高中生物必修一同步系列（新教材）講義第6章 第1節(jié) 第1課時 細胞增殖、細胞周期和高等植物細胞的有絲分裂

第1節(jié)細胞的增殖第1課時細胞增殖、細胞周期和高等植物細胞的有絲分裂一、細胞增殖與細胞周期1．細胞增殖的概念：細胞通過細胞分裂增加細胞數(shù)量的過程。2．細胞增殖的意義：生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。(1)單細胞生物：通過細胞增殖而繁衍。(2)多細胞生物：從受精卵開始，要經(jīng)過細胞增殖和分化逐漸發(fā)育為成體。(3)生物體內(nèi)不斷地有細胞衰老、死亡，需要通過細胞增殖加以補充。3．細胞增殖的過程：包括物質(zhì)準備和細胞分裂兩個連續(xù)的過程。4．細胞周期(1)前提條件：連續(xù)分裂的細胞。(2)時間eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(起點：一次分裂完成時,終點：下一次分裂完成時))(3)圖示含義(4)分裂間期與分裂期的聯(lián)系：分裂間期為分裂期進行活躍的物質(zhì)準備，完成DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。(1)細胞分裂之前，遺傳物質(zhì)先進行復制()(2)不同生物的細胞周期持續(xù)時間相同()(3)同種生物不同細胞的細胞周期持續(xù)時間一定相同()(4)細胞周期持續(xù)時間相同的不同細胞，其分裂間期和分裂期占細胞周期的比例也分別相同()(5)結(jié)合染色體的組成成分，可推測分裂間期進行了DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√特別提醒影響細胞周期的因素(2)外部因素：主要有溫度、pH、射線、生理和病理狀況等，這些因素通過影響酶的活性來影1．如圖表示細胞連續(xù)分裂的過程：(1)其中表示分裂間期的是哪一段？為什么？提示a或c；因為分裂間期所占的時間比例大。(2)能表示一個完整的細胞周期的是哪一段？提示ab段或cd段。2．根據(jù)下圖所示，細胞有絲分裂的一個細胞周期應(yīng)如何表示？提示乙→乙。3．下列細胞中有細胞周期的有哪些？①根尖分生區(qū)細胞②胚胎干細胞③皮膚生發(fā)層細胞④神經(jīng)細胞⑤莖的形成層細胞提示①②③⑤。易錯警示不是所有細胞都有細胞周期(1)只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，有些細胞分裂結(jié)束后不再進行分裂，它們就沒有周期性。如下圖甲細胞就無細胞周期，而圖乙細胞進行連續(xù)的細胞分裂，具有細胞周期。(2)生物體內(nèi)有細胞周期的細胞有：受精卵、干細胞、分生區(qū)細胞、形成層細胞、生發(fā)層細胞、癌細胞(不正常分裂)等。(3)精細胞和卵細胞、已高度分化的細胞沒有細胞周期。拓展延伸分裂間期分為G1期、S期、G2期，其中G1期(DNA合成前期)合成有關(guān)蛋白質(zhì)，為DNA合成做準備，S期(DNA合成期)進行DNA的復制，G2期(DNA合成后期)主要進行相關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為分裂期做準備。M期為分裂期。相關(guān)示意圖如下：二、高等植物細胞的有絲分裂1．有絲分裂是一個連續(xù)的過程，人們根據(jù)染色體的行為，把它分為四個時期：前期、中期、后期、末期。2．