高中生物人教版必修1学案611细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂Word文档下载推荐.docx

高中生物人教版必修1学案611细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂Word文档下载推荐.docx

《高中生物人教版必修1学案611细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物人教版必修1学案611细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂Word文档下载推荐.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（1）细胞以有丝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。

2．细胞周期

三、高等植物细胞的有丝分裂

1．分裂间期（以植物细胞为例）

（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

图像

特征

前期

①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体

②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，逐渐扩展形成细胞壁

判断下列有关叙述的正误

（1）细胞体积增大，与外界物质交换效率提高（　　）

（2）在细胞周期中，分裂间期的持续时间通常比分裂期持续的时间短（　　）

（3）人体所有细胞的细胞周期持续时间相同（　　）

（4）要观察细胞内染色体的形态和数目，最好选择处于有丝分裂中期的细胞（　　）

（5）有丝分裂过程中，细胞内的染色体的数目发生规律性变化（　　）

答案：

（1）×

（2）×

　（3）×

　（4）√　（5）√

课堂互动探究案

【课程标准】

描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性

【素养达成】

1．通过探究细胞大小与物质运输的关系，理解细胞不能无限长大的原因。

（科学思维）

2．结合教材P112图6－1，理解有丝分裂细胞周期的概念和分段。

3．结合教材图6－2和6－3，掌握植物细胞有丝分裂的过程，概述各阶段的主要变化特征。

蓝鲸被认为是地球上曾经生存过的体型最大的动物，长可达33米，重达181吨，如图是蓝鲸和一艘轮船的对比。

如此巨大的生物，它的细胞大小和一般动物的细胞却没有明显的差别，只是细胞的数目要多得多，细胞数目的增加依赖于细胞的增殖。

探究点一　细胞不能无限长大

【师问导学】

“细胞大小与物质运输的关系”实验

实验结果进行计算得到下表，请据表分析：

表面

积

NaOH

扩散

的深度

体积与整

个琼脂块的

1.在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度是否相同？

说明什么？

基本相同。

说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。

2．琼脂块的表面积和体积之比随着琼脂块的增大发生什么变化？

逐渐减小。

3．NaOH扩散的体积和整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大发生什么变化？

4．由此可见，细胞体积与周围环境之间进行物质交流的效率之间是什么关系？

细胞体积越大，与周围环境之间进行物质交流的效率就越低。

5．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，思考细胞是不是越小越好？

不是。

组成细胞的结构（如核糖体等）和物质（如酶）必须占据一定的空间，细胞内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。

【智涂笔记】

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）细胞核所能控制的范围是有限的，细胞核中的DNA不会随着细胞体积的增大而增加。

【师说核心】

1．细胞大小与物质运输关系的模拟实验

（1）实验原理

酚酞遇NaOH呈紫红色；

用琼脂块的大小模拟细胞的大小；

用NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比来表示物质运输效率。

（2）实验步骤

制备琼脂块：

将琼脂块切成3块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体

　↓

浸泡：

将琼脂块同时放入质量分数为0.1%的NaOH溶液中，浸泡10min

切割：

捞取、干燥，将琼脂块切成两半

测量：

测量切面上NaOH扩散的深度

计算、记录：

计算不同琼脂块的体积、表面积、NaOH扩散的体积和整个琼脂块体积的比值，记入相应的表格

（3）实验结果

①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。

②请计算直径为20μm和30μm的球形细胞的表面积和体积之比（球体的体积公式V＝4/3πR3，表面积公式S＝4πR2），将计算结果填入下表：

细胞直径（μm）

表面积（μm2）

体积（μm3）

表面积/体积

20

1256

4187

0.30

30

2826

14130

0.20

（4）实验结论

细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间进行物质交流的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。

