細胞增殖第一課時細胞周期與動物細胞的有絲分裂學(xué)習(xí)目標1．探究細胞大小與細胞生命活動的關(guān)系。2.概述有絲分裂細胞周期的概念。3.概述動物細胞有絲分裂的過程，掌握各階段的主要變化特征。(重難點)|基礎(chǔ)知識|一、細胞大小與細胞生命活動1．多細胞生物體體積的增大，是生長的結(jié)果，其中包括細胞數(shù)量的增多和細胞體積的增大。2．細胞的物質(zhì)運輸(如營養(yǎng)吸收與廢物排出)效率與其相對表面積密切相關(guān)。3．如果細胞體積越來越大，其相對表面積會越來越小，那么細胞的物質(zhì)運輸效率將會降低。4．細胞表面積與體積的關(guān)系是限制細胞不能無限長大的重要因素之一。5．如果細胞體積過大，細胞核控制細胞各項生命活動的“負擔(dān)”會太重，這也不利于細胞的生命活動。二、細胞周期1．細胞增殖(1)方式：分裂。(2)研究方法：科學(xué)家采用放射性同位素標記法，觀察蠶豆根尖細胞有絲分裂的過程，揭示了細胞周期的基本規(guī)律。(3)意義：細胞增殖是生物體生長、發(fā)育、生殖和遺傳的基礎(chǔ)。①單細胞生物：物種生殖和繁衍的過程。②多細胞生物：通過細胞增殖和細胞分化形成組織、器官(系統(tǒng))。(4)特點：具有細胞周期。2．細胞周期(1)概念：從一次細胞分裂結(jié)束開始，到下一次細胞分裂結(jié)束為止的過程，為一個細胞周期。(2)過程：一個細胞周期包括分裂間期和分裂期。三、有絲分裂1．發(fā)生范圍：真核細胞進行細胞分裂的主要方式，也是細胞增殖的主要方式。2．有絲分裂的階段：分為分裂間期和分裂期。(1)分裂間期：主要完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。(2)分裂期：分為前期、中期、后期和末期。高等動物細胞有絲分裂各時期的變化特點3．有絲分裂的意義：保證了子代與親代細胞間遺傳性狀的穩(wěn)定性。|自查自糾|判斷正誤：(1)瓊脂塊的表面積與體積之比隨著瓊脂塊的增大而增大。()(2)細胞周期是從上次分裂結(jié)束開始，到下次細胞分裂結(jié)束為止的過程，其大部分時間處于分裂期。()(3)在分裂間期，可完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，因而可實現(xiàn)染色體數(shù)目加倍。()(4)染色單體的形成在前期，動物細胞的中心粒在前期倍增。()(5)動物細胞有絲分裂的紡錘體是由中心粒發(fā)出的紡錘絲形成的。()(6)動物細胞細胞質(zhì)的分開是由細胞膜向內(nèi)凹陷把細胞縊裂成兩部分。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√|圖解圖說|★生物體大小與細胞大小不成正比，生物體的大小主要體現(xiàn)在細胞數(shù)量上。 ★有絲分裂親代細胞染色體復(fù)制后平均分配，親子代細胞的遺傳物質(zhì)相同 想一想染色單體形成于何時？消失于何時？哪些時期存在染色單體？提示：染色單體形成于間期，消失于后期；存在染色單體的時期：前期和中期。 探究點一細胞周期1．細胞具備細胞周期的條件：下表為不同細胞的周期持續(xù)時間(h)，據(jù)表分析并探討以下問題：細胞分裂間期分裂期細胞周期十二指腸細胞13.51.815.3腫瘤細胞18.00.518.5成纖維細胞19.30.720.0(1)由上述表格數(shù)據(jù)你可得出何種結(jié)論？提示：不同種類細胞的細胞周期持續(xù)時間不同。(2)根據(jù)細胞周期的概念，判斷下列細胞是否具有細胞周期，并寫出理由。細胞類型有無細胞周期理由胚胎干細胞有能連續(xù)進行細胞分裂成熟紅細胞無不再進行細胞分裂卵細胞、精子無不再進行細胞分裂口腔上皮細胞有能連續(xù)細胞分裂2.細胞周期表示方法：(1)請用圖中的字母表示下列各時期。方法名稱表示方法用字母表示細胞周期扇形圖A→B→C→A為一個細胞周期，A→C為間期直線圖a＋b或c＋d為一個細胞周期，a或c為間期(2)上述直線圖中的b＋c＝a＋b＝a＋d，那么b＋c或者a＋d能否表示一個細胞周期？為什么？提示：不能。b＋c不是一個細胞周期，原因是細胞周期是從一次分裂結(jié)束時開始，到下一次分裂結(jié)束時為止，先是分裂間期，后是分裂期，且分裂間期時間長于分裂期時間；a＋d不是一個細胞周期，原因是一個細胞周期在時間上是連續(xù)的。