第1课时 细胞周期和有丝分裂的过程Word下载.docx
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3
B
4mm
96mm2
64mm3
C
8mm
384mm2
512mm3
假设物质扩散深度为0.5mm，则三个细胞模型中，物质扩散的体积占细胞体积的比例分别为
、
。
4.细胞不能无限长大的限制因素
[典例1]填写下表相关内容，得出相关结论
细胞模型（琼脂块）的边长/cm
表面积/cm2
体积/cm3
表面积与体积之比
NaOH扩散的深度/cm
NaOH扩散体积与整个细胞体积之比
1
6
0.5
2
24
8
7/8
54
27
19/27
NaOH扩散的体积与细胞的总体积的比值，反映NaOH进入细胞的效率
实验结论：
①细胞的表面积与体积之比随着细胞体积的增大而减小。
②NaOH扩散的体积与整个细胞的体积之比随着细胞体积的增大而减小。
③细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。
[变式训练1]下列关于动物大象体细胞不能无限长大的主要原因是（ ）
A.细胞长得太大影响生物体的整体美观
B.细胞体积增大，体积与表面积之比变大，表面积的吸收能力不能满足细胞需要
C.细胞长得太大就不能进行分裂
D.细胞长得太大，相互之间就会挤压，最终细胞会被挤破
解析 细胞与周围环境进行物质交换的能力取决于表面积与体积之比，细胞体积越小，其相对表面积（表面积/体积）越大，细胞与周围环境进行物质交换的能力越大。
因此，细胞不能无限长大。
A、C、D三项不符合题意，B项符合题意。
答案 B
联想质疑
★生物体大小与细胞大小不成正比，生物体的大小主要体现在细胞数量多少上。
★相同时间内，最小体积的琼脂块被全部染色，而较大体积的琼脂块没有被全部染色。
说明细胞越大，物质运输效率越低；
细胞越小，物质运输效率越高。
细胞体积并非越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必需的基本结构（如各种细胞器）和物质（如酶）所需的空间决定的。
细胞增殖与细胞周期
1.细胞增殖
（1）概念：
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整个连续的过程。
（3）意义：
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 只有连续分裂的细胞才具有细胞周期。
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科学思维——细胞周期及其表示方法
根据细胞周期示意图，回答有关问题：
（1）图甲中 可表示一个细胞周期；
图乙中 表示间期， 表示分裂期。
图丙中 表示一个细胞周期。
（2）细胞周期的间期发生的变化主要有哪些？
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
（3）是不是只要能进行有丝分裂的细胞都具有细胞周期？
下列细胞中具有细胞周期的是__________________________________________。
①胚胎干细胞 ②成熟红细胞 ③精子、卵细胞 ④皮肤生发层细胞
（4）据下表分析：
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
18.5
成纤维细胞
19.3
0.7
20.0
若用上述三种细胞观察细胞的有丝分裂，应选择 细胞。
理由是_____________________________________________________________________。
提示
（1）A＋B或C＋D a b＋c＋d＋e a＋b＋c＋d＋e
（2）完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞适度生长
（3）不是，只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期 ①④
（4）十二指肠 细胞周期中分裂期所占细胞周期的比例相对较大。
[典例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
具有细胞周期的条件：
进行有丝分裂、能连续分裂的细胞才具有细胞周期。
生殖细胞、高度分化的细胞等不具有细胞周期。
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间期和分裂期，可表示为DE＋EF（或BC＋CD），等于17.3h。
[变式训练2]下列关于高等动物细胞的细胞周期的叙述，错误的是（ ）
A.分裂间期进行DNA复制 B.前期开始出现染色体和纺锤体
C.中期是观察染色体形态的最佳时期 D.末期进行着丝粒的分裂
解析 分裂间期进行DNA复制和蛋白质合成，前期核膜、核仁消失，染色体和纺锤体出现，中期染色体形态稳定数目清晰，是观察的最好时期。
着丝粒分裂在后期。
答案 D
【知识拓展】
细胞分裂后产生的子细胞有三种去向
①持续分裂：
始终处于细胞周期中。
如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞。
②暂不分裂：
暂时脱离细胞周期，仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中。
如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞。
③永不分裂：
永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡。
如肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞，叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞。
细胞周期的不同表示方法
方法名称
表示方法
说明
扇形图
A→B→A（顺时针）为一个细胞周期
直线图
a＋b或c＋d为一个细胞周期
判断一个完整的细胞周期的方法
1.如果某种药物能抑制DNA的复制，则这种药物能抑制癌细胞的有丝分裂，为什么？
提示：
如果不能完成DNA的复制，则细胞不能进入分裂期。
2.一个细胞周期包括间期和分裂期，根据两个时期的长短分析，正在进行有丝分裂的组织细胞中，处于哪个时期的细胞最多？
为什么？
间期，因为间期时间远远长于分裂期。
高等植物细胞的有丝分裂
根据细胞分裂图像判断细胞分裂时期，并补充细胞分裂特点：
分裂图像
时期
分裂特点
间期
①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成；
②细胞适度生长
间期复制后，DNA数量加倍，但染色体数量不变
前期
①染色体变化：
染色质丝变成染色体；
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染色体的着丝粒排列在赤道板上；
②染色体形态比较稳定，数目比较清晰
后期
①染色体数目变化：
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍
②染色体运动：
在纺锤丝牵引下移向两极
末期
染色体变成染色质丝
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，并逐渐扩展形成新的细胞壁
不是具体结构，而是与纺锤体中轴垂直的一个平面
生命观念——高等植物细胞有丝分裂的过程
有丝分裂中染色体、染色单体和DNA的关系
（1）根据染色体形态变化过程，写出甲、乙、丙、丁四幅图中染色体、染色单体、核DNA的含量：
物质或结构
甲
乙
丙
丁
染色体
染色单体
核DNA
（2）核DNA数目和染色体数目比值为2∶1的时期有 。
（3）核DNA数目和染色体数目比值为1∶1的时期有 。
提示
（1）1 1 1 2 0 2 2 0 1 2 2 2
（2）间期DNA复制之后及前期、中期
（3）间期DNA复制前及后期、末期
[典例3]下图为某学生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 在细胞有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，纺锤丝与着丝粒相连，它牵引着染色体移向细胞两极，移动过程中，着丝粒在前，染色体的臂在后。
答案 C
[变式训练3]如图为某一高等生物细胞有丝分裂某一时期的图像，下列叙述错误的是（ ）
A.该生物为一种植物
B.该生物的体细胞中含有8条染色体
C.该细胞处于有丝分裂后期
D.该细胞中含有8条染色体
解析 图示细胞没有中心体，含有细胞壁，属于高等植物细胞，A正确；
图示细胞含有8条染色体，是体细胞中染色体数目的2倍，因此该生物的体细胞中含有4条染色体，B错误；
由以上分析可知，该细胞处于有丝分裂后期，C正确；
图示细胞含有8条染色体，D正确。
★间期DNA分子的复制使得DNA数目加倍，后期着丝粒的分裂使得染色体数目加倍。
★每个复制后的染色体是由一对称为姐妹染色单体的结构组成的。
【归纳概括】
细胞内核DNA分子数、染色体数、每条染色体上DNA含量变化曲线
1.细胞板与赤道板的区别是什么？
提示 赤道板不同于细胞板，赤道板不是真实存在的具体结构，它指的是细胞中央假想的一个平面，因此在显微镜下是无法观察到的。
而细胞板则是植物细胞在分裂末期形成的结构，最终形成细胞壁，在显微镜下可观察到。
2.染色体数与着丝粒数目始终相等吗？
提示 相等。
课堂小结
随堂检测
1.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；
并非机体内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，细胞停留在分裂间期。
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，但是染色体的数目发生改变是在分裂后期，由着丝粒分裂而导致的。
3.在细胞有丝分裂过程中，DNA分子数相同而染色体数目不同的时期是（ ）
A.间期和前期B.前期和中期
C.前期和后期D.间期和中期
解析 前期与后期细胞中DNA分子数相同，而后期细胞内染色体数是前期的2倍。
4.如图所示，有关细胞有丝分裂的描述正确的是（ ）
A.具有姐妹染色单体的只有e
B.在b时期实现了细胞中的DNA和染色体数目的加倍
C.细胞有丝分裂的顺序是c→e→a→b→d
D.观察和计数染色体数目的最佳时期是e
解析 图中a、e时期均含姐妹染色单体；
b时期染色体数目加倍，c时期DNA数目加倍；
细胞有丝分裂顺序应为c→a→e→b→d。
课时作业
（时间：
30分钟）
知识点1 细胞周期的概念及表示方法
1.下列关于细胞周期的叙述中，错误的是（ ）
A.不是生物体的所有细胞都有细胞周期
B.在细胞周期中，分裂间期一般比分裂期时间长
C.利用药物抑制DNA合成，细胞将停留在分裂间期
D.细胞周期可分为前、中、后、末四个时期
解析 只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，A正确；
间期时间长于分裂期，B正确；
因为在间期要进行DNA的复制，所以如果药物抑制了DNA的复制，则间期不能完成，细胞将停留在分裂间期，C正确；
前、中、后、末指的是分裂期的四个时期，一个细胞周期除了分裂期外还包括间期，D错误。
2.右图表示细胞周期，有关叙述错误的是（ ）
