第1课时 细胞周期和有丝分裂的过程
细胞周期和有丝分裂过程
细胞周期和有丝分裂过程细胞是所有生命的基本单位，是构成生物体的最基本结构。
在生物体内，细胞不断地进行分裂和增殖，从而使得生物体得以发育，成长。
而细胞的分裂和增殖，都是基于细胞周期和有丝分裂过程来进行的。
本文将对这两个过程进行详细的介绍。
一、细胞周期细胞周期，又称有丝分裂周期，是指细胞从一次有丝分裂开始，到下一次有丝分裂开始的整个周期。
细胞周期可分为四个阶段：G1期、S期、G2期和M期。
其中，G1、S、G2三个阶段统称为间期，M期指有丝分裂期。
1. G1期G1期是指细胞从有丝分裂后，到DNA复制开始之前的间歇期。
在这一期间，细胞进行了一系列的代谢活动，通过新合成的RNA和蛋白质等得到必要的能量、营养物质和物质合成工具等。
在这个过程中，细胞会对自身进行检查，确保所有必需的物质和复制DNA的条件已备齐。
2. S期S期是指细胞的DNA复制阶段。
在这个阶段，细胞会复制一份DNA，使得每一个细胞都有两份相同的DNA，这样才能在有丝分裂时分配给两个子细胞。
在复制完DNA之后，细胞的染色体数量没有改变，但是染色体长度倍增，此时细胞被称为复制体。
3. G2期G2期是指DNA复制后，到有丝分裂开始前的间歇期。
在这个过程中，细胞依靠复制出来的DNA进行各种代谢和生长活动，从而达到分裂所需的最佳状态。
4. M期M期是指有丝分裂期，也是整个细胞周期的最短但最重要的一个阶段。
这个阶段主要包括前期、中期和后期三个阶段。
前期：这个阶段可以进一步分为早期、中期和晚期三个部分。
早期时，细胞在细胞核周围形成了纺锤体，这个纺锤体起到分离染色体的作用。
在中期时，染色体被纺锤体捆绑住，排列在细胞中央。
在晚期时，每个染色体的两条姊妹染色单体分开，分别向两端移动。
中期：在这个阶段，细胞的染色体开始分离成为两个互相独立的染色体，每一个新的染色体究竟分到哪个子细胞中由纺锤体的运动决定。
后期：这个阶段指的是它的末期，新的核膜和核仁重新形成，细胞分裂过程完成，最终形成两个完整的子细胞。
高中生物-细胞的有丝分裂
课后作业：
有丝分裂各时期染色体及DNA是 怎样变化的
因此，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。
1、在细胞分裂过程中，要辨认染色体的形态和数 目，应选择 （ C ）
A、间期 B、前期 C、中期 D、后期
2、染色体复制、染色体出现和消失分别发生在细 胞周期的 （ C ） A、前期、中期、后期 B、间期、前期、后期 C、间期、前期、末期 D、前期、后期、末期
※㈠细胞周期
细胞周期就是有丝分裂周期，它是指连续 分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下 一次分裂完成时为止，这就是细胞周期。
一个细胞周期包括两个阶段
分裂间期 （90%—95%）
分裂期 （5%—10%）
末期 后期 中期
前期
子细胞
分
裂
期
分分
裂
期间
5%~10%
90%~95%
一、细胞增殖
单细胞生物通过细胞增殖产生新的个体。 多细胞生物通过下面我们以植物细胞为例
介绍一下有丝分裂的过程。
1.间期：
染色质 核膜 核仁
①变化：完成 DNA的复制和有 关蛋白质的合 成
②结果：每个染 色体都形成两个 姐妹染色单体， 呈染色质形态
2.前期：
纺锤体 着丝点 纺锤丝
①核仁解体，核 膜消失
②出现染色体 ③出现纺锤体
“两消两现”
3.中期：
①染色体的 着丝点排列 赤道板上。
②染色体的 形态数目最 清晰，便于 观察。
4.后期：
子染色体
着丝点分裂， 姐妹染色单体分 开，染色体数目 加倍。子染色体 并分别向两极移 动。
5.末期：
末期1
末期2
①核膜、核仁 重现
人教版生物必修1课件：第6章 第1节 第1课时 细胞周期和高等植物细胞的有丝分裂
6．与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核 糖体、高尔基体、线粒体等。
一、细胞不能无限长大 1．“细胞大小与物质运输的关系”实验 (1)实验结果：[填表]
琼脂块 的边长
(cm)
表面积 (cm2)
体积 (cm3)
表面积与 体积之比
NaOH 扩散的 深度(cm)
