2022版高考生物大一輪復習第14講細胞的增殖優(yōu)選學案

2021版高考生物大一輪復習第14講細胞的增殖優(yōu)選學案

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第14講細胞的增殖

考綱要求

考情分析

命題趨勢

1.細胞的生長和增殖的周期性(Ⅱ)

2．細胞的無絲分裂(Ⅰ)

3．細胞的有絲分裂(Ⅱ)

4．實驗：

(1)觀察細胞的有絲分裂

(2)模擬探究細胞表面積與體積的關(guān)系

2017，北京卷，1T

2016，海南卷，6T

2015，北京卷，3T

2015，浙江卷，2T

有絲分裂過程中各時期的特征判斷與分析是學習的難點，高考中常會結(jié)合動植物細胞有絲分裂的過程、不同時期的特征以文字或細胞示意圖的形式進行考查

分值：2～12分

考點一細胞的生長和增殖的周期性

1．實驗：細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系

(1)原理：酚酞遇__NaOH__呈紫紅色。

(2)用__瓊脂塊__大小模擬細胞大小。

(3)物質(zhì)擴散體積與總體積之比表示__物質(zhì)運輸效率__。

①步驟：切取瓊脂小塊→放入燒杯→加__NaOH__翻動浸泡10min→戴上手套取出→測量__瓊脂塊上NaOH擴散的深度__→計算。

②結(jié)論：瓊脂塊的表面積與體積之比隨瓊脂塊的增大而__減小__，NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊的體積之比隨瓊脂塊的增大而__減小__。

2．細胞不能無限長大的原因

(1)__細胞表面積與體積__的關(guān)系限制了細胞的長大。

(2)__細胞核__的控制范圍是有限的。

3．細胞增殖的周期性

(1)細胞周期

①條件：__連續(xù)分裂__的細胞。

②組成：細胞周期＝__分裂間期__＋分裂期。

(2)細胞增殖(真核細胞)的概述

①方式：無絲分裂、__有絲分裂__和減數(shù)分裂。

②過程：包括__物質(zhì)準備__和細胞分裂整個連續(xù)的過程。

③意義：是生物體__生長、發(fā)育、繁殖、遺傳__的基礎(chǔ)。

4．細胞周期的表示方法

[注]在柱狀圖中，B組細胞中DNA含量在2C～4C，說明此時細胞正處于DNA復制時期；C組細胞中DNA已經(jīng)加倍，說明細胞處于分裂期。

1．判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。

(1)組成生物體的細胞越小越好。(×)

(2)洋蔥的表皮細胞比分生區(qū)細胞的增殖周期長。(×)

(3)進行減數(shù)分裂的細胞不具有細胞周期。(√)

(4)人體所有細胞的細胞周期持續(xù)時間相同。(×)

(5)在細胞周期中，分裂間期的持續(xù)時間通常比分裂期的短。(×)

(6)統(tǒng)計每一時期細胞數(shù)占計數(shù)細胞總數(shù)的比例，能比較細胞周期各時期的時間長短。(√)

2．如圖所示，圖甲中a＋b表示一個細胞周期，c＋d表示另一個細胞周期。圖乙中，按箭頭方向，表示細胞周期。從圖中所示結(jié)果分析其細胞周期，不正確的是(C)

A．圖甲中的a、圖乙中的B→A，細胞正在進行DNA復制

B．圖甲中的b、圖乙中的A→B，會出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的時期

C．圖乙中細胞周期是從A到B再到A

D．圖乙中細胞周期是從B到A再到B

3．下列有關(guān)細胞相對表面積、細胞與外界物質(zhì)交換效率和細胞新陳代謝強度之間關(guān)系的敘述，正確的是(A)

A．細胞的相對表面積越大，物質(zhì)交換效率越高，細胞新陳代謝越旺盛

B．細胞的相對表面積越大，物質(zhì)交換效率越低，細胞新陳代謝越緩慢

C．細胞的相對表面積越小，物質(zhì)交換效率越高，細胞新陳代謝越緩慢

D．細胞的相對表面積越小，物質(zhì)交換效率越低，細胞新陳代謝越旺盛

解析細胞的表面積與體積的比值(即相對表面積)越大，其物質(zhì)交換效率越高，細胞新陳代謝越旺盛。

走出細胞周期的有關(guān)誤區(qū)

