中a+b+c是间期，d是前期+中期+后期，e是末期；丙图是间期染色质复制后进入前期变为染色体的过程。
（1）同一生物个体不同细胞形态不同的根本原因是基因的选择性表达。
（2）丙图中①→②表示染色质复制，发生在乙图的间期中的S期（即b时期），②→③表示染色质变为染色体，发生在细胞周期的前期。图乙的曲线获得是选择甲图中的分生区细胞为材料，其他区细胞无分裂能力。
（3）观察细胞有丝分裂的实验中，制作临时装片的操作步骤是解离→漂洗→染色→制片；分裂间期在细胞周期中持续时间长，分裂期持续时间短，显微观察时间期的细胞数最多。
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