第4章 第1节 第2课时 有丝分裂过程及意义与细胞癌变（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（浙科版）

本高中生物学讲义聚焦有丝分裂过程及意义与细胞癌变核心知识点，系统梳理有丝分裂各时期染色体行为变化、动植物细胞分裂差异及意义，衔接癌细胞特征与癌变原因，构建从正常分裂到异常增殖的知识脉络，提供时期对比表格、任务探究等学习支架。 该资料通过任务探究（如染色体行为排序、结构变化分析）培养科学思维，利用坐标图绘制与曲线分析强化建模能力，结合判断正误和例题巩固生命观念。课中辅助教师引导学生主动探究，课后课时对点练帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第2课时　有丝分裂过程及意义与细胞癌变 [学习目标]　1.概述细胞有丝分裂的过程。2.阐述有丝分裂的意义。3.说出癌细胞的主要特征。 一、有丝分裂的过程及意义 1．染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 (1)有丝分裂过程中染色体的行为变化(以高等植物细胞为例) 时期 图示 特点及物质变化 M期 前期 ①最明显的是细胞核内出现染色体；每个染色体由两条并列的姐妹染色单体组成，由一个着丝粒连接在一起；②前期中较晚的时候出现纺锤体；③核膜、核仁开始解体 中期 ①染色体的着丝粒都排列在细胞中央的平面(赤道面)上；②染色体缩短到最小的程度，便于观察和研究 后期 ①染色体的着丝粒分为两个；②姐妹染色单体分离成两条独立的染色体，染色体数目增加一倍；③分离的染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极 末期 ①染色体伸展，呈现染色质状态；②核膜重新形成，核仁出现；③细胞核内染色体数目与分裂前相同，有丝分裂结束；④两个新细胞间出现许多高尔基体分泌的囊泡→聚集成细胞板→形成新的细胞壁→两个新细胞 (2)动、植物细胞有丝分裂的差异 ①动物细胞的细胞质中有一个中心体。G2期时细胞中已有一对中心体。前期，这一对中心体分开并移向细胞两极，由中心体发出的纺锤丝形成纺锤体。 ②动物细胞的胞质分裂不形成细胞板，而是细胞在两极之间的“赤道面”上向内凹陷，形成环沟。环沟渐渐加深，最后缢裂为两个子细胞。 2．有丝分裂的意义：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。在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性。 判断正误 (1)有丝分裂中期的染色体螺旋化程度最高，要观察细胞内染色体的形态和数目，常选择处于分裂中期的细胞(　　) (2)有丝分裂后期，在纺锤丝的牵引下，导致着丝粒分裂，染色体数目加倍(　　) (3)动物细胞有丝分裂过程中核糖体的增生和环沟的形成同时发生在末期(　　) (4)动物细胞有丝分裂过程中，中心体的分开和倍增分别发生在前期和中期(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)× 提示　(2)着丝粒分裂与纺锤丝牵引无关。(3)核糖体的增生发生在分裂间期的G1期。(4)中心体的倍增发生在分裂间期。 任务：探究有丝分裂过程中细胞结构的相关变化 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。 提示　A→D→B→C→A；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)复制好的染色体发生什么行为变化才能够被精确地均分到细胞两极？ 提示　染色体的着丝粒均排列在细胞中央的赤道面上，随后姐妹染色单体分开移向细胞的两极。 (2)姐妹染色单体如何分开？ 提示　着丝粒分裂分开。 (3)姐妹染色单体分离后形成的染色体如何移动？ 