人教版生物必修一講義：第6章 第1節(jié)　第1課時　細(xì)胞周期和高等植物細(xì)胞的有絲分裂 Word版含答案

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1、 第1節(jié)　細(xì)胞的增殖 第1課時　細(xì)胞周期和高等植物細(xì)胞的有絲分裂 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心素養(yǎng) 1．簡述細(xì)胞生長和細(xì)胞周期。(重難點(diǎn)) 2．模擬探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系，探討細(xì)胞不能無限長大的原因。 3．概述高等植物細(xì)胞有絲分裂的過程。(重點(diǎn)) 1．通過學(xué)習(xí)細(xì)胞有絲分裂，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。 2．通過學(xué)習(xí)有絲分裂過程中染色體和DNA的變化，養(yǎng)成模型構(gòu)建的科學(xué)思維方法。 3．通過模擬探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系的實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)實(shí)施及進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果交流的能力。 一、細(xì)胞不能無限長大 1．實(shí)驗(yàn)：細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系。 (1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①瓊脂塊的表面積和體積

2、之比隨著瓊脂塊的增大而減小。 ②NaOH擴(kuò)散的體積和整個瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而減小。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞體積越大，其相對表面積越小，物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男试降汀? 2．細(xì)胞不能無限長大的原因 (1)細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系限制了細(xì)胞的長大。 (2)細(xì)胞核的控制能力制約細(xì)胞的長大。 二、細(xì)胞增殖 1．意義：生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。 2．增殖方式：以分裂的方式進(jìn)行增殖。 3．過程：包括物質(zhì)準(zhǔn)備和細(xì)胞分裂整個連續(xù)的過程。 4．真核細(xì)胞的增殖方式：有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。 三、有絲分裂 1．細(xì)胞周期 (1)前提條件：連續(xù)分裂的細(xì)胞。 (2)時間 (3)

3、圖示含義 (4)分裂間期與分裂期的聯(lián)系：分裂間期為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備，完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。 2．高等植物細(xì)胞的有絲分裂過程及各時期特點(diǎn) 時期 圖示 主要變化特征 間期 主要變化：DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成 前期 ①染色質(zhì)絲螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體 ②細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲，形成紡錘體 ③核仁逐漸解體，核膜逐漸消失 ④染色體散亂分布于紡錘體中央 中期 ①紡錘絲牽引染色體運(yùn)動，使其著絲點(diǎn)排列在赤道板上 ②染色體，形態(tài)比較穩(wěn)定，數(shù)目比較清晰，便于觀察 后期 ①著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開，染色體數(shù)目加倍 ②子染色

4、體在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞兩極 末期 ①染色體變成染色質(zhì)，紡錘絲消失 ②核膜、核仁出現(xiàn)，形成兩個新細(xì)胞核 ③赤道板位置出現(xiàn)細(xì)胞板逐漸拓展為細(xì)胞壁 1．細(xì)胞越大，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率越高。 (　　) 2．只要能分裂的細(xì)胞就一定具有細(xì)胞周期。 (　　) 3．要觀察細(xì)胞內(nèi)染色體的形態(tài)和數(shù)目，最好選擇處于有絲分裂后期的細(xì)胞。 (　　) 4．有絲分裂間期的細(xì)胞內(nèi)沒有什么變化。 (　　) 5．使用高倍鏡可觀察到赤道板和細(xì)胞板的時期分別是中期和末期。 (　　) 提示：1．×　細(xì)胞越大，相對表面積越小，物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男试降汀? 2．×　連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期。 3．×　中期細(xì)胞染

5、色體形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰。 4．×　間期細(xì)胞看不到變化，但正在進(jìn)行緊張的物質(zhì)準(zhǔn)備。 5．×　赤道板不是一個結(jié)構(gòu)。 細(xì)胞不能無限長大 [問題探究] 1．探討“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中 (1)不同大小的瓊脂塊和NaOH分別模擬什么？ 提示：不同大小的瓊脂塊是模擬的不同體積的細(xì)胞。NaOH是模擬的細(xì)胞吸收的物質(zhì)。 (2)確定“物質(zhì)”擴(kuò)散的深度依據(jù)什么原理？ 提示：酚酞遇NaOH產(chǎn)生紫紅色。 (3)用什么作為模擬細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸效率之間的關(guān)系的指標(biāo)？ 提示：在相同時間內(nèi)，NaOH擴(kuò)散的體積與瓊脂塊的總體積的比值，可以反映NaOH擴(kuò)散的效率，由此模擬細(xì)胞大小與

