高中生物人教版高一必修一学案：6.1.1_细胞周期和有丝分裂过程

第1节 细胞的增殖

第1课时 细胞周期和有丝分裂过程

学习目标

1．运用结构决定功能这一观念，举例说明细胞大小与物质运输的关系。2.通过讨论细胞生长和增殖的周期性，说明细胞通过分裂实现增殖。3.分析观察处于细胞周期不同阶段的细胞，以文字、图示或模型的形式，说明植物细胞增殖的主要特征，解释有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。

|基础知识|

一、细胞大小与物质运输的关系 1．多细胞生物生长的原因

?

????细胞生长―→增大细胞体积细胞分裂―→增加细胞数量―→个体生长

2．决定器官大小的原因

器官大小主要决定于细胞数量的多少。 3．模拟探究细胞大小与物质运输的关系

实验步骤 操作提示

制备琼脂块

切取边长分别为3 cm 、2 cm 、1 cm 的含酚酞的琼脂块正方体 浸泡 在质量分数为0.1%的NaOH 溶液中浸泡10 min 切割 捞取、吸干液体并将琼脂块切成两半

测量、记录、计算

测量、记录每块琼脂块上NaOH 的扩散深度，并根据测量结果进行计算

4．(1)细胞的表面积与体积的关系。 (2)细胞核的控制能力是有限的。 二、细胞周期

1．适用生物：真核生物。 2．前提条件：连续分裂的细胞。 3．起止点

(1)起点：一次分裂完成时。 (2)止点：下一次分裂完成时。

4．两个阶段：分裂间期和分裂期。

三、植物细胞有丝分裂

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

前期①染色体(DNA)变化：染色质形成染色体；

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染色体的着丝点排列在赤道板上；

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：着丝点分裂，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①染色体变化：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，并逐渐扩展为细胞壁

1．细胞越大，细胞的物质运输效率越高。()

2．任何细胞都有细胞周期。()

3．连续分裂的细胞，计算细胞周期开始的时间应从细胞核开始形成时。() 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后期的细胞。() 5．有丝分裂过程中，细胞内染色体的数目发生规律性变化。()

6．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。()

答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.×

|图解图说|

★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。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

所有细胞都有细胞周期吗？

提示：只有连续分裂的细胞才具有细胞周期。

________________________________________________________________________

★有丝分裂亲代细胞染色体复制后平均分配，亲子代细胞的遗传物质相同

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

染色单体形成于何时？消失于何时？哪个时期存在染色单体？

提示：染色单体形成于间期，消失于后期，从DNA复制完到着丝点分裂前，存在染色单体。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

探究点一细胞周期及其表示方法

细胞周期表示方法

(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。

(2)细胞周期的间期发生的变化主要有哪些？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

(3)从间期和分裂期的时间长短看，________相对较长的细胞更容易观察到处于分裂期的细胞。

(4)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

提示(1)A＋B或C＋D a bcde

(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)分裂期

(4)不是，只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期①④

(1)细胞周期的划分：细胞周期是一个连续变化的过程，只是人为地将细胞周期分为间期和分裂期，分裂期又分为前期、中期、后期和末期。各个阶段都是人为划分的，没有严格的界限。

(2)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、微生物细胞等不具有细胞周期。

(3)细胞周期的长短：不同生物或同一生物不同组织，其细胞周期长短不同。

【典例1】如图所示，图甲中a＋b表示一个细胞周期，c＋d表示另一个细胞周期。图乙中，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．图甲中的a、图乙中的B→A，细胞正在进行DNA复制

B．图甲中的b、图乙中的A→B，是会出现染色体数目加倍的时期

C．图乙中的细胞周期可以是从A到B再到A

D．图乙中的细胞周期可以是从B到A再到B

尝试解答________

解析甲图中的a和图乙中的B→A都表示分裂间期，间期要进行DNA的复制，A正确；图甲中的b 和图乙中的A→B都表示分裂期，分裂期的后期染色体数目会加倍，B正确；一个细胞周期中，间期在先，分裂期在后，图乙中从A到B表示分裂期，细胞周期应是从B到A再到B，C错误、D正确。

答案 C

判断图中的某一段是否为细胞周期的方法

(1)一个细胞周期包括间期和分裂期两部分。

(2)间期时间长于分裂期，且间期在先分裂期在后。

【跟踪训练】

1．下列关于细胞周期的叙述中，不正确的是()

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。

答案 D

探究点二植物细胞的有丝分裂过程

1．植物细胞有丝分裂图像识别

(1)图像①处于________期，判断的理由是________________________________

(2)观察染色体最好的时期是________(填数字)，该时期的染色体形态和数目的特点是________________________________________________________________________

