高中生物第五章细胞增殖分化衰老和死亡511细胞周期与动物细胞的有丝分裂学案新人教版必修Word文档格式.docx
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分裂间期复制的染色质由丝状缩短变粗，逐渐形成清晰可见的染色体，每条染色体含有两条姐妹染色单体；
两个中心体分别移向细胞两极；
核膜解体、核仁逐渐消失；
中心体周围发出的星状射线形成纺锤体
中
每条染色体上的着丝点部位与纺锤丝相连，在纺锤丝的牵引下，染色体着丝点排列在细胞中央的赤道板上
后
每条染色体中的两条姐妹染色单体从着丝点的连接处分开，形成两组均等的染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
末
到达细胞两极的染色体逐渐变为染色质；
核膜、核仁重新出现。
在赤道板处细胞膜向内凹陷，细胞质一分为二，一个亲代细胞缢裂成两个体积基本相等的子代细胞
一、细胞大小与细胞生命活动
1.琼脂模拟细胞实验
将琼脂块切成边长分别为4cm、2cm、1cm的正方体，如图：
2.分别计算它们的体积与表面积及表面积和体积的比值，填入下表：
琼脂块边长cm
体积/cm3
表面积/cm2
表面积与体积之比
1
6
2
8
24
3
4
64
96
1.5
1.琼脂块的相对表面积（表面积与体积之比）随着琼脂块体积的增大，发生了什么变化？
答案 细胞体积越大，相对表面积越小。
2.细胞体积与相对表面积和细胞的物质运输效率有什么关系？
答案 细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率会降低。
3.以上事实说明，细胞表面积与体积的关系是限制细胞不能无限长大的重要因素之一。
4.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？
答案 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。
1.“细胞体积守恒定律”表明动物器官的大小主要决定于细胞的数量，而与细胞的大小无关。
下列各项中不属于影响细胞体积因素的是（ ）
A.细胞相对表面积与体积的关系
B.细胞的核与质之间的比例关系
C.细胞内物质的交流与细胞体积的关系
D.细胞膜具有一定的流动性
问题导析
（1）细胞的表面积与体积的关系及细胞核与细胞质之间的比例都是限制细胞不能无限长大的原因。
（2）细胞越大，细胞内物质运输效率越低。
答案 D
一题多变
判断正误：
（1）细胞体积越小，相对表面积越小，物质运输效率越高。
（ ×
）
（2）细胞核是遗传和代谢的控制中心，细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度。
（ √ ）
（3）细胞体积越大，细胞核的控制越有效。
（4）把琼脂块放在NaOH溶液中，在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度相同。
二、细胞周期
1.概念
（1）前提条件：
连续分裂的细胞。
只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞、茎形成层细胞、皮肤生发层细胞等；
成熟细胞无细胞周期，如神经细胞、洋葱表皮细胞。
减数分裂不具有细胞周期。
（2）起止时间：
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：
包括分裂间期和分裂期。
其中分裂间期占的时间比例大。
分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做物质准备，同时细胞有适度的生长。
2.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→C→A为一个细胞周期
直线图
a＋b或c＋d为一个细胞周期
坐标图
a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期
1.一个受精卵细胞怎么才能形成这么多个细胞呢？
细胞增殖有什么意义？
答案 通过细胞增殖形成多个细胞。
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。
2.一个细胞周期包括哪两个阶段？
这两个阶段时间分配是否平均？
答案 分裂间期和分裂期。
不平均，分裂间期大约占整个细胞周期的90%～95%，分裂期大约占整个细胞周期的5%～10%。
3.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，不分裂没有细胞周期。
2.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甲→乙的过程表示分裂间期 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.①②④B.④
C.③D.①②③
问题导析
