2018-2019学年高中生物 第6章 第1节 第1课时 细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂教学案（含解析）新人教版必修1.doc

细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂1限制细胞不能无限长大的原因：细胞表面积与体积比，细胞核与细胞质的相对比值。2细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率就越低。3只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞和皮肤生发层细胞。4一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，其中分裂期又可以划分为前期、中期、后期和末期四个相连的时期。5有丝分裂中，DNA加倍在间期，染色体数目暂时加倍在后期。6与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核糖体、高尔基体、线粒体等。一、细胞不能无限长大1“细胞大小与物质运输的关系”实验(1)实验结果：填表琼脂块的边长(cm)表面积(cm2)体积(cm3)表面积与体积之比NaOH扩散的深度(cm)NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积比16160.51224830.57/83542720.519/27 (2)实验结论：琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小。NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小。细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。2细胞不能无限长大的限制因素二、细胞增殖与细胞周期1细胞的增殖(1)细胞以分裂的方式进行增殖。(2)细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。(3)真核细胞的分裂有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种方式。2细胞周期三、高等植物细胞的有丝分裂1分裂间期(1)主要变化(2)意义：为分裂期进行活跃的物质准备。2分裂期时期图像特征前期染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体核仁逐渐解体，核膜逐渐消失染色体散乱分布于纺锤体中央中期纺锤丝牵引染色体运动，使其着丝点排列在赤道板上染色体形态稳定，数目清晰，便于观察后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极末期染色体变成染色质丝，纺锤丝消失核膜、核仁出现，形成两个新细胞核赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展形成细胞壁1.判断下列有关叙述的正误(1)细胞体积增大，与外界物质交换效率提高()(2)在细胞周期中，分裂间期的持续时间通常比分裂期持续的时间短()(3)人体所有细胞的细胞周期持续时间相同()(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中期的细胞()(5)有丝分裂过程中，细胞内的染色体的数目发生规律性变化()2有关细胞不能无限长大原因的叙述，不正确的是()A细胞体积越大，物质运输效率相对越低B细胞体积越大，其相对表面积越大，物质运输效率越低C细胞表面积与体积关系限制了细胞长大D细胞核中的DNA不会随细胞体积增大而增加解析：选B细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率相对越低。3在细胞分裂间期，不会发生()ADNA数目加倍B蛋白质大量增加C染色体数目加倍 D细胞形态由小长大解析：选C在细胞分裂间期，主要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。每条染色体中都出现两条姐妹染色单体，在分裂后期，由于着丝点分裂导致染色体的数目发生改变。4细胞有丝分裂过程中，DNA复制、着丝点分裂、姐妹染色单体形成及消失依次发生在()A间期、后期、间期、后期 B间期、后期、中期、后期C间期、后期、末期、后期 D前期、中期、后期、末期解析：选A细胞有丝分裂过程中，DNA复制发生在间期，着丝点分裂发生在后期，姐妹染色单体形成在间期，而消失在后期。1概念理解(1)条件：只有连续分裂的细胞才有细胞周期。(2)分类举例：具有细胞周期的细胞：根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、发育中的受精卵、生发层细胞、各种干细胞等。不具有细胞周期的细胞：高度分化的细胞，如神经细胞、表皮细胞等。(3)组成及顺序：2表示方法(1)扇形图：从A点B点A点(顺时针)，表示一个细胞周期。(2)线段法：BC是一个完整的细胞周期，虽然AB所持续时间长度和BC是一样的，但因为细胞周期的起点是分裂间期，所以AB不能表示一个完整的细胞周期。