2021年高中生物第6章第1节细胞的增殖典例精析新人教版必修1细胞体积与物质运输的关系【例1】科学家研究发现，微生物细胞的代谢异常旺盛，每小时所转化的物质可达自身重量的上万倍，这是同等重量的高等动植物所望尘莫及的。
资料显示，一般情况下生物越小，越能迅速地与外界环境进行物质交换，其单位时间内所转化物质的重量与其体重之比就越大。
请你用以下所给的材料用具设计一个模拟实验，以验证这一事实，然后再回答下面提出的问题。
(提示：物质的转化量可用物质的吸收量来反映)(一)设计实验实验材料：琼脂块，质量分数为0.01% 的NaCl溶液(可被琼脂块吸收)，天平，小刀，尺子等。
实验步骤第一步：用小刀将琼脂块切成三组边长分别为3 cm、2 cm和1 cm的立方体小块。
第二步：________________________________________________________________________。
第三步：________________________________________________________________________。
第四步：________________________________________________________________________。
预期结果：________________________________________________________________________。
实验结论：________________________________________________________________________。
(二)回答问题(1)该研究中所用的三种大小不同的琼脂块代表________。
(2)有人计算了三种琼脂块表面积与体积得出的相关数据如下表：通过对表中数据的分析，你得出的结论是________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _。
(3)综合上述模拟实验及对表格数据的分析，你对微生物的代谢异常旺盛这一现象的解释是________。
解析：本题考查细胞大小与物质运输关系的模拟实验的知识迁移，解决本题的关键是准确把握实验原理和方法步骤的设计。
答案：(一)设计实验第二步：用天平称取等量的三种边长的琼脂块，并记录下其重量值，然后将其同时放入盛有足量NaCl溶液的烧杯中第三步：一定时间后(不能过短或过长)，同时取出所有琼脂块，用吸水纸吸去浮液第四步：用天平分别称取三组琼脂块的重量，并分别计算出三组琼脂块增加的重量与其原来重量之比预期结果：三组琼脂块增重与原重之比由小到大依次是3 cm 组<2 cm组<1 cm组(或边长越小的琼脂块，其增重与原重之比越大)实验结论：同等重量的生物体(琼脂块)体积越小，单位时间内所转化物质的重量与体重之比越大(二)回答问题(1)三种不同体积的生物体(微生物)(2)物体越小，其表面积与体积之比就越大(3)微生物体积小，表面积与体积之比较大，单位时间内所转化物质的重量与原体重之比较大点拨：利用教材中实验为背景材料，设计新的实验，考查学生对教材实验掌握程度和实验设计能力及分析能力是近几年高考常见题型，因此要重视教材实验设计原则及方法步骤。
变式拓展1 探究细胞表面积与体积的关系的实验原理不包括( )A．酚酞遇到NaOH呈现紫红色反应B．以琼脂块的大小表示细胞大小C．NaOH的扩散深度表示吸收速率D．NaOH的扩散体积与整个琼脂块的体积比表示细胞吸收物质的速率细胞周期的分析和判断【例2】图619表示连续分裂细胞的两个细胞周期，下列叙述中正确的是( )A．a和b为一个细胞周期B．b结束DNA含量增加一倍C．遗传物质平分一般发生在c段D．b和c为一个细胞周期分析：完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期占的比例大，完成DNA复制和有关蛋白质合成，间期完成后DNA含量加倍，分裂期完成遗传物质的平均分配，图中a＋b和c＋d都可以看作一个完整的细胞周期。
答案：A点拨：理解细胞周期的起点和终点，细胞周期的分裂间期在前，分裂期在后，细胞周期的大部分时间处于分裂间期，大约占细胞周期的90%～95%，分裂期大约占细胞周期的5%～10%。
变式拓展2 下列关于细胞周期的叙述中，正确的是( )A．成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期B．机体内所有的体细胞都处于细胞周期中C．抑制DNA的复制，细胞将停留在分裂期D．细胞分裂间期为细胞分裂提供物质基础细胞有丝分裂过程及图像识别【例3】图6110为某生物细胞分裂模式图，据图回答。
(1)图甲中含有姐妹染色单体的区段是________。
(2)图乙为细胞________分裂________期图像。
