2016-2017学年高中生物第5章细胞增殖分化衰老和凋亡第1节细胞增殖第1课时细胞周期与有丝分裂学案苏教版必修1

第一节细胞增殖第1课时细胞周期与有丝分裂1细胞周期。(难点)2有丝分裂各时期的特点和物质变化。(重、难点)3细胞表面积与体积的关系。细 胞 周 期1细胞大小与细胞生命活动(1)多细胞生物体体积的增大，是生长的结果，其中包括细胞数量的增多和细胞体积的增大。(2)细胞的物质运输效率(如营养吸收与废物排出)与其相对表面积密切相关。(3)如果细胞体积越来越大，其相对表面积会越来越小，那么细胞的物质运输效率将会降低。(4)细胞表面积与体积的关系是限制细胞不能无限长大的重要因素之一。(5)如果细胞体积过大，细胞核控制细胞各项生活活动的“负担”会太重，这也不利于细胞的生命活动。2细胞增殖(1)方式：分裂。(2)特点：具有周期性，可用放射性同位素标记法研究。(3)意义：生物体生长、发育、生殖和遗传的基础。3细胞周期(1)起止点：从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束为止。(2)时期划分：分裂间期和分裂期。在一个细胞周期内，分裂间期大约占90%95%，分裂期大约占5%10%。探讨：一个受精卵细胞怎么才能形成多个细胞呢？细胞增殖有什么意义？提示：通过细胞增殖形成多个细胞。细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。探讨：一个细胞周期中为什么分裂间期占了绝大部时间？提示：分裂间期要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。探讨：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提示：有细胞周期，它们都是连续分裂的细胞；是高度分化的细胞，不分裂没有细胞周期。1前提条件(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，细胞分裂结束后不再进行分裂的细胞没有细胞周期。(2)有细胞周期的常见细胞有：受精卵、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)。(3)减数分裂形成的细胞和已分化的细胞没有细胞周期。2表示方法(1)常规表示方法：方法一为扇形图，一个完整细胞周期为：AA，应为顺时针。方法二为直线图，图中ab为一个细胞周期，cd也为一个细胞周期。方法三为曲线图，abcde为一个细胞周期。方法三(2)柱形图表示法：说明：B的DNA含量在2C4C之间，此时正处于DNA复制时期。C的细胞中DNA已经加倍，说明此时细胞正处于DNA复制完成期和分裂期。3细胞周期中几种细胞结构的变化(1)染色体形态变化：(2)纺锤体的变化：形成(前期)解体消失(末期)。(3)核膜、核仁的变化：解体消失(前期)重建(末期)。(4)染色体行为的变化：复制散乱分布于细胞中央着丝点排列在赤道板上着丝点一分为二移向两极。(5)中心体的变化(动物和低等植物)在间期复制，前期逐渐移向两极。(6)植物细胞在末期出现细胞板。1(2016合肥高一期末)下图表示的4种植物细胞的细胞周期(按顺时针方向)，其中说法正确的是()A图中的bab表示细胞增殖过程的一个细胞周期B甲图的ba与丙图的ba所用的时间可能一样长C从ab，由于DNA的复制使染色体数目增加一倍D观察植物细胞有丝分裂的实验材料最好是选植物甲【解析】A项错误，细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期比分裂期时间长得多，如按顺时针方向，细胞周期应表示为aba；扇形区域表示分裂间期与分裂期的时间比，不表示绝对时间，故B项正确；C项错误，间期DNA复制，染色体数目并不加倍，两条姐妹染色单体共用一个着丝点；观察有丝分裂最好选择丁图，因为丁分裂期相对较长，便于观察，故D项错误。【答案】B2.如图为真核生物的有丝分裂过程示意图，下列说法正确的是() 【导学号：21210045】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ABCD【解析】一个细胞周期是指从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束为止的过程，且间期比分裂期时间长，从图示箭头方向可以看出，乙甲的过程为间期，甲乙的过程为分裂期，乙乙的过程为一个细胞周期。