1、第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡 第一节 细胞增殖 第1课时 细胞增殖和有丝分裂 课标内容要求核心素养对接 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中的一致性。1生命观念通过对细胞周期的学习，认识到生命活动的周期性。2科学思维分析与综合：对比分析有丝分裂各时期的特点，掌握有丝分裂过程。构建染色体和 DNA 数量变化模型。3科学探究运用模型解释细胞表面积与体积的关系。必 备 知 识 聚 焦 概 念 一、生物体的生长主要是细胞增殖的结果 1多细胞生物体积增大原因(1)细胞_增多。(2)细胞_增大。2细胞的直径是细胞的重要特征(1)各类细胞的_有一定的规律。(2)
2、一般而言，多数动物和植物细胞的直径为_。数量体积直径2030 um 3细胞体积(1)合适的细胞体积能保证细胞与_进行正常的_和_交换，保证细胞内_和_的正常进行。(2)当细胞体积_时，细胞的相对表面积就_，细胞与周围环境的_也可能会降低，这会影响_对细胞的控制，不利于细胞生命活动的进行。(3)生物体的细胞不能无限长大，受_的限制。周围环境物质信息物质运输信息传递增加过大变小物质和信息交换的效率细胞核多种因素二、细胞增殖 1意义 细胞增殖是生物体_、_、_和_的基础。2方式 细 胞 以 _的 方 式 进 行 增 殖。真 核 细 胞 的 分 裂 方 式 包 括_、_和_。生长发育生殖遗传分裂有丝分
3、裂无丝分裂减数分裂3细胞周期(以进行有丝分裂的细胞为例)(1)概念：_的细胞，从一次_开始，经过_，直到_为止的过程，称为一个细胞周期。(2)阶段划分 分 裂 间 期：完 成 _，主 要 包 括 _ 和_的合成。分裂期：染色体_，完成_。连续分裂细胞分裂结束物质准备下一次细胞分裂结束物质准备DNA的复制有关蛋白质平均分配细胞的分裂三、有丝分裂(以动物细胞为例)1分裂间期(1)变化：在完成_和有关_的同时，细胞_。(2)细胞核中的染色质呈_。(3)_常在细胞分裂间期进行复制。DNA复制蛋白质合成适度生长丝状中心体着丝粒、着丝点示意图2动物细胞在有丝分裂过程中，出现规律性变化的结构有染色体、_、核
4、膜和核仁等。纺锤体着丝粒着丝点内侧微管着丝点外侧(1)染色体 _和_是染色体结构(如图)的重要组成部分，它们的_ 联 系 紧 密，功 能 方 面 _，构 成 了 高 度 有 序 的_。着丝粒连接_。在电镜下，着丝点为_结构，其外侧主要与_相连，内侧与_相互交织。着丝粒着丝点结构成分密切相关整合结构两条姐妹染色单体圆盘状纺锤体微管着丝粒(2)纺锤体 组成：主要由微管及其结合蛋白组成。纺锤体装配开始的标志：动物细胞分裂前期_和_的运动。作 用：组 成 纺 锤 体 的 _ 与 染 色 体 的 _ 连 接，在_的作用下，_移动到细胞_的位置上。星状射线的形成两个中心体向两极微管着丝点纺锤体微管染色体相
5、应3分裂期是一个_过程，人们为了研究方便，一般将其分为前期、中期、后期和末期。连续的时期图示主要变化 前期复制后的染色质经_等过程，逐渐变短变粗，形成在_显微镜下可辨的染色体；每条染色体含有_姐妹染色单体，由一个_相连接；随着核仁逐渐消失、_、染色体看似_分布在细胞中；两个中心体分别移向_，并发出_形成_ 螺旋化(凝缩)光学两条着丝粒核膜解体散乱地细胞两极星射线纺锤体中期在_等结构的作用下，染色体向细胞中央的_方向移动，使每条染色体的_排列在_上；细胞中染色体的_，是_数量的适宜时期 纺锤丝赤道面着丝粒赤道面形态比较清晰计数染色体后期每条染色体中的_分离，在_的作用下分别向_移动；细胞中染色体
6、的_，形成了两套_的染色体 两条姐妹染色单体纺锤丝细胞两极数量加倍相同数量末期到达细胞两极的染色体_，逐渐变为_；_消失；_重新形成，核仁_，新的_逐渐形成去凝缩丝状的染色质纺锤体核膜重新组装细胞核4在动物细胞分裂的一定时期，胞质也开始分裂。(1)起 止 点：胞 质 分 裂 一 般 始 于 _，止 于_。(2)方式：在胞质分裂的过程中，动物细胞的细胞质膜常表现为在_位置处_，将_一分为二。(3)结果：一个_细胞缢裂成两个_相等的_细胞。细胞分裂的后期细胞分裂的末期赤道面向内凹陷细胞质亲代体积基本子代判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而增大。()2细
7、胞周期是从上次分裂结束开始，到下次细胞分裂结束为止的过程，其大部分时间处于分裂期。()3只要能分裂的细胞就一定具有细胞周期。()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后期的细胞。()5在分裂间期，可完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成，因而可实现染色体数目加倍。()6染色单体的形成在前期，动物细胞的中心粒在前期倍增。()7动物细胞有丝分裂的纺锤体是由中心粒发出的纺锤丝形成的。()8动物细胞细胞质的分开是由细胞质膜向内凹陷把细胞缢裂成两部分。()提示：1 琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小。2 细胞周期大部分时间处于分裂间期。3 连续分裂的细胞才有细胞周期。4
