决战2014高考—新课标生物一轮复习课件:141细胞的增殖_图文

必修一 分子与细胞 第四单元 细胞的生命历程

细胞的生长和增殖的周期性(Ⅰ) 细胞的无丝分裂(Ⅰ) 细胞的有丝分裂(Ⅱ) 实验Ⅰ :观察细胞的有丝分裂 实验Ⅱ :模拟探究细胞表面积与体积的关系

本讲知识点
知识点一 细胞不能无限长大的原因及模拟实验 知识点二 细胞增殖的种类

知识点一 细胞不能无限长大的原因及模拟实验
1.细胞不能无限生长的原因 (1)细胞__表_面__积___与体积的关系是限制细胞无限长大的重要因素。 (2)细胞核占细胞体积的_相__对__比_值__也是限制细胞长大的因素。
2.模拟探究:细胞大小与物质运输效率的关系 实验目的:探究细胞表面积与体积之比与 物质运输效率 的关系 实模验拟流实程验:的结仔论细:阅读细教胞体P11积0~越P大11,1内其容相及对注表意面事积项_。__越__小___,细胞 的物质运输效率___越__低___。 议一议:细胞体积越小,细胞相对表面积就越大,物质运输效率就 越高,那么细胞是不是越小越好? 不是,细胞太小难以容纳细胞生命活动必须的基本结构,如细胞核、 细胞器和物质(如酶)。

知识点二 细胞增殖的种类

1.真核细胞的分裂方式

_无__丝_分__裂__、有丝分裂、减数分裂。

2.无丝分裂

(1)特点:没有出现 纺锤丝和染色体 的变化。

(2)实例:

蛙的红细胞

增殖过程。

3.有丝分裂

(1)细胞周期:连续进行有丝分裂的细胞,从一次细胞分裂完成时开 始,到下一次分裂完成时为止。

(注意:无丝分裂、减数分裂没有细胞周期,高度分化的细胞脱离细 胞周期)

知识点二 细胞增殖的种类

3.有丝分裂 (2)分裂间期
研究方法:放射性同位素标记自显影技术 主要特点: 完成DNA分子复制 和 有关蛋白质合成 。

(3)分裂期 (分前、中、后、末四个时期) (1)染色质→ 染色体 ;

前期

(2)核仁消失,核膜解体 (3)出现纺锤体 (4)染色体散乱分布

知识点二 细胞增殖的种类
3.有丝分裂
(3)分裂期: (1)染色体的 着丝点 排列在赤道板上;
中期 (2)染色体形态稳定,数目清晰;
(1) 着丝点 分裂,两条 姐妹染色单体 →两条子染色体 后期 (染色体数目加倍);
(2)染色体平均移向两极;
(1)染色体→ 染色质 ; 末期 (2)纺锤体消失;
(3)核膜、核仁重现; (4)细胞板→ 细胞壁 (细胞质的分裂)。

知识点二 细胞增殖的种类
3.有丝分裂 (4)意义 亲代细胞内的染色体经过复制后平均分配到两个子细胞中,从而 使亲代与子代之间保持__遗__传__性_状___的稳定性。 想一想:细胞周期外细胞有几种状态?
三种状态: ①继续增殖细胞,如根尖的分生区细胞、皮肤的生发层细胞。 ②暂不增殖细胞,如肝细胞受伤后可恢复增殖。 ③永不增殖细胞,如神经细胞、肌细胞等。

知识点二 细胞增殖的种类

判一判

1.细胞体积越大,其相对表面积越大,物质运输效率越高( × )。

2.细胞都有细胞周期

( × )。

3.间期耗时大于分裂期

( √ )。

4.动、植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同( × )

5.无丝分裂染色体不复制不均分

( ×)

知识点二 细胞增殖的种类
植物细胞有丝分裂(连一连)
间期 前期 中期 后期 末期

知识点二 细胞增殖的种类
巧记:细胞有丝分裂各时期特点
—膜仁消失显两体 解读 核膜、核仁消失,显现纺锤体和染色体。
—形定数晰赤道齐 解读 染色体的形态稳定,数目清晰,着丝点排列在赤道板上
—点裂数加均两极 解读 着丝点分裂,染色体数目加倍,并平均移向两极。
—两消三现质分离 (注意 动物为“两消两现质分离”)
解读 两消:纺锤体消失,染色体变为染色质;三现:核膜、 核仁重新出现,细胞板出现;细胞质随着新细胞壁的形成而分 开。

本讲考点
考点一 细胞周期及有丝分裂过程中有关结构的动态变化 考点二 动、植物有丝分裂的比较 考点三 观察植物细胞的有丝分裂

考点一 细胞周期及有丝分裂过程中有关结构的动态变化
1.细胞周期的条件、时间及两大阶段
(1)前提条件 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。
(2)时间 从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。
(3)两个阶段 ①分裂间期在前,经历时间较长,占整个细胞周期的90%~95%, 是分裂期的准备阶段。 ②分裂期在后,经历时间较短,可划分为前期、中期、后期和末期 四个连续的时期。