6、物質(zhì)運(yùn)輸效率之間的關(guān)系。 (4)下列測量瓊脂塊變色深度的方法正確的是哪一組？(虛線表示測量位置) 提示：第③組。 2．結(jié)合影響細(xì)胞不能無限長大的因素和細(xì)胞生長所需的條件，思考既然細(xì)胞體積過大不利于其生長，那是不是細(xì)胞體積越小越好呢？分析其原因。 提示：不是。組成細(xì)胞的物質(zhì)必須占據(jù)一定的空間，細(xì)胞內(nèi)的各種生化反應(yīng)的進(jìn)行也需要一定的空間，這些因素決定了細(xì)胞的體積不能太小。 [歸納總結(jié)]　 限制細(xì)胞無限長大的因素 1．探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理不包括

7、(　　) A．酚酞遇到NaOH呈現(xiàn)紫紅色反應(yīng) B．以瓊脂塊的大小表示細(xì)胞大小 C．NaOH的擴(kuò)散深度表示吸收速率 D．NaOH的擴(kuò)散體積與整個瓊脂塊的體積比表示細(xì)胞吸收物質(zhì)的速率 C　[在相同時間內(nèi)，NaOH在不同體積的瓊脂塊中擴(kuò)散的深度基本相同，即擴(kuò)散速率相同，無法表示細(xì)胞的物質(zhì)吸收速率。在本實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞的物質(zhì)吸收速率是用NaOH擴(kuò)散的體積與瓊脂塊總體積的比值來表示的，同時，該比值也反映出了細(xì)胞相對表面積與體積的關(guān)系。] 2．將一塊3 cm×3 cm×6 cm的含酚酞的瓊脂塊切成三塊邊長分別為1 cm、2 cm、3 cm的正方體。將3塊瓊脂塊放在裝有NaOH的燒杯內(nèi)，淹沒浸泡10

8、分鐘。下列說法正確的是(　　) A．隨瓊脂塊增大，NaOH擴(kuò)散速率增大 B．隨瓊脂塊增大，瓊脂塊的表面積與體積之比增大 C．隨瓊脂塊的增大，瓊脂塊中變紅的體積增大 D．隨瓊脂塊增大，瓊脂塊中變紅的體積所占的比例增大 C　[在相同時間內(nèi)，物質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)細(xì)胞的體積與細(xì)胞的總體積之比可以反映細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率。細(xì)胞體積越大，其相對表面積越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率就越低。隨瓊脂塊增大，NaOH擴(kuò)散速率不變，A錯誤；隨瓊脂塊增大，瓊脂塊的表面積與體積之比變小，B錯誤；在一定時間內(nèi)，隨瓊脂塊增大，瓊脂塊中變紅的體積所占的比例變小，D錯誤；隨瓊脂塊的增大，瓊脂塊中變紅的體積增大，C正確。] 細(xì)

9、胞周期 [問題探究] 1．試判斷下列細(xì)胞有無細(xì)胞周期，并說明理由。 ①根尖分生區(qū)細(xì)胞　②胚胎干細(xì)胞?、燮つw生發(fā)層細(xì)胞?、苌窠?jīng)細(xì)胞　⑤莖的形成層細(xì)胞 提示：①②③⑤有細(xì)胞周期，它們都是連續(xù)分裂的細(xì)胞；④是高度分化的細(xì)胞，不分裂沒有細(xì)胞周期。 2.如圖所示為細(xì)胞分裂的一個細(xì)胞周期，請用甲、乙表示出一個細(xì)胞周期、分裂間期和分裂期。 提示：細(xì)胞周期：乙→乙；分裂間期乙→甲；分裂期：甲→乙。 [歸納總結(jié)]　 1．具有細(xì)胞周期的前提條件 (1)只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期，有

