1、第1節(jié) 細(xì)胞增殖【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1知道細(xì)胞增殖的方式及意義。2知道無絲分裂過程和特點(diǎn)。3理解有絲分裂細(xì)胞周期的概念，動植物細(xì)胞有絲分裂過程的異同點(diǎn)。4理解有絲分裂的特征及意義。5能夠應(yīng)用有絲分裂過程各時(shí)期的特點(diǎn)。【學(xué)習(xí)障礙】1理解障礙(1)如何理解有絲分裂的細(xì)胞周期的概念及特點(diǎn)？(2)如何理解有絲分裂的必然性和分裂過程中遺傳物質(zhì)(染色質(zhì))的復(fù)制和平均分配？(3)如何理解和掌握有絲分裂的各時(shí)期？2解題障礙有絲分裂過程中染色體、染色單體、DNA三者的變化規(guī)律。【學(xué)習(xí)策略】1理解障礙的突破(1)用“咬文嚼字法”和“層析綜合法”來分析理解細(xì)胞周期。細(xì)胞周期是指連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開始，到下一次

2、分裂完成時(shí)為止，是一個(gè)細(xì)胞周期。由教材中細(xì)胞周期圖可知，整個(gè)細(xì)胞周期分為分裂間期和分裂期兩個(gè)階段，且分裂間期時(shí)間遠(yuǎn)長于分裂期。例1下圖四圖，能正確反映細(xì)胞周期概念的是解析：用“咬文嚼字法”解。由細(xì)胞周期的概念可知前一次分裂結(jié)束為起點(diǎn)，到下一次分裂結(jié)束為終點(diǎn)，既是起點(diǎn)，又是終點(diǎn)。再結(jié)合兩個(gè)時(shí)期所需時(shí)間的長短即可作出判斷。答案：A用“層析綜合法”從以下幾個(gè)方面來理解細(xì)胞周期的概念：A一個(gè)細(xì)胞周期內(nèi)，分裂間期所占時(shí)間為整個(gè)周期的90%95%，占絕對長的時(shí)間。B細(xì)胞的種類不同，一個(gè)細(xì)胞周期的時(shí)間也不相同。例如，小鼠十二指腸細(xì)胞周期為153小時(shí)，蠶豆根尖細(xì)胞為173小時(shí)。且分裂間期和分裂期時(shí)間各不相同。

3、C不是任何細(xì)胞都處于細(xì)胞周期中。就細(xì)胞周期來分，有三種類型的細(xì)胞存在，第一，始終處于細(xì)胞周期之中的，一直進(jìn)行分裂的細(xì)胞。例如人體皮膚生發(fā)層細(xì)胞、人體造血干細(xì)胞以及其他的干細(xì)胞、植物的根尖生長點(diǎn)細(xì)胞、莖尖分生區(qū)細(xì)胞以及形成層細(xì)胞等；第二，處于休眠期(又稱為G0期)的細(xì)胞，這些細(xì)胞仍然具有分裂能力，在合適條件下仍可以回到分裂周期之中繼續(xù)進(jìn)行細(xì)胞分裂增殖。例如肝臟細(xì)胞、腎臟細(xì)胞、黃骨髓造血細(xì)胞等；第三，完全脫離細(xì)胞周期，不能再分裂的走向成熟和衰老的細(xì)胞。例如骨骼細(xì)胞、白細(xì)胞、植物的韌皮部細(xì)胞等。例2下列四組人體細(xì)胞中，能夠通過細(xì)胞分裂使組織得以修復(fù)和更新的一組是A成骨細(xì)胞和白細(xì)胞B口腔上皮細(xì)胞 C肝

4、細(xì)胞和生發(fā)層細(xì)胞D神經(jīng)元和骨骼肌細(xì)胞解析：用“排除法”解。題中所列具有分裂能力的細(xì)胞只有成骨細(xì)胞、肝細(xì)胞和生發(fā)層細(xì)胞。其他五種細(xì)胞均已經(jīng)高度分化而失去了分裂能力。答案：C(2)用“借比法”和“成因法”理解有絲分裂及其意義。細(xì)胞的有絲分裂是一種生命活動，而且由整個(gè)的分裂活動體現(xiàn)出了生命活動高度的有序性，如果從理解進(jìn)而感悟生命的神奇與奧妙的情感中去理解有絲分裂的整個(gè)過程及其意義。那有絲分裂的知識就不會枯燥無味，只是機(jī)械記憶了。首先，需要了解細(xì)胞分裂的原因，加深理解細(xì)胞分裂的過程。活細(xì)胞不停地進(jìn)行著代謝，在一定范圍內(nèi)就可以不斷地生長。細(xì)胞為什么不能無限地長大而要進(jìn)行分裂呢？我們可以將細(xì)胞比喻為一個(gè)生