考点一 细胞周期及有丝分裂过程中有关结构的动态变化

2.细胞周期的常见表示方法(扇形图、直线图、柱形图)

(1)扇形图

(2)直线图

考点一 细胞周期及有丝分裂过程中有关结构的动态变化
2.细胞周期的常见表示方法(扇形图、直线图、柱形图) (3)柱形图
B组DNA含量在2n到4n之间,说明细胞正处于DNA复制时期;C组 细胞中DNA已经加倍说明细胞处在分裂期。

考点一 细胞周期及有丝分裂过程中有关结构的动态变化
3.细胞周期中几种细胞结构的变化 (1)染色体形态变化
(2)纺锤体的变化 形成(前期)→解体消失(末期)
(3)核仁、核膜的变化 解体消失(前期)→重建(末期)

考点一 细胞周期及有丝分裂过程中有关结构的动态变化

3.细胞周期中几种细胞结构的变化

(4)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞) 复制→分开移向两极→平均进入两个子细胞

(间期)

(前期)

(末期)

1~2个

2个

1个

(5)染色体行为变化规律

考点一 细胞周期及有丝分裂过程中有关结构的动态变化
4.DNA、染色体、染色单体、同源染色体、染色体组的数目变化规 律(以二倍体生物为例)

考点一 细胞周期及有丝分裂过程中有关结构的动态变化
5.曲线图
(1).A→B、L→M、P→Q的变化原因都是DNA分子复制。 (2).G→H、N→O、R→S变化的原因都是着丝点分裂,姐妹染色单 体分开,形成子染色体。 (3).C→D、R→S的变化很相似但时期不同。 (4).染色单体在细胞周期中的起点为0,终点也为0。

不同分裂时期细胞染色体、DNA的变化规律
DNA 染色体
4N

2N

精(卵)原细胞 0
有丝分裂

减数分裂

受精卵 受精 作用 有丝分裂

时期

★ 本考点内容多注重前后知识的联系,常与细 胞的生命历程、减数分裂、变异等内容结合在一 起考查学生分析问题的能力,多采用分裂过程中 染色体(DNA)的曲线分析或动、植物细胞分裂图像 分析的形式进行命题,多为选择题。

【典例1】在科学家用15N的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,并追 踪蚕豆根尖细胞的分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的
数据如下,下列叙述中正确的是( B )。
A.蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为AC或CE,共19.3h B.高尔基体、线粒体在蚕豆根尖细胞分裂过程中活动旺盛 C.蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期有0~2h、 19.3~21.3h、38.6~40.6h D.基因重组可发生在19.3~21.3h
解析 分裂间期在一个细胞周期中时间较长,分裂期在一个细胞周 期中时间较短。通过图中给出的信息可以看出该图包含了两个细胞 周期,即(BC+CD)和(DE+EF),因此A项错误;分裂间期主要完 成DNA分子复制和有关蛋白质的合成,DNA分子复制时双螺旋解 开,此时DNA分子的稳定性最低,C项错误;有丝分裂过程中无基 因重组,D项错误。

【训练1】 (2013·安徽省城名校第三次联考,9)在一个细胞周期中,
最可能发生在同一时期的是( B )。
A.着丝点的分裂和细胞质的分裂 B.染色体复制和中心粒复制 C.细胞板的出现和纺锤体的出现 D.染色体数加倍和染色单体形成
解析 着丝点的分裂在有丝分裂的后期,细胞质的分裂在有丝分裂 的末期,A错误;染色体复制和中心粒复制均发生在间期,B正确; 细胞板的出现在有丝分裂的末期,纺锤体的出现在有丝分裂的前期, C错误;染色体数加倍在有丝分裂的后期,染色单体形成在间期, D错误。

【训练2】 (2013·无锡名校二检)在细胞有丝分裂过程中,细胞核内
以下各组之间的数量关系一定不相等的是( B )。
A.染色体数目与着丝点数目 B.染色体数目与染色单体数目 C.DNA分子数目与染色单体数目 D.染色体数目与DNA分子数目
解析 染色体数目是以着丝点数目为依据进行计数的,故两者一定 相等;染色体数目为1时,染色单体数目为0或2,故两者不可能相 等;而DNA分子数目与染色体数目、DNA分子数目与染色单体数 目之间可能相等,也可能不相等。

考点二 动、植物有丝分裂的比较
1.高等动、植物细胞有丝分裂的区别
图像比较
植物细胞 动物细胞 根本原因:
动、植物的结构不同(如植物有细胞壁),导致分裂的方式不同 2.动、植物有丝分裂的共同点 分裂过程中染色体的形态、行为、数目变化规律完全相同,都是在 间期完成染色体的复制,分裂期平分到两个子细胞中去。

