人教版高中生物必修一第6章第1节第1课时细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂.docx

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人教版高中生物必修一第6章第1节第1课时细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂

第1节　细胞的增殖

第1课时　细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂

学习目标

核心素养

1．简述细胞增殖和细胞周期。

（重点）

2．概述高等植物细胞有丝分裂的过程。

（重难点）

1．通过细胞增殖、细胞周期和细胞有丝分裂的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。

2．通过学习有丝分裂过程中染色体和DNA的变化，养成模型构建的科学思维方法。

一、细胞增殖

1．概念：

细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。

2．意义：

生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

（1）单细胞：

通过细胞增殖而繁衍；

（2）多细胞生物：

从受精卵开始，要经过细胞增殖和分化逐渐发育为成体。

生物体内不断地有细胞衰老、死亡，需要通过细胞增殖加以补充。

3．过程：

包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。

二、细胞周期

1．前提条件：

连续分裂的细胞。

2．时间

3．图示含义

4．分裂间期与分裂期的联系：

分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。

三、高等植物细胞的有丝分裂

时期

图示

主要变化特征

分裂

间期

主要变化：

完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的增长

前期

①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体，每条染色体包括两条由一个共同的着丝粒连接着的并列的染色单体

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，使其着丝粒排列在赤道板上

②染色体形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察

后期

①每个着丝粒分裂成两个，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，形成两个新的细胞核

③赤道板位置出现细胞板逐渐扩展为细胞壁

1．多细胞生物体体积的增大只依靠细胞生长增大细胞体积。

（　　）

2．只要能分裂的细胞就一定具有细胞周期。

（　　）

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后期的细胞。

（　　）

4．有丝分裂间期的细胞内没有什么变化。

（　　）

5．使用高倍镜可观察到赤道板和细胞板的时期分别是中期和末期。

（　　）

6．细胞不能无限长大的原因之一是，细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低。

（　　）

提示：

1．×　多细胞生物体体积的增大，既依靠细胞生长增大细胞体积，还依靠细胞分裂增加细胞数目。

2．×　连续分裂的细胞才有细胞周期。

3．×　中期细胞染色体形态稳定，数目清晰。

4．×　间期细胞看不到变化，但正在进行紧张的物质准备。

5．×　赤道板不是一个结构。

6．√

细胞周期

[问题探究]

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。

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。

[归纳总结]

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．细胞周期的表示方法

方法名称

表示方法

说明

扇形图

从A点→B点→A点（顺时针），表示一个细胞周期

线段图

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

坐标图

a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期

1．由细胞形态判断，下列细胞中最可能具有细胞周期的是（　　）

B　[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。

]

2．下图中能够表示一个完整细胞周期的是（　　）

①a＋b　②b＋c　③甲→乙　④乙→乙

A．①③　　　　　　　B．①④

C．②③D．②④

B　[根据细胞周期中间期和分裂期持续的时间分析，a和c为间期，b和d为分裂期，故a＋b（或c＋d）为一个细胞周期。

乙→甲为间期，甲→乙为分裂期，而一个细胞周期是从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止的一段时间，即乙→乙。

]

高等植物细胞的有丝分裂

[问题探究]

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→着丝粒排列在赤道板上→着丝粒分裂→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）。

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？

哪些时期出现染色单体？

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（着丝粒分裂）。

前、中期存在染色单体。

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。

[归纳总结]

1．染色体、染色单体、DNA的数量关系

（1）染色体数＝着丝粒数，即根据着丝粒数计算染色体数。

（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．有丝分裂过程中细胞内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粒分裂，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。

易错提醒：

有丝分裂曲线分析的四点提醒

（1）DNA、染色体同时减半，但不是同时加倍。

（2）染色单体形成于间期，出现于前期，消失于后期。

（3）每条染色体上DNA含量是1或2，而不是2N或4N；减半时期是分裂后期开始时，而不是末期结束时。

（4）细胞中染色体、DNA含量减半时期是末期结束时。

1．在一个细胞周期中，最可能发生在同一时期的是（　　）

A．着丝粒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

B　[着丝粒的分裂发生在有丝分裂的后期，细胞质的分裂发生在有丝分裂的末期，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。