思考探究1(1)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。(2)下表为不同细胞的细胞周期持续时间(t/h)：细胞类型分裂间期分裂期细胞周期菜豆根尖分生区细胞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据表中内容总结细胞周期的特点。不同类型的细胞，细胞周期不一定相同。分裂间期所经历时间，远比分裂期长。名师点拨细胞周期的两个易错点(1)对细胞周期出现的条件“连续分裂的细胞”把握不够，误认为所有细胞都有细胞周期。(2)对分裂间期和分裂期的时间长短掌握不到位或对细胞周期的起点理解不准确。题组冲关1科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间(单位：h)数据如图所示。下列叙述正确的是()ADE阶段发生遗传物质的平均分配BBC阶段结束时DNA含量增加一倍CCD阶段完成与DNA复制有关的蛋白质的合成D一个细胞周期(可表示为CDDE)等于17.3 h解析：选B图示AB、CD、EF为细胞分裂期，主要完成遗传物质的平均分配；BC、DE为细胞分裂间期，主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，结果是DNA含量加倍。一个细胞周期包括分裂期和分裂间期，分裂间期为起点，则一个细胞周期表示为DEEF(或BCCD)，等于17.3 h。2如图是按顺时针方向表示的4种植物细胞的细胞周期，其中描述正确的是()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乙图中的ba比丁图中的ba所用的时间短D从ab，由于DNA的复制使染色体数目增加一倍解析：选B一个细胞周期是从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成结束，即从a开始经b再到a点。根据分裂期所经历的时间细胞周期时间分裂期占细胞周期的时间比例；由题中四图可知，甲图分裂期所占比例最小，丁图分裂期所占比例最大，但由于四种植物细胞的细胞周期持续时间不知，分裂期所经历的时间可能相同。ab为细胞分裂间期，完成DNA的复制，DNA的含量增加一倍，但是由于着丝点没有分裂，染色体数目并没有增加。1染色体、染色单体、DNA分子三者之间的关系图示说明染色单体是染色体经过复制后仍连接在同一个着丝点的两条姐妹染色单体；当着丝点分裂后，两条姐妹染色单体就分开成为独立的染色体。染色体数目是根据着丝点数目来计数的，有几个着丝点就有几条染色体。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。2.有丝分裂过程中染色体、DNA分子等的变化项目时期染色体形态变化染色体行为变化染色体(2N) 数目变化染色单体数目变化DNA(2C) 数目变化间期复制2N04N2C4C前期散乱分布于纺锤体中央2N4N4C中期着丝点排列在赤道板上2N4N4C后期着丝点分裂移向两极2N4N4N04C末期平均分配到两个子细胞中去4N2N04C2C3.核DNA、染色体数量变化曲线曲线解读(1)ab的变化原因是DNA分子复制。(2)fg的变化原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。(3)cd，hi的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子细胞。思考探究2(1)在有丝分裂过程中，下列细胞结构主要有哪些变化？染色体；纺锤体；核膜和核仁。染色体：复制散乱分布于纺锤体中央着丝点排列在赤道板上着丝点分裂移向细胞两极平均分配到两个子细胞中；纺锤体：形成(前期)消失(末期)；核膜和核仁：核仁解体、核膜消失(前期)重建(末期)。(2)若植物细胞染色体数、DNA数都为2n，请分析在细胞分裂过程中，染色体和DNA数量变化过程。染色体：2n4n2n。DNA：2n4n2n。(3)细胞板与赤道板的区别是什么？赤道板不是存在的具体结构，它指的是细胞中央假想的一个平面，因此在显微镜下无法观察到。细胞板是植物细胞在末期由高尔基体形成的结构，最终形成细胞壁，在显微镜下可观察到。(4)染色单体形成于何时，消失于何时？什么时期存在染色单体？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。(5)染色体数与着丝点数目始终相等吗？相等。题组冲关3如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()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，但在间期呈染色质状态，如图所示；前期染色质变成染色体，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，着丝点分裂，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。4如图为某生物一个体细胞分裂模式图，据图回答：(1)图乙中含有的染色体数是_条。(2)图乙为细胞有丝分裂的_期图像。该时期的主要特征是_。(3)若染色体的遗传信息来自父方，那么与之遗传信息完全相同的染色体为_，其遗传信息完全相同的原因是_。(4)图乙对应于图甲中的_段，图丙对应于图甲中的_段。