(3)若②染色体的遗传信息来自父方，那么与之遗传信息完全相同 的染色体为________，其遗传信息完全相同的原因是 __________________________________________。 (4)图乙对应于图甲中的______段，图丙对应于图甲中的_____段。 解析：图乙是处于有丝分裂后期的图像，该时期中着丝点分裂 后，染色体在纺锤丝的牵引下移向两极，染色体数目加倍，共有8 条。由于两条姐妹染色单体上的两个DNA分子是由同一个DNA分 子复制而来，所以两者的遗传信息是一样的。图乙处于有丝分裂 后期，对应于图甲的e～f，而图丙可以表示DNA复制结束之后着丝 点分裂之前的一段，即c～e段。
道板上，如图④所示；在分裂的后期着丝点分裂，形成两条子染
色体，分别移向细胞的两极，如图③所示；在分裂的末期时只存
在含有一个DNA分子的染色体，如图②所示。
4．下图为某生物一个体细胞分裂模式图，据图回答：
(1)图乙中含有的染色体数是________条。 (2)图乙为细胞有丝分裂的________期图像。该时期的主要特征 是____________________________________。
NaOH 扩 散 体 积 与整个琼脂块体 积之比
1
6
1
_6 _
0.5
_1 _
高中生物细胞有丝分裂全过程解析
高中生物细胞有丝分裂全过程解析细胞有丝分裂是细胞周期中的一部分，是指生物细胞在生长和繁殖过程中，通过复制染色体和分离新建的染色体，从而产生两个完全相同的子细胞的过程。
这个过程发生在有丝分裂的四个阶段：前期、中期、后期和末期。
下面将详细解析细胞有丝分裂的全过程。
一、前期（Prophase）前期是有丝分裂的第一个阶段，也是最长的阶段。
在前期开始时，细胞核膜逐渐消失，细胞染色质开始凝缩成染色体，染色体可由两个复制的姐妹染色单体组成，并通过着丝粒与纺锤体相连。
在前期的早期，着丝粒开始移向细胞的两极，形成“已复制染色体的中心体”和“未复制染色体的中心体”。
此时，纺锤体的形成也开始了，它由微管单元组成，其中心体包围在两组中心体周围，形成“两极纺锤体”。
纺锤体的一个重要作用是找到适当的地方将染色体粘附到新形成的细胞核。
在前期的晚期，每对复制的染色体按两条呈线状排列在细胞的赤道面上。
着丝粒将纺锤体的微管与染色体相连接，为后续的分离做准备。
二、中期（Metaphase）中期是细胞有丝分裂的第二个阶段，主要特点是染色体已经排列成单一的赤道面。
在中期，纺锤体的微管逐渐增长，从而将已复制的染色体全部排列在细胞内的赤道面上。
染色体会在赤道面上形成一个纺锤形图案，每个染色体的着丝粒都与纺锤体的一个微管相连，并且染色体的姐妹染色单体之间会形成更紧密的连接。
此时，纺锤体的收缩使得染色体在细胞内随机排列，为后续的分裂做准备。
三、后期（Anaphase）后期是细胞有丝分裂的第三个阶段，其主要特点是已复制的染色体开始分离。
在后期，纺锤体的微管会缩短，拉动着丝粒，使每个姐妹染色单体分离到相反的两个极端。
在后期的早期，由于纺锤体的缩短，姐妹染色单体开始分离，被拉向细胞的两个极端。
随着后期的进行，染色体变成V形，其中心刚刚分离的着丝粒以及纺锤体的微管被拉向极端。
四、末期（Telophase）末期是细胞有丝分裂的最后一个阶段，也是最后一个核分裂阶段。
高中生物人教版必修一上篇第6章第1节第1课时细胞周期和有丝分裂过程
2．限制细胞大小的主要原因[填空] (1)细胞
表面积与体积 的关系。
(2) 细胞核 的控制能力。
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[思维激活1] 既然细胞体积过大不利于细胞生长，那是不是细胞
体积越小越好？
提示 不是。组成细胞的物质和结构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。
0.5
1
0.5 0.5
7 8 19 27
3
54
27
课堂互动探究
金榜通关必备
随堂达标检测
(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 。
②NaOH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 减小 。 ③细胞体积越大，其 相对表面积 效率就 越低 。 越小，细胞的物质运输
