生物必修1《分子与细胞》第1节 细胞的增殖第1课时导学案及答案

这是一份生物必修1《分子与细胞》第1节 细胞的增殖第1课时导学案及答案，共14页。学案主要包含了细胞增殖，细胞周期，高等植物细胞有丝分裂的基本过程等内容，欢迎下载使用。

第1课时 细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂
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：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。
二、细胞周期
1．范围：连续分裂的细胞。
2．起止点：从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。
3．阶段：分裂间期和分裂期。
4．图示
5．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、高等植物细胞有丝分裂的基本过程
(1)一个新细胞分裂成两个新细胞所需时间为一个细胞周期。( √ )
(2)同一细胞的细胞周期时间是一定的，不会受到环境条件的影响。( × )
(3)赤道板和细胞板分别指有丝分裂中期和后期出现的结构。( × )
(4)有丝分裂后期，核DNA分子数、染色体数和染色单体数相等。( × )
知识点一 细胞周期
细胞周期的不同表示方法
[温馨提醒] (1)只有能连续分裂的细胞才有细胞周期，如发育中的受精卵、根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、皮肤生发层细胞、各种干细胞等；高度分化的细胞不再继续分裂，如神经细胞、精子和卵细胞等不具有细胞周期。
(2)一个细胞周期中分裂间期为分裂期提供物质基础，分裂间期在前，分裂期在后，分裂间期经历的时间长，分裂期经历的时间短。
发展素养
1．只要能进行细胞分裂的细胞均有细胞周期，这个说法对吗？(生命观念——水平一)
提示：不对。只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，若分裂后的细胞停止分裂，则不具有细胞周期。
2．用显微镜观察某种植物的分生组织时，为什么视野中处于间期的细胞数目较多？(科学思维——水平二)
提示：在一个细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短。
1．下图表示细胞有丝分裂一个细胞周期所用的时间，下列说法正确的是( )
①甲→乙的过程表示分裂间期
②乙→甲的过程表示分裂期
③一个细胞周期是指甲→甲的全过程
④一个细胞周期是指乙→乙的全过程
A．①②④ B．④
C．③ D．①②③
解析：选B。甲→乙的过程表示分裂期，①错误；乙→甲的过程表示分裂间期，②错误；一个细胞周期是指乙→乙的全过程，分裂间期在前，分裂期在后，顺序不能颠倒，③错误，④正确。
2．(2020·东北师大附中检测)下表是实验测得的四种植物分生组织的细胞周期，下列叙述正确的是( )
A．a时期属于细胞周期的分裂期
B．不同植物具有不同的细胞周期
C．最好选用植物1观察有丝分裂过程，因其细胞周期最短
D．四种植物细胞周期的时间都是固定不变的
解析：选B。由于细胞周期中分裂间期所占时间比分裂期长，故a时期为分裂间期；不同植物具有不同的细胞周期；观察有丝分裂时，应选分裂期在细胞周期中所占比例大的材料来观察，表格中所列植物4最适合用于观察有丝分裂；细胞周期的时间受温度、营养条件等环境因素的影响，并不是固定不变的。
知识点二 高等植物细胞细胞周期的过程分析
1．染色体、染色单体、DNA之间的数量关系
(1)染色体数＝着丝粒数，即根据着丝粒数计算染色体数。
(2)当染色单体存在时，染色体数∶染色单体数∶DNA分子数＝1∶2∶2。
(3)当无染色单体存在时，染色体数∶DNA分子数＝1∶1。
2．细胞周期中相关结构的变化规律
3.细胞周期中DNA含量、染色体含量和每条染色体上DNA含量的变化曲线
(1)a→b，l→m变化的原因都是DNA分子复制。
(2)f→g，n→变化的原因都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。
(3)c→d，n→的曲线变化很相似但所处时期不同，c→d表示末期，n→表示后期。
(4)c→d，h→i变化的原因都是一个亲代细胞分裂成两个子细胞。
4．根据柱形图判断细胞分裂的时期
一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期：
(1)根据有无染色单体判断各时期
染色单体eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(有→前期、中期 图甲,无→后期、末期 图乙；G1期 图丙))
(2)根据比例关系判断各时期
