人教版高考生物必修1同步学案第6章 第1节 第1课时 细胞周期和有丝分裂过程.docx

1、人教版高考生物必修1同步学案第6章 第1节 第1课时 细胞周期和有丝分裂过程第1课时细胞周期和有丝分裂过程一、细胞不能无限长大1多细胞生物生长的原因(1)细胞生长增大细胞的体积。(2)细胞分裂增加细胞的数量。(3)不同动(植)物同类器官的大小主要取决于细胞数量的多少。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体积长大。二、细胞通过分裂进行增殖1过程：包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。3意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。(1)单细胞生物体通过细胞增殖而繁衍。(2)多细胞生物通过细胞增殖补充体内衰老死亡的细胞，通过细胞增殖和分

2、化完成个体的生长发育。三、有丝分裂1细胞周期(1)研究对象：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%。2有丝分裂过程(以高等植物细胞为例)图示时期主要变化间期 染色体(DNA)变化：DNA复制和有关蛋白质合成细胞变化：细胞适度生长前期染色体变化：染色质螺旋缠绕形成染色体细胞变化：a.细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；b核膜消失、核仁解体中期染色体着丝点排列在赤道板上染色体形态稳定，数目清晰后期染色体数目变化及原因：染色体数目加倍；着丝点分裂，姐妹染色单体分开染色体运动：在纺锤丝牵引下移向两极末

3、期染色体变化：染色体变成染色质细胞结构变化：a.核膜、核仁重新出现；b.赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展为细胞壁共研探究细胞生长到一定体积时，就要进行细胞分裂，保证细胞体积微小。请分析教材实验过程，找出细胞趋向于小的原因： 1实验原理(1)酚酞遇NaOH呈紫红色。(2)用琼脂块的大小模拟细胞的大小。(3)用NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比表示物质运输效率。2实验步骤3实验结果及分析(1)在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。(2)请计算直径为20 m和30 m的球形细胞的表面积和体积之比(球体的体积公式V4r3/3，表面积

4、公式S4r2)，将计算结果填入下表：细胞直径(m)表面积(m2)体积(m3)表面积/体积201_2564_1870.30302_82614_1300.204.实验结论细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间进行物质交流的面积相对越小，物质运输的效率越低。5实验总结(1)该实验分别用什么来模拟细胞和物质？提示：琼脂块模拟细胞，NaOH模拟物质。(2)确定“物质”扩散深度的依据为：含酚酞的琼脂块酚酞变为紫红色。(3)实验中，如果担心NaOH对琼脂造成破坏而导致实验结果不同，我们可以改用红墨水，同时也不需要预先添加酚酞，其他的实验步骤不变。(4)在相同时间内，NaOH扩散的体积与琼脂块的总

5、体积的比值，可以反映NaOH扩散的效率，以此模拟细胞大小与物质运输效率之间的关系。(5)细胞体积过大不利于其生长，那细胞体积越小越好吗？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。总结升华限制细胞无限长大的因素对点演练1填写下表，根据相关实验数据判断正误。琼脂块大小(边长)表面积(cm2)体积(cm3)表面积/体积NaOH扩散深度(cm)NaOH扩散体积/整个琼脂块体积1 cm6160.512 cm2480.53 cm54270.5(1)琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而增大。()(2)NaOH扩

6、散的体积和整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。()(3)细胞体积越大，其相对表面积越大，物质的运输效率就越高。()(4)多细胞生物体的生长是细胞体积增大和细胞数目增多的结果。()(5)细胞体积越大，其膜表面积越大，表面积与体积之比越大。()(6)细胞表面积与体积的关系是限制细胞长大的唯一原因。()答案：37/8219/27(1)(2)(3)(4)(5)(6)共研探究1细胞通过分裂进行增殖(1)单细胞生物体通过细胞增殖而繁衍。多细胞生物从受精卵开始，要经过细胞的增殖和分化逐渐发育为成体。(2)细胞以分裂的方式进行增殖。真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。有丝分裂是真核生

7、物进行细胞分裂的主要方式，有丝分裂具有周期性。2细胞周期(1)概念研究对象：连续分裂的细胞。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。(2)阶段及其特点两个阶段：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。(3)分析教材P112表61，总结细胞周期的特点：细胞类型分裂间期分裂期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞15.32.017.3小鼠十二指肠上皮细胞13.51.815.3人的肝细胞21122 人的宫颈癌细胞20.51.522不同生物的细胞周期持续时间不一定相同。同种生物的不同细胞细胞周期持续