提示　分离的染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极。 (4)细胞核的其他结构会发生什么变化，以配合染色体运动(注：细胞核的直径仅为10 μm左右，而染色体的长度有0.5～30 μm)? 提示　细胞核解体，即核膜、核仁解体。 3．如图为高等植物细胞分裂图像，回答下列问题： (1)图中各细胞所处时期在细胞周期中的先后顺序是④→⑤→②→③→①。 (2)在有丝分裂过程中，染色体、纺锤体的出现和消失分别发生在什么时期？核膜消失、核仁解体及二者的重建分别发生在什么时期？ 提示　染色体、纺锤体在前期出现，在末期消失。核膜消失、核仁解体发生在前期，二者的重建发生在末期。 (3)染色单体的形成和消失分别发生于何时？什么时期存在染色单体？ 提示　染色单体形成于分裂间期(染色体复制)，消失于后期(着丝粒分裂)。分裂间期、前期和中期存在染色单体。 4．假定一个体细胞中的染色体数和核DNA的含量为2n。 (1)完成表格 项目 分裂间期 前期 中期 后期 末期 染色体 2n 2n 2n 4n 4n→2n 染色单体 0→4n 4n 4n 0 0 核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n (2)根据(1)中表格所填数据，在下面的坐标图中画出细胞周期中染色体和核DNA的数量变化曲线。 提示　如图所示 5．如图是有丝分裂过程中每条染色体上的DNA含量变化曲线，据图回答下列问题： b→c和d→e发生变化的原因分别是DNA复制和着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，细胞周期中处于cd的时期有G2期、分裂前期和中期。 6．(1)如图所示为一条染色体，姐妹染色单体由粘连蛋白复合体粘在一起。据图分析，姐妹染色单体的分开是被纺锤丝拉开的吗？若不是，姐妹染色单体是如何分开的？ 提示　姐妹染色单体分开不是被纺锤丝拉开的；分离酶把粘连蛋白降解后，粘连蛋白复合体分裂，姐妹染色单体得以分开。 (2)如图所示纺锤丝的一侧在细胞的一极，另一侧连在着丝粒上。请据图分析染色体是如何向细胞的一极移动的？ 提示　纺锤丝由微管蛋白组成，从图中可以看出，微管蛋白从纺锤丝的两端开始解聚，导致纺锤丝越来越短，染色体距离细胞的一极也越来越近，从而实现了这条染色体向细胞的一极移动。 (3)a、b、c三幅图展示了纺锤丝和姐妹染色单体的连接方式，哪一种连接方式能保证染色体移向细胞的两极？ 提示　c图。 1．(2025·杭州高一阶段检测)如图为高等植物细胞有丝分裂过程的行为示意图，下列叙述正确的是(　　) A．细胞③处于间期，在细胞核内进行DNA复制和蛋白质合成 B．细胞②处于前期，中心体产生纺锤丝 C．细胞⑤处于后期，在纺锤丝的牵引下着丝粒一分为二，染色体数目加倍 D．细胞④处于末期，在细胞中央形成了细胞板，再发展成为新的细胞壁 答案　D 解析　蛋白质是在核糖体上合成的，再经核孔运输到细胞核中，A错误；高等植物没有中心体，B错误；着丝粒分裂不是纺锤丝牵引导致的，纺锤丝牵引分开的染色体移向两极，C错误；高等植物有细胞壁，末期在细胞中央形成了细胞板，再发展成为新的细胞壁，最终一个细胞分成两个细胞，D正确。 2．如图是细胞有丝分裂过程中一个细胞核中DNA含量变化曲线和染色体数量变化曲线，下列有关曲线的分析，错误的是(　　) A．ab段核DNA含量上升的原因是DNA的复制 B．gh段染色体数量加倍的原因是着丝粒分裂 C．cd段核DNA含量下降一半的原因是DNA已平均分配到2个子细胞核中 D．fg段一条染色体含一个DNA分子 答案　D 解析　fg段每条染色体含两条染色单体，因此一条染色体含两个DNA分子，D错误。 二、癌细胞可以无限制地分裂 1．癌细胞 (1)概念：在某些致癌因素的作用下，有的细胞会变得不受控制而无限增殖，这种细胞就是癌细胞。 (2)癌细胞的主要特征 ①最重要的特点：有无限增殖能力。 ②另一重要特点：能在体内转移。