人教课标版高中生物必修1第6章《细胞的增殖》问题导学

第1节细胞的增殖
问题导学
一、相关的实验知识
活动与探究1
（一）“细胞大小与物质运输的关系”实验分析
1．写出本实验的原理和目的。

2．写出本实验的操作流程图。

3．讨论教材P111的实验讨论题，写出讨论1和讨论3的结果。

（二）观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
阅读教材P115～116的实验内容，回答以下问题。

1．写出实验的原理。

2．简述洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂装片的制作流程。

3．取材时间一般为上午10时至下午2时，其原因是什么？
4．解离的目的是什么？制片时要用拇指轻轻按压载玻片，其目的又是什么？
5．在显微镜视野中观察不到一个细胞连续分裂的动态变化，这与装片制作过程中的哪一步骤有关？原因是什么？
6．解离时间过长或者过短对实验会有什么影响？
7．分生区细胞具有什么特点？
8．细胞周期中，哪一时期的细胞数目最多？为什么？
迁移与应用1
有一位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如下图所示。

造成这种情况的原因可能是（）。

①取材位置不合适②取材时间不合适③制片时压片力量不合适④解离时间不合适⑤视野选择不合适
A．②③B．②⑤C．①②⑤D．①③④
1．限制细胞无限长大的因素
制约细胞体积的因素有三个方面：一是细胞的相对表面积与体积的关系，细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质交换效率越低，细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大；二是细胞核与细胞质之间的关系，细胞核内所含的遗传信息是有一定限度的，能控制的细胞的活动也就有一定的限度，使细胞不可能太大；三是细胞内物质的交流受到细胞体积制约，细胞体积过大，影响物质流动速率，细胞内的生命活动就不能灵敏地控制与缓冲。

活动与探究2
1．什么叫细胞周期？请将下图中关于细胞周期概念的简图补充完整。

2．下图方法1和2都是细胞周期的表示方法，请用文字和箭头以及字母和箭头的形式
表示图中的分裂间期、分裂期及细胞周期。

3．填空：细胞周期各时期的特点。

（1）观察染色体最好的时期是哪个时期？
（2）染色单体形成于哪个时期？出现于哪个时期？消失于哪个时期？
4
菠菜根的分生区细胞不断分裂，对该过程的叙述正确的是（ ）。

A ．细胞分裂间期，DNA 复制，DNA 和染色体的数目增加一倍
B ．细胞分裂前期，核膜和核仁逐渐消失，中心体发出星射线形成纺锤体
C ．细胞分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，适于染色体计数和形态观察
D ．细胞分裂末期，在细胞中央赤道板的位置出现一个由膜构成的细胞板
1 2.赤道板与细胞板的区别：赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不
到；细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。

三、有丝分裂过程中的数据分析
活动与探究3
（1）A →B ，L →M ，P →Q 的变化原因都是什么？
（2）C→D，G→H，N→O，R→S的变化原因都是什么？
迁移与应用3
下图甲表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系，图乙表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。

下列说法中错误的是（）。

A．图甲中AB段形成的原因是DNA分子复制
B．图甲中DE段可表示有丝分裂后期和末期
C．图乙中细胞处于图甲中的DE段
D．图乙中细胞含8条染色体、8个DNA分子、8条染色单体
记住染色体、染色单体、DNA的行为变化时期：DNA分子数目的加倍在间期，数目的恢复在末期；染色体数目的加倍在后期，数目的恢复在末期。

观察染色体的最好时期是中期；染色单体的形成在间期，消失在后期。

三者的数量关系：若有染色单体，则DNA数＝染色单体数＝2×染色体数；若没有染色单体，则DNA数＝染色体数。

答案：活动与探究1：
（一）1.答案：实验原理：当NaOH与含酚酞的琼脂块相遇时，其中的酚酞会变成紫红色。

实验目的：通过探究细胞大小，即细胞表面积与体积之比，与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。

2．答案：制备琼脂块→浸泡→切割→测量、记录、计算。

3．答案：讨论1：当NaOH与含酚酞的琼脂块相遇时，其中的酚酞变成紫红色，这是常用的检测NaOH的方法，从琼脂块的颜色变化就知道NaOH扩散到多远；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是相同的。

讨论3：细胞越大，物质运输的效率越低，所以多细胞生物体是由许多细胞而不是由少数体积更大的细胞构成的。

细胞体积越大，需要与外界环境交换的物质越多；但是，细胞体积越大，其表面积相对越小，细胞与周围环境之间进行物质交流的面积相对小了，所以物质运输的效率越低。

（二）1.答案：（1）高等植物根尖、茎尖的分生区细胞能进行有丝分裂。

（2）在高倍显微镜下，可根据细胞内各个时期染色体的存在状态判断该细胞处于有丝分裂的哪个时期。

（3）细胞核内的染色体容易被碱性染料（如龙胆紫溶液）着色。

2．答案：取材→解离→漂洗→染色→制片。

3．答案：此时洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多。

4．答案：解离的目的是使组织中的细胞相互分离开；用拇指轻轻按压载玻片的目的是使细胞相互分散开，有利于观察。

5．答案：解离。

解离液杀死了细胞，各分裂细胞停留在死亡时的分裂相。

6．答案：解离时间过长，会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏；解离时间过短，会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。

