2019-2020年高中生物第五章細胞增殖分化衰老和死亡5.1.1細胞周期與動物細胞的有絲分裂學案新人教版必修.doc

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2019-2020年高中生物第五章細胞增殖分化衰老和死亡5.1.1細胞周期與動物細胞的有絲分裂學案新人教版必修 目標導航　1.結合教材P92積極思維，歸納細胞大小與細胞生命活動的關系。2.結合教材P93，概述有絲分裂細胞周期的概念和特點。3.結合教材P94，概述動物細胞有絲分裂的過程，掌握各階段的主要變化特征。 一、細胞大小與細胞生命活動(閱讀P92～93) 1.多細胞生物體體積的增大，是生長的結果，其中包括細胞數(shù)量的增多和細胞體積的增大。 2.細胞的物質運輸效率(如營養(yǎng)吸收與廢物排出)與其相對表面積密切相關。 3.如果細胞體積越來越大，其相對表面積會越來越小，那么細胞的物質運輸效率將會降低。 4.細胞表面積與體積的關系是限制細胞不能無限長大的重要因素之一。 5.如果細胞體積過大，細胞核控制細胞各項生命活動的“負擔”會太重，這也不利于細胞的生命活動。 二、細胞周期與有絲分裂(閱讀P93) 1.細胞增殖 (1)研究方法：科學家采用放射性同位素標記法，觀察蠶豆根尖細胞有絲分裂的過程，揭示了細胞周期的基本規(guī)律。 (2)細胞增殖是生物體生長、發(fā)育、生殖和遺傳的基礎。 2.細胞周期 (1)概念：連續(xù)分裂的細胞，從一次細胞分裂結束開始，到下一次細胞分裂結束為止的過程，為一個細胞周期。 (2)過程：一個細胞周期包括分裂間期和分裂期。 三、有絲分裂(閱讀P94) 1.發(fā)生范圍：真核生物進行細胞分裂的主要方式，也是細胞增殖的主要方式。 2.高等動物細胞有絲分裂各時期的變化特點 示意圖 主要特點 分裂 間期 完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成 分 裂 期 前 期 分裂間期復制的染色質由絲狀縮短變粗，逐漸形成清晰可見的染色體，每條染色體含有兩條姐妹染色單體；兩個中心體分別移向細胞兩極；核膜解體、核仁逐漸消失；中心體周圍發(fā)出的星狀射線形成紡錘體 中 期 每條染色體上的著絲點部位與紡錘絲相連，在紡錘絲的牽引下，染色體著絲點排列在細胞中央的赤道板上 后 期 每條染色體中的兩條姐妹染色單體從著絲點的連接處分開，形成兩組均等的染色體，在紡錘絲的牽引下移向細胞兩極 末 期 到達細胞兩極的染色體逐漸變?yōu)槿旧|；核膜、核仁重新出現(xiàn)。在赤道板處細胞膜向內凹陷，細胞質一分為二，一個親代細胞縊裂成兩個體積基本相等的子代細胞 一、細胞大小與細胞生命活動 1.瓊脂模擬細胞實驗 將瓊脂塊切成邊長分別為4 cm、2 cm、1 cm的正方體，如圖： 2.分別計算它們的體積與表面積及表面積和體積的比值，填入下表： 瓊脂塊邊長cm 體積/cm3 表面積/cm2 表面積與體積之比 1 1 6 6 2 8 24 3 4 64 96 1.5 1.瓊脂塊的相對表面積(表面積與體積之比)隨著瓊脂塊體積的增大，發(fā)生了什么變化？ 答案　細胞體積越大，相對表面積越小。 2.細胞體積與相對表面積和細胞的物質運輸效率有什么關系？ 答案　細胞體積越大，相對表面積越小，物質運輸效率會降低。 3.以上事實說明，細胞表面積與體積的關系是限制細胞不能無限長大的重要因素之一。 4.結合影響細胞不能無限長大的因素和細胞生長所需的條件，思考：細胞是不是越小越好？ 答案　不是。組成細胞的結構(如核糖體等)和物質(如酶)必須占據(jù)一定的空間，細胞內各種生化反應的進行也需要一定的空間，這些因素決定了細胞的體積不能太小。 1.“細胞體積守恒定律”表明動物器官的大小主要決定于細胞的數(shù)量，而與細胞的大小無關。下列各項中不屬于影響細胞體積因素的是(　　) A.細胞相對表面積與體積的關系 B.細胞的核與質之間的比例關系 C.細胞內物質的交流與細胞體積的關系 D.細胞膜具有一定的流動性 問題導析　(1)細胞的表面積與體積的關系及細胞核與細胞質之間的比例都是限制細胞不能無限長大的原因。 (2)細胞越大，細胞內物質運輸效率越低。 答案　D 一題多變 判斷正誤： (1)細胞體積越小，相對表面積越小，物質運輸效率越高。(　　) (2)細胞核是遺傳和代謝的控制中心，細胞核所控制的細胞質范圍有一定的限度。