在绘制动、植物细胞有丝分裂图像时,应注意以下几点:
(1)动物细胞一般画成圆形,外面代表细胞膜,植物细胞一般画成长 方形,外面代表细胞壁。
(2)动物细胞分裂后期、末期细胞膜向内凹陷,最终缢裂成两个子细 胞;植物细胞不向内凹陷,细胞中央形成细胞板,最终形成两个子 细胞。
(3)动物细胞和低等植物细胞要画出中心体,高等植物细胞不能画。 (4)染色体臂向中央(后期和末期)。 (5)染色体的大小、形态,尤其是细胞分裂后期染色单体分开形成的 染色体一定是大小、形态、颜色完全相同。

考点二 动、植物有丝分裂的比较
3.与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用
(1)观察染色体最好的时期是中期。 (2)染色单体形成于间期,出现于前期,消失于后期。 (3)有丝分裂全过程各个时期始终有同源染色体存在(含一个染色体 组的单倍体除外) ,但不配对也不分开。

【典例2】(改编题)下图一所示为某种生物体内细胞有丝分裂中的几 个时期,图二是分裂各阶段细胞的核DNA和细胞质中信使RNA含 量的变化曲线。试回答下列问题。
(1)这种生物是动物还是植物?_动__物__,写出一条判断的理由: 没有细胞壁(细胞分裂时未形成细胞板,而是缢裂)
解析 由于图一细胞无细胞壁,且细胞分裂时未形成细胞板,而是 通过缢裂产生子细胞,所以为动物细胞。

【典例2】(改编题)下图一所示为某种生物体内细胞有丝分裂中的几 个时期,图二是分裂各阶段细胞的核DNA和细胞质中信使RNA含 量的变化曲线。试回答下列问题。
(2)将图一按照细胞分裂的正确顺序排列:__B_A_D_C___。图中一定没 有染色单体的细胞是___C_D____。 解析 图一中A为有丝分裂中期,B为间期,C为末期,D为后期, 所以细胞分裂的顺序为BADC。 后期着丝点断裂分开后无染色单体。因此,末期也无染色单体

【典例2】(改编题)下图一所示为某种生物体内细胞有丝分裂中的几 个时期,图二是分裂各阶段细胞的核DNA和细胞质中信使RNA含 量的变化曲线。试回答下列问题。
(3)根据诱变育种原理,诱变剂发挥作用的时期是图二的__b__段(填 图中字母)。 解析 细胞中的基因突变往往发生在细胞分裂间期的DNA复制过程 中,图二中表示DNA复制的时期是b阶段。

【典例2】(改编题)下图一所示为某种生物体内细胞有丝分裂中的几 个时期,图二是分裂各阶段细胞的核DNA和细胞质中信使RNA含 量的变化曲线。试回答下列问题。
(4)如果将此生物的细胞培养在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的 培养液中,则当细胞分裂至图一中A所示时期时,细胞中含放射性 的DNA占总DNA的___1_0_0___%(不考虑细胞质中的DNA)。 解析 图一中A时期为有丝分裂中期,每个核DNA分子都有一条链 上含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。所以为100%

【典例2】(改编题)下图一所示为某种生物体内细胞有丝分裂中的几 个时期,图二是分裂各阶段细胞的核DNA和细胞质中信使RNA含 量的变化曲线。试回答下列问题。
解析 图二中在细胞分裂间期的a、c时期mRNA都大量增加,说明 这两个时段核糖体功能最活跃。图二中de段细胞质中的mRNA明显 减少,最可能的原因有二:一是分裂期染色体高度螺旋化,不能解 旋并转录形成mRNA;二是原来的mRNA不断被分解。
(5)图二曲线表明,细胞分裂过程中核糖体功能最活跃的两个时期是 __a_、_c__(填图中字母)。de段细胞质中mRNA明显减少,最可能的原 因是: ①.分裂期染色体高度螺旋化,不能解旋并转录形成mRNA
②.原来的mRNA不断被分解

——有丝分裂图像、曲线的识别技巧
动、植物细胞的识别 无中心体→高等植物细胞
①细胞呈方形、有细胞板 有中心体→低等植物细胞
②细胞圆形、细胞膜缢裂、有中心体→动物细胞
区分动、植物有丝分裂最可靠的方法——子细胞形成方式、细 胞板结构,纺锤丝、星射线、中心体都不可靠。