有絲分裂各時期主要特點(以高等植物細胞為例)時期主要變化前期①染色質(zhì)絲螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體；②從細胞的兩極發(fā)出紡錘絲，形成一個梭形的紡錘體；③核仁逐漸解體，核膜逐漸消失；④染色體散亂分布于紡錘體中央中期紡錘絲牽引著染色體運動，使每條染色體的著絲粒排列在赤道板上后期①每個著絲粒分裂成兩個，姐妹染色單體分開，成為兩條染色體，由紡錘絲牽引著分別向細胞的兩極移動；②結(jié)果：染色體數(shù)目加倍，細胞的兩極各有一套形態(tài)和數(shù)目完全相同的染色體末期①染色體變成染色質(zhì)絲，紡錘絲消失；②出現(xiàn)新的核膜、核仁，形成兩個新的細胞核；③赤道板的位置出現(xiàn)一個細胞板，細胞板逐漸擴展，形成新的細胞壁(1)使用高倍鏡可觀察到赤道板和細胞板的時期分別是中期和末期()(2)由于有絲分裂中期的染色體螺旋化程度最高，因此要觀察細胞內(nèi)染色體的形態(tài)和數(shù)目，常選擇處于分裂中期的細胞()(3)有絲分裂后期，在紡錘絲的牽引下，著絲粒分裂成兩個，染色體數(shù)目加倍()答案(1)×(2)√(3)×1．請就有絲分裂過程中染色質(zhì)(染色體)的行為進行正確排序，并說明理由。提示A→D→B→C。染色質(zhì)要先進行復制，然后高度螺旋化，縮短變粗，以利于平均分配。2．根據(jù)染色質(zhì)(體)模型，填寫下表圖示結(jié)構(gòu)中染色體、核DNA、染色單體的數(shù)量關(guān)系項目染色體111核DNA122染色單體0223.染色單體形成于何時，何時以染色體形態(tài)出現(xiàn)，消失于何時？提示形成于分裂間期；分裂前期以染色體形態(tài)出現(xiàn)；消失于分裂后期。4．請就圖中各細胞進行排序，并敘述圖2時期的主要特點。提示4→3→2→1→5。圖2處于分裂中期，此時期紡錘絲牽引著染色體運動，使每條染色體的著絲粒排列在細胞中央的赤道板上。5．與高等植物細胞有絲分裂有關(guān)的細胞器主要有哪些？各有什么作用？提示如表所示細胞器功能線粒體提供能量核糖體合成蛋白質(zhì)的場所高爾基體與細胞壁的形成有關(guān)1．生物體的生長既靠細胞生長增大細胞的體積，還要靠細胞分裂增加細胞的數(shù)量。2．細胞增殖是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。3．只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，如根尖分生區(qū)細胞和皮膚生發(fā)層細胞。4．有絲分裂各時期主要特點記憶口訣：前期膜仁消失現(xiàn)兩體，中期形定數(shù)清赤道齊，后期粒裂數(shù)加均兩極，末期兩消兩現(xiàn)重開始。5．分裂間期DNA復制而加倍，有絲分裂后期著絲粒分裂使染色體數(shù)目暫時加倍。6．與高等植物細胞有絲分裂有關(guān)的細胞器有核糖體、高爾基體、線粒體等。1．在一個細胞周期中，持續(xù)時間最長的階段是()A．分裂期的前期 B．分裂期的中期C．分裂期的后期 D．分裂間期答案D解析細胞周期中持續(xù)時間最長的是分裂間期，它持續(xù)的時間要比整個分裂期的時間長許多，D正確。2．科學家用32P標記的磷酸鹽浸泡蠶豆幼苗，追蹤放射性的去向以研究蠶豆根尖細胞分裂情況，得到根尖細胞連續(xù)分裂的時間(單位：h)數(shù)據(jù)如下圖所示。下列敘述正確的是()A．DE階段發(fā)生遺傳物質(zhì)的平均分配B．BC階段結(jié)束時核DNA含量增加一倍C．CD階段完成DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成D．—個細胞周期可表示為CD＋DE答案B解析DE階段為分裂間期，而遺傳物質(zhì)的平均分配發(fā)生在分裂期，A錯誤；BC階段為分裂間期，此期間發(fā)生了DNA的復制，故結(jié)束時核DNA含量增加一倍，B正確；CD階段為分裂期，CD階段之前就完成了DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，C錯誤；一個細胞周期應(yīng)先是分裂間期，后是分裂期，應(yīng)表示為BC＋CD或DE＋EF，D錯誤。