eq \a\vs4\al(DNA∶染色,体∶染色单体)＝eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(4N∶2N∶4N→G2期、前期、中期 图甲,4N∶4N∶0→后期、末期 图乙,2N∶2N∶0→G1期 图丙))
发展素养
1．染色单体分别在什么时期形成和消失？在细胞周期的什么时期存在染色单体？(生命观念——水平一)
提示：染色单体形成于分裂间期(染色体复制)，消失于后期(着丝粒分裂)。细胞分裂的前期和中期均存在染色单体。
2．在有丝分裂过程中，细胞质中的遗传物质是否也能均等分配？(科学思维——水平二)
提示：一般不能均等分配，而是随机地分配到两个子细胞中。
1．下图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析，下列判断正确的是( )
A．该细胞是动物细胞
B．图中染色体数和核DNA数相等的有②③
C．该细胞图②中有中心粒、线粒体和高尔基体参与活动
D．该细胞图①中无染色单体
解析：选B。图中细胞有细胞壁，且在末期形成细胞板，为植物细胞，故A错误；细胞图②③中不含染色单体，染色体数与核DNA数之比为1∶1，故B正确；该细胞图②中无中心粒参与活动，有线粒体和高尔基体参与活动，故C错误；细胞图①中一个着丝粒连接两个DNA分子，有染色单体的存在，故D错误。
2．(2020·西安高一检测)下图是植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内染色体及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
答案：D
3．下图是细胞周期中每条染色体上的DNA含量变化图解，下列叙述正确的是( )
A．在AB段主要进行蛋白质的合成，细胞生长速度快
B．出现CD段变化的原因是细胞质分裂
C．该细胞中，在BC段始终有染色单体存在
D．若该细胞是植物细胞，则CD段高尔基体活动非常活跃
解析：选C。AB段一条染色体中的DNA数目由1个变为2个，表示的是DNA的复制。出现CD段变化的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体成为两条染色体，每条染色体上只含有一个DNA分子。BC段每条染色体上始终有两个DNA分子，说明始终有两条姐妹染色单体。若该细胞是植物细胞，CD段为有丝分裂后期，而不是末期，末期时高尔基体活动才开始活跃。
[随堂检测]
1．(2020·南充高一检测)下列关于细胞周期的叙述，不正确的是( )
A．在细胞周期中，真核细胞分裂间期比分裂期时间长
B．利用药物抑制DNA分子合成，细胞将停留在分裂间期
C．不是生物体的所有细胞都处于细胞周期中
D．细胞周期可分为前、中、后、末四个时期
答案：D
2．下图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，下列相关叙述不正确的是( )
A．图1中的a、图2中B→A，细胞正在进行DNA复制
B．图1中的b、图2中A→B，会出现染色体
C．图2中细胞周期可以是A→B→A
D．图2中细胞周期可以是B→A→B
解析：选C。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B→A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A→B是指分裂期，染色质高度螺旋化形成染色体；图2中的细胞周期应是B→A→B。
3．下列关于植物细胞有丝分裂过程的叙述，错误的是( )
A．前期形成纺锤体 B．中期发生着丝粒分裂
C．后期染色体数目加倍 D．末期出现细胞板
答案：B
4．下图中的甲、乙、丙表示植物细胞细胞周期中的三个阶段，a是染色体，b是染色单体，c是核DNA分子，a、b、c的数量关系正确的是( )
A．甲、乙 B．甲、丙
C．乙、丙 D．甲、乙、丙
答案：B
5．下图为同一植物细胞处在有丝分裂两个不同时期的模式图，下列叙述错误的是( )
A．a结构主要由纤维素和果胶组成
B．b表示细胞膜，c表示细胞核
C．d结构的形成主要与高尔基体有关
D．e的蛋白质成分是在分裂间期合成的
解析：选B。由题图可知，a为植物细胞的最外层结构，即细胞壁，主要由纤维素和果胶组成；细胞膜与细胞壁在正常生理状态下是紧贴在一起的，故b表示核膜，c表示核仁；d细胞板逐渐扩展形成细胞壁，此过程与高尔基体密切相关；蛋白质的合成发生在分裂间期。
6．(2020·宿迁高一期末)下图1为某植物细胞周期的模式图，图2为该种植物细胞有丝分裂过程中不同时期的部分示意图。请据图回答下列问题：
(1)图1中，X表示细胞周期中的_______期，该时期的主要特点是_________；观察染色体形态的最佳时期是图2中的细胞[ ]________期。
(2)图2中，含有染色单体的细胞有________(用字母表示)；细胞A内染色体与DNA数量之比为________。
