高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第1节 细胞的增殖一课一练

第六章　细胞的生命历程

第26课时　细胞周期和植物细胞的有丝分裂过程

目标导航　1.模拟实验探究细胞大小与物质运输的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。2.简述细胞生长和增殖的周期性。3.观察植物细胞的有丝分裂模式图并概述其过程。

一、细胞不能无限长大

1．细胞__________和________的关系限制了细胞的长大。

2．__________的控制能力制约细胞的长大。

二、细胞通过分裂进行增殖

1．细胞增殖的意义

细胞增殖是生物体生长、________、繁殖、________的基础。

(1)单细胞生物体通过____________而繁衍。

(2)多细胞生物体的生长和发育等生命活动需经细胞的________和________完成。

2．细胞增殖的过程：包括____________和____________整个连续的过程。

3．真核细胞的分裂方式有三种：______________、无丝分裂和____________。

三、植物细胞的有丝分裂

1．细胞周期

(1)概念：连续分裂的细胞，从____________________开始，到____________________为止。

(2)两个阶段：____________和__________。

2．过程(以植物细胞为例)

(1)分裂间期(约占细胞周期的____________)

①完成________的复制和____________的合成。

②细胞有适度的生长。

(2)分裂期：是一个连续的过程，可分为前期、________、后期和________。

①前期特点

a．染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为__________。

b．细胞两极发出纺锤丝，形成__________。

c．核仁逐渐解体，________逐渐消失。

d．__________散乱分布于纺锤体中央。

②中期特点

a．纺锤丝牵引________运动，使其着丝点排列在________上。

b．染色体__________，__________便于观察。

③后期特点

a．着丝点分裂，____________分开，染色体数目________。

b．子染色体在纺锤丝的牵引下移向____________。

④末期特点

a．染色体变成____________，纺锤丝消失。

b．________、________出现，形成两个新细胞核。

c．__________位置出现细胞板，逐渐扩展为____________。

知识点一　细胞不能无限长大的原因和细胞增殖

1．大多数高等动植物细胞的直径一般在20～30 μm之间，根据本实验细胞模型的探究，你认为对细胞如此微小的叙述，正确的分析是                                  (　　)

A．细胞越大，物质运输所需时间越长

B．细胞越小，物质运输所需时间越长

C．细胞越小，物质运输越快，越旺盛

D．细胞越小，遗传物质发挥作用越容易

知识点二　有丝分裂

2．如图所示为某植物细胞在一个有丝分裂的细胞周期中核DNA含量的变化及各时期的分裂图像，据图分析回答：

(1)a～b表示________期，与它对应的分裂图像是______。

(2)b～c表示__________期，依次对应于分裂图像________。

(3)c～d表示__________期，它对应的分裂图像是______。该时期参与分裂活动的细胞器为________________。

(4)d以后表示____________期。

(5)从一个细胞周期中DNA含量的变化规律分析，有丝分裂的重要特征是________________________________________________________________________。

(6)用虚线在坐标图中画出一个细胞周期中染色体数目变化的曲线。

基础落实

1．当把琼脂块从NaOH溶液中取出后，在琼脂块未干之前不要用手接触它们。其原因是                                                                        (　　)

A．避免人为地加快NaOH扩散

B．避免NaOH的腐蚀

C．避免琼脂块破碎

D．避免琼脂块颜色改变

2．探究细胞大小与物质运输关系的实验原理不包括                          (　　)

A．酚酞遇到NaOH呈现红色

B．以琼脂块的大小表示细胞大小

C．以NaOH溶液在琼脂块中的扩散深度表示吸收速度

D．以NaOH溶液在琼脂块中的扩散体积比表示吸收速度

3．用光学显微镜观察出现质壁分离的洋葱表皮细胞，不能看到染色体的原因是  (　　)

A．没有用龙胆紫染色

B．试剂破坏了染色体结构

C．无染色体形成

D．显微镜倍率不够

4.右图表示细胞分裂周期，下列说法正确的是         (　　)

A．甲→乙表示分裂间期

B．乙→甲表示分裂期

C．一个细胞周期指甲→甲的全过程

D．一个细胞周期指乙→乙的全过程

5．纺锤丝的形成和消失分别发生在细胞有丝分裂的                        (　　)

A．前期和末期     B．前期和后期

C．中期和后期     D．中期和末期

6．下列关于植物细胞有丝分裂过程的叙述中，不正确的是                  (　　)

A．在有丝分裂间期，染色体复制，DNA含量加倍

B．在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，DNA含量也加倍

C．在有丝分裂中期，染色体的形态和数目最清晰

D．在有丝分裂末期，复制后的染色体平均分配进入两个子细胞

7．在一个细胞周期中，最可能发生在同一时期的是        (　　)