该时期的主要特征是________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _。
(3)若2号染色体的遗传信息来自父方，那么与之遗传信息完全相同的染色体为________号，其遗传信息完全相同的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)图乙对应于图甲中的________段，图丙对应于图甲中的________段。
(5)请在图甲中画出细胞核中染色体数目的变化曲线。
解析：(1)首先注意图甲的纵坐标是核DNA的数目，根据分裂前后数目的变化，可以判断该曲线为有丝分裂过程中核DNA数目变化曲线。
图中的A～C为有丝分裂间期，C～D为有丝分裂前期，D～E为有丝分裂中期，E～F为有丝分裂后期，在有丝分裂间期形成姐妹染色单体，后期分离。
(2)图乙表示着丝点分裂，所以为有丝分裂后期。
(3)因为2号和6号是复制后的染色体的着丝点分裂形成的，所以2号和6号完全一样。
(4)图丙中染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2，所以核细胞处于有丝分裂前期和有丝分裂中期。
答案：(1)B～E(2)有丝后染色体的着丝点分裂，染色单体分开成为染色体，并在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动(3)6 它们是由同一条染色体复制后分离形成的(4)E～F C～E(5)如图6111虚线所示。
点拨：细胞分裂图像的识别：(1)先判断是动物细胞还是植物细胞；(2)对应各期特点，分析图像中染色体或DNA的变化属于哪个时期；(3)注意染色体和DNA分子数量的变化。
①DNA分子在间期加倍，染色体在后期加倍；②前期中期DNA分子数是染色体数目的倍数，后期和末期时DNA与染色体数相等。
变式拓展3 如图6112所示为细胞分裂过程中染色体数目变化曲线和细胞分裂某一时期的结构图，请据图回答下列问题。
(1)图甲表示细胞的有丝分裂过程，cd段表示细胞分裂进入________期，此时期染色体变化的主要特点是______________________________________，de段表示细胞分裂进入______期，此时期染色体变化的主要特点是________________________________________________________________________。
(2)从图甲可以看出，经有丝分裂产生的子细胞与母细胞具有相同数量的________，所以细胞有丝分裂对于生物保持__________________有重要意义。
(3)图乙表示的细胞处于________期，此时细胞中的染色体条数为________，每条染色体含________条姐妹染色单体，共含________个DNA分子。
有丝分裂过程的观察实验【例4】在进行“观察植物细胞有丝分裂”实验中，甲～戊5位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下表所示。
请回答下列问题。
注：“＋”表示进行相应操作，“－”表示未进行相应操作。
(1)甲观察到的实验结果是________，乙观察到的实验结果是________，丙观察到的实验结果是________。
(请从下列序号中选择)A．染色体未着上颜色，无法看清B．细胞重叠，看不到染色体C．染色体着上颜色，清晰可见D．染色体着色很浅，模糊不清(2)丁同学在进行完上述步骤后，直接在高倍镜下观察，长时间未找到有丝分裂的细胞，正确的操作应该是________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _。
(3)戊同学观察到了许多呈长方形的细胞，但未找到有丝分裂各时期的细胞图像，可能的原因是________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _。
(4)经教师纠正后，丁同学在视野中找到了有关细胞有丝分裂的图像，但丁同学所看到的细胞图像位于视野的右上方，你认为他应如何正确移动装片？________________________________________________________________________解析：从表中步骤可以看出，甲同学没有进行解离，结果是细胞未分散，会出现细胞重叠，染色的效果也不好，看不到染色体；乙同学没有进行漂洗，根尖上有盐酸，会中和碱性染料导致染色效果不好；丙同学没有进行染色，染色体没有着色，无法看到染色体的情况。
在使用显微镜观察时，一定要先使用低倍镜观察，找到要观察的物像，移至视野中央，再换用高倍镜观察。
丁和戊同学由于操作正常，应该能看到不同时期的染色体变化，戊同学看到的是长方形的细胞，说明不是根尖分生区部位的细胞，应该先在显微镜下找到呈正方形的细胞。
