4.1.1.1 有丝分裂的过程与特征 学案（含答案）

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1、 第一章第一章 细胞的增殖与分化细胞的增殖与分化 第一节第一节 细胞的增殖细胞的增殖 第第 1 课时课时 有丝分裂的过程与特征有丝分裂的过程与特征 目标导航 1.通过探究细胞表面积与体积的关系，说出细胞不能无限长大的原因。2.结合教 材图示，概述有丝分裂的过程及变化特征，阐明动植物细胞有丝分裂的异同。 一、影响细胞分裂的因素(阅读 P7576) 1影响细胞分裂的因素 其中细胞的大小及细胞表面积和细胞体积的比例是影响细胞分裂的因素之一。 2模拟探究 实验原理：用内含酚酞试剂的琼脂块模拟细胞，用 NaOH 溶液模拟被吸收的物质。 含酚酞的琼脂块 NaOH 酚酞变为红色。 单位时间内 NaOH 在琼

2、脂块中扩散的深度相同。 在相同时间内， NaOH 扩散的体积与琼脂块的总体积的比值， 可以反映 NaOH 扩散的效率， 由此模拟细胞大小与物质运输效率的关系。 3实验结论 (1)琼脂块的表面积和体积之比随着琼脂块的增大而减小； (2)NaOH 扩散的体积和整个琼脂块体积之比随着琼脂块的增大而减小，即细胞越大与外界的 物质交换效率越低。 二、细胞的有丝分裂(阅读 P7679) 1细胞周期 (1)前提条件：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。 2有丝分裂的过程(以动物细胞为例) 示意图 主要特点 分裂间期 完成DNA的复制

3、和有关蛋白质的合成 分 裂 期 前期 核膜消失， 核仁解体染色质高度螺 旋成为染色体两组中心粒发出星射 线，形成纺锤体 中期 纺锤体把染色体聚集于细胞中央 染色体的着丝粒整齐地排列在细胞中 央的赤道板上 后期 着丝粒分裂成两个， 姐妹染色单体分 开成为两条子染色体纺锤体牵引着 染色体移向细胞两极 末期 染色体解螺旋成为染色质 纺锤体消失 核膜、 核仁重新出现， 形成两个新的 子细胞核 细胞膜从中部缢裂成为两个子细胞 3.动植物细胞有丝分裂过程的不同点 (1)高等植物细胞纺锤体的形成没有中心体参与。 (2)植物细胞分裂的末期，在赤道板的位置形成细胞板，逐渐形成新的细胞壁，把细胞质完全 分隔开来。

4、 4有丝分裂的特征及意义 通过有丝分裂，亲代细胞的染色体经过复制加倍后平均分配到两个子细胞中，使亲子代细胞 中含有相同数目和形态的染色体，保证了细胞前后代遗传物质的稳定。 判断正误： (1)琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而增大。( ) (2)NaOH 扩散的体积和整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。( ) (3)细胞体积越大，其相对表面积越大，物质的运输效率就越高。( ) (4)细胞周期包括分裂间期和分裂期。( ) (5)前期核膜消失，核仁解体。( ) (6)后期着丝粒分裂，染色体加倍。( ) (7)动物细胞的中心粒在前期倍增。( ) (8)动物细胞有丝分裂的纺锤体是由中心粒发

5、出的纺锤丝形成的。( ) (9)动物细胞细胞质的分开是由细胞膜向内凹陷把细胞缢裂成两部分。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 一、探究细胞表面积与体积的关系 1实验步骤 (1)制备琼脂块：切取 3 块边长分别为 3cm、2cm、1cm 的含酚酞的琼脂块正方体 (2)浸泡：质量浓度为 0.001g/mL 的 NaOH 溶液，浸泡 10min (3)切割：捞取、干燥并均分琼脂块 (4)测量、记录、计算，得出结果 2实验数据的处理 琼脂块的边长 (cm) 表面积(cm2) 体积(cm3) 表面积/ 体积 NaOH 扩散 深度(cm) NaOH 扩散

6、体积/整个琼 脂块体积 1 6 1 6 0.5 1 2 24 8 3 0.5 7 8 3 54 27 2 0.5 19 27 3.限制细胞大小的主要因素 (1)细胞的表面积与体积的关系：细胞体积越小，其相对表面积越大，细胞与外界交换物质的 能力越强。 (2)细胞核与细胞质之间有一定的比例关系，一个核内所含的遗传信息是有一定限度的，控制 细胞活动也就有一定的限度，使细胞不可能太大。 (3)细胞内物质的交流受细胞体积的制约，细胞体积过大影响物质流速，细胞内的生命活动就 不能灵敏地控制与缓冲。 1 老虎在我国公认有两个亚种， 即东北虎和华南虎。 从体型上看， 东北虎要比华南虎大得多， 请解释原因。