辨析1组概念、规避2个误区,攻克1个薄弱点
辨析 细胞板与赤道板 (1)赤道板是细胞中央与纺锤体的中轴垂直的一个平面,只表示一个 位置,不是真实存在的实际结构,在显微镜下观察不到。 (2)细胞板是植物细胞有丝分裂末期,在赤道板位置通过高尔基体密 集而形成的一种结构,它向四周扩展形成新的细胞壁,显微镜下能 观察到该结构,它是植物细胞所特有的、区别于动物细胞的标志。
误区1 误认为后期着丝点分裂是纺锤丝牵引的结果
点 拨 有丝分裂后期染色体着丝点一分为二,其原因是受生物体 内遗传物质控制的一种生理活动。不是由纺锤丝牵引所致。 实验佐证:用秋水仙素破坏纺锤体形成,无纺锤丝牵引着丝点,复 制后的染色体的着丝点照样分裂,使细胞中染色体数目加倍,这就 说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。

辨析1组概念、规避2个误区,攻克1个薄弱点
误区2 动植物细胞有丝分裂的区别要注意特例 点拨 (1)细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞,低等植物细 胞有丝分裂的分裂期,纺锤体的形成也与中心体有关; (2)细胞分裂的过程中不出现中心体的不一定是植物细胞,也有可能 是进行无丝分裂或者二分裂的细胞。
薄弱点:细胞周期中间期(G1、S、G2)是细胞生物 学研究的热点,但高中教材(新课标人教版)未讲, 其他版本讲的也不深入。近几年常出高考题,且 是大题,应关注G1、S、G2。 说明 (1)G1和G2合成有关蛋白质,故RNA增多, 对应RNA的特有碱基U消耗增多; (2)G1期还决定一个细胞是连续分裂,还是进行分 化,脱离细胞周期。
(3)而S期完成DNA复制,故该期DNA的特有碱基T消耗增多,且S 期是基因突变的具体时期。

细胞周期归纳
细胞周期分为细胞间期和细胞分裂期,间期又分为三期、即DNA合 成前期(G1期)、DNA合成期(S期)与DNA合成后期(G2期)。 M期为细胞分裂期。 暂时离开细胞周期,停止细胞分裂,去执行一定生物学功能的细胞 所处的时期为G0期

纠错演练 1.(2013·安徽名校模拟)细胞周期的运转是十分有序的, 是基因有序表达的结果。基因的有序表达,使进行有丝分裂的细胞 按G1-S-G2-M时期的顺序(M期表示分裂期,G1期、S期和G2期 组成分裂间期,其中G1期、G2期表示RNA和蛋白质合成期,S期表 示DNA合成期)周而复始地进行增殖。如图表示细胞周期中的某种
生理变化的发生与其对应时期的关系,其中正确的是( B )
解析 细胞体积的增大发生在细胞分裂的间期,DNA的复制发生在 细胞分裂间期的S期,A、C错误。染色体着丝点分裂和染色单体的 分离发生在分裂期,B正确。在细胞分裂的间期,核膜、核仁都存 在,D错误。

纠错演练 2.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( C )。
A.a和b B.c和d C.b和d D.e和f 解析 b、e图都表示有丝分裂末期,植物细胞有丝分裂末期出现细 胞板,细胞膜不向内凹陷,b图错误;高等植物没有中心体,d图错 误。

纠错演练 3.(2012·上海单科,(三))回答下列有关细胞的问题。 下表数据为实验测得体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间 (单位/h):
(1)在图中绘出该种细胞的细胞周期曲线图并注明各期名称(假设体 细胞DNA相对含量为2C)。

纠错演练 3.(2012·上海单科,(三))回答下列有关细胞的问题。 下表数据为实验测得体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间 (单位/h):
(2)若在上述细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂,处于_S__ 期的细胞立刻被抑制,再培养__1_5__h,则其余细胞都将被抑制在 G1/S期交界处;去除抑制剂,更换新鲜培养液,细胞将继续沿细胞 周期运行,在所有细胞达到_G_1__期终点前,再加入DNA合成抑制 剂,则全部细胞都被阻断在G1/S期交界处,实现细胞周期同步化。
解析 本题以体外细胞培养过程为信息载体,考查了细胞有丝分裂 的相关知识。在细胞周期中,G1期主要进行RNA和蛋白质的合成, 为S期的DNA合成做准备;S期主要进行DNA合成;G2期DNA合成 结束,为细胞分裂做准备。因此,在细胞培养液中,若加入过量的 DNA合成抑制剂,则处于S期的细胞因DNA合成受阻而处于抑制状 态;消除抑制剂后,细胞分裂则正常进行;

纠错演练 3.(2012·上海单科,(三))回答下列有关细胞的问题。 下表数据为实验测得体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间 (单位/h):
(3)S期的启动需要一种蛋白质分子作为启动信号,这种蛋白质在S 期G(41)之期在前细电合胞镜成核下并进观存入察在S处期于于的SM期时期全间的过将细程_胞_中_提,_。前_可_若见_将_纺。S锤期体和由G细1期胞细两胞极融的合_中,_心_则_体_ 发生。在M期中消失又出现的细胞结构是_核__仁__(或__核__膜__、__细__胞_核__)__。
解析 若将S期与G1期细胞融合,由于S期细胞中含有启动蛋白(启 动信号),则G1期细胞核进入S期的时间将提前;在电镜下观察处于 分裂期(M期)的细胞,前期可见由中心体发出的纺锤丝,此时核膜、 核仁消失,末期核膜、核仁重新出现。