(1)細胞周期的劃分：細胞周期是一個連續(xù)變化的過程，只是人為地將細胞周期分為間期和分裂期，分裂期又分為前期、中期、后期和末期。各個階段都是人為劃分的，沒有嚴格的界限。(2)具有細胞周期的條件：進行有絲分裂、能連續(xù)分裂的細胞才具有細胞周期。生殖細胞、高度分化的細胞、微生物細胞等不具有細胞周期。(3)細胞周期的特點：①細胞的種類：種類不同，細胞周期的時間也不同；②同種生物的不同種細胞：細胞周期的時間長短不一樣；③不同生物的細胞：細胞周期的時間長短差別較大?！纠?】下列關(guān)于細胞周期的敘述中，不正確的是()A．不是生物體的所有細胞都有細胞周期B．在細胞周期中，分裂間期一般比分裂期時間長C．利用藥物抑制DNA合成，細胞將停留在分裂間期D．細胞周期可分為前、中、后、末四個時期嘗試解答解析細胞周期是針對進行有絲分裂的細胞而言的，不是所有的細胞都能進行連續(xù)分裂，A正確；細胞周期中間期時間長于分裂期，B正確；DNA復(fù)制發(fā)生在細胞分裂的間期，所以抑制DNA的復(fù)制可使細胞停留在分裂間期，C正確；細胞周期分為間期、前期、中期、后期、末期，D錯誤。答案D判斷一個完整的細胞周期的方法①細胞周期以分裂間期為起點，而不能以分裂期為起點。②分裂間期經(jīng)歷的時間遠遠長于分裂期經(jīng)歷的時間?！靖櫽?xùn)練】1．下圖表示細胞有絲分裂一個細胞周期所用的時間。下列說法正確的是()①甲→乙的過程表示分裂期②乙→甲的過程表示分裂間期③一個細胞周期是指甲→甲的全過程④一個細胞周期是指乙→乙的全過程A．①②③ B．①②④C．③ D．④解析細胞周期的時間是從一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束，所以④正確；細胞周期包括分裂間期和分裂期，分裂間期所占的時間長，所以①和②正確。答案B探究點二有絲分裂1．閱讀教材P94圖5－3，探究下列問題：(1)與動物細胞有絲分裂有關(guān)的細胞器及其發(fā)揮的作用是什么？提示：①線粒體：為細胞分裂提供能量(DNA復(fù)制、蛋白質(zhì)合成、染色體分開等)；②中心體：發(fā)出星狀射線形成紡錘體；③核糖體：合成組成染色體的蛋白質(zhì)和細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)。(2)有絲分裂過程中染色單體的形成時期、能觀察到的時期和觀察的最佳時期分別是哪個時期？提示：分裂間期；前期、中期；中期。(3)根據(jù)染色體行為變化規(guī)律，寫出分裂期的名稱。(4)有絲分裂過程中DNA、染色體數(shù)目分別在什么時期加倍？并探討加倍的原因。提示：分裂間期；后期。分裂間期DNA復(fù)制，因此DNA數(shù)目加倍；后期著絲點分裂，兩條染色單體分開，染色體數(shù)目加倍。2．人的體細胞中含46條染色體，每條染色體含一個DNA分子，一個皮膚生發(fā)層細胞經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的兩個子細胞，每個細胞中都含46個DNA分子嗎？提示：不是。細胞中的DNA除存在于細胞核中的染色體上外，還存在于細胞質(zhì)中，子細胞中核DNA為46條，細胞質(zhì)DNA無法確定。3．人體的神經(jīng)細胞與肌細胞的細胞核內(nèi)所含DNA分子相同嗎？提示：相同。因為神經(jīng)細胞和肌細胞都是由同一受精卵經(jīng)有絲分裂而來的，有絲分裂過程中遺傳物質(zhì)平均分配，所產(chǎn)生的子細胞與母細胞的核遺傳物質(zhì)完全相同。1．有絲分裂中的相關(guān)變化及數(shù)量關(guān)系(1)有絲分裂中染色體、紡錘體、核膜、核仁均出現(xiàn)周期性變化。(2)有絲分裂過程中DNA、染色體、染色單體的變化①間期：DNA復(fù)制→DNA加倍；染色體復(fù)制→染色單體形成。②后期：著絲點分裂→染色單體消失、染色體數(shù)目加倍。(3)有絲分裂過程中的三個數(shù)量關(guān)系①染色體∶染色單體∶核DNA＝1∶0∶1的時期：間期(復(fù)制前)、后期、末期。②染色體∶染色單體∶核DNA＝1∶2∶2的時期：間期(復(fù)制后)、前期、中期。③染色體∶染色單體∶核DNA由1∶0∶1→1∶2∶2的時期：間期。2．細胞分裂時期的識別(1)染色體數(shù)目加倍——有絲分裂后期。(2)所有染色體著絲點排列在赤道板上——有絲分裂中期。(3)子細胞中染色體數(shù)目同母細胞——有絲分裂末期。【例2】動物細胞在分裂過程中不會出現(xiàn)的是()A．