版高中生物第六章细胞的生命历程第1节第1课时细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂学案新人教版必修1.docx

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版高中生物第六章细胞的生命历程第1节第1课时细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂学案新人教版必修1

第1课时　细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂

1．简述细胞生长和细胞的周期性。

2．模拟探究细胞大小与物质运输的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。

3．概述高等植物细胞有丝分裂的过程。

细胞不能无限长大

1．细胞大小与物质运输的关系

（1）原理

（2）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。

②NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小。

③细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。

2．细胞不能无限长大的原因

（1）细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。

（2）细胞核的控制能力制约细胞的长大。

[合作探讨]

探讨1：

探讨“细胞大小与物质运输的关系”的实验中

（1）不同大小的琼脂块和NaOH分别是模拟的什么？

提示：

不同大小的琼脂块是模拟的不同体积的细胞。

NaOH是模拟的细胞吸收的物质。

（2）确定“物质”扩散的深度依据什么原理？

提示：

酚酞遇NaOH产生紫红色。

（3）用什么作为模拟细胞大小与物质运输效率之间的关系的指标？

提示：

在相同时间内，NaOH扩散的体积与琼脂块的总体积的比值，可以反映NaOH扩散的效率，由此模拟细胞大小与物质运输效率之间的关系。

（4）下列测量琼脂块变色深度的方法正确的是哪一组？

（虚线表示测量位置）

提示：

第③组。

探讨2：

结合影响细胞不能无限长大的因素和细胞生长所需的条件，思考既然细胞体积过大不利于其生长，那是不是细胞体积越小越好呢？

分析其原因。

提示：

不是。

组成细胞的物质必须占据一定的空间，细胞内的各种生化反应的进行也需要一定的空间，这些因素决定了细胞的体积不能太小。

[思维升华]

限制细胞无限长大的因素

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

【解析】　在相同时间内，NaOH在不同体积的琼脂块中扩散的深度基本相同，即扩散速率相同，无法表示细胞的物质吸收速率。

在本实验中，细胞的物质吸收速率是用NaOH扩散的体积与琼脂块总体积的比值来表示的，同时，该比值也反映出了细胞相对表面积与体积的关系。

【答案】　C

2．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交换

【解析】　细胞体积的大小受以下两个因素的影响：

（1）细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与外界物质的交换速率就越低，而且还会影响细胞内部的物质交换；

（2）细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA一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。

【答案】　C

细胞周期

1．细胞的增殖

（1）细胞以分裂的方式进行增殖。

（2）细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。

（3）真核细胞的分裂有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种方式。

（4）细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。

2．细胞周期

（1）前提条件：

连续分裂的细胞。

（2）时间：

从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。

（3）两个阶段：

分裂间期和分裂期，分裂间期约占整个细胞周期的90%～95%。

[合作探讨]

探讨1：

试判断下列细胞有无细胞周期，并说明理由。

①根尖分生区细胞　②胚胎干细胞　③皮肤生发层细胞　④神经细胞　⑤茎的形成层细胞

提示：

①②③⑤有细胞周期，它们都是连续分裂的细胞；④是高度分化的细胞，不分裂没有细胞周期。

探讨2：

如图所示为细胞分裂的一个细胞周期，请用甲、乙表示出一个细胞周期、分裂间期和分裂期。

提示：

细胞周期：

乙→乙；分裂间期乙→甲；分裂期：

甲→乙。

探讨3：

下表为不同细胞的周期持续时间（h），据表分析并探讨以下问题：

细胞

分裂间期

分裂期

细胞周期

十二指肠细胞

13.5

1.8

15.3

肿瘤细胞

18.0

0.5

18.5

成纤维细胞

19.3

0.7

20.0

（1）分裂期和细胞周期最短的细胞分别是什么？

提示：

肿瘤细胞，十二指肠细胞。

（2）由上述表格数据你可得出何种结论？

提示：

不同种类细胞的细胞周期持续时间不同。

[思维升华]

