【学案】 第6章　第1节　第1课时　细胞周期与植物细胞的有丝分裂 人教版（2019）生物学 必修1

中小学教育资源及组卷应用平台
第6章　第1节　细胞的增殖　第1课时　细胞周期与植物细胞的有丝分裂
学有目标——课标要求必明 记在平时——核心语句必背
1.简述细胞生长和增殖的周期性。2.概述细胞有丝分裂的过程，阐述细胞有丝分裂的重要意义。 1.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。2.一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，其中分裂期又可以划分为前期、中期、后期和末期四个相连的时期。3.有丝分裂过程中，DNA加倍在间期，染色体数目暂时加倍在后期。4.与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核糖体、高尔基体、线粒体等。
[主干知识梳理]
一、细胞增殖与细胞周期
1．细胞增殖
(1)概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。
(2)过程：包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。
(3)意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
2．细胞周期
(1)条件：连续分裂的细胞。
(2)时间：从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。
(3)两个阶段：包括分裂间期和分裂期，分裂间期占整个细胞周期的90%～95%。
二、植物细胞的有丝分裂
时期 图像 特征
分裂间期 ①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成②细胞有适度的生长
前期 ①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失③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两侧，都有纺锤丝附着在上面②纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道板上
后期 ①着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体②子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞的两极
末期 ①染色体变成染色质丝，纺锤丝消失②核膜、核仁出现，形成两个新的细胞核③在赤道板的位置出现细胞板，逐渐扩展形成细胞壁
[边角知识发掘]
1．下表(教材P111)是几种细胞的细胞周期的持续时间，据表分析：
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
(1)从细胞增殖角度分析这些细胞的共同点是______________________________；不同点是______________________。
(2)不同生物细胞的细胞周期持续时间______________(填“不一定相同”或“不同”)。
(3)细胞周期持续时间相同的细胞，分裂间期和分裂期的比例____________(填“相同”或“不一定相同”)。
答案：(1)都能增殖，具有细胞周期且都是分裂间期持续时间大于分裂期　细胞分裂间期和分裂期的持续时间均不同　(2)不一定相同　(3)不一定相同
2．下图为洋葱根尖分生区细胞有丝分裂的显微照片，请按照有丝分裂的过程排序____________________。
提示：图2→图3→图1→图4→图6→图5
[教材问题提示]
问题探讨(教材P110)
1．象与鼠相应器官和组织的细胞在大小上无明显差异。
2．生物体的长大，既靠细胞生长增大细胞的体积，也要靠细胞分裂增加细胞的数量。
新知探究一　细胞增殖与细胞周期
[在探究中学]
[任务驱动]　
1．下图是表示细胞周期的两种方法，请回答有关问题：
(1)如何表示一个完整的细胞周期？
提示：一个细胞周期
(2)若图甲中的b＋c＝a＋b＝a＋d，(b＋c)或(a＋d)可以表示一个细胞周期吗？请分析原因。
提示：①(b＋c)不是一个细胞周期，因为细胞周期分为两个时段，先是分裂间期，后是分裂期，且分裂间期持续的时间大于分裂期持续的时间。
②(a＋d)不是一个细胞周期，因为一个细胞周期在时间上是连续的。
2．只有连续分裂的细胞才有细胞周期。试判断下列细胞有无细胞周期，并说明理由。
①根尖分生区细胞　②根尖成熟区细胞　③神经细胞　④精子或卵细胞　⑤癌细胞　⑥人的成熟红细胞　⑦形成层细胞　⑧叶肉细胞　⑨洋葱表皮细胞　⑩受精卵
提示：①⑤⑦⑩有细胞周期，②③④⑥⑧⑨无细胞周期。连续分裂的细胞有细胞周期，高度分化的体细胞和生殖细胞不能分裂，因此无细胞周期。
[师说重难]
1．具有细胞周期的条件：只有连续分裂的细胞才有细胞周期。
(1)具有细胞周期的细胞：根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、发育中的受精卵、生发层细胞、各种干细胞等。
(2)不具有细胞周期的细胞：①高度分化的细胞，如神经细胞、表皮细胞等；②进行减数分裂的细胞。
2．细胞周期的表示方法
(1)扇形图
从A点→B点→A点(顺时针)，表示一个细胞周期
(2)线段法
　　B＋C是一个完整的细胞周期，虽然A＋B所持续时间长度和B＋C是一样的，但因为细胞周期的起点是分裂间期，所以A＋B不能表示一个完整的细胞周期
[在应用中悟]
[典例1]　下列关于细胞周期的说法，错误的是(　　)
A．细胞周期长短与外界条件无关
B．细胞周期的大部分时间处于分裂间期
C．细胞的种类不同，一个细胞周期持续的时间也可能不相同
D．一个细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下次分裂完成时为止
