1、学年高一生物人教版必修1学案第六章 第1节 第1课时 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目标导航1.探究细胞大小与物质运输的关系，理解细胞不能无限长大的原因。2.结合教材图61，阐明有丝分裂细胞周期的概念和分段。3.结合教材图62和63，掌握植物细胞有丝分裂的过程，重点阐明各阶段的主要变化特征。一、细胞不能无限长大(阅读P110111)1.细胞大小与物质运输的关系实验实验原理酚酞遇NaOH呈紫红色；用琼脂块的大小模拟细胞的大小；在相同的时间内，用NaOH扩散进入琼脂块的体积与整个琼脂块的体积之比来表示物质运输效率。2.限制细胞大小的主要原因(1)细胞表面积与体
2、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的长大。二、细胞通过分裂进行增殖1.细胞增殖的意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。2.增殖方式：以分裂的方式进行增殖。3.过程：包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。4.真核细胞的三种分裂方式：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。三、有丝分裂1.细胞周期概念2.高等植物细胞的有丝分裂(1)分裂间期(约占细胞周期的90%95%)(2)分裂期时期图像变化特征1 前期2 中期3 后期4 末期有丝分裂过程以高等植物细胞为例(连一连)一、细胞不能无限长大1.细胞大小与物质运输关系的模拟实验(1)本实验是模拟实验，实验原理是用琼脂块(内含酚酞试液)
3、模拟细胞，用NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质，用酚酞检测NaOH扩散进入琼脂块的深度，通过计算并比较NaOH扩散的体积与琼脂块总体积的比值，来模拟细胞大小与物质运输效率的关系。(2)实验步骤制备琼脂块：将琼脂块切成3块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体浸泡：将琼脂块同时放入质量分数为0.1%的NaOH溶液中，浸泡10min切割：捞取、干燥，将琼脂块切成两半测量：测量切面上NaOH扩散的深度计算、记录：计算不同琼脂块的体积、表面积、NaOH扩散的体积和整个琼脂块体积的比值，记入相应的表格(3)实验结果：在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同。2.细胞不能无限长大的原因分析(
4、1)细胞表面积与体积之比。当细胞的体积由于生长而逐步增大时，其相对表面积将变得越来越小，从而使细胞与周围环境之间进行物质运输所需要的时间变长，不能满足细胞新陈代谢的需求。(2)细胞的核质之比：细胞核是遗传和代谢的控制中心，细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度。细胞核所控制的范围大小与核的大小要保持正常的比例。根据正方体的体积公式和表面积公式计算结果填入下表，并分析回答问题。琼脂块的边长(cm)表面积(cm2)体积(cm3)表面积与体积之比NaOH扩散深度(cm)NaOH扩散体积与整个琼脂块体积之比16160.51224830.53542720.51.在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深
5、度是否相同？说明什么？答案基本相同。说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。2.由以上数据可以得出结论：(1)琼脂块的表面积和体积之比随着琼脂块的增大而减小。(2)NaOH扩散的体积和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，细胞与周围环境之间进行物质交流的面积相对越小，细胞的物质运输效率就越低。3.结合影响细胞不能无限长大的因素和细胞生长所需的条件，思考：细胞是不是越小越好？答案不是。组成细胞的结构(如核糖体等)和物质(如酶)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。1.对有关“细胞大小与物质
6、运输的关系”实验的叙述不正确的一项是()A.该实验的目的是：通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之比，与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因B.实验记录测量的结果是每一块琼脂小块上，NaOH扩散的深度C.通过模拟实验可以看出，细胞体积越大，其相对表面积越大，细胞的物质运输的效率就越高D.实验所用的琼脂小块内含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫红色问题导析(1)物质运输效率可以通过在相同时间内，物质扩散进入细胞的体积与细胞的总体积之比来表示。(2)实验记录测量的结果是在相同时间内，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。(3)细胞体积
