高中生物第6章第1节第1课时细胞周期和有丝分裂过程教案新人教版必修1.docx

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高中生物第6章第1节第1课时细胞周期和有丝分裂过程教案新人教版必修1

细胞周期和有丝分裂过程

一、细胞不能无限长大

1．多细胞生物生长的原因

（1）细胞生长增大细胞的体积。

（2）细胞分裂增加细胞的数量。

（3）不同动（植）物同类器官的大小主要取决于细胞数量的多少。

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体积长大。

二、细胞增殖

1．过程：

包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。

2．方式：

真核细胞的分裂方式包括

3．意义：

是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

（1）单细胞生物通过细胞增殖而繁衍。

（2）多细胞生物通过细胞增殖补充体内衰老死亡的细胞，通过细胞增殖和分化完成个体的生长发育。

三、有丝分裂

1．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%。

2．有丝分裂过程（以高等植物细胞为例）

图示

时期

主要变化

间期

①染色体（DNA）变化：

DNA复制和有关蛋白质合成

②细胞变化：

细胞适度生长

前期

①染色体变化：

染色质形成染色体

②细胞变化：

a.细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；

b．核膜消失、核仁解体

中期

①染色体着丝点排列在赤道板上

②染色体形态稳定，数目清晰

后期

①染色体数目变化及原因：

染色体数目加倍；着丝点分裂，姐妹染色单体分开

②染色体运动：

在纺锤丝牵引下移向两极

末期

①染色体变化：

染色体变成染色质

②细胞结构变化：

a.核膜、核仁重新出现；b.赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展为细胞壁

一、细胞不能无限长大

1．教材问题探讨分析

　阅读教材P110实验“细胞大小与物质运输的关系”内容，讨论并回答下列问题：

（1）实验中下列操作分别模拟的含义。

①边长不等的琼脂块：

不同大小的细胞。

②NaOH扩散进入琼脂块：

物质进入细胞。

③NaOH扩散体积/整个琼脂块体积：

物质运输效率。

（2）不同边长琼脂块的NaOH扩散深度是否相同？

说明什么？

提示：

相同。

NaOH扩散深度相同，说明NaOH在琼脂块中扩散速率相同。

（3）请交流实验的结果，你能得到什么结论？

提示：

细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低，细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。