(3)下图中能正确表示该植物细胞一个细胞周期内染色体数目变化的曲线是________。
答案：(1)分裂间 完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 C 中
(2)B、C 1∶1
(3)B
[课时作业]
1．下列细胞具有细胞周期的是( )
A．人表皮细胞
B．哺乳动物成熟红细胞
C．神经细胞
D．根尖分生区细胞
解析：选D。只有连续分裂的细胞才有细胞周期，人表皮细胞、哺乳动物成熟红细胞和神经细胞都是高度分化的细胞，不能再进行分裂，无细胞周期；只有根尖分生区细胞能进行连续分裂，有细胞周期。
2．(2020·烟台二中月考)在植物细胞分裂间期，细胞内不会发生的变化是( )
A．DNA的复制 B．蛋白质的合成
C．染色单体的形成 D．纺锤体的出现
解析：选D。纺锤体出现在植物细胞有丝分裂的前期，由细胞两极发出的纺锤丝形成。
3．经测定发现，某植物细胞的染色体数和核DNA分子数之比为1∶2。下列判断不正确的是( )
A．该植物细胞是不再进行分裂的细胞
B．该植物细胞正在进行分裂
C．该植物细胞中存在染色单体
D．该时期的细胞可能没有核膜
解析：选A。染色体数和核DNA分子数之比为1∶2，此时每条染色体上有2个DNA分子，说明DNA分子已完成复制，形成了染色单体，细胞正在进行分裂。在前期核膜逐渐消失且前期染色体数和核DNA分子数之比为1∶2。
4．在细胞周期中，细胞内的核DNA含量相同，而染色体数目肯定不同的两个时期是( )
A．分裂间期和前期 B．前期和中期
C．中期和后期 D．后期和末期
解析：选C。有丝分裂后期，着丝粒分裂使染色体数目加倍，而此时细胞中的核DNA已在分裂间期完成复制且细胞没有分裂，所以中期和后期细胞内核DNA数目相同，染色体数目肯定不同，C符合题意。
5．(2020·福建四地六校高一期末联考)在玉米根尖细胞的细胞周期过程中，相关细胞器发挥着重要的作用。下列有关叙述正确的是( )
A．在分裂间期，核糖体上合成多种蛋白质
B．在分裂前期，由中心体发出星射线形成纺锤体
C．在分裂中期，线粒体为着丝粒的分裂提供能量
D．在分裂末期，高尔基体参与赤道板的形成
解析：选A。分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，蛋白质是在核糖体上合成的，A正确；玉米是高等植物，其细胞中不存在中心体，纺锤体是由细胞的两极发出纺锤丝形成的，B错误；着丝粒分裂发生在分裂后期，C错误；在分裂末期，高尔基体参与细胞板的形成，D错误。
6．在洋葱细胞有丝分裂过程中，细胞板的形成发生在( )
A．前期 B．中期
C．后期 D．末期
解析：选D。高等植物细胞有丝分裂过程中，末期在赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展成为细胞壁，从而形成两个子细胞。
7．用高倍镜观察植物细胞有丝分裂中期图像，全部清晰可见的结构是 ( )
A．染色体、纺锤体、细胞壁
B．染色体、赤道板、细胞膜
C．纺锤体、细胞膜、细胞板
D．纺锤体、细胞壁、核仁
解析：选A。赤道板是虚拟的一个位置，不是具体的结构；细胞板在植物细胞有丝分裂末期才出现；细胞分裂前期，核膜逐渐解体，核仁逐渐消失，直到末期才出现新的核膜和核仁，所以中期看不到核仁。
8．在低等植物细胞有丝分裂过程中，没有参与活动的细胞器有( )
A．高尔基体和核糖体
B．高尔基体和中心体
C．叶绿体和液泡
D．中心体和核糖体
解析：选C。低等植物细胞有丝分裂过程中有中心体的复制与分配，核糖体参与合成有丝分裂所需蛋白质，高尔基体参与细胞壁的形成，叶绿体和液泡没有参与有丝分裂过程。
9．在细胞增殖过程中，染色体和DNA都有复制和加倍的过程，下列相关叙述不正确的是( )
A．染色体复制后其数量是之前的两倍
B．细胞中b、d过程发生在细胞分裂间期
C．细胞中a过程发生在细胞分裂间期，c过程发生在有丝分裂后期
D．染色体复制的同时DNA的数量加倍
解析：选A。染色体复制后其数量不变，A错误；细胞分裂间期，DNA分子进行复制，且复制后DNA数目加倍，B正确；a过程表示染色体的复制，发生在分裂间期，c过程表示染色体数目加倍，其原因是着丝粒分裂，发生在有丝分裂后期，C正确；染色体主要由DNA和蛋白质组成，染色体复制的实质是遗传物质DNA的数量加倍以及相关蛋白质的合成，D正确。
10．下图为细胞周期示意图，据图回答下列问题：
(1)一个细胞周期包括________(用字母表示)两个阶段，其中极为关键的准备阶段是________(用字母表示)。B时期最明显的变化是______________的变化。
(2)一个细胞中，具有形态和数目完全相同的两套染色体的是________(用字母表示)时期。
