资源简介

第6章　细胞的生命历程
第1节　细胞的增殖
第1课时　细胞周期和高等
植物细胞的有丝分裂
课时目标
1.运用结构与功能观，分析细胞分裂中细胞核的周期性变化。(生命观念)
2．采用模型与建模的方法，说明细胞分裂中染色体、染色单体和DNA的数量变化规律。(科学思维)
3．分析实验数据和结果，得出细胞周期各时期的长短。(科学探究)
一、细胞增殖
1．概念：细胞通过____________增加细胞数量的过程。
2．过程：包括____________和____________两个相连续的过程。
3．意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是__________________ ______________的基础。
细胞分裂
物质准备
细胞分裂
生物体生长、发育、
繁殖、遗传
二、细胞周期
1．概念
(1)条件：____________的细胞。
(2)起止：一次分裂完成时开始→__________________时为止。
连续分裂
下一次分裂完成
2．过程：包括____________和_________。
(1)分裂间期
①时间：从__________________结束到_______________之前。
②主要物质变化：完成_______________的复制和_______________的合成。
(2)分裂期：对于真核生物来说，____________是其进行细胞分裂的主要方式。
分裂间期
分裂期
细胞一次分裂
下一次分裂
DNA分子
有关蛋白质
有丝分裂
三、高等植物细胞的有丝分裂
1．有丝分裂的过程及相关结构
(1)有丝分裂过程的顺序：____________(填写序号)。
(2)填写图中字母代表的结构：
A．_________，B._________，C.______，D._________。
④②①③
纺锤丝
染色体
核膜
细胞板
2．有丝分裂各个时期的特点[连线]
◆基础速判(对的画“√”，错的画“×”)
1．真核生物主要以有丝分裂的方式增加细胞数目。(　　　)
2．人体成熟的红细胞具有细胞周期。(　　　)
提示：人体成熟的红细胞不分裂，因此不具有细胞周期。
3．不同生物的细胞周期持续时间相同。(　　　)
提示：不同生物的细胞周期持续时间不同。
√
×
×
4．有丝分裂后期，在纺锤丝的牵引下，着丝粒会分裂，染色体数加倍。 (　　　)
提示：有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数加倍，但并不是纺锤丝牵引的结果。
5．在植物细胞有丝分裂末期，高尔基体参与细胞壁的形成。(　　　)
×
√
◆名师点睛
1．细胞周期不是固定值：不同种类的细胞或者同种细胞的不同生理时期，细胞周期的时间不同。
2．分裂间期和分裂期不能间断：分裂间期和分裂期是为了方便研究而人为划分的，事实上它们是一个连续的过程。
3．有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式，原核细胞不进行有丝分裂。
◆思维启迪
1．有丝分裂过程中，染色体出现在哪个时期？消失在哪个时期？
提示：染色体出现在前期，消失在末期。
2．洋葱根尖细胞中有16条染色体，分裂间期进行染色体复制后染色体的数目是多少条？染色体形态发生怎样的变化？
提示：16条。染色体从不含姐妹染色单体的形态变为含两条姐妹染色单体的形态。
1．大多数化疗药物主要是通过阻止DNA的合成抑制细胞增殖，从而起到杀伤细胞的作用。化疗药物发挥作用的时间在细胞周期的什么时期？
答案：分裂间期。
2．能进行细胞分裂的细胞均有细胞周期吗？
答案：只有连续分裂的细胞才具有细胞周期。
任务一__细胞周期
3．用显微镜观察某种植物的分生组织时，为什么视野中处于分裂间期的细胞数目较多？
答案：在一个细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，所以观察时大多数细胞处于分裂间期。
1．具有细胞周期的前提条件
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有周期性。如图中细胞甲无细胞周期，而细胞乙进行连续的细胞分裂，具有细胞周期。
(2)生物体中有细胞周期的细胞：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)等。
2．细胞周期的两种表示方法
(1)直线模型
模型分析：
时期
区段
分裂间期
a、c
分裂期
b、d
细胞周期
a＋b、c＋d
(2)扇形图
模型分析：
时期
区段
分裂间期
B
分裂期
C→A
细胞周期
A→B→C→A
有关细胞周期与细胞分裂的两点提醒
(1)细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短。
(2)子细胞并不都会继续分裂，分裂产生的子细胞有三种去向：继续分裂、暂不分裂、不再分裂。
