江苏省启东市高中生物 第五章 细胞增殖、分化、衰老和死亡 5.1.1 细胞周期与动物细胞的有丝分裂学

1 第一节 细胞增殖 第1课时 细胞周期与动物细胞的有丝分裂 目标导航 1.结合教材P92积极思维，归纳细胞大小与细胞生命活动的关系。2.结合教材P93，概述有丝分裂细胞周期的概念和特点。3.结合教材P94，概述动物细胞有丝分裂的过程，掌握各阶段的主要变化特征。

一、细胞大小与细胞生命活动(阅读P92～93) 1.多细胞生物体体积的增大，是生长的结果，其中包括细胞数量的增多和细胞体积的增大。 2.细胞的物质运输效率(如营养吸收与废物排出)与其相对表面积密切相关。 3.如果细胞体积越来越大，其相对表面积会越来越小，那么细胞的物质运输效率将会降低。 4.细胞表面积与体积的关系是限制细胞不能无限长大的重要因素之一。 5.如果细胞体积过大，细胞核控制细胞各项生命活动的“负担”会太重，这也不利于细胞的生命活动。 二、细胞周期与有丝分裂(阅读P93) 1.细胞增殖 (1)研究方法：科学家采用放射性同位素标记法，观察蚕豆根尖细胞有丝分裂的过程，揭示了细胞周期的基本规律。 (2)细胞增殖是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础。 2.细胞周期 (1)概念：连续分裂的细胞，从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束为止的过程，为一个细胞周期。 (2)过程：一个细胞周期包括分裂间期和分裂期。 三、有丝分裂(阅读P94) 1.发生范围：真核生物进行细胞分裂的主要方式，也是细胞增殖的主要方式。 2.高等动物细胞有丝分裂各时期的变化特点 2

示意图 主要特点 分裂 间期 完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成

分 裂 期

前 期 分裂间期复制的染色质由丝状缩短变粗，逐渐形成清晰可见的染色体，每条染色体含有两条姐妹染色单体；两个中心体分别移向细胞两极；核膜解体、核仁逐渐消失；中心体周围发出的星状射线形成纺锤体 中 期 每条染色体上的着丝点部位与纺锤丝相连，在纺锤丝的牵引下，染色体着丝点排列在细胞中央的赤道板上

后 期

每条染色体中的两条姐妹染色单体从着丝点的连接

处分开，形成两组均等的染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极

末 期 到达细胞两极的染色体逐渐变为染色质；核膜、核仁重新出现。在赤道板处细胞膜向内凹陷，细胞质一分为二，一个亲代细胞缢裂成两个体积基本相等的子代细胞

一、细胞大小与细胞生命活动 1.琼脂模拟细胞实验 将琼脂块切成边长分别为4 cm、2 cm、1 cm的正方体，如图：

2.分别计算它们的体积与表面积及表面积和体积的比值，填入下表： 琼脂块边长cm 体积/cm3 表面积/cm2 表面积与体积之比 3

1 1 6 6 2 8 24 3 4 64 96 1.5

1.琼脂块的相对表面积(表面积与体积之比)随着琼脂块体积的增大，发生了什么变化？ 答案 细胞体积越大，相对表面积越小。 2.细胞体积与相对表面积和细胞的物质运输效率有什么关系？ 答案 细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率会降低。 3.以上事实说明，细胞表面积与体积的关系是限制细胞不能无限长大的重要因素之一。 4.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：细胞是不是越小越好？ 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.“细胞体积守恒定律”表明动物器官的大小主要决定于细胞的数量，而与细胞的大小无关。下列各项中不属于影响细胞体积因素的是( ) A.细胞相对表面积与体积的关系 B.细胞的核与质之间的比例关系 C.细胞内物质的交流与细胞体积的关系 D.细胞膜具有一定的流动性 问题导析 (1)细胞的表面积与体积的关系及细胞核与细胞质之间的比例都是限制细胞不能无限长大的原因。 (2)细胞越大，细胞内物质运输效率越低。 答案 D 一题多变 判断正误： (1)细胞体积越小，相对表面积越小，物质运输效率越高。( × ) (2)细胞核是遗传和代谢的控制中心，细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度。( √ ) (3)细胞体积越大，细胞核的控制越有效。( × ) 4