2．判断下列说法是否正确

（1）多细胞生物体的生长是细胞体积增大和细胞数目增多的结果。

（√）

（2）细胞体积越大，其膜表面积越大，表面积与体积之比越大。

（×）

（3）细胞表面积与体积的关系是限制细胞长大的唯一原因。

（×）

二、细胞通过分裂进行增殖

1．细胞周期

　结合细胞周期的概念，判断下列细胞有无细胞周期，并说明理由。

细胞

有无细

胞周期

理由

胚胎干细胞

有

能够连续分裂

神经细胞

无

成熟的体细胞，不能连续分裂

卵细胞

无

经减数分裂形成的生殖细胞，不能再分裂

茎形成层细胞

有

能够连续分裂

2.细胞周期的表示方法

（1）根据图甲、图乙请用字母表示出下列各时期。

①间期

　　②分裂期

③一个细胞周期

（2）若图甲中的b＋c＝a＋b＝a＋d，那么（b＋c）或（a＋d）可以表示一个细胞周期吗？

请分析其原因。

提示：

①（b＋c）不是一个细胞周期，原因是细胞周期分为两个时段，先是分裂间期，后是分裂期，且分裂间期时间大于分裂期时间。

②（a＋d）不是一个细胞周期，原因是一个细胞周期在时间上是连续的。

三、植物细胞有丝分裂过程

1．教材问题探讨分析

观察教材P113图6－3，分析下列细胞结构的主要变化：

（1）染色体在形态上发生了怎样的变化？

提示：

（2）利用文字和箭头表示染色体的行为变化，并用图示表示一条染色体的变化过程。

提示：

①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图示：

（3）利用文字和箭头表示出纺锤体、核膜、核仁在不同时期的变化。

提示：

①形成（前期）→清晰（中期）→解体消失（末期）。

②解体消失（前期）→重建（末期）。

2．列表比较参与有丝分裂的细胞器及其生理作用

提示：

细胞器名称

作用时期

生理作用

核糖体

整个时期，主要是间期

各种蛋白质的合成

中心体

前期

纺锤体的形成

高尔基体

末期

细胞壁的形成

线粒体

整个时期

提供能量

一、细胞周期延伸理解

1．高度分化的体细胞和减数分裂形成的生殖细胞由于不再分裂，所以没有细胞周期。

2．细胞周期是一个连续变化的过程，只是人为地将它分为间期、前期、中期、后期和末期。

3．细胞种类不同，细胞周期的时间不同，分裂间期和分裂期所占的比例也不同。

二、有丝分裂过程中几种变化

1．间期：

DNA复制→DNA加倍。

2．后期：

着丝点分裂→染色体加倍。

3．间期：

染色体复制→染色单体形成。

4．后期：

着丝点分裂→染色单体消失。

三、有丝分裂过程中的相关数量关系

1．染色体∶染色单体∶DNA＝1∶0∶1的时期——后期、末期。

2．染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2的时期——前期、中期。

3．染色体∶DNA由1∶1→1∶2的时期——间期。

[特别提醒]

（1）细胞种类不同，细胞周期持续的时间也不相同，但都是分裂间期持续时间大于分裂期。

（2）分裂后产生的子细胞有三种去路：

继续分裂、暂不分裂和细胞分化。

[例1]　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

[例2]　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______________。

[研析]　本题借助细胞分裂图像，考查有丝分裂各时期重要特征，具体分析如下：

[审]——关键信息

信息①：

细胞呈长方形，且D图出现细胞板——可知图示为植物细胞有丝分裂图像。

信息②：

A图着丝点已经分裂，B图染色体散乱排列，C图着丝点整齐排列在赤道板上，D图有细胞板的出现——可推知A图表示后期，B图表示前期，C图表示中期，D图表示末期。

在一个细胞周期中，还缺少分裂间期。

信息③：

A图处于有丝分裂后期，含有8条染色体——可知正常体细胞内染色体数目为4条，其分裂形成的子细胞内染色体也为4条。

[联]——联系基础

（1）有丝分裂各个时期的图像的判断方法。

（2）有丝分裂所形成的子细胞与亲代细胞的染色体数目相同，保证了遗传的连续性。

（3）有丝分裂前期、中期等时期染色体的行为特点。

（4）染色体数与DNA分子数之间的关系。

[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

细胞有丝分裂过程图像的识别方法

（1）染色体数目加倍——有丝分裂后期；

（2）着丝点排列在赤道板上——有丝分裂中期；

（3）子细胞中染色体数目相同——有丝分裂末期；

（4）细胞呈正方形或图像中有细胞板结构，无中心粒结构，可判断为高等植物细胞，有中心粒结构，可判断为低等植物细胞。

[网络构建]

填充：

①DNA　②蛋白质　③核膜、核仁　④染色体⑤纺锤体⑥着丝点

⑦赤道板⑧着丝点⑨两极⑩纺锤体

[关键语句]

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。

1．探究细胞表面积与体积关系的实验原理不包括（　　）

A．酚酞遇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：

选C　NaOH的扩散深度对于体积不同的琼脂块都是相同的，无法用来表示细胞表面积与体积的关系。

只有NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积比才可表示细胞吸收物质的速率，并反映出细胞表面积与体积的比值与细胞物质运输速率的关系。