8、时间不一定相同。细胞周期持续时间相同的细胞，分裂间期和分裂期的比例不一定相同。(4)细胞周期的表示方法.根据图甲、图乙，用字母表示下列各时期。间期分裂期一个细胞周期.若图甲中的bcabad，(bc)或(ad)可以表示一个细胞周期吗？请分析原因。提示：(bc)不是一个细胞周期，因为细胞周期分为两个时段，先是分裂间期，后是分裂期，且分裂间期时间大于分裂期时间。(ad)不是一个细胞周期，因为一个细胞周期在时间上是连续的。总结升华1对细胞周期的理解(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，它们就没有细胞周期。如洋葱表皮细胞、成熟叶肉细胞、动物肌肉细胞、红细胞、神经细胞等。(

9、2)生物体有细胞周期的细胞有：受精卵、早期胚胎细胞、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂的细胞)等。(3)细胞周期必须是间期在前，分裂期在后，不能颠倒。2影响细胞周期的因素(1)内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同。间期与分裂期所占比例也不同。(2)外部因素：主要有温度、pH、射线、生理和病理状况等，这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期。因为DNA复制、有关蛋白质合成、能量供给等生理过程都需要酶的参与。对点演练2下列材料中具有细胞周期的有_。根尖分生区细胞根成熟区细胞神经细胞精子或卵细胞癌细胞人的成熟红细胞形成层细胞叶肉细胞洋葱表皮细胞受精卵解析：分化程度

10、低的细胞有细胞周期，高度分化的体细胞和生殖细胞均无细胞周期。答案：3如图中ad表示连续分裂细胞的两个细胞周期，下列叙述不正确的是()Aa和b为一个细胞周期Bc段结束DNA含量增加一倍C遗传物质平分一般发生在b、d段Db和c为一个细胞周期解析：选D分析图示可知，a、c时期比b、d时期长，因此a、c代表分裂间期，完成遗传物质的复制；b、d代表分裂期，细胞一分为二，复制后的DNA平均分配到两个细胞中。一个完整的细胞周期必须先是分裂间期，后是分裂期，所以图中a和b为一个细胞周期，c和d为一个细胞周期。共研探究下面是高等植物的分生组织进行有丝分裂模式图，结合间期和分裂期的变化，回答下列问题：1有丝分裂过

11、程(1)写出各图像所处的时期a间期，b.中期，c.后期，d.末期，e.前期。(2)主要特征2染色质、染色体与染色单体的区别和联系(1)图示解读：如图，A、B呈染色质状态，C呈染色体状态，间期染色体复制，DNA分子加倍；染色体数不变，1条染色体含有2条染色单体。1和2是一对姐妹染色单体，它们由一个共同的3着丝点连接着构成一条4染色体。着丝点分裂后姐妹染色单体消失，一条染色体变为2条子染色体，细胞分裂末期染色体状态变为染色质状态。(2)染色体数目根据着丝点数目计数，有几个着丝点就有几条染色体。(3)着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。但是移向两极的过程是纺锤丝牵引的结果。(4)染色体与DNA的数量关系：

12、无染色单体时，染色体DNA11；有染色单体存在时，染色体染色单体DNA122。3辨析赤道板和细胞板(1)赤道板是与纺锤体的中轴相垂直的一个平面(不是实际结构)，类似于地球上赤道的位置。(2)细胞板是植物细胞分裂末期在细胞中央形成的真实的结构，细胞板由细胞的中央向四周扩展形成新的细胞壁，将细胞一分为二。细胞板的形成与高尔基体有关。(3)二者中，能在显微镜下观察到的是细胞板。4参与有丝分裂的细胞器及其生理作用细胞器名称作用时期生理作用核糖体整个时期，主要是间期合成各种蛋白质中心体前期形成纺锤体高尔基体末期形成细胞壁线粒体整个时期提供能量总结升华1有丝分裂过程中几种变化(1)间期：DNA复制DNA数

13、目加倍；染色体复制染色单体形成。(2)后期：着丝点分裂染色体数目加倍，染色单体消失。2有丝分裂过程中的相关数量关系(1)染色体染色单体DNA101的时期后期、末期。(2)染色体染色单体DNA122的时期前期、中期。(3)染色体DNA由1112的时期间期。【易错易混】(1)观察染色体最好的时期是中期。(2)染色单体形成于间期，出现于前期，消失于后期。(3)赤道板与细胞板的区别：赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。对点演练4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

14、是()AB C D解析：选C细胞分裂间期，DNA分子复制后每条染色体上含有两个DNA分子，呈染色质状态，如图所示；在前期变成染色体，如图所示；中期，由于纺锤丝的牵引，着丝点排列在赤道板上，如图所示；在分裂的后期，着丝点分开，形成两条子染色体，分别移向细胞的两极，如图所示；在分裂的末期，只存在含有一个DNA分子的染色体，如图所示。1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。结合图示分析其细胞周期，不正确的是()A图1中的a、图2中BA，细胞正在进行DNA复制B图1中的b、图2中AB，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AD图2中