原因是癌细胞表面粘连蛋白很少或缺失，易于从肿瘤上脱落。许多癌细胞具有变形运动能力，容易在组织间转移。 ③其他特点：核形态不一，并可出现巨核、双核或多核现象；代谢旺盛，蛋白质合成及分解代谢都增强，但合成代谢超过分解代谢；线粒体功能障碍，即使在氧供应充分的条件下也主要依靠糖酵解途径获取能量；体外培养时无接触抑制现象。 2．癌变的原因 (1)内因：原癌基因和抑癌基因发生改变。 ①原癌基因：细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持正常细胞周期所必需的。 ②抑癌基因：其产物能够抑制细胞增殖，促进细胞分化和抑制细胞迁移等。 (2)外因：(致癌因子)。 ①物理因子：如紫外线、电离辐射等。 ②化学因子：如吸烟时烟雾中的物质、亚硝酸盐等。 ③生物因子：如某些病毒、细菌、霉菌等。 判断正误 (1)癌细胞与正常细胞相比，遗传物质发生了改变，但形态没变(　　) (2)癌细胞和正常细胞内都有原癌基因和抑癌基因(　　) (3)导致正常细胞癌变的根本原因是原癌基因的丧失(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)× 提示　(1)癌细胞与正常细胞相比形态也发生了改变。(3)导致正常细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生改变。 3．(2024·绍兴高一阶段检测)下列关于细胞癌变及癌细胞的叙述，错误的是(　　) A．癌细胞可出现巨核、双核或多核现象 B．癌细胞具有无限增殖的能力，无细胞周期 C．致癌因子有很多，某些病毒可能会导致癌变 D．癌变往往与原癌基因的激活和抑癌基因功能的丧失有关 答案　B 解析　癌细胞具有无限增殖的能力，细胞周期缩短，B错误。 4．(2024·浙江强基联盟高一联考)我国科研人员在国际上首次发现了位于22号染色体上的抑癌基因DEPDC5，揭示了DEPDC5突变与胃肠道间质细胞癌变的关系。以下相关叙述正确的是(　　) A．DEPDC5编码的蛋白质会促进胃肠道间质细胞的异常增殖 B．原癌基因或抑癌基因发生突变，就会引起恶性肿瘤 C．胃肠道间质细胞发生癌变，分裂速度明显加快，但细胞周期不变 D．胃肠道间质细胞癌变后易转移与细胞表面粘连蛋白减少有关 答案　D 解析　DEPDC5属于抑癌基因，其编码的蛋白质会抑制细胞的异常增殖，A错误；细胞癌变往往与原癌基因的激活和抑癌基因功能的丧失有关，B错误；癌细胞可以无限增殖，胃肠道间质细胞发生癌变，其细胞周期变短，分裂速度加快，C错误；癌细胞表面的粘连蛋白减少或缺失，细胞间的黏着性降低，易扩散和转移，D正确。 课时对点练 [分值：100分] 第1～12题，每题5分，共60分。 题组一　植物细胞的有丝分裂过程 1．用高倍显微镜观察植物细胞有丝分裂中期图，全部能看到的结构应该是(　　) A．染色体、细胞壁、纺锤体 B．染色体、赤道面、细胞膜 C．细胞壁、细胞膜、核膜 D．细胞壁、纺锤体、核仁 答案　A 解析　植物细胞最外面是细胞壁，在有丝分裂前期形成染色体和纺锤体，A正确；赤道面只是一个位置，而不是实际存在的细胞结构，细胞膜紧贴着细胞壁，在高倍显微镜下无法直接被看到，B错误；核膜和核仁在前期解体，末期重现，在中期不可见，C、D错误。 题点　有丝分裂各时期的特点 2.如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程(　　) A．发生在细胞分裂末期，核膜再度形成 B．发生在细胞周期的分裂间期，染色质复制 C．发生在细胞分裂前期，核膜逐渐消失 D．发生在细胞分裂中期，染色体缩短变粗 答案　C 解析　图中出现了染色体(非染色质形态)，核膜、核仁解体，发生在细胞分裂前期，C符合题意。 题点　有丝分裂各时期的特点 3．下列关于细胞分裂的叙述，错误的是(　　) A．细胞分裂间期，染色体复制并形成染色单体 B．有丝分裂中期，染色体着丝粒排在赤道面上 C．