2．人体擦伤皮肤能重新长好，主要是由于细胞能进行（　　）

A．无丝分裂　　　　　　　B．减数分裂

C．有丝分裂D．有丝分裂和减数分裂

解析：

选C　擦伤皮肤能重新长好，主要是由于皮肤生发层细胞进行有丝分裂，以补充损伤的细胞。

3．如图表示细胞周期，下列叙述不正确的是（　　）

A．按箭头所示方向由a→a或由b→b表示一个细胞周期

B．染色体的平均分配发生于a→b段

C．细胞中DNA含量的加倍是在b→a段

D．将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可以治疗癌症

解析：

选A　b→a、a→b分别表示分裂间期和分裂期，细胞周期应是由b→b。

4．要统计某种生物细胞中染色体的数目，所选择的细胞应处于有丝分裂的（　　）

A．前期　　　B．中期C．后期　　　D．末期

解析：

选B　在显微镜下观察统计染色体数目，需要选择有丝分裂中期，因为在此时期染色体形态稳定，数目清晰。

5．如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，该图所示的细胞分裂时期和变化分别是（　　）

A．后期，核膜再度合成

B．间期，染色质复制

C．前期，核膜逐渐消失

D．中期，染色体螺旋变粗

解析：

选C　图中有部分核膜，说明核膜逐渐消失或逐渐形成，为分裂前期或分裂末期。

但图中的染色体含有姐妹染色单体，所以只能为分裂前期。

6．正常情况下，有丝分裂产生的子细胞与母细胞相比，保持不变的是（　　）

A．蛋白质的含量B．染色体的数量

C．细胞器的数量D．RNA的含量

解析：

选B　有丝分裂间期染色体进行复制，后期着丝点分裂，染色体加倍，在纺锤丝牵引下均分到细胞两极，产生的两个子细胞中含有与母细胞相同的染色体数目。

7．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。

解析：

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。

答案：

（1）后　

（2）8　0　8　（3）4　4　（4）细胞板　新的细胞壁

（时间：

25分钟；满分：

50分）

一、选择题（每小题3分，共24分）

1．如图a～d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．植物细胞在b段形成赤道板，向四周扩展，将细胞一分为二

B．c段结束核DNA含量增加一倍

C．c和d为一个细胞周期

D．核遗传物质的平分一般发生在b、d段

解析：

选A　图示中a＋b或c＋d可表示一个细胞周期，其中a、c可表示分裂间期，b、d表示分裂期；赤道板是细胞中类似地球赤道的一个平面，并不是细胞的真实结构；细胞分裂间期，DNA复制，含量加倍；有丝分裂过程中，遗传物质的平分发生在分裂期。

2．某同学在光学显微镜下观察洋葱根尖有丝分裂并绘制出如图所示结构。

据此推测高尔基体的活动明显增强的是（　　）

解析：

选D　A、B、C、D四个图依次表示有丝分裂的前期、中期、后期、末期。

在末期高尔基体的活动明显增强，以形成新的细胞壁。

3．在洋葱细胞有丝分裂过程中，细胞板的形成发生在（　　）

A．前期　　　　　　　　B．中期

C．后期D．末期

解析：

选D　高等植物细胞有丝分裂过程中，末期在赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展成为细胞壁，从而形成两个子细胞。

4．如图表示4种植物细胞的细胞周期（按顺时针方向），其中说法正确的是（　　）

A．图中的b→a→b表示细胞增殖过程的一个细胞周期

B．甲图中的b→a与丙图中的b→a所用的时间可能相同

C．从a→b，由于DNA的复制使染色体数目增加一倍

D．观察植物细胞有丝分裂的最好实验材料是植物甲

解析：

选B　细胞周期包括分裂间期和分裂期，按顺时针方向，b→a历时较短，为分裂期，是细胞周期的第二个阶段；a→b历时较长，为分裂间期，是细胞周期的第一个阶段，所以a→b→a才表示一个细胞周期。

扇形只表示分裂间期和分裂期的时间比例，并不表示具体时间，甲图中b→a与丙图中b→a所占扇形面积虽有差异，但所用时间有可能相同；a→b所表示的是分裂间期，DNA完成复制，但染色体数目并未加倍。

观察有丝分裂最好的实验材料应选分裂期所占比例相对较长的细胞即丁植物，以便于找到处于分裂期中各个时期的细胞。

5．如图为某同学绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图，其中不正确的是（　　）

解析：

选C　图示中A、B、D三图都能表示各时期细胞内染色体的变化特点，C图中染色体的形状错误，染色体着丝点分裂后，形成的子染色体在纺锤丝的牵引下，向两极运动，染色体着丝点部位首先运动，染色体臂运动稍慢，即着丝点在前，染色体臂在后。