3．下列有關(guān)洋蔥根尖細胞有絲分裂過程的敘述，正確的是()A．前期，成對中心體相互分離B．中期，著絲粒與細胞一極發(fā)出的紡錘絲相連C．后期，染色體數(shù)目加倍D．末期，細胞質(zhì)發(fā)生不均等分裂答案C解析洋蔥根尖細胞無中心體，A錯誤；分裂中期，著絲粒與細胞兩極發(fā)出的紡錘絲相連，B錯誤；分裂后期，著絲粒的分裂使染色體數(shù)目加倍，C正確；末期細胞質(zhì)均等分裂，形成兩個子細胞，D錯誤。4．洋蔥根尖分生區(qū)細胞在分裂過程中不會出現(xiàn)的是()A．在細胞分裂間期，核糖體上合成酶B．在細胞分裂前期，細胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體C．在細胞分裂中期，細胞內(nèi)ATP的含量明顯減少D．在細胞分裂末期，高爾基體為細胞壁的形成合成纖維素答案C解析ATP與ADP在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速，使細胞內(nèi)ATP與ADP的含量處在動態(tài)平衡中，因此，在細胞分裂中期，細胞內(nèi)ATP的含量不會明顯減少。A組基礎(chǔ)對點練題組一細胞增殖與細胞周期1．(2020·山東高一期末)生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)是()A．有絲分裂 B．新陳代謝C．構(gòu)成細胞的化合物 D．細胞增殖答案D解析根據(jù)分析，細胞增殖使細胞數(shù)目增多，同時保證了親代和子代細胞之間的延續(xù)性，所以細胞增殖是生物體生長、發(fā)育和繁殖的基礎(chǔ)，D正確。2．(2020·北京市高一期末)下列細胞中，具有細胞周期的是()A．精細胞 B．干細胞C．洋蔥表皮細胞 D．口腔上皮細胞答案B解析精細胞、洋蔥表皮細胞和口腔上皮細胞均是高度分化的細胞，已失去分裂能力，不再進行分裂，不再具有細胞周期，干細胞可連續(xù)分裂，具有細胞周期，B正確。3．下列關(guān)于細胞周期的敘述，正確的是()A．細胞發(fā)生分裂后立即進入下一個細胞周期B．機體內(nèi)所有的體細胞都處于細胞周期中C．細胞周期由前期、中期、后期、末期組成D．細胞種類不同，細胞周期持續(xù)時間可能相同答案D解析有的細胞分裂后不再分裂，即不再進入下一個細胞周期，A錯誤；只有連續(xù)分裂的細胞才具有細胞周期，B錯誤；細胞周期由分裂間期和分裂期(分為前期、中期、后期、末期)組成，C錯誤；細胞種類不同，細胞周期持續(xù)時間可能相同，D正確。題組二高等植物細胞的有絲分裂4．下列變化發(fā)生在有絲分裂前期的是()A．染色體的著絲粒一分為二B．紡錘體逐漸解體C．赤道板的位置形成細胞板D．染色質(zhì)高度螺旋成棒狀染色體答案D解析染色體的著絲粒在后期一分為二，紡錘體在末期逐漸消失，赤道板的位置形成細胞板是在末期，故選D。5．(2020·遼寧高一期末)用光學顯微鏡的高倍鏡觀察植物細胞有絲分裂中期圖像，清晰可見的細胞結(jié)構(gòu)是()A．紡錘體、染色質(zhì) B．染色體、赤道板C．染色體、細胞壁 D．紡錘體、核仁答案C解析在光學顯微鏡下觀察植物細胞有絲分裂中期圖像可觀察到染色體、紡錘體、細胞壁，A錯誤、C正確；赤道板是一個假想的平面，實際上并不存在，所以有絲分裂中期以及任何其他時期都不可能看到赤道板，B錯誤；在有絲分裂的前期核膜、核仁就逐漸解體消失了，所以不可能在有絲分裂中期看到核仁，D錯誤。6.如圖為某一高等生物有絲分裂某一時期的圖像，下列敘述不正確的是()A．該生物為一種植物B．該細胞中含有8條染色單體C．該細胞處于有絲分裂后期D．