第1节 细胞的增殖
【学习目标】
1.简述细胞生长和增殖的周期性。(生命观念)
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。(生命观念)
3.说明动、植物细胞有丝分裂的异同。(科学思维)
4.阐述有丝分裂中染色体和DNA等物质的变化规律。(科学思维)
5.能制作植物根尖分生区组织细胞有丝分裂的临时装片,观察、描述有丝分裂各个时期的特点。(科学探究)
第1课时 细胞周期和有丝分裂过程
【自主预习】
一、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.意义:生物体 生长、发育、繁殖、遗传 的基础。
(1)单细胞生物通过细胞增殖而繁衍。
(2)多细胞生物从受精卵开始,要经过细胞增殖和分化逐渐发育为 成体 。
(3)生物体内不断地有细胞衰老、死亡,需要通过细胞增殖加以 补充 。
3.过程:包括 物质准备 和 细胞分裂 两个相连续的过程。
二、细胞周期
1.前提条件: 连续分裂 的细胞。
2.时间
3.图示含义
4.分裂间期与分裂期的联系:分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,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。
三、高等植物细胞分裂间期和有丝分裂过程
时期 显微照片 模式图 主要变化特征
分裂间期 主要变化: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
有丝分裂前期 a.染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体。每条染色体包括两条由一个共同的 着丝粒 连接着的并列的 姐妹染色单体 b.细胞的两极发出纺锤丝,形成 纺锤体 c. 核仁 逐渐解体, 核膜 逐渐消失 d. 染色体 散乱分布于纺锤体中央
有丝分裂中期 a.纺锤丝牵引着 染色体 运动,使其着丝粒排列在 赤道板 上 b.染色体形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察
有丝分裂后期 a.每个 着丝粒 分裂成两个, 姐妹染色单体 分开,染色体数目 加倍 b.子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
有丝分 裂末期 a.染色体变成 染色质丝 ,纺锤丝消失 b. 核膜 、 核仁 出现,形成两个新的细胞核 c.赤道板位置出现 细胞板 ,并逐渐扩展为 细胞壁
【合作探究】
任务1 探索细胞周期
活动1 阅读课本P111,理解细胞周期的概念并掌握细胞周期的表示方法
不同细胞的细胞周期持续时间/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 15.3 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.分析该表数据可以得出哪些结论
【提示】 细胞种类不同,其细胞周期的长短也不同;同一种细胞的分裂间期远远长于分裂期。
2.若用表中四种细胞观察细胞的有丝分裂,应选择什么细胞观察 原因是什么
【提示】 小鼠十二指肠上皮细胞。该细胞的细胞周期中,分裂期所占比例最大。
3.前一次细胞分裂的结束点是a点还是b点 下一次细胞分裂的开始点是a点还是b点
【提示】 前一次细胞分裂的结束点是b点。 下一次细胞分裂的开始点是b点。
4.若“→”表示时间的先后顺序,请用“→”将a和b连接成一个完整的细胞周期。
【提示】 b→a→b。
5.细胞周期受到哪些因素的影响 试举例说明。
【提示】 细胞周期不仅受遗传物质控制,还会受到环境因素的影响。如冬天的蔬菜通常生长缓慢,这主要与气温较低时细胞周期较长有关。
6.下列细胞中哪些细胞具有细胞周期 说说你判断的理由。
A.根尖分生区细胞 B.植物形成层细胞 C.神经细胞 D.人表皮细胞 E.哺乳动物成熟的红细胞 F.干细胞 G.动物皮肤生发层细胞 H.洋葱表皮细胞
【提示】 具有细胞周期的是细胞A、B、F、G。判断的理由是这些细胞都是连续分裂的细胞。
认知生成
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。
【特别提醒】
有时把分裂间期分成DNA合成期(S期),以及S期前后的G1期和G2期。
例1 下列关于细胞周期的说法,错误的是( )。
A.细胞周期的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.种类不同的细胞,其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
【答案】 A