1．(2024·赣州高一检测)如图为细胞周期示意图，下列相关叙述错误的是 (　　)
A．任何真核细胞都具有细胞周期
B．图中一个完整的细胞周期可表示为e→e
C．细胞经过E时期核DNA数量加倍但染色体数目不加倍
D．细胞经过D时期后会一分为二，并非所有的子细胞都会进入E时期
A
解析：
只有能连续分裂的细胞才有细胞周期，不分裂的细胞没有细胞周期，A错误；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，故图中一个完整的细胞周期应为e→e，B正确；E时期为分裂间期，细胞在分裂间期核DNA复制后数量会加倍，但此时染色体数目不加倍，C正确；D时期为分裂末期，该时期结束后细胞一分为二，得到的子细胞不一定会再次进行下一次分裂，因此不是所有的子细胞都会再次进入E(分裂间期)，D正确。
判断一个完整细胞周期的方法
(1)“先长后短”：一个细胞周期要先经过一个长的分裂间期，再经过一个短的分裂期。
(2)“终点到终点”：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。
2．下表为不同种类细胞的细胞周期持续时间(h)，据表分析，下列相关叙述错误的是 (　　)
D
细胞种类
分裂间期
分裂期
细胞周期
甲
15.3
2.0
17.3
乙
13.5
1.8
15.3
丙
21
1
22
丁
20.5
1.5
22
A．一个细胞周期包括分裂间期和分裂期
B．甲细胞分裂期的时间比丁细胞的长
C．细胞周期中分裂间期的时间比分裂期的长
D．观察有丝分裂过程时选择丙类型的细胞最好
[答题指导]
解析：
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，包括分裂间期和分裂期，A正确；根据表格数据可知，甲细胞分裂期的时间是2.0 h，丁细胞分裂期的时间是1.5 h，B正确；细胞的分裂间期时间都比分裂期长，占细胞周期的90%～95%，C正确；观察有丝分裂过程时，选择分裂期占细胞周期比例大的细胞，故选乙类型细胞最好，D错误。
任务二__高等植物细胞的有丝分裂
下图是某高等植物细胞进行有丝分裂的简图。
[问题探究]
1．请用图中字母和箭头表示该细胞有丝分裂的顺序。
答案：B→C→A→D。
2．图中A染色体数目加倍，加倍的原因是什么？
答案：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。
有丝分裂过程中的相关结构变化
时期
核膜、核仁
染色体
纺锤体
前期
消失、解体
出现，每条染色体由两条姐妹染色单体组成
出现
中期
无
着丝粒排列在赤道板上，染色体形态稳定、数目清晰
有
后期
无
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
有
末期
重新出现
染色体解螺旋形成染色质
消失
赤道板≠细胞板
(1)赤道板：细胞中央与纺锤体的中轴垂直的一个平面，只表示一个位置，不是真实存在的结构，在显微镜下观察不到。
(2)细胞板：植物细胞有丝分裂末期，在赤道板位置通过高尔基体形成的一种结构，在显微镜下能观察到，它是植物细胞有丝分裂所特有的。
1．菠菜根的分生区细胞不断分裂使根生长，在分裂过程中不会出现的是 (　　)
A．细胞分裂间期，中心体的两个中心粒各自产生一个新的中心粒
B．细胞分裂中期，染色体形态较固定、数目较清晰
C．细胞分裂前期，核膜和核仁逐渐消失
D．细胞分裂末期，高尔基体参与细胞壁的形成
A
解析：
菠菜属于高等植物，根的分生区细胞中没有中心体，A错误；细胞分裂中期，每条染色体的着丝粒排列在赤道板上，染色体形态较固定、数目较清晰，B正确；有丝分裂前期，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，出现染色体和纺锤体，C正确；植物细胞有丝分裂末期，在赤道板位置出现一个细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，且细胞壁的形成与高尔基体有关，D正确。
2．(2024·梧州高一检测)下列是同一植物细胞有丝分裂不同时期的模式图，处于有丝分裂后期的是 (　　)
C
解析：
图A，细胞中出现染色体和纺锤体，核膜和核仁逐渐消失，处于有丝分裂前期，A错误；图B，着丝粒排列在细胞中央的赤道板上，处于有丝分裂中期，B错误；图C，着丝粒分裂，两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体，处于有丝分裂后期，C正确；图D，细胞形成了细胞板，处于有丝分裂末期，D错误。
3．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两倍
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．染色体复制的同时DNA的数量加倍
A
解析：
