全國通用版2018-2019版高中生物第六章細胞的生命歷程第1節(jié)第1課時細胞周期和高等植物細胞的有絲分裂學案新人教版必修1 .doc

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第1課時細胞周期和高等植物細胞的有絲分裂學習目標1.探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系，理解細胞不能無限長大的原因。2.闡明有絲分裂中細胞周期的概念和分段。3.掌握植物細胞有絲分裂中的過程，概述各階段的主要變化特征。一、細胞不能無限長大1細胞大小與物質運輸關系的模擬實驗(1)實驗原理酚酞遇NaOH呈紫紅色；用瓊脂塊的大小模擬細胞的大小；用NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊的體積之比來表示物質運輸效率。(2)實驗步驟制備瓊脂塊：將瓊脂塊切成3塊邊長分別為3 cm、2 cm、1 cm的正方體浸泡：將瓊脂塊同時放入質量分數(shù)為0.1%的NaOH溶液中，浸泡10 min切割：撈取、干燥，將瓊脂塊切成兩半測量：測量切面上NaOH擴散的深度計算、記錄：計算不同瓊脂塊的體積、表面積、體積與相應表面積之比、NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊體積之比，記入相應的表格(3)實驗結果和結論將上述實驗結果進行計算得到下表，請據(jù)表分析：瓊脂塊的邊長(cm)表面積(cm2)體積(cm3)表面積與體積之比NaOH擴散的深度(cm)NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊的體積之比16160.51224830.53542720.5在相同時間內，NaOH在每一瓊脂塊內擴散的深度基本相同，說明NaOH在每一瓊脂塊內擴散的速率相同。NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而減小，說明瓊脂塊的體積越大，物質運輸?shù)男试降汀?限制細胞大小的主要原因(1)細胞表面積與體積的關系限制了細胞的長大。(2)細胞核的控制能力制約細胞的長大。特別提醒細胞的體積并非越小越好，細胞體積的最小限度是由完成細胞功能所必需的基本結構(如各種細胞器)和物質(如酶、ATP)所需的空間決定的。例1科學家通過模擬實驗探究細胞大小與物質運輸效率的關系。實驗過程：將三個邊長分別為1 cm、2 cm、3 cm含有酚酞的瓊脂塊，浸泡在NaOH溶液中10 min后取出，切成兩半，每塊NaOH溶液擴散的深度如圖中陰影所示(瓊脂塊中數(shù)據(jù)表示未被擴散部分的長度)。關于該實驗及相關推論的敘述正確的是()A浸泡時，在翻動瓊脂塊的同時用勺子挖動其表面對實驗結果無影響B(tài)NaOH溶液在邊長為3 cm的瓊脂塊內擴散的速率最大C細胞體積越大，相對表面積越大D細胞體積越小，物質運輸效率越高，但細胞也不是越小越好答案D解析浸泡時不能用勺子挖動瓊脂塊表面，這樣會影響實驗結果；NaOH溶液在每塊瓊脂塊中的擴散速率是相同的；細胞體積越大，相對表面積越?。患毎w積越小，物質運輸效率越高，但細胞太小不利于細胞代謝的進行。例2下列有關細胞不能無限長大的原因的敘述，不正確的是()A與細胞表面積和體積的比例有關B細胞核的大小是有一定限度的C細胞體積過大不利于細胞內的物質交流D細胞的體積與細胞核無關答案D解析細胞體積的大小受以下兩方面因素的制約：一是細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞與外界的物質交換效率就越低，而且會影響到細胞內部的物質交流；二是細胞核是細胞的控制中心，細胞核中的DNA一般不會隨著細胞體積的擴大而增加，即細胞核控制的范圍是有限的。二、細胞周期1細胞通過分裂進行增殖(1)真核細胞的分裂方式有三種：有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式。(2)細胞增殖是重要的細胞生命活動，是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎。2細胞周期(1)適用生物：真核生物。(2)前提條件：連續(xù)分裂的細胞。(3)起止點起點：一次分裂完成時；止點：下一次分裂完成時。(4)兩個階段：分裂間期和分裂期。(5)細胞周期的不同表示方法方法名稱表示方法說明扇形圖ABA(順時針)為一個細胞周期直線圖ab或cd為一個細胞周期特別提醒(1)只有能連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，如發(fā)育中的受精卵、根尖分生區(qū)細胞、莖的形成層細胞、皮膚生發(fā)層細胞、各種干細胞等；高度分化的細胞不再繼續(xù)分裂，如神經(jīng)細胞、精子和卵細胞等不具有細胞周期。(2)一個細胞周期中分裂間期為分裂期提供了物質基礎，因此分裂間期在前，分裂期在后，分裂間期經(jīng)歷的時間長，分裂期經(jīng)歷的時間短。(3)細胞的種類不同，一個細胞周期經(jīng)歷的時間也不相同。例3下列關于細胞周期的敘述，正確的是()A成熟的生殖細胞產(chǎn)生后立即進入下一個細胞周期B機體內所有的體細胞均處于細胞周期中C細胞種類不同，但細胞周期持續(xù)時間相同D細胞分裂間期為細胞分裂期提供物質基礎答案D解析細胞周期是指連續(xù)分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止所經(jīng)歷的全過程。只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，已分化的細胞無細胞周期。不同物種、不同組織的細胞周期所經(jīng)歷的時間不同。生殖細胞成熟后，必須經(jīng)過受精作用成為受精卵后方可進行有絲分裂。細胞分裂間期為分裂期打好了物質基礎。例4如圖所示，圖甲中ab表示一個細胞周期，cd表示另一個細胞周期。圖乙中，按箭頭方向表示細胞周期。從圖中所示結果分析其細胞周期，不正確的是()A圖甲中的a、圖乙中的BA，細胞正在進行DNA復制B圖甲中的b、圖乙中的AB，是會出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的時期C圖乙中的細胞周期可以是從A到B再到AD圖乙中的細胞周期可以是從B到A再到B答案C解析圖甲中的a和圖乙中的BA都表示分裂間期，間期要進行DNA的復制，A正確；圖甲中的b和圖乙中的AB都表示分裂期，分裂期的后期染色體數(shù)目會加倍，B正確；一個細胞周期中，間期在先，分裂期在后，圖乙中從A到B表示分裂期，細胞周期應是從B到A再到B，C錯誤、D正確。三、高等植物細胞有絲分裂的過程1分裂間期(約占細胞周期的90%95%)2分裂期時期圖像變化特征(1)前期(2)中期(3)后期(4)末期歸納總結染色體、染色單體、DNA之間的數(shù)量關系(1)染色體經(jīng)過復制后，形成的兩條染色單體由一個著絲點連接，仍為一條染色體。兩條染色單體完全相同，稱為姐妹染色單體。(2)染色體的數(shù)目是根據(jù)著絲點的數(shù)目來計數(shù)的，有幾個著絲點就有幾條染色體。(3)有染色單體存在時，染色體數(shù)染色單體數(shù)核DNA分子數(shù)122；無染色單體存在時，染色體數(shù)核DNA分子數(shù)11。(4) 染色質(間期、末期) 染色體(前期、中期、后期)例5細胞有絲分裂過程中，DNA分子的復制、著絲點的分裂、紡錘體的形成及消失依次發(fā)生在()A間期、前期、中期、間期B前期、中期、后期、末期C間期、后期、前期、后期D間期、后期、前期、末期答案D解析有絲分裂過程中，DNA分子的復制發(fā)生在間期，著絲點的分裂發(fā)生在后期，紡錘體的形成發(fā)生在前期，紡錘體的消失發(fā)生在末期，D項正確。例6(2017衡水質檢)下圖是某細胞進行增殖過程中可觀察到的幾個時期，用LP表示，下列敘述正確的()L期有8條染色體P期緊接在L期之后P期與M期細胞內核DNA數(shù)相等P期有8條染色單體A BC D答案D解析染色體數(shù)與著絲點數(shù)一致，L期有4條染色體；P期著絲點分裂，不存在染色單體。