(1)誤認為所有細胞都有細胞周期。

①只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，如植物形成層細胞、根尖分生區(qū)細胞、動物皮膚生發(fā)層細胞。

②高度分化的細胞，如神經(jīng)細胞、表皮細胞等沒有細胞周期。

③發(fā)生減數(shù)分裂的細胞無細胞周期。

(2)誤認為細胞分裂產(chǎn)生的子細胞都將繼續(xù)分裂。細胞分裂產(chǎn)生的子細胞有三種去向：

①繼續(xù)分裂，始終處于細胞周期中，保持連續(xù)分裂狀態(tài)，如動物紅骨髓細胞、植物形成層細胞等。

②暫不分裂，仍具分裂能力，在一定條件下可回到細胞周期中繼續(xù)分裂，如肝臟細胞等。

③細胞分化，失去分裂能力，分化為其他組織器官細胞，如骨骼肌細胞、洋蔥表皮細胞等。

一細胞周期的概念及表示方法

1．細胞周期以分裂間期為起點，而不是以分裂期為起點。

2．分裂間期的時間遠遠長于分裂期。

3．DNA含量加倍的時間在細胞分裂間期，染色體數(shù)目加倍的時間在分裂期。

[例1]如圖為細胞周期示意圖，其中S期內(nèi)DNA解旋酶和DNA聚合酶的活性較高，處于G0期的細胞屬于暫不分裂的細胞。下列相關(guān)敘述錯誤的是(B)

A．圖示細胞的細胞周期為24h

B．S期應(yīng)為染色體復制及加倍的時期

C．記憶B細胞所處時期應(yīng)為G0期

D．M期是染色單體出現(xiàn)和消失的時期

解析S期是DNA復制及加倍的時期，染色體加倍的時期是有絲分裂后期。

二以同位素標記分析的形式考查細胞周期

1．分裂間期的物質(zhì)變化

分裂間期又可劃分為G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)，其主要變化如下：

(1)G1期：合成RNA和有關(guān)蛋白質(zhì)，為S期DNA的復制做準備。

(2)S期：完成DNA復制——每條染色體上1個DNA復制為2個DNA，且兩個DNA位于兩條染色單體上，兩條染色單體通過一個著絲點連在一起，即：

(3)G2期：合成RNA和有關(guān)蛋白質(zhì)——主要是用于形成紡錘絲或星射線(是一種微管蛋白)。

2．影響細胞周期的因素

(1)內(nèi)部因素：不同種類的細胞，細胞周期持續(xù)的時間不同。分裂間期與分裂期所占比例也不同。

(2)外部因素：主要有溫度、pH、射線等，這些因素通過影響酶的活性影響細胞周期。因為DNA復制、有關(guān)蛋白質(zhì)合成、能量供給等生理過程都需要酶的參與。

[例2]科學家在研究蠶豆根尖分生區(qū)細胞的有絲分裂周期時，分別用放射性同位素15N標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸(15N-TdR)，用32P標記尿嘧啶核糖核苷酸(32P-UdR)，把兩種核苷酸被細胞利用的速率繪成曲線如下圖所示。已知蠶豆有絲分裂周期為20h。下列對結(jié)果的分析不正確的是(B)

A．b點時，細胞正在大量合成RNA

B．d點時，細胞中DNA含量達到最大值

C．c～e階段，細胞最容易發(fā)生基因突變

D．蠶豆有絲分裂周期中分裂期時間不超過6h

解析d點時利用15N-TdR的速率最大，但d～e階段，15N-TdR仍然被利用，說明該階段仍合成DNA，e點時細胞中DNA含量最高。

[例1]下圖表示細胞的有絲分裂，箭頭方向表示細胞分裂方向。據(jù)圖分析下列問題：

(1)圖1中m1、m2、m3、m4代表細胞分裂某時期所經(jīng)歷的時間，則__________表示一個完整的細胞周期。

(2)圖2中__________表示一個完整的細胞周期，陰影部分表示__________。

(3)圖1中__________(填字母)可進行著絲點的分裂，此時期__________(填“一定”或“不一定”)含染色單體。

(4)圖2中__________時期的細胞可進行DNA復制，加