解析：图乙是处于有丝分裂后期的图像，该时期中着丝点分裂后，染色体在纺锤丝的牵引下移向两极，染色体数目加倍，共有8条。由于两条姐妹染色单体上的两个DNA分子是由同一个DNA分子复制而来，所以两者的遗传信息是一样的。图乙处于有丝分裂后期，对应于图甲的ef，而图丙可以表示DNA复制结束之后着丝点分裂之前的一段，即ce段。答案：(1)8(2)后染色体的着丝点分裂，染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极(3)它们是由同一条染色体复制、分离后形成的(4)efce典型图示信息解读(1)图2表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线，图中ef段表示间期，fg段表示含有姐妹染色单体的时期，即有丝分裂的前期和中期，hi段表示有丝分裂的后期和末期。(2)图3是图2的变式，在有染色单体时，染色体与核DNA数目之比为12；不存在染色单体的时期，染色体数与核DNA数之比为11。图中BC段表示间期，CD段表示有丝分裂前期和中期，EF段表示有丝分裂的后期和末期。解题技法(1)分析DNA分子含量变化曲线时，要看清纵坐标代表的含义是细胞核中DNA分子含量变化、每条染色体上DNA含量变化，还是染色体与核DNA数的比值。(2)对于此类问题，要注意分析曲线变化的原因，并能与细胞分裂的各个时期相对应，熟记各时期染色体、核DNA和染色单体的数量关系是解题的关键。此外，还要归纳特殊类型曲线，如间期染色体数目变化曲线可表示如图：题组冲关1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。下列叙述错误的是()A图1中AB段形成的原因是DNA分子的复制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：选D由图1纵坐标为“每条染色体上的DNA含量”可以判断出：AB段表示分裂间期，正在进行DNA分子复制；CD段表示进入分裂后期，染色体的着丝点分裂，染色单体分开形成染色体，染色体上的DNA含量减半；DE段表示有丝分裂后期和末期；图2中细胞正处于有丝分裂后期，与图1中的DE段相对应；图2中细胞共有8条染色体、8个DNA分子，已经没有染色单体。2如图表示细胞分裂的不同时期，细胞内染色体与核DNA数目比的变化关系，相关叙述错误的是()Aab段细胞中核糖体的活动很活跃Bbc段只进行DNA复制C处于cd段的细胞中染色体数是核DNA数的一半D着丝点分裂发生在de段解析：选Bbc段为间期，进行DNA复制和有关蛋白质的合成。一、选择题1下列关于细胞周期的叙述，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都处于细胞周期中C抑制DNA的复制，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解析：选D细胞分裂间期，主要进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为细胞分裂期提供物质基础；成熟生殖细胞产生后不再进行细胞分裂；并非机体内所有细胞都处于细胞周期中，只有进行连续分裂的细胞才具有细胞周期；若抑制DNA复制，细胞停留在分裂间期。2细胞与外界进行物质交换的效率主要取决于()A细胞的体积 B细胞的表面积C细胞的表面积与体积之比 D细胞分裂的快慢解析：选C细胞的表面积与体积之比越大，越有利于细胞与外界进行物质交换。3在细胞有丝分裂过程中，DNA分子数相同而染色体数目不同的时期是()A间期和前期 B前期和中期C前期和后期 D间期和中期解析：选C前期与后期细胞中DNA分子数相同，而后期细胞内染色体数是前期的2倍。4下列有关细胞有丝分裂的叙述，错误的是()A细胞周期中，间期时间较短，分裂期时间较长B分裂完成后两个正常子细胞的DNA序列相同C分裂中期，着丝点排列在赤道板上D间期发生DNA复制和有关蛋白质合成解析：选A细胞周期中，间期大约占细胞周期的90%95%，分裂期大约占细胞周期的5%10%。5如图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析可做出的判断是()A若按分裂的先后顺序排列，应为B图中中心体发生的星射线形成了纺锤体，此时共有6条染色体C图中着丝点分裂后，染色体数目加倍，染色单体数目也加倍D图中，着丝点整齐地排列在细胞板上，此时是观察染色体的最佳时期解析：选A由图可知，此为植物细胞分裂期图像，植物细胞分裂前期由两极发出纺锤丝形成纺锤体。着丝点分裂后，染色体数目加倍，染色单体消失。图为有丝分裂中期，着丝点整齐排列在赤道板上，细胞板是末期才形成的。6如图表示某植物细胞有丝分裂过程中一个细胞核内DNA含量变化的曲线。下列叙述不正确的是()A发生在OA段的DNA复制，使染色单体形成BBC段细胞中观察不到核膜和核仁CCD段细胞中无细胞板DDE段细胞中染色体数DNA数染色单体数111解析：选D分析题图可知，OA表示间期，AB表示前期，BC表示中期，CD表示后期，DE表示末期。间期DNA复制，染色单体形成；前期核膜消失、核仁解体，BC段观察不到核膜和核仁。细胞板在末期形成。分裂末期没有染色单体。