在細胞分裂間期，核糖體合成蛋白質(zhì)功能增強B．在細胞分裂前期，中心體產(chǎn)生星狀射線形成紡錘體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，細胞膜向內(nèi)凹陷嘗試解答解析動物細胞有絲分裂間期進行DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，因此核糖體功能加強；前期，中心體產(chǎn)生星狀射線形成紡錘體；由于ATP和ADP轉(zhuǎn)化非常迅速，ATP和ADP的含量在細胞中維持相對穩(wěn)定，所以，ATP的含量不會明顯減少；末期在赤道板處，細胞膜向內(nèi)凹陷，細胞質(zhì)一分為二，一個親代細胞縊裂成兩個體積基本相等的子代細胞。答案C【跟蹤訓(xùn)練】2．有關(guān)動物細胞有絲分裂的敘述，正確的是()A．細胞板在細胞有絲分裂末期形成B．染色單體的形成通常發(fā)生在分裂前期C．在分裂末期，細胞膜內(nèi)陷形成兩個子細胞D．在分裂中期，兩個中心粒復(fù)制形成兩組中心體解析植物細胞有絲分裂末期會形成細胞板，動物細胞有絲分裂末期細胞膜內(nèi)陷，細胞縊裂成兩個子細胞，所以A錯誤，C正確；染色單體的形成是在分裂間期，B錯誤；兩個中心粒復(fù)制形成兩組中心體發(fā)生在細胞分裂的間期，D錯誤。答案C知識脈絡(luò)要點晨背1.隨著細胞體積的增大，細胞與外界進行物質(zhì)交換的效率逐漸變低；2.細胞以分裂的方式進行增殖，細胞增殖是生物體生長、發(fā)育、生殖和遺傳的基礎(chǔ)；3.細胞周期是指連續(xù)分裂的細胞從一次細胞分裂結(jié)束開始，到下一次細胞分裂結(jié)束為止的過程，可劃分為分裂間期和分裂期；4.有絲分裂結(jié)果是染色體平均分配到兩個子細胞中去，從而保證了子代和親代間遺傳性狀的穩(wěn)定性；5.分裂間期完成DNA的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成；6.前期染色質(zhì)變成染色體，散亂排列于細胞質(zhì)中，核膜和核仁逐漸消失；7.中期是觀察染色體最好的時期，因為該時期染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰；8.末期染色體逐漸變?yōu)槿旧|(zhì)；核膜、核仁重新出現(xiàn)。在赤道板處細胞膜向內(nèi)凹陷，細胞質(zhì)一分為二，一個親代細胞縊裂成兩個體積基本相等的子代細胞。1．真核細胞的直徑一般在10～100μm之間，下列有關(guān)生物體細胞不能無限長大的原因的敘述中，不正確的是()A．體積大，物質(zhì)運輸?shù)男瘦^低B．相對表面積小，有利于物質(zhì)的迅速轉(zhuǎn)運C．受細胞核所能控制范圍的制約D．相對表面積大，有利于物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和交換解析相對表面積小，不利于物質(zhì)運輸。答案B2．下表所列為不同細胞的周期持續(xù)時間(h)。據(jù)表分析可以得出的結(jié)論是()細胞分裂間期分裂期細胞周期十二指腸細胞13.51.815.3腫瘤細胞18.00.518.5成纖維細胞19.30.720.0A.分裂期和細胞周期均最短的是腫瘤細胞B．分裂期占細胞周期時間比例最小的是十二指腸細胞C．不同種類細胞的細胞周期持續(xù)時間不同D．不同種類細胞的分裂都是同步進行的解析細胞周期包括細胞分裂間期和細胞分裂期，由表中信息可以得出：不同種類細胞的周期持續(xù)時間不同，其他選項均與表中內(nèi)容不符。答案C3．細胞進行有絲分裂時，染色體發(fā)生有規(guī)律的變化，這些變化的正確順序是()①染色質(zhì)縮短變粗成染色體②染色體變細伸長成染色質(zhì)③組成染色質(zhì)的DNA復(fù)制④染色體排列在赤道板上⑤著絲點分裂，染色體移向兩極A．③①④⑤② B．③④①⑤②C．①③④⑤② D．①④③⑤②解析①發(fā)生于前期，②發(fā)生于末期，③發(fā)生于間期，④發(fā)生于中期，⑤發(fā)生于后期。答案A4．若某種生物體細胞有22對染色體，在有絲分裂的后期，染色體的數(shù)目和形態(tài)是()①22對②22條③44條④88條⑤每條染色體都含有兩條姐妹染色單體⑥每條染色體都不含姐妹染色單體A．①和⑤ B．③和⑥C．④和⑥ D．④和⑤解析