内容正文:
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过程
课标要求
素养要求
1.明确细胞增殖的概念和过程。
2.明确细胞周期的概念和表示方法。
3.观察细胞有丝分裂过程,并概述细胞有丝分裂各时期的特征。
科学思维:基于观察有丝分裂过程,掌握有丝分裂各个时期的特点。
一、细胞增殖和细胞周期
1.细胞增殖的概念、过程、方式和意义
(1)概念:细胞通过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)真核细胞的分裂方式有三种:有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。
(4)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。
2.细胞周期
(1)适用生物:真核生物。
(2)前提条件:连续分裂的细胞。
(3)起止点:
①起点:一次分裂完成时;
②止点:下一次分裂完成时。
(4)两个阶段:分裂间期和分裂期。
【正误判断】
(1)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长( )
(2)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( )
(3)多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖( )
(4)细胞分裂之前,遗传物质一定要进行复制( )
(5)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×
【深化探究】
1.细胞具备细胞周期的条件和特点
(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 ⑥卵细胞、精子
答:________________________________________________________________________
(2)下表为不同细胞的细胞周期持续时间(t/h):
细胞类型
分裂间期
分裂期
细胞周期
菜豆根尖分
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
据表中内容总结细胞周期的特点。
答:________________________________________________________________________
答案:(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,不分裂,没有细胞周期;⑥无细胞周期,成熟生殖细胞,不能继续分裂。
(2)①不同类型的细胞,细胞周期不一定相同。②分裂间期所经历时间,远比分裂期长。
2.细胞周期表示方法
(1)①间期:图甲________;图乙________
②分裂期:图甲________;图乙____________。
③一个细胞周期:图甲________;图乙________。
(2)图甲中的B+C=A+B=A+D,那么B+C或者A+D能否表示一个细胞周期?为什么?
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案:(1)①A、C a ②B、D b+c+d+e ③A+B、C+D a+b+c+d+e (2)不能。B+C不是一个细胞周期,原因是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,先是分裂间期,后是分裂期,且分裂间期时间长于分裂期时间;A+D不是一个细胞周期,原因是一个细胞周期在时间上是连续的。
二、有丝分裂
1.有丝分裂的过程
时期
分裂图像
特点
植物细胞
动物细胞
间期
①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成;
②细胞适度生长。
动物:中心粒倍增
续表
时期
分裂图像
特点
植物细胞
动物细胞
前期
①核膜、核仁逐渐消失;
②染色质→染色体;
③纺锤体形成
植物:细胞两极发出纺锤丝;
动物:中心粒发出星射线
续表
时期
分裂图像
特点
植物细胞
动物细胞
中期
①染色体的着丝粒排列在赤道板上;
②染色体形态稳定,数目清晰
后期
①着丝粒分裂、姐妹染色单体分开;
②子染色体分别移向两极
末期
①新的核膜、核仁出现,形成两个细胞核;
②染色体→染色质丝;
③纺锤丝消失;
④细胞质分裂
植物:细胞板→细胞壁;
动物:细胞膜从细胞的中部向内凹陷
【巧记】 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:粒裂数加均两极;
末期:两消两现重开始。
2.有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
【正误判断】
(1)能连续分裂的细胞都可实现无限增殖( )
(2)蛙的生长发育过程中,体细胞增殖仅靠有丝分裂( )
(3)动、植物细胞有丝分裂的中期都会出现赤道板( )
(4)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( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
【深化探究】
1.有丝分裂中染色体、染色单体和DNA的关系
(1)根据染色体形态变化过程,写出甲、乙、丙、丁四幅图中染色体、染色单体、核DNA的含量:
物质或结构
甲
乙
丙
丁
染色体
1
1
1
2
染色单体
0
2
2
0
DNA
1
2
2
2
(2)核DNA数目和染色体数目比值为2∶1的时期有_________________________。
(3)核DNA数目和染色体数目比值为1∶1的时期有_________________________。
答案:(2)间期DNA复制之后及前期、中期
(3)间期DNA复制前及后期、末期
2.下列是某植物细胞有丝分裂的简图,据图回答:
(1)A图所示时期细胞发生的主要变化是: ____________________________________
________________________________________________________________________。
C图中染色体排列的特点是: _______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中有丝分裂的正确顺序是怎样的?(用图中字母和箭头表示)
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)A图中有几条染色体?B图中染色体、染色单体、DNA的数目分别为多少?