10、些細(xì)胞分裂結(jié)束后不再進(jìn)行分裂，它們就沒有周期性。如下圖甲細(xì)胞就無細(xì)胞周期，而乙細(xì)胞進(jìn)行連續(xù)的細(xì)胞分裂，具有細(xì)胞周期。 (2)生物體有細(xì)胞周期的細(xì)胞有：受精卵、干細(xì)胞、分生區(qū)細(xì)胞、形成層細(xì)胞、生發(fā)層細(xì)胞、癌細(xì)胞(不正常分裂)。 2．細(xì)胞周期的表示方法 方法名稱 表示方法 說明 扇形圖 從A點(diǎn)→B點(diǎn)→A點(diǎn)(順時針)，表示一個細(xì)胞周期 線段圖 B＋C是一個完整的細(xì)胞周期，雖然A＋B所持續(xù)時間長度和B＋C是一樣的，但因?yàn)榧?xì)胞周期的起點(diǎn)是分裂間期，所以A＋B不能表示一個完整的細(xì)胞周期 坐標(biāo)圖 a＋b＋c＋d＋e為一個細(xì)胞周期 1．由細(xì)胞形態(tài)判斷，下列細(xì)胞中

11、最可能具有細(xì)胞周期的是(　　) B　[由圖可知，A是精子、C是肌細(xì)胞、D是神經(jīng)細(xì)胞，均是已分化的細(xì)胞，喪失了分裂能力。而B所示的細(xì)胞從形態(tài)上看，仍處于原始狀態(tài)，沒有分化，可連續(xù)分裂，具有細(xì)胞周期。] 2．下圖中能夠表示一個完整細(xì)胞周期的是(　　) ①a＋b?、赽＋c?、奂住摇、芤摇? A．①③　 B．①④ C．②③ D．②④ B　[根據(jù)細(xì)胞周期中間期和分裂期持續(xù)的時間分析，a和c為間期，b和d為分裂期，故a＋b(或c＋d)為一個細(xì)胞周期。乙→甲為間期，甲→乙為分裂期，而一個細(xì)胞周期是從一次分裂結(jié)束時開始，到下一次分裂結(jié)束時為止的一段時間，即乙→乙。] 高等植物

12、細(xì)胞的有絲分裂 [問題探究] 1．請分析在有絲分裂過程中下列細(xì)胞結(jié)構(gòu)主要有哪些變化？ (1)染色體；(2)紡錘體；(3)核膜和核仁。 提示：(1)染色體：復(fù)制→散亂分布于紡錘體中央→著絲點(diǎn)排列在赤道板上→著絲點(diǎn)分裂→移向細(xì)胞兩極→平均分配到兩個子細(xì)胞中。(2)紡錘體：形成(前期)→解體消失(末期)；(3)核膜和核仁：解體消失(前期)→重建(末期)。 2．有絲分裂過程中，細(xì)胞內(nèi)DNA分子數(shù)和染色體數(shù)加倍分別發(fā)生在什么時期？染色單體形成于何時，消失于何時？哪些時期存在染色單體？ 提示：細(xì)胞內(nèi)DNA分子數(shù)加倍在間期，染色體數(shù)加倍在后期。染色單體形成于間期(染色體復(fù)制)，消失于后期(著絲點(diǎn)

13、分裂)。前、中期存在染色單體。 3．細(xì)胞板與赤道板的區(qū)別是什么？ 提示：赤道板不同于細(xì)胞板，赤道板不是存在的具體結(jié)構(gòu)，因此在顯微鏡下是無法觀察到的，它指的是細(xì)胞中央假想的一個平面。而細(xì)胞板則是植物細(xì)胞在末期由高爾基體形成的結(jié)構(gòu)，最終形成細(xì)胞壁。 [歸納總結(jié)]　 1．染色體、染色單體、DNA的數(shù)量關(guān)系 (1)染色體數(shù)＝著絲點(diǎn)數(shù)，即根據(jù)著絲點(diǎn)數(shù)計(jì)算染色體數(shù)。 (2)當(dāng)染色單體存在時，染色體∶染色單體∶DNA＝1∶2∶2。 (3)當(dāng)無染色單體存在時，染色體∶DNA＝1∶1。