【解析】 细胞周期长短与外界条件有关,A错误。
对点练1 图1中,a+b表示一个细胞周期。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段、图2中N→M,细胞内会进行DNA复制
B.图1中的b段、图2中M→N,会出现染色体
C.图1中b+c段也可以表示一个细胞周期
D.图2中细胞周期可以是从N到M再到N
【答案】 C
【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N→M都表示分裂间期,可以进行DNA的复制,A正确;图1中的b、d段和图2中的M→N都表示分裂期,分裂期细胞染色质高度螺旋化形成染色体,B正确;图1中细胞周期可以是a+b段或c+d段,C错误;图2中的细胞周期应是由N到M再到N,D正确。
【解题技巧】 判断完整的一个细胞周期的方法
1.“先长后短”:一个细胞周期一定要先经过一个长的间期,再经过一个短的分裂期。
2.“终点到终点”: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。
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。
任务2 探索有丝分裂过程
活动2 阅读课本P112,归纳概括植物细胞有丝分裂的过程及特点,探究以下问题
1.请按有丝分裂过程中染色质(体)的行为进行排序(用字母和箭头表示),并说明理由。
【提示】 A→D→B→C。染色质要先进行复制,然后高度螺旋化,缩短变粗,以利于平均分配。
2.根据染色质(体)模型,填写下表图示结构中染色体、核DNA、染色单体的数量关系。
项目
染色体
核DNA
染色单体
【提示】
项目
染色体 1 1 1
核DNA 1 2 2
染色单体 0 2 2
3.染色单体形成于何时,何时以染色体形态出现,消失于何时
【提示】 形成于分裂间期;分裂前期以染色体形态出现;消失于分裂后期。
4.请按有丝分裂过程对图中各细胞进行排序,并描述图2时期的主要特点。
【提示】 4→3→2→1→5。图2处于分裂中期,此时期纺锤丝牵引着染色体运动,使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。
5.与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器主要有哪些 各有什么作用
【提示】 如表所示:
细胞器 功能
线粒体 提供能量
核糖体 合成蛋白质的场所
高尔基体 与细胞壁的形成有关
认知生成
1.分裂间期通过染色体复制,实现核DNA分子数加倍,染色体数量不变。
2.观察染色体最好的时期是中期,因为此时期染色体形态稳定,数目清晰,便于观察。
3.着丝粒分裂是在相关酶等物质的作用下完成的,并不是纺锤丝牵引的结果,抑制纺锤体的形成,着丝粒依然会分裂。
4.赤道板不是细胞结构,是一个假想平面,在光学显微镜下观察不到。细胞板是一个真实结构,在光学显微镜下能观察到,出现在植物细胞有丝分裂的末期,其形成与高尔基体有关。
例2 下面为某高等植物细胞进行有丝分裂的简图,据图回答下列问题:
(1)按细胞分裂的先后顺序排列,依次是 (用字母和箭头表示)。就一个完整的细胞周期来说,图中还缺少处于 期的细胞简图。
(2)图中的细胞分裂结束后,子细胞内含有 条染色体。图A表示细胞分裂的 期,由于着丝粒的分裂,两条 分离开来,成为两条染色体。
(3)图C表示细胞分裂的 期,此时染色体的特点是 。
(4)着丝粒数与核DNA分子数之比为1∶1的图是 ,着丝粒数与染色单体数之比为1∶2的图是 。
(5)细胞中央出现细胞板的图是 。细胞板由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成 。
【答案】 (1)B→C→A→D 分裂间 (2)4 后 姐妹染色单体 (3)中 染色体形态稳定、数目清晰,着丝粒排列在赤道板上 (4)A、D B、C (5)D 细胞壁
【解析】 (1)观察题图可知,A表示的是有丝分裂后期,B表示的是有丝分裂前期,C表示的是有丝分裂中期,D表示的是有丝分裂末期,因此细胞分裂的先后顺序是B→C→A→D。就一个完整的细胞周期而言,题图还缺少分裂间期的图。(2)题图中细胞的前期有4条染色体,经有丝分裂后其子细胞也含有4条染色体。A表示的是有丝分裂后期,该时期细胞的着丝粒分裂,一条染色体上的姐妹染色单体分开,成为两条染色体。(3)C表示的是有丝分裂中期,该时期的染色体形态稳定、数目清晰,着丝粒排列在赤道板上。(4)前期和中期的细胞含有染色单体,着丝粒数与染色单体数之比为1∶2,后期和末期的细胞没有染色单体,着丝粒数与核DNA分子数之比为1∶1。(5)D表示的是有丝分裂末期,该时期细胞的中央出现细胞板,细胞板由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成细胞壁。