（1）细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止的过程。
（2）一个细胞周期可分为两个阶段：
分裂间期和分裂期。
（3）一个细胞周期内分裂间期时间远远大于分裂期。
（4）根据细胞周期中间期和分裂期持续的时间分析，乙→甲为间期，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
下图表示细胞连续分裂的过程，其中能表示一个完整的细胞周期的是A～C、C～E、E～G，其中能表示分裂间期的是A～B、C～D、E～F，表示分裂期的是B～C、D～E、F～G。
三、动物细胞的有丝分裂
1.染色体形态变化规律
2.染色体行为变化规律
复制→螺旋化，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→移向两极，解螺旋。
3.有丝分裂各时期特点记忆口诀
——复制合成非等闲
——膜仁消失两体现
——形定数晰赤道齐
——点裂数加均两极
——两消两现分裂完
1.如何描述染色体和染色质之间的关系？
观察染色体最好的时期是哪个时期？
答案 二者是同一种物质在细胞分裂的不同时期的两种存在形式。
中期。
2.染色单体形成于何时，消失于何时？
什么时期存在染色单体？
答案 染色单体形成于间期（染色体复制），消失于后期（着丝点分裂）。
G2、前、中期存在染色单体。
3.染色体复制在什么时期？
染色体数目加倍在什么时期？
数目恢复在什么时期？
DNA呢？
答案 染色体复制在间期，数目加倍在后期，一个细胞中数目恢复在末期结束；
DNA复制和数目加倍都是在间期，一个细胞中数目恢复在末期结束。
4.请思考归纳出与动物细胞有丝分裂有关的细胞器及功能。
细胞器
功 能
线粒体
供能（DNA复制、蛋白质合成、染色体分开）
中心体
复制、形成纺锤体（动物、低等植物细胞）
核糖体
合成蛋白质
3.动物细胞在分裂过程中不会出现的是（ ）
A.在细胞分裂间期，核糖体合成蛋白质功能增强
B.在细胞分裂前期，中心体产生星状射线形成纺锤体
C.在细胞分裂中期，细胞内ATP的含量明显减少
D.在细胞分裂末期，染色体变成染色质
问题导析
（1）动物细胞有丝分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，因此核糖体功能加强。
（2）前期，中心体产生星状射线形成纺锤体。
（3）由于ATP和ADP转化非常迅速，ATP和ADP的含量在细胞中维持相对稳定，所以，ATP的含量不会明显减少。
（4）在细胞分裂末期，染色体变成染色质。
答案 C
（1）观察染色体最好的时期是后期。
（2）染色单体形成于前期，出现于中期，消失于后期。
（3）由于前期染色体复制，造成染色体数目加倍。
1.真核细胞的直径一般在10～100μm之间，下列有关生物体细胞不能无限长大的原因的叙述中，不正确的是（ ）
A.体积大，物质运输的效率较低
B.相对表面积小，有利于物质的迅速转运
C.受细胞核所能控制范围的制约
D.相对表面积大，有利于物质的转运和交换
解析 相对表面积小，不利于物质运输。
2.下表所列为不同细胞的周期持续时间（h）。
据表分析可以得出的结论是（ ）
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
A.分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞
B.分裂期占细胞周期时间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细胞分裂期，由表中信息可以得出：
不同种类细胞的周期持续时间不同，其他选项均与表中内容不符。
3.细胞进行有丝分裂时，染色体发生有规律的变化，这些变化的正确顺序是（ ）
①染色质缩短变粗成染色体 ②染色体变细伸长成染色质 ③组成染色体的DNA复制 ④染色体排列在赤道板上 ⑤着丝点分裂，染色体移向两极
A.③①④⑤②B.③④①⑤②
C.①③④⑤②D.①④③⑤②
答案 A
解析 考查有丝分裂中染色体的变化。
①发生于前期，②发生于末期，③发生于间期，④发生于中期，⑤发生于后期。
4.如图是某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的图像，下列叙述不正确的是（ ）
A.该生物为某种动物
B.该生物的一个体细胞中含有8条染色体
C.该细胞处于有丝分裂的后期
D.该细胞中含有8条染色体
解析 从图可以看出，细胞没有细胞壁两极有中心体，细胞膜正在从中央向内凹陷，将细胞缢裂成两部分，该生物为某种动物；
着丝粒已经分裂，正在移向细胞的两极，并且移向细胞的每套染色体中含有同源染色体，所以该细胞处于有丝分裂的后期，染色体加倍后的数目为8条，所以体细胞中含有4条染色体。
5.下图为正在分裂的动物细胞示意图。
请据图回答问题：
（1）左上图中A表示______________，此期细胞最大特点是完成__________________________；