课堂互动探究 金榜通关必备 随堂源自标检测后期① 着丝点 分裂，姐妹染色单体 分开，染色体数目 加倍 ②子染色体在纺锤丝的牵引下移向 细胞两极 ①染色体变成 染色质丝 ，纺锤丝消失 ② 核膜 、 核仁 出现， 形成两个新细胞核 赤道板 位置出现细胞板， ③ 逐渐扩展为 细胞壁
B．分裂期占细胞周期时间比例最小的是十二指肠细胞
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有丝分裂过程分析
【例2】 下图为某生物一个体细胞分裂模式图，据图回答。
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(1)图乙为细胞有丝分裂的________期图像，染色体、染色单
体、DNA数量的比为________。该时期的主要变化是______。 (2) 图 乙 对 应 于 图 甲 中 的 ________ 段 ， 图 丙 对 应 于 图 甲 中 的 ________段。 (3)图甲中C的数值是________，图丙中N的数值是________。
人教版高中生物必修一课件：第6章 第1节 第1课时 细胞周期和植物细胞的有丝分裂
2
体积 /cm 1 8 27
3
表面积 NaOH 扩 NaOH 扩散体 与体积 散的深度 积与整个琼脂 之比 6 3 2 /cm 0.5 0.5 0.5 块体积之比 1 7/8 19/27
(2)实验结论： ①琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而 减小。 ②NaOH 扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着 琼脂块的增大而减小。 ③细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质 运输效率就越低。
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
要点二
植物细胞有丝分裂的过程
1．请分析在有丝分裂过程中下列细胞结构主要有哪 些变化？ (1)染色体；(2)纺锤体；(3)核膜和核仁。 2．若植物细胞染色体和 DNA 数都为 2n，请分析在 细胞分裂过程中，染色体和 DNA 数量的变化过程。
起点：一次分裂完成时 (2)时间 终点：下一次分裂完成时
(3)图示含义。
(4)分裂间期与分裂期的联系：分裂间期为分裂期进 行活跃的物质准备，完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质 的合成。
2．高等植物细胞的有丝分裂过程及各时期特点。
时期
图示
主要变化特征 主要变化：DNA 的复制 和有关蛋白质的合成
4．下列有关细胞有丝分裂的叙述，错误的是( A．细胞周期中，间期时间较短，分裂期时间较长 B．分裂完成后两个正常子细胞的 DNA 序列相同 C．分裂中期，着丝点排列在赤道板上 D．间期发生 DNA 复制和有关蛋白质合成
)
解析：细胞周期中，间期大约占细胞周期的 90%～ 95%，分裂期大约占细胞周期的 5%～10%。 答案：A
细胞周期及细胞分裂讲课文档
◆中-后期检验点（纺锤体组装检验点）：检验 纺锤体组装是否完整
11
第十一页，共62页。
三、 细胞（周期）同步化
• （一）自然同步化
• 1.多核体：如：粘菌、疟原虫。
• 2.水生动物的受精卵：如海胆、两栖类 。
• 3.增殖抑制解除后的同步分裂：如真菌的休 眠孢子移入适宜环境后，同步分裂。
12
◆染色体进一步凝缩,并移到赤道附近,排列在赤道板；姐妹染色单体 的着丝粒分别与一条或多条来自对面的纤维结合, 成为被争夺的对象 图
27
第二十七页，共62页。
染色体排列到赤道面上。
28
第二十八页，共62页。
图片来自
29
第二十九页，共62页。
是什么机制确保染色体正确排列 在赤道板上？
● Mad蛋白和Bub蛋白促使染色体被动 力微管捕捉。 ●牵拉假说和外推假说。图
（二）减数分裂过程
1.减分I
第一次减数分裂的两个特点 ◆一对复制了的同源染色体分开，分 别进入两个子细胞，同源染色体分 开之前通常要发生交换重组。 ◆在染色体组中，同源染色体的分离 是随机的，同源染色体组要发生重 组合。