7、答案 体表相对于体积的面积越大，散热越大。东北虎增加体积，就减小了体表相对面积， 减少了散热，以适应寒冷的生存环境。同时，东北虎体内含有的脂肪也较多，有利于保温。 2结合影响细胞不能无限长大的因素和细胞生长所需的条件，思考：既然细胞越小，细胞相 对表面积就越大，物质的运输效率就越高，那么细胞是不是越小越好呢？ 答案 不是。组成细胞的结构(如核糖体等)和物质(如酶)必须占据一定的空间，细胞内各种生 化反应的进行也需要一定的空间，这些因素决定了细胞的体积不能太小。 1对有关“细胞大小与物质运输的关系”实验的叙述不正确的一项是( ) A该实验的目的是：通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之比，与物

8、质运输速率之 间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因 B实验记录测量的结果是每一块琼脂小块上 NaOH 扩散的深度 C通过模拟实验可以看出，细胞体积越大，其相对表面积越大，细胞的物质运输的效率就 越高 D实验所用的琼脂小块内含有酚酞，NaOH 和酚酞相遇，呈紫红色 问题导析 (1)物质运输速率可以通过在相同时间内，物质扩散进细胞的体积与细胞的总体 积之比来表示。 (2)实验记录测量的结果是在相同时间内，NaOH 在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明 NaOH 在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。 (3)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。 答案 C 一题多变 在探究细胞大

9、小和物质运输的关系实验中： (1)在测量琼脂块变色深度的方法中，正确的测量方法是下图中的(虚线表示测量位置)( ) (2)该实验的结论是：NaOH 扩散的体积和整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而 _。 细胞体积越小，细胞的相对表面积_，物质交换的效率_，细胞新陈代谢越 _。 答案 (1)C (2)减小 越大 越高 旺盛 二、有丝分裂过程 1细胞周期 (1)概念 前提条件：连续分裂的细胞。只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞、茎 形成层细胞、皮肤生发层细胞等；成熟细胞无细胞周期，如神经细胞、洋葱表皮细胞。减数 分裂不具有细胞周期。 起止时间：从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成

10、时为止。 两个阶段：包括分裂间期和分裂期。其中分裂间期占的时间比例大。分裂间期完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做物质准备，同时细胞有适度的生长。 (2)细胞周期的不同表示方法 方法名称 表示方法 说明 扇形图 ABCA 为一个细胞周期 直线图 ab 或 cd 为一个细胞周期 坐标图 abcde 为一个细胞周期 2.动物细胞的有丝分裂 (1)有丝分裂中几组名词之间的关系 染色体与染色单体 姐妹染色单体是指经过复制后仍连接在同一个着丝粒上的两条染色单体，当着丝粒分裂后， 两条姐妹染色单体就分开成为独立的两条染色体。 染色体与着丝粒 染色体数目是根据着丝粒数目来计数的，有几个着丝

11、粒就有几条染色体。 染色体与 DNA 无染色单体时，染色体DNA11；有染色单体存在时，染色体染色单体DNA 122。 (2)染色体形态和行为变化规律 形态变化 行为变化：复制螺旋化，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 移向两极，解螺旋。 3有丝分裂各时期特点记忆口诀 间期 复制合成非等闲；前期 膜仁消失两体现；中期 形定数晰赤道齐；后期 粒裂数加均两极； 末期 两消两现分裂完。 4高等植物和动物细胞有丝分裂间期、前期和末期的图像比较 时期 间期 前期 末期 植物 细胞 动物 细胞 5.植物胞质分裂具体模式 赤道板位置出现大量囊泡，转化为细胞板，发展成细胞壁，形成两个子细胞，与