[解析]　细胞周期长短与外界条件有关，A错误；细胞周期的大部分时间处于分裂间期，B正确；细胞的种类不同，一个细胞周期持续的时间也可能不相同，C正确；一个细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下次分裂完成时为止，D正确。
[答案]　A
[典例2]　图1中，a＋b表示一个细胞周期，c＋d表示另一个细胞周期。图2中，按箭头方向表示细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期，错误的是(　　)
A．图1中的a和图2中N→M时期，细胞内会进行DNA复制
B．图1中的b和图2中M→N时期，会出现染色体
C．图2中细胞周期可以是从M到N再到M
D．图2中细胞周期可以是从N到M再到N
[解析]　细胞周期的起点是上次分裂完成时，图1中的a、c段和图2中的由N到M都是分裂间期，可以进行DNA的复制；而图1中的b、d段和图2中的由M到N是指分裂期，染色质螺旋缠绕、缩短变粗形成染色体；图2中的细胞周期应是由N到M再到N。
[答案]　C
■易错提醒
对有丝分裂细胞周期理解的三点提醒
(1)不同种类生物的细胞周期有很大差别。
(2)细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分都处于分裂间期。
(3)分裂产生的子细胞的三种去向：继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。
[在训练中评]
1．下列关于细胞周期的叙述，正确的是(　　)
A．成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期
B．机体内所有的体细胞都处于细胞周期中
C．抑制DNA的复制，细胞将停留在分裂期
D．细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础
解析：选D　细胞分裂间期，主要进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为细胞分裂期提供物质基础；成熟生殖细胞产生后不再进行细胞分裂；并非机体内所有细胞都处于细胞周期中，只有进行连续分裂的细胞才具有细胞周期；若抑制DNA复制，细胞停留在分裂间期。
2.如图表示细胞周期，下列有关叙述错误的是(　　)
A．按箭头所示方向由a→a或由b→b表示一个细胞周期
B．染色体的平均分配发生于a→b段
C．细胞中核DNA含量的加倍发生在b→a段
D．将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可以治疗癌症
解析：选A　连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。据图可知，a→b段表示细胞分裂期，b→a段表示细胞分裂间期，故细胞周期可以表示为b→b；染色体平均分配发生在细胞分裂的后期，即a→b段；b→a段表示细胞分裂间期，该时期完成DNA的复制，细胞中核DNA含量加倍；将癌细胞的细胞周期阻断在细胞分裂间期，即b→a段，可抑制癌细胞的增殖，达到治疗癌症的目的。
新知探究二　植物细胞的有丝分裂
[在探究中学]
[任务驱动]　
细胞分裂过程分析(以植物细胞分裂过程模式图为例)
(1)在有丝分裂过程中，染色体、纺锤体的出现和消失分别在什么时期？核膜、核仁的解体和重建分别在什么时期？
提示：染色体、纺锤体：前期出现、末期消失；核膜、核仁：前期解体、末期重建。
(2)染色单体形成于何时，消失于何时？什么时期存在染色单体？
提示：染色单体形成于间期(染色体复制)，消失于后期(着丝粒分裂)。G2期、前期、中期存在染色单体。
(3)细胞板与赤道板的区别是什么？
提示：赤道板不是真实存在的具体结构，它指的是细胞中央假想的一个平面，因此在显微镜下无法观察到。细胞板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，在显微镜下可观察到。
[师说重难]　
1．染色体、染色单体、核DNA分子三者之间的关系
图示
说明 ①染色单体是染色体经过复制后仍连接在同一个着丝粒的两条姐妹染色单体；当着丝粒分裂后，两条姐妹染色单体就分开成为独立的染色体。②染色体数目是根据着丝粒数目来计数的，有几个着丝粒就有几条染色体。③无染色单体时，染色体数∶核DNA数＝1∶1；有染色单体存在时，染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝1∶2∶2
2.细胞周期过程中染色体、核DNA分子等的变化
项目时期　　 染色体形态变化 染色体行为变化 染色体(2N)数目变化 染色单体数目变化 核DNA(2C)数目变化
间期 复制 2N 0→4N 2C→4C
前期 散乱分布于纺锤体中央 2N 4N 4C
中期 着丝粒排列在赤道板上 2N 4N 4C
后期 着丝粒分裂，移向两极 2N→4N 4N→0 4C
末期 平均分配到两个子细胞中 4N→2N 0 4C→2C
[在应用中悟]
[典例1]　(2020·临沂高一期末)在某生物体中，不同核DNA含量的细胞相对数量如图。下列叙述错误的是(　　)
A．甲组细胞数量较多，说明生物体内处于间期的细胞最多
B．乙组细胞的核DNA含量在2n～4n之间，说明细胞正进行DNA复制
C．尽管丙组细胞的DNA含量加倍，但细胞可能处于间期或分裂期
D．丙组细胞分裂完成后，核DNA含量会恢复到初始含量
[解析]　甲组细胞包含不分裂的细胞和分裂间期的G1期细胞，A错误；乙组细胞的DNA含量在2n～4n之间，说明细胞正进行DNA复制，B正确；丙组细胞的DNA含量为4n，说明细胞处于G2期或分裂期，C正确；丙组细胞分裂完成后，核DNA含量会恢复到初始含量，D正确。
[答案]　A
[典例2]　如图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图可做出的判断是(　　)
A．若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→②
B．图①中中心体发出的星射线形成了纺锤体，此时共有6条染色体
C．图③中着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体数目也加倍