7．答案：分生区细胞的特点是呈正方形；排列紧密；有的细胞正在分裂。

8．答案：处在分裂间期的细胞数目最多，原因是分裂间期时间长。

迁移与应用1：C解析：此实验需找到呈正方形、排列紧密的分生区细胞，该视野中细胞多呈长方形，可能原因是取材位置不合适、取材时间不恰当或没找到分生区。

活动与探究2：
1．答案：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。

①是分裂间期，②是分裂期，③是细胞周期。

2．答案：方法1：间期为乙→甲；分裂期为甲→乙；细胞周期为乙→乙。

方法2：间期为a或c；分裂期为b或d；细胞周期为a＋b或c＋d。

3．间期DNA复制蛋白质染色体核膜核仁纺锤体中期着丝点赤道板数目后期着丝点姐妹染色单体加倍染色质丝核膜、核仁细胞板细胞壁（1）答案：中期。

（2）答案：间期。

前期。

后期。

4．答案：DNA复制和有关蛋白质的合成细胞两极中心粒细胞板细胞壁凹陷缢裂
迁移与应用2：C解析：本题主要考查细胞有丝分裂的过程。

间期复制的结果是DNA 加倍，染色体数不变；中心体发出星射线形成纺锤体只发生在动物细胞和部分低等植物细胞中；细胞板没有膜结构。

活动与探究3：
1．答案：2n→4n4n0→4n4n→02n2n→4n
2．（1）答案：DNA分子复制。

（2）答案：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。

迁移与应用3：D解析：注意纵坐标为每条染色体上的DNA含量。

图甲中AB段对应细胞周期的S期，DNA分子正在复制；有丝分裂后期染色单体分开成为染色体。

染色体上的DNA含量减半，图甲中DE段可表示有丝分裂后期和末期；图乙中细胞处于后期，与图甲中的DE段对应；图乙中细胞已经没有染色单体，故选D。

当堂检测
1．细胞不能无限长大的主要原因是（）。

A．它的寿命有限
B．它所生活的环境有限
C．细胞表面积与体积的关系限制了细胞长大
D．因为细胞具有分裂周期
2．下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G2期合成的
3．下图是细胞有丝分裂过程中一条染色体上的DNA含量变化图解，下列叙述中正确的是（）。

A．在AB段主要进行蛋白质的合成，细胞生长速度快
B．出现CD段变化的原因是细胞质分裂
C．该细胞中，在BC段始终有染色单体存在
D．若该细胞是植物细胞，则CD段高尔基体和内质网活动非常活跃
4．用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，下列叙述正确的是（）。

A．同一视野中各个细胞的染色体数目相等
B．在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等
C．观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到赤道板和染色体
D．每个细胞是独立分裂的，任选一个细胞可持续观察它的整个分裂过程
5．右图是一个植物细胞有丝分裂的示意图，请根据图回答下列问题。

（1）此细胞处于有丝分裂的________期。

（2）该细胞此时有染色体________条。

（3）此细胞分裂结束以后，子细胞内的染色体有________条。

（4）①和⑤两条染色体是经过______期______形成的。

（5）此时期继续发展，将在________位置出现________，逐渐扩展形成________，最终分裂为两个子细胞。

答案：1．C解析：细胞体积越大，其表面积与体积的比值越小，这样细胞与外界的物质交换速率就越小。

因此，细胞不能无限长大主要受限于细胞表面积与体积的比值。

2．B解析：由题图可知a为植物细胞的最外层结构，故为主要由纤维素和果胶组成的细胞壁；细胞膜与细胞壁在生活状态下是紧贴在一起的，故b表示核膜，c表示核仁；细胞板逐渐形成细胞壁，此过程与高尔基体密切相关。

3．C解析：AB段一条染色体中的DNA数目由1条变为2条，表示的是DNA的复制。

出现CD段的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体成为染色体，每条染色体上又只含有一个DNA分子。

BC段每条染色体上始终有2个DNA分子，说明始终有2条姐妹染色单体。

若该细胞是植物细胞，CD段为有丝分裂后期，而不是末期，末期时高尔基体和内质网活动才开始活跃。

4．B解析：同一视野中各个细胞所处的时期可能不一样，各个细胞的染色体数目不一定相等；在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等；观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到染色体，但看不到赤道板，赤道板是假想的一个结构；每个细胞是独立分裂的，但在解离的时候细胞已经死亡，所以我们看到的是细胞分裂某个阶段的静态图。

5．答案：（1）后
（2）8
（3）4
（4）间复制
（5）赤道板细胞板细胞壁。