高中生物 611 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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高中生物611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

一、细胞增殖与细胞周期

1．细胞的增殖

（1）细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。

（2）细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。

（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）细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

2．细胞周期

二、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

显微照片

模式图像

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着丝粒分裂，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，逐渐扩展形成新的细胞壁

1.判断下列有关叙述的正误

（1）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（　　）

（2）人体所有细胞的细胞周期持续时间相同（　　）

（3）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（　　）

（4）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）√

2．在细胞分裂间期，不会发生（　　）

A．DNA数目加倍B．蛋白质大量增加

C．染色体数目加倍D．细胞形态由小长大

解析：

在细胞分裂间期，主要进行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。

每条染色体中都出现两条姐妹染色单体，在分裂后期，由于着丝点分裂导致染色体的数目发生改变。

答案：

C

3．细胞有丝分裂过程中，DNA复制、着丝点分裂、姐妹染色单体形成及消失依次发生在（　　）

A．间期、后期、间期、后期B．间期、后期、中期、后期

C．间期、后期、末期、后期D．前期、中期、后期、末期

解析：

细胞有丝分裂过程中，DNA复制发生在间期，着丝点分裂发生在后期，姐妹染色单体形成在间期，而消失在后期。

答案：

A

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．理解并说出细胞增殖的概念及意义。

（生命观念）

2．结合教材P111页图6－1，理解有丝分裂细胞周期的概念和分段。

（科学思维）

3．理解植物细胞有丝分裂过程中染色体、DNA的变化规律。

（科学思维）

4．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。

（科学思维）

同学们，人的个体发育的起点是什么？

——受精卵。

你当初只是一个细胞，直径只有一毫米；现在，或是男儿七尺、高大威猛，或是女大十八、亭亭玉立。

那么一个受精卵细胞是怎样形成1014个细胞的成年人的呢？

这就是我们今天要探讨的细胞增殖问题。

探究点一　细胞增殖与细胞周期

【师问导学】

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

答案：

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，不再分裂，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

15.3

人的肝细胞

21

1

22

人的宫颈癌细胞

20.5

1.5

22

（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）下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？

（5）分析该表数据可以得出哪些结论？

（6）细胞分裂都有细胞周期吗？

________________________________________________________________________。

原因是

________________________________________________________________________。

答案：

（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。

（5）细胞种类不同，其细胞周期的长短也不同；同一种细胞的分裂间期远远长于分裂期

（6）不是　只有连续分裂的细胞才有细胞周期

【智涂笔记】

[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。

【师说核心】

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。

【检测反馈】

1．（合格必考）下列关于细胞周期的叙述，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期提供物质基础

解析：

细胞分裂间期，主要进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为细胞分裂期提供物质基础；成熟生殖细胞产生后不再进行细胞分裂；机体内并非所有细胞都处于细胞周期中，只有进行连续分裂的细胞才具有细胞周期；若抑制DNA复制，细胞将停留在分裂间期。

答案：

D

2．（合格必考）如图表示细胞有丝分裂一个细胞周期所用的时间，下列说法正确的是（　　）

①所有分裂的细胞都具有细胞周期

②乙→甲的过程表示分裂期

③一个细胞周期是指甲→甲的全过程

④一个细胞周期是指乙→乙的全过程

A．①②④　　B．④C．③D．①②③

解析：

细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的时间。

一个细胞周期可分为两个阶段：

分裂间期和分裂期。

一个细胞周期内分裂间期时间远远大于分裂期。

根据细胞周期中分裂间期和分裂期持续的时间分析，乙→甲为分裂间期，甲→乙为分裂期，而一个细胞周期是从一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止的一段时间，即乙→乙。

答案：

B

3．（等级选考）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

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，故一个细胞周期表示为DE＋EF（或BC＋CD），等于17.3h。

答案：

B

4．（等级选考）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

解析：

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。

答案：

B

探究点二　植物细胞的有丝分裂

【师问导学】

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，结合图示进行分析：

1．分裂间期与前期

（1）间期

主要变化：

________的复制和有关________的合成。

（2）前期

主要变化：

出现________，染色质高度螺旋化形成________，________解体，________消失。

（3）概念辨析

染色质、染色体与染色单体

如图，A、B呈__________状态，C呈__________状态，其中1和2是一对____________，他们由一个共同的[3]________连接着构成一条[4]________。