【答案】D有 丝 分 裂1发生范围：真核生物进行细胞分裂的主要方式。2分裂间期：主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。3.分裂期(动物细胞)图示时期主要变化前期染色质由丝状缩短变粗，形成染色体两个中心体分别移向细胞两极，并发出星状射线形成纺锤体核膜解体、核仁消失中期在纺锤丝的牵引下，染色体的着丝点排列在赤道板上后期每条染色体中的两条染色单体从着丝粒的连接处分开两组均等的染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极末期染色体变为染色质核膜、核仁重现在赤道板处细胞膜向内凹陷，细胞质一分为二4.有丝分裂的特点和意义(1)特点在有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次。有丝分裂产生的子代细胞具有与亲代细胞相同数目和形态的染色体。(2)意义：保证了子代与亲代细胞间遗传性状的稳定性。探讨：如何描述染色体和染色质之间的关系？观察染色体最好的时期是哪个时期？提示：二者是同一种物质在细胞分裂的不同时期的两种存在形式。中期。探讨：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。探讨：染色体复制在什么时期？染色体数目加倍在什么时期？数目恢复在什么时期？DNA呢？提示：染色体复制在间期，数目加倍在后期，数目恢复在末期结束；DNA复制和数目加倍都是在间期，数目恢复在末期结束。1确定某一图像分裂时期的依据(1)间期：染色质状态，核仁、核膜存在。(2)前期：染色体散乱排列。(3)中期：着丝点排列在赤道板上。(4)后期：着丝点分裂，染色体数目加倍。(5)末期：形成两个子细胞，核仁、核膜重现。2有丝分裂过程细胞中DNA含量、染色体数、染色单体数的变化(生物体细胞中DNA含量为2C，染色体数为2N)DNA含量、染色单体数、染色体数含量变化项目间期前期中期后期末期DNA含量2C4C4C4C4C4C2C染色单体数04N4N4N4N00染色体数2N2N2N2N4N4N2N1植物细胞有丝分裂过程中图像外围的方框是细胞壁。2新的细胞壁的形成与高尔基体有关，新细胞壁的形成是分裂完成的标志。3赤道板不同于细胞板，赤道板是不存在的，因此在显微镜下是无法观察到的。而细胞板则是由高尔基体形成的，在末期会形成细胞壁。3确定染色体、染色单体、DNA三者之间关系的方法每条染色体上的DNA分子数间期随DNA复制而加倍，后期随着丝点分裂而减半，同时姐妹染色单体消失，染色体加倍，此时细胞内染色体数目是前、中期的二倍达到最大值。(1)当有染色单体存在时，染色体：染色单体：DNA122(2)当无染色单体存在时，染色体DNA11。4在有丝分裂过程中，一个细胞内的DNA数目、染色体数目以及一条染色体含有的DNA数目的曲线分析。说明：(1)ab，lm的变化原因都是DNA分子复制。(2)fg，no的变化原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。(3)cd，no的曲线变化很相似但所处时期不同。(4)cd，hi的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子代细胞。(5)染色单体的数量起点为0，终点也为0。1图示有丝分裂过程中一个细胞内DNA分子数量的变化，下列描述正确的是() 【导学号：21210046】Aac时期染色体数目加倍Bbc时期进行DNA分子的复制Cbe表示一个细胞周期Dcd表示分裂期【解析】bc时期DNA分子数量从2C增加到4C，进行了DNA分子的复制，B正确；ac时期为间期，染色体数目不加倍，A错误；af表示一个细胞周期，C错误；cd表示分裂期的某一时期，D错误。【答案】B2在细胞周期的各阶段中，一个细胞中的染色体和DNA分子数量比不可能是下列中的()【解析】此题考查染色体与DNA的数量关系。有丝分裂的细胞周期中，染色体与DNA的数量比变化为111211，没有染色体数是DNA数2倍的情况。