1．具有细胞周期的前提条件

（1）只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有周期性。

如下图甲细胞就无细胞周期，而乙细胞进行连续的细胞分裂，具有细胞周期。

（2）生物体有细胞周期的细胞有：

受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞（不正常分裂）。

2．细胞周期的划分

（1）分裂间期

细胞周期示意图

（2）分裂期（M期）：

人为地分为前、中、后、末四个时期。

3．细胞周期的表示方法

（1）扇形图：

从A点→B点→A点（顺时针），表示一个细胞周期。

（2）直线图

说明：

图中a＋b或c＋d均表示为一个细胞周期。

（3）曲线图表示法

a→f为一个完整的细胞周期

（4）柱形图表示法

B组DNA相对含量在2C到4C之间，说明细胞正处于DNA复制时期；C组细胞中DNA已经加倍说明细胞处在分裂期。

1．由细胞形态判断，下列细胞中最可能具有细胞周期的是（　　）

【导学号：

19040260】

【解析】　由图可知，A是精子、C是肌细胞、D是神经细胞，均是已分化的细胞，丧失了分裂能力。

而B所示的细胞从形态上看，仍处于原始状态，没有分化，可连续分裂，具有细胞周期。

【答案】　B

2．如图1中，ab表示一个细胞周期，cd表示另一个细胞周期。

图2中，按箭头方向表示细胞周期。

从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是（　　）

A．图1中的a、图2中B→A，细胞正在进行DNA复制

B．图1中的b、图2中A→B，会出现染色体数目加倍的时期

C．图2中细胞周期可以是从A到B再到A

D．图2中细胞周期可以是从B到A再到B

【解析】　细胞周期的起点是上次分裂完成时，图1中的a、c段和图2中的由B到A都是分裂的间期，可以进行DNA的复制；而图1中的b、d段和图2中的由A到B是指分裂期，后期时会出现染色体数目加倍；图2中的细胞周期应是由B到A再到B。

【答案】　C

高等植物细胞的有丝分裂

1．分裂间期

（1）主要变化

（2）意义：

为分裂期进行活跃的物质准备。

2．分裂期

时期

分裂图像

主要特征

前期

（1）染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体

（2）从细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体

（3）核仁逐渐解体，核膜逐渐消失

（4）染色体散乱分布于纺锤体中央

中期

（1）纺锤丝牵引染色体运动，使其着丝点排列在赤道板上

（2）染色体形态稳定、数目清晰，便于观察

后期

（1）着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍

（2）子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极

末期

（1）染色体变成染色质丝，纺锤丝消失

（2）核膜、核仁出现，形成两个新细胞核

（3）赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展为细胞壁

[合作探讨]

探讨1：

请分析在有丝分裂过程中下列细胞结构主要有哪些变化？

（1）染色体；

（2）纺锤体；（3）核膜和核仁。

提示：

（1）染色体：

复制→散乱分布于纺锤体中央→着丝点排列在赤道板上→着丝点分裂→移向细胞两极→平均分配到两个子细胞中。

（2）纺锤体：

形成（前期）→解体消失（末期）；（3）核膜和核仁：

解体消失（前期）→重建（末期）。

探讨2：

有丝分裂过程中，细胞内DNA分子数和染色体数加倍分别发生在什么时期？

染色单体形成于何时，消失于何时？

什么时期存在染色单体？

提示：

细胞内DNA分子数加倍在间期，染色体数加倍在后期。

染色单体形成于间期（染色体复制），消失于后期（着丝点分裂）。

前、中期存在染色单体。

探讨3：

细胞板与赤道板的区别是什么？

提示：

赤道板不同于细胞板，赤道板不是存在的具体结构，因此在显微镜下是无法观察到的，它指的是细胞中央假想的一个平面。

而细胞板则是植物细胞在末期由高尔基体形成的结构，最终形成细胞壁。

[思维升华]

