第1讲细胞周期和细胞的有丝分裂

第1讲细胞周期和细胞的有丝分裂考点定标1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞间的一致性。2．活动：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂。考情解码1.细胞周期调控2025·浙江1月卷·T12;2024·湖北卷·T13;2024·河北卷·T14；2023·重庆卷·T142.有丝分裂的过程2025·广东卷·T4;2024·江西卷·T3;2024·浙江1月卷·T4；2024·江苏卷·T12;2023·河北卷·T2;2023·辽宁卷·T113.观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂2025·湖南卷·T2;2024·北京卷·T14;2023·湖北卷·T10考点一细胞增殖及细胞周期 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(天津卷，6D)秋水仙素可促使细胞进入细胞周期的分裂期。()(2)(辽宁卷，8B)酵母菌和醋酸菌均以有丝分裂的方式进行增殖。()(3)(浙江7月卷，8D)高等动物胚胎干细胞分裂过程中，中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期。()(4)(全国Ⅲ卷，2A)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．细胞增殖(1)概念：细胞通过细胞分裂增加________的过程，包括________和________两个相连续的过程。(2)意义：是生物体_______________________________________________的基础。2．细胞周期(以进行有丝分裂的细胞为例)3．细胞周期的表示方法4．影响细胞周期的因素(1)内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间________，间期和分裂期所占的比例________。(2)外部因素：温度、pH、射线、生理或病理状况等，这些因素通过影响________影响细胞周期。师说解惑1．判断一个完整的细胞周期的方法(1)“先长后短”：一个细胞周期一定要先经过一个长的间期，再经过一个短的分裂期。(2)“终点到终点”：从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时结束，为一个细胞周期。(3)“先复制后分裂”：一个细胞周期一定要先完成DNA的复制，才能完成细胞的分裂。2．分裂后产生的子细胞有三种去路任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(必修1P111表6-1拓展)(1)观察细胞的有丝分裂应选择小鼠十二指肠上皮细胞，原因是小鼠十二指肠上皮细胞的________________________________________________________________________。(2)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？________________________________________________________________________。(3)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，为什么？________________________________________________________________________。2．(必修1P115“思维训练”)(1)细胞越大，细胞的表面积与体积的比值________。(2)从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是________________________________________________________________________。(3)细胞体积并________越小越好，________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(必修1P111表6-1素材拓展)下表是三种细胞的细胞周期持续时间，以下叙述正确的是()细胞类型时间/h分裂间期分裂期①蚕豆根尖分生区细胞15.3 2.0②小鼠十二指肠上皮细胞T1T2③人的肝细胞211A.①与②的中心粒发出星射线形成纺锤体B.与①相比，③更适合作为观察细胞有丝分裂的材料C.②中T1≤T2，末期细胞中赤道板的位置会出现细胞板D.③中分裂期细胞数所占比例低于4.7%师说拓展1．细胞周期检验点细胞周期检验点是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制。当细胞周期进程中出现异常时，这类调节机制就被激活，及时中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后，细胞周期才能恢复运转。部分细胞周期检验点举例如下。(1)G1～S期检验点：主要检验DNA是否损伤。(2)S期检验点：检验DNA复制情况。(3)G2～M期检验点：主要检验DNA是否完成复制。(4)M期中～后期检验点：检验纺锤体是否连接到染色体上。(5)M期末期检验点：检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极。2．细胞周期同步化的常用方法(1)DNA合成阻断法：用TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷)等DNA合成抑制剂特异地抑制DNA合成，而不影响处于其他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在G1～S期交界处。(2)分裂中期阻断法：用秋水仙素等药物可以抑制微管聚合，从而抑制细胞纺锤体的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。3．关注常与细胞周期联系的5个“热点”2.过程评价·考向题组练经典考向围绕细胞周期与调控，考查科学思维1．(2023·重庆卷，14)药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定的毒副作用。某小组利用试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究了药物甲的毒性与细胞周期的关系，实验流程和结果如图所示。下列推测正确的是()A.试剂K可以将细胞阻滞在G1期B.试剂K对细胞周期的阻滞作用不可逆C.药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组的凋亡率应最低D.在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞2．(山东卷，5)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是()A.