該細胞含有8條染色體答案B解析題圖細胞具有細胞壁，是植物細胞；細胞中染色體著絲粒已經(jīng)分裂，姐妹染色單體分開，形成的子染色體在紡錘絲的牽引下正向兩極移動，該細胞處于有絲分裂的后期；染色體數(shù)目以著絲粒為準，圖中有8個著絲粒即含有8條染色體，沒有染色單體存在。7．下列關(guān)于高等植物細胞周期中出現(xiàn)的先后順序，錯誤的是()A．核糖體的增生早于中心體的復制B．細胞核的分裂早于細胞質(zhì)的分裂C．染色體的出現(xiàn)早于紡錘體的形成D．囊泡的出現(xiàn)早于細胞板的形成答案A解析高等植物細胞中沒有中心體，A錯誤；在末期，細胞核的分裂早于細胞質(zhì)的分裂，B正確；在前期，染色體的出現(xiàn)早于紡錘體的形成，紡錘絲在前期中較晚時候出現(xiàn)，C正確；在末期，囊泡的出現(xiàn)早于細胞板的形成，然后細胞板向四周擴展形成新的細胞壁，D正確。8．染色體是細胞中重要的結(jié)構(gòu)，關(guān)于染色體的敘述，錯誤的是()A．染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)分子組成B．染色體分布在細胞核、線粒體和葉綠體中C．染色體和染色質(zhì)之間可以相互轉(zhuǎn)換D．光學顯微鏡可以觀察到細胞中的染色體答案B解析染色體只存在于細胞核中，葉綠體和線粒體中只含有裸露的環(huán)狀DNA，B錯誤。9．下列關(guān)于植物細胞有絲分裂過程的敘述，正確的是()A．核膜在整個過程中幾乎都可看到B．中期時的著絲粒排列在細胞中央的赤道板上C．后期細胞中的每條染色體上含有兩個DNA分子D．細胞質(zhì)分裂時在赤道板上向內(nèi)凹陷形成環(huán)溝答案B解析核膜在分裂期消失，所以整個過程幾乎都可看到是不正確的，A錯誤；中期染色體的著絲粒排列在赤道板上，B正確；后期著絲粒分裂，每條染色體上含有1個DNA分子，C錯誤；植物細胞有絲分裂末期，細胞中央赤道板的位置形成細胞板，并向四周延伸形成細胞壁，最終將細胞一分為二，D錯誤。10．(2020·天津高一期末)下圖是某學生繪出的細胞分裂模式圖像，請分析回答下列問題：(1)該圖表示高等植物細胞的細胞周期各時期的特征，細胞周期排序是(填字母)___________。(2)在分裂間期，細胞完成________________________________________________________。(3)下列哪種實驗材料適合觀察細胞的有絲分裂____。A．蠶豆葉肉細胞B．人的口腔上皮細胞C．蠶豆根尖分生區(qū)細胞D．洋蔥鱗片葉外表皮細胞答案(1)a→e→b→c→d(2)DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成(3)C解析(1)據(jù)題圖可知，細胞周期的排列順序是a→e→b→c→d。(2)在分裂間期，細胞完成DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。(3)觀察細胞的有絲分裂要選擇分裂旺盛的細胞，蠶豆根尖分生區(qū)細胞分裂旺盛，可作為觀察細胞有絲分裂的實驗材料。B組綜合強化練1．如圖所示①～⑤中含有兩個完整的細胞周期，下列敘述中正確的是()A．①和②為一個細胞周期B．①結(jié)束后DNA含量加倍C．染色體數(shù)目暫時加倍可發(fā)生在③段D．分裂結(jié)束后，子細胞中染色體數(shù)目可能是分裂前的親代細胞的一半答案C解析細胞周期是指從上一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，可表示為②＋③或④＋⑤，A錯誤；①分裂期結(jié)束后DNA含量不加倍，間期DNA復制后加倍，B錯誤；染色體數(shù)目暫時加倍可發(fā)生在③分裂期(有絲分裂的后期)，C正確；分裂結(jié)束后，子細胞中染色體數(shù)目和分裂前的親代細胞相同，D錯誤。2．