【检测反馈】

1．大多数高等动植物细胞的直径一般在20～30μm之间，根据本实验细胞模型的探究，你认为对细胞如此微小的叙述，正确的分析是（　　）

A．细胞越大，物质运输所需时间越长

B．细胞越小，物质运输所需时间越长

C．细胞越小，物质运输越快，越旺盛

D．细胞越小，遗传物质发挥作用越容易

解析：

随体积增大，物质交换和运输所需时间相应增加。

细胞变小，物质运输所需时间相应减少；

细胞核与细胞质之间的比值一般以1/3为宜，细胞太小，不利于细胞代谢。

遗传物质的表达需要场所，细胞太小遗传物质不易发挥作用。

A

2．下列有关细胞不能无限长大的原因中，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．细胞体积过大不利于细胞内的物质交流

D．细胞的体积与细胞核无关

细胞体积的大小受以下两方面因素的制约：

一是细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与外界的物质交换效率就越低，而且会影响到细胞内部的物质交流；

二是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扩大而增加，即细胞核控制的范围是有限的。

D

探究点二　细胞周期

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

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。

2．下表是几种细胞的细胞周期的持续时间，据表分析：

细胞类型

分裂间期

分裂期

细胞周期

蚕豆根尖分

生区细胞

15.3

2.0

17.3

小鼠十二指

肠上皮细胞

13.5

1.8

人的肝细胞

21

22

人的宫颈

癌细胞

20.5

1.5

（1）这些细胞有什么共同特点？

（2）不同生物的细胞周期持续时间相同吗？

同种生物不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？

（3）细胞周期持续时间相同的细胞，分裂间期和分裂期的比例相同吗？

（4）如图表示细胞连续分裂的过程：

①其中表示分裂间期的是哪一段？

为什么？

②能表示一个完整的细胞周期的是哪一段？

（1）都能进行连续分裂。

（2）都不一定相同。

（3）不一定相同。

（4）①a或c。

因为间期所占的时间比例大。

②ab段或cd段。

[易错警示]　不是所有细胞都有细胞周期

（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，它们就没有细胞周期。

（2）生物体内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）等。

（3）减数分裂形成的精细胞和卵细胞、已高度分化的细胞没有细胞周期。

1．概念理解

（1）条件：

只有连续分裂的细胞才有细胞周期。

（2）分类举例：

①具有细胞周期的细胞：

根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、发育中的受精卵、生发层细胞、各种干细胞等。

②不具有细胞周期的细胞：

高度分化的细胞，如神经细胞、表皮细胞等。

（3）组成及顺序：

2．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）线段法：

B＋C是一个完整的细胞周期，虽然A＋B所持续时间长度和B＋C是一样的，但因为细胞周期的起点是分裂间期，所以A＋B不能表示一个完整的细胞周期。

1．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）数据如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

