2020-2021学年高中生物新教材人教版必修1学案：第6章第1节 第1课时细胞周期和有丝分裂的过程（教师备课专用）

2020-2021学年高中生物新教材人教版必修1学案：第6章第1节 第1课时细胞周期和有丝分裂的过程（教师备课专用）

www.ks5u.com 第6章　细胞的生命历程 第1节　细胞的增殖 第1课时　细胞周期和有丝分裂的过程 课标要求 核心素养 ‎1.说明细胞增殖的方式。‎ ‎2.阐明细胞周期的概念及包括的阶段。‎ ‎3.描述植物细胞有丝分裂过程中各阶段的主要变化。‎ ‎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。‎ 知识导图 新知预习·双基夯实 一、细胞增殖 ‎1．意义：生物体__生长、发育、繁殖、遗传__的基础。‎ ‎2．增殖方式：以__分裂__的方式进行增殖。‎ ‎3．过程：包括__物质准备__和__细胞分裂__整个连续的过程。‎ ‎4．真核细胞的三种分裂方式：__有丝分裂、无丝分裂、减数分裂__。‎ 二、有丝分裂 ‎1．细胞周期：‎ ‎(1)范围：__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__。‎ ‎2．高等植物细胞的有丝分裂过程及各时期特点：‎ ‎┃┃活学巧练__■‎ ‎(1)多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖。(√)‎ ‎(2)细胞分裂之前，遗传物质一定要进行复制。(√)‎ ‎(3)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。(×)‎ ‎(4)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。(×)‎ ‎(5)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。(×)‎ ‎(6)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。(×)‎ ‎(7)能连续分裂的细胞都可实现无限增殖。(×)‎ ‎(8)人体所有细胞的细胞周期持续时间相同。(×)‎ ‎(9)在植物细胞有丝分裂末期，高尔基体参与细胞壁的形成。(√)‎ ‎(10)分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成。(×)‎ 思考：‎ ‎1．什么样的细胞才具有细胞周期？‎ 提示：只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，如人体皮肤生发层细胞、造血干细胞等干细胞、癌细胞、植物根尖分生区细胞等。只分裂一次便不再分裂的细胞、减数分裂形成的细胞、高度分化的细胞都不具有细胞周期。‎ ‎2．细胞分裂间期和分裂期前后顺序能否颠倒？谁的时间长？‎ 提示：分裂间期和分裂期前后顺序不能颠倒，细胞周期是间期在前，分裂期在后；间期经历的时间长，分裂期经历的时间短。‎ ‎3．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)→消失(末期)；③核膜和核仁：核仁解体、核膜消失(前期)→重建(末期)。‎ ‎4．细胞板与赤道板的区别是什么？‎ 提示：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。‎ ‎5．染色单体形成于何时，消失于何时？什么时期存在染色单体？‎ 提示：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、中期存在染色单体。‎ ‎6．染色体数与着丝粒数目始终相等吗？‎ 提示：相等。‎ 学霸记忆·素养积累 重点呈现 ‎1．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。‎ ‎2．一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，其中分裂期又可以划分为前期、中期、后期和末期四个相连的时期。‎ ‎3．有丝分裂中，DNA加倍在间期，染色体数目暂时加倍在后期。‎ ‎4．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。‎ 课内探究·名师点睛 知识点 细胞周期 ‎1．细胞周期的三个特点 ‎(1)周期性：只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，如根尖分生区细胞、皮肤生发层细胞等。‎ ‎(2)次序性：完整的细胞周期必须由分裂间期进入分裂期。‎ ‎(3)不均衡性：分裂间期时间远大于分裂期时间。‎ ‎2．细胞周期的表示方法 ‎(1)扇形图 图中A→B为分裂间期，B→A为分裂期，故A→A(或A→B→A)为一个细胞周期。