第1节 第1课时 细胞周期及高等植物细胞的有丝分裂（教师用书）-【勤径学升】2024-2025学年高中生物必修1同步练测（人教版2019）

第1节　细胞的增殖 第1课时　细胞周期及高等植物细胞的有丝分裂 [学习目标] 1．阐明有丝分裂中细胞周期的概念和分段。 2．掌握植物细胞有丝分裂的过程，概述各阶段的主要变化特征。 一、生物体的生长 1．生物体生长的原因 （1）主要原因：通过细胞分裂增加细胞的数量。 （2）次要原因：通过细胞生长增大细胞的体积。 2．细胞不能无限长大的原因 （1）细胞的体积越大，表面积与体积的比值越小。 （2）细胞的体积越大，相同时间内物质扩散的体积与整个细胞体积的比值越小，即物质运输的效率越低。 二、细胞增殖 1．定义 细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。 2．过程 包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。 3．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）单细胞生物通过细胞增殖而繁衍。 （2）多细胞生物体内不断有细胞衰老、死亡，需要通过细胞增殖加以补充，经过细胞增殖和分化逐渐发育为成体。 三、细胞周期 1．研究对象 连续分裂的细胞。 2．时间 从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。 3．两个阶段 分裂间期和分裂期，分裂间期占细胞周期的90%～95%。 4．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。 四、植物细胞有丝分裂过程中各时期及主要变化 图示 时期 主要变化 分裂间期 Ⅰ．染色体变化：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，可以合称为染色体复制 Ⅱ．细胞变化：细胞有适度的生长 前期 Ⅰ．染色体变化：染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体 Ⅱ．细胞变化：a．细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体； b．核仁逐渐解体、核膜逐渐消失 中期 Ⅰ．染色体的着丝粒排列在赤道板上 Ⅱ．染色体形态稳定，数目清晰 （续表） 图示 时期 主要变化 后期 Ⅰ．染色体数目变化及原因：染色体数目加倍；着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体 Ⅱ．染色体运动：由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动 末期 Ⅰ．染色体变化：染色体变成染色质丝 Ⅱ．细胞结构变化：a．出现了新的核膜、核仁； b．赤道板的位置出现细胞板，并逐渐扩展，形成新的细胞壁 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 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．任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。 （×） 3．洋葱的表皮细胞比分生区细胞的细胞周期长。 （×） 4．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。 （×） 知识点一　细胞增殖及周期性 　　下表是几种细胞的细胞周期的持续时间（单位：h），据表分析： 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 （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？ （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）如图表示细胞连续分裂的过程： ①其中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一段？ 提示：（1）都能进行连续分裂。 （2）不一定相同。 （3）不一定相同。 （4）①a或c。因为分裂间期所占的时间比例大。②a＋b或c＋d。 1．细胞周期的表示方法 （1）扇形图表示法 从A点→B点→A点（顺时针），表示一个细胞周期。 （2）直线图表示法 图中a＋b或c＋d均可表示为一个细胞周期。 （3）坐标图表示法 a→e为一个完整的细胞周期。 （4）柱形图表示法 B组细胞内核DNA相对含量在2C到4C之间变化，说明该组细胞正处于核DNA复制时期，即分裂间期（S期）；C组细胞中核DNA相对含量已经加倍，说明细胞处于分裂间期（G2期）及分裂期（M期）。 2．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。分裂间期与分裂期所占比例也不同。 （2）外部因素：主要有温度、pH、生理和病理状况，这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期。因为DNA复制、有关蛋白质的合成、能量供给等生理过程都需要酶的参与。 1．下列有关细胞周期叙述错误的是(　　) A．一个细胞周期包括分裂间期和分裂期 B．分裂间期为分裂期做好物质准备 C．细胞周期的精确调控对生命活动具有重要意义 D．不同细胞的细胞周期持续时间一定相同 解析　一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，A正确；分裂间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做好物质准备，B正确；细胞分裂是生物体生长、发育的基础，细胞周期的精确调控对生命活动具有重要意义，C正确；不同细胞的细胞周期持续时间不一定相同，D 错误。 答案　D 2．如图所示，图甲中a＋b表示一个细胞周期，c＋d表示另一个细胞周期。图乙中，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，不正确的是 （　　） A．图甲中的a、图乙中的B→A，细胞正在进行DNA复制 B．图甲中的b、图乙中的A→B，是会出现染色体数目加倍的时期 C．图乙中的细胞周期可以是从A到B再到A D．图乙中的细胞周期可以是从B到A再到B 解析　图甲中的a和图乙中的B→A都表示分裂间期，间期要进行DNA的复制，A正确；图甲中的b和图乙中的A→B都表示分裂期，分裂期的后期染色体数目会加倍，B正确；一个细胞周期中，间期在前，分裂期在后，图乙中从A到B表示分裂期，细胞周期应是从B到A再到B，C错误，D正确。 答案　C 知识点二　植物细胞的有丝分裂 1．结合下列植物细胞分裂的过程模式图分析细胞分裂的过程。 (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？ 提示：(1)在有丝分裂过程中，染色体、纺锤体在前期出现，在末期消失；核膜、核仁在前期解体，在末期重建。 (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)赤道板不是真实存在的具体结构，它指的是细胞中央类似于赤道平面的假想的一个平面，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，细胞板向四周扩展最终形成细胞壁，在显微镜下可观察到。 