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

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含量加倍。

一个细胞周期包括分裂期和分裂间期，且分裂间期为起点，则一个细胞周期表示为DE＋EF（或BC＋CD），等于17.3h。

B

2．如图是按顺时针方向表示的4种植物细胞的细胞周期，其中描述正确的是（　　）

A．图中的b→a→b表示细胞增殖过程的一个细胞周期

B．甲图的b→a与丙图的b→a所用的时间可能一样长

C．乙图中的b→a比丁图中的b→a所用的时间短

D．从a→b，由于DNA的复制使染色体数目增加一倍

一个细胞周期是从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成结束，即从a开始经b再到a点。

根据分裂期所经历的时间＝细胞周期时间×

分裂期占细胞周期的时间比例，结合题图可知，甲图分裂期所占比例最小，丁图分裂期所占比例最大，但由于四种植物细胞的细胞周期持续时间不知，分裂期所经历的时间可能相同。

a→b为细胞分裂间期，完成DNA的复制，DNA的含量增加一倍，但是由于着丝点没有分裂，染色体数目并没有增加。

探究点三　植物细胞的有丝分裂

一、下面是高等植物的分生组织进行有丝分裂的过程示意图，结合该图进行分析：

1．分裂间期与前期

（1）间期

主要变化：

DNA的复制和有关蛋白质的合成。

（2）前期

出现纺锤体，染色质高度螺旋化形成染色体，核仁解体，核膜消失。

（3）概念辨析

染色质、染色体与染色单体

如图，A、B呈染色质状态，C呈染色体状态，其中1和2是一对姐妹染色单体，他们由一个共同的[3]着丝点连接着构成一条[4]染色体。

2．中期、后期与末期

（1）中期

着丝点排列在赤道板上，染色体形态比较稳定，数目清晰可数，便于观察。

（2）后期

着丝点分裂，姐妹染色单体分离形成染色体，移向细胞两极（平均分配到两极），染色体数目加倍。

（3）末期

染色体变成染色质丝，纺锤丝消失，核膜和核仁出现，出现细胞板并向四周扩展，形成新的细胞壁。

二、思考并回答下列问题：

1．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。

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）→消失（末期）；

③核膜和核仁：

核仁解体、核膜消失（前期）→重建（末期）。

2．若植物细胞染色体数、DNA数都为2n，请分析在细胞分裂过程中，染色体和DNA数量变化过程。

染色体：

2n→4n→2n。

DNA：

3．染色单体形成于何时，消失于何时？

什么时期存在染色单体？

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。

4．染色体数与着丝点数目始终相等吗？

相等。

5．与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器主要有哪些？

各有什么作用？

细胞器

功能

线粒体

供能（DNA复制、蛋白质合成、染色体分开）

高尔基体

形成细胞板

核糖体

合成蛋白质

（1）观察染色体最好的时期是中期。

（2）染色单体形成于间期，出现于前期，消失于后期。

（3）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。

1．染色体、染色单体、DNA分子三者之间的关系

图

示

说

明

①染色单体是染色体经过复制后仍连接在同一个着丝点的两条姐妹染色单体；

当着丝点分裂后，两条姐妹染色单体就分开成为独立的染色体。

②染色体数目是根据着丝点数目来计数的，有几个着丝点就有几条染色体。

③无染色单体时，染色体：

DNA＝1：

1；

有染色单体存在时，染色体：

染色单体：

2：

2。

2．有丝分裂过程中染色体、DNA分子等的变化

项目

染色体形态变化

染色体行为变化

间期

复制

散乱分布于纺

锤体中央

着丝点排列在

赤道板上

着丝点分裂并移

向两极

平均分配到两

个子细胞中去

染色体（2N）

数目变化

染色单体

DNA（2C）

2N

0→4N

2C→4C

4N

4C

2N→4N

4N→0

4N→2N

4C→2C

3.核DNA、染色体数量变化曲线

曲

线

解

读

（1）a→b的变化原因是DNA分子复制。

（2）f→g的变化原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。

（3）c→d，h→i的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子细胞。

1．下列关于植物细胞有丝分裂过程的叙述中，不正确的是（　　）

A．在有丝分裂间期，染色体复制，DNA含量加倍

B．在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，DNA含量也加倍

C．在有丝分裂中期，染色体的形态和数目最清晰

D．在有丝分裂末期，复制后的染色体平均分配进入两个子细胞

在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，但是DNA含量不发生变化。

2．如图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况。

在整个细胞周期中，染色体变化的顺序应该是（　　）

A．①④⑤③②B．②③①④⑤

C．①⑤④③②D．⑤④③②①

细胞分裂间期，DNA分子复制后每条染色体上含有两个DNA分子，但在间期呈染色质状态，如图①所示；

前期染色质变成染色体，如图⑤所示；

中期由于纺锤丝的牵引，着丝点排列在赤道板上，如图④所示；

在分裂的后期，着丝点分裂，形成两条子染色体，分别移向细胞的两极，如图③所示；

在分裂的末期，只存在含有一个DNA分子的染色体，如图②所示。

C

3．如图是一个植物细胞有丝分裂的示意图，据图回答问题：

（1）此细胞处于有丝分裂的________期。

（2）该细胞此时有________条染色体，________条染色单体，________个DNA分子。

（3）此细胞分裂结束以后，子细胞内的染色体有________条，________个DNA分子。

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

本题图为分裂后期图，其特征是：

①着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别向两极移动；

②染色单体消失，染色体数目加倍。

（1）后　

（2）8　0　8　（3）4　4　（4）细胞板　新的细胞壁

【网络建构】

【主干落实】

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．有丝分裂中，DNA加倍在间期，染色体数目暂时加倍在后期。

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。