1下列敘述，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)細胞越大，細胞的物質運輸效率越高()(2)任何細胞都有細胞周期()(3)連續(xù)分裂的細胞，計算細胞周期開始的時間應從細胞核開始形成時()(4)要觀察細胞內染色體的形態(tài)和數(shù)目，最好選擇處于有絲分裂后期的細胞()(5)有絲分裂過程中，細胞內染色體的數(shù)目發(fā)生規(guī)律性變化()(6)使用高倍鏡可觀察到赤道板和細胞板的時期分別是中期和末期()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2將邊長分別為1 cm、2 cm、3 cm的含有酚酞的瓊脂塊浸入0.1%的NaOH溶液中(NaOH溶液遇酚酞呈紫紅色)，10分鐘后取出瓊脂塊用吸水紙吸干表面溶液，切開后測量紫紅色層的厚度，計算出紫紅色部分的體積占整個瓊脂塊體積的比值分別是a、b、c，下列對a、b、c的大小比較，說法正確的是()Aabc BabcCabbc。3下列關于細胞周期的敘述中，不正確的是()A不是生物體的所有細胞都有細胞周期B在細胞周期中，分裂間期一般比分裂期時間長C利用藥物抑制DNA合成，細胞將停留在分裂間期D細胞周期可分為前、中、后、末四個時期答案D解析只有連續(xù)進行有絲分裂的細胞才具有細胞周期，A正確；在細胞周期中，分裂間期時間長于分裂期，B正確；因為在分裂間期要進行DNA的復制，所以如果利用藥物抑制了DNA的復制，則間期不能完成，細胞將停留在分裂間期，C正確；前、中、后、末指的是分裂期的四個時期，一個細胞周期除了分裂期外還包括分裂間期，D錯誤。4在細胞有絲分裂過程中，細胞核內各組成成分之間的數(shù)量關系一定不相等的是()A染色體數(shù)目與著絲點數(shù)目B染色體數(shù)目與染色單體數(shù)目CDNA分子數(shù)目與染色單體數(shù)目D染色體數(shù)目與DNA分子數(shù)目答案B解析染色體數(shù)目一定等于著絲點數(shù)目，A不符合題意；染色體數(shù)目與染色單體數(shù)目之比可能為10或12，二者一定不相等，B符合題意；有染色單體時DNA分子數(shù)目與染色單體數(shù)目相等，C不符合題意；沒有染色單體時，染色體數(shù)目等于DNA分子數(shù)目，D不符合題意。5如圖是一個植物細胞有絲分裂的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)此細胞處于有絲分裂的_期。(2)該細胞此時有染色體_條。(3)此細胞分裂結束以后，子細胞內的染色體有_條。(4)和兩條染色體是經(jīng)過_期_形成的。(5)此時期繼續(xù)發(fā)展，將在_位置出現(xiàn)_，逐漸擴展形成_，最終分裂為兩個子細胞。答案(1)后(2)8(3)4(4)間染色體復制(5)赤道板細胞板細胞壁對點訓練題組一細胞不能無限長大和細胞周期1下列有關“細胞大小與物質運輸?shù)年P系”實驗的敘述不正確的一項是()A該實驗的目的是：通過探究細胞大小，即細胞的表面積與體積之比，與物質運輸效率之間的關系，探討細胞不能無限長大的原因B實驗記錄測量的結果是每一塊瓊脂小塊上NaOH擴散的深度C通過模擬實驗可以看出，細胞體積越大，其相對表面積越大，細胞的物質運輸效率就越高D實驗所用的瓊脂小塊內含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫紅色答案C解析細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質運輸效率就越低。2真核細胞的直徑一般在10100 m之間，下列有關生物體細胞不能無限長大的原因的敘述，不正確的是()A體積越大，物質運輸?shù)男瘦^低B相對表面積小，有利于物質的迅速轉運C受細胞核所能控制范圍的制約D相對表面積大，有利于物質的轉運和交換答案B解析相對表面積小，不利于物質運輸。3下列有關細胞增殖的說法，不正確的是()A單細胞生物通過細胞增殖增加個體B多細胞生物通過細胞增殖發(fā)育為成體C細胞增殖是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎D細胞增殖包括物質準備和細胞分裂整個連續(xù)的過程答案B解析細胞通過分裂進行增殖，單細胞生物通過細胞增殖而繁殖，A正確；多細胞生物從受精卵開始，要經(jīng)過細胞的增殖和分化逐漸發(fā)育為成體，B錯誤；細胞增殖是重要的細胞生命活動，是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎，C正確；細胞增殖包括物質準備和細胞分裂整個連續(xù)的過程，D正確。