细胞分裂间期，染色体复制，复制后染色体数量不变，A错误；细胞分裂间期，DNA分子进行复制，且复制后DNA数目加倍，B正确；a过程表示染色体的复制，发生在分裂间期，c过程表示染色体数目加倍，其原因是着丝粒分裂，发生在分裂后期，C正确；染色体主要由DNA和蛋白质组成，染色体复制的同时DNA的数量加倍，D正确。
任务三__细胞周期中染色体数、染色单体数和DNA含量的变化
下图为细胞周期中染色体的行为及相关数量变化模式图。
[问题探究]
1．当染色单体存在时，染色体与核DNA之间存在什么样的数量关系？
答案：染色单体存在时，每条染色体含2个核DNA分子，所以染色体∶核DNA＝1∶2。
2．当无染色单体存在时，染色体与核DNA之间存在什么样的数量关系？
答案：无染色单体存在时，每条染色体含1个核DNA分子，所以染色体∶核DNA＝1∶1。
1．一个细胞周期中DNA含量、染色单体数、染色体数的变化
项目
分裂间期
前期
中期
后期
末期
DNA含量
2C→4C
4C
4C
4C
4C
染色单体数
0→4N
4N
4N
4N→0
0
染色体数
2N
2N
2N
2N→4N
4N
2.一个细胞周期中DNA含量、染色体数、每条染色体上DNA 含量的变化曲线
说明：
(1)a→b和l→m的变化原因都是DNA分子复制。
(2)f→g和n→o的变化原因都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。
(3)c→d和h→i的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子细胞。
(4)c→d和n→o的曲线变化很相似但所处时期不同。
3．根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)
细胞增殖中相关物质数量变化的两个误区
(1)误认为分裂间期染色体数目加倍。分裂间期进行DNA的复制，DNA数目加倍，但是染色体数目没有加倍。
(2)误认为着丝粒分裂后，DNA的数目加倍。后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，但是DNA数目没有加倍。
1．下图表示某高等植物细胞的一个细胞周期中，每条染色体上的DNA含量变化曲线。下列说法错误的是 (　　)
A．纵坐标中N＝1
B．BC段细胞中不存在姐妹染色单体
C． CD段染色体的数目为AB段的2倍
D．BC段从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
B
解析：
纵坐标中N＝1，表示每条染色体含有1个DNA分子，A正确；BC段细胞中每条染色体含有2个DNA分子，所以BC段细胞中存在姐妹染色单体，B错误；CD段表示有丝分裂后期，由于着丝粒分裂，染色体数目加倍，是AB段的2倍，C正确；高等植物细胞有丝分裂前期，从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体，D正确。
2．细胞周期的各阶段中，一个细胞中的染色体和核DNA数量比不可能是下列选项中的 (　　)
A
解析：
在细胞周期中，染色体和核DNA数量比有两种情况，当染色体中无染色单体时，染色体和核DNA数量比为1∶1；当染色体中有染色单体时，因为每条染色单体上含有一个DNA分子，所以染色体和核DNA数量比为1∶2。故选A。
细胞增殖具有周期性，一个细胞周期分为分裂间期与分裂期(M期)两个阶段。分裂间期很长，根据DNA合成情况，又可分为G1期(合成DNA聚合酶等蛋白质，为DNA复制做准备)、S期(DNA复制期)与G2期(合成纺锤丝微管蛋白等蛋白质，为M期做准备)。说明：DNA指导合成蛋白质的过程为“DNA→RNA→蛋白质”。
细胞周期的研究——生命观念
设计1：考查知识迁移能力
(1)动物胚胎干细胞(ES细胞)能连续进行有丝分裂。科学家取小鼠ES细胞放入适宜的培养液中，研究其细胞周期G1期、S期、G2期、M期的特点。培养液中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸用3H标记，即3H?dTMP；培养液中的尿嘧啶核糖核苷酸用32P标记，即32P?UMP。分别测量3H?dTMP、32P?UMP在细胞周期各个时期被利用的速率，则3H?dTMP被大量利用的时期是____________；32P?UMP被大量利用的时期是____________。
设计2：考查生命观念
(2)S期结束后，经过G2期进入分裂期(M期)，细胞分裂成为两个子细胞。下列事件中有利于染色体平均分开的有________(填序号)。
①G2期对DNA的检查修复
②核膜的解体与重建
③染色体的形成
④纺锤体的形成
答案：(1)S期　Gl期和G2期
(2)②③④
解析：
