高中生物人教版 (2019)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

这是一份高中生物人教版 (2019)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16页。学案主要包含了亭亭玉立等内容，欢迎下载使用。

课程标准
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。
素养达成
设疑激趣
人的个体发育的起点是什么？——受精卵。你当初只是一个细胞，直径只有一毫米；现在，或是男儿七尺、高大威猛，或是女大十八、亭亭玉立。那么一个受精卵细胞是怎样形成数万亿个细胞的成年人的呢？这就是我们今天要探讨的细胞增殖问题。
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探究点一 细胞增殖与细胞周期
1.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胚胎干细胞
③皮肤生发层细胞 ④神经细胞 ⑤茎的形成层细胞
2．下表(教材P111)是几种细胞的细胞周期的持续时间，据表分析：
(1)这些细胞有什么共同特点？
(2)不同生物的细胞周期持续时间相同吗？同种生物不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？
(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相同吗？
(4)下图表示细胞连续分裂的过程：
①其中可表示分裂间期的是哪一段？为什么？
②能表示一个完整的细胞周期的是哪些段？
(5)分析该表数据可以得出哪些结论？
(6)细胞分裂都有细胞周期吗？__________________________________________。
原因是_____________________________________________________。
[归纳总结] 生物体的生长与细胞的关系
生物体体积增大的原因：
①细胞体积增大——细胞生长
②细胞数目增多——细胞分裂
[易错警示] 不是所有细胞都有细胞周期
(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，它们就没有细胞周期。
(2)生物体内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)等。
(3)减数分裂形成的精细胞和卵细胞、已高度分化的细胞没有细胞周期。
[微点拨] 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结束，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。
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)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。
(3)过程：包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。细胞增殖具有周期性。
2．细胞周期的概念理解
(1)条件：只有连续分裂的细胞才有细胞周期。
(2)分类举例
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：高度分化的细胞，如神经细胞、表皮细胞等。
(3)组成及顺序
3．表示方法
(1)扇形图：
(2)线段法：
4.影响细胞周期的因素
(1)内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同，间期与分裂期所占比例也不同。
(2)外部因素：主要有温度、pH、射线、生理和病理状况等，这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期，这是因为DNA复制、有关蛋白质合成、能量供给等生理过程都需要酶的参与。
1．(合格考)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
2．(合格考)如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所有分裂的细胞都具有细胞周期
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．①②④B．④
C.③D．①②③
3．(等级考)如表是不同细胞的细胞周期持续时间(单位：h)。据表分析，不能说明的问题是( )
A.在细胞周期中，分裂间期比分裂期的时间长
B．不同种类生物的细胞，细胞周期持续时间不同
C．同种生物的不同细胞，分裂期时间不一定相同
D．分裂期占细胞周期时间比例最小的是小鼠十二指肠上皮细胞
4．(等级考)(不定项)统计4种不同植物根尖分生区细胞的细胞周期及分裂期时长如右图，下列有关说法不正确的是( )
A．若用来观察有丝分裂，最适合的材料是a
B．不同植物的细胞周期中，分裂期所占时长各不相同
C．统计相同数目的细胞，分裂期细胞所占比例最多的是d
D．细胞周期越长的细胞，其分裂期占时越短
探究点二 高等植物细胞的有丝分裂
1.下面是高等植物的分生组织进行有丝分裂的过程示意图，结合图示进行分析：
(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？
(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？
(3)细胞板与赤道板的区别是什么？
2．教材问题探讨分析
(教材P112～113图示变式训练)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____________________(用箭头和图标表示)。
(1)观察染色体最好的时期是中期。
(2)着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果，而是相关酶的作用。
(3)染色单体形成于有丝分裂间期，因着丝粒分裂消失于后期。