(　√　) (3)細胞體積越大，細胞核的控制越有效。(　　) (4)把瓊脂塊放在NaOH溶液中，在相同時間內，NaOH在每一瓊脂塊內擴散的深度相同。(　√　) 二、細胞周期 1.概念 (1)前提條件：連續(xù)分裂的細胞。只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，如根尖分生區(qū)細胞、莖形成層細胞、皮膚生發(fā)層細胞等；成熟細胞無細胞周期，如神經(jīng)細胞、洋蔥表皮細胞。減數(shù)分裂不具有細胞周期。 (2)起止時間：從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止。 (3)兩個階段：包括分裂間期和分裂期。其中分裂間期占的時間比例大。分裂間期完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，為分裂期做物質準備，同時細胞有適度的生長。 2.細胞周期的不同表示方法 方法名稱 表示方法 說　明 扇形圖 A→B→C→A為一個細胞周期 直線圖 a＋b或c＋d為一個細胞周期 坐標圖 a＋b＋c＋d＋e為一個細胞周期 1.一個受精卵細胞怎么才能形成這么多個細胞呢？細胞增殖有什么意義？ 答案　通過細胞增殖形成多個細胞。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。 2.一個細胞周期包括哪兩個階段？這兩個階段時間分配是否平均？ 答案　分裂間期和分裂期。不平均，分裂間期大約占整個細胞周期的90%～95%，分裂期大約占整個細胞周期的5%～10%。 3.試判斷下列細胞有無細胞周期，并說明理由。 ①根尖分生區(qū)細胞?、谂咛ジ杉毎、燮つw生發(fā)層細胞?、苌窠?jīng)細胞?、萸o的形成層細胞 答案?、佗冖邰萦屑毎芷冢鼈兌际沁B續(xù)分裂的細胞；④是高度分化的細胞，不分裂沒有細胞周期。 2.如圖表示細胞有絲分裂一個細胞周期所用的時間，下列說法正確的是(　　) ①甲→乙的過程表示分裂間期?、谝摇椎倪^程表示分裂期?、垡粋€細胞周期是指甲→甲的全過程?、芤粋€細胞周期是指乙→乙的全過程 A.①②④ B.④ C.③ D.①②③ 問題導析　(1)細胞周期是指連續(xù)分裂的細胞，從一次分裂結束開始，到下一次分裂結束為止的過程。 (2)一個細胞周期可分為兩個階段：分裂間期和分裂期。 (3)一個細胞周期內分裂間期時間遠遠大于分裂期。 (4)根據(jù)細胞周期中間期和分裂期持續(xù)的時間分析，乙→甲為間期，甲→乙為分裂期，而一個細胞周期是從一次分裂結束時開始，到下一次分裂結束時為止的一段時間，即乙→乙。 答案　B 一題多變 下圖表示細胞連續(xù)分裂的過程，其中能表示一個完整的細胞周期的是A～C、C～E、E～G，其中能表示分裂間期的是A～B、C～D、E～F，表示分裂期的是B～C、D～E、F～G。 三、動物細胞的有絲分裂 1.染色體形態(tài)變化規(guī)律 2.染色體行為變化規(guī)律 復制→螺旋化，散亂分布于紡錘體中央→著絲點排列在赤道板上→著絲點分裂→移向兩極，解螺旋。 3.有絲分裂各時期特點記憶口訣 ——復制合成非等閑 ——膜仁消失兩體現(xiàn) ——形定數(shù)晰赤道齊 ——點裂數(shù)加均兩極 ——兩消兩現(xiàn)分裂完 1.如何描述染色體和染色質之間的關系？觀察染色體最好的時期是哪個時期？ 答案　二者是同一種物質在細胞分裂的不同時期的兩種存在形式。中期。 2.染色單體形成于何時，消失于何時？什么時期存在染色單體？ 答案　染色單體形成于間期(染色體復制)，消失于后期(著絲點分裂)。G2、前、中期存在染色單體。 3.染色體復制在什么時期？染色體數(shù)目加倍在什么時期？數(shù)目恢復在什么時期？DNA呢？ 答案　染色體復制在間期，數(shù)目加倍在后期，一個細胞中數(shù)目恢復在末期結束；DNA復制和數(shù)目加倍都是在間期，一個細胞中數(shù)目恢復在末期結束。 4.請思考歸納出與動物細胞有絲分裂有關的細胞器及功能。 細胞器 功　能 線粒體 供能(DNA復制、蛋白質合成、染色體分開) 中心體 復制、形成紡錘體(動物、低等植物細胞) 核糖體 合成蛋白質 3.動物細胞在分裂過程中不會出現(xiàn)的是(　　) A.在細胞分裂間期，核糖體合成蛋白質功能增強 B.在細胞分裂前期，中心體產(chǎn)生星狀射線形成紡錘體 C.