]

2．如图是对植物细胞有丝分裂时染色体数（a）、染色单体数（b）和DNA分子数（c）的统计图。

下列解释肯定不正确的是（　　）

①　　　　②　　　　　③

A．①可以用于表示细胞分裂的前期

B．染色体螺旋化程度最高可在①时

C．间期用②表示最恰当

D．③可表示细胞分裂完成

C　[①的细胞中每条染色体含两个DNA、两条染色单体，可代表染色体复制后的间期、前期和中期。

②的细胞中无染色单体，染色体数和DNA分子数都为4n，可代表有丝分裂后期。

③的细胞中无染色单体，染色体数和DNA分子数都为2n，可代表细胞分裂完成。

]

技法总结：

有丝分裂过程中的“加倍”

成分或结构

时期

原因

DNA

间期

DNA复制

染色体

后期

着丝粒分裂

中心体

间期

中心体复制

细胞核

末期

新核膜已经形成，细胞质尚未分裂

[课堂小结]

知识网络构建

核心语句背诵

1．生物体的生长既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。

2．细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

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：

前期膜仁消失现两体，中期形定数清赤道齐，后期粒裂数加均两极，末期两消两现重开始。

5．分裂间期DNA复制而加倍，有丝分裂后期着丝粒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。

1．下列有关细胞周期的叙述中，错误的是（　　）

A．不是生物体的所有细胞都处于细胞周期中

B．在细胞周期中，一般是分裂间期比分裂期时间长

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

D　[细胞周期是针对进行有丝分裂的细胞而言的，不是所有的细胞都能进行有丝分裂，即使进行有丝分裂但不能连续分裂也无细胞周期，A正确；细胞周期中间期时间长于分裂期，B正确；DNA复制发生在细胞分裂的间期，所以抑制DNA的合成可使细胞停留在分裂间期，C正确；细胞周期分为间期、分裂期，分裂期分为前、中、后、末期，D错误。

]

2．连续分裂的细胞，计算细胞周期开始的时间应从什么时期开始（　　）

A．子细胞形成时　B．细胞核开始形成时

C．染色体出现时D．染色体消失时

A　[计算细胞周期应从上一次细胞分裂完成到下一次细胞分裂完成。

]

3．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

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

C　[染色体复制发生在间期，A错误；中期染色体数∶DNA数＝1∶2，B错误；核膜、核仁末期重现，D错误；后期着丝粒分裂、染色体数目加倍，C正确。

]

4．下列物质或结构变化示意图中，哪个不可能发生在有丝分裂过程中（　　）

D　[A表示染色体数目的变化；B表示DNA分子数的变化；C表示前期和中期每条染色体含有两个DNA分子；D项有丝分裂过程中染色单体数不可能是DNA分子数的一半。

]

5．下图为具有6条染色体的某生物细胞进行有丝分裂过程的几个阶段，据图分析回答下列问题：

甲　　　乙　　　　丙　　　　丁

（1）在细胞有丝分裂的过程中，有些结构会出现周期性的消失和重现，在乙图中消失的结构是______________，出现的结构是________________。

（2）上图中，DNA分子数与染色体数相同的是________；染色单体数和DNA数目相等的细胞是________。

（3）上述细胞有丝分裂的先后顺序是________________（用标号表示）。

（4）作为一个完整的细胞周期，该图中缺少了细胞周期的______期，该时期细胞内的主要变化特点是_______________________。

（5）分裂产生的子细胞之所以与原来的母细胞具有相同的特征，是因为____________________________________________________

____________________。

[答案]　

（1）核膜、核仁　染色体和纺锤体

（2）丙、丁　甲、乙

（3）乙→甲→丁→丙

（4）间　进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成

（5）间期染色体复制后平均分配到两个子细胞中