5、物體，就像咱們?nèi)耍M(jìn)行一系列活動的原因是什么呢？這是因?yàn)榧?xì)胞的生長要受到細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)以及細(xì)胞表面積與體積的比例等因素的制約。受到細(xì)胞表面積與體積之比的限制。細(xì)胞要通過它的表面(細(xì)胞膜)不斷地和周圍環(huán)境或鄰近細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)交換，這樣它就必須有足夠的表面積，否則它的代謝作用就很難進(jìn)行。當(dāng)細(xì)胞的體積由于生長而逐步增大時(shí)，細(xì)胞表面積和體積的比例就會變得越來越小，導(dǎo)致表面積不夠，使細(xì)胞內(nèi)部和外界的物質(zhì)交換適應(yīng)不了細(xì)胞的需要，這就會引起細(xì)胞的分裂，以恢復(fù)其原來的表面積與體積的適宜比例。就像煤粉比煤塊燃燒會更充分和迅速一樣，適宜的大小是有利于物質(zhì)的高效交流的。要維持細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)體積之間的平衡狀態(tài)。細(xì)胞質(zhì)

6、中的生理、生化過程都受到細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)的指引和控制。就好比人的行為活動受控于大腦一樣。因此，當(dāng)細(xì)胞質(zhì)的體積增大太大時(shí)，細(xì)胞核對這樣大范圍的細(xì)胞質(zhì)的調(diào)控作用就會相對減弱，以致造成核、質(zhì)的不平衡，從而引起細(xì)胞分裂，以恢復(fù)其細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)體積之間的穩(wěn)定狀態(tài)。科學(xué)家曾做過這樣的實(shí)驗(yàn)：當(dāng)人工培養(yǎng)的變形蟲快要分裂的時(shí)候，把它的細(xì)胞質(zhì)切去一塊，這個(gè)變形蟲就不再分裂，等它長大起來又要分裂時(shí)，又切去一塊，它也不再分裂。但如果讓其繼續(xù)生長，體積達(dá)到一定大小時(shí)，它又會開始分裂。細(xì)胞分裂生成子細(xì)胞，要使子細(xì)胞具有和母細(xì)胞一樣的功能特性，關(guān)鍵還是核中的遺傳物質(zhì)染色質(zhì)(染色體)的合理傳遞。由以上分析不難理解，細(xì)胞分裂是

7、必然的，并且還要盡可能保證遺傳物質(zhì)合理的分配，這樣一個(gè)難題就擺在了分裂細(xì)胞的面前。長期的進(jìn)化選擇的結(jié)果，細(xì)胞選擇了“復(fù)制、平分”(先復(fù)制遺傳物質(zhì)，再平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去)。就好比是基本路線定下了，具體怎么實(shí)現(xiàn)呢？(3)用“并列比較法”掌握細(xì)胞分裂的各時(shí)期。分裂間期 這一時(shí)期為細(xì)胞分裂進(jìn)行物質(zhì)上的準(zhǔn)備，主要是完成組成染色體的DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。因此，間期是整個(gè)細(xì)胞周期中極為關(guān)鍵的準(zhǔn)備階段。由于DNA的復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)的加倍。在DNA復(fù)制之前，細(xì)胞核中的每條染色體上(間期實(shí)際上呈染色質(zhì)的狀態(tài))含有一個(gè)DNA分子，復(fù)制后，每條染色體上有兩個(gè)相同的DNA分子，但仍然連在同一個(gè)

8、著絲點(diǎn)上，形成兩個(gè)完全一樣的姐妹染色單體，也就是說，姐妹染色單體是在間期形成的。此時(shí)，細(xì)胞核中的DNA分子數(shù)增加一倍，但染色體數(shù)目由于著絲點(diǎn)沒斷開，而保持不變，只有到了分裂后期染色體數(shù)目才因著絲點(diǎn)分開，姐妹染色單體變成兩條子染色體，染色體數(shù)目加倍。分裂期 分裂期是一個(gè)連續(xù)的過程，為了研究的方便，可以人為地分為前期、中期、后期、末期四個(gè)時(shí)期，這四個(gè)時(shí)期的主要特點(diǎn)如下表所示：細(xì)胞周期主要變化特點(diǎn)分析記憶小竅門分裂前期兩消：核膜、核仁消失；兩現(xiàn)：染色質(zhì)變成染色體、紡錘體出現(xiàn)；一著一移：紡錘絲附著在染色體的著絲點(diǎn)上，牽拉染色體向中央移動膜仁消失兩體現(xiàn)分裂中期三清晰：染色體的形態(tài)清晰、數(shù)目清楚、紡錘體最