解析：(1)一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，极为关键的准备阶段是分裂间期，主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，分裂间期比分裂期时间长。由图可知，A为分裂间期，B为分裂期，分裂期最明显的变化是细胞核中染色体的变化。(2)在一个细胞中，当细胞分裂至后期(G)时，由于着丝粒的分裂，细胞出现形态和数目完全相同的两套染色体。
答案：(1)A、B A 细胞核中染色体 (2)G
11．下图是具有四条染色体的某细胞进行有丝分裂的简图，据图回答下列问题：
(1)该图是______细胞有丝分裂的简图，其分裂顺序依次是____________(用字母和箭头表示)。
(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于________期的细胞简图。
(3)图示的细胞分裂结束后，子细胞内含________个DNA分子。
(4)染色体数目加倍发生在图中________所示时期，其原因是_________。
(5)图中B所处时期的最明显变化是_______________________________。
(6)核DNA分子数与染色体数之比为1∶1的图示是_________________。
答案：(1)植物 B→C→A→D (2)分裂间 (3)4
(4)A 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体 (5)出现染色体和纺锤体 (6)A、D
12．(2020·广东惠州高一检测)下图表示细胞周期中，细胞内染色体数目和核内DNA相对含量的动态变化。请据图回答下列问题：
注：表示细胞各个时期的距离和所需时间不成比例。
(1)bc段细胞的主要变化是_______________________________________。
(2)cd段含有分裂期的时期是_____________________________________。
(3)通过de段后，细胞中的染色体数、染色单体数和核DNA数之比是______________________。
解析：注意DNA含量变化曲线与染色体变化曲线的区别。bc段表示DNA复制和有关蛋白质的合成，1条染色体包含2条姐妹染色单体；cd段含有分裂期的前期、中期、后期和末期；通过de段后，一个细胞分裂后形成两个子细胞，此时细胞中染色体数与核DNA分子数相等，无染色单体。
答案：(1)完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 (2)前期、中期、后期和末期
(3)1∶0∶1
课标要求
核心素养
素养对接
素养水平
1.明确细胞增殖的概念和过程。
2．明确细胞周期的概念和表示方法。
3．观察细胞有丝分裂过程并概述细胞有丝分裂各时期的特征。
生命观念：通过对细胞周期的学习，认识到生命活动的周期性。
水平一
科学思维：对比分析有丝分裂各时期的特点，掌握有丝分裂过程。构建染色体和DNA数量变化模型。
水平二、三
图示
时期
主要变化
前期
①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并列的姐妹染色单体，这两条染色单体由一个共同的着丝粒连接着；
②从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体；
③核仁逐渐解体，核膜逐渐消失
中期
每条染色体的着丝粒两侧，都有纺锤丝附着在上面，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
每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动，结果是细胞的两极各有一套染色体
末期
①染色体变成染色质丝，纺锤丝消失；
②出现了新的核膜和核仁，形成两个新细胞核；
③赤道板位置出现细胞板，其逐渐扩展形成新的细胞壁
方法名称
表示方法
说明
扇形图
A→B→A(顺时针)为一个细胞周期
直线图
a＋b或c＋d为一个细胞周期
植物
细胞周期的时间/h
a时期
b时期
合计
植物1
10.6
0.4
11
植物2
18
0.5
18.5
植物3
16.5
2
18.5
植物4
10.4
2.3
12.7
细胞结构
变化规律
纺锤体
形成(前期)→消失(末期)
核膜、核仁
消失(前期)→重建(末期)
中心体
倍增→移向两极→平均分配
(间期) (前期) (末期)
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
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等。
细胞周期各时期主要特点的记忆口诀：间期复制又合成，前期膜仁消失现两体，中期形定数清赤道齐，后期粒裂数加均两极，末期两消两现重开始。
细胞周期中，DNA数目加倍在分裂间期，染色体数目暂时加倍在后期。
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。