4下表所列為不同細胞的細胞周期持續(xù)時間(h)。據(jù)表分析可以得出的結論是()細胞分裂間期分裂期細胞周期十二指腸細胞13.51.815.3腫瘤細胞18.00.518.5成纖維細胞19.30.720.0A.分裂期和細胞周期均最短的是腫瘤細胞B分裂期占細胞周期比例最小的是十二指腸細胞C不同種類細胞的細胞周期持續(xù)時間不同D不同種類細胞的分裂都是同步進行的答案C解析細胞周期包括細胞分裂間期和分裂期，由表中信息可以得出：不同種類細胞的細胞周期持續(xù)時間不同，其他選項均與表中內容不符。5下列關于細胞周期的敘述中，錯誤的是()A只有連續(xù)進行分裂的細胞才具有細胞周期B細胞周期中間期時間較長C細胞間期要完成DNA的復制和蛋白質的合成D同一生物個體的不同細胞，細胞周期長短都相同答案D解析不同細胞的細胞周期長短一般不同。6(2017長沙高一檢測)科學家用含15N的硝酸鹽作為標記物浸泡蠶豆幼苗，追蹤蠶豆根尖細胞的分裂情況，得到蠶豆根尖分生區(qū)細胞連續(xù)分裂的數(shù)據(jù)如下，則下列敘述正確的是()A一個細胞周期可以用019.3 h、19.338.6 h來表示B蠶豆根尖細胞的DNA分子復制時期有02 h、19.321.3 h、38.640.6 hC蠶豆根尖細胞分裂的一個細胞周期為19.3 hD高爾基體、線粒體、葉綠體在蠶豆根尖細胞分裂過程中活動旺盛答案C解析細胞周期包括分裂間期和分裂期，間期經(jīng)歷時間長，分裂期經(jīng)歷時間短。從圖中可以看出，221.3 h、21.340.6 h各為一個細胞周期，一個細胞周期需要的時間是19.3 h，故A錯誤，C正確；在細胞分裂過程中，間期要進行DNA分子的復制，即219.3 h、21.338.6 h，B錯誤；蠶豆根尖細胞中無葉綠體，D錯誤。題組二高等植物細胞有絲分裂的過程7在有絲分裂過程中，細胞內的DNA含量相同，而染色體數(shù)目肯定不同的兩個時期是()A間期和前期 B前期和中期C中期和后期 D后期和末期答案C解析有絲分裂后期，著絲點分裂使染色體數(shù)目加倍，而此時細胞中DNA已在間期完成復制且細胞沒有分裂，所以中期和后期細胞內DNA數(shù)目相同，染色體數(shù)目不同，C項正確。8下面關于細胞有絲分裂的說法中，正確的是()A分裂間期沒有蛋白質的合成B分裂的結果是隨機地將染色體平均分配到子細胞中C分裂形成的子細胞都不再分裂D有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式答案D解析有絲分裂的間期主要進行DNA的復制和有關蛋白質的合成；有絲分裂的結果是同一條染色體復制后經(jīng)著絲點分裂形成的兩條染色體平均分配到兩個子細胞中，形成染色體組成和母細胞一樣的兩個子細胞；有絲分裂形成的大多數(shù)細胞會再持續(xù)進行有絲分裂；有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式。9(2018鹽城高一檢測)某同學在光學顯微鏡下觀察洋蔥根尖有絲分裂并繪制出下圖。據(jù)此推測高爾基體的活動明顯增強的時期是()答案D解析高爾基體在末期活動明顯增強，以形成細胞壁。10.如圖為細胞周期中部分細胞核的變化示意圖，此過程()A發(fā)生在細胞分裂期的末期，核膜再度合成B發(fā)生在細胞周期的分裂間期，染色質復制C發(fā)生在細胞分裂期的前期，核膜逐漸消失D發(fā)生在細胞分裂期的中期，染色體螺旋變粗答案C解析出現(xiàn)了染色體，核膜正在解體，是前期的特點。11細胞進行有絲分裂時，染色體發(fā)生有規(guī)律的變化，這些變化的正確順序是()染色質縮短變粗成染色體染色體變細伸長成染色質組成染色體的DNA復制染色體排列在赤道板上著絲點分裂，染色體移向兩極A BC D答案A解析發(fā)生于前期，發(fā)生于末期，發(fā)生于間期，發(fā)生于中期，發(fā)生于后期。