【答案】A3(2014江苏高考改编)右图为动物有丝细胞分裂中某时期示意图，下列相关叙述正确的是()A甲在分裂前期倍增并移向细胞两极B乙和丙在组成成分上差异很大C该时期细胞中染色体数与体细胞染色体数不同D该时期通过核孔进入细胞核的物质减少【解析】A项，图示为动物细胞分裂的中期。甲为中心体，在分裂间期倍增，在分裂前期移向细胞两极。B项，乙为染色体，主要由DNA和蛋白质组成；丙为纺锤丝，主要由蛋白质组成，可见两者在组成成分上差异很大。C项，该图为有丝分裂中期，细胞中染色体数与体细胞染色体数相同。D项，该时期核膜已经解体，无细胞核，故不存在物质通过核孔进入细胞核的情况。【答案】B1连续分裂的细胞，计算细胞周期开始的时间应从什么时期开始()A子细胞形成时B细胞核开始形成时C染色体出现时D染色体消失时【解析】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。可见细胞周期的起点应从上一次分裂完成时开始，即子细胞形成时开始。【答案】A2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【解析】细胞板只存在于植物细胞有丝分裂的末期。【答案】D3在细胞有丝分裂过程中，细胞核内各组成成分之间的数量关系一定不相等的是()A染色体数目与着丝点数目B染色体数目与染色单体数目CDNA分子数目与染色单体数目D染色体数目与DNA分子数目【解析】在有丝分裂后期时，由于着丝点分裂，姐妹染色单体变为子染色体，细胞中无染色单体，即染色体数目不等于染色单体数目。前、中期中，染色单体数目为染色体数的2倍。所以染色体数目与染色单体数目一定不相等。【答案】B4如图为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d段Db和c为一个细胞周期【解析】从时间上看，间期明显长于分裂期，所以可以判断a、c代表分裂间期，b、d代表分裂期，由于分裂间期为分裂期提供了物质准备，所以必须分裂间期a、c在前，分裂期b、d在后。【答案】D5在一个细胞周期(间、前、中、后、末期)中，下列现象最可能发生在同一时期的是()ADNA复制和有关蛋白质的合成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形成D着丝点的分裂和细胞质分裂【解析】A项，DNA复制和有关蛋白质的合成发生在间期；B项，染色体数目加倍在后期，染色单体形成在间期；C项，细胞板出现在末期，纺锤体形成在前期；D项，着丝点分裂在后期，细胞质分裂主要在末期。【答案】A课堂小结：网络构建核心回扣1.细胞表面积与体积比及核质比限制了细胞的长大。2.只有连续分裂的细胞才有细胞周期。3.有丝分裂各分裂时期的主要特点：(1)间期：DNA复制和有关蛋白质的合成。(2)前期：核膜、核仁消失，出现纺锤体和染色体。(3)中期：染色体的形态稳定，数目清晰，着丝点排列在赤道板上。(4)后期：着丝点分裂，染色体数目加倍，并平均移向两极。(5)末期：纺锤体消失，染色体变成染色质，核膜、核仁重新出现。学业分层测评(十七)细胞周期与有丝分裂(建议用时：45分钟)学业达标1春天植物产生幼叶时要进行旺盛的细胞分裂，其细胞分裂的方式和DNA复制的情况是()A无丝分裂；DNA不复制B无丝分裂；DNA在细胞质中复制C有丝分裂；DNA不复制D有丝分裂；DNA主要在细胞核中复制【解析】线粒体和叶绿体中也含有DNA，细胞分裂时也要进行DNA的复制。【答案】D2真核细胞的直径一般为10100 m，下列关于细胞不能无限长大的原因的叙述，错误的是()A细胞体积过大，不利于细胞内的物质交流B相对表面积大，有利于物质的转运和交换C受细胞核所能控制的范围制约D受细胞内各种细胞器的数目和种类限制【解析】细胞体积的大小受以下两个因素的制约：(1)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，而且还影响到细胞内部的物质交流；(2)细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA含量一般不会随着细胞体积的扩大而增加，即细胞核控制的范围是有限的。