对点练2 (不定项)在某生物体中,核DNA含量不同的细胞的相对数量如图所示。下列叙述正确的是( )。
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,说明细胞正进行DNA复制
C.尽管丙组细胞的DNA含量加倍,但细胞仍可能处于间期
D.丙组细胞分裂完成后,核DNA含量会恢复到初始含量
【答案】 BCD
【解析】 甲组细胞包含不分裂的细胞和处于分裂间期(G1期)的细胞,因此甲组细胞数量较多并不能说明生物体内处于间期的细胞最多,A错误;乙组细胞的DNA含量在2n~4n,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。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.判断正误。 (1)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。 (×) (2)细胞分裂产生的子细胞都将进入下一个细胞周期的分裂间期状态。 (×) (3)核膜、核仁的消失发生在中期。 (×) (4)有丝分裂后期,在纺锤丝的牵引下,着丝粒会分裂,染色体数加倍。 (×) (5)赤道板形成的时期发生在末期。 (×) 2.下图表示细胞周期,有关叙述错误的是( )。 A.按箭头所示方向,a→a或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.机体内大多数细胞不在b→b中 【答案】 A 【解析】 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段为细胞分裂期,b→a段为分裂间期,故细胞周期可以表示为b→b,A错误;染色体平均分配发生在细胞分裂的后期,即a→b段,B正确;b→a段为细胞分裂间期,该时期完成DNA的复制,细胞中核DNA含量加倍,C正确;多细胞生物体内大多数细胞是无法连续分裂的,大多数细胞不在细胞周期中,D正确。
2(共32张PPT)
第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖
1.简述细胞生长和增殖的周期性。（生命观念）
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。（生命观念）
3.说明动、植物细胞有丝分裂的异同。（科学思维）
4.阐述有丝分裂中染色体和 等物质的变化规律。（科学思维）
5.能制作植物根尖分生区组织细胞有丝分裂的临时装片，观察、描述有丝分裂各个时
期的特点。（科学探究）
第1课时 细胞周期和有丝分裂过程
一、细胞增殖
1.概念：细胞通过__________增加__________的过程。
2.意义：生物体________________________的基础。
（1）单细胞生物通过细胞增殖而繁衍。
（2）多细胞生物从受精卵开始，要经过细胞增殖和分化逐渐发育为______。
（3）生物体内不断地有细胞衰老、死亡，需要通过细胞增殖加以______。
3.过程：包括__________和__________两个相连续的过程。
细胞分裂
细胞数量
生长、发育、繁殖、遗传
成体
补充
物质准备
细胞分裂
二、细胞周期
1.前提条件：__________的细胞。
起点：____________________
终点：______________________
3.图示含义
连续分裂
一次分裂完成时开始
下一次分裂完成时为止
4.分裂间期与分裂期的联系：分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成_________
_______和__________________，同时细胞有适度的生长。
分子的复制
有关蛋白质的合成
2.时间
分裂间期
分裂期
三、高等植物细胞分裂间期和有丝分裂过程
时期 显微照片 模式图 主要变化特征
分裂 间期 主要变化：完成_ _________的复制和有关________的
合成，同时细胞有适度的生长
有丝 分裂 前期 .染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。每条
染色体包括两条由一个共同的________连接着的并列
的______________
.细胞的两极发出纺锤丝，形成________
.______逐渐解体，______逐渐消失
.________散乱分布于纺锤体中央
分子
蛋白质
着丝粒
姐妹染色单体
纺锤体
核仁
核膜
染色体
时期 显微照片 模式图 主要变化特征
有丝 分裂 中期 .纺锤丝牵引着________运动，使其着丝粒排列在