(4)细胞板扩展形成细胞壁，与高尔基体有关。
[巧学助记] 口诀法巧记有丝分裂
间期：间期复制又合成；前期：膜仁消失现两体；中期：形定数晰赤道齐；后期：粒裂数增均两极；末期：两消两现重开始。
1.染色体、染色单体、DNA分子三者之间的关系
2.有丝分裂过程中染色体的变化
3.有丝分裂中染色体、核DNA、和染色单体数量变化的模型
(1)常见有丝分裂中染色体、核DNA和染色单体数量变化的曲线模型
曲线解读：
(2)有丝分裂过程中相关的曲线图与柱形图
1．(合格考)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，染色体变化的顺序应该是( )
A．①④⑤③②B．②③①④⑤
C.①⑤④③②D．⑤④③②①
2．(等级考)下列关于植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是( )
A.赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构
B.有丝分裂间期DNA复制的过程需要能量
C.在有丝分裂中期，可观察到染色体和赤道板
D.在细胞周期中，分裂间期持续的时间通常比分裂期的短
3．(等级考)(不定项)如图1和图2表示不同分裂时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述正确的是( )
A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的E→F段
B.图1中D→E段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变
C.图2中a对应图1中的A→B段，c对应图1中的E→F段
D.有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
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1.下列关于高等植物细胞有丝分裂过程的叙述中，不正确的是( )
A．在细胞分裂间期，染色体复制，DNA含量加倍
B．在有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，DNA含量也加倍
C．在有丝分裂中期，染色体的形态和数目最清晰
D．在有丝分裂末期，复制后的染色体平均分配进入两个子细胞
2．如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程( )
A．发生在有丝分裂的末期，核膜再度合成
B．发生在细胞周期的分裂间期，染色质复制
C．发生在有丝分裂的前期，核膜逐渐消失
D．发生在有丝分裂的中期，染色体螺旋变粗
3．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
4．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
5．体外培养不同类型的细胞，测得的细胞周期持续时间如下表，叙述正确的是( )
A.不同细胞的细胞周期时长不同，根本原因是培养条件不同
B.细胞周期中分裂期的时间一定比分裂间期的时间长
C.连续分裂的细胞其核膜、核仁会周期性地消失或出现
D.可用蚕豆成熟叶肉细胞代替分生区细胞检测细胞周期
6．下面是某植物细胞进行有丝分裂的图像，请回答：
(1)图b处于细胞周期的________期，此时细胞内发生的主要变化有________________________。
(2)以上图像在一个细胞周期正确的排序为________________(用图中字母填写)，其中属于有丝分裂中期的是________(用图中字母填写)，做出判断的依据是________________。
(3)图中染色体数与DNA数为1∶1的是图________(用图中字母填写)。
(4)若a图细胞中染色体数目为32条，则c图细胞中染色体数目是________条。
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问题探讨
1．提示：象与鼠相应器官和组织的细胞大小无明显差异。
2．提示：生物体的生长，既靠细胞分裂增加细胞的数量，还要靠细胞生长增大细胞的体积。
第1课时 细胞增殖与细胞周期及高等植物细胞的有丝分裂
夯基提能·分层突破
探究点一
【师问导学】
1．①②③⑤有细胞周期，它们都是连续分裂的细胞；④是高度分化的细胞，不再分裂，没有细胞周期。
2．(1)都能进行连续分裂。
(2)都不一定相同。
(3)不一定相同。
(4)①a或c。因为间期所占的时间比例大。
②a＋b段或c＋d段。
(5)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。
(6)不是 只有连续分裂的细胞才有细胞周期
【随堂检测】
1．解析：成熟生殖细胞产生后不再进行细胞分裂；机体内并非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，细胞将停留在分裂间期；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。
答案：D
2．解析：细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的时间。一个细胞周期可分为两个阶段：分裂间期和分裂期。一个细胞周期内分裂间期时间远远大于分裂期。根据细胞周期中分裂间期和分裂期持续的时间分析，乙→甲为分裂间期，甲→乙为分裂期，而一个细胞周期是从一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止的一段时间，即乙→乙。
答案：B
3．解析：据表分析，在细胞周期中，分裂间期比分裂期的时间长，A不符合题意。蚕豆、小鼠和人和细胞，细胞周期持续的时间是不同的，B不符合题意。人的肝细胞和人的宫颈癌细胞属于同种生物的不同细胞，分裂期时间不同，C不符合题意。分裂期占细胞周期时间比例最大的细胞是小鼠十二指肠上皮细胞，D符合题意。
答案：D