在細胞分裂中期，細胞內ATP的含量明顯減少 D.在細胞分裂末期，染色體變成染色質 問題導析　(1)動物細胞有絲分裂間期進行DNA的復制和有關蛋白質的合成，因此核糖體功能加強。 (2)前期，中心體產(chǎn)生星狀射線形成紡錘體。 (3)由于ATP和ADP轉化非常迅速，ATP和ADP的含量在細胞中維持相對穩(wěn)定，所以，ATP的含量不會明顯減少。 (4)在細胞分裂末期，染色體變成染色質。 答案　C 一題多變 判斷正誤： (1)觀察染色體最好的時期是后期。(　　) (2)染色單體形成于前期，出現(xiàn)于中期，消失于后期。(　　) (3)由于前期染色體復制，造成染色體數(shù)目加倍。(　　) 1.真核細胞的直徑一般在10～100 μm之間，下列有關生物體細胞不能無限長大的原因的敘述中，不正確的是(　　) A.體積大，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。 2.下表所列為不同細胞的周期持續(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 13.5 1.8 15.3 腫瘤細胞 18.0 0.5 18.5 成纖維細胞 19.3 0.7 20.0 A.分裂期和細胞周期均最短的是腫瘤細胞 B.分裂期占細胞周期時間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細胞分裂期，由表中信息可以得出：不同種類細胞的周期持續(xù)時間不同，其他選項均與表中內容不符。 3.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(　　) ①染色質縮短變粗成染色體?、谌旧w變細伸長成染色質　③組成染色體的DNA復制?、苋旧w排列在赤道板上?、葜z點分裂，染色體移向兩極 A.③①④⑤② B.③④①⑤② C.①③④⑤② D.①④③⑤② 答案　A 解析　考查有絲分裂中染色體的變化。①發(fā)生于前期，②發(fā)生于末期，③發(fā)生于間期，④發(fā)生于中期，⑤發(fā)生于后期。 4.如圖是某種生物細胞有絲分裂過程中某一時期的圖像，下列敘述不正確的是(　　) A.該生物為某種動物 B.該生物的一個體細胞中含有8條染色體 C.該細胞處于有絲分裂的后期 D.該細胞中含有8條染色體 答案　B 解析　從圖可以看出，細胞沒有細胞壁兩極有中心體，細胞膜正在從中央向內凹陷，將細胞縊裂成兩部分，該生物為某種動物；著絲粒已經(jīng)分裂，正在移向細胞的兩極，并且移向細胞的每套染色體中含有同源染色體，所以該細胞處于有絲分裂的后期，染色體加倍后的數(shù)目為8條，所以體細胞中含有4條染色體。 5.下圖為正在分裂的動物細胞示意圖。請據(jù)圖回答問題： (1)左上圖中A表示______________，此期細胞最大特點是完成__________________________；B表示__________， 此期細胞核明顯發(fā)生________的有規(guī)律變化。右上圖中細胞正處于有絲分裂________期。 (2)右上圖中DNA分子與染色體數(shù)目之比為________。 (3)右上圖中C是________，其功能是______________________________。 (4)多細胞生物體以此方式增加________的數(shù)量。細胞在分裂后，可能出現(xiàn)的細胞周期以外的三種生活狀態(tài)是______________________________。 答案　(1)有絲分裂間期　DNA復制和有關蛋白質的合成　分裂期　染色體　前 (2)2∶1　(3)中心?！∨c動物細胞的有絲分裂有關(發(fā)出星狀射線形成紡錘體) (4)體細胞　繼續(xù)增殖、暫不增殖、永不增殖 基礎鞏固 1.下列四組人體細胞中，能夠通過細胞分裂使組織得以修復和更新的一組是(　　) A.成骨細胞和白細胞 B.口腔上皮細胞和角質層細胞 C.肝細胞和生發(fā)層細胞 D.神經(jīng)細胞和骨骼肌細胞 答案　C 解析　不是所有的體細胞都能進行分裂或具有細胞周期，只有具有分生能力的細胞才有細胞周期，白細胞、口腔上皮細胞、角質層細胞、神經(jīng)細胞及骨骼肌細胞都是已高度分化了的成熟細胞，不能再進行分裂了。 2.圖1中，ab表示一個細胞周期，cd表示另一個細胞周期。