有丝分裂后期，着丝粒一分为二，核DNA数目加倍 D．有丝分裂有利于保持亲子代细胞间遗传性状的稳定 答案　C 解析　有丝分裂后期，着丝粒一分为二，染色体数目加倍，核DNA数目不变，C错误。 题点　有丝分裂各时期的特点 4．(2024·宁波高一期中)在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中，观察到不同分裂时期的细胞如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．甲时期开始出现染色体和纺锤体 B．乙时期是观察染色体形态、数目的最好时期 C．丙时期着丝粒分裂，染色体数目加倍 D．丁时期囊泡在环沟处聚集成一个细胞板 答案　D 解析　甲时期为前期，出现染色体和纺锤体，A正确；乙时期是中期，是观察染色体形态、数目的最好时期，B正确；丙时期为后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，C正确；该细胞为植物细胞，没有环沟，D错误。 题点　植物细胞有丝分裂各时期的图像 题组二　动、植物细胞有丝分裂的区别 5．(2024·绍兴越州中学高一月考)动物细胞有丝分裂周期中，与植物细胞不同的特征是(　　) A．纺锤体的形成和胞质的分裂方式 B．染色体、染色质的转变和胞质的分裂方式 C．核膜、核仁的变化和纺锤体的形成 D．赤道面的位置和染色体、染色质的转变 答案　A 解析　动物细胞和植物细胞纺锤体的形成和胞质的分裂方式均不同，A符合题意；动物细胞和植物细胞的染色体、染色质的转变方式相同，B不符合题意；动物细胞和植物细胞中核膜、核仁均发生周期性的变化，C不符合题意；动物细胞和植物细胞赤道面的位置和染色体、染色质的转变方式均相同，D不符合题意。 题点　动、植物有丝分裂的区别 6．图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图。下列有关叙述错误的是(　　) A．图1细胞中共有4条染色体，8个核DNA分子 B．图2细胞中共有8个核DNA分子，0条染色单体 C．a构成纺锤体，动、植物细胞形成纺锤体的方式不同 D．图2的下一时期将在细胞中央出现细胞板形成细胞壁 答案　D 解析　图2所示细胞在两极之间的赤道面上向内凹陷，形成环沟，据此判断该细胞为动物细胞，动物细胞没有细胞壁，细胞中央不会出现细胞板，D错误。 题点　动物细胞有丝分裂各时期的图像 题组三　细胞的癌变 7．癌细胞能够无限增殖，很难实现完全清除，给患者造成了很大痛苦。下列对癌细胞的叙述正确的是(　　) A．癌细胞分裂较快，分裂间期时间短于分裂期 B．癌细胞表面载体蛋白减少，易在组织间转移扩散 C．癌细胞内的细胞核、染色体都可能已经出现异常 D．每个人都含有原癌基因，因此达到一定年龄后都会患癌症 答案　C 解析　癌细胞是能无限增殖的细胞，分裂较快，但其分裂间期时间依然远远长于分裂期，A错误；癌细胞表面粘连蛋白含量减少，细胞间的黏着性降低，易在组织间转移，B错误；癌细胞是不受机体控制的畸形分化的细胞，能无限增殖，据此可推测，癌细胞内的细胞核、染色体都可能已经出现异常，C正确；每个人都含有原癌基因和抑癌基因，原癌基因和抑癌基因发生改变是癌变发生的根本原因，但不是达到一定年龄后都会患癌症，D错误。 题点　癌细胞的特点 8．某大学研究人员在有关癌症研究的杂志上发表论文称，他们发现了一种名为RHOGD12的基因，该基因有助于避免癌细胞扩散，他们发现携带该基因的癌细胞会失去转移能力。该基因的作用最可能的是(　　) A．当这种基因导入癌细胞后，在癌细胞中表达并产生一种粘连蛋白 B．当这种基因导入癌细胞后，在癌细胞中表达并产生一种蛋白质，由此使癌细胞迅速分化为其他组织、器官 C．该基因在癌细胞内表达后使癌细胞迅速衰老 D．该基因在癌细胞内表达后使癌细胞的DNA复制受阻，停止细胞分裂 答案　A 解析　癌细胞的特征之一是粘连蛋白很少或缺失，易于从肿瘤上脱落，癌细胞容易分散和转移，结合题意可知，RHOGD12基因的作用最可能是这种基因导入癌细胞后，癌细胞中表达并产生一种粘连蛋白，A符合题意。 