________上
.染色体形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察
有丝 分裂 后期 .每个________分裂成两个，______________分开，
染色体数目______
.子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
有丝 分裂 末期 .染色体变成__________，纺锤丝消失
.______、______出现，形成两个新的细胞核
.赤道板位置出现________，并逐渐扩展为________
染色体
赤道板
着丝粒
姐妹染色单体
加倍
染色质丝
核膜
核仁
细胞板
细胞壁
续表
任务1 探索细胞周期
活动1 阅读课本P111，理解细胞周期的概念并掌握细胞周期的表示方法
不同细胞的细胞周期持续时间/
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.分析该表数据可以得出哪些结论
提示 细胞种类不同，其细胞周期的长短也不同；同一种细胞的分裂间期远远长于分裂期。
2.若用表中四种细胞观察细胞的有丝分裂，应选择什么细胞观察 原因是什么
提示 小鼠十二指肠上皮细胞。该细胞的细胞周期中，分裂期所占比例最大。
3.前一次细胞分裂的结束点是 点还是 点 下一次细胞分裂的开始点是 点还是 点
提示 前一次细胞分裂的结束点是 点。 下一次细胞分裂的开始点是 点。
4.若“ ”表示时间的先后顺序，请用“ ”将 和 连接成一个完整的细胞周期。
提示 。
5.细胞周期受到哪些因素的影响？试举例说明。
提示 细胞周期不仅受遗传物质控制，还会受到环境因素的影响。如冬天的蔬菜通常生长缓慢，这主要与气温较低时细胞周期较长有关。
6.下列细胞中哪些细胞具有细胞周期？说说你判断的理由。
A.根尖分生区细胞 B.植物形成层细胞 C.神经细胞 D.人表皮细胞 E.哺乳动物成熟的红细胞 F.干细胞 G.动物皮肤生发层细胞 H.洋葱表皮细胞
提示 具有细胞周期的是细胞A、B、F、G。判断的理由是这些细胞都是连续分裂的细胞。
认知生成
细胞周期的表示方法
1.扇形图
从A点 点 点（顺时针），表示一个细胞周期。
2.线段法
是一个完整的细胞周期，虽然 所持续时间长度和 是一样的，但因为细胞周期的起点是分裂间期，所以 不能表示一个完整的细胞周期。
有时把分裂间期分成 合成期（ 期），以及 期前后的 期和 期。
例1 下列关于细胞周期的说法，错误的是( )。
A
A.细胞周期的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.种类不同的细胞，其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。
对点练1 图1中， 表示一个细胞周期。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( )。
C
A.图1中的 段、图2中 ，细胞内会
进行 复制
B.图1中的 段、图2中 ，会出现染
色体
C.图1中 段也可以表示一个细胞周期
D.图2中细胞周期可以是从 到 再到
[解析] 细胞周期的起点是上次分裂完成时，图1中的 、 段和图2中的 都表示分裂间期，可以进行 的复制，A正确；图1中的 、 段和图2中的 都表示分裂期，分裂期细胞染色质高度螺旋化形成染色体，B正确；图1中细胞周期可以是 段或 段，C错误；图2中的细胞周期应是由 到 再到 ，D正确。
&1& 判断完整的一个细胞周期的方法
1.“先长后短”：一个细胞周期一定要先经过一个长的间期，再经过一个短的分裂期。
2.“终点到终点”：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。
3.“先复制后分裂”：一个细胞周期一定要先完成 的复制，才能完成细胞的分裂。
任务2 探索有丝分裂过程
活动2 阅读课本P112，归纳概括植物细胞有丝分裂的过程及特点，探究以下问题
1.请按有丝分裂过程中染色质（体）的行为进行排序（用字母和箭头表示），并说明理由。
提示 。染色质要先进行复制，然后高度螺旋化，缩短变粗，以利于平
均分配。
2.根据染色质（体）模型，填写下表图示结构中染色体、核 、染色单体的数量关
系。
项目
染色体 ___ ___ ___
核 ___ ___ ___
染色单体 ___ ___ ___
1
1
1
1
2
2
0
2
2
3.染色单体形成于何时，何时以染色体形态出现，消失于何时？
提示 形成于分裂间期；分裂前期以染色体形态出现；消失于分裂后期。
4.请按有丝分裂过程对图中各细胞进行排序，并描述图2时期的主要特点。
提示 。图2处于分裂中期，此时期纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。