图 45
第四十五页，共62页。
减数分裂的染色体行为
46
第四十六页，共62页。
◆ Golgi体和ER重新形成并生长 ◆核仁也开始重新组装，RNA合成功能逐渐恢复,有丝分裂结束
●主要特点是:染色体解螺旋形成细丝,出现核仁和核膜。
38
第三十八页，共62页。
6.胞质分裂
动物细胞胞质分裂
◆ 胞 质 分 裂 (cytokinesis) 开 始 于 细 胞 分 裂 后 期 ， 在 赤 道 板 周 围细胞表面下陷，形成环形缢缩，称为分裂沟(furrow)。
浙教版高中生物必修1 课后习题 第四章 第一节 第1课时 细胞周期及有丝分裂过程中染色体的行为变化
第四章细胞的生命历程第一节细胞通过分裂增殖第1课时细胞周期及有丝分裂过程中染色体的行为变化课后篇巩固提升学考达标练1.下图为某动物细胞周期中各期时长,该细胞的分裂间期时长为()A.1 hB.4 hC.12 hD.21 h,细胞周期长2×(7+3+1)=22(h),其中分裂期长1 h,则分裂间期长21 h。
2.关于“模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系”实验,下列叙述错误的是()A.琼脂块体积是自变量B.NaOH溶液扩散速率是因变量C.处理时间是无关变量D.细胞体积越小,物质运输的效率就越高,琼脂块的体积是自变量,A项正确;NaOH溶液在大小不同的琼脂块中的扩散速率相同,NaOH溶液在琼脂块上的扩散体积与琼脂块的体积的比值可以反映物质运输的效率,是因变量,B项错误;处理的时间是无关变量,C项正确;通过模拟实验可以看出,细胞体积越小,物质运输的效率就越高,D项正确。
3.下图所示植物细胞有丝分裂中,最便于观察和研究染色体的是()4.(2020丽水四校高二段考)高等植物细胞不断分裂使植物生长,在分裂过程中不会出现的是()A.细胞分裂间期,染色单体分开B.细胞分裂前期,核膜和核仁逐渐消失C.细胞分裂中期,染色体缩短到最小的程度D.细胞分裂末期,高尔基体参与细胞壁的形成,A、D两项错误;有丝分裂前期,核膜和核仁逐渐消失,B项正确;有丝分裂中期,染色体缩短到最小的程度,此时形态稳定、数目清晰,C项正确;细胞分裂末期,高尔基体参与细胞壁的形成,D项正确。
5.下列有关细胞不能无限长大原因的叙述,不正确的是()A.细胞体积过大不利于细胞内外的物质交换B.细胞核的控制能力大小是有一定限度的C.受细胞内各种细胞器的数目和种类的限制D.与细胞的表面积和体积的比有密切关系,细胞体积越大,细胞的表面积和体积比越小,物质运输的效率越低,A、D两项正确;细胞核是代谢的控制中心,所以细胞不能无限长大与细胞核所能控制的范围有关,B项正确;细胞内各种细胞器的数目和种类与其功能有关,而与细胞的生长无关,C项错误。
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研读教材·梳理探究
课堂小结
联想质疑
@《创新设计》
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细胞周期的不同表示方法
方法名称
表示方法
扇形图
直线图
24
@《创新设计》
说明
A→B→A(顺时针)为一个细胞 周期
a＋b或c＋d为一个细胞周期
研读教材·梳理探究
课堂小结
判断一个完整的细胞周期的方法
@《创新设计》
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A
2 mm
_2_4__m_m__2_ __8_m__m_3__
____3____
3
B
4 mm
_9_6__m_m__2_ _6_4_m__m__3 _
____2____
3
C
8 mm
_3_8_4_m__m__2 _5_1_2_m__m__3
___4_____
假设物质扩散深度为0.5 mm，则三个细胞模型中，物质扩散的体积占细胞体积的
纺锤体出现，中期染色体形态稳定数目清晰，是观察的最好时期。着丝粒分裂
在后期。
答案 D
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课堂小结
@《创新设计》