(3)图像③中的染色体数目是其他细胞的二倍，染色体数目加倍的原因是什么？

(4)图像②中要形成新的细胞壁，与该过程有关的细胞器是________。

提示(1)前染色体散乱排列

(2)④形态比较稳定，数目比较清晰

(3)着丝点的分裂

(4)高尔基体

2．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______ ______ ______ ______

DNA ______ ______ ______ ______

(2)核

(3)核DNA数目和染色体数目比值为1∶1的时期有________。

提示(1)11120220122 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

有丝分裂中的相关变化及数量关系

(1)有丝分裂中染色体、纺锤体、核膜、核仁均出现周期性变化。

(2)有丝分裂过程中DNA、染色体、染色单体的变化

①间期：DNA复制→DNA加倍；染色体复制→染色单体形成。

②后期：着丝点分裂→染色单体消失、染色体数目加倍。

(3)有丝分裂过程中的三个数量关系。

①染色体∶染色单体∶核DNA＝1∶0∶1的时期∶间期(复制前)、后期、末期。

②染色体∶染色单体∶核DNA＝1∶2∶2的时期∶间期(复制后)、前期、中期。

③染色体∶染色单体∶核DNA由1∶0∶1→1∶2∶2的时期∶间期。

【典例2】下列是植物细胞有丝分裂的简图，据图回答：

(1)图中的方形框代表细胞的________(结构)。D图的中部结构是________。

(2)A图中染色体数目为________条。

(3)B图代表的时期是________

，该时期最主要的变化是

________________________________________________________________________

(4)着丝点一分为二的时期是________(填字母)，观察染色体最好的时期是________(填字母)

解析A～D分别是后期、前期、中期和末期。(1)植物细胞的结构模式图中，方框代表的是植物细胞的细胞壁。D是末期的细胞，中部的结构是细胞板。(2)图A是处于后期的细胞，染色体有8条。(3)图B中的细胞散乱排列，所以属于前期。该时期的主要变化是染色体出现，核膜和核仁逐渐消失。(4)着丝点一分为二发生于后期，观察染色体最好的时期是中期。

答案(1)细胞壁细胞板

(2)8(3)前期染色体出现，核膜和核仁逐渐消失

(4)A C

判断有丝分裂分裂期的方法

(1)看染色体数目：如果染色体数目是其他细胞的二倍，则处于后期或末期；

(2)看有无细胞板：有细胞板则为末期；

(3)看染色体分布：若散乱排列，则为前期，若整齐排列在赤道板上，则为中期。

【跟踪训练】

2．(2016·长春高一检测)下图表示光学显微镜下观察到的根尖分生区的细胞，视野内看到最多的细胞是()

解析A～D分别是后期、间期、末期和中期，由于间期时间最长，所以在视野中看到最多的细胞应是处于间期的细胞。

答案 B

知识脉络要点晨背

1.随着细胞体积的增大，细胞与外界进行物质

交换的效率逐渐变低。

2.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。

3.分裂间期完成DNA的复制和蛋白质的合

成。

4.前期染色质变成染色体，散乱排列于细胞质

中，核膜和核仁逐渐消失。

5.中期是观察染色体最好的时期，因为该时期

染色体形态稳定、数目清晰。

6.染色体在后期数量加倍，原因是着丝点分

裂。

7.植物细胞在末期细胞板形成新的细胞壁，核

膜、核仁重新出现。

1．下列关于细胞周期的叙述中，错误的是()

A．只有连续进行细胞分裂的细胞才具有细胞周期

B．细胞周期中间期时间较长

C．细胞间期要完成DNA的复制和蛋白质的合成

D．同一生物个体的不同细胞，细胞周期长短都相同

解析不同细胞的细胞周期长短一般不同。

答案 D

2.(2016·盐城高一检测)某同学在光学显微镜下观察洋葱根尖有丝分裂并绘制出下图。据此推测高尔基体的活动明显增强的时期是()

解析高尔基体在末期活动明显增强，以形成细胞壁。

答案 D

3．(2016·福州高一检测)如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

解析图中核膜在逐渐消失，所以处于细胞周期的前期。

答案 C

4．(2016·绍兴高一检测)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

解析图中的细胞处于后期，后期的细胞染色体数目是体细胞的二倍，所以B错误。

答案 B

5．(2016·哈尔滨高一检测)下列有关叙述正确的是()

A．细胞体积越小，表面积也越小，物质运输效率越低

B．原核细胞只能通过无丝分裂增加数目

C．人的红细胞可以进行有丝分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂

D．细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，导致细胞不能无限长大

解析细胞体积越小，其相对表面积越大，物质运输效率越高，A错误；无丝分裂是真核生物的细胞分裂方式，B错误；人的红细胞为高度分化的细胞，不能发生细胞分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂，C错误。

答案 D