【答案】D3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19.30.7 20.0A.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【解析】细胞周期包括细胞分裂间期和细胞分裂期，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。【答案】C4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ABCD【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。【答案】A5在动物细胞有丝分裂中期，若从一极观察可见染色体的排列情况是图中的 ()ABCD【解析】从平面角度分析，中期时染色体排列于细胞中央，是最容易观察的。但现在从细胞的一极观察，排列在细胞中央的染色体应当是一个平面投影，占满了整个细胞中央，首先排除了A。B、C图像，因为它们有明显的染色体配对行为，不是有丝分裂的特征。【答案】D6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，核膜逐渐解体D发生在细胞分裂期的中期，染色体螺旋变粗【解析】本题考查细胞有丝分裂前期的特点。前期时核膜、核仁逐渐消失，纺锤体和染色体逐渐出现；由图像可知核膜正逐渐消失，染色体已完成复制，正是前期的图像。【答案】C7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()ABCD【解析】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，如图所示；在前期变成染色体，如图所示；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；在分裂的末期时只存在含有一个DNA分子的染色体，如图所示。【答案】C8图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系，图2表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中错误的是()【导学号：21210047】图1图2A图1中AB段形成的原因是DNA分子复制B图1中DE段可表示有丝分裂后期和末期C图2中细胞处于图1中的DE段D图2中细胞含8条染色体、8个DNA分子、8条染色单体【解析】注意纵坐标为每条染色体上的DNA含量。图1中AB段对应细胞分裂间期的DNA复制期；有丝分裂后期染色单体分开成为染色体，染色体上的DNA含量减半，图1中DE段可表示有丝分裂后期和末期；图2中细胞处于分裂期后期，与图1中的DE段对应；图2中细胞已经没有染色单体。【答案】D9如图是某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的图像，下列叙述不正确的是()A该生物为某种动物B该生物的一个体细胞中含有8条染色体C该细胞处于有丝分裂的后期D该细胞中含有8条染色体【解析】从图可以看出，细胞没有细胞壁两极有中心体，细胞膜正在从中央向内凹陷，将细胞缢裂成两部分，该生物为某种动物；着丝粒已经分裂，正在移向细胞的两极，并且移向细胞的每套染色体中含有同源染色体，所以该细胞处于有丝分裂的后期，染色体加倍后的数目为8条，所以体细胞中含有4条染色体。【答案】B10下图为正在分裂的动物细胞示意图。请据图回答问题：(1)左上图中A表示_，此期细胞最大特点是完成_；B表示_，此期细胞核明显发生_的有规律变化。右上图中细胞正处于有丝分裂_期。(2)右上图中DNA分子与染色体数目之比为_。(3)右上图中C是_，其功能是_。(4)多细胞生物体以此方式增加_的数量。细胞在分裂后，可能出现的细胞周期以外的三种生活状态是_。【答案】(1)有丝分裂间期DNA复制和有关蛋白质的合成分裂期染色体前(2)21(3)中心粒与动物细胞的有丝分裂有关(发出星状射线形成纺缍体)(4)体细胞继续增殖、暂不增殖、永不增殖能力提升11.