2．某同学利用光学显微镜观察到了图A和图B两种形态的染色体，又在实验老师的帮助下借助电子显微镜观察到了图C和图D两种形态的染色质。 (1)请就有丝分裂过程中染色质(染色体)的行为进行正确排序，并说明理由。 (2)根据染色质(体)模型，填写下表图示结构中染色体、核DNA、染色单体的数量关系。 项目 染色体 ________ ________ ________ 核DNA ________ ________ ________ 染色单体 ________ ________ ________ (3)A→B的变化发生在有丝分裂的什么时期？变化的原因是什么？ (4)D→C的变化发生在细胞分裂的什么时期？变化的原因是什么？ 提示：(1)D→C→A→B。染色质要先进行复制，然后高度螺旋化，缩短变粗，以利于平均分配。 (2)1　1　1　1　2　2　0　2　2 (3)后期；着丝粒的分裂。 (4)S期；DNA的复制。 1．染色体、染色单体、DNA分子三者之间的关系 （1）图示 （2）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上的两条姐妹染色单体；当着丝粒分裂后，两条姐妹染色单体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；有染色单体时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。 2．一个细胞周期中细胞内染色体、DNA分子等的变化 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 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去 4N→2N 0 4C→2C 3．细胞增殖过程中核DNA、染色体数量变化曲线 曲线 （续表） 解读 ①a→b的变化原因是DNA分子复制 ②f→g的变化原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体 ③c→d，h→i的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子细胞 1．下图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析可做出的判断是 （　　） A．若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→② B．图①中中心体发出的星射线形成了纺锤体，此时共有6条染色体 C．图③中着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体数目也加倍 D．图④中着丝粒整齐地排列在细胞板上，此时是观察染色体的最佳时期 解析　图中细胞具有细胞壁，为植物细胞分裂期图像，植物细胞分裂前期由两极发出纺锤丝形成纺锤体。着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体消失。图④为有丝分裂中期，着丝粒整齐排列在赤道板上，细胞板是末期才形成的。故A正确。 答案　A 2．下图表示一个细胞周期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．①④⑤③ B．②③①④⑤ C．①⑤④③② D．⑤④③②① 解析　细胞周期的分裂间期DNA分子复制后每条染色体上含有两个DNA分子，但在分裂间期呈染色质丝状态，如图①所示；在前期变成染色体，如图⑤所示；在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；后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成两条子染色体，分别移向细胞的两极，如图③所示；在分裂的末期时只存在含有一个DNA分子的染色体，如图②所示。故C正确。 答案　C 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）连续分裂的细胞，计算细胞周期的时间应从细胞核形成时开始计算。 （×） （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）在有丝分裂过程中，细胞内染色体的数目发生规律性变化。 （√） （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。 （×） 2．下列与细胞周期有关的叙述，错误的是（　　） A．细胞都具有细胞周期 B．细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程 C．细胞周期中，核DNA的复制发生于间期 D．分裂期与间期时间的比值可反映处于两个时期细胞数目的比值 解析　由细胞周期的定义可知，只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，A错误。 答案　A 3．如图是一个植物细胞分裂的示意图，下列说法不正确的是(　　) A．此细胞处于有丝分裂的后期 B．该细胞此时有8条染色体，8个核DNA分子 C．此细胞分裂结束以后，子细胞内有8条染色体，8个核DNA分子 D．此时期继续发展，将在赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展形成细胞壁，最终分裂为两个子细胞 解析　本题考查有丝分裂后期特点及数据分析。细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，且在纺锤丝的牵引下均匀地移向两极，应该处于有丝分裂后期，A正确；该细胞此时有8条染色体，8个核DNA分子，没有姐妹染色单体，B正确；此细胞分裂结束以后，子细胞内含有4条染色体，4个核DNA分子，C错误；该细胞下一个分裂期为末期，将在赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展形成细胞壁，最终分裂为两个子细胞，D正确。 答案　C 4．如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程（　　） A．发生在细胞分裂期的末期，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．发生在细胞分裂期的前期，核膜逐渐消失 D．发生在细胞分裂期的中期，染色体螺旋变粗 解析　由图可知，该细胞核中的染色体含有姐妹染色单体，而且散乱分布在细胞中，核膜逐渐解体，核仁已经消失，故细胞处于分裂前期。故C正确。 答案　C 5．下图是具有四条染色体的植物细胞有丝分裂图，请据图分析回答： （1）C图所示细胞处于细胞分裂的　　　　期，判断理由：  ①从染色体分析：　　　　；  ②从细胞结构分析：　　　　。  （2）细胞中DNA分子数与染色体数相同的是　　　　图，这些细胞在染色体结构上有何共同特点？　　　　。  （3）染色体数目加倍发生在　　　　图，其加倍机制是　　　　。  解析　（1）C图染色体散乱排布，具有姐妹染色单体，处于前期。（2）A、D图中染色体均没有染色单体，染色体数目和DNA数目相同。（3）A图着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍。 答案　（1）前　①染色体含染色单体且排列散乱　②形成纺锤体，核仁消失 （2）A、D　染色体结构中均没有染色单体 （3）A　染色体的着丝粒一分为二 学科网（北京）股份有限公司 $$