人教版生物必修一講義：第6章 第1節(jié)　第1課時　細胞周期和高等植物細胞的有絲分裂 Word版含答案

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1、 第1節(jié)　細胞的增殖 第1課時　細胞周期和高等植物細胞的有絲分裂 學習目標 核心素養(yǎng) 1．簡述細胞生長和細胞周期。(重難點) 2．模擬探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系，探討細胞不能無限長大的原因。 3．概述高等植物細胞有絲分裂的過程。(重點) 1．通過學習細胞有絲分裂，形成結構與功能相適應的生命觀念。 2．通過學習有絲分裂過程中染色體和DNA的變化，養(yǎng)成模型構建的科學思維方法。 3．通過模擬探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系的實驗，提高實驗實施及進行實驗結果交流的能力。 一、細胞不能無限長大 1．實驗：細胞大小與物質運輸?shù)年P系。 (1)實驗現(xiàn)象 ①瓊脂塊的表面積和體積

2、之比隨著瓊脂塊的增大而減小。 ②NaOH擴散的體積和整個瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而減小。 (2)實驗結論：細胞體積越大，其相對表面積越小，物質運輸?shù)男试降汀? 2．細胞不能無限長大的原因 (1)細胞表面積與體積的關系限制了細胞的長大。 (2)細胞核的控制能力制約細胞的長大。 二、細胞增殖 1．意義：生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎。 2．增殖方式：以分裂的方式進行增殖。 3．過程：包括物質準備和細胞分裂整個連續(xù)的過程。 4．真核細胞的增殖方式：有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。 三、有絲分裂 1．細胞周期 (1)前提條件：連續(xù)分裂的細胞。 (2)時間 (3)

3、圖示含義 (4)分裂間期與分裂期的聯(lián)系：分裂間期為分裂期進行活躍的物質準備，完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成。 2．高等植物細胞的有絲分裂過程及各時期特點 時期 圖示 主要變化特征 間期 主要變化：DNA的復制和有關蛋白質的合成 前期 ①染色質絲螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體 ②細胞兩極發(fā)出紡錘絲，形成紡錘體 ③核仁逐漸解體，核膜逐漸消失 ④染色體散亂分布于紡錘體中央 中期 ①紡錘絲牽引染色體運動，使其著絲點排列在赤道板上 ②染色體，形態(tài)比較穩(wěn)定，數(shù)目比較清晰，便于觀察 后期 ①著絲點分裂，姐妹染色單體分開，染色體數(shù)目加倍 ②子染色

4、體在紡錘絲的牽引下移向細胞兩極 末期 ①染色體變成染色質，紡錘絲消失 ②核膜、核仁出現(xiàn)，形成兩個新細胞核 ③赤道板位置出現(xiàn)細胞板逐漸拓展為細胞壁 1．細胞越大，細胞的物質運輸效率越高。 (　　) 2．只要能分裂的細胞就一定具有細胞周期。 (　　) 3．要觀察細胞內染色體的形態(tài)和數(shù)目，最好選擇處于有絲分裂后期的細胞。 (　　) 4．有絲分裂間期的細胞內沒有什么變化。 (　　) 5．使用高倍鏡可觀察到赤道板和細胞板的時期分別是中期和末期。 (　　) 提示：1．×　細胞越大，相對表面積越小，物質運輸?shù)男试降汀? 2．×　連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期。 3．×　中期細胞染

5、色體形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰。 4．×　間期細胞看不到變化，但正在進行緊張的物質準備。 5．×　赤道板不是一個結構。 細胞不能無限長大 [問題探究] 1．探討“細胞大小與物質運輸?shù)年P系”的實驗中 (1)不同大小的瓊脂塊和NaOH分別模擬什么？ 提示：不同大小的瓊脂塊是模擬的不同體積的細胞。NaOH是模擬的細胞吸收的物質。 (2)確定“物質”擴散的深度依據(jù)什么原理？ 提示：酚酞遇NaOH產(chǎn)生紫紅色。 (3)用什么作為模擬細胞大小與物質運輸效率之間的關系的指標？ 提示：在相同時間內，NaOH擴散的體積與瓊脂塊的總體積的比值，可以反映NaOH擴散的效率，由此模擬細胞大小與