D．图④中，着丝粒整齐地排列在细胞板上，此时是观察染色体的最佳时期
[解析]　由图可知，题图为植物细胞分裂期图像，植物细胞分裂前期由细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体。着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体消失。图④为有丝分裂中期，着丝粒整齐地排列在赤道板上，细胞板是末期才形成的。
[答案]　A
■方法规律
根据染色体变化识别细胞分裂时期
(1)染色质变为染色体，染色体散乱分布→前期，如本题图①。
(2)着丝粒排列在赤道板上→中期，如本题图④。
(3)着丝粒分裂，染色体数目加倍→后期，如本题图③。
(4)染色体变成染色质→末期，如本题图②。
[在训练中评]
1．如图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况，在整个细胞周期中，染色体变化的顺序是(　　)
A．①④⑤③②　　　　　　 B．②③①④⑤
C．①⑤④③② D．⑤④③②①
解析：选C　细胞分裂间期，DNA分子复制后每条染色体上含有两个DNA分子，呈染色质状态，如图①所示；在前期变成染色体，如图⑤所示；中期，由于纺锤丝的牵引，着丝粒排列在赤道板上，如图④所示；在分裂的后期，着丝粒分裂，形成两条子染色体，分别移向细胞的两极，如图③所示；在分裂的末期，只存在含有一个DNA分子的染色体，如图②所示。
2.如图是一个植物细胞有丝分裂的示意图，据图回答问题：
(1)此细胞处于有丝分裂的________期。
(2)该细胞此时有________条染色体，________条染色单体，________个核DNA分子。
(3)此细胞分裂结束以后，子细胞内的染色体有________条，________个核DNA分子。
(4)此时期继续发展，将在赤道板位置出现________，逐渐扩展形成____________________________________________________，最终分裂为两个子细胞。
解析：题图为植物细胞有丝分裂后期图，其特征是①着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别向细胞两极移动；②染色单体消失，染色体数目加倍。
答案：(1)后　(2)8　0　8　(3)4　4　(4)细胞板　新的细胞壁
科学思维——构建有丝分裂中染色体、核DNA和染色单体数量变化模型
1．常见有丝分裂中染色体、核DNA和染色单体数量变化曲线模型
曲线解读：
项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因
核DNA 间期(S期)DNA复制，DNA数目加倍 末期细胞一分为二，DNA数目减半
染色体 后期着丝粒分裂，染色体数目加倍 末期细胞一分为二，染色体数目减半
染色单体 间期(S期)DNA复制，染色单体形成 后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色单体消失
2．有丝分裂过程中的相关曲线图与柱形图
3．根据柱形图判断细胞分裂时期的方法
一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期。
(1)根据染色单体变化判断各时期：
染色单体
(2)根据比例关系判断各时期：
核DNA∶
染色体∶
染色单体＝
[素养评价]
1．(2020·西安高一检测)如图是植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内染色体数及DNA数量变化的曲线图，下列分析错误的是(　　)
A．实线是DNA数量变化的曲线图
B．虚线是染色体数量变化的曲线图
C．AB段进行DNA复制
D．B点开始着丝粒分裂
解析：选D　AB段进行DNA的复制，处于有丝分裂的间期，B点表示DNA复制完成，着丝粒分裂发生在后期，即图中b～c段。
2．如图表示某植物细胞有丝分裂过程中一个细胞核内DNA含量变化的曲线。下列叙述错误的是(　　)
A．发生在O～a段的DNA复制，使染色单体形成
B．b～c段细胞中观察不到核膜和核仁
C．c～d段细胞中无细胞板
D．d～e段细胞中染色体数∶DNA数∶染色单体数＝1∶1∶1
解析：选D　分析题图可知，O～a段表示间期，a～b段表示前期，b～c段表示中期，c～d段表示后期，d～e段表示末期。间期DNA复制，染色单体形成；前期核膜消失、核仁解体，b～c 段观察不到核膜和核仁；细胞板在末期形成；分裂末期没有染色单体。
3．如图为某生物一个体细胞有丝分裂过程中相关物质的数量变化和分裂模式图，据图回答下列问题：
(1)图乙中含有的染色体数是________条。
(2)图乙为细胞有丝分裂的________期图像。该时期的主要特征是____________________________________________________。
(3)若②染色体的遗传信息来自父方，那么与之遗传信息完全相同的染色体为________，其遗传信息完全相同的原因是____________________________________________________。
(4)图乙对应于图甲中的________段，图丙对应于图甲中的________段。
解析：图乙是处于有丝分裂后期的图像，该时期中着丝粒分裂后，染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，染色体数目加倍，共有8条。由于两条姐妹染色单体上的两个DNA分子是由同一个DNA分子复制而来，所以两者的遗传信息是一样的。图乙处于有丝分裂后期，对应于图甲的e～f段，而图丙可以表示DNA复制结束之后着丝粒分裂之前的一段，即c～e段。
答案：(1)8　(2)后　染色体的着丝粒分裂，染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极　(3)⑥　它们是由同一条染色体复制、分离后形成的　(4)e～f　c～e
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)