7、越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。答案C一题多变在探究细胞大小和物质运输的关系实验中：(1)在测量琼脂块变色深度的方法中，正确的测量方法是下图中的(虚线表示测量位置)()(2)该实验的结论是：NaOH扩散的体积和整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而_。细胞体积越小，细胞的相对表面积_，物质交换效率_，细胞新陈代谢越_。答案(1)C(2)减小越大越高旺盛二、细胞通过分裂进行增殖和细胞周期1.概念(1)前提条件：连续分裂的细胞。只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞、茎形成层细胞、皮肤生发层细胞等；成熟细胞无细胞周期，如神经细胞、洋葱表皮细胞。减数分裂不具有细胞周期。
8、(2)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。(3)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。2.细胞周期的不同表示方法方法名称表示方法说明扇形图ABCA为一个细胞周期直线图ab或cd为一个细胞周期坐标图abcde为一个细胞周期1.一个细胞周期包括哪两个阶段？这两个阶段时间分配是否平均？答案分裂间期和分裂期。不平均，分裂间期大约占整个细胞周期的90%95%，分裂期大约占整个细胞周期的5%10%。2.观察教材表61，可以得出细胞周期有哪些特点？答案(1)不同生物的细胞周期持
9、续时间不一定相同；(2)同种生物不同细胞的细胞周期持续时间不一定相同；(3)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。3.试判断下列细胞有无细胞周期，并说明理由。根尖分生区细胞胚胎干细胞皮肤生发层细胞神经细胞茎的形成层细胞答案有细胞周期，它们都是连续分裂的细胞；是高度分化的细胞，不再分裂，没有细胞周期。2.如图表示细胞有丝分裂一个细胞周期所用的时间，下列说法正确的是()甲乙的过程表示分裂间期乙甲的过程表示分裂期一个细胞周期是指甲甲的全过程一个细胞周期是指乙乙的全过程A.B.C. D.问题导析(1)细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。(2
10、)一个细胞周期可分为两个阶段：分裂间期和分裂期。(3)一个细胞周期内分裂间期时间远远大于分裂期。(4)根据细胞周期中间期和分裂期持续的时间分析，乙甲为间期，甲乙为分裂期，而一个细胞周期是从一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止的一段时间，即乙乙。答案B一题多变下图表示细胞连续分裂的过程，其中能表示一个完整的细胞周期的是_，其中能表示分裂间期的是_，表示分裂期的是_。答案AC、CE、EGAB、CD、EFBC、DE、FG三、有丝分裂1.染色体变化规律(1)染色体形态变化规律(2)染色体行为变化规律复制螺旋化，散乱分布于纺锤体中央着丝点排列在赤道面上着丝点分裂移向两极，解螺旋。2.植物胞质分裂具
11、体模式赤道板位置出现大量囊泡，转化为细胞板，发展成细胞壁，形成两个子细胞。与植物细胞的高尔基体的活动有关。3.有丝分裂各时期特点记忆口诀复制合成非等闲膜仁消失两体现(核膜、核仁消失，显现纺锤体和染色体)形定数晰赤道齐(染色体的形态固定，数目清晰，着丝点排列在赤道板上)点裂数加均两极(着丝点分裂，染色体数目加倍，并平均移向两极)两消两现分裂完(纺锤体消失，染色体变为染色质；核膜、核仁重新出现)1.染色单体形成于何时，消失于何时？什么时期存在染色单体？答案染色单体形成于间期(染色体复制)，消失于后期(着丝点分裂)。G2、前、中期存在染色单体。2.染色体复制在什么时期？染色体数目加倍在什么时期？数目
12、恢复在什么时期？DNA呢？答案染色体复制在间期，数目加倍在后期，一个细胞中数目恢复在末期结束；DNA复制和数目加倍都是在间期，一个细胞中数目恢复在末期结束。3.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，高尔基体与多糖的合成有关问题导析(1)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，因此核糖体功能加强。(2)前期，细胞两极产生纺锤丝形成纺锤体。(3)由于ATP和ADP转化非常迅速，ATP和ADP的含量在细胞中维持相对稳定，