【知识拓展】 细胞分裂后产生的子细胞有三种去向 ①持续分裂：始终处于细胞周期中。如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、 根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞。 ②暂不分裂：暂时脱离细胞周期，仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周 期中。如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞。 ③永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡。如肌纤维细胞、神经 细胞、浆细胞，叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞。
课堂小结
@《创新设计》
[变式训练1] 下列关于动物大象体细胞不能无限长大的主要原因是( ) A.细胞长得太大影响生物体的整体美观 B.细胞体积增大，体积与表面积之比变大，表面积的吸收能力不能满足细胞需要 C.细胞长得太大就不能进行分裂 D.细胞长得太大，相互之间就会挤压，最终细胞会被挤破 解析 细胞与周围环境进行物质交换的能力取决于表面积与体积之比，细胞体积 越小，其相对表面积(表面积/体积)越大，细胞与周围环境进行物质交换的能力越 大。因此，细胞不能无限长大。A、C、D三项不符合题意，B项符合题意。 答案 B
14
研读教材·梳理探究
课堂小结
@《创新设计》
(1)图甲中
可表示一个细胞周期；图乙中
表示间期，
表示
分裂期。图丙中
表示一个细胞周期。
(2)细胞周期的间期发生的变化主要有哪些？
______________________________________________________________________
28
研读教材·梳理探究
课堂小结
@《创新设计》
———————————————素养提升——————————————— 生命观念——高等植物细胞有丝分裂的过程 有丝分裂中染色体、染色单体和DNA的关系
(1)根据染色体形态变化过程，写出甲、乙、丙、丁四幅图中染色体、染色单体、 核DNA的含量：
29
研读教材·梳理探究
课堂小结
@《创新设计》
实验结论： ①细胞的表面积与体积之比随着细胞体积的增大而__减__小___。 ②NaOH扩散的体积与整个细胞的体积之比随着细胞体积的增大而__减__小___。 ③细胞体积越大，其____相__对__表__面__积____越小，细胞的物质运输效率就__越__低___。
7
研读教材·梳理探究
课堂小结
@《创新设计》
1.如果某种药物能抑制DNA的复制，则这种药物能抑制癌细胞的有丝分裂，为什 么？ 提示：如果不能完成DNA的复制，则细胞不能进入分裂期。 2.一个细胞周期包括间期和分裂期，根据两个时期的长短分析，正在进行有丝分裂 的组织细胞中，处于哪个时期的细胞最多？为什么？ 提示：间期，因为间期时间远远长于分裂期。
课堂小结
@《创新设计》
[典例2] 科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性的去向以研究蚕豆 根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间(单位：h)数据如图所示。下 列叙述正确的是( )
18
研读教材·梳理探究
课堂小结
@《创新设计》
A.DE阶段发生遗传物质的平均分配 B.BC阶段结束时DNA含量增加一倍 C.CD阶段完成与DNA复制有关的蛋白质的合成 D.一个 细胞周期 (可表示为CD＋DE)等于17.3 h
1
6
2
24
3
54
体积 /cm3
1 8 27
表面积与 NaOH扩散 NaOH扩散体积与 体积之比 的深度/cm 整个细胞体积之比
__6__
0.5
__1__
__3__
0.5
_7_/_8_
__2__
0.5
_1_9_/_2_7_
NaOH扩散的体积与细胞的总体积的比值，反映NaOH进入细胞的效率
6
研读教材·梳理探究
课堂小结
@《创新设计》
物质或结构 染色体
甲 __________
乙
丙
__________ __________
丁 __________ __________ __________