6、物質運輸效率之間的關系。 (4)下列測量瓊脂塊變色深度的方法正確的是哪一組？(虛線表示測量位置) 提示：第③組。 2．結合影響細胞不能無限長大的因素和細胞生長所需的條件，思考既然細胞體積過大不利于其生長，那是不是細胞體積越小越好呢？分析其原因。 提示：不是。組成細胞的物質必須占據(jù)一定的空間，細胞內的各種生化反應的進行也需要一定的空間，這些因素決定了細胞的體積不能太小。 [歸納總結]　 限制細胞無限長大的因素 1．探究細胞表面積與體積的關系的實驗原理不包括

7、(　　) A．酚酞遇到NaOH呈現(xiàn)紫紅色反應 B．以瓊脂塊的大小表示細胞大小 C．NaOH的擴散深度表示吸收速率 D．NaOH的擴散體積與整個瓊脂塊的體積比表示細胞吸收物質的速率 C　[在相同時間內，NaOH在不同體積的瓊脂塊中擴散的深度基本相同，即擴散速率相同，無法表示細胞的物質吸收速率。在本實驗中，細胞的物質吸收速率是用NaOH擴散的體積與瓊脂塊總體積的比值來表示的，同時，該比值也反映出了細胞相對表面積與體積的關系。] 2．將一塊3 cm×3 cm×6 cm的含酚酞的瓊脂塊切成三塊邊長分別為1 cm、2 cm、3 cm的正方體。將3塊瓊脂塊放在裝有NaOH的燒杯內，淹沒浸泡10

8、分鐘。下列說法正確的是(　　) A．隨瓊脂塊增大，NaOH擴散速率增大 B．隨瓊脂塊增大，瓊脂塊的表面積與體積之比增大 C．隨瓊脂塊的增大，瓊脂塊中變紅的體積增大 D．隨瓊脂塊增大，瓊脂塊中變紅的體積所占的比例增大 C　[在相同時間內，物質擴散進細胞的體積與細胞的總體積之比可以反映細胞的物質運輸效率。細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質運輸效率就越低。隨瓊脂塊增大，NaOH擴散速率不變，A錯誤；隨瓊脂塊增大，瓊脂塊的表面積與體積之比變小，B錯誤；在一定時間內，隨瓊脂塊增大，瓊脂塊中變紅的體積所占的比例變小，D錯誤；隨瓊脂塊的增大，瓊脂塊中變紅的體積增大，C正確。] 細

9、胞周期 [問題探究] 1．試判斷下列細胞有無細胞周期，并說明理由。 ①根尖分生區(qū)細胞?、谂咛ジ杉毎、燮つw生發(fā)層細胞?、苌窠?jīng)細胞　⑤莖的形成層細胞 提示：①②③⑤有細胞周期，它們都是連續(xù)分裂的細胞；④是高度分化的細胞，不分裂沒有細胞周期。 2.如圖所示為細胞分裂的一個細胞周期，請用甲、乙表示出一個細胞周期、分裂間期和分裂期。 提示：細胞周期：乙→乙；分裂間期乙→甲；分裂期：甲→乙。 [歸納總結]　 1．具有細胞周期的前提條件 (1)只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，有

10、些細胞分裂結束后不再進行分裂，它們就沒有周期性。如下圖甲細胞就無細胞周期，而乙細胞進行連續(xù)的細胞分裂，具有細胞周期。 (2)生物體有細胞周期的細胞有：受精卵、干細胞、分生區(qū)細胞、形成層細胞、生發(fā)層細胞、癌細胞(不正常分裂)。 2．細胞周期的表示方法 方法名稱 表示方法 說明 扇形圖 從A點→B點→A點(順時針)，表示一個細胞周期 線段圖 B＋C是一個完整的細胞周期，雖然A＋B所持續(xù)時間長度和B＋C是一樣的，但因為細胞周期的起點是分裂間期，所以A＋B不能表示一個完整的細胞周期 坐標圖 a＋b＋c＋d＋e為一個細胞周期 1．由細胞形態(tài)判斷，下列細胞中

11、最可能具有細胞周期的是(　　) B　[由圖可知，A是精子、C是肌細胞、D是神經(jīng)細胞，均是已分化的細胞，喪失了分裂能力。而B所示的細胞從形態(tài)上看，仍處于原始狀態(tài)，沒有分化，可連續(xù)分裂，具有細胞周期。] 2．下圖中能夠表示一個完整細胞周期的是(　　) ①a＋b?、赽＋c?、奂住摇、芤摇? A．①③　 B．①④ C．②③ D．②④ B　[根據(jù)細胞周期中間期和分裂期持續(xù)的時間分析，a和c為間期，b和d為分裂期，故a＋b(或c＋d)為一個細胞周期。乙→甲為間期，甲→乙為分裂期，而一個細胞周期是從一次分裂結束時開始，到下一次分裂結束時為止的一段時間，即乙→乙。] 高等植物