6．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：

选C　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。

7．下列是关于细胞分裂过程中细胞内变化的叙述，能正确表示一个细胞周期内分裂过程顺序的是（　　）

①两个相同DNA分子完全分开　②出现放射状排列的细丝　③中心体发生倍增　④着丝粒排列在一个平面上

A．②→③→①→④B．②→④→③→①

C．③→②→④→①D．②→③→④→①

解析：

选C　进行有丝分裂的细胞具有细胞周期，①过程发生在有丝分裂的后期，②过程发生在有丝分裂的前期，③过程发生在分裂间期，④过程发生在有丝分裂的中期。

故一个细胞周期分裂过程的顺序是③→②→④→①。

8．关于染色体和DNA分子关系的叙述正确的是（　　）

A．DNA分子数目加倍时，染色体数目也加倍

B．染色体数目减半时，DNA分子数目不变

C．染色体数目加倍时，DNA分子数目也加倍

D．染色体复制时，DNA分子也复制

解析：

选D　DNA分子加倍发生在有丝分裂间期，此时染色体数目没有加倍；染色体减半是发生在有丝分裂的末期，此时DNA分子的数目也随之减半；染色体数目加倍是发生在有丝分裂的后期，此时DNA分子数目没有发生改变；染色体的复制实质是指DNA分子的复制。

二、非选择题（共26分）

9．（14分）A、B两图是不同生物细胞有丝分裂图，据图回答下列问题：

（1）A图细胞染色体数目是______条，DNA分子______个，该细胞有丝分裂的结果是形成________个子细胞，每个子细胞中染色体数有________条。

（2）B图细胞中有染色单体________条。

该图与它的前一时期相比，相同的是________，不同的是____________。

（3）B图的下一时期是________，此时期除染色体形态发生变化外，细胞结构将发生哪些变化？

_______________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）A图中正由染色质形成染色体且散乱分布在细胞中，由细胞两极发出纺锤丝正在形成纺锤体，因此该细胞是植物细胞有丝分裂前期图，染色体条数以着丝点为准，图中有6条染色体，由于在间期已完成了DNA复制，DNA数目已加倍，该细胞中DNA分子有12个，该细胞发生一次有丝分裂将形成两个体细胞，每个体细胞中的染色体数目与母细胞相同，都是6条。

（2）B图中染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成的子染色体正在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动，该细胞是有丝分裂后期图，此时细胞染色体已加倍，染色单体消失，DNA分子数目与上一时期相比不变。

（3）B图的下一时期是有丝分裂末期，此时期细胞中除了染色体变成染色质外，在细胞结构上还有以下变化：

一是纺锤体消失；二是核膜、核仁重新出现；三是赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展形成细胞壁，形成两个子细胞。

答案：

（1）6　12　两　6　

（2）0　DNA分子数　染色体数　（3）末期　①纺锤体消失；②核膜、核仁重新形成；③赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展形成细胞壁

10．（12分）图甲表示某种生物细胞有丝分裂某一时期图，表乙表示该生物细胞有丝分裂周期中，细胞内DNA分子数和染色体数的变化。

据图表回答：

表乙

细胞周期

a期

b期

c期

d期

e期

DNA分子数

4→8

8

8

8

8→4

染色体数

4

4

4

4→8

8→4

（1）该生物是动物还是植物？

________，简述判断的理由___________________________。

（2）图甲所表示的时期相当于表乙中细胞周期的____________期（用字母表示）。

（3）由图表可知，该细胞在分裂前期有________个DNA分子，________条染色体。

（4）表乙中________期可在光学显微镜下看到姐妹染色单体（用字母表示）。

解析：

（1）图中的细胞呈圆形，没有细胞壁而具有中心体，所以为动物细胞。

（2）着丝点分开，染色体加倍并移向细胞的两极，处于有丝分裂的后期，相当于表乙的d期。

（3）该细胞在分裂前期（b期）的染色体为4条，前期时的DNA分子是经过复制后的，所以DNA分子数为8个。

（4）有丝分裂的前期和中期DNA分子数是染色体数的2倍，都含有姐妹染色单体。

答案：

（1）动物　细胞无细胞壁，由中心粒发出星射线形成纺锤体　

（2）d　（3）8　4　

（4）b、c