生物必修1《分子与细胞》第1节 细胞的增殖第1课时学案设计

这是一份生物必修1《分子与细胞》第1节 细胞的增殖第1课时学案设计，共11页。学案主要包含了细胞增殖，细胞周期，高等植物细胞的有丝分裂，前期等内容，欢迎下载使用。




第1节 细胞的增殖


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：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。


(1)单细胞：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。


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 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(起点：一次分裂完成时,终点：下一次分裂完成时))


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。


5．特点：不同种类的细胞，细胞周期不同，分裂间期与分裂期所占的比例也不同。


三、高等植物细胞的有丝分裂








判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)


1．多细胞生物体体积的增大只依靠细胞生长增大细胞体积。( )


2．要观察细胞内染色体的形态和数目，最好选择处于有丝分裂后期的细胞。( )


3．有丝分裂间期的细胞内没有什么变化。( )


4．使用高倍镜可观察到赤道板和细胞板的时期分别是中期和末期。( )


5．细胞不能无限长大的原因之一是细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低。( )


提示：1.× 多细胞生物体体积的增大，既依靠细胞生长增大细胞体积，还依靠细胞分裂增加细胞数目。


2．× 中期细胞染色体形态稳定，数目清晰。


3．× 间期细胞看不到变化，但正在进行紧张的物质准备。


4．× 赤道板不是一个结构。


5．√





细胞周期


1．具有细胞周期的前提条件


(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有周期性。如下图甲细胞就无细胞周期，而乙细胞进行连续的细胞分裂，具有细胞周期。





(2)生物体有细胞周期的细胞有：受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。


2．细胞周期的表示方法


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。





深化探究：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？


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？


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．如图表示某动物体细胞(含4条染色体)有丝分裂的细胞周期，下列叙述正确的是( )





A．细胞c最适于观察染色体的形态和数目


B．细胞中含有4条染色体的时期是a、b、d


C．细胞周期的长短主要取决于环境温度


D．从b到b是一个完整的细胞周期


A [分析题图可知，a、b、c、d、e分别表示有丝分裂的间期、前期、中期、后期和末期。在有丝分裂的中期(c)，染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察染色体，A正确；细胞中含有4条染色体的时期是有丝分裂的间期(a)、前期(b)、中期(c)和末期(e)，在有丝分裂后期(d)，因着丝粒分裂，导致染色体数加倍，使得细胞中含有8条染色体，B错误；不同物种，其细胞周期的长短主要由遗传物质决定，C错误；从f到f是一个完整的细胞周期，D错误。]


2．(2019·山东临沂高一上期末)关于细胞周期的叙述，正确的是 ( )


A.机体内的体细胞都处于细胞周期中


B．在间期DNA分子复制但染色体数目未加倍


C．抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期


D．细胞周期中的大部分细胞都处于分裂期


B [机体内只有连续分裂的细胞才有细胞周期，并不是所有的细胞都处于细胞周期中，比如已经高度分化的细胞一般不能进行有丝分裂，A错误；分裂间期进行DNA复制，核DNA数目加倍，但染色体数目不变，B正确；细胞分裂间期进行DNA复制，抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂间期，C错误；分裂间期大约占细胞周期的90%～95%，故细胞周期中的大部分细胞都处于分裂间期，D错误。]


高等植物细胞的有丝分裂


1．染色体、染色单体、DNA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∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。


(3)当无染色单体存在时，染色体∶DNA＝1∶1。


2．有丝分裂过程中细胞内DNA含量、染色体数、染色单体数的变化(生物体细胞中DNA含量为2C，染色体数为2N)


(1)DNA含量、染色单体数、染色体数含量变化


(2)根据上表中数据可以作出DNA含量、染色体数目、每条染色体上DNA 含量变化曲线








说明：


①a→b，l→m的变化原因都是DNA分子复制。


②f→g，n→的变化原因都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。


③c→d，n→的曲线变化很相似但所处时期不同。


④c→d，h→i的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子代细胞。


⑤染色单体的数量起点为0，终点也为0。


(3)根据柱状图判断细胞分裂时期的规律：





①根据染色单体变化判断各时期：


染色单体 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(有→前期、中期→甲图,无→\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(后期→乙图,末期→丙图))))


②根据比例关系判断各时期：


DNA∶染色体∶染色单体＝ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(4n∶2n∶4n→前期、中期→, 甲图,4n∶4n∶0→后期→乙图,2n∶2n∶0→末期→丙图))





深化探究：1.请分析在有丝分裂过程中下列细胞结构主要有哪些变化。


(1)染色体；(2)纺锤体；(3)核膜和核仁。


提示：(1)染色体：复制→散乱分布于纺锤体中央→着丝粒排列在赤道板上→着丝粒分裂→移向细胞两极→平均分配到两个子细胞中；(2)纺锤体：形成(前期)→解体消失(末期)；(3)核膜和核仁：解体消失(前期)→重建(末期)。


2．有丝分裂过程中，细胞内DNA分子数和染色体数加倍分别发生在什么时期？染色单体形成于何时，消失于何时？哪些时期出现染色单体？


提示：细胞内DNA分子数加倍在间期，染色体数加倍在后期。染色单体形成于间期(染色体复制)，消失于后期(着丝粒分裂)。前、中期出现染色单体。





1．下图是植物细胞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个核DNA分子、8条染色单体


C．丙图细胞内有8条染色单体


D．细胞分裂的顺序为乙、丁、甲、丙


B [乙图中有4条染色体，丁图中有8条染色体，A项错误。甲图中每条染色体上都有姐妹染色单体，共有8个核DNA分子、8条染色单体，B项正确。丙图处在末期，已经没有染色单体了，C项错误。细胞分裂的正确顺序是前期(乙)、中期(甲)、后期(丁)、末期(丙)，D项错误。]


