（新人教）生物必修一课件：6.1细胞的增殖(共60张PPT)

(共60张PPT)
（新人教）生物必修一课件
一、细胞的增殖
　判一判:基于对细胞增殖的理解,判断下列说法的正误:
(1)细胞增殖是指细胞通过细胞的分裂增加细胞数量的过程。 ( )
(2)单细胞生物通过细胞增殖而繁衍。 ( )
(3)多细胞生物从受精卵开始,要经过细胞增殖逐渐发育为成体。 ( )
提示:多细胞生物要经过细胞增殖和分化才能逐渐发育为成体。
(4)细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基
础。 ( )
(5)细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。 ( )
必备知识·自主学习
√
√
×
√
√
二、细胞周期
1.概念的理解:
(1)条件:_________的细胞。
(2)起点:一次分裂完成时。
(3)终点:_______________时。
2.组成及特点:
(1)细胞周期包括①_________和②_______。
(2)其中①的特点:持续时间长,占细胞周期的_________。
连续分裂
下一次分裂完成
分裂间期
分裂期
90%～95%
3.分裂间期的主要变化:
三、有丝分裂
1.有丝分裂的四个时期:_______________________。
2.高等植物细胞的有丝分裂过程及各个时期的特点:
图示 时期 主要变化
_____ ①染色体变化:染色质形成染色体
②细胞变化:
a.细胞两极发出_______形成_______;
b._____消失、_____解体
_____ _____________排列在赤道板上
前期、中期、后期、末期
前期
纺锤丝
纺锤体
中期
染色体着丝粒
核膜
核仁
图示 时期 主要变化
_____ ①染色体数目变化及原因:_______________;
___________,姐妹染色单体分开
②染色体运动:在纺锤丝牵引下移向两极
_____ ①染色体变化:染色体变成染色质丝
②细胞结构变化:
a.___________重新出现;
b.赤道板位置出现_______,并逐渐扩展为
_______
后期
染色体数目加倍
着丝粒分裂
末期
核膜、核仁
细胞板
细胞壁
3.动植物细胞有丝分裂的异同:
选一选:基于对动物细胞和高等植物细胞有丝分裂异同的理解,下列说法正确的是
_________。
①高等植物细胞在前期从两极发出纺锤丝形成纺锤体。
②动物细胞在分裂间期复制形成两组中心粒。
③动物细胞在前期由中心体发出星射线形成纺锤体。
④高等植物细胞在中期染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上,而动物细胞不是。
⑤动物细胞在末期细胞膜向内凹陷,将细胞缢裂成两部分。
⑥植物细胞在末期由赤道板形成细胞壁,将细胞分隔成两部分。
①②③⑤
四、有丝分裂的特征和意义
1.特征:亲代细胞的_______经过复制之后,精确地_________到两个子细胞中。
2.意义:由于染色体上有遗传物质____,因而在细胞的亲代和子代之间保持了
_____的稳定性。
染色体
平均分配
DNA
遗传
　知识点一 细胞周期及表示方法
细胞周期的两种表示方法:
直线图 扇形图
图形
分裂间期 a、c a
分裂期 b、d b+c+d+e
一个细
胞周期 a+b、c+d a+b+c+d+e
关键能力·合作学习
特别提醒:
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,细胞周期的长短不同。
②分裂间期和分裂期前后顺序不能颠倒:细胞周期是间期在前,分裂期在后;间期经历的时间长,分裂期经历的时间短。
③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。
【思考探究】
1.情境探究:分裂后期促进因子APC的发现是细胞周期研究领域中的重大进展。已知到分裂中期,位于动粒(纺锤丝附着位点)上的Mad2消失,解除对Cc20的抑制作用促使APC活化,参照如图所示的细胞周期,APC起作用是在什么时期 (科学思维)
提示:M时期,因为分裂后期促进因子APC到分裂中期活化,故APC起作用的时期为分裂期的中期和后期,即图中的M时期。
2.教材二次开发:教材【拓展应用】拓展:在细胞周期中,为什么细胞周期的大部分时间处于分裂间期 (科学思维)
　提示:分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长,所以占用的时间较长,占细胞周期的90%～95%。
【知识拓展】
　　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。
【典例示范】细胞周期包括分裂间期和分裂期,下列关于细胞周期的叙述,正确的是 (　　)
A.细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础
B.机体内所有的体细胞都处于细胞周期中
C.抑制DNA的合成,细胞将停留在分裂期
D.成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期
【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:
【解析】选A。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,为分裂期做物质准备,A正确;高度分化的细胞一般不能进行分裂,因此无细胞周期,只有连续分裂的细胞才有细胞周期,B错误;DNA复制发生在细胞周期的分裂间期,因此抑制DNA的合成,细胞将停留在分裂间期,C错误;成熟的生殖细胞一般情况下不能直接进行分裂,无细胞周期,D错误。
【审答误区】本题常见错因有两种
(1)对细胞周期出现的条件“连续分裂的细胞”把握不准,而误认为所有细胞都有细胞周期。
(2)对分裂间期和分裂期的时间长短掌握不到位或对细胞周期的起点理解不准确。
【方法规律】一个完整细胞周期的判断方法
(1)“先长后短”:一个细胞周期要先经历一个长的间期,再经过一个短的分裂期。
(2)“终点到终点”:从完成时开始,到完成时结束,为一个细胞周期。
(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。
【类题精练】
如表是几种细胞的细胞周期持续时间/h,据表分析,下列分析正确的是 (　　)
A.人所有细胞的细胞周期均为22个小时
B.与蚕豆根尖分生区细胞分裂密切相关的细胞器包括核糖体、中心体
C.小鼠十二指肠上皮细胞最适于观察动物细胞有丝分裂
D.不同温度下蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期相同
细胞类型 分裂间期 分裂期 细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3
小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3
人的肝细胞 21 1 22
人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22
【解析】选C。表中数据不能说明人所有细胞的细胞周期均为22个小时,A项错误;蚕豆属于高等植物,没有中心体,B项错误;三种动物细胞中,小鼠十二指肠上皮细胞的分裂期占细胞周期的比例最大,显微镜下分裂期细胞数目较多,适于观察动物细胞有丝分裂,C项正确;不同温度下酶的活性不同,蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期不同,D项错误。
【补偿训练】
细胞周期中持续时间较长的是 (　　)
A.分裂间期
B.分裂期
C.两个时期一样长
D.两个时期时间长短不确定
【解析】选A。细胞周期中分裂间期准备大量物质以便分裂,其持续时间较长。
　知识点二 有丝分裂的过程及动植物细胞有丝分裂的区别
1.有丝分裂过程(以高等植物细胞为例):
时期 分裂图像 主要特点
前期
①核膜消失、核仁解体
②染色质形成染色体,从细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体
中期
①每条染色体的着丝粒排列在赤道板上
②染色体形态稳定,数目清晰
时期 分裂图像 主要特点
后期
①着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
②染色体移向细胞两极
末期 ①核膜、核仁出现,形成两个新的细胞核
②染色体变成染色质,纺锤体消失
③赤道板位置出现细胞板,逐渐扩展形成新的细胞壁
2.动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别(如图):
特别提醒:
①植物细胞有丝分裂过程中图像外围的方框表示细胞壁。
②染色体平均分配会使DNA平均分配,是指细胞核中的DNA平均分配,而细胞质中的DNA在分裂时是随机分配的,如线粒体DNA。
③低等植物细胞也存在中心体,会出现星射线,因此鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞,最可靠的方法是根据有丝分裂过程中是形成细胞板,把细胞分为两个子细胞,还是细胞膜内陷使细胞分为两个子细胞。
3.与细胞分裂有关的细胞器及其生理作用:
细胞器 细胞类型 生理作用
核糖体 动物、植物 各种蛋白质的合成场所
中心体 动物、低等植物 前期参与纺锤体的形成
高尔基体 植物 末期参与细胞壁的形成
线粒体 动物、植物 提供能量
　【思考探究】
情境探究:现有未贴标签且染色体数目相同的三个细胞有丝分裂的两个时期的6块装片,编成1～6号,且已知1、3号确定为同一细胞有丝分裂的两个时期,其他4块装片分别表示另两个细胞有丝分裂的两个时期,某同学按顺序观察结果如下:
编号 观察结果
1与5 中心粒发出星射线,染色体散乱排列
2 细胞中部凹陷
3与6 细胞中部形成了细胞板
4 细胞两极发出纺锤丝,染色体散乱排列
其中表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片分别是几号 (科学思维)
提示:5号、2号。根据题干信息可知,1号也为植物细胞。因此,可表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是5号和2号。
拓展探究:基于对动植物细胞有丝分裂的比较,细胞板与赤道板的区别是什么 (科学思维)
提示:赤道板不同于细胞板,赤道板不是真实存在的具体结构,因此在显微镜下是无法观察到的,它指的是细胞中央假想的一个平面。而细胞板则是植物细胞在末期由高尔基体形成的结构,最终形成细胞壁。
　 【典例示范】