‎ ‎(2)线段图 B＋C或D＋E是一个完整的细胞周期，A＋B不是一个细胞周期，因为细胞周期的起点是上次分裂完成时，也就是细胞分裂的间期的开始。‎ ‎(3)曲线图 ‎(4)柱形图 A组细胞DNA还未复制，处于分裂间期；B组细胞处于分裂间期，正在进行DNA复制，C组细胞处于分裂期。‎ 知识贴士：‎ 对细胞周期理解的四点提醒 ‎(1)细胞周期不是固定值：不同种类细胞或者同种细胞的不同生理时期，细胞周期的时间不同。‎ ‎(2)分裂间期和分裂期不能间断：分裂间期和分裂期是为了方便研究而人为划分的，事实上它们是一个连续的过程。‎ ‎(3)根尖分生区细胞并不都处于分裂期。大部分细胞处于分裂间期。因为细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短。‎ ‎(4)子细胞并不都会继续分裂，分裂产生的子细胞有三种去向：继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。‎ ‎┃┃典例剖析__■‎ 典例1 (2020·江苏省泰州中学高一)下图表示一个细胞周期，下列说法正确的是(　D　)‎ A．甲→乙表示分裂间期 B．乙→甲表示分裂期 C．甲→甲表示一个细胞周期 D．乙→乙表示一个细胞周期 解析：甲→乙时间短，表示分裂期，A错误；乙→甲时间长，表示分裂间期，B错误；甲→乙→甲先是分裂期，后是间期，不能表示一个细胞周期，C错误；一个完整的细胞周期是从上次分裂结束时开始到下次分裂完成时结束。其中间期占的时间较长，在细胞周期的前面，分裂期较短，在细胞周期的后面，则乙→甲→乙表示一个细胞周期，D正确。‎ ‎┃┃变式训练__■‎ ‎1.下图a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是(　D　)‎ A．c和d为一个细胞周期 B．c段结束DNA含量增加一倍 C．遗传物质平分一般发生在d段 D．b和c为一个细胞周期 解析：‎ 细胞周期包括持续时间较长的分裂间期和持续时间较短的分裂期，a和b、c和d分别为一个细胞周期，b和c不是一个细胞周期，A项正确，D项错误；c段完成DNA复制，结束后DNA含量增加一倍，B项正确；d段为分裂期，染色体和核DNA平均分配进两个子细胞，C项正确。‎ 知识点 高等植物的有丝分裂 ‎1．真核细胞的分裂方式 ‎2．细胞增殖的意义 细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。‎ ‎(1)单细胞生物：细胞新个体。‎ ‎(2)多细胞生物：受精卵多细胞生物体新细胞(补充衰老和死亡的细胞)。‎ ‎3．有丝分裂的过程及特点 ‎(1)分裂间期的特点 G1期(DNA合成前期)：主要进行RNA和有关蛋白质的生物合成，并为S期的DNA合成做准备。‎ S期(DNA合成期)：主要进行DNA的合成。‎ G2期(DNA合成后期)：相关RNA和蛋白质的合成。‎ ‎(2)有丝分裂过程中各时期特点 细胞周期各时期的特点较多，容易混淆，利用下面的口诀辅助记忆可以事半功倍。‎ 主要变化特点分析 记忆口诀 间期 DNA复制和有关蛋白质的合成完毕，每一条染色体包含两条姐妹染色单体 复制合成姐妹生 前期 两消：核膜、核仁消失；两现：染色质变成染色体、纺锤体出现 膜仁消失两体现 中期 染色体的形态固定，数目清晰，着丝粒排列在赤道板上 形定数晰粒道齐 后期 着丝粒分裂，染色体数目加倍，并平均移向两极 点裂数加两极移 末期 两消：纺锤体消失，染色体变成染色质；两现：核膜、核仁重新出现，细胞板扩展形成细胞壁 两消两现新壁建 ‎4.染色体、染色单体、DNA分子三者之间的关系 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。‎ ‎5.有丝分裂过程中染色体、DNA分子等的变化 项目 时期 染色体形态变化 染色体行为变化 染色体(2N)数目变化 染色单体数目变化 DNA(2C)数目变化 间期 复制 ‎2N ‎0→4N ‎2C→4C 前期 散乱分布于纺锤体中央 ‎2N ‎4N ‎4C 中期 着丝粒排列在赤道板上 ‎2N ‎4N ‎4C 后期 着丝粒分裂，移向两极 ‎2N→4N ‎4N→0‎ ‎4C 末期 平均分配到两个子细胞中 ‎4N→2N ‎0‎ ‎4C→2C ‎┃┃典例剖析__■‎ 典例2 (2019·北京市东城区高一)观察处于有丝分裂中期的植物细胞，不能观察到的结构是(　D　)‎ A．染色体　　　　　 B．纺锤体　‎ C．细胞壁 D．核膜 解析：有丝分裂中期，染色体的形态和数目最稳定，是观察的最佳时期，A正确；纺锤体出现于前期，消失于末期，因此中期可以观察到纺锤体，B正确；有丝分裂的整个过程都可以观察到细胞壁，C正确；核膜在前期消失，末期才出现，所以中期观察不到核膜，D错误。‎ ‎┃┃变式训练__■‎ ‎2．(2019·河南省洛阳市高一)下图表示某生物细胞(2N＝6)进行有丝分裂过程的几个阶段，请据图分析回答下列问题：‎ ‎(1)根据丙图特有的变化过程，判断该图表示的是__植物__(填“植物”或“动物”)细胞，主要依据是__没有中心体，出现细胞板__(写出两点)。