正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体C.感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期D.M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期考点二有丝分裂过程中相关结构与数量的变化 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(2024·北京卷，5C)有丝分裂前的间期进行DNA复制。()(2)(2023·河北卷，2C)动物细胞有丝分裂DNA总量在分裂后期减半。()(3)(河北卷，2A)有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现。()(4)(浙江1月卷，8A)植物细胞有丝分裂前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．有丝分裂各时期主要特点(以高等植物细胞为例)2．有丝分裂的结果：一个细胞分裂成为________个子细胞，每个子细胞中含有的染色体数目与亲代细胞的________。3．高等植物细胞与动物细胞有丝分裂的主要区别4．有丝分裂的意义：将亲代细胞经复制之后的________(关键是DNA的复制)，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了________的稳定性。5．无丝分裂提醒原核生物主要进行二分裂，二分裂不是无丝分裂。师说解惑1．“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像2．有丝分裂过程中相关细胞器的分配(1)中心体经复制后，均等分配到两个子细胞中。(2)线粒体、叶绿体等细胞器随机、不均等分配到两个子细胞中。6．染色体形态及行为变化(1)当有染色单体(分裂间期的G2期、前期、中期)时，染色体∶染色单体∶核DNA＝________。(2)当无染色单体(分裂间期的G1期、后期、末期)时，染色体∶核DNA＝________。7．细胞内核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)(1)曲线图①a→b、l→m、p→q变化的原因都是________________________________________________________________________。②g→h、n→o、r→s变化的原因都是__________________________________，染色体数目加倍。③c→d、r→s的变化很相似，但原因不同，c→d变化的原因是________________________________________________________________________。(2)柱形图①根据染色单体变化判断各时期②根据数量关系判断各时期任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(必修1P112～113图6-2)植物细胞有丝分裂的过程(1)在有丝分裂过程中，染色体、纺锤体的出现和消失分别在什么时期？核膜、核仁的解体和重建分别在什么时期？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)染色单体形成于何时，消失于何时？什么时期存在染色单体？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(必修1P112图6-2)下图为洋葱根尖细胞有丝分裂显微照片，请按照有丝分裂的过程排序。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能1．(必修1P112～113图示挖掘)如图甲表示细胞有丝分裂过程中每条染色体上的DNA含量变化曲线(部分)。图乙表示细胞分裂过程中染色体的系列变化过程(黏连蛋白与细胞中染色体的正确排列、分离有关，分裂中期开始在水解酶的作用下水解；SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解)。下列分析不正确的是()A．图甲中，bc段的发生导致细胞中核DNA含量减半B．图甲中，观察染色体形态和数目的最佳时期处于ab段C．着丝粒分裂前SGO蛋白逐渐失去对黏连蛋白的保护作用D．抑制SGO蛋白的合成，可能导致细胞中染色体数目异常2．(必修1P114图示6-3挖掘)下列选项表示细胞有丝分裂过程中染色体的不同形态特征，其中与遗传物质精确分配到两个子细胞无关的是()师说拓展纺锤丝和星射线在本质上是一回事吗？纺锤体有两种：动物细胞的纺锤体两端有星状体，每个星状体的中间有中心体，称为有星纺锤体；高等植物细胞的纺锤体两端没有星状体，呈桶状，称为无星纺锤体。组成纺锤体的丝状结构称为纺锤丝，有四种，即连续丝、染色体丝(又称牵引丝)、中间丝和星体丝(也称星射线)。连续丝是由一极延伸到另一极，与另一极相连的纺锤丝。中间丝不与两极相连，也不与着丝粒相连，是在后期于两组染色体之间出现的纺锤丝。星体丝也称星射线，由两极的中心体发出，它只存在于有星纺锤体的细胞内。各种纺锤丝都由微管蛋白组成。动、植物细胞共有的纺锤丝是染色体丝和连续丝，动物细胞特有的是中间丝和星体丝(即星射线)。2.过程评价·考向题组练经典考向1围绕有丝分裂的过程，考查科学思维1．(2024·江西卷，3)某植物中，T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是()A．T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体B．T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列C．T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍D．T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动2．(2023·辽宁卷，11)如图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是()A．②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同B．③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上C．④时期，非同源染色体自由组合D．⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同考向2围绕有丝分裂过程中相关变化，考查科学思维3.细胞分裂过程中染色体移向两极的机制有三种假说：假说1认为由微管发生中心端微管解聚引起，假说2认为由动粒端微管解聚引起，假说3认为由微管发生中心端和动粒端微管同时解聚引起。用不同荧光标记纺锤丝和染色体如图甲，用激光使纺锤丝上箭头处的荧光淬灭(不影响其功能)如图乙，一段时间后结果如图丙。下列相关叙述错误的是()A．