(1)根据题意分析可知，S期是DNA复制期，而胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位，所以3H?dTMP被大量利用的时期是S期。G1期和G2期合成蛋白质，而合成蛋白质先要合成RNA，又由于尿嘧啶核糖核苷酸是RNA的基本组成单位，所以32P?UMP被大量利用的时期是G1期和G2期。(2)G2期对DNA的检查修复，不影响染色体平均分开，①错误；核膜的解体与重建是细胞分裂的重要进程，有利于染色体平均分开，②正确；③④染色质螺旋变粗为染色体，有利于纺锤丝牵引其分向两极，有利于染色体平均分开，③④正确。
1．(2024·桂林高一检测)某实验小组在观察植物细胞有丝分裂时，发现某细胞赤道板的位置上出现了一些囊泡，有的囊泡彼此融合，正在形成新的细胞壁和细胞壁两侧的细胞膜。由此可推测，该细胞所处的时期为有丝分裂的 (　　)
A．前期 B．中期
C．后期 D．末期
D
解析：
有丝分裂末期的特点是在赤道板的位置形成细胞板，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，而该植物细胞所处时期的特点是正在形成新的细胞壁和细胞壁两侧的细胞膜，符合有丝分裂末期的特征，故选D。
2．下列关于细胞周期的叙述，正确的是 (　　)
A．细胞发生分裂后立即进入下一个细胞周期
B．分裂期的时间长于分裂间期
C．细胞周期分为前期、中期、后期、末期
D．细胞种类不同，细胞周期持续时间可能相同
D
解析：
有的细胞分裂后不再分裂，即不再进入下一个细胞周期，A错误；分裂间期的时间长于分裂期，B错误；细胞周期分为分裂间期和分裂期(分为前期、中期、后期、末期)，C错误。
3．用光学显微镜的高倍镜观察高等植物细胞有丝分裂中期图像，清晰可见的细胞结构是 (　　)
A．纺锤体、染色质 B．染色体、赤道板
C．染色体、细胞壁 D．纺锤体、核仁
C
解析：
在光学显微镜下观察高等植物细胞有丝分裂中期图像，可观察到染色体、纺锤体、细胞壁，A错误、C正确；赤道板是一个假想的平面，实际上并不存在，所以有丝分裂中期以及其他时期都不可能看到赤道板，B错误；有丝分裂前期，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，所以有丝分裂中期看不到核仁，D错误。
4．下列关于高等植物细胞周期中物质或结构变化的叙述，错误的是 (　　)
A．核糖体的增生早于中心体的复制
B．细胞核的分裂早于细胞质的分裂
C．染色体的出现早于纺锤体的形成
D．细胞板的形成早于新的细胞壁的形成
A
解析：
高等植物细胞中没有中心体，A错误；在末期，细胞核的分裂早于细胞质的分裂，B正确；在前期，染色体的出现早于纺锤体的形成，C正确；在末期，在赤道板的位置出现一个细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，D正确。
5．在有丝分裂过程中，染色体数和核DNA分子数之比，依次为1∶1和1∶2的时期是 (　　)
A．前期和后期 B．中期和末期
C．末期和前期 D．中期和前期
C
解析：
有丝分裂后期和末期，着丝粒已分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，染色体数和核DNA分子数之比为1∶1；有丝分裂前期和中期，每条染色体含有两条姐妹染色单体，染色体数和核DNA分子数之比为1∶2。故选C。
6．下图是高等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)。
(2)图中A中染色体数目为________条。
(3)图中B主要的变化是________________________________________
_____________________________________________________________。
(4)着丝粒一分为二的时期是________(填字母)。
(5)图中表示有丝分裂过程正确顺序的是(用图中字母表示)B→_____ →________→D。
答案：(1)细胞壁 (2)8
(3)出现染色体；核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；纺锤体形成
(4)A (5)C　A
解析：
(1)图中细胞是高等植物细胞，方形框代表细胞的细胞壁。(2)图中A处于有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，染色体数目为8条。(3)图中B处于有丝分裂前期，该时期主要的变化是染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体；核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；从细胞的两极发出纺锤丝，形成纺锤体。(4)着丝粒一分为二发生于有丝分裂后期，即图中A。(5)分析可知，图中A处于有丝分裂后期，图中B处于有丝分裂前期，图中C处于有丝分裂中期，图中D处于有丝分裂末期，故图中表示有丝分裂过程正确顺序的是B→C→A→D。

展开更多......

收起↑