8、中期细胞染色体形态稳定，数目清晰。5 染色体数目加倍发生在分裂后期。6 染色单体随染色体的复制而形成，形成于间期。7 动物细胞的纺锤体是由中心体发出的星射线形成的。8 关 键 能 力 突 破 重 难 细胞周期 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。如下图甲细胞就无细胞周期，而乙细胞进行连续的细胞分裂，具有细胞周期。(2)生物体有细胞周期的细胞有：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)。2细胞周期的表示方法 方法名称表示方法说明 扇形图从 A 点B 点A 点(顺时针)，表示一个细胞周期 线
9、段图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 细胞分裂间期的划分G1 期：又称 DNA 合成前期，主要进行 RNA 和有关蛋白质的合成，为 S 期 DNA 的复制做准备。S 期：又称 DNA 合成期，主要进行 DNA 的复制。G2 期：又称 DNA 合成后期，主要进行 RNA 和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成，为分裂期做准备。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)数据如下图所示。相关叙述正确的是()A
10、de 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 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 分子加倍。一个细胞周期包括分裂期和分裂间期，为 deef(或 bccd)等于 17.3 h。2(多选)下列关于细胞周期的叙述，错误的是()A机体内的体细胞都处于细胞周期中 B在间期 DNA 分子复制但染色体数目未加倍 C抑制 DNA 的合成，细胞将停留在
11、分裂期 D细胞周期中的大部分细胞都处于分裂期 ACD 机体内只有连续分裂的细胞才有细胞周期，并不是所有的细胞都处于细胞周期中，比如已经高度分化的细胞一般不能进行有丝分裂，A 错误；分裂间期进行 DNA 复制，核 DNA 数目加倍，但染色体数目不变，B 正确；细胞分裂间期进行 DNA 复制，抑制DNA 的合成，细胞将停留在分裂间期，C 错误；分裂间期大约占细胞周期的 90%95%，故细胞周期中的大部分细胞都处于分裂间期，D 错误。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”：从完成时开始，到下一个完成时结束，为一
12、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。动物细胞的有丝分裂 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：着丝粒排列在赤道面上。(4)后期：着丝粒分裂，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)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2N2N2N2N4N4N2N 3确定染色体、
13、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，后期随着丝粒分裂而减半，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、中期的两倍，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粒分裂，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)c
14、d，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。5DNA 含量、染色体数、染色单体数的柱形图(1)根据染色单体变化判断各时期：染色单体有前期、中期甲图无后期乙图末期丙图(2)根据比例关系判断各时期：DNA染色体染色单体4n2n4n前期、中期甲图4n4n0后期乙图2n2n0末期丙图 深化探究：1请分析在有丝分裂过程中下列细胞结构主要有哪些变化。(1)染色体；(2)纺锤体；(3)核膜和核仁。提示：(1)染色体：复制散乱分布于纺锤体中央着丝粒排列在赤道面上着丝粒分裂移向细胞两极平均分配到两个子细胞中；(2)纺锤体：形成(前期)解体消失(末期)；(
15、3)核膜和核仁：解体消失(前期)重建(末期)。2有丝分裂过程中，细胞内 DNA 分子数量和染色体数量加倍分别发生在什么时期？染色单体形成于何时，消失于何时？哪些时期出现染色单体？提示：细胞内 DNA 分子数量加倍在间期，染色体数量加倍在后期。染色单体形成于间期(染色体复制)，消失于后期(着丝粒分裂)。前、中期出现染色单体。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。下列说法中错误的是()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
16、 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 D 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 中细胞处于有丝分裂后期，与图 1 中的 DE 段对应；图 2 细胞中已经没有染色单体。2下图表示有丝分裂过程中一个细胞核中染色体数目的变化曲线。下列说法正确的是()AOA 段始终没有染色单体 BBE 段每条染色体上有 2 个 DNA 分子 C高等动物细胞中，BE 段染色体解螺旋为染色质 D有丝分裂过程中染色体数目在间期加倍 C OA 段