(4)把琼脂块放在NaOH溶液中，在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度相同。( √ ) 二、细胞周期 1.概念 (1)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。 (2)起止时间：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：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 A→B→C→A为一个细胞周期 直线图 a＋b或c＋d为一个细胞周期 坐标图 a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期

1.一个受精卵细胞怎么才能形成这么多个细胞呢？细胞增殖有什么意义？ 答案 通过细胞增殖形成多个细胞。细胞增殖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。 2.一个细胞周期包括哪两个阶段？这两个阶段时间分配是否平均？ 答案 分裂间期和分裂期。不平均，分裂间期大约占整个细胞周期的90%～95%，分裂期大约占整个细胞周期的5%～10%。 3.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 答案 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。 5

2.如图表示细胞有丝分裂一个细胞周期所用的时间，下列说法正确的是( ) ①甲→乙的过程表示分裂间期 ②乙→甲的过程表示分裂期 ③一个细胞周期是指甲→甲的全过程 ④一个细胞周期是指乙→乙的全过程 A.①②④ B.④ C.③ D.①②③ 问题导析 (1)细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止的过程。 (2)一个细胞周期可分为两个阶段：分裂间期和分裂期。 (3)一个细胞周期内分裂间期时间远远大于分裂期。 (4)根据细胞周期中间期和分裂期持续的时间分析，乙→甲为间期，甲→乙为分裂期，而一个细胞周期是从一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止的一段时间，即乙→乙。 答案 B 一题多变 下图表示细胞连续分裂的过程，其中能表示一个完整的细胞周期的是A～C、C～E、E～G，其中能表示分裂间期的是A～B、C～D、E～F，表示分裂期的是B～C、D～E、F～G。

三、动物细胞的有丝分裂 1.染色体形态变化规律

2.染色体行为变化规律 复制→螺旋化，散乱分布于纺锤体中央→着丝点排列在赤道板上→着丝点分裂→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 6

中期——形定数晰赤道齐 后期——点裂数加均两极 末期——两消两现分裂完

1.如何描述染色体和染色质之间的关系？观察染色体最好的时期是哪个时期？ 答案 二者是同一种物质在细胞分裂的不同时期的两种存在形式。中期。 2.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(着丝点分裂)。G2、前、中期存在染色单体。 3.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 染色体复制在间期，数目加倍在后期，一个细胞中数目恢复在末期结束；DNA复制和数目加倍都是在间期，一个细胞中数目恢复在末期结束。 4.请思考归纳出与动物细胞有丝分裂有关的细胞器及功能。 细胞器 功 能 线粒体 供能(DNA复制、蛋白质合成、染色体分开) 中心体 复制、形成纺锤体(动物、低等植物细胞) 核糖体 合成蛋白质

3.动物细胞在分裂过程中不会出现的是( ) A.在细胞分裂间期，核糖体合成蛋白质功能增强 B.在细胞分裂前期，中心体产生星状射线形成纺锤体 C.在细胞分裂中期，细胞内ATP的含量明显减少 D.在细胞分裂末期，染色体变成染色质 问题导析 (1)动物细胞有丝分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，因此核糖体功能加强。 (2)前期，中心体产生星状射线形成纺锤体。 (3)由于ATP和ADP转化非常迅速，ATP和ADP的含量在细胞中维持相对稳定，所以，ATP的含量不会明显减少。 7

(4)在细胞分裂末期，染色体变成染色质。 答案 C 一题多变 判断正误： (1)观察染色体最好的时期是后期。( × ) (2)染色单体形成于前期，出现于中期，消失于后期。( × ) (3)由于前期染色体复制，造成染色体数目加倍。( × )

1.真核细胞的直径一般在10～100 μm之间，下列有关生物体细胞不能无限长大的原因的叙述中，不正确的是( ) A.体积大，物质运输的效率较低 B.相对表面积小，有利于物质的迅速转运 C.受细胞核所能控制范围的制约 D.相对表面积大，有利于物质的转运和交换 答案 B