如图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像,对图像的描述正确的是 (　　)
A.该生物可能是低等植物
B.甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2
C.甲细胞进行中心体复制,发出星射线,形成了纺锤体
D.甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:
【解析】选D。该生物细胞含有中心体,且无细胞壁,该生物属于动物,A项错误;甲、丙细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2,乙细胞中无染色单体,染色体∶DNA=1∶1,B项错误;甲细胞处于有丝分裂前期,而中心体的复制发生在间期,C项错误。由图可知,甲细胞中染色体散乱分布,处于有丝分裂前期;乙细胞中着丝粒分裂,处于有丝分裂后期;丙细胞中每条染色体的着丝粒整齐地排列在一个平面,处于有丝分裂中期。甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期,故D项正确。
【审答误区】本题常见错因有两种:
(1)判断动植物细胞的标准不能只看有没有中心体,因为低等植物细胞中也含有中心体。
(2)动物细胞在前期形成纺锤体的方式是由两极的中心体发出星射线形成的,而植物细胞是由细胞两极发出纺锤丝形成的。
【方法规律】
“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像
　【类题精练】
　(2020·盐城高一检测)动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞分裂过程明显不同的是 (　　)
A.末期染色体平均分配到两个子细胞
B.间期有染色体的复制
C.后期有着丝粒分裂
D.分裂末期在细胞中部不能形成细胞板
【解析】选D。动物细胞有丝分裂区别于植物细胞有丝分裂的特点是:①动物细胞有丝分裂前期纺锤体由中心体形成,植物细胞有丝分裂前期纺锤体由两极发出。②有丝分裂末期的细胞分裂,植物细胞靠出现的细胞板形成细胞壁,动物细胞靠细胞膜向内缢裂为两个细胞。A、B、C是它们的共同点,选D。
【补偿训练】
如图为植物细胞细胞周期(进行有丝分裂)的各时期图像,下列叙述错误的是(　)
A.有丝分裂的分裂期,细胞出现的先后顺序是①⑤②③
B.图中M为赤道板、N为核仁、P为星射线
C.有丝分裂过程中,核DNA的复制与染色体复制是同步进行的
D.细胞④内有蛋白质的合成,且合成场所为一种无膜结构的细胞器
【解析】选B。图中①～⑤分别指前期、后期、末期、间期、中期,其中分裂期细胞出现的先后顺序是:①前期、⑤中期、②后期、③末期,A项正确;因图中没有中心体,所以纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的,图中M为细胞板、N为核仁,P为纺锤丝,B项错误;染色体主要由DNA和蛋白质组成,所以核DNA的复制与染色体复制同步进行,C项正确;细胞④对应的时期为分裂间期,该时期的最大特点是进行DNA分子的复制以及相关蛋白质的合成,蛋白质的合成场所是核糖体,核糖体没有膜结构,D项正确。
　知识点三 细胞周期(以进行有丝分裂为例)过程中相关结构或物质的变化
1.细胞结构或物质的周期性变化:
染色体行为变化:
2.核DNA、染色体、染色单体的数目变化:
(1)当有染色单体时,染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2。
(2)当无染色单体(后期、末期)时,染色体∶DNA=1∶1。
(3)染色体数=着丝粒数。
时期
项目 分裂
间期 分裂期
前
期 中
期 后
期 末
期
核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n
染色体 2n 2n 2n 4n 4n→2n
染色单体 0→4n 4n 4n 0 0
3.核DNA、染色体、染色单体数目变化曲线分析:
(1)曲线模型:
(2)曲线解读:
项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因
核DNA 分裂间期(a段)DNA复制,DNA数目加倍 末期(e段)细胞一分为二,DNA数目减半
染色体 后期(d段)着丝粒分
裂,染色体数目加倍 末期(e段)细胞一分为二,染色体数目减半
染色
单体 分裂间期(a段)DNA复
制,染色单体形成 后期(d段)着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色单体消失
特别提醒:
①DNA复制(染色体复制)并不会引起染色体数目的变化,而会引起DNA分子数加倍。
②细胞核和细胞中染色体、DNA含量变化不完全相同:
a.如果以细胞核为研究对象:在末期开始时形成两个子细胞,故DNA和染色体含量在末期开始时就减半。
b.如果以细胞为研究对象:在末期开始时还没有形成两个子细胞,当末期结束后细胞才形成两个子细胞,故DNA和染色体含量在末期结束时才减半。
c.图中“斜线”和“直线”的区别:“斜线”为DNA复制过程,因为DNA复制是一个渐变的过程;“直线”为后期着丝粒的分裂,是一个骤变过程。
4.每条染色体上DNA含量及染色体数与核DNA数比值的变化曲线:
(1)图中ef(BC)段变化的原因是S期DNA的复制,染色单体形成。