12、植物细胞的 高尔基体的活动有关。 1试判断下列细胞有无细胞周期，并说明理由。 根尖分生区细胞 胚胎干细胞 皮肤生发层细胞 神经细胞 茎的形成层细胞 答案 有细胞周期，它们都是连续分裂的细胞；是高度分化的细胞，不再分裂， 没有细胞周期。 2DNA 复制的结果是什么？ 答案 DNA 数目加倍，每条染色体都含有两条姐妹染色单体，但染色体数目不变。 3染色单体形成于何时？消失于何时？什么时期存在染色单体？ 答案 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。 4染色体复制在什么时期？染色体数目加倍在什么时期？数目恢复在什么时期？DNA 呢？ 答案 染色体复制在

13、间期，数目加倍在后期，数目恢复在末期结束；DNA 复制和数目加倍都 是在间期，数目恢复在末期结束。 5在有丝分裂过程中，核膜消失和重建各在什么时期？ 答案 核膜消失在前期，重建在末期。 6归纳与植物细胞有丝分裂有关的细胞器的功能 细胞器 功能 线粒体 供能(DNA 复制、蛋白质合成、染色体分开) 高尔基体 形成细胞板(植物细胞) 核糖体 合成蛋白质 2下图是某一学生绘出的高等植物的细胞分裂图像，其中错误的是( ) Aa 和 b Bc 和 d Cb 和 d De 和 f 问题导析 (1)b 图有细胞壁，是植物细胞，植物细胞的分裂应是在赤道板的中央位置出现细 胞板，向四周扩展为细胞壁，将细胞分开，

14、不是细胞膜凹陷。 (2)从题干可知这些细胞是高等植物细胞，但 d 图却出现了中心体这个结构。 答案 C 一题多变 上题中，(1)a 图是细胞分裂_期，染色体的变化是_。 (2)c 图是细胞分裂_期，d 图不应该出现的结构是_。 (3)e 图是细胞分裂_期，出现了_，将来发育成细胞壁。 答案 (1)前 染色质高度螺旋成为染色体 (2)后 中心体 (3)末 细胞板 1.下列有关细胞不能无限长大的原因的叙述中，不正确的是( ) A与细胞表面积与体积之比有关 B细胞核的大小是有一定限度的 C细胞体积过大不利于细胞内的物质交流 D受细胞内各细胞器的数目和种类限制 答案 D 解析 细胞体积的大小受以下两个

15、因素的制约：(1)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞 与外界的物质交换效率就越低，而且还影响到细胞内部的物质交流；(2)细胞核是细胞的控制 中心，细胞核中的 DNA 含量一般不会随着细胞体积的扩大而增加，即细胞核控制的范围是 有限的。 2.如下图所示 ad 表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是( ) Aa 和 b 为一个细胞周期 Bc 段结束 DNA 含量增加一倍 C遗传物质平分一般发生在 d 段 Db 和 c 为一个细胞周期 答案 D 解析 a 和 c 分别为两个周期中的间期，b 和 d 各为一个分裂期。显然，A、B、C 项是正确 的，而 D 项则把前一细胞周期的分裂期与后一

16、细胞周期的间期组合在一起为一个细胞周期， 显然是错误的。 3.在分裂前期的细胞中，动物细胞区别于高等植物细胞的变化特点是( ) A染色质集缩成染色体的方式不同 B染色体的基本结构不同 C纺锤体的来源不同 D核仁和核膜的解体方式不同 答案 C 解析 动物细胞有中心体，在分裂前期，已复制的两组中心粒彼此分开，移向相对的两极， 由中心粒发射出丝状结构星射线，这是构成纺锤体的主要的丝状结构，而高等植物是从 细胞的两极发出许多纺锤丝形成纺锤体。 4.甲、乙、丙三个图是不同生物细胞的有丝分裂图，据图回答下列问题： (1)甲细胞所处的分裂时期是_， 判断依据是_。 该细胞中染色体有_条， DNA 分子有_个。 该细胞有丝分裂的结果是形成_个子细胞， 每个子细胞中染 色体有_条。 (2)乙图细胞处于_期，判断依据是_。 (3)丙细胞处于分裂_期。 答案 (1)有丝分裂前期 核仁、核膜消失，染色体散乱地排列在细胞内，纺锤丝形成纺锤体 6 12 两 6 (2)有丝分裂后 着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开成为两条子染色体 (3)末 解析 (1)甲细胞中出现了纺锤体，染色体散乱地分布在纺锤体的中央，故可判断为前期。(2) 乙图所示细胞中姐妹染色单体分开成为两条子染色体，向两极移动，故为后期。(3)丙细胞核 膜、 核仁重新出现， 形成两个新细胞核， 纺锤体消失， 故可判断为动物细胞的有丝分裂末期。