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案:(1)着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,子染色体由纺锤丝牵引着分别移向细胞两极 每条染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上
(2)B→C→A→D
(3)A图中有8条染色体。B图中染色体、染色单体、DNA的数目分别为4、8、8。
【归纳总结】
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。
【学习小结】
细胞增殖
1.科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗,追踪放射性的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况,得到根尖细胞连续分裂的时间(单位:h)数据如图所示。下列叙述正确的是( )
A.de阶段发生遗传物质的平均分配
B.bc阶段结束时核DNA含量增加一倍
C.cd阶段完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
D.—个细胞周期可表示为cd+de
B de阶段为分裂间期,而遗传物质的平均分配发生在分裂期,A错误;bc阶段为分裂间期,此期间发生了DNA的复制,故结束时核DNA含量增加一倍,B正确;cd阶段为分裂期,cd阶段之前就完成了DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,C错误;一个细胞周期应该先是分裂间期,后是分裂期,应表示为bc+cd或de+ef,D错误。
2.如图是某高等植物细胞有丝分裂周期图。据图判断下列说法中正确的是( )
A.DNA和染色体数目加倍发生在乙→甲时期
B.染色单体形成的时期是乙→甲时期
C.乙→甲时期,细胞中核糖体、线粒体、高尔基体活动旺盛
D.乙→甲时期,发生染色体的着丝粒排列在赤道板
B 据图可知,乙是起点也是终点。乙→甲是分裂间期,甲→乙是分裂期,故该细胞的细胞周期为乙→甲→乙,DNA和染色体数目加倍分别发生在间期和后期,A错误;染色单体形成的时期是乙→甲,即分裂间期,B正确;核糖体是合成蛋白质的场所,蛋白质合成发生在细胞间期,高尔基体与植物细胞壁的形成有关,发生在末期,C错误;染色体的着丝粒排列在赤道板上为分裂中期,发生在甲→乙,D错误。
3.如图表示细胞有丝分裂过程中一条染色体的变化,下列分析正确的是( )
A.a→d的过程可以发生在所有真核细胞中
B.a→b的过程发生在分裂间期,该时期细胞中有RNA的合成
C.细胞中染色体发生b→c的变化会使细胞的染色体数目倍增
D.植物细胞在染色体发生c→d变化后才能形成赤道板
B a→d的过程是染色体变化过程,并非所有的真核细胞都有染色体变化,如蛙的红细胞进行无丝分裂,A错误;图中a→b表示染色体的复制,发生在间期,间期也有RNA的合成,B正确;b→c表示前期染色质变成染色体,该过程染色体数目不变,C错误;赤道板是一个假想的平面,并非真实结构,D错误。
4.如图是有丝分裂某时期的模式图。下列有关说法中不正确的是( )
A.该图表示有丝分裂中期图
B.该图中含有8条染色体
C.该图中含有中心体,发出星射线
D.该时期没有核膜和核仁
A 根据分析可知,该图属于有丝分裂后期图,A错误;该图中没有姐妹染色单体,含有8个核DNA,8条染色体,B正确;由图可知,在细胞两极含有中心体,中心体发出星射线可形成纺锤体,C正确;有丝分裂过程中,在前期核膜和核仁解体、消失,在末期核仁和核膜重新构建,故有丝分裂后期不含核膜和核仁,D正确。
5.如图所示,a、b、c、d分别是一些生物体细胞某个分裂时期的示意图,下列有关描述正确的是( )
A.a图表示植物细胞有丝分裂末期
B.b图可表示人成熟红细胞分裂的某个阶段
C.c图细胞由于着丝粒分裂,染色体数目加倍,但染色单体数目不变
D.d图细胞中含有4条染色单体
A a细胞中央出现细胞板,表示植物细胞有丝分裂末期,A正确;b表示无丝分裂的某个阶段,而人成熟红细胞高度分化,不能进行分裂,B错误;c图细胞由于着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,因此染色体数目加倍,但染色单体数目由8变为0,C错误;d细胞含有4条染色体,8条染色单体,D错误。
6.如图表示细胞有丝分裂各时期的图像。请据图回答下列问题:
(1)图示若作为一个完整的细胞周期,则还缺少处于________期的细胞简图,该时期的主要变化是________。
(2)按细胞周期的过程,将图中各时期的细胞进行排序:________。
(3)染色体数目暂时加倍的时期是图______,加倍的原因是__________________。
(4)细胞D中核DNA数、染色体数分别是________。
(5)动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞明显不同的两个时期分别是________(用图中字母回答)。
解析:(1)图中A细胞处于分裂后期,B细胞处于分裂末期,C细胞处于分裂前期,D细胞处于分裂中期,因此作为一个完整的细胞周期,还缺少处于间期的细胞简图,该时期的主要变化是DNA复制和有关蛋白质的合成(染色体复制)。(2)A细胞处于分裂后期,B细胞处于分裂末期,C细胞处于分裂前期,D细胞处于分裂中期,因此对题图中各时期的细胞进行排序为CDAB。(3)有丝分裂后期(A),细胞中着丝粒分裂,染色单体分开成为染色体,导致染色体数目暂时加倍。(4)细胞D中核DNA数、染色体数分别是8、4。(5)动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞明显不同的两个时期分别是前期和后期。
答案:(1)间 DNA复制和有关蛋白质的合成(染色体复制) (2)CDAB (3)A 着丝粒分裂,染色单体分开成染色体 (4)8、4 (5)B、C
学科网(北京)股份有限公司
$$