1、第一节细胞增殖第1课时细胞周期与有丝分裂学 习 目 标核 心 素 养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.依据教材方案，实施模拟探究“细胞的表面积与体积的关系”的实验，并交流实验结果，阐明细胞分裂与生物生长的关系。2.结合有丝分裂模型，描述细胞增殖的主要特征，建构有丝分裂过程中染色体、DNA、染色单体的数目变化坐标图。一、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(如营养吸收与废物排出)效率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
2、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命活动的“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：细胞增殖是生物体生长、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%。二、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
3、DNA的复制和有关蛋白质的合成。3分裂期(动物细胞)图示时期主要变化前期染色质由丝状缩短变粗，形成染色体两个中心体分别移向细胞两极，并发出星状射线形成纺锤体核膜解体、核仁消失中期在纺锤丝的牵引下，染色体着丝点排列在赤道板上后期每条染色体中的两条姐妹染色单体从着丝点的连接处分开两组数目均等的染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极末期染色体变为染色质核膜、核仁重现在赤道板处，细胞膜向内凹陷，细胞质一分为二4.有丝分裂的特点和意义(1)特点在有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次。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。1琼
4、脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而增大。()2细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。()4染色单体的形成在前期，动物细胞的中心粒在前期倍增。()5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。 ()6动物细胞细胞质的分开是由细胞膜向内凹陷把细胞缢裂成两部分。()答案1.提示：琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小。2提示：细胞周期大部分时间处于分裂间期。3提示：染色体数目加倍发生在分裂后期。4提示：染色单体随染色体的复制而形成，形成于间期。5
5、提示：动物细胞的纺锤体是由中心体发出的星状射线形成的。6细胞周期问题探究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蚕豆根尖分生区细胞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(1)不同生物的细胞，细胞周期是否相同？同一生物的不同组织的细胞，细胞周期是否相同？提示：不一定相同；不一定相同。(2)在细胞周期中分裂间期是静止的间歇期吗？提示：不是，分裂间期为分裂期进行物质的准备，没有间期的物质准备，分裂期无法进行。讲解归纳1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，细胞分裂结束后不再进行分
6、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研究方法科学家采用放射性同位素标记法，用32P标记蚕豆根尖细胞中的DNA并观察细胞有丝分裂的过程。3细胞周期的组成及表示方法一个细胞周期分为两个阶段，第一个阶段是分裂间期，第二个阶段是分裂期。(1)分裂间期：占整个细胞周期的90%95%，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。(2)分裂期：占整个细胞周期的5%10%，完成细胞的分裂。(3)细胞周期的表示方法方法名称表示方法说明扇形图ABA(顺时针)为一个细胞周期直线图
7、ab或cd为一个细胞周期特别提醒：1)细胞周期中，分裂间期经历的时间要长于分裂期，且分裂间期在前，分裂期在后。因此扇形图中，BAB(逆时针)不是一个细胞周期；直线图中，bc也不是一个细胞周期。(2)影响细胞周期长短的因素不同种类的细胞，其细胞周期长短不同。细胞周期的长短由遗传因素决定，同时受环境因素的影响，如温度通过影响酶的活性，进而影响细胞周期。4分裂间期染色体的变化(1)染色体主要成分：DNA和蛋白质。结构染色体臂遗传学中计数染色体数目的依据：着丝点的个数。由于该图中染色质丝1和2由一个共同的着丝点连接着，应该计为一条染色体。遗传学上将1和2这样并列连接在同一条染色体上的染色质丝，称为染色
8、单体。由于1和2是经复制形成的，因此1和2互称为姐妹染色单体。(2)染色体变化图示及说明 1条染色体1条染色体 1个DNA分子 2个DNA分子 没有染色单体 2条染色单体染色体复制的结果aDNA数目加倍。b染色体数目不变。c形成染色单体。1下图表示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从ab，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B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aba，A项错误；扇
9、形区域表示分裂间期与分裂期的时间比，不表示绝对时间，B项正确；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，C项错误；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，D项错误。2下表是实验测得的四种植物分生组织的细胞周期，下列叙述正确的是()植物细胞周期的时间/ha时期b时期合计植物110.60.411植物2180.518.5植物316.5218.5植物410.42.312.7A.a时期属于细胞周期的分裂期B不同植物具有不同的细胞周期C最好选用植物1观察有丝分裂过程，因其细胞周期最短D四种植物细胞周期的时间都是固定不变的B由于细胞周期中分裂间期所占时间比分裂期长
