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.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
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。
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