核DNA
__________ __________ __________ __________
_____________________________________________________________________
(3)是不是只要能进行有丝分裂的细胞都具有细胞周期？
_____________________________________________________________________
2.决定器官大小的原因 器官大小主要决定于__细__胞__数__量__的__多__少___。
3
研读教材·梳理探究
课堂小结
@《创新设计》
3.运用模型解释 细胞大小与物质运输的关系
物质运输的效率与细胞的相对表面积有关，细胞体积越大，相对表面积越小，物
质运输效率越低
细胞模型
边长
表面积
体积
表面积 体积
(相对表面积)
15
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课堂小结
@《创新设计》
(4)据下表分析：
细胞
分裂间期
分裂期
细胞周期
十二指肠细胞
13.5
1.8
15.3
肿瘤细胞
18.0
0.5
18.5
成纤维细胞
19.3
0.7
20.0
若用上述三种细胞观察细胞的有丝分裂，应选择
细胞。理由是_______
____________________________________________________________________。
水平二
3.运用模型解释细胞表面积 染色体和DNA数量变化模型。
与体积的关系。
3.科学探究——运用模型解释细胞表面积与体 积的关系。
水平一
2
研读教材·梳理探究
课堂小结
研读教材·梳理探究
@《创新设计》
细胞大小与物质运输的关系
———————————————知识梳理———————————————
1.多细胞生物生长的原因 ____细细____胞胞____生分____长裂______― ―→ →增 增大 加细 细胞 胞体 数积 量―→个体生长
16
研读教材·梳理探究
课堂小结
@《创新设计》
提示 (1)A＋B或C＋D a b＋c＋d＋e a＋b＋c＋d＋e (2)完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞适度生长 (3)不是，只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期 ①④ (4)十二指肠 细胞周期中分裂期所占细胞周期的比例相对较大。
17
研读教材·梳理探究
@《创新设计》
1
研读教材·梳理探究
课堂小结
第1节 细胞的增殖
@《创新设计》
第1课时 细胞周期和有丝分裂的过程
内容标准要求
核心素养对接
学业质量水平
1.生命观念——通过对细胞周期的学习，认识 1.简述细胞的生长和增殖的 到生命活动的周期性。
水平一
周期性。
2.科学思维——分析与综合：对比分析有丝分
2.概述细胞的有丝分裂过程。裂各时期的特点，掌握有丝分裂过程。构建
7
37
169
比例分别为___8___、 ___6_4__、 __5_1_2__。
4
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课堂小结
4.细胞不能无限长大的限制因素
表面积与体积 细胞核
@《创新设计》
5
研读教材·梳理探究
课堂小结
[典例1] 填写下表相关内容，得出相关结论
@《创新设计》
细胞模型(琼脂 表面积 块)的边长/cm /cm2
12
研读教材·梳理探究
课堂小结
2. 细胞周期 只有连续分裂的细胞才具有细胞周期。
@《创新设计》
连续分裂 一次分裂 完成 下一次分 裂完成
13
研读教材·梳理探究
课堂小结
@《创新设计》
———————————————素养提升——————————————— 科学思维——细胞周期及其表示方法 根据细胞周期示意图，回答有关问题：
间期复制后，DNA数量加倍，但染色体数量不变
①染色体变化：__染__色__质__丝__变__成__染__色__体__； _前__期___ ②细胞变化：a.细胞两极发出__纺__锤__丝___形成纺锤体；
b._核__膜___消失、_核__仁___解体
27