考点三 观察植物细胞的有丝分裂
一、实验原理
1.植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。 2.有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同,根据各个时期内 染色体的变化情况,识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。 3.细胞核内的染色体(质)易被碱性染料着色。 二、实验流程
1.洋葱根尖的培养:实验前3~4d,将洋葱放在装满水的广口瓶上, 底部接触水,把装置放在温暖的地方,经常换水,以防烂根,待根 长到5cm时,取生长健壮的根尖制成临时装片观察。 2.装片的制作

考点三 观察植物细胞的有丝分裂
二、实验流程 2.装片的制作

考点三 观察植物细胞的有丝分裂
二、实验流程 2.装片的制作
3.观察:使用低倍镜找到根尖分生区的细胞,然后换成高倍镜,观 察分生区的各个细胞(先找中期),并找到有丝分裂各个时期的细胞。 4.绘图:绘制能表示出洋葱根尖细胞有丝分裂各个时期染色体变化 特点的简图。 三、实验注意事项 1.取材时,剪取根尖应为2~3mm,过长会包括伸长区,无细胞分裂; 2.解离时间不宜过长,否则根尖细胞的结构会遭到破坏; 3.漂洗是为洗去细胞内部的盐酸,因此要保证足够的时间,否则会 影响对染色体(质)的染色; 4.压片时要掌握好力度,过轻,细胞分散不开;过重,会压坏玻片。

考点三 观察植物细胞的有丝分裂
实验流程(总结)

注意操作顺序不能颠倒!

绘图

【典例3】 (2012·山东理综,4)某小组进行观察洋葱根尖分生组织
细胞有丝分裂的实验,下列关于该实验的叙述正确的是( D )。
A.盐酸和酒精混合液主要起固定作用 B.碱性染料吡罗红(派洛宁)可用于染色体染色 C.观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁 D.细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据
解析 在观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验中,盐酸和酒 精混合液作为解离液主要起解离作用,其目的是使细胞分散开,A 错误;常用龙胆紫或醋酸洋红等碱性染料对染色体进行染色,而吡 罗红(派洛宁)的作用是对RNA进行染色,B错误;制片后的细胞已 经死亡,所以处于分裂末期的细胞内细胞板不会继续向四周扩展形 成新的细胞壁,C错误;该实验中可根据细胞内染色体的存在状态 判断有丝分裂的各个时期,D正确。

【训练3】(2011·江苏单科,28)洋葱 (2n=16)为二倍体植物。为比 较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数 占细胞总数的百分比) 的影响,某研究性学习小组进行了相关实验, 实验步骤如下:
①将洋葱的老根去除,经水培生根后取出。
②将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%的秋水仙素溶液中, 分别培养24h、36h、48h;秋水仙素处理停止后再转入清水中分别 培养0h、12h 、24h、36h。 ③剪取根尖,用卡诺氏固定液(用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀)固 定8h,然后将根尖浸泡在物质量浓度为1mol/L盐酸溶液中5~8min ④将根尖取出,放入盛有清水的培养皿中漂洗。
⑤用石碳酸品红试剂染色。
⑥制片、镜检;计数、拍照。

【训练3】(2011·江苏单科,28)洋葱 (2n=16)为二倍体植物。为比 较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数 占细胞总数的百分比) 的影响,某研究性学习小组进行了相关实验, 实验结果:不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。
请分析上述实验,回答有关问题。 (1)步骤③中“将根尖浸泡在物质量浓度为1 mol/L盐酸溶液中”的 作用是使_组__织__中__细__胞_相__互__分__离__开_来_____。 (2)步骤⑥为了获得相应的观察视野、镜检时正确的操作方法是___。
先在低倍镜下观察,缓慢移动装片,发现理想视野后换用高倍镜

【训练3】(2011·江苏单科,28)洋葱 (2n=16)为二倍体植物。为比 较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数 占细胞总数的百分比) 的影响,某研究性学习小组进行了相关实验, 实验结果:不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。
请分析上述实验,回答有关问题。 (3)根据所学的知识推测,石碳酸品红试剂是一种__碱__性染料。 (4)为了统计数据更加科学,计数时应采取的方法是________。
每组装片观察多个视野

【训练3】(2011·江苏单科,28)洋葱 (2n=16)为二倍体植物。为比 较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数 占细胞总数的百分比) 的影响,某研究性学习小组进行了相关实验, 实验结果:不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。
请分析上述实验,回答有关问题。 (5)根据上表结果可以得出如下初步结论: ①质量分数为_0_._0_1_%_的秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高; ②本实验的各种处理中,提高细胞分裂指数的最佳方法是_______。
0.01%秋水仙素溶液诱导24 h,再在清水中培养36 h