12、細胞的有絲分裂 [問題探究] 1．請分析在有絲分裂過程中下列細胞結構主要有哪些變化？ (1)染色體；(2)紡錘體；(3)核膜和核仁。 提示：(1)染色體：復制→散亂分布于紡錘體中央→著絲點排列在赤道板上→著絲點分裂→移向細胞兩極→平均分配到兩個子細胞中。(2)紡錘體：形成(前期)→解體消失(末期)；(3)核膜和核仁：解體消失(前期)→重建(末期)。 2．有絲分裂過程中，細胞內DNA分子數(shù)和染色體數(shù)加倍分別發(fā)生在什么時期？染色單體形成于何時，消失于何時？哪些時期存在染色單體？ 提示：細胞內DNA分子數(shù)加倍在間期，染色體數(shù)加倍在后期。染色單體形成于間期(染色體復制)，消失于后期(著絲點

13、分裂)。前、中期存在染色單體。 3．細胞板與赤道板的區(qū)別是什么？ 提示：赤道板不同于細胞板，赤道板不是存在的具體結構，因此在顯微鏡下是無法觀察到的，它指的是細胞中央假想的一個平面。而細胞板則是植物細胞在末期由高爾基體形成的結構，最終形成細胞壁。 [歸納總結]　 1．染色體、染色單體、DNA的數(shù)量關系 (1)染色體數(shù)＝著絲點數(shù)，即根據(jù)著絲點數(shù)計算染色體數(shù)。 (2)當染色單體存在時，染色體∶染色單體∶DNA＝1∶2∶2。 (3)當無染色單體存在時，染色體∶DNA＝1∶1。

14、 2．有絲分裂過程細胞中DNA含量、染色體數(shù)、染色單體數(shù)的變化(生物體細胞中DNA含量為2C，染色體數(shù)為2N) (1)DNA含量、染色單體數(shù)、染色體數(shù)含量變化 項目 間期 前期 中期 后期 末期 DNA含量 2C→4C 4C 4C 4C 4C→2C 染色單體數(shù) 0→4N 4N 4N 4N→0 0 染色體數(shù) 2N 2N 2N 2N→4N 4N→2N (2)根據(jù)上表中數(shù)據(jù)可以作出DNA含量、染色體數(shù)目、每條染色體上DNA 含量變化曲線 說明： ①a→b，l→m的變化原因都是DNA分子復制。 ②f→g，n→o的變化原因都是著絲點分裂，

15、姐妹染色單體分開，形成子染色體。 ③c→d，n→o的曲線變化很相似但所處時期不同。 ④c→d，h→i的變化原因都是一個親代細胞分裂成兩個子代細胞。 ⑤染色單體的數(shù)量起點為0，終點也為0。 易錯提醒：有絲分裂曲線分析的四點提醒 (1)DNA、染色體同時減半，但不是同時加倍。 (2)染色單體形成于間期，出現(xiàn)于前期，消失于后期。(3)每條染色體上DNA含量是1或2，而不是2N或4N；減半時期是分裂后期開始時，而不是末期結束時。 (4)細胞中染色體、DNA含量減半時期是末期結束時。 1．在一個細胞周期中，最可能發(fā)生在同一時期的是(　　) A．著絲點的分裂和細胞質的分裂 B．

16、染色體復制和中心粒復制 C．細胞板的出現(xiàn)和紡錘體的出現(xiàn) D．染色體數(shù)加倍和染色單體形成 B　[著絲點的分裂在有絲分裂的后期，細胞質的分裂在有絲分裂的末期，A錯誤；染色體復制和中心粒復制均發(fā)生在間期，B正確；細胞板的出現(xiàn)在有絲分裂的末期，紡錘體的出現(xiàn)在有絲分裂的前期，C錯誤；染色體數(shù)加倍在有絲分裂的后期，染色單體形成在間期，D錯誤。] 2．如圖是對植物細胞有絲分裂時染色體(a)數(shù)、染色單體(b)數(shù)和DNA分子(c)數(shù)的統(tǒng)計圖。下列解釋肯定不正確的是(　　) ①　　　　　?、凇　　　　　、? A．①可以用于表示細胞分裂的前期 B．染色體螺旋化程度最高可在①時 C．間期用②表示最恰