1．染色体、染色单体、DNA的数量关系：

（1）染色体数＝着丝点数，即根据着丝点数计算染色体数。

（2）当染色单体存在时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。

（3）当无染色单体存在时，染色体∶DNA＝1∶1。

2．有丝分裂过程细胞中DNA含量、染色体数、染色单体数的变化（生物体细胞中DNA含量为2C，染色体数为2N）

（1）DNA含量、染色单体数、染色体数含量变化

项目

间期

前期

中期

后期

末期

DNA含量

2C→4C

4C

4C

4C

4C→2C

染色单体数

0→4N

4N

4N

4N→0

0

染色体数

2N

2N

2N

2N→4N

4N→2N

（2）根据上表中数据可以作出DNA含量、染色体数目、每条染色体上DNA含量变化曲线

说明：

①a→b，l→m的变化原因都是DNA分子复制。

②f→g，n→o的变化原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。

③c→d，n→o的曲线变化很相似但所处时期不同。

④c→d，h→i的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子代细胞。

⑤染色单体的数量起点为0，终点也为0。

1．下列关于细胞有丝分裂过程的叙述，正确的是（　　）

A．前期：

染色体复制一次

B．中期：

染色体与DNA数目相等

C．后期：

染色体数目加倍

D．末期：

始终看不到核膜、核仁

【解析】　染色体复制在间期，A错；中期染色体数∶DNA数＝1∶2，B错；核膜、核仁末期重现，D错；后期着丝点分裂、染色体数加倍，C正确。

【答案】　C

2．在一个细胞周期中，最可能发生在同一时期的是（　　）

【导学号：

19040261】

A．着丝点的分裂和细胞质的分裂

B．染色体复制和中心粒复制

C．细胞板的出现和纺锤体的出现

D．染色体数加倍和染色单体形成

【解析】　着丝点的分裂在有丝分裂的后期，细胞质的分裂在有丝分裂的末期，A错误；染色体复制和中心粒复制均发生在间期，B正确；细胞板的出现在有丝分裂的末期，纺锤体的出现在有丝分裂的前期，C错误；染色体数加倍在有丝分裂的后期，染色单体形成在间期，D错误。

【答案】　B

3．关于有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的变化，下列说法正确的是（　　）

A．有丝分裂的全过程都能看到染色体

B．在细胞周期中，染色单体数量随着染色体数量的增加而增加

C．细胞分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同

D．有丝分裂的全过程中，核DNA和染色单体的数量始终保持一致

【解析】　染色体在分裂间期呈染色质状态；有丝分裂后期，染色体数量加倍，而染色单体数量为0，DNA数量与染色体数相等。

【答案】　C

1．有关细胞不能无限长大原因的叙述，不正确的是（　　）

【导学号：

19040262】

A．细胞体积越大，物质运输效率相对越低

B．细胞体积越大，其相对表面积越大，物质运输效率相对越低

C．细胞表面积与体积关系限制了细胞长大

D．细胞核中的DNA不会随细胞体积增大而增加

【解析】　细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率相对越低。

【答案】　B

2．科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间（单位：

h）数据如下图所示。

相关叙述正确的是（　　）

A．de阶段发生遗传物质的平均分配

B．bc阶段结束时DNA含量增加一倍

C．cd阶段完成与DNA复制有关的蛋白质的合成

D．一个细胞周期（可表示为cd＋de）等于17.3h

【解析】　图示ab、cd、ef为细胞分裂期，主要完成遗传物质的平均分配；bc、de为细胞分裂间期，主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，结果是DNA分子加倍。

一个细胞周期包括分裂期和分裂间期，为de＋ef（或bc＋cd）等于17.3h。

【答案】　B

3．下列关于植物细胞有丝分裂过程的叙述，不正确的是（　　）

【导学号：

19040263】

A．在分裂间期，每个染色体复制，DNA含量加倍

B．在分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，DNA含量也加倍

C．在分裂中期，染色体的形态和数目最清晰

D．在分裂末期，细胞内复制后的染色体平均分配进入两个子细胞

【解析】　在分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动，该时期染色体数目加倍，但DNA含量未变。

【答案】　B

4．如图是具有四条染色体的某细胞进行有丝分裂的简图，据图回答：

（1）该图是________细胞有丝分裂简图，其分裂顺序依次是________（用字母表示）。

（2）图示作为一个细胞周期还缺少处于________期的细胞简图。

（3）图示的细胞分裂结束后，子细胞内含________个DNA分子。

（4）染色体数目加倍发生在图________所示时期，其原因是________________________。

（5）图B所处时期的最明显变化是________________。

（6）DNA分子数与染色体数之比为1∶1的图示是________________。

【答案】　

（1）植物　BCAD　

（2）分裂间　（3）4　（4）A　着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体　（5）出现染色体和纺锤体　（6）A、D

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.限制细胞不能无限长大的原因：

①细胞表面积与体积比；②细胞核与细胞质的相对比值。

2.细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率就越低。

3.只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞和皮肤生发层细胞。

4.有丝分裂各时期主要特点记忆口诀：

间期复制又合成，前期膜仁消失现两体，中期形定数清赤道齐，后期点裂数加均两极，末期两消两现重开始。

5.有丝分裂间期，DNA复制而加倍，后期着丝点分裂使染色体数目暂时加倍。

6.与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核糖体、高尔基体、线粒体等。