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

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 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 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%。 [合作探讨] 探讨1:一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、 1 发育、繁殖、遗传的基础。 探讨2:一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 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。 [归纳拓展] 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:A―?A，应为顺时针。 方法二为直线图，图中a，b为一个细胞周期，c，d也为一个细胞周期。 方法三为曲线图，a，b，c，d，e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2C,4C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 2 (1)染色体形态变化: 高度螺旋化、缩短、变粗 染色体 (间期、末期)(前期、中期、后期)解螺旋成为细丝状 染色质 ————————————————————————————————————————————————————— (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b?a?b表示细胞增殖过程的一个细胞周期 B(甲图的b?a与丙图的b?a所用的时间可能一样长 C(从a?b，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a?b?a;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】 B 2.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 3 ?一个细胞周期是指乙?乙的全过程 A(??? C(? B(??? D(? 【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) (1)特点 ?在有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次。 4 ?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。 [合作探讨] 探讨1: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, 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3: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。 [归纳拓展] 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 1(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 5 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:DNA,1?2?2 (2)当无染色单体存在时，染色体?DNA,1?1。 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。 说明: (1)a?b，l?m的变化原因都是DNA分子复制。 (2)f?g，n?o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)c?d，n?o的曲线变化很相似但所处时期不同。 (4)c?d，h?i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】 A(a,c时期染色体数目加倍 ————————————————————————————————————————————————————— B(b,c时期进行DNA分子的复制 C(b,e表示一个细胞周期 D(c,d表示分裂期 6 【解析】 b,c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;a,c时期为间期，染色体数目不加倍，A错误;a,f表示一个细胞周期，C错误;c,d表示分裂期的某一时期，D错误。 【答案】 B 2(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1?1?1?2?1?1，没有染色体数是DNA数2倍的情况。 【答案】 A 3((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】 B 1(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( ) 7 A(子细胞形成时 C(染色体出现时 B(细胞核开始形成时 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】 A 2(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 C(后期 B(中期 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】 D 3(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 C(DNA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】 B 4(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( ) A(a和b为一个细胞周期 B(c段结束DNA含量增加一倍 C(遗传物质平分一般发生在d段 D(b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】 D 5(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( ) A(DNA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 8 【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 细 胞 分 裂 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 (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】 D 2(真核细胞的直径一般为10,100 μm，下列关于细胞不能无限长大的原因的叙述， 9 ————————————————————————————————————————————————————— 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】 D 3(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 ( ) A.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】 C 4(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 A(????? C(????? B(????? D(????? 【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】 A 5(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 ( ) 10 A B C D 【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】 D 6(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】 C 7(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( ) A(????? C(????? B(????? D(????? 【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】 C 8(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】 11 图1 图2 ————————————————————————————————————————————————————— A(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】 D 9(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】 B 10(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_____________________ 12 _______________________________________________。 (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)2?1 (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 D(DNA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】 A 12((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。 13 【答案】 B 13((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( ) A(O,A段表示染色体复制，数量加倍 B(细菌与B,C段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁 C(C,D段细胞核中染色体?染色单体?DNA为1?2?2 D(B,D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O,A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;A,B段代表前期，核膜、核仁消失，B,C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;C,D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】 D 14(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)。 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 14 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: 答下列问题: A B (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e,j。其中e,f为间期、f,g(a,b)为前期、g,h(b,c)为中期、h,i(c,d)为后期、i,j(d,e)为末期。 题图B为有丝分裂中期，相当于图A中的中期，为b,c或g,h。 【答案】 (1)e j (2)有丝 后 末 (3)有丝 b,c或g,h 4 (4)e,f a,b或f,g b,c或g,h 15 —————————————————————————————————————————————————————