B表示__________，
此期细胞核明显发生________的有规律变化。
右上图中细胞正处于有丝分裂________期。
（2）右上图中DNA分子与染色体数目之比为________。
（3）右上图中C是________，其功能是______________________________。
（4）多细胞生物体以此方式增加________的数量。
细胞在分裂后，可能出现的细胞周期以外的三种生活状态是______________________________。
答案
（1）有丝分裂间期 DNA复制和有关蛋白质的合成 分裂期 染色体 前
（2）2∶1 （3）中心粒 与动物细胞的有丝分裂有关（发出星状射线形成纺锤体）
（4）体细胞 继续增殖、暂不增殖、永不增殖
基础巩固
1.下列四组人体细胞中，能够通过细胞分裂使组织得以修复和更新的一组是（ ）
A.成骨细胞和白细胞
B.口腔上皮细胞和角质层细胞
C.肝细胞和生发层细胞
D.神经细胞和骨骼肌细胞
解析 不是所有的体细胞都能进行分裂或具有细胞周期，只有具有分生能力的细胞才有细胞周期，白细胞、口腔上皮细胞、角质层细胞、神经细胞及骨骼肌细胞都是已高度分化了的成熟细胞，不能再进行分裂了。
2.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1中b＋c是一个细胞周期
D.图2中B→A→B是一个细胞周期
解析 题图1中a＋b（或c＋d）是一个细胞周期。
3.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 有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期。
4.右图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程（ ）
A.发生在细胞分裂期的末期，核膜再度合成
B.发生在细胞周期的分裂间期，染色质复制
C.发生在细胞分裂期的前期，核膜逐渐消失
D.发生在细胞分裂期的中期，染色体螺旋变粗
解析 题图中显示是染色体形态，且存在染色单体，又因为核膜正在发生变化，故应为前期。
5.在细胞有丝分裂过程中，姐妹染色单体形成和分开的时期依次是（ ）
A.中期和末期B.前期和中期
C.间期和后期D.后期和末期
解析 间期染色体复制形成姐妹染色单体，后期着丝点分裂，染色单体消失。
6.动物细胞的染色体数目加倍和DNA数目加倍分别在有丝分裂的（ ）
A.前期和中期B.前期和末期
C.后期和间期D.前期和后期
巩固提升
7.有丝分裂间期细胞内发生了复杂的变化，其结果是（ ）
A.DNA含量增加了一倍，染色体数不变
B.DNA含量和染色体数都增加一倍
C.DNA含量不变，染色体数目增加一倍
D.DNA含量和染色体数均不变
解析 间期DNA复制而加倍，而染色体复制形成的两条染色单体由一个着丝点相连，仍为一条染色体，染色体数不变。
8.下图中①～⑤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 在细胞周期中，先进行DNA复制，形成丝状的具有姐妹染色单体的染色体；
姐妹染色单体高度螺旋，缩短变粗呈棒状染色体；
然后与纺锤丝相连；
着丝点分开，形成子染色体，被纺锤丝牵向两极。
9.下列关于细胞分裂的叙述，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均处于细胞周期中
C.抑制DNA的合成，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 细胞周期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全过程。
不同物种、不同组织的细胞周期所经历的时间不同，生物体积的加大，不仅要靠细胞体积的加大，也要靠细胞数目的增多，细胞数目的增多是通过有丝分裂来实现的。
生殖细胞成熟后，必须经过受精作用成为受精卵后方可进行有丝分裂。
细胞分裂间期中的S期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，从而为分裂期打好了物质基础。
10.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.在后期时，细胞中有8条染色体，8条染色单体
解析 后期，着丝点分裂，无染色单体。
11.如图是连续分裂的细胞在不同时期DNA含量的测定结果，请据图回答（用图中字母表示）：
（1）一个完整的细胞周期是________。
（2）核膜开始解体，核仁逐渐消失，纺锤体形成是在____________时期。
（3）着丝点分裂，两条染色单体分开是在____________时期。
（4）观察染色体的形态和数目最好是在________时期。
（5）从图中可见，母细胞和子细胞中DNA的含量是相同的，其意义是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案