12如圖是高等植物同一細胞不同分裂時期的圖像，據(jù)圖分析，下列判斷正確的是()A圖表示一個完整的細胞周期B圖中染色體和DNA數(shù)相等的有C該細胞圖中有中心體、線粒體和高爾基體參與活動D該細胞圖中無染色單體答案B解析圖示僅為植物細胞有絲分裂期，不包括分裂間期，不能表示一個完整的細胞周期，A錯誤；細胞圖中不含染色單體，染色體數(shù)與DNA數(shù)之比為11，B正確；該細胞圖中無中心體參與活動，有線粒體和高爾基體參與，C錯誤；細胞圖中一個著絲點連接兩個DNA分子，有染色單體的存在，D錯誤。綜合強化13下圖為細胞周期的示意圖，請據(jù)圖回答：(1)一個細胞周期包括_(用字母回答)兩個階段，其中極為關鍵的準備階段是_(用字母回答)。B時期最明顯的變化是_的變化。(2)在細胞周期中，出現(xiàn)形態(tài)和數(shù)目完全相同的兩套染色體的原因是_。答案(1)A、BA細胞核中染色體(2)間期染色體的復制和后期著絲點的分裂解析(1)一個細胞周期包括分裂期和分裂間期，極為關鍵的準備階段是分裂間期，主要進行DNA的復制和蛋白質的合成，比分裂期時間長。由圖可知，AB，A為分裂間期，B為分裂期，分裂期最明顯的變化是細胞核中染色體的變化。(2)在二倍體生物的一個體細胞中，當細胞分裂至后期時，由于著絲點的分裂，細胞出現(xiàn)兩套形態(tài)和數(shù)目完全相同的染色體。14如圖是某植物細胞有絲分裂的一個細胞周期中部分時期的示意圖，分析并回答下列問題：(1)只考慮一個細胞周期，該圖示缺少處于_期的示意圖。而該時期細胞主要是進行活躍的物質準備，即進行_。(2)圖D中1結構稱為_，其向四周擴展會形成_。(3)DNA、染色體和染色單體三者之比為212的圖示是_(用字母表示)。答案(1)間DNA分子的復制和有關蛋白質的合成(2)細胞板細胞壁(3)B、C解析圖A中著絲點分開，染色體數(shù)目加倍，為有絲分裂后期圖像；圖B中染色體散亂地分布在紡錘體中央，為有絲分裂前期圖像；圖C中染色體的著絲點排列在赤道板上，為有絲分裂中期圖像；圖D中分開的子染色體移動到細胞的兩極，核膜出現(xiàn)，出現(xiàn)了細胞板，為有絲分裂末期圖像。(1)一個完整的細胞周期包括分裂間期和分裂期，分裂間期主要完成DNA分子的復制及有關蛋白質的合成。(2)分裂末期在細胞赤道板的位置出現(xiàn)細胞板并擴展形成細胞壁。(3)DNA、染色體和染色單體三者的比值分別是：圖A為110，圖B為212，圖C為212，圖D為110。15生物體內的細胞代謝效率與物質擴散的速率有關。同種物質雖然在細胞中擴散的速度基本相同，但細胞大小不同，擴散發(fā)生的快慢會有差異。有人設計了一個實驗，用于研究這一問題。實驗步驟：用塑料餐刀將含酚酞的瓊脂塊切成三塊邊長分別為3 cm、2 cm、1 cm的正方體；將以上三塊瓊脂塊樣品浸入質量分數(shù)為0.1%的NaOH溶液中，處理10 min；取出瓊脂塊樣品，吸干浮液后，分別將每一樣品切成兩半，觀察切面，測量每一切面上NaOH擴散的深度，記錄結果并分析。(1)請你為此研究擬定一個課題名稱：_(2)該研究中所用的細胞模型是_，在樣品中加酚酞是為了檢測NaOH在瓊脂塊中的擴散深度，原因是_。(3)計算出樣品相關數(shù)據(jù)如下表：瓊脂塊樣品邊長表面積/cm2體積/cm3表面積與體積之比1號樣品(3 cm)5427212號樣品(2 cm)248313號樣品(1 cm)6161通過分析上表，得出的結論是_。(4)通常情況下，細胞邊長小于0.1 cm。根據(jù)上述實驗，可以對細胞大小與物質擴散速率之間的關系作出合理解釋：_。答案(1)研究細胞大小與物質擴散速率的關系(2)不同大小的含酚酞的瓊脂塊酚酞遇NaOH呈紫紅色(3)瓊脂塊邊長越大，其表面積與體積之比越小(4)通常情況下，細胞的邊長小于0.1 cm，此時表面積與體積之比相對較大，物質擴散的速率快，細胞代謝效率高解析該實驗的研究目的是探究細胞大小(或細胞表面積和體積之比)與物質擴散速率的關系。由表中數(shù)據(jù)可以看出，細胞體積越大，其表面積與體積之比越小，物質擴散速率越慢；反之，細胞體積越小，物質擴散速率越快。故通常情況下細胞體積傾向于較小。