圖2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1中的a、圖2中B→A細胞正在進行DNA復制 B.圖1中的b、圖2中A→B會出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的時期 C.圖1中b＋c是一個細胞周期 D.圖2中B→A→B是一個細胞周期 答案　C 解析　題圖1中a＋b(或c＋d)是一個細胞周期。 3.要統(tǒng)計某種生物細胞中染色體的數(shù)目，所選擇的細胞應處于有絲分裂的(　　) A.前期 B.中期 C.后期 D.末期 答案　B 解析　有絲分裂中期染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰，是觀察染色體的最佳時期。 4.右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　題圖中顯示是染色體形態(tài)，且存在染色單體，又因為核膜正在發(fā)生變化，故應為前期。 5.在細胞有絲分裂過程中，姐妹染色單體形成和分開的時期依次是(　　) A.中期和末期 B.前期和中期 C.間期和后期 D.后期和末期 答案　C 解析　間期染色體復制形成姐妹染色單體，后期著絲點分裂，染色單體消失。 6.動物細胞的染色體數(shù)目加倍和DNA數(shù)目加倍分別在有絲分裂的(　　) A.前期和中期 B.前期和末期 C.后期和間期 D.前期和后期 答案　C 鞏固提升 7.有絲分裂間期細胞內發(fā)生了復雜的變化，其結果是(　　) A.DNA含量增加了一倍，染色體數(shù)不變 B.DNA含量和染色體數(shù)都增加一倍 C.DNA含量不變，染色體數(shù)目增加一倍 D.DNA含量和染色體數(shù)均不變 答案　A 解析　間期DNA復制而加倍，而染色體復制形成的兩條染色單體由一個著絲點相連，仍為一條染色體，染色體數(shù)不變。 8.下圖中①～⑤表示一個細胞有絲分裂過程中染色體變化的不同情況。在整個細胞周期中染色體變化的順序應該是(　　) A.①④⑤③② B.②③①④⑤ C.①⑤④③② D.⑤④③②① 答案　C 解析　在細胞周期中，先進行DNA復制，形成絲狀的具有姐妹染色單體的染色體；姐妹染色單體高度螺旋，縮短變粗呈棒狀染色體；然后與紡錘絲相連；著絲點分開，形成子染色體，被紡錘絲牽向兩極。 9.下列關于細胞分裂的敘述，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.抑制DNA的合成，細胞將停留在分裂期 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。不同物種、不同組織的細胞周期所經(jīng)歷的時間不同，生物體積的加大，不僅要靠細胞體積的加大，也要靠細胞數(shù)目的增多，細胞數(shù)目的增多是通過有絲分裂來實現(xiàn)的。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。細胞分裂間期中的S期進行DNA的復制和有關蛋白質的合成，從而為分裂期打好了物質基礎。 10.如圖為細胞分裂的某一時期，下列有關此圖的敘述中，不正確的是(　　) A.細胞中的中心體⑨，與紡錘體的形成有關 B.④是一條染色體，包含兩條染色單體①和③，兩條染色單體由一個著絲點②相連 C.細胞中有4條染色體，8條染色單體 D.在后期時，細胞中有8條染色體，8條染色單體 答案　D 解析　后期，著絲點分裂，無染色單體。 11.如圖是連續(xù)分裂的細胞在不同時期DNA含量的測定結果，請據(jù)圖回答(用圖中字母表示)： (1)一個完整的細胞周期是________。 (2)核膜開始解體，核仁逐漸消失，紡錘體形成是在____________時期。 (3)著絲點分裂，兩條染色單體分開是在____________時期。 (4)觀察染色體的形態(tài)和數(shù)目最好是在________時期。 (5)從圖中可見，母細胞和子細胞中DNA的含量是相同的，其意義是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 答案　(1)f→k　(2)b→c(或g→h)　(3)d→e(或i→j) (4)c→d(或h→i)　(5)維持親、子代細胞DNA數(shù)目(或染色體數(shù)目)的恒定，保持親、子代細胞之間遺傳性狀的穩(wěn)定 解析　按題目要求，在回答第(1)題時，必須明確細胞周期是指連續(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。