A．着丝点的分裂和细胞质的分裂

B．染色体数加倍和染色单体形成

C．细胞板的出现和纺锤体的出现

D．染色体复制和中心粒复制

能力提升

8．下图是某学生绘出的某高等植物的细胞分裂图像，其中错误的是             (　　)

A．a和b   B．c和d   C．b和d   D．e和f

9.根据右图，下列说法不正确的是                            (　　)

A．该图细胞有染色体4条

B．该图细胞有染色单体0条

C．该图细胞有DNA分子4个

D．该图细胞有2个中心粒

10．下图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况。在整个细胞周期中，染色体的变化顺序是                                                          (　　)

A．①④⑤③②     B．②③①④⑤

C．①⑤④③②     D．⑤④③②①

11．下图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体数目(a)、核DNA分子数目(b)的柱形统计图，下列叙述正确的是                                                      (　　)

A．①时期染色体还未复制，核DNA已完成了复制

B．③时期核膜、核仁重建，细胞中部出现细胞板

C．①→②表示着丝点分裂，染色体数目加倍，核DNA分子数目也随之加倍

D．②→③表示染色体平均分配到两个子细胞，核DNA分子也随之平均分配

12.在动物细胞有丝分裂过程中，某一分裂时期细胞内的染色体数(a)、染色单体数(b)及DNA分子数(c)如右图所示，此时细胞内可能发生的变化及所处的时期是                          (　　)

A．DNA正在进行自我复制，分裂间期

B．着丝点分裂染色单体分开，分裂后期

C．中心粒向细胞两极移动，分裂前期

D．细胞中央细胞膜向内凹陷，分裂末期

13．分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融合后，可能出现的情况是                 (　　)

A．来自G1期细胞的染色质开始复制

B．融合细胞DNA含量是G1期细胞的2倍

C．来自G1期细胞的染色质开始凝集

D．融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转

综合拓展

14．图甲为有丝分裂过程中一个细胞核内DNA分子数变化曲线图，图乙为有丝分裂各时期图像(顺序已打乱)，请回答：

(1)图甲中可表示为一个完整的细胞周期的是________段，分别指出图乙中1～5的名称：[1]________，[2]________，[3]________，[4]________，[5]________。

(2)图乙中细胞分裂的正确排序是____________________。其中染色单体形成于图______，消失于图______。

(3)若甲、乙两图表示同一种生物的细胞分裂，则甲图中的2N＝________。

(4)图乙中染色体数与其他各图不同的是图________，引起不同的原因是____________________________________，此时有染色体________条，DNA分子________个，染色单体________条。

(5)研究染色体数目和形态最好的是图甲中的________段，图乙中的________时期，此时细胞内染色体、DNA和染色体数之比为____________。

(6)动物细胞有丝分裂与图乙中不同之处主要表现在图________、图________与图________，具体表现为______________________________________________________、_____________________________________和______________________________________。

答案  知识清单

一、1.表面积　体积　2.细胞核

二、1.发育　遗传　(1)细胞增殖　(2)增殖　分化　2.物质准备　细胞分裂　3.有丝分裂　减数分裂

三、1.(1)一次分裂完成时　下一次分裂完成时　(2)分裂间期　分裂期　2.(1)90%～95%　①DNA　有关蛋白质　(2)中期　末期　①a.染色体　b．纺锤体　c．核膜  d．染色体　

②a.染色体　赤道板　b．形态稳定　数目清晰　③a.姐妹染色单体　加倍　b．细胞两极　

④a.染色质丝　b．核膜　核仁　c．赤道板　新细胞壁

对点训练

1．A　[随体积增大，物质交换和运输所需时间相应增加；细胞变小，物质运输所需时间相应减少；细胞核与细胞质之间的比值一般以1/3为宜，细胞太小，不利于细胞代谢；遗传物质的表达需要场所，细胞太小遗传物质不易发挥作用。]

知识链接　细胞的直径并不是越小越好，一般在20～30 μm之间，细胞核与细胞质的比值以1/3为宜，细胞太小不利于遗传物质发挥作用。当然也有例外，如鸵鸟卵细胞直径可达5 cm，人卵细胞直径为100 μm。这是因为卵细胞是一种特殊类型的细胞，它贮存了许多营养物质，使体积增大了许多倍，且卵细胞一般与外界物质交换很少，故表面积与体积比不受“细胞体积的守恒定律”的限制。

2．(1)分裂间　3　(2)前、中、后　2、1、5　(3)末　4　高尔基体和线粒体　(4)下一个细胞周期或间　(5)亲、子代细胞核内DNA含量和染色体数保持不变　(6)如下图所示

解析　解决分裂图像和有关曲线问题关键是依据有丝分裂各时期染色体的行为特征，以及染色体和DNA的数量变化，来确定各分裂图像以及曲线各段所处的分裂时期。题目所给曲线中a～b段核DNA含量上升加倍，应是DNA复制过程，属于间期，b～c段核DNA含量是加倍状态，应包含前期、中期、后期，c～d段核DNA含量恢复正常，应属于末期，依据细胞结构和染色体行为可判断1、2、3、4、5各分裂图像分别表示中期、前期、间期、末期、后期。