【训练3】(2011·江苏单科,28)洋葱 (2n=16)为二倍体植物。为比 较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数 占细胞总数的百分比) 的影响,某研究性学习小组进行了相关实验, 请分析上述实验,回答有关问题。 (6)下面为一位同学在步骤⑥所拍摄的显微照片,形成细胞a的最可 能的原因是__________________________________________。
秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后

1.(2012·四川理综,1)蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中,下列行

为在细胞内不能发生的是( C )。

A.基因的选择性表达

B.DNA的半保留复制

C.同源染色体的分离

D.姐妹染色单体的分开

解析 本题以蛙胚的发育为背景,考查了细胞分裂、细胞分化等相 关知识。受精卵的分裂方式为有丝分裂,而同源染色体的分离发生 在减数分裂过程中,选项C符合题意。

2.(2011·天津理综,4)玉米花药培养的单倍体幼苗,经秋水仙素处 理后形成二倍体植株。右图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化
示意图。下列叙述错误的是( D )。
A.A~B过程中细胞不会发生基因重组 B.C~D过程中细胞内发生了染色体数加倍 C.E点后细胞内各染色体组的基因组成相同 D.F~G过程中同源染色体分离,染色体数减半
解析 由题图DNA的变化特征可推出A~B为有丝分裂过程,该过 程中不会发生基因重组,基因重组发生在减数分裂过程中,A 正确。 C~D为有丝分裂的分裂期,且之前已经用秋水仙素处理,在分裂 的后期染色体数加倍,B正确。玉米是二倍体,其单倍体中无等位 基因和相同基因;复制形成的基因和原来基因完全一样,E点后的 细胞为纯合体,各染色体组的基因组成完全相同,C正确。F~G为 有丝分裂末期,不存在同源染色体分离,D错误。

3.(2012·江苏单科,15)下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝
分裂”的叙述,错误的是(C )。
A.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散 B.先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察 C.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体 D.探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据
解析 解离的目的是便于组织细胞相互分离,它是通过压片操作使 细胞分散的前提;观察装片时应先用低倍镜找到分生区细胞,再换 用高倍镜观察;只有分裂期细胞中才出现染色体形态,但因分裂期 时间较短,处于此期的细胞数较少;探究有丝分裂的日周期性,可 以选择在细胞分裂较旺盛期取材,保证较好的实验效果。

4.(2010·天津理综,3)在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实
验中,以下操作和结论正确的是B( )。
A.剪取5cm根尖,用酒精和吡罗红混合液解离染色 B.如图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野 C.持续观察,视野中的K细胞将分裂成两个子细胞 D.视野中,N细胞的染色体数目是M细胞的一半
解析 在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂” 实验中,需用解离液(盐酸+酒精)对剪取的2~ 3 mm的根尖进行解离处理。因解离液可杀死细 胞,故显微镜下观察到的细胞均是停留在某一
细胞周期的死细胞。视野中N细胞(处于有丝分裂后期)的染色体数 是M细胞(处于有丝分裂中期)的两倍。由图示可看出该视野是高倍 镜下调节细准焦螺旋后所观察到的。

5.(2012·上海单科,1)由细胞形态判断,下列细胞中最可能连续分
裂的是( B )。
解析 A是精子、C是肌细胞、D是神经细胞,均是已分化的细胞, 丧失了分裂能力。 而B所示的细胞从形态上看,仍处于原始状态, 没有分化,可连续分裂。

【高考真题】
(2013新课标卷Ⅰ)2.关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分
裂的叙述,正确的是( C )
A.两者前期染色体数目相同,染色体行为和DNA分子数目不同 B.两者中期染色体数目不同,染色体行为和DNA分子数目相同 C.两者后期染色体行为和数目不同,DNA分子数目相同 D.两者后期染色体行为和数目相同,DNA分子数目不同
【解析】有丝分裂和减数分裂分裂期过程的最大区别是染色体的行 为不同。有丝分裂前期有同源染色体但不联会,中期染色体的着丝 点被纺锤丝拉到赤道板位置排列整齐,后期着丝点分裂,姐妹染色 单体分离并分别移向细胞的两极,此时染色体数目暂时性加倍, DNA分子数不变,分裂的结果是分裂前后染色体数与DNA分子数 与分裂前一样。减数第一次分裂前期同源染色体联会,中期是联会 的同源染色体被拉到赤道板的两侧并列分布,后期同源染色体分离 及非同源染色体的自由组合,分裂的结果是染色体数目和DNA 数 目均减少一半。由于DNA是在间期复制的,在分裂期总数未增加。 有丝分裂的前期无同源染色体联会的行为,所以A、B、D错。