14、 2．有絲分裂過程細(xì)胞中DNA含量、染色體數(shù)、染色單體數(shù)的變化(生物體細(xì)胞中DNA含量為2C，染色體數(shù)為2N) (1)DNA含量、染色單體數(shù)、染色體數(shù)含量變化 項(xiàng)目 間期 前期 中期 后期 末期 DNA含量 2C→4C 4C 4C 4C 4C→2C 染色單體數(shù) 0→4N 4N 4N 4N→0 0 染色體數(shù) 2N 2N 2N 2N→4N 4N→2N (2)根據(jù)上表中數(shù)據(jù)可以作出DNA含量、染色體數(shù)目、每條染色體上DNA 含量變化曲線 說明： ①a→b，l→m的變化原因都是DNA分子復(fù)制。 ②f→g，n→o的變化原因都是著絲點(diǎn)分裂，

15、姐妹染色單體分開，形成子染色體。 ③c→d，n→o的曲線變化很相似但所處時期不同。 ④c→d，h→i的變化原因都是一個親代細(xì)胞分裂成兩個子代細(xì)胞。 ⑤染色單體的數(shù)量起點(diǎn)為0，終點(diǎn)也為0。 易錯提醒：有絲分裂曲線分析的四點(diǎn)提醒 (1)DNA、染色體同時減半，但不是同時加倍。 (2)染色單體形成于間期，出現(xiàn)于前期，消失于后期。(3)每條染色體上DNA含量是1或2，而不是2N或4N；減半時期是分裂后期開始時，而不是末期結(jié)束時。 (4)細(xì)胞中染色體、DNA含量減半時期是末期結(jié)束時。 1．在一個細(xì)胞周期中，最可能發(fā)生在同一時期的是(　　) A．著絲點(diǎn)的分裂和細(xì)胞質(zhì)的分裂 B．

16、染色體復(fù)制和中心粒復(fù)制 C．細(xì)胞板的出現(xiàn)和紡錘體的出現(xiàn) D．染色體數(shù)加倍和染色單體形成 B　[著絲點(diǎn)的分裂在有絲分裂的后期，細(xì)胞質(zhì)的分裂在有絲分裂的末期，A錯誤；染色體復(fù)制和中心粒復(fù)制均發(fā)生在間期，B正確；細(xì)胞板的出現(xiàn)在有絲分裂的末期，紡錘體的出現(xiàn)在有絲分裂的前期，C錯誤；染色體數(shù)加倍在有絲分裂的后期，染色單體形成在間期，D錯誤。] 2．如圖是對植物細(xì)胞有絲分裂時染色體(a)數(shù)、染色單體(b)數(shù)和DNA分子(c)數(shù)的統(tǒng)計(jì)圖。下列解釋肯定不正確的是(　　) ①　　　　　?、凇　　　　　、? A．①可以用于表示細(xì)胞分裂的前期 B．染色體螺旋化程度最高可在①時 C．間期用②表示最恰

17、當(dāng) D．③可表示細(xì)胞分裂完成 C　[①的細(xì)胞中每條染色體含兩個DNA，兩個染色單體，可代表染色體復(fù)制后的間期，前期和中期。②的細(xì)胞中無染色單體，染色體數(shù)和DNA分子數(shù)都為4n，可代表有絲分裂后期。③的細(xì)胞中無染色單體，染色體數(shù)和DNA分子數(shù)都為2n，可代表細(xì)胞分裂完成。] 技法總結(jié)：有絲分裂過程中的“加倍” 成分或結(jié)構(gòu) 時期 原因 DNA 間期 DNA復(fù)制 染色體 后期 著絲點(diǎn)分裂 中心體 間期 中心體復(fù)制 細(xì)胞核 末期 新核膜已經(jīng)形成，細(xì)胞質(zhì)尚未分裂 [課堂小結(jié)] 知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心語句背誦 1．限制細(xì)胞不能無限長大的原因：(1)細(xì)胞表面積