5.与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器主要有哪些？各有什么作用？
提示 如表所示：
细胞器 功能
线粒体 提供能量
核糖体 合成蛋白质的场所
高尔基体 与细胞壁的形成有关
认知生成
1.分裂间期通过染色体复制，实现核 分子数加倍，染色体数量不变。
2.观察染色体最好的时期是中期，因为此时期染色体形态稳定，数目清晰，便于观察。
3.着丝粒分裂是在相关酶等物质的作用下完成的，并不是纺锤丝牵引的结果，抑制纺锤体的形成，着丝粒依然会分裂。
4.赤道板不是细胞结构，是一个假想平面，在光学显微镜下观察不到。细胞板是一个真实结构，在光学显微镜下能观察到，出现在植物细胞有丝分裂的末期，其形成与高尔基体有关。
例2 下面为某高等植物细胞进行有丝分裂的简图，据图回答下列问题：
（1）按细胞分裂的先后顺序排列，依次是
分裂间
_______________（用字母和箭头表示）。就一个完整的细胞周期来说，图中还缺少处
于________期的细胞简图。
[解析] 观察题图可知，A表示的是有丝分裂后期，B表示的是有丝分裂前期，C表示的
是有丝分裂中期，D表示的是有丝分裂末期，因此细胞分裂的先后顺序是
。就一个完整的细胞周期而言，题图还缺少分裂间期的图。（2）题图
中细胞的前期有4条染色体，经有丝分裂后其子细胞也含有4条染色体。A表示的是有
丝分裂后期，该时期细胞的着丝粒分裂，一条染色体上的姐妹染色单体分开，成为两
条染色体。
（2）图中的细胞分裂结束后，子细胞内含有___条染色体。图A表示细胞分裂的____
期，由于着丝粒的分裂，两条______________分离开来，成为两条染色体。
4
后
姐妹染色单体
（3）图C表示细胞分裂的____期，此时染色体的特点是__________________________
______________________。
中
染色体形态稳定、数目清晰，着丝粒排列在赤道板上
[解析] C表示的是有丝分裂中期，该时期的染色体形态稳定、数目清晰，着丝粒排列在赤道板上。
（4）着丝粒数与核 分子数之比为 的图是_______，着丝粒数与染色单体数之
比为 的图是______。
A、D
B、C
[解析] 前期和中期的细胞含有染色单体，着丝粒数与染色单体数之比为 ，后期和
末期的细胞没有染色单体，着丝粒数与核 分子数之比为 。
（5）细胞中央出现细胞板的图是___。细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成___
_____。
D
细胞壁
[解析] D表示的是有丝分裂末期，该时期细胞的中央出现细胞板，细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成细胞壁。
对点练2 （不定项）在某生物体中，核 含量不同的细胞的相对数量如图所示。
下列叙述正确的是( )。
BCD
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 含量在 ，说明细胞正进行
复制
C.尽管丙组细胞的 含量加倍，但细胞仍可能处于间期
D.丙组细胞分裂完成后，核 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处于分裂间期 期 的细胞，因此甲组细胞数量较多并不能说明生物体内处于间期的细胞最多，A错误；乙组细胞的 含量在 ，说明细胞正进行 复制，B正确；丙组细胞的 含量为 ，说明细胞处于 期或分裂期，C正确；丙组细胞分裂完成后，核 含量会恢复到初始含量，D正确。
课堂小结
课堂小测
1.判断正误。
（1）任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。( )
×
（2）细胞分裂产生的子细胞都将进入下一个细胞周期的分裂间期状态。( )
×
（3）核膜、核仁的消失发生在中期。( )
×
（4）有丝分裂后期，在纺锤丝的牵引下，着丝粒会分裂，染色体数加倍。( )
×
（5）赤道板形成的时期发生在末期。( )
×
2.右图表示细胞周期，有关叙述错误的是( )。
A
A.按箭头所示方向， 或 表示一个细胞周期
B.染色体的平均分配发生于 段
C.细胞中核 含量的加倍发生在 段
D.机体内大多数细胞不在 中
[解析] 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， 段为细胞分裂期， 段为分裂间期，故细胞周期可以表示为 ， A 错误；染色体平均分配发生在细胞分裂的后期，即 段， B 正确； 段为细胞分裂间期，该时期完成 的复制，细胞中核 含量加倍， C 正确；多细胞生物体内大多数细胞是无法连续分裂的，大多数细胞不在细胞周期中， D 正确。