2．有关下图的说法，不正确的是( )





A.a→b表示间期DNA的复制


B．c→d可表示着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开


C．若图示为一个细胞周期，则b→c表示分裂期的前期、中期、后期


D．de段可表示分裂期的后期、末期


C [a→b表示每条染色体上的DNA含量加倍，即间期DNA的复制，A项正确；c→d表示每条染色体上的DNA含量由加倍恢复到分裂前水平，染色体不含姐妹染色单体，可表示后期着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，B项正确；若图示为一个完整的细胞周期，则b→c的染色体含姐妹染色单体，可表示分裂期的前期、中期，C项错误；de段每条染色体上的DNA含量恢复到复制前水平，染色体不含姐妹染色单体，表示分裂期的后期、末期，D项正确。]


有丝分裂过程中的“加倍”





[课堂小结]





1．(多选)下列有关细胞周期的叙述中，正确的是( )


A．不是生物体的所有细胞都处于细胞周期中


B．在细胞周期中，一般是分裂间期比分裂期时间长


C．利用药物抑制DNA合成，细胞将停留在分裂间期


D．细胞周期可分为前、中、后、末四个时期


ABC [细胞周期是针对进行有丝分裂的细胞而言的，不是所有的细胞都能进行有丝分裂，即使进行有丝分裂但不能连续分裂也无细胞周期，A正确；细胞周期中间期时间长于分裂期，B正确；DNA复制发生在细胞分裂的间期，所以抑制DNA的合成可使细胞停留在分裂间期，C正确；细胞周期分为间期、分裂期，分裂期分为前、中、后、末期，D错误。]


2．下图中能够表示一个完整细胞周期的是( )





①a＋b ②b＋c ③甲→乙 ④乙→乙


A．①③ B．①④


C．②③ D．②④


B [根据细胞周期中间期和分裂期持续的时间分析，a和c为间期，b和d为分裂期，故a＋b(或c＋d)为一个细胞周期。乙→甲为间期，甲→乙为分裂期，而一个细胞周期是从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止的一段时间，即乙→乙。]


3．在细胞有丝分裂前期，如果它的染色体数为N条，核DNA含量为Q个，那么在有丝分裂结束后，在每个子细胞中，其染色体数和核DNA含量分别为 ( )


A．N条和Q个 B．N/2条和Q/2个


C．N条和Q/2个 D．N/2条和Q个


C [有丝分裂前期，细胞中的染色体数与体细胞相同，而有丝分裂形成的子细胞中的染色体数也与体细胞相同，因此子细胞中染色体数为N条；有丝分裂前期，细胞中核DNA含量是体细胞的2倍，而有丝分裂形成的子细胞中的核DNA含量与体细胞相同，因此子细胞中核DNA含量为Q/2个。]


4．下列物质或结构变化示意图中，哪个不可能发生在有丝分裂过程中( )








D [A表示染色体数目的变化；B表示DNA分子数的变化；C表示前期和中期每条染色体含有两个DNA分子；D项有丝分裂过程中染色单体数不可能是DNA分子数的一半。]


5．下图为具有6条染色体的某生物细胞进行有丝分裂过程的几个阶段，据图分析回答下列问题：





甲 乙 丙 丁


(1)在细胞有丝分裂的过程中，有些结构会出现周期性的消失和重现，在乙图中消失的结构是______________，出现的结构是________________。


(2)上图中，DNA分子数与染色体数相同的是________；染色单体数和DNA数目相等的细胞是________。


(3)上述细胞有丝分裂的先后顺序是________________(用标号表示)。


(4)作为一个完整的细胞周期，该图中缺少了细胞周期的______期，该时期细胞内的主要变化特点是_________________。


(5)分裂产生的子细胞之所以与原来的母细胞具有相同的特征，是因为________________。


[答案] (1)核膜、核仁 染色体和纺锤体


(2)丙、丁 甲、乙


(3)乙→甲→丁→丙


(4)间 进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成


(5)间期染色体复制后平均分配到两个子细胞中课标内容要求
核心素养对接
描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。
1.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。


2．科学思维——分析与综合：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。


eq \a\vs4\al(3.)科学探究——运用模型解释细胞表面积与体积的关系。
时期
图示
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
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由一个共同的着丝粒连接着的并列的姐妹染色单体


②细胞两极发出纺锤丝，形成一个棱形的纺锤体


③核仁逐渐解体，核膜逐渐消失
中期
①纺锤丝牵引染色体运动，使其着丝粒排列在赤道板上


②染色体形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察
后期
①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


②子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
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赤道板位置出现细胞板逐渐扩展为细胞壁
方法名称
表示方法
说明
扇形图
从A点→B点→A点(顺时针)，表示一个细胞周期
线段图
B＋C是一个完整的细胞周期，虽然A＋B所持续的时间长度和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
坐标图
a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期
项目
间期
前期
中期
后期
末期
DNA含量
2C→4C
4C
4C
4C
4C→2C
染色单体数
0→4N
4N
4N
4N→0
0
染色体数
2N
2N
2N
2N→4N
4N→2N
成分或结构
时期
原因
DNA
间期
DNA复制
染色体
后期
着丝粒分裂
中心体
间期
中心体复制
细胞核
末期
新核膜已经形成，细胞质尚未分裂
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1.生物体的生长既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。


2.细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。


3.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。


4.有丝分裂各时期主要特点记忆口诀：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。


5.分裂间期DNA复制而加倍，有丝分裂后期着丝粒分裂使染色体数目暂时加倍。


6.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。