【高考真题】
(2013浙江卷)1. 下列关于高等动植物连续分裂细胞的细胞周期的叙
述,正确的是( C )
A.用蛋白质合成抑制剂处理G1期细胞,不影响其进入S期 B.S期细胞的染色体数目已增加一倍 C.G2期细胞的细胞核DNA含量已增加一倍 D.用秋水仙素处理细胞群体,M期细胞的比例会减少
【解析】A项中用蛋白质合成抑制剂处理细胞会影响蛋白质的合成, 影响细胞进入S期,A错误;B项中S期细胞染色体数目不加倍,有 丝分裂后期染色体才加倍,B错误;C项中S期DNA复制完,G2期 细胞核DNA含量已经增加一倍,C正确;D用秋水仙素处理细胞, M期的细胞比例不会减少,D错误。
【失分点分析】容易将染色体数目与DNA的数目混淆,染色体数目 加倍是在有丝分裂的后期,DNA数目的加倍是在有丝分裂的间期。

【高考真题】
(2013江苏卷)3.下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是( A )
A. 分裂间期有DNA 和中心体的复制 B. 分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍 C. 纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂后期 D. 染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期
【解析】细胞分裂间期,完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,动 物细胞还需完成中心体的复制,A正确;间期DNA复制,DNA数目 加倍,但两条DNA分子连在一个着丝点上,染色体数和染色体组数 都没有发生改变,B错误;纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂末 期,C错误;染色单体形成于间期,出现在分裂前期,消失于分裂 后期,D错误。

【高考真题】
(2013海南卷)5.关于细胞有丝分裂的叙述,正确的是( B )
A.赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构 B.有丝分裂间期DNA复制的过程需要解旋酶参与 C.有丝分裂中期,发生联会的同源染色体排列在赤道板上 D.在细胞周期中,分裂间期的持续时间通常比分裂期的短
【解析】赤道板不是一个客观存在的结构,A项错误;有丝分裂间 期进行DNA分子的复制,需要DNA解旋酶将双螺旋结构解开,B项 正确;同源染色体联会发生在减数分裂过程中,有丝分裂过程中不 会发生,C项错误;细胞分裂间期占整个细胞周期的90%—95%, 持续时间比分裂期长,D项错误。

【高考真题】
(2013上海卷)4.下列细胞属于G0细胞的是( B )
A.神经细胞 B.肝细胞 C.肌肉细胞 D.骨髓细胞
【解析】休眠细胞暂不分裂,但在适当的刺激下可重新进入细胞周 期,称G0期细胞,如淋巴细胞、肝、肾细胞、休眠的种子细胞等。

【高考真题】
(2013上海卷)(二)回答下列有关细胞的问题。(10分) 某植物的体细胞染色体数为6对,其根尖细胞有丝分裂的细胞周期 为15小时,其中G1期、S期、G2期、M期所占比例如图12。

1.该植物根尖细胞分裂间期的总时长约为_1_3_._8_小时。

2.G1期细胞内完成的主要活动是_B__、_C__(多选)。 A.染色质丝螺旋缠绕 B.合成一定数量的RNA

C.合成DNA复制需要的酶 D.合成组装纺锤体的蛋白质

3.如果细胞内存在DNA解旋的现象,则此时细胞可能处于__(多选)。

A.S期 B.G2期 C.分裂期中期 D.分裂期后期

A、B

【高考真题】
(2013上海卷)(二)回答下列有关细胞的问题。(10分) 某植物的体细胞染色体数为6对,其根尖细胞有丝分裂的细胞周期 为15小时,其中G1期、S期、G2期、M期所占比例如图12。
4.假设该植物根尖细胞的所有胸腺嘧啶都已被3H标记,挑选一个正 处于分裂期前期的细胞,放入不含放射性的培养液中培养,经过15 小时后,培养液中单个细胞内能检出放射性的染色单体有_2_4_条。 5.植物细胞有丝分裂末期在赤道面上会出现一些囊泡,囊泡将彼此 融合,囊泡内的物质被用来形成新的细胞壁,囊泡膜将在新的细胞 壁两侧形成新的__细_胞__膜__。 6.可用于对染色体进行染色的试剂是__A_、__C_、__D__ (多选)。 A.苏木精 B.苏丹III C.龙胆紫 D.醋酸洋红

以下为补充练习

例1 细胞与外界进行物质交换的速度主要取决于( C )

A.细胞的体积

B.细胞的表面积

C.细胞的表面积与体积之比

D.细胞分裂的快慢

【解析】通过探究实验可以看出,细胞的表面积与体积之比越大, 越有利于细胞与外界进行物质交换,反之,这个比例越小,越不利 于细胞与外界的物质交换。

跟踪训练1 真核细胞的直径在10~100μm之间,生物体的体细胞一
般都比生殖细胞和个别组织的细胞小,其原因是( A)
A.细胞较小,相对表面积大,有利于物质的迅速转运和交换 B.受细胞所能容纳的物质的制约 C.细胞较小,相对表面积小,有利于物质的迅速转运和交换 D.受外界原因的影响
【解析】生物体细胞的体积不能过大,这与细胞的生理功能相适应。
细胞的相对表面积与体积的关系、细胞的核质比和细胞内物质的交
换是制约细胞体积大小的三个方面的因素。细胞较小,相对表面积 大,有利于物质的迅速转运和交换。