(2)fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期;gh(DE)段变化的原因是有丝分裂后期着丝粒分裂。
5.根据柱状图判断细胞分裂时期的规律:
【思考探究】
情境探究:人的体细胞中含有46条染色体,人体的神经细胞与肌细胞均由受精卵经有丝分裂得来。
(1)一个皮肤生发层细胞经有丝分裂产生两个子细胞,每个细胞中都含46个DNA分子吗 (科学思维)
提示:不是。细胞中的DNA除存在于细胞核中的染色体上外,还存在于细胞质中,子细胞中核DNA为46个,细胞质中的DNA无法确定。
(2)人体的神经细胞与肌细胞的细胞核内所含DNA分子相同吗 (科学思维)
提示:相同。因为神经细胞和肌细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂得到的,有丝分裂过程中细胞核中的遗传物质平均分配,所产生的子细胞与母细胞的遗传物质完全相同。
　【典例示范】
(2020·石家庄高一检测)如图1、图2分别表示某种高等动物细胞进行有丝分裂的细胞周期过程中某一时期的模式图,图3表示该过程中不同时期每条染色体上DNA分子数变化,图4表示不同时期染色体和DNA的数量关系。下列有关叙述不正确的是 (　　)
A.图1所示细胞中共有4条染色体,8个DNA分子;图2所示细胞中共有0条姐妹染色单体
B.处于图3中B→C段的是图1所示细胞;完成图3中C→D段变化的细胞分裂时期是后期
C.有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况
D.图4中a可对应图3中的B→C段;图4中c对应图3中的A→B段
　【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:
【解析】选D。由图可知,图1中1条染色体上包含2条姐妹染色单体,共有4条染色
体,8个DNA分子。图2中染色单体分离后就不能再称为染色单体了,只能称为染色
体,A正确。图3B C段1条染色体上有2个DNA分子,对应图1,C→D段变化表示染
色体上DNA分子由2条变成1条,表示后期着丝粒分裂,B正确。图4中d表示细胞中D
NA数量为2N,染色体数目为4N,不可能出现这种情况,C正确。图4中a表示染色体
数等于DNA数,图3中B C段表示DNA数为染色体数的2倍,所以不能对应。图4中
c可对应有丝分裂末期,图3中A B段显然对应分裂间期,D错误。
　【审答误区】常见以下两种错误:
(1)不明确不同细胞分裂时期染色体数和DNA分子数的关系。存在染色单体时,DNA数量等于染色单体数;不存在染色单体时,DNA分子数等于染色体数。
(2)不能正确判断曲线图每一区段的含义,会错选B选项。
【方法规律】染色体和核DNA数量变化曲线的判断方法
(1)依据:曲线中存在“斜线”的为DNA数量变化曲线。
(2)判断:①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”的变化趋势;②分裂后期染色体数目因着丝粒分裂而
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”的变化趋势。
【类题精练】
如图是植物有丝分裂过程中染色体形态示意图,下列叙述正确的是(　　)
A.乙图与丁图细胞内染色体数量相等
B.甲图细胞内含有8个DNA分子、8条染色单体
C.丙图细胞内有8条姐妹染色单体
D.细胞分裂的顺序为乙、丁、甲、丙
【解析】选B。乙图中有4条染色体,丁图中有8条染色体,A错误。甲图中每条染色体上都有姐妹染色单体,共有8个DNA分子、8条染色单体,B正确。丙图处在末期,已经没有染色单体了,C错误。细胞分裂的正确顺序是前期乙、中期甲、后期丁、末期丙,D错误。
　【事实情境】如图显示有丝分裂过程中的姐妹染色单体及着丝粒、动粒结构,其中动粒有驱动染色体分离的作用。
核心素养·情境探究
探究:
(1)细胞分裂时,染色体中被纺锤丝捕获的结构是着丝粒还是动粒 当纺锤丝变短时,染色体出现的行为是什么 (科学思维)
提示:动粒;染色体在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动。
(2)根尖成熟区细胞是否会出现动粒结构 原因是什么 (科学思维)
提示:否;根尖成熟区细胞不能进行细胞分裂,而动粒只出现在细胞分裂过程中,所以根尖成熟区细胞不会出现动粒结构。
【资料情境】近年来对细胞周期的研究取得了许多突破性进展,发现并确立了细胞周期素(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI)在真核生物细胞周期调控中的重要作用。其中,Cyclin周期性积累与分解对细胞周期进程起着关键作用,而CKI通过在细胞周期适当时间点上抑制CDK的活性从而在细胞周期中起着重要作用。
探究:
(1)阅读上述资料,分析细胞周期的发生与哪些物质有关
提示:细胞周期素(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI)。
(2)谈谈你对细胞周期发生和控制物质之间关系的认识。
提示:细胞周期素激活细胞周期蛋白依赖性激酶,使细胞分裂发生,而细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子则会停止细胞周期蛋白依赖性激酶的作用。