题点　细胞癌变的机理 9．(2025·温州高一期中)在动物细胞增殖过程中，可发生在同一时期的是(　　) A．中心粒倍增和纺锤体形成 B．DNA复制和姐妹染色单体形成 C．核DNA数目加倍和染色体数目加倍 D．姐妹染色单体消失和细胞板形成 答案　B 解析　中心粒倍增发生在分裂间期，纺锤体在前期形成，A不符合题意；DNA复制和姐妹染色单体形成均发生在分裂间期，B符合题意；核DNA数目加倍发生在分裂间期，染色体数目加倍发生在后期，C不符合题意；姐妹染色单体在有丝分裂后期消失，动物细胞没有细胞板的形成，D不符合题意。 题点　动物细胞分裂各时期的特点 10．如图表示某高等植物细胞有丝分裂过程中染色体的行为变化，下列分析错误的是(　　) A．e过程着丝粒分裂，染色体数目加倍 B．a～b过程发生了中心粒的倍增 C．b～c过程核膜逐渐解体 D．d时期染色体的着丝粒可能排列在赤道面上 答案　B 解析　高等植物细胞中无中心体，不会发生中心粒的倍增，B错误。 题点　分裂过程中染色质与染色体的变化 11.(2024·金华高一期末)如图为科学家利用荧光标记技术研究某生物细胞有丝分裂过程时获得的某时期图像。下列叙述正确的是(　　) A．中心体复制发生在图示时期的前一时期 B．核DNA含量及染色体数加倍均发生在图示时期 C．图中DNA荧光标记集中区域均无姐妹染色单体 D．若无中心体发出的纺锤丝的牵引，着丝粒不能分裂 答案　C 解析　由图可知，DNA分布在两极，因此该细胞处于有丝分裂后期，中心体的复制发生在分裂间期，A错误；核DNA含量加倍发生在细胞分裂间期，染色体数目加倍发生在有丝分裂后期即图示时期，B错误；图示时期为有丝分裂后期，不存在姐妹染色单体，C正确；着丝粒的分裂与纺锤丝无关，D错误。 题点　动物细胞分裂各时期的特点 12．科学家在癌细胞培养液中加入维生素C(实验组)以研究其对癌细胞增殖的影响。培养过程中定时检测处于分裂期细胞的百分比，得到如图曲线。据此分析，下列有关说法正确的是(　　) A．15 h时实验组细胞对培养液中含氮、磷的物质吸收速率最快 B．10 h时对照组中有的细胞染色体数和核DNA数均为体细胞的2倍 C．维生素C对分裂间期几乎没有影响，使细胞周期时间变长 D．维生素C对癌细胞分裂期抑制作用比对间期抑制作用明显 答案　B 解析　含氮、磷的物质是合成DNA和蛋白质的重要原料，DNA的复制和蛋白质的合成发生在间期，而实验组细胞在15 h时分裂期细胞百分比最高，所以此时对培养液中含氮、磷的物质吸收速率最慢，A错误；10 h时对照组中细胞均处于分裂期，包括前期、中期、后期和末期，其中后期和末期细胞中染色体数和核DNA数均为体细胞的2倍，B正确；由图可知，使用维生素C后分裂间期的时间明显延长，而分裂期的时间基本不变，说明维生素C对癌细胞分裂间期的抑制作用比对分裂期的抑制作用明显，C、D错误。 题点　癌细胞的特点 13．(20分)如图表示某高等植物细胞有丝分裂某时期的图示。请据图回答下列问题： (1)图A表示细胞分裂的________期，判断的依据是________________________________ ________________________________________________________________________；图B表示细胞分裂的________期，判断的依据是________________________________________。 (2)图B时期的下一个时期最显著的特点是________________，与此结构的形成直接有关的细胞器是________。 (3)图A时期中染色体、核DNA与染色单体之间的数目关系比是________。有丝分裂期中，与图A时期相同比例的时期是________，该时期的特点有__________________________ ________________________________________________________________________，请画出该时期的简图。 