答案：

（1）DNA　蛋白质　

（2）纺锤体　染色体　核仁　核膜　（3）染色质　染色体　姐妹染色单体　着丝点　染色体

2．中期、后期与末期

（1）中期

主要变化：

着丝点排列在________上，染色体形态比较__________，数目__________，便于观察。

（2）后期

主要变化：

__________分裂，______________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__________。

（3）末期

主要变化：

染色体变成染色质丝，纺锤丝消失，核膜和核仁重新出现，出现________并向四周扩展，形成新的细胞壁。

答案：

（1）赤道板　稳定　清晰可数　

（2）着丝点　姐妹染色单体　加倍　（3）细胞板

二、教材问题探讨分析

观察教材P112～113图6－2，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？

答案：

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。

答案：

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．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。

答案：

染色体：

2n→4n→2n。

DNA：

2n→4n→2n。

4．染色体数与着丝点数目始终相等吗？

答案：

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？

答案：

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

【智涂笔记】

（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。

[巧学助记]　口诀法巧记有丝分裂

间期：

间期复制又合成；

前期：

膜仁消失现两体；

中期：

形定数晰赤道齐；

后期：

点裂数增均两极；

末期：

两消两现重开始。

【师说核心】

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:

DNA＝1:

2:

2。

2．有丝分裂过程中染色体、DNA分子等的变化

项目

时期

染色体形态变化

染色体行为变化

间期

复制

前期

散乱分布于纺

锤体中央

中期

着丝点排列在

赤道板上

后期

着丝点分裂并移

向两极

末期

平均分配到两

个子细胞中去

项目

时期

染色体（2N）

数目变化

染色单体

数目变化

DNA（2C）

数目变化

间期

2N

0→4N

2C→4C

前期

2N

4N

4C

中期

2N

4N

4C

后期

2N→4N

4N→0

4C

末期

4N→2N

0

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。

【检测反馈】

1．（合格必考）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

解析：

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。

答案：

B

2．（合格必考）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

解析：

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。

答案：

C

3．（合格必考）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：

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。

答案：

C

4．（等级选考）下列关于细胞有丝分裂的叙述，正确的是（　　）

A．赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构

B．有丝分裂间期DNA复制的过程需要能量

C．在有丝分裂中期，可观察到染色体和赤道板

D．在细胞周期中，分裂间期持续的时间通常比分裂期的短

解析：

赤道板并不是细胞中的一种结构，而是一个假想的平面，A错误；DNA复制过程中需要消耗ATP，B正确；赤道板只是一个位置，不是结构，C错误；在细胞周期中，分裂间期持续的时间通常比分裂期的长，D错误。

答案：

B

5．（等级选考）[2019·石景山高一期末]下面是某植物细胞进行有丝分裂的图像，请回答：

（1）图b处于细胞周期的________期，此时细胞内发生的主要变化有________。

（2）以上图像在一个细胞周期正确的排序为________________（用图中字母填写），其中属于有丝分裂中期的是________（用图中字母填写），做出判断的依据是________________。

（3）图中染色体数与DNA数为1:

1的是图________（用图中字母填写）。

（4）若a图细胞中染色体数目为32条，则c图细胞中染色体数目是________条。

解析：

据图分析，a处于有丝分裂后期，b处于有丝分裂间期，c处于有丝分裂中期，d处于有丝分裂后期，e处于有丝分裂末期。

（1）根据以上分析可知，图b细胞处于有丝分裂间期，细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。

（2）根据以上分析可知，图中5个细胞分裂时期的正确排序为b间期、c中期、a后期、d后期、e末期；其中c为中期细胞，所有染色体的着丝粒排列在细胞中央的平面（赤道板）上。

（3）图中染色体数与DNA数为1:

1的是图a、d。

（4）a细胞处于有丝分裂后期，含有32条染色体，则处于有丝分裂中期的c细胞含有16条染色体。

答案：

（1）间　DNA复制和相关蛋白质合成　

（2）bcade　c　染色体的着丝点排列在细胞中央的平面（赤道板）上

（3）a、d　（4）16

【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。

课后分层检测案21　细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂

授课提示：

对应学生用书175页

【合格考全员做】（学业水平一、二）

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：

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。

答案：

C

2．人体皮肤擦伤后能重新长好，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：

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。

答案：

C

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：

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。

答案：

D

4．在高等植物细胞有丝分裂过程中，直接参与细胞分裂活动的细胞器有（　　）

A．高尔基体和核糖体B．高尔基体和中心体

C．叶绿体和核糖体D．中心体、高尔基体和核糖体

解析：

在高等植物细胞有丝分裂过程中，有相关蛋白质及反应所需酶的参与，所以有核糖体的参与；在有丝分裂末期，高尔基体参与新的细胞壁的合成。

答案：

A

5．某同学在光学显微镜下观察洋葱根尖有丝分裂并绘制出下图。

据此推测高尔基体的活动明显增强的时期是（　　）

解析：

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。

答案：

D

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：

蛋白质的含量属于细胞质分裂具有随机性，A不符合题意；染色体的数量和形态在亲子代之间完全相同，B符合题意；细胞器的数量属于细胞质分裂具有随机性，C不符合题意；RNA的含量属于细胞质分裂具有随机性，D不符合题意。

答案：

B

7．如图是植物和动物细胞有丝分裂模式图，但排列混乱，请据图完成下列问题：

（1）请将植物细胞、动物细胞有丝分裂的顺序按序号各排成一组：

植物细胞：

________________________________________________________________________；

动物细胞：

________________________________________________________________________。

（2）指出图中a～e各指什么结构：

a．____________；b.____________；c.____________；

d．____________；e.____________。

（3）以上细胞所代表的动植物的体细胞中各有几条染色体：

植物________条；动物________条。

解析：

2、3、5、6、10、11六幅图有细胞壁，1、4、7、8、9、12六幅图无细胞壁，有中心体，故可判定：

2、3、5、6、10、11六幅图属植物细胞有丝分裂图，1、4、7、8、9、12六幅图属动物细胞有丝分裂图，以植物细胞为例，各阶段判断如下：

序号

图像特点

判断结果

2

核膜消失，核仁解体，染色体出现，纺锤体形成

前期

3

姐妹染色单体分开，并移向细胞两极

后期

5

核膜、核仁形成，两新核中间出现细胞板

末期

6

核仁存在，染色质明显

间期

10

一个细胞变成两个子细胞，分裂完成

末期最后

11

着丝点排列在赤道板上，染色体形态稳定、数目清晰

中期

同样可确定，1、4、7、8、9、12六幅动物细胞分裂图像的顺序。

答案：

（1）6→2→11→3→5→10　9→8→4→1→7→12　

（2）纺锤丝　染色体　核仁　细胞板　中心体　

（3）6　4

【等级考选学做】（学业水平三、四）

8．如图为细胞分裂的某一时期，下列有关此图的叙述中，不正确的是（　　）

A．细胞中的中心体⑨，与纺锤体的形成有关

B．④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，两条染色单体由一个着丝点②相连

C．细胞中有4条染色体，8条染色单体

D．在后期，细胞中有8条染色体，8条染色单体

解析：

此图表示动物细胞有丝分裂中期，着丝点均排列在赤道板上，含有4条染色体、8条染色单体，当着丝点分裂后进入后期，含8条染色体，不含染色单体。

答案：

D

9．科学家在染色体中找到了一种使姐妹染色单体连接成“十”字形的关键蛋白质，并将其命名为ASURA。

下列与其有关叙述正确的是（　　）

①ASURA合成的场所是细胞质中的核糖体　

②ASURA可在有丝分裂间期合成　

③缺少ASURA的细胞，染色体数目可能会发生异常　

④ASURA可能与有丝分裂后期染色体的行为变化密切相关

A．①B．①②C．①②③D．①②③④

解析：

由题意知，ASURA的化学本质为蛋白质，因此其合成场所为核糖体，合成时期在分裂间期，①、②正确；该蛋白质的作用是使姐妹染色单体连接成“十”字形，即与姐妹染色单体的形成与分开有关，③、④正确。

答案：

D

10．如图为某生物一个体细胞分裂模式图，据图回答：

（1）图乙中含有的染色体数是________条。

（2）图乙为细胞有丝分裂的________期图像。

该时期的主要特征是____________________________________________