7图中的甲、乙、丙表示细胞有丝分裂中的三个阶段，a是染色体数，b是染色单体数，c是DNA分子数，a、b、c的数量关系正确的是()A甲、乙 B甲、丙C乙、丙 D甲、乙、丙解析：选B甲图中染色体比染色单体、DNA分子数少一半，应是一条染色体含有两条染色单体的时期，可表示前期、中期；乙图染色单体是染色体、DNA分子数的一半，在细胞分裂中无此时期；丙图中无染色单体，染色体与DNA分子数相等，表示后期、末期。二、非选择题8下面为某高等植物细胞进行有丝分裂的简图，据图回答下列问题：(1)按细胞分裂的先后顺序排列依次是_(用字母表示)；就一个完整的细胞周期来说，图中还缺少处于_期的细胞简图。(2)图示的细胞分裂结束后，子细胞内含有_条染色体；图A表示细胞分裂的_期，由于着丝点的分裂，两条_分离开来，成为两条染色体。(3)图C表示细胞分裂的_期，此时染色体的特点是_。(4)着丝点数与核DNA分子数之比为11的图示是_；着丝点数与染色单体数之比为12的图示是_。(5)细胞中央出现细胞板的图示是_。细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成_，细胞板的基本组成成分是_。答案：(1)BCAD间(2)4后姐妹染色单体(3)中染色体形态稳定、数目清晰，着丝点排列在赤道板上(4)A、DB、C(5)D细胞壁纤维素、果胶一、选择题1下列有关细胞相对表面积、细胞与外界物质交换效率和细胞新陈代谢强度之间关系的叙述，正确的是()A细胞的相对表面积越大，物质交换效率越高，细胞新陈代谢越旺盛B细胞的相对表面积越大，物质交换效率越低，细胞新陈代谢越缓慢C细胞的相对表面积越小，物质交换效率越高，细胞新陈代谢越缓慢D细胞的相对表面积越小，物质交换效率越低，细胞新陈代谢越旺盛解析：选A细胞的表面积和体积的比值(即相对表面积)越大，其物质交换效率越高，细胞新陈代谢越旺盛。2将边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的含有酚酞的琼脂块浸入0.1%的NaOH溶液中10 min后(NaOH遇酚酞呈紫红色)，取出琼脂块用吸水纸吸干表面溶液，切开后测量紫红色层的厚度，计算出紫红色部分的体积和整个琼脂块体积的比值分别是a、b、c。下列对a、b、c的大小，说法正确的是()Aabc BabcCabc D不能确定解析：选B紫红色部分的体积和整个琼脂块体积的比值可反映出细胞物质交换的效率，细胞体积越小，物质交换效率越高，故abc。3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、核DNA分子数依次为()A7条、7条、7个 B14条、0条、14个C28条、28条、28个 D28条、0条、28个解析：选D在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色单体变成了染色体，此时染色单体数目为0，核DNA分子数和染色体数相等，均为28个(条)。4如图表示细胞周期，有关叙述不正确的是()A按箭头所示方向由aa或由bb表示一个细胞周期B染色体的平均分配发生于ab段C细胞中核DNA含量的加倍发生在ba段D将癌细胞的细胞周期阻断在ba段可以治疗癌症解析：选A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，据图可知，ab 段表示细胞分裂期，ba段表示分裂间期，故细胞周期可以表示为bb；染色体平均分配发生在细胞分裂的后期，即ab段；ba段表示细胞分裂间期，该时期完成DNA的复制，细胞中核DNA含量加倍；将癌细胞的细胞周期阻断在细胞分裂间期，即ba段，可抑制癌细胞的增殖，达到治疗癌症的目的。5在细胞增殖过程中，染色体和DNA都有复制和加倍的过程。下列相关叙述不正确的是()A染色体复制后其数量是之前的二倍B细胞中b、d过程发生在细胞分裂间期C细胞中a过程发生在细胞分裂间期，c过程发生在细胞分裂后期D染色体复制的实质是DNA数量的加倍解析：选A染色体复制前含一个DNA分子，复制后含两个DNA分子，着丝点数目并不增加，因此，通过复制染色体的数量并不增加，而DNA分子的数量加倍。DNA的复制与加倍(b、d过程)是同一过程，发生在细胞分裂间期。染色体复制(a过程)发生在间期，后期着丝点一分为二，染色体数目加倍(c过程)。6在细胞有丝分裂过程中，细胞核内以下各组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：选B染色体数目是以着丝点数目为依据进行计数的，故两者一定相等；染色体数目为1时，染色单体数目为0或2，故两者不可能相等；DNA分子数目与染色体数目、DNA分子数目与染色单体数目之间可能相等，也可能不相等。7如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。相关叙述不正确的是()A若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则cd过程细胞中核DNA含量不变B若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则e点时一条染色体中DNA的含量与a点相同C若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则ac过程染色体数目不变D若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则ac过程染色体数目不变解析：选D若纵坐标表示一条染色体中DNA的含