（1）f→k
（2）b→c（或g→h） （3）d→e（或i→j）
（4）c→d（或h→i） （5）维持亲、子代细胞DNA数目（或染色体数目）的恒定，保持亲、子代细胞之间遗传性状的稳定
解析 按题目要求，在回答第
（1）题时，必须明确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。
再结合此概念想一想应该是图中的哪一部分，思考的过程即是图文置换的过程。
第
（2）题给的是前期的特征，如何从图上找出前期的部分，关键是要知道细胞分裂各个时期DNA的含量，当间期完成进入前期时，DNA含量增加1倍，图上从2N增至4N，即进入前期。
前两小题搞清楚了，则第（3）、第（4）小题可迎刃而解。
有丝分裂过程是要把复制的染色体（包含DNA）平均分配给两个子细胞，使亲子代细胞中DNA的含量稳定，从而使生物体的遗传性状保持稳定。
12.下图为体细胞含有6条染色体的某生物进行有丝分裂过程的几个阶段，据图分析回答下列问题：
（1）根据丙图特有的变化，可以判断该图表示________________（选填“动物”或“植物”）细胞的有丝分裂，判断的依据是______________________________。
（2）观察染色体的最佳时期是__________图。
（3）染色单体数和DNA数目相等的细胞是________图。
（4）上述细胞有丝分裂的先后顺序是______________________________________。
（5）作为一个完整的细胞周期，上图中缺少了细胞周期的____________期。
答案
（1）植物 赤道板位置出现细胞板
（2）甲 （3）甲、乙 （4）乙→甲→丁→丙 （5）间
解析
（1）丙图处于有丝分裂末期，在细胞中央赤道板位置出现细胞板，将一个细胞分裂成两个子细胞，该图中有细胞壁、细胞板，可确定为植物细胞。
（2）观察染色体的最佳时期是中期，即图中的甲。
（3）图甲乙有染色单体，且与DNA数相等。
（4）上述细胞有丝分裂的先后顺序是乙、甲、丁、丙。
（5）一个完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期包括前期、中期、后期、末期。
走进高考
13.某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂，在培养过程中将适量的3HTdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）和某促进细胞分裂的药物加入到培养液中，培养一段时间，可观察和测量到（ ）
A.G1期变短，该期有大量3HTdR进入细胞核
B.S期变长，该期有DNA复制和核糖体的增生
C.G2期变短，该期细胞核中有组蛋白
D.M期相对较短，该期细胞的核膜始终完整
解析 促进细胞分裂的药物可以明显缩短细胞分裂的细胞周期。
G1期主要是合成DNA所需蛋白质的合成和核糖体的增生，S期主要发生的是DNA的复制，G2期主要发生的是RNA的合成和有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。
因此，将某促进细胞分裂的药物加入到培养液中会使G1期变短，S期和G2期也变短；
3HTdR参与DNA的复制，应该在S期大量进入细胞核；
M期相对较短，该期细胞的核膜周期性地消失和重现。
组蛋白是
构成染色体的蛋白质，在G2期之前已经合成。
综合上述分析，C项正确，A、B、D项叙述错误。
14.下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是（ ）
A.分裂间期有DNA和中心体的复制
B.分裂间期DNA含量和染色体数都加倍
C.纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期
D.染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期
解析 细胞分裂间期，完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，动物细胞还需完成中心体的复制，A正确；
间期DNA复制，DNA数目加倍，但两条DNA分子连在一个着丝点上，染色体数没有发生改变，B错误；
纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂末期，C错误；
染色单体形成于间期，出现在分裂前期，消失于分裂后期，D错误。
15.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的顺序的是（ ）
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着丝点排列在一个平面上
A.②→③→①→④B.②→④→③→①
C.③→②→④→①D.②→③→④→①
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