高中生物思维导图在生物中的应用6.细胞的生命历程知识点

高中生物思维导图在生物中的应用：

6.细胞的生命历程

6.1细胞的增殖

一、生物体的生长

1．细胞长大：体积变大→运输速率降低→表面积/体积实验

2．细胞增殖：数量增多→癌变，畸形增殖，需要更多功能

3．细胞分化：种类增加→不正常分化→癌变

4．细胞衰老、凋亡：更新换代

二、实验

1．标题：细胞大小与物质运输的关系。模型建立实验

2．目的：细胞大小（表面积与体积比）与物质运输效率的关系，探讨细胞不能无限长大

3．原理

（1）细胞模型：用琼脂块的大小模拟细胞的大小

（2）细胞与外界进行物质交换的效率：NaOH在琼脂块中扩散的体积占整个琼脂块的体积

（3）检测方法：酚酞遇NaOH呈现紫红色

4．步骤

（1）制备琼脂块：含酚酞的琼脂切成边长为3、2、1cm的正方体

（2）NaOH浸泡：琼脂块放在质量分数为0.1%的NaOH溶液中10min，并不时翻动（不要破坏琼脂块）（3）切割琼脂块：取出琼脂块，用纸巾吸干，切成两半

（4）测量结果、计算：测量每块琼脂块上NaOH扩散的深度，计算

5．结果及讨论

（1）琼脂块的颜色变化可知NaOH扩散的深度

（2）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

（3）NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比，随琼脂块的增大而减小

6．实验结论

（1）琼脂块的表面积与体积之比，随着琼脂块的增大而减小

（2）NaOH扩散进琼脂块的体积与整个琼脂块的体积之比，随琼脂块的增大而减小

（3）细胞体积越大，其相对表面积越小

（4）细胞与周围环境之间物质交换的面积相对越小，物质运输的效率越低

7．实验扩展：细胞与外界进行气体交换

（1）思路：考虑呼吸和光合作用对于细胞的整体效果，如呼吸=光合，整体而言无气体进出细胞；气体进出是顺浓度梯度的自由扩散；考虑物质运输的速率；物质的来源和去路

（2）规律：气体在细胞间、细胞质的含量变化一致，如只呼吸时，氧气在细胞间、细胞质的量均减少，而二氧化碳均增多

（3）以有氧呼吸为例，氧气分布于细胞间、细胞质、线粒体内；当细胞进行有氧呼吸时，细胞整体表现为氧气从细胞间进入，二氧化碳从线粒体排至细胞间∴细胞间的氧气减少、二氧化碳增多。又∵线粒体的相对表面积大（体积小双层膜）∴线粒体的运输速率比细胞膜大∴氧气从细胞质进入线粒体的速率＞氧气从细胞间进入细胞质的速率∴细胞质的氧气减少（来源慢去路快），同理细胞质的二氧化碳增加

（4）应用整体思维，呼吸＞光合也是同样的变化过程；而呼吸＜光合相反

三、细胞不能无限长大

1．表面积与体积的之比限制了细胞的长大

（1）细胞内物质的交流受到细胞体积的制约

（2）细胞体积过大，影响物质流动，代谢下降

2．核质比

（1）细胞核是遗传和代谢的控制中心

（2）细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加

（3）细胞核控制的细胞质范围是有限的

（4）细胞太大，细胞核的“负担”就会过重

3．细胞也不能太小

（1）为基本结构和物质提供充足的空间

4．注

（1）某些细胞器、原生动物的伸缩泡，是为了增大膜面积与体积的比

（2）双小核草履虫等具有多个细胞核，是为了保证正常的核质比

四、细胞通过分裂进行增殖

1．意义

（1）细胞增殖是重要的生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础

①生长、发育的基础：受精卵通过增殖和分化形成成体。多细胞生物体的旧细胞通过增殖形成新细胞→补充衰老和死亡的细胞（细胞学说）

②繁殖的基础：单细胞生物通过细胞增殖而繁殖。多细胞生物从受精卵开始，经过增殖和分化发育成个体

③遗传的基础：遗传物质由亲代细胞通过细胞增殖传递给了代细胞

2．过程：包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程

3．分类

（1）真核细胞分裂方式

①有丝分裂：对象，真核生物体细胞。特点，具有细胞周期；形成纺锤丝→纺锤体

②无丝分裂：对象，蛙的红细胞。特点，无细胞周期；不出现纺锤体和染色体

③减数分裂：见必修II第2章。与生殖细胞的形成有关。特点，无细胞周期；形成纺锤丝→纺锤体（2）原核细胞分裂方式：二分裂

五、有丝分裂

1．细胞周期

（1）概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下次分裂完成时为止

（2）表示方法：扇形图；直线图；曲线图；柱形图

（3）特征

①只有能连续分裂的细胞才有细胞周期：高度分化的细胞不再继续分裂，如神经细胞、精子、卵细胞

②不同细胞周期不一定相同

1）不同物种周期不一定相同

2）同物种不同细胞周期不一定相同

3）由遗传决定

4）受环境影响：pH，温度，营养，激素

5）环境因素、生理或病理状况等会通过影响酶的活性影响细胞周期

③分裂间期与分裂期所占比例不同

（4）包括

①分裂间期：时间较长，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

②分裂期：经历的时间短

（5）应用：观察有丝分裂的选材→分裂期/细胞周期大的材料→细胞处在分裂期概率大2．过程

（1）分裂间期

①时间：长，占周期的90~95%

②作用：为分裂期提供物质基础，即DNA复制和有关蛋白质的合成，需要更多的能量

③变化

（2）分裂期：M期

3．配合的细胞器

细胞器细胞类型时期生理作用

核糖体动、植物整个时期（间期更活跃）蛋白质合成

中心体动、低等植物前期纺锤体的形成高尔基体植物细胞末期参与细胞壁的形成线粒体动、植物整个时期（间期更活跃）供能

4．数量变化：以二倍体生物为例

（1）间期的G1期数目与体细胞数相同：染色单体除外

（2）染色体的数目=着丝点的数目

（3）姐妹染色单体数=2倍染色体数=2倍着丝点数

（4）DNA数=线条数目

分裂期

项目分裂间期

前期中期后期末期着丝点2n 2n 2n →4n→2n

染色体2n 2n 2n →4n→2n

染色单体0→4n4n 4n →00 DNA 2n→4n4n 4n 4n →2n 每条染色体DNA

1→2 2 2 1 1 数

（5）对应曲线图