9、清晰；一排列：著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞中央的赤道板上形定數(shù)清赤道面分裂后期分開加倍：著絲點(diǎn)分開，由一條染色體上的兩個(gè)姐妹染色單體變成兩條子染色體，使染色體數(shù)目加倍；兩極移：染色體在紡錘絲牽拉下向兩極移動點(diǎn)裂數(shù)增兩極移分裂末期三現(xiàn)：核膜、核仁重現(xiàn)，(植物細(xì)胞)細(xì)胞板出現(xiàn)；兩消：染色體解旋變成染色質(zhì)而在光鏡下消失，紡錘體解體消失三現(xiàn)兩消分裂完注意：細(xì)胞中央的赤道板是假想平面，實(shí)際不存在，而細(xì)胞板是實(shí)際存在的，細(xì)胞板由細(xì)胞中央向四周擴(kuò)展，逐漸形成新的細(xì)胞壁將植物細(xì)胞一分為二。仔細(xì)體會，在有絲分裂過程中，DNA和染色體數(shù)目都有一個(gè)加倍過程，但加倍的時(shí)期是不同的。DNA在間期加倍，而染色體是在后期加倍，這樣在形

10、成的兩個(gè)子細(xì)胞中，DNA和染色體數(shù)目都保持不變，從而保證了細(xì)胞的前后代遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性。2解題障礙的突破在有絲分裂過程中存在著以下的幾種變化規(guī)律，用“圖解法”和“并列比較法”掌握有絲分裂中染色體、染色單體、DNA三者的變化規(guī)律。(1)染色體形態(tài)變化規(guī)律(2)染色體行為變化規(guī)律復(fù)制螺旋化，散亂分布于細(xì)胞中著絲點(diǎn)排列在赤道板上著絲點(diǎn)分裂移向兩極(3)有絲分裂過程中DNA、染色體、染色單體數(shù)目的變化(假設(shè)正常體細(xì)胞的細(xì)胞核中DNA含量為2a，染色體數(shù)目為2N) 間期前期中期后期末期DNA含量2a4a4a4a4a2a染色體數(shù)目2N2N2N4N2N染色單體數(shù)目04N4N4N00染色體、DNA在坐標(biāo)內(nèi)的變

11、化曲線如下圖所示：例3在細(xì)胞有絲分裂過程中,DNA分子數(shù)目相同,但染色體數(shù)目不同的時(shí)期是A間期和前期B前期和中期C前期和后期D間期和中期解析：用“圖文轉(zhuǎn)換法”解。答案： C例4下圖表示根尖分生區(qū)細(xì)胞在有絲分裂過程中染色體的運(yùn)動,其中A圖表示染色體的著絲點(diǎn)與紡錘絲的相應(yīng)的極之間的平均距離,請回答下列問題:(1)細(xì)胞周期的第_分鐘,兩個(gè)染色單體開始分裂形成染色體并移向細(xì)胞兩極。(2)B圖中直線c代表_。(3)在細(xì)胞周期的第9分鐘時(shí),測得DNA的數(shù)目為32,則分裂到細(xì)胞周期的第15分鐘時(shí),細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA數(shù)依次是_。解析：用“圖文轉(zhuǎn)換法”先讀圖分析。(1)從A圖所示的曲線可以看出，從第10分鐘開始，染色體的著絲點(diǎn)與紡錘絲的相應(yīng)的極之間的平均距離在逐漸縮短，說明兩個(gè)染色單體開始分裂形成染色體并移向細(xì)胞兩極。(2) B圖中直線c的數(shù)學(xué)含義是從第10分鐘開始，距離隨時(shí)間的增大而增大。聯(lián)系到有絲分裂，已知從第10分鐘開始，兩個(gè)染色單體開始分裂形成染色體并移向細(xì)胞兩極，那么，隨時(shí)間的增大而增大的是發(fā)生分離的姐妹染色單體所形成的兩條染色體之間的距離。(3)從第10分鐘開始，兩個(gè)染色單體開始分裂形成