图示过程发生在高等植物细胞中，纺锤丝的主要成分是蛋白质B．图乙处于有丝分裂后期，细胞中有4对同源染色体C．纺锤丝的牵引导致着丝粒分裂，染色体移向细胞两极D．实验结果表明染色体移向两极是由动粒端微管解聚引起的考点三观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(2024·北京卷，14D)观察根尖细胞有丝分裂时，所有细胞均为长方形且处于未分裂状态是由取材不当引起的。()(2)(2023·江苏卷，9C)制作根尖有丝分裂装片时，解离、漂洗、按压盖玻片都能更好地将细胞分散开。()(3)(全国乙卷，2B)观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用甲紫溶液使其着色。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．实验原理2．实验步骤师说解惑1．植物根尖显微结构图2．高中生物实验中洋葱的“一材多用”(1)紫色的鳞片叶外表皮——探究植物细胞的吸水和失水实验。(2)根尖——观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂和低温诱导植物染色体数目的变化实验。3．关于实验的几点提醒(1)解离液中两种液体的作用①酒精：迅速杀死细胞，固定细胞内染色体的形态。②盐酸：促进细胞之间的中胶层物质溶解，从而达到分离细胞的目的。(2)观察对象：解离时细胞已死亡，不能观察一个细胞的连续分裂过程，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。另外，分裂间期的细胞数多于分裂期的。4．细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算(1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。(2)某时期持续时间(t)＝处于该时期细胞数观察细胞总数×细胞周期(T)5．实验操作的注意事项任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(必修1P116“探究·实践”选材)观察用甲紫溶液染色的洋葱表皮细胞看不到染色体，原因是只有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(必修1P117“探究·实践”讨论)根据观察结果，比较细胞周期中不同时期的时间长短的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(必修1P116～117“探究·实践”拓展)美花石斛的茎是名贵中药材，在一天中细胞分裂存在日节律性。图甲、图乙是某兴趣小组实验结果，分裂期的细胞数占观察细胞总数的比值作为细胞分裂指数，下列说法正确的是()A．选取新生茎尖作为实验材料的主要原因是茎尖伸长区细胞分裂旺盛B．细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③C．由图甲可知，细胞周期中分裂期的持续时间更长D．由图乙可知，在日节律上，9：00左右是美花石斛细胞分裂的高峰期师说拓展碱性染料是碱性的吗？作为染料必须具备两个条件：一是具有颜色；二是与被染组织有亲和力，即染料必须具有发色基团与助色基团。其中发色基团能使染料显示颜色，而助色基团则使染料与被染组织间产生亲和力，它们共同决定了染料的染色性质。酸性或碱性染料的界定并非由染料溶液的pH决定，而是由染料中的助色基团在水中电离后所带的电荷决定，即碱性染料的pH不一定大于7。一般来说，电离后助色基团带正电荷(阳离子)的染料为碱性染料，反之则为酸性染料。例如，染料化合物中由硝基(—NO2)、偶氮基(—N=N—)、乙烯基等形成了发色基团；而由—OH、—SO3H、—COOH等酸性基团及—NH2、—NHCH3、—N(CH3)2等碱性基团构成了助色基团。它们的存在使染料物质离子化，极性增强，促进染料与被染组织间发生作用，产生染色效果。2.过程评价·考向题组练经典考向观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂，考查科学探究能力1.(2023·湖北卷，10)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他将其中的某个视野放大拍照，发给5位同学观察细胞并计数，结果见下表(单位：个)。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是()学生分裂间期分裂期总计前期中期后期末期甲5632622乙5633522丙5632622丁7632523戊7732625A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆B.五位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分C.五位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段D.戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同2.(湖南卷，6)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是()A.a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离B.b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个C.根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低课堂评价过教材过真题实战演练一、过教材——判断正误并找到课本原话(一)细胞的增殖和细胞周期1．(必修1P110正文)多细胞生物体体积的增大，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。()2．(必修1P110正文)不同动(植)物同类器官的大小主要取决于细胞数量的多少。()3．(必修1P110正文)细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。()4．(必修1P111正文)同一生物的不同组织细胞都具有周期性。()5．(必修1P111正文)细胞周期中细胞生长发生在分裂间期。()(二)细胞的有丝分裂和无丝分裂1．(必修1P112图6－2)有丝分裂前期染色质逐渐螺旋化形成了染色单体。()2．(必修1P113图6－2)每个子细胞中含有的染色体数目与亲代细胞的相等。分裂后形成的子细胞若继续分裂，就进入下一个细胞周期的分裂间期状态。()3．(必修1P114图6－3)在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期。()4．(必修1P114正文)低等植物细胞和动物细胞都含有中心体，有丝分裂前期，中心粒发出星射线形成纺锤体。()5．(必修1P114正文)间期复制之后的染色体通过有丝分裂平均分配到两个子细胞中。()6．(必修1P115正文)无丝