4．解析：为能在视野中找到各个时期的细胞，应尽量选择分裂期占的比例大的材料，这样可观察到较多的处于分裂期的细胞，才有可能找到处于前期、中期、后期、末期不同时期的细胞。a、b、c、d四种细胞分裂期占细胞周期的比例依次是15.3%、17.4%、10.9%、19.4%，可见最适合的材料是d，A错误、C正确；从图中信息可以看出，不同植物的分裂期所占时长存在较大差异，B正确；由题意可知，a组细胞周期最长，但其分裂期占时并不是最短，D错误。
答案：AD
探究点二
【师问导学】
1．(1)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)赤道板不是存在的具体结构，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。
2．图2→图3→图1→图4→图6→图5
【随堂检测】
1．解析：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，但在间期呈染色质状态，如图①所示；前期染色质变成染色体，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，染色体解螺旋变成细长的染色质丝，如图②所示。
答案：C
2．解析：赤道板并不是细胞中的一种结构，而是一个假想的平面，A错误；DNA复制过程中需要消耗能量，B正确；赤道板只是一个位置，不是结构，C错误；在细胞周期中，分裂间期持续的时间通常比分裂期的长，D错误。
答案：B
3．解析：图1中的CD段包括有丝分裂G2期、前期和中期，中期是观察染色体形态和数目的最佳时期，A错误；图1中D→E段形成的原因是着丝粒分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变，B正确；图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的D→E段，c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半，对应图1中的A→B段，C错误；图2中d表示染色体∶DNA＝2∶1，有丝分裂过程中这种情况不存在，D正确。
答案：BD
高效课堂·实践运用
1．解析：在有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，但是DNA含量不发生变化。
答案：B
2．解析：该细胞的核膜正在逐渐消失或正在逐渐形成，应该属于前期或末期，又因为有染色单体的存在，其只能属于前期，C正确。
答案：C
3．解析：甲组细胞还包含不分裂细胞，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M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
4．解析：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。
答案：C
5．解析：不同细胞的细胞周期时长不同，根本原因是遗传物质不同，A错误；细胞周期中分裂期的时间一定比分裂间期的时间短，B错误；连续分裂的细胞具有细胞周期，其核膜、核仁会周期性地消失或出现，C正确；蚕豆成熟叶肉细胞不能分裂，没有细胞周期，D错误。
答案：C
6．解析：据图分析，a处于有丝分裂后期，b处于有丝分裂间期，c处于有丝分裂中期，d处于有丝分裂后期，e处于有丝分裂末期。(1)图b细胞处于有丝分裂的分裂间期，细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。(2)图中5个细胞分裂时期的正确排序为b间期、c中期、a后期、d后期、e末期；其中c为中期细胞，所有染色体的着丝粒排列在细胞中央的平面(赤道板)上。(3)图中染色体数与DNA数为1∶1的是图a、d、e。(4)a细胞处于有丝分裂后期，含有32条染色体，则处于有丝分裂中期的c细胞含有16条染色体。
答案：(1)分裂间 DNA复制和有关蛋白质合成 (2)bcade c 染色体的着丝粒排列在细胞中央的平面(赤道板)上 (3)a、d、e (4)16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
从A点→B点→A点(顺时针)，
表示一个细胞周期。
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。
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
21.0
1.0
22.0
人的宫颈癌细胞
20.5
1.5
22.0
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∶DNA＝1∶1；有染色单体存在时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。
项目
时期
染色体形态变化
染色体行为变化
间期
复制
前期
散乱分布于纺
锤体中央
中期
每条染色体的
着丝粒排列在
赤道板上
后期
着丝粒分裂，子染色
体移向两极
末期
平均分配到两
个子细胞中去
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数量加倍
末期细胞一分为二，DNA数量减半
染色体
后期着丝粒分裂，染色体数量加倍
末期细胞一分为二，染色体数量减半
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
网
络
建
构
eq \a\vs4\al()
主
干
落
实
1.细胞增殖是重要的生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
2．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。
3．有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把分裂期分为四个时期：前期、中期、后期、末期。
4．有丝分裂中，DNA加倍在间期，染色体数目暂时加倍在后期。
5．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。
细胞
类型
蚕豆根尖分
生区细胞
小鼠十二指
肠上皮细胞
人的宫颈
癌细胞
人的肝
细胞
细胞周期
17.3h
15.3h
22h
22h