17、是有丝分裂的间期、前期和中期，间期形成染色单体，前期染色单体出现，所以 OA 段是有染色单体的，A 错误；BE 段是有丝分裂的后期和末期，后期着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，每条染色体上有 1 个 DNA 分子，B 错误；高等动物细胞中，BE 段包括后期和末期，末期染色体解螺旋为染色质，C 正确；有丝分裂过程中染色体数目在后期加倍，DNA 在间期加倍，D 错误。染色体和 DNA 含量变化曲线的判断方法(1)依据：曲线中存在“斜线”的为 DNA 含量变化曲线，不存在“斜线”的为染色体数量变化曲线。(2)解读：在分裂间期，DNA 分子复制是一个逐渐进行的过程，其分子数由 1 渐变为 2，曲线中呈
18、现“斜线”的走势；分裂后期染色体数目随着丝粒分裂而加倍，而着丝粒的分裂是一个骤变的过程，曲线上不呈现“斜线”变化走势。课堂小结知识网络构建核心语句背诵 1.生物体的生长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.细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。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.动物细胞有丝分裂各分裂时期的主要特点：(1)间期：DNA 的复制和有关蛋白质的合成。中心体常在此时复制。(2)前期：核仁消失、核膜解体，出现纺锤体和染色体。(3)中期：染色体的形态稳定，数目清晰，着丝粒排列在赤道面上。(4)后期：姐妹染色单体分开，染
19、色体数目加倍，并平均移向两极。(5)末期：纺锤体消失，染色体去凝缩变为丝状的染色质，核膜、核仁重新出现。5.分裂间期 DNA 复制而加倍，有丝分裂后期两条姐妹染色单体分离使染色体数量暂时加倍。课 堂 检 测 巩 固 素 能 1下列有关细胞周期的叙述中，错误的是()A不是生物体的所有细胞都处于细胞周期中 B在细胞周期中，一般分裂间期比分裂期时间长 C利用药物抑制 DNA 合成，细胞将停留在分裂间期 D细胞周期可分为前、中、后、末四个时期 D 细胞周期是针对进行有丝分裂的细胞而言的，不是所有的细胞都能进行有丝分裂，即使进行有丝分裂但不能连续分裂也无细胞周期，A 正确；细胞周期中间期时间长于分裂期，
20、B 正确；DNA复制发生在细胞分裂的间期，所以抑制 DNA 的合成可使细胞停留在分裂间期，C 正确；细胞周期分为间期、分裂期，分裂期分为前、中、后、末期，D 错误。2如图中能够表示一个完整细胞周期的是()ab bc 甲乙 乙乙 AB CD B 根据细胞周期中间期和分裂期持续的时间分析，a 和 c 为间期，b 和 d 为分裂期，故 ab(或 cd)为一个细胞周期。乙甲为间期，甲乙为分裂期，而一个细胞周期是从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止的一段时间，即乙乙。3如图为细胞分裂的某一时期，下列相关叙述中，不正确的是()A细胞中的中心体与纺锤体的形成有关 B是一条染色体，包含两条染色单体和，
21、两条染色单体由一个着丝粒相连 C细胞中有 4 条染色体，8 条染色单体 D在后期，细胞中有 8 条染色体，8 条染色单体 D 细胞分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，染色单体消失，该细胞在后期有染色体 8 条，染色单体 0 条。4(多选)有关下图的说法，正确的是()Aab 表示间期 DNA 的复制 Bcd 表示姐妹染色单体分离 C若图示为一个细胞周期，则 bc表示分裂期的前期、中期、后期 Dde 段表示分裂期的后期、末期 ABD ab 表示每条染色体上的 DNA 含量加倍，即间期 DNA的复制，A 项正确；cd 表示每条染色体上的 DNA 含量由加倍恢复到分裂前水平，染色体不含姐妹染色单体，
22、可表示后期着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离，B 项正确；若图示为一个完整的细胞周期，则 bc 的染色体含姐妹染色单体，可表示分裂期的前期、中期，C项错误；de 段每条染色体上的 DNA 含量恢复到复制前水平，染色体不含姐妹染色单体，表示分裂期的后期、末期，D 项正确。5根据下图回答问题：(1)甲、乙两图表示_细胞进行_分裂的过程。甲图表示细胞分裂的_期，乙图表示细胞分裂的_期。(2)甲图细胞中有染色体_条，姐妹染色单体_条，DNA 分子_个；乙图细胞中有染色体_条，姐妹染色单体_条，DNA 分子_个。解析 在细胞分裂的间期完成了染色体的复制，结果是每条染色体上包含了两条姐妹染色单体；到分裂的后期，由于着丝粒的分裂，两条姐妹染色单体分开，成为两条染色体。可以说，在间期姐妹染色单体因染色体的复制而产生，在后期随着姐妹染色单体分离而消失。着丝粒的数目和染色体的数目是一致的，即一个着丝粒对应着一条染色体。一般来说，一条染色体含有一个 DNA 分子，但在细胞分裂过程中则发生变化，一条姐妹染色单体中含有一个 DNA 分子，一条染色体复制后，包含两条姐妹染色单体，此时的一条染色体含有两个 DNA 分子。答案(1)动物 有丝 中 后(2)6 12 12 12 0 12点击右图进入 课 后 素 养 落 实 Thank you for watching!