15、细胞周期可以是从B到A再到B解析：选C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的现象；图2中的细胞周期应是由B到A再到B。2下列有关细胞体积小的叙述，正确的是()A细胞体积小，有利于进行细胞分裂B细胞体积小，有利于扩散和转移C细胞体积小，有利于高效地进行物质交换和信息交流D细胞体积小，有利于细胞膜上分子的流动解析：选C细胞体积小，相对表面积大，有利于高效地进行物质交换和信息交流。3下列关于植物细胞有丝分裂过程的叙述，不正确的是()A在分裂间期，每个染色体复制，

16、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：选B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。4如图是一个植物细胞有丝分裂的示意图，据图回答问题：(1)此细胞处于有丝分裂的_期。(2)该细胞此时有_条染色体，_条染色单体，_个DNA分子。(3)此细胞分裂结束以后，子细胞内的染色体有_条，_个DNA分子。(4)此时期继续发展，将在赤道板位置出现_，逐渐扩展形成_，最终分裂为两个子细胞

17、。解析：题图为分裂后期图，其特征是：着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别向两极移动；染色单体消失，染色体数目加倍。答案：(1)后(2)808(3)44(4)细胞板新的细胞壁【基础题组】1下列有关细胞不能无限长大的原因中，不正确的是()A与细胞表面积和体积的比例有关B细胞核的控制范围是有一定限度的C细胞体积过大不利于细胞内的物质交流D细胞的体积与细胞核无关解析：选D细胞体积的大小受以下两方面因素的制约：一是细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与外界的物质交换效率就越低，而且会影响到细胞内部的物质交流；二是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扩大而增

18、加，即细胞核控制的范围是有限的。2植物细胞有丝分裂末期两个新细胞的形成方式如图所示，产生图中囊泡的结构及囊泡中可能含有的物质分别是()A内质网；蛋白质、磷脂B高尔基体；蛋白质、磷脂C内质网；纤维素、果胶D高尔基体；纤维素、果胶解析：选D高尔基体与植物细胞壁的形成有关。细胞壁开始形成时先在两个新细胞间出现许多囊泡，其中含有形成细胞壁的物质纤维素、果胶。3在一个细胞周期中，最可能发生在同一时期的是()A着丝点的分裂和细胞质的分裂B染色体数目加倍和染色单体形成C细胞板的出现和纺锤体的出现DDNA分子复制和中心粒复制解析：选D在一个完整的细胞周期中，着丝点的分裂发生在后期，细胞质的分裂发生在末期；染色

19、体数目加倍发生在后期，染色单体形成在间期；细胞板出现在末期，纺锤体出现在前期；DNA分子复制和中心粒复制都发生在间期。4洋葱根尖分生区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，细胞两极产生纺锤丝形成纺锤体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，高尔基体为细胞壁形成合成多糖解析：选C植物细胞有丝分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；前期，细胞两极产生纺锤丝形成纺锤体；中期能量的消耗并不比其他时期少，所以ATP的含量不会明显减少。5如图为有关细胞增殖的概念图，下列说法正确的是()A过程中无纺锤丝和染色体的出现，人的红细胞

20、以此种方式增殖B过程中保持了遗传性状在亲子代之间的稳定性C进行过程时，染色体和核DNA在各个时期的数量变化规律完全相同D过程大约占细胞周期的5%，主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成解析：选B过程为无丝分裂，无纺锤丝和染色体的出现，蛙的红细胞以此种方式增殖，而人的红细胞不能进行自我增殖，只能由造血干细胞通过有丝分裂产生；过程为有丝分裂，进行过程时，核DNA在分裂间期加倍，而染色体在分裂后期加倍，两者的数量变化规律是不完全相同的；为分裂间期，大约占细胞周期的90%95%。6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是()两个相同DNA分子完全分开出现放射状

21、排列的细丝中心体发生倍增着丝点排列在一个平面上ABC D解析：选C过程发生在分裂后期，过程发生在分裂前期，过程发生在分裂间期，过程发生在分裂中期。7下列关于染色体和DNA分子关系的叙述，正确的是()ADNA分子数目加倍时，染色体数目也加倍B染色体数目减半时，DNA分子数目不变C染色体数目加倍时，DNA分子数目也加倍D染色体复制时，DNA分子也复制解析：选DDNA分子加倍发生在有丝分裂间期，此时染色体数目没有加倍；染色体减半发生在有丝分裂末期，此时DNA分子数目也随之减半；染色体数目加倍发生在有丝分裂后期，此时DNA分子数目没有发生改变；染色体的复制实质是DNA分子的复制。8在某植物细胞增殖的一