13、所以，ATP的含量不会明显减少。(4)末期高尔基体参与细胞壁的形成，因而与多糖的合成有关。答案C一题多变判断正误：(1)观察染色体最好的时期是后期()(2)染色单体形成于前期，出现于中期，消失于后期()(3)赤道板与细胞板的区别：细胞板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；赤道板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期()答案(1)(2)(3)1.真核细胞的直径一般在10100m之间，下列有关生物体细胞不能无限长大的原因的叙述中，不正确的是()A.体积大，物质运输的效率较低B.相对表面积小，有利于物质的迅速转运C.受细胞核所能控制范围的制约D.相对表面积大，有
14、利于物质的转运和交换答案B解析相对表面积小，不利于物质运输。2.下表所列为不同细胞的周期持续时间(h)。据表分析可以得出的结论是()细胞分裂间期分裂期细胞周期十二指肠细胞13.51.815.3肿瘤细胞18.00.518.5成纤维细胞19.30.720.0A.分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞B.分裂期占细胞周期时间比例最小的是十二指肠细胞C.不同种类细胞的细胞周期持续时间不同D.不同种类细胞的分裂都是同步进行的答案C解析细胞周期包括细胞分裂间期和分裂期，由表中信息可以得出：不同种类细胞的周期持续时间不同，其他选项均与表中内容不符。3.细胞进行有丝分裂时，染色体发生有规律的变化，这些变化的正确顺
15、序是()染色质缩短变粗成染色体染色体变细伸长成染色质组成染色体的DNA复制染色体排列在赤道板上着丝点分裂，染色体移向两极A.B.C.D.答案A解析考查有丝分裂中染色体的变化。发生于前期，发生于末期，发生于间期，发生于中期，发生于后期。4.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_。B图中染色体、染色单体、DNA的数目分别为_。(3)着丝点一分为二的时期是_。(4)图中有丝分裂的正确顺序是(用图中字母和箭头表示)_。答案(1)细胞壁细胞板(2)84、8、8(3)后期(或A图)(4)BCAD基础巩固1.下列有关“细
16、胞大小与物质运输关系的模拟实验”的叙述中，正确的是()A.NaOH在大小不同的琼脂块中扩散的速度不同B.本实验用NaOH扩散的深度模拟物质运输效率C.琼脂块体积越小，相对表面积也越小D.NaOH扩散的体积和整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小答案D解析NaOH扩散的速度与琼脂块大小无关；本实验用NaOH扩散的体积与琼脂块总体积的比值来模拟物质运输效率；琼脂块越小，相对表面积越大。2.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。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是()A.图1中a、图2中BA的时期细胞正在进行DNA复制B.图1中b、图2中AB
17、的时期会出现染色体数目加倍C.图1中bc是一个细胞周期D.图2中BAB是一个细胞周期答案C3.要统计某种生物细胞中染色体的数目，所选择的细胞最好处于有丝分裂的()A.前期B.中期C.后期D.末期答案B解析有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期。4.右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，染色体螺旋变粗答案C解析题图中显示是染色体形态，且存在染色单体，又因为核膜正在发生变化，故应为前期。5.在细胞有丝分裂过程中，姐妹染
18、色单体形成和分开的时期依次是()A.中期和末期B.前期和中期C.间期和后期 D.后期和末期答案C解析间期染色体复制形成姐妹染色单体，后期着丝点分裂，染色单体消失。6.要观察植物细胞的细胞板结构，所选择的细胞应处于有丝分裂的()A.前期B.中期C.后期 D.末期答案D解析细胞板形成于末期。巩固提升7.在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、果胶答案D解析细胞板将来形成细胞壁，而高尔基体与细胞壁的形成有关。因此产生囊泡的结构是高尔基体，囊泡中