答案　(1)前　核膜、核仁解体，染色体、纺锤体形成且染色体散乱分布　后　着丝粒分裂，纺锤丝牵引染色体移向细胞两极　(2)出现细胞板　高尔基体　(3)1∶2∶2　中期　染色体的着丝粒整齐地排列在赤道面上，染色体形态较稳定，数目较清晰　如图所示 解析　(1)由题图可判断出：图A为细胞分裂的前期，图B为细胞分裂的后期。(2)图B时期的下一个时期为末期，末期最显著的特点是在细胞的中央出现细胞板，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，细胞壁的形成主要有高尔基体参与。(3)在前期，染色体、核DNA与染色单体间的数目比为1∶2∶2，在中期，三者的比例也是1∶2∶2，中期细胞的主要特点是染色体数目、形态清晰可见，染色体的着丝粒排列在赤道面上，此时期是观察染色体形态、数目的最佳时期。 题点　有丝分裂各时期的图像 14．(20分)(2024·宁波鄞州高一月考)如图一为洋葱根尖分生区细胞分裂的显微照片，如图二表示洋葱根尖分生区细胞某分裂时期的染色体、染色单体与核DNA相对含量。回答下列问题： (1)观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验制作装片的过程中，染色之前需要完成的2个步骤依次是________、________。 (2)在洋葱根尖分生区细胞中，染色体存在时间比染色质存在时间________(填“长”或“短”)。在图一中始终以染色质形式存在的是________图所示的时期。在图三中________区段(请用图中字母表示) 是观察染色体形态的最佳时期。 (3)已知秋水仙素(一种植物碱)能够抑制纺锤丝的形成。则秋水仙素作用于图一的________图所示时期。 (4)(8分)若图二、图三、图四表示的是同一种生物体细胞分裂的坐标图和模式图，则图三中c的数值是____，图二中n的数值是________。图四对应时期的特点是___________________ ______________________________________________________________________________。 答案　(1)解离　漂洗　(2)短　甲　DE　(3)戊　(4)4　2　着丝粒分裂，姐妹染色单体分离成两条独立的染色体，细胞中染色体数目暂时加倍 解析　(1)观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂实验中，制作装片的步骤：解离→漂洗→染色→制片。即染色之前要完成的2个步骤为解离和漂洗。(2)染色体存在于细胞分裂期，而染色质存在于细胞分裂间期，分裂间期比分裂期所处的时间要长，所以染色体存在的时间比染色质存在的时间短。甲细胞处于分裂间期，故在图一中始终以染色质形式存在的是甲图所示的时期。在图三的DE段(中期)是观察染色体形态的最佳时期，此期染色体形态固定、数目清晰。(3)戊细胞染色体散乱地分布在细胞中，处于有丝分裂前期。有丝分裂前期中较晚的时候出现了由丝状纤维组成的纺锤体。已知秋水仙素(一种植物碱)能够抑制纺锤丝的形成，纺锤体的形成在有丝分裂的前期，因此，秋水仙素作用于图一的戊图所示时期。(4)若图二、图三、图四表示的是同一种生物体细胞分裂的坐标图和模式图，图四细胞中染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分离成两条独立的染色体，染色体数目暂时加倍，处于有丝分裂后期，含有8条染色体，则该生物体细胞中含有4条染色体，则图三中c表示DNA未复制，故c的数值是4；图二中2n表示细胞中染色体的含量，4n表示核DNA的含量，染色体数∶核DNA数＝1∶2，说明DNA复制完成，故4n＝8，则n＝2。 题点　细胞的增殖图像曲线综合 学科网（北京）股份有限公司 $