22、个细胞周期中，纺锤体形成时，一个细胞中的染色体数为N，核DNA含量为m；则当该细胞中染色单体消失时，此细胞中的染色体数和核DNA含量分别是()A2N和m BN/2和m/2C2N和m/2 DN和m解析：选A细胞有丝分裂前期纺锤体形成；染色单体消失说明细胞已进入后期，此时细胞中染色体数因着丝点分裂而加倍，为2N，但核DNA含量仍为m。【能力题组】9下列关于细胞增殖的表述，正确的是()细胞有丝分裂后期，细胞的两极均含相同的染色体细胞增殖过程中，染色体数目加倍时，DNA分子数目也加倍细胞增殖过程中，有DNA的复制，无蛋白质的合成在不同方式的细胞增殖过程中，都有DNA分子复制A BC D解析：选B细胞有

23、丝分裂后期，移向两极的染色体是由姐妹染色单体分离而来的，是完全相同的；细胞中染色体加倍是在后期，DNA分子加倍是在间期；细胞增殖过程中，既有DNA的复制，也有蛋白质的合成。10如图是对某植物细胞有丝分裂时染色体(a)数、染色单体(b)数和DNA分子(c)数的统计图，下列解释不正确的是()A可以用于表示细胞分裂的前期B在时染色体螺旋化程度最高C间期用表示最恰当D可表示细胞分裂完成解析：选C图中染色体(a)、染色单体(b)和DNA(c)数目的比值为122，可表示有丝分裂前期或中期，中期染色体螺旋化程度最高。图与图相比，染色体加倍，染色单体为零，表示有丝分裂后期。图与图相比，染色体和DNA数恢复为正

24、常值，可表示细胞分裂完成。11.如图表示某动物体细胞(含4条染色体)有丝分裂的细胞周期，下列叙述正确的是()A完成e时期的子细胞变化方向最终有两种可能，一种如图所示，另一种将分化成某种组织Bc、d、e存在核膜、核仁C不同物种的细胞周期的长短主要受温度影响D从b到b是一个完整的细胞周期解析：选A由图可知，a、b、c、d、e分别表示细胞分裂间期、前期、中期、后期和末期。在细胞分裂间期、前期、中期染色体数目不变，都为4条；核膜、核仁在前期消失。不同物种的细胞周期的长短主要由遗传物质决定。一个完整的细胞周期是从上一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，即从f到f。12经测定发现，某植物细胞的染色体

25、数和核DNA分子数之比为12。下列判断不正确的是()A该植物细胞是不再进行分裂的细胞B该植物细胞正在进行分裂C该植物细胞中存在染色单体D该时期的细胞可能没有核膜解析：选A染色体数和核DNA分子数之比为12，此时每条染色体上有2个DNA分子，说明DNA分子已进行了复制，形成了染色单体，细胞正在进行分裂。在前期核膜逐渐消失。13下图表示某植物细胞有丝分裂某时期的图示。请据图回答下列问题：(1)图A表示细胞分裂的_期，判断的依据是_；图B表示细胞分裂的_期，判断的依据是_。(2)B时期细胞中染色体数目为_，DNA分子数目为_，染色单体数目为_，该细胞有丝分裂的结果是形成_个子细胞，每个子细胞中染色体

26、数目是_，与A细胞中染色体数目_(填“相等”或“不相等”)。(3)B时期的下一个时期最显著的特点是_，与此结构的形成直接有关的细胞器是_。(4)A时期中染色体、DNA与染色单体之间的数目关系比是_。与A时期具有相同比例的时期是_，该时期的特点有_，请把该时期的简易图在C中画出来。解析：图A为有丝分裂前期，含有6条染色体，12条染色单体，染色体DNA染色单体122，除此之外，中期染色体、DNA与染色单体数之比也是122；图B是有丝分裂后期，染色体数为12。答案：(1)前核膜、核仁消失，染色体、纺锤体形成且染色体散乱分布后着丝点分裂，纺锤丝牵引着丝点移向两极(2)12 12026相等(3)出现细胞

27、板高尔基体(4)122中期纺锤丝牵引着丝点整齐排列在赤道板上，染色体形态较稳定，数目较清晰如图所示 14下图是具有四条染色体的植物细胞有丝分裂图，请据图分析回答下列问题：(1)C图所示细胞处于细胞分裂的_期，判断理由：从染色体分析：_。从细胞结构分析：_，核膜尚未消失。(2)细胞中DNA分子数与染色体数相同的是图_，这些细胞在染色体结构上的共同特点是_。(3)染色体数目加倍发生在图_中，其加倍机制是_。(4)若组成染色体的蛋白质中含有放射性元素，则A、B、C、D四图代表的细胞放射性强度相同吗？_。解析：在识别细胞分裂时期图像时，要从图像中提取两类主要信息：一是细胞结构变化信息，二是染色体形态、数目等信息。染色体的主要成分之一是蛋白质，染色体显示的放射