18、與體積比；(2)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的相對比值。 2．細(xì)胞體積越大，相對表面積越小，物質(zhì)運(yùn)輸效率就越低。 3．只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期，如根尖分生區(qū)細(xì)胞和皮膚生發(fā)層細(xì)胞。 4．有絲分裂各時期主要特點(diǎn)記憶口訣：間期復(fù)制又合成，前期膜仁消失現(xiàn)兩體，中期形定數(shù)清赤道齊，后期點(diǎn)裂數(shù)加均兩極，末期兩消兩現(xiàn)重開始。 5．有絲分裂間期，DNA復(fù)制而加倍，后期著絲點(diǎn)分裂使染色體數(shù)目暫時加倍。 6．與高等植物細(xì)胞有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器有核糖體、高爾基體、線粒體等。 1．下列有關(guān)細(xì)胞不能無限長大的原因的敘述中，不正確的是(　　) A．與細(xì)胞表面積和體積的比例有關(guān) B．細(xì)胞核的大小是有一定限度

19、的 C．細(xì)胞的體積與細(xì)胞核無關(guān) D．細(xì)胞體積過大不利于細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換 C　[細(xì)胞體積的大小受以下兩個因素的影響：(1)細(xì)胞體積越大，其相對表面積越小，細(xì)胞與外界物質(zhì)的交換效率就越低，而且還會影響細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)交換；(2)細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心，細(xì)胞核中的DNA一般不會隨著細(xì)胞體積的增大而增加，即細(xì)胞核的控制范圍是有限的。] 2．連續(xù)分裂的細(xì)胞，計(jì)算細(xì)胞周期開始的時間應(yīng)從什么時期開始(　　) A．子細(xì)胞形成時 B．細(xì)胞核開始形成時 C．染色體出現(xiàn)時 D．染色體消失時 A　[計(jì)算細(xì)胞周期應(yīng)從上一次細(xì)胞分裂完成到下一次細(xì)胞分裂完成。] 3．下列關(guān)于細(xì)胞有絲分裂過程的敘述，正確的是(

20、　　) A．前期：染色體復(fù)制 B．中期：染色體與DNA數(shù)目相等 C．后期：染色體數(shù)目加倍 D．末期：始終看不到核膜、核仁 C　[染色體復(fù)制在間期，A錯誤；中期染色體數(shù)∶DNA數(shù)＝1∶2，B錯誤；核膜、核仁末期重現(xiàn)，D錯誤；后期著絲點(diǎn)分裂、染色體數(shù)加倍，C正確。] 4．下列物質(zhì)或結(jié)構(gòu)變化示意圖中，哪個不可能發(fā)生在有絲分裂過程中(　　) D　[A表示染色體數(shù)目的變化；B表示DNA分子數(shù)的變化；C表示前期和中期每條染色體含有兩個DNA分子；D項(xiàng)染色單體數(shù)不可能是DNA分子數(shù)的一半。] 5．圖為具有6條染色體的某生物細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂過程的幾個階段，據(jù)圖分析回答下列問題： 甲　

21、　　　乙　　　　丙　　　　丁 (1)根據(jù)丙圖的特有變化特征，可以判斷該圖示表示動物細(xì)胞還是植物細(xì)胞的有絲分裂？__________。判斷的依據(jù)是____________________________。 (2)在細(xì)胞有絲分裂的過程中，有些結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)周期性的消失和重現(xiàn)，在乙圖中消失的結(jié)構(gòu)是______________，出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)是________________。 (3)上圖中，DNA分子數(shù)與染色體數(shù)相同的是________；染色單體數(shù)和DNA數(shù)目相等的細(xì)胞是圖中的________。 (4)上述細(xì)胞有絲分裂的先后順序是________________(用標(biāo)號表示)。 (5)作為一個完整的細(xì)胞周期，該圖中缺少了細(xì)胞周期的______期，該期細(xì)胞內(nèi)的主要變化特點(diǎn)是__________。 (6)分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞之所以與原來的母細(xì)胞具有相同的特征，是因?yàn)開______________________________________________。 [答案]　(1)植物細(xì)胞　細(xì)胞中出現(xiàn)了細(xì)胞板，無中心體 (2)核膜、核仁　染色體和紡錘體 (3)丙、丁　甲、乙 (4)乙→甲→丁→丙 (5)間　進(jìn)行DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成 (6)間期染色體復(fù)制后平均分配到兩個子細(xì)胞中