10、，故a时期为分裂间期；不同植物具有不同的细胞周期；观察有丝分裂时，应选分裂期在细胞周期中所占比例大的材料来观察，表格中所列植物中植物4最适合观察有丝分裂；细胞周期的时间受温度、营养条件等因素的影响，并不是固定不变的。动物细胞的有丝分裂讲解归纳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)项目间期前期中期后期末期DNA含量2C
11、4C4C4C4C4C2C染色单体数04N4N4N4N00染色体数2N2N2N2N4N4N2N3.确定染色体、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点分裂，姐妹染色单体分
12、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)cd，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 ABC(1)由图中可知b是时有时无的，所以它表示的应该是染色单体的数量，当b存在时和它数目相同的c表示的是DNA分子的数量，则a表示的是染色体的数量。(2)图A中DNA分子数是染色体数的两倍，所以它表示的是DNA分子复制之后的结果，应是有丝分裂间期中DNA复制之后的时期，或者是细胞分裂期的前期、中期。图B中由于DNA分子和染色体数量是相等的，并且是正常体细胞中含量的两倍，且不存在染色
13、单体，对应的是有丝分裂的后期和有丝分裂末期。图C中不含有染色单体，并且DNA分子数和染色体数都和正常体细胞中相等，所以它可以表示有丝分裂的末期和间期中DNA分子复制之前的时期。特别提醒：(1)有丝分裂后期染色体数目是最多的。(2)染色体数目的加倍是由于着丝点分开，发生在有丝分裂后期，而DNA分子数目的加倍是由于DNA的复制，发生在有丝分裂间期。(3)染色单体形成于间期，出现于前期，消失于后期。(4)每条染色体DNA含量是1或2，而不是2N或4N；减半的时期是分裂后期开始时，而不是末期结束时。(5)细胞中染色体、DNA含量减半的时期是末期结束时，而细胞核中染色体、DNA含量减半的时期是后期结束时
14、。1如图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞内核DNA含量变化的曲线，下列有关叙述正确的是()AOA段表示染色体复制，其含量加倍B细菌与BC段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁CCD段细胞核中染色体数染色单体数DNA分子数的比为122DBD段的团藻细胞中含有两组中心粒D图中OA段表示DNA复制，含量加倍，但染色体数目不变；BC段为有丝分裂中期，核膜和核仁消失；CD段为后期，染色体数染色单体数DNA分子数为404(或101)；团藻细胞属于低等植物细胞，在分裂间期中心体复制。(1)E点曲线下降的原因是_。(2)OA段_(填“有”或“无”)核糖体的活动，原因是此时期_。提示：(1)细胞一分为二，DNA进入
15、到两个细胞中(2)有要进行蛋白质的合成方法规律：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，曲线中呈现“斜线”的走势；分裂后期染色体数目随着丝点分裂而加倍，而着丝点的分裂是一个骤变的过程，曲线上不呈现“斜线”变化走势。2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
16、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。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳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的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
17、，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。1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()Aa和b为一个细胞周期Bc段结束DNA含量增加一倍C遗传物质平分一般发生在d段Db和c为一个细胞周期D从时间上看，分裂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。2如图为细胞分裂的某一时期，下列有关此图的叙述中，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
18、和，两条染色单体由一个着丝点相连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，着丝点分裂，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。3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()Aac时期染色体数目加倍Bbc时期进行DNA分子的复制Cbe表示一个细胞周期Dcd表示分裂期Bbc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；ac时期为间期，染色体数目不加倍，A错误；af表示一个细胞周期，C错误；cd表示分裂期的某一时期，D错误。4下图为正在分裂的动物细胞示意图。请据图回答问题：
19、(1)左上图中A表示_，此时期细胞的最大特点是完成_；B表示_，此时期细胞核明显发生_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_。(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的复制和有关蛋白质的合成分裂期染色体前(2)21(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锤体)(4)体细胞继续增殖、暂不增殖、永不增殖教材课上思考答案(教师用书独具)积极思维(P92)1琼脂块的相对表面积(表面积与体积之比)随着琼脂块体积的增大而减小。2细胞的物质运输效率与其相对表面积密切相关。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。教材课后习题答案(教师用书独具)评价指南(P97)一、单项选择题1B2.B