高等植物細胞有絲分裂過程中，下列事件與染色體均分無關(guān)的是()A．細胞板向四周擴展形成新的細胞壁，從而將一個細胞分成兩個子細胞B．染色質(zhì)高度螺旋為染色體C．核膜的周期性消失與重建D．染色體被牽引著移向細胞兩極答案A解析細胞板向四周擴展形成新的細胞壁，實現(xiàn)了細胞質(zhì)的均分，與染色體均分無關(guān)。3．如圖為細胞周期中部分細胞核的變化示意圖，此過程()A．發(fā)生在細胞分裂末期，核膜再度合成B．發(fā)生在細胞分裂間期，染色質(zhì)復制C．發(fā)生在細胞分裂前期，核膜逐漸消失D．發(fā)生在細胞分裂中期，染色體螺旋變粗答案C解析出現(xiàn)了染色體，核膜正在解體，是細胞分裂前期的特點。4．下圖表示某植物細胞有絲分裂過程中不同時期的細胞圖像，下列分析錯誤的是()A．圖示細胞分裂的先后順序是②③①④B．細胞分裂結(jié)束后子細胞內(nèi)含4條染色體C．圖②時期的明顯變化是出現(xiàn)染色體和紡錘體D．核DNA分子數(shù)與染色體數(shù)相同的時期是①③④答案D解析圖中細胞①②③④中的核DNA分子數(shù)均為8，染色體數(shù)分別為8、4、4、8，即核DNA分子數(shù)與染色體數(shù)相同的時期是①④，D錯誤。5．在一個細胞周期中，最可能發(fā)生在同一時期的是()A．著絲粒的分裂和染色體數(shù)目的加倍B．染色體數(shù)目的加倍和DNA數(shù)目的加倍C．細胞板的出現(xiàn)和紡錘絲的出現(xiàn)D．紡錘絲的出現(xiàn)和DNA數(shù)目的加倍答案A解析著絲粒的分裂和染色體數(shù)目的加倍均發(fā)生于分裂后期，A正確；染色體數(shù)目在分裂后期加倍，而DNA數(shù)目在分裂間期加倍，B錯誤；細胞板在分裂末期出現(xiàn)，而紡錘絲在分裂前期出現(xiàn)，C錯誤；紡錘絲的出現(xiàn)在分裂前期，DNA數(shù)目的加倍發(fā)生在分裂間期，D錯誤。6．植物體細胞進入有絲分裂中期有16個著絲粒，則該植物細胞在下一時期染色體數(shù)、姐妹染色單體數(shù)、核DNA分子數(shù)依次是()A．16、32、32 B．32、32、32C．32、0、32 D．16、0、32答案C解析有絲分裂中期含有16個著絲粒，說明含有16條染色體，后期著絲粒分裂，染色體數(shù)目加倍為32條，姐妹染色單體消失，此時每條染色體上含有1個DNA分子，故有32個DNA分子。綜上所述，C正確。7．下圖為細胞周期示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)一個細胞周期包括____________(用字母回答)兩個階段，其中極為關(guān)鍵的準備階段是________(用字母回答)。B時期最明顯的變化是________________的變化。(2)一個細胞中，具有形態(tài)和數(shù)目完全相同的兩套染色體的是________(用字母回答)時期。答案(1)A、BA細胞核中染色體(2)G解析(1)一個細胞周期包括A分裂間期和B分裂期兩個階段，分裂間期主要進行物質(zhì)的準備，分裂期中最明顯的變化是染色體的變化。(2)在有絲分裂后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為染色體，染色體數(shù)目加倍，一個細胞中，就具有了形態(tài)和數(shù)目完全相同的兩套染色體。8．下圖表示某高等植物細胞有絲分裂某時期的圖示。請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖A表示細胞分裂的________期，判斷的依據(jù)是__________________________________；圖B表示細胞分裂的________期，判斷的依據(jù)是_______________