处于有丝分裂过程中的动物细胞，细胞内的染色体数A、染色单体数B、DNA分子数C可表示为如图所示的关系，此细胞内可能发生着()A中心粒移向两极B着丝点分裂C细胞膜向内陷DDNA分子进行复制【解析】本题考查细胞染色体、DNA、染色单体的数量关系。由图像可知，细胞含有染色单体，已完成了DNA和染色体的复制，所以此细胞只能处于有丝分裂的前期或中期，前期中心粒移向两极，中期着丝点整齐的排列在赤道板上，故只有A选项符合题意。【答案】A12(2016杭州七校联考)如下图所示正常情况下某生物体一个细胞进行分裂时的数个时刻，下列叙述不正确的是()甲乙丙丁戊A该细胞分裂的正确顺序为：乙丙甲丁戊B甲、丙所在分裂期细胞中有8个染色单体，其余各期细胞中无染色单体C该细胞连续分裂10次后，产生的每个子细胞的染色体数目为4条D图示表示的是动物细胞的有丝分裂过程【解析】根据图像分析可知，甲为中期、乙为间期、丙为前期、丁为后期、戊为末期，则A正确。有丝分裂过程中有染色单体的时期为分裂期的前期、中期。乙图中中心体已复制完成，每条染色体上含有两个染色单体，故B错。有丝分裂形成的子细胞染色体数目不变，故C正确。图中有中心体而无细胞壁，所以为动物有丝分裂，D正确。【答案】B13(2016黄冈高一检测)下图表示某生物细胞有丝分裂过程中一个细胞内DNA含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是()AOA段表示染色体复制，数量加倍B细菌与BC段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁CCD段细胞核中染色体染色单体DNA为122DBD段的动物细胞中含有两组中心粒【解析】图中纵坐标代表DNA数目的变化规律，根据图示可以判断出OA段表示间期，染色体复制，DNA分子数加倍，染色体不加倍，A错误；AB段代表前期，核膜、核仁消失，BC段代表中期，细胞中无核膜、核仁，细菌属于原核生物，无核膜，B错误；CD段代表后期，着丝点断裂，染色单体消失，C错误；动物细胞有丝分裂前期、中期、后期含有两组中心粒。【答案】D14下图是动物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内染色体数及DNA数量变化的曲线图。请根据图回答下列问题：(1)图中实线ABCD表示_数量变化，虚线abcd表示_数目变化。(2)图中ab表示_复制后，_未分离，_数未增加；bc表示_分离，_暂时加倍；c到d表示_平均分配到两个子细胞中去，每个子细胞的_复原。(3)根据图示把有关数据填入下表(该动物体细胞核中有4条染色体)。组别前期中期后期末期每个子细胞染色体数DNA数染色单体数【解析】(1)在细胞分裂间期，完成染色体DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，复制的结果是DNA分子数量加倍，而染色体数量不变。所以间期数量加倍的是DNA曲线，不变的是染色体曲线。(2)图中ab表示染色体复制后，由于着丝粒没有分开，染色单体未分离；bc表示着丝粒分开，染色单体分离，染色体数暂时加倍；c到d表示一个细胞分裂成两个子细胞，染色体平分到两个子细胞中。(3)依据坐标曲线完成表格数据。【答案】(1)DNA染色体(2)染色体染色单体染色体染色单体染色体数两套染色体染色体数(3)填表如下：组别前期中期后期末期每个子细胞染色体数448844DNA数888844染色单体数8800015.下图中A与B表示某生物细胞分裂过程中核内染色体数目的动态变化过程，据图回答下列问题：AB(1)一个完整的细胞周期是从_开始到_。(2)图A表示细胞的_分裂过程，cd段表示细胞分裂进入_期，de段表示细胞分裂进入_期。(3)图B表示动物细胞的_分裂，相当于图A中的一段是_，分裂后形成的子细胞中含有染色体_条。(4)细胞核内DNA含量的加倍发生在_段，纺锤丝出现是在_段，最易辨认染色体形态和数目的时期是_段。【解析】题图A为有丝分裂核内染色体数目的动态变化的曲线，细胞周期从上次有丝分裂结束开始到下次分裂结束为止，即ej。其中ef为间期、fg(ab)为前期、gh(bc)为中期、hi(cd)为后期、ij(de)为末期。 题图B为有丝分裂中期，相当于图A中的中期，为bc或gh。【答案】(1)ej(2)有丝后末(3)有丝bc或gh4(4)efab或fgbc或gh15