17、當 D．③可表示細胞分裂完成 C　[①的細胞中每條染色體含兩個DNA，兩個染色單體，可代表染色體復制后的間期，前期和中期。②的細胞中無染色單體，染色體數(shù)和DNA分子數(shù)都為4n，可代表有絲分裂后期。③的細胞中無染色單體，染色體數(shù)和DNA分子數(shù)都為2n，可代表細胞分裂完成。] 技法總結：有絲分裂過程中的“加倍” 成分或結構 時期 原因 DNA 間期 DNA復制 染色體 后期 著絲點分裂 中心體 間期 中心體復制 細胞核 末期 新核膜已經(jīng)形成，細胞質尚未分裂 [課堂小結] 知識網(wǎng)絡構建 核心語句背誦 1．限制細胞不能無限長大的原因：(1)細胞表面積

18、與體積比；(2)細胞核與細胞質的相對比值。 2．細胞體積越大，相對表面積越小，物質運輸效率就越低。 3．只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，如根尖分生區(qū)細胞和皮膚生發(fā)層細胞。 4．有絲分裂各時期主要特點記憶口訣：間期復制又合成，前期膜仁消失現(xiàn)兩體，中期形定數(shù)清赤道齊，后期點裂數(shù)加均兩極，末期兩消兩現(xiàn)重開始。 5．有絲分裂間期，DNA復制而加倍，后期著絲點分裂使染色體數(shù)目暫時加倍。 6．與高等植物細胞有絲分裂有關的細胞器有核糖體、高爾基體、線粒體等。 1．下列有關細胞不能無限長大的原因的敘述中，不正確的是(　　) A．與細胞表面積和體積的比例有關 B．細胞核的大小是有一定限度

19、的 C．細胞的體積與細胞核無關 D．細胞體積過大不利于細胞內外物質交換 C　[細胞體積的大小受以下兩個因素的影響：(1)細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞與外界物質的交換效率就越低，而且還會影響細胞內部的物質交換；(2)細胞核是細胞的控制中心，細胞核中的DNA一般不會隨著細胞體積的增大而增加，即細胞核的控制范圍是有限的。] 2．連續(xù)分裂的細胞，計算細胞周期開始的時間應從什么時期開始(　　) A．子細胞形成時 B．細胞核開始形成時 C．染色體出現(xiàn)時 D．染色體消失時 A　[計算細胞周期應從上一次細胞分裂完成到下一次細胞分裂完成。] 3．下列關于細胞有絲分裂過程的敘述，正確的是(

20、　　) A．前期：染色體復制 B．中期：染色體與DNA數(shù)目相等 C．后期：染色體數(shù)目加倍 D．末期：始終看不到核膜、核仁 C　[染色體復制在間期，A錯誤；中期染色體數(shù)∶DNA數(shù)＝1∶2，B錯誤；核膜、核仁末期重現(xiàn)，D錯誤；后期著絲點分裂、染色體數(shù)加倍，C正確。] 4．下列物質或結構變化示意圖中，哪個不可能發(fā)生在有絲分裂過程中(　　) D　[A表示染色體數(shù)目的變化；B表示DNA分子數(shù)的變化；C表示前期和中期每條染色體含有兩個DNA分子；D項染色單體數(shù)不可能是DNA分子數(shù)的一半。] 5．圖為具有6條染色體的某生物細胞進行有絲分裂過程的幾個階段，據(jù)圖分析回答下列問題： 甲　

21、　　　乙　　　　丙　　　　丁 (1)根據(jù)丙圖的特有變化特征，可以判斷該圖示表示動物細胞還是植物細胞的有絲分裂？__________。判斷的依據(jù)是____________________________。 (2)在細胞有絲分裂的過程中，有些結構會出現(xiàn)周期性的消失和重現(xiàn)，在乙圖中消失的結構是______________，出現(xiàn)的結構是________________。 (3)上圖中，DNA分子數(shù)與染色體數(shù)相同的是________；染色單體數(shù)和DNA數(shù)目相等的細胞是圖中的________。 (4)上述細胞有絲分裂的先后順序是________________(用標號表示)。 (5)作為一個完整的細胞周期，該圖中缺少了細胞周期的______期，該期細胞內的主要變化特點是__________。 (6)分裂產(chǎn)生的子細胞之所以與原來的母細胞具有相同的特征，是因為_______________________________________________。 [答案]　(1)植物細胞　細胞中出現(xiàn)了細胞板，無中心體 (2)核膜、核仁　染色體和紡錘體 (3)丙、丁　甲、乙 (4)乙→甲→丁→丙 (5)間　進行DNA的復制和有關蛋白質的合成 (6)間期染色體復制后平均分配到兩個子細胞中