再結合此概念想一想應該是圖中的哪一部分，思考的過程即是圖文置換的過程。第(2)題給的是前期的特征，如何從圖上找出前期的部分，關鍵是要知道細胞分裂各個時期DNA的含量，當間期完成進入前期時，DNA含量增加1倍，圖上從2N增至4N，即進入前期。前兩小題搞清楚了，則第(3)、第(4)小題可迎刃而解。有絲分裂過程是要把復制的染色體(包含DNA)平均分配給兩個子細胞，使親子代細胞中DNA的含量穩(wěn)定，從而使生物體的遺傳性狀保持穩(wěn)定。 12.下圖為體細胞含有6條染色體的某生物進行有絲分裂過程的幾個階段，據(jù)圖分析回答下列問題： (1)根據(jù)丙圖特有的變化，可以判斷該圖表示________________(選填“動物”或“植物”)細胞的有絲分裂，判斷的依據(jù)是______________________________。 (2)觀察染色體的最佳時期是__________圖。 (3)染色單體數(shù)和DNA數(shù)目相等的細胞是________圖。 (4)上述細胞有絲分裂的先后順序是______________________________________。 (5)作為一個完整的細胞周期，上圖中缺少了細胞周期的____________期。 答案　(1)植物　赤道板位置出現(xiàn)細胞板　(2)甲　(3)甲、乙　(4)乙→甲→丁→丙　(5)間 解析　(1)丙圖處于有絲分裂末期，在細胞中央赤道板位置出現(xiàn)細胞板，將一個細胞分裂成兩個子細胞，該圖中有細胞壁、細胞板，可確定為植物細胞。(2)觀察染色體的最佳時期是中期，即圖中的甲。(3)圖甲乙有染色單體，且與DNA數(shù)相等。(4)上述細胞有絲分裂的先后順序是乙、甲、丁、丙。(5)一個完整的細胞周期包括分裂間期和分裂期，分裂期包括前期、中期、后期、末期。 走進高考 13.某哺乳動物體細胞在培養(yǎng)中能夠分裂，在培養(yǎng)過程中將適量的3HTdR(3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷)和某促進細胞分裂的藥物加入到培養(yǎng)液中，培養(yǎng)一段時間，可觀察和測量到(　　) A.G1期變短，該期有大量3HTdR進入細胞核 B.S期變長，該期有DNA復制和核糖體的增生 C.G2期變短，該期細胞核中有組蛋白 D.M期相對較短，該期細胞的核膜始終完整 答案　C 解析　促進細胞分裂的藥物可以明顯縮短細胞分裂的細胞周期。G1期主要是合成DNA所需蛋白質的合成和核糖體的增生，S期主要發(fā)生的是DNA的復制，G2期主要發(fā)生的是RNA的合成和有絲分裂所必需的一些蛋白質的合成。因此，將某促進細胞分裂的藥物加入到培養(yǎng)液中會使G1期變短，S期和G2期也變短；3HTdR參與DNA的復制，應該在S期大量進入細胞核；M期相對較短，該期細胞的核膜周期性地消失和重現(xiàn)。組蛋白是 構成染色體的蛋白質，在G2期之前已經(jīng)合成。綜合上述分析，C項正確，A、B、D項敘述錯誤。 14.下列關于動物細胞有絲分裂的敘述正確的是(　　) A.分裂間期有DNA和中心體的復制 B.分裂間期DNA含量和染色體數(shù)都加倍 C.紡錘體形成于分裂前期，消失于分裂后期 D.染色單體形成于分裂前期，消失于分裂后期 答案　A 解析　細胞分裂間期，完成DNA的復制和有關蛋白質的合成，動物細胞還需完成中心體的復制，A正確；間期DNA復制，DNA數(shù)目加倍，但兩條DNA分子連在一個著絲點上，染色體數(shù)沒有發(fā)生改變，B錯誤；紡錘體形成于分裂前期，消失于分裂末期，C錯誤；染色單體形成于間期，出現(xiàn)在分裂前期，消失于分裂后期，D錯誤。 15.下列是關于細胞分裂過程中細胞內變化的敘述，能正確表示一個細胞周期內分裂過程的順序的是(　　) ①兩個相同DNA分子完全分開?、诔霈F(xiàn)放射狀排列的細絲?、壑行捏w發(fā)生倍增?、苤z點排列在一個平面上 A.②→③→①→④ B.②→④→③→① C.③→②→④→① D.②→③→④→① 答案　C