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.细胞中核DNA含量的加倍发生在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 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，为一个细胞周期，据图可知，a→b段为细胞分裂期，b→a段为分裂间期，故细胞周期可以表示为b→b；
染色体平均分配发生在细胞分裂的后期，即a→b段；
b→a段为细胞分裂间期，该时期完成DNA的复制，细胞中核DNA含量加倍；
将癌细胞的细胞周期阻断在细胞分裂间期，即b→a段，可抑制癌细胞的增殖，达到治疗癌症的目的。
答案 A
3.下表所列为不同细胞的细胞周期持续时间（h）。
据表分析可以得出的结论是（ ）
A.分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞
B.分裂期占细胞周期比例最小的是十二指肠细胞
C.不同种类细胞的细胞周期持续时间不同
D.不同种类细胞的分裂都是同步进行的
解析 细胞周期包括细胞分裂间期和分裂期，由表中信息可以得出：
不同种类细胞的细胞周期持续时间不同。
知识点2 植物细胞的有丝分裂
4.下列有关细胞有丝分裂的叙述，错误的是（ ）
A.细胞周期中，间期时间较短，分裂期时间较长
B.分裂完成后两个正常子细胞的核DNA数目相同
C.分裂中期，着丝粒排列在赤道板上
D.间期发生DNA复制和有关蛋白质合成
解析 细胞周期中，间期大约占细胞周期的90%～95%，分裂期大约占细胞周期的5%～10%。
5.细胞有丝分裂过程中，DNA复制、着丝粒分裂、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复制发生于间期，着丝粒分裂发生于后期，姐妹染色单体形成于间期，而消失于后期。
6.在细胞有丝分裂过程中，细胞核内以下各组之间的数量关系一定不相等的是（ ）
A.染色体数目与着丝粒数目
B.染色体数目与染色单体数目
C.DNA分子数目与染色单体数目
D.染色体数目与DNA分子数目
解析 染色体数目是以着丝粒数目为依据进行计数的，故两者一定相等；
染色体数目为1时，染色单体数目为0或2，故两者不可能相等；
DNA分子数目与染色体数目、DNA分子数目与染色单体数目之间可能相等，也可能不相等。
7.下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 细胞分裂的间期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；
在前期变成染色体，如图⑤所示；
在中期由于纺锤丝的牵引，着丝粒排列在赤道板上，如图④所示；
在分裂的后期着丝粒分裂，形成两条子染色体，分别移向细胞的两极，如图③所示；
在分裂的末期时只存在含有一个DNA分子的染色体，如图②所示。
8.某同学在光学显微镜下观察洋葱根尖细胞有丝分裂并绘制下图。
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、后期和末期。
在末期，高尔基体的活动明显增强，以形成新的细胞壁。
9.如下图所示，在细胞增殖过程中，染色体和DNA都有复制和加倍的过程，下列相关叙述错误的是（ ）
A.染色体复制后其数量是之前的二倍
B.细胞中b、d过程发生在细胞分裂间期
C.细胞中a过程发生在细胞分裂间期，c过程发生在细胞分裂后期
D.染色体复制的实质是DNA数量的加倍
解析 染色体复制前含一个DNA分子，复制后含两个DNA分子，着丝粒数目并不增加，因此，通过复制染色体的数量并不增加，而DNA分子的数量加倍。
DNA的复制与加倍（b、d过程）是同一过程，发生在细胞分裂间期。
染色体复制（a过程）发生在间期，后期着丝粒一分为二，染色体数目加倍（c过程）。
10.下图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析可做出的判断是（ ）
A.若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→②
B.图①中中心体发出的星射线形成了纺锤体，此时共有6条染色体
C.图③中着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体数目也加倍
D.图④中，着丝粒整齐地排列在细胞板上，此时是观察染色体的最佳时期
解析 由图可知，此为高等植物细胞分裂期图像，高等植物细胞分裂前期由两极发出纺锤丝形成纺锤体。
着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体消失。
图④为有丝分裂中期，着丝粒整齐排列在赤道板上，细胞板是末期才形成的。
11.下图中的甲、乙、丙表示细胞有丝分裂中的三个阶段，a是染色体数，b是染色单体数，c是DNA分子数，a、b、c的数量关系正确的是（ ）
A.甲、乙B.甲、丙C.乙、丙D.甲、乙、丙
解析 有丝分裂过程中存在染色单体时，染色体数∶染色单体数∶DNA分子数＝1∶2∶2，不存在染色单体时，染色体数∶染色单体数∶DNA分子数＝1∶0∶1，由此可推断，a、b、c的数量关系正确的是甲和丙。
12.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.①②
C.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，①②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，③④正确。
13.
右图为细胞周期的示意图，请据图回答：
（1）一个细胞周期包括 （用
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