19、含有纤维素和果胶。8.在某高等植物体细胞增殖的一个细胞周期中，在纺锤体形成时，一个细胞中的染色体数为N、DNA含量为C，则当该细胞中染色单体消失时，此细胞中的染色体数和DNA含量分别是()A.2N和CB.N/2和C/2C.2N和C/2D.N和C答案A解析纺锤体形成在细胞有丝分裂前期，着丝点分裂、染色单体消失在细胞有丝分裂后期。着丝点分裂时，细胞中的染色体数加倍，但DNA含量不变。9.下图为同一植物细胞处在有丝分裂两个不同时期的模式图，下列表述错误的是()A.a结构主要由纤维素和果胶组成B.b表示细胞膜，c表示细胞核C.d结构的形成需要高尔基体的参与D.e的蛋白质成分是在间期合成的答案B解析由题
20、图可知a为植物细胞的最外层结构，故为主要由纤维素和果胶组成的细胞壁；细胞膜与细胞壁在生活状态下是紧贴在一起的，故b表示核膜，c表示核仁；细胞板逐渐形成细胞壁，此过程与高尔基体密切相关。10.下列关于细胞分裂的叙述，正确的是()A.成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期B.机体内所有的体细胞均处于细胞周期中C.抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期D.细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础答案D解析细胞周期指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所经历的全过程。不同物种、不同组织的细胞周期所经历的时间不同，生物体积的加大，不仅要靠细胞体积的加大，也要靠细胞数目的增多，细胞数目
21、的增多是通过有丝分裂来实现的。生殖细胞成熟后，必须经过受精作用成为受精卵后方可进行有丝分裂。细胞分裂间期中的S期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，从而为分裂期打好了物质基础。11.豌豆的体细胞中有7对染色体。在有丝分裂后期，细胞中的染色体、染色单体、DNA分子数依次为()A.7、7、7B.14、0、14C.28、28、28D.28、0、28答案D解析体细胞有14条染色体，则后期染色体、染色单体、DNA分子数分别为28、0、28。12.有丝分裂间期细胞内发生了复杂的变化，其结果是()A.DNA含量增加了一倍，染色体数不变B.DNA含量和染色体数都增加一倍C.DNA含量不变，染色体数目增加一倍D
22、.DNA含量和染色体数均不变答案A解析分裂间期，DNA经复制后加倍，而染色体复制形成的两条染色单体由一个着丝点相连，仍为一条染色体，染色体数不变。13.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：(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有何共同特点？_。(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？_。答案(1)前染色体含染色单体且排列散乱形成纺锤体，核仁
23、消失(2)A、D染色体结构中均没有染色单体(3)A染色体的着丝点一分为二(4)相同解析在识别细胞分裂时期时，要从图形中提取两类主要信息：(1)细胞结构变化信息；(2)染色体形态、数目等信息。染色体的主要成分之一是蛋白质，染色体显示的放射性代表染色体中蛋白质含量，即在一定程度上能定性说明染色体数量变化。14.如图是某植物细胞有丝分裂一个细胞周期中部分时期示意图，分析回答：(1)只考虑一个细胞周期，该图示缺少处于_期的示意图。而该时期细胞主要是进行活跃的物质准备，即进行_。(2)图D中1结构称为_，其向四周扩展会形成_。(3)DNA、染色体和染色单体三者之比为212的图示是_。(用字母表示)答案(
24、1)间DNA复制和有关蛋白质合成(2)细胞板细胞壁(3)B、C解析题图A中着丝点分开，染色体数目加倍，为有丝分裂后期图像；图B中染色体散乱地分布在纺锤体中央，为有丝分裂前期图像；图C中染色体的着丝点排列在赤道板上，为有丝分裂中期图像；图D中分开的子染色体移动到细胞的两极，核膜出现，出现细胞板，为有丝分裂末期图像。(1)一个完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期主要完成DNA的复制及有关蛋白质的合成；(2)分裂末期在细胞赤道板的位置出现细胞板并扩展形成细胞壁；(3)DNA、染色体和染色单体三者的比值分别是：图A为110；图B为212；图C为212；图D为110。走进高考15.判断下列叙述的正误：(1)(2010重庆卷，3A)在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁形成()(2)(2009广东卷，23B)动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖()(3)(2008广东卷，9A)图中表示纺锤丝牵引着姐妹染色单体分开()答案(1)(2)(3)