方法点拨　“DNA线”和“染色体线”的特点分析

(1)DNA线：特别要注意在细胞进入分裂期前的间期准备时期，曲线有一个倾斜线，这与DNA分子的半保留复制特点有关。最终结果是曲线的起点和终点在同一水平。

(2)染色体线：曲线是典型的“几”字型折线，但结果同样是起点和终点位于同一水平。原因是通过有丝分裂子细胞获得了和母细胞一样的DNA和染色体。

课后作业

1．B　[NaOH有腐蚀性，应避免与皮肤和眼睛等接触。如泼洒出来，应立即用水冲洗泼洒处并告诉老师。]

2．C　[无论琼脂块的大小如何，在单位时间内NaOH溶液在琼脂块中的扩散深度是相同的。但NaOH溶液在琼脂块中的扩散体积占总体积的比例是不同的。]

3．C　[质壁分离的洋葱表皮细胞为成熟的植物细胞，细胞不再分裂。]

4．D　[此题的隐含条件存在于简化后的图形中。仔细分析该图形，显示隐含在其中的分裂方向及两段时间长短的条件；图中乙→甲为细胞周期的间期，甲→乙为细胞分裂期。]

5．A

6．B　[在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，但是DNA含量不发生变化。]

7．D　[染色体复制和中心粒复制均发生于细胞分裂间期。]

8．C　[由于是高等植物的有丝分裂图，所以不应有中心体；末期细胞质的分裂是由细胞板形成的细胞壁将细胞界开，而不是细胞膜缢裂而分开。]

9．D　[中心体在分裂间期复制，末期时随细胞分裂而分开。图中有2个中心体，4个中心粒。]

10．C　[细胞分裂间期是新细胞周期的开始，该时期发生的主要变化是染色体复制，并且染色体呈现染色质状态，故应首先选①，排除了B、D两项。在A、C两项中关键的是④⑤两项哪一项应该排在前。在细胞有丝分裂的前期和中期，每条染色体都包含两条染色单体。但是在细胞分裂的中期，每条染色体的着丝点的两侧都有纺锤丝附在上面，因此⑤表示分裂前期，④表示的是有丝分裂的中期。分裂后期的变化特点是每条染色体着丝点一分为二并在纺锤丝的牵引下向细胞的两极移动，因此，③表示有丝分裂的后期，②表示有丝分裂的末期。]

11．D　[间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，即完成染色体的复制。这个时期，由于复制，DNA数目加倍，染色体经过复制，形成的两条染色单体由一个着丝点连在一起，还是叫一条染色体(含2个DNA)，故染色体数目没有加倍(在后期，由于着丝点的分裂，两条染色单体分开形成两条染色体，数目加倍)。前期∶仁(核仁)膜(核膜)消失俩体现(出现染色体和纺锤体)，DNA数∶染色体数∶染色单体数＝2∶1∶2；中期：赤道板上(着丝点)排整齐，DNA数∶染色体数∶染色单体数＝2∶1∶2；后期：点分数加向两极(着丝点分裂，一条染色体的两条染色单体分开，形成两条染色体，数目加倍，向两极移动)，DNA数∶染色体数∶染色单体数＝1∶1∶0；末期：两消(染色体和纺锤体)两现(核仁、核膜)新壁。]

12．C　[由图示可知，该期既能观察到染色体，每条染色体又具有姐妹染色单体，所以B、D不符合要求，间期复制时，为染色质状态。]

13．C　[分裂期细胞内存在促进染色质凝集的物质，细胞融合后，来自G1期细胞的染色质便会开始凝集，凝集后，高度螺旋化的染色体由于无法实现DNA的解螺旋，染色体也无法完成复制，即此时融合细胞内DNA的含量为G1期细胞的3倍，融合后细胞的细胞周期会重新调整运转。]

14．(1)f→l　细胞板　核仁　纺锤丝(体)　染色体　细胞壁　(2)C→E→D→A→B→F　C　A　(3)6　(4)A、B

着丝点分裂，两条染色单体变成两条染色体　12　12　0　(5)c→d(或i→j)　D　1∶2∶2　(6)C　E　B、F　动物细胞在间期中心粒进行复制，植物细胞没有此现象

动植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成方式不同　动植物细胞有丝分裂末期细胞质一分为二的方式不同

解析　DNA分子在有丝分裂间期进行复制2N→4N，到末期进入两个子细胞，即4N→2N；图乙，根据染色体的变化特点以及核仁、核膜的变化规律，可以认定，C为间期，E为前期，D为中期，A为后期，B、F为末期。