例2 下列关于DNA分子和染色体数目的叙述,正确的是( D )
A,有丝分裂间期细胞中染色体数目因DNA复制而加倍 B,有丝分裂后期细胞中DNA分子数目因染色体着丝点分裂而加倍 C,有丝分裂中期和后期,染色体数相同、DNA分子数不同 D,有丝分裂前期和中期的细胞中,染色体数、染色单体数、DNA分 子数之比为1∶2∶2
【解析】有丝分裂间期DNA因复制而加倍,但染色体数目不加倍; 有丝分裂后期着丝点分裂,染色体数目加倍,但不导致DNA数目加 倍;有丝分裂中期和后期,染色体数不同,DNA分子数相同;有丝 分裂前期和中期,每条染色体含有两条姐妹染色单体,含两个DNA 分子,故染色体数、染色单体数、DNA分子数之比为1∶2∶2。

跟踪训练2 处于有丝分裂中期的一植物细胞,其染色体数、染色单
体数和脱氧核苷酸链数的比为( A )
A.1∶2∶4 B.1∶1∶2 C.1∶4∶2 D.2∶2∶1
【解析】解此题有两个注意事项:一是处于有丝分裂中期的细胞的 特殊性,即染色体已经复制,而着丝点尚未分裂;二是染色体(染 色质)复制后,染色体数目不变,DNA分子数目加倍,形成姐妹染 色单体,此时的一条染色体有两条染色单体和两个DNA分子,一个 DNA分子由两条脱氧核苷酸长链组成,故此时的染色体数、染色单 体数和脱氧核苷酸链数的比为1∶2∶4。

跟踪训练3 细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数 量细胞的DNA含量,可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同, 将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组,每组的细胞数如下图。从
图中所示结果分析其细胞周期,不正确的是( D)
A.乙组细胞正在进行DNA复制 B.细胞分裂间期的时间比分裂期长 C.丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍 D.将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细 胞数减少
【解析】从甲过程到乙过程,DNA含量从2C达到了4C,反映了细 胞中DNA的复制过程。处于甲状态的细胞较多,说明间期较长。丙 中的部分细胞会随着着丝点的分开而出现染色体数目加倍,如果将 DNA的复制阻断,则会导致甲细胞数增多,而乙、丙细胞数相对减 少。

例4 下图表示有丝分裂过程中染色体的运动。图A中曲线a表示染 色体的着丝点与纺锤丝的相应极之间的平均距离;图B①~⑥表示 有丝分裂染色体数目变化曲线,分析回答:
【解析】根据题干的说明和对图示的分析可知,从第10分钟开始进 入了有丝分裂后期,在此期中每条染色体的着丝点分裂,两条姐妹 染色单体分开,成为两条染色体,并各自在相应极的纺锤丝牵引下 移向细胞两极,使分开的两条子染色体的着丝点之间的距离逐渐增 大,由于纺锤丝逐渐缩短,着丝点到达相应极的距离缩短。
(1)图A中曲线b表示_向__两__极__移__动_的__染__色__体__的_着__丝__点__之__间__的_距__离___, 图A中a曲线距离减小的原因是_________________________。 染色单体分开成染色体后,在纺锤丝牵引下逐渐向细胞两极移动, 随着纺锤丝逐渐缩短,着丝点与相应极距离缩短。

例4 下图表示有丝分裂过程中染色体的运动。图A中曲线a表示染 色体的着丝点与纺锤丝的相应极之间的平均距离;图B①~⑥表示 有丝分裂染色体数目变化曲线,分析回答:
(2)从__1_0___分钟后,细胞分裂进入后期,相当于B图曲线标号为 __②__~_③___的阶段,此期的典型特点是______________。 着丝点分裂为二,姐妹染色单体分开成为染色体,染色体数目加倍 【解析】A图中的10分钟之后(后期)相当于B图中的②~③之间的时 期,此期的特点是染色体的着丝点分裂为二,姐妹染色单体分开, 染色体数目加倍。

跟踪训练4 下图是同一细胞分裂不同时期的图像,据图分析可作出
的判断是( B )
A.图①②③④表示一个完整的细胞周期 B.若按分裂的先后顺序排列,应为①→④→③→② C.该种生物的叶肉细胞中共含有6个DNA分子 D.图③过程发生了基因重组 【解析】细胞周期应该包括分裂间期和分裂期;叶肉细胞中的线粒 体和叶绿体中也有DNA;在有丝分裂时没有基因重组。


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