‎ ‎(2)染色单体数和DNA数目相等的细胞是图中的__甲、乙__。‎ ‎(3)上述细胞分裂过程的顺序是__乙→甲→丁→丙__(用图标和箭头表示)。‎ 解析：(1)丙图细胞中央出现细胞板，且没有中心体，由此可以判断该图表示的是植物细胞的有丝分裂。(2)甲、乙细胞中染色单体数和DNA数目相等，而丙和丁细胞中没有染色单体。(3)根据图可知，甲处于有丝分裂中期、乙处于有丝分裂前期、丙处于有丝分裂末期、丁处于有丝分裂后期，所以上述细胞有丝分裂的先后顺序是乙→甲→丁→丙。‎ 指点迷津·拨云见日 有丝分裂过程中相关结构的认识 ‎(1)着丝粒的分裂与纺锤丝的牵引无关：有丝分裂后期，纺锤丝只是牵引子染色体移向细胞的两极。‎ ‎(2)赤道板与细胞板不同：‎ ‎①赤道板：细胞中央与纺锤体的中轴垂直的一个平面，只表示一个位置，不是真实存在的结构，在显微镜下观察不到。‎ ‎②细胞板：植物细胞有丝分裂末期，在赤道板位置通过高尔基体形成的一种结构，在显微镜下能观察到，它是植物细胞有丝分裂所特有的。‎ 典例3 (2020·天津滨海新区高一期末)下面是同一细胞分裂不同时期的模式图，据图分析可作出的判断是 (　C　)‎ A．图①时期细胞内有12条染色体 B．图②中可见赤道板正向四周扩展成细胞壁 C．图③时期细胞内染色体数目加倍 D．图④所示细胞处于有丝分裂的后期 解析：图①时期细胞内有6条染色体，12条染色单体，A错误；赤道板是一个假象的板，根本不存在，应该是细胞板正向四周扩展成细胞壁，B错误；③表示有丝分裂后期，此时期细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，C正确；图④所示细胞处于有丝分裂的中期，D错误。‎ 解疑答惑　　‎ 问题探讨⇨P110‎ ‎1．提示：象与鼠相应器官和组织的细胞大小没有明显的差别。‎ ‎2．提示：生物体的生长，既靠细胞分裂增加细胞的数量，又靠细胞生长增大细胞的体积。‎ 思考·讨论⇨P114‎ ‎1．提示：前期染色质变为染色体，散乱排列在细胞中，染色体∶DNA＝1∶2；中期染色体着丝粒排列在赤道板上，染色体∶DNA＝1∶2；后期着丝粒分裂，染色单体分开，移向细胞两极，染色体∶DNA＝1∶1；末期染色体变为染色质。‎ ‎2．提示：前期中心粒周围发出星射线形成纺锤体；细胞膜中部向内凹陷，末期一个细胞缢裂成两个子细胞。‎ ‎3．提示：将亲代细胞的染色体经过复制后精确地平均分配到两个子细胞中，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。‎ 训练巩固·课堂达标 ‎1．有丝分裂过程中，细胞核内DNA数目开始加倍发生在(　C　)‎ A．前期　　　　 B．中期　‎ C．间期 D．后期 解析：有丝分裂间期，细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，因此有丝分裂过程中，细胞核内DNA数目开始加倍发生在间期，故选C。‎ ‎2．(2019·江苏省泰州中学高一)在有丝分裂过程中，着丝粒分裂发生在(　C　)‎ A．前期 B．中期 C．后期 D．末期 解析：前期细胞中核膜和核仁解体消失，出现纺锤体和染色体，A错误；中期染色体的着丝粒都排列在赤道板上，B错误；后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，C正确；末期染色体解螺旋变成染色质，D错误。‎ ‎3．间期细胞内发生复杂的变化，其中复制的结果是(　A　)‎ A．DNA分子数增加了一倍，染色体数目不变 B．DNA分子数和染色体数目都增加一倍 C．DNA含量不变，染色体数目增加一倍 D．DNA含量和染色体数都不变 解析：在细胞分裂间期，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，结果DNA数量加倍，而染色体数目不变，故A正确。‎ ‎4．下图是具有四条染色体的植物细胞有丝分裂图，据图分析回答：‎ ‎(1)C图所示分裂的时期是__前__期，判断的理由是__染色体含染色单体且散乱排列__。‎ ‎(2)一个细胞中，DNA分子数与染色体数相同的是__A、D__图。‎ ‎(3)染色体数目加倍发生在__A__图。‎ ‎(4)在分裂过程中，染色体发生的一系列形态变化和活动都是与__染色体及DNA平均分配到两个子细胞中__相适应的。染色体的活动决定于__纺锤丝的牵引__。‎ ‎(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__间期复制的DNA在分裂期平均分配到两个子细胞中去，使子细胞与母细胞含有相同的遗传物质__。‎ 解析：此题主要考查细胞有丝分裂过程中各时期染色体形态、行为及数目的变化，因此把握各时期的特点是解题的关键。先根据图中染色体的变化特征确定各个时期及其变化顺序是：C(前期)→B(中期)→A(后期)→D(末期)，然后依图作答。‎