人教版高考生物必修1同步学案第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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人教版高考生物必修1同步学案第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
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。
4．一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，其中分裂期又可以划分为前期、中期、后期和末期四个相连的时期。
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。
一、细胞不能无限长大
1．“细胞大小与物质运输的关系”实验
（1）实验结果：
[填表]
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
个琼脂块体积之比
1
6
1
6
0.5
1
2
24
8
3
0.5
7/8
3
54
27
2
0.5
19/27
（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，细胞的物质运输效率就越低。
2．细胞不能无限长大的限制因素
二、细胞增殖与细胞周期
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。
2．细胞周期
三、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
1.判断下列有关叙述的正误
（1）细胞体积增大，与外界物质交换效率提高（×）
（2）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（×）
（3）人体所有细胞的细胞周期持续时间相同（×）
（4）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（√）
（5）有丝分裂过程中，细胞内的染色体的数目发生规律性变化（√）
2．有关细胞不能无限长大原因的叙述，不正确的是（ ）
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：
选B 细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率相对越低。
3．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：
选C 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，由于着丝点分裂而导致的。
4．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：
选A 细胞有丝分裂过程中，DNA复制发生于间期，着丝点分裂发生于后期，姐妹染色单体形成于间期，而消失于后期。
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：
a．高度分化的细胞，如神经细胞、表皮细胞等。
b．进行减数分裂的细胞。
（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。
[思考探究]
1．
（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）下表为不同细胞的细胞周期持续时间（t/h）：
细胞类型
分裂间期
分裂期
细胞周期
菜豆根尖分生区细胞
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
据表中内容总结细胞周期的特点。
提示：
①不同类型的细胞，细胞周期不一定相同。
②分裂间期所经历时间，远比分裂期长。
[名师点拨] 细胞周期问题的主要易错点
（1）对细胞周期出现的条件“连续分裂的细胞”把握不够，误认为所有细胞都有细胞
周期。
（2）对分裂间期和分裂期的时间长短掌握不到位或对细胞周期的起点理解不准确。
[题组冲关]
1．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。
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：
选B 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，为DE＋EF（或BC＋CD），等于17.3h。
2．下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：
选B 一个细胞周期是从一次分裂完成开始，即从a开始，到下一次分裂完成结束，即经b到a点。
根据分裂期所经历的时间＝细胞周期时间×分裂期占细胞周期时间比例，由题中四图可知，甲图分裂期所占比例最小，丁图分裂期所占比例最大，但由于四种细胞周期长短不知，分裂期所经历的时间有可能相同。
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。
1．染色体、染色单体、DNA分子三者之间的关系
（1）图示：
（2）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．有丝分裂过程中细胞内染色体、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
染色体（2N）数目变化
染色单体数目变化
DNA（2C）数目变化
间期
复制
2N
0→4N
2C→4C
前期
散乱分布于纺锤体中央
2N
4N
4C
中期
着丝点排列在赤道板上
2N
4N
4C
后期
着丝点分裂移向两极
2N→4N
4N→0
4C
末期
平均分配到两个子细胞中去
4N→2N
0
4C→2C
3.核DNA、染色体数量变化曲线
（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。
[思考探究]
2．
（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）。
（2）若植物细胞染色体和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。
提示：
染色体为：
2n→4n→2n。
DNA为：
2n→4n→2n。
（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，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末期由高尔基体形成的结构，最终形成细胞壁，在显微镜下可观察到。
（4）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：
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。
（5）染色体数与着丝点数目始终相等吗？
提示：
相等。
[题组冲关]
3．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．①④⑤③② B．②③①④⑤
C．①⑤④③②D．⑤④③②①
解析：
选C 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；在分裂的末期时只存在含有一个DNA分子的染色体，如图②所示。
4．下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______________
______________________________________________________________________。
（3）若②染色体的遗传信息来自父方，那么与之遗传信息完全相同的染色体为________，其遗传信息完全相同的原因是_______________________________________
__________________________________________________________________________。
（4）图乙对应于图甲中的________段，图丙对应于图甲中的________段。
解析：
图乙是处于有丝分裂后期的图像，该时期中着丝点分裂后，染色体在纺锤丝的牵引下移向两极，染色体数目加倍，共有8条。
由于两条姐妹染色单体上的两个DNA分子是由同一个DNA分子复制而来，所以两者的遗传信息是一样的。
图乙处于有丝分裂后期，对应于图甲的e～f，而图丙可以表示DNA复制结束之后着丝点分裂之前的一段，即c～e段。
答案：
（1）8
（2）后 染色体的着丝点分裂，染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
（3）⑥ 它们是由同一条染色体复制、分离后形成的
（4）e～f c～e
[方法规律]
根据柱形图判断细胞分裂时期的方法
一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期。
（1）根据染色单体变化判断各时期：
染色单体
（2）根据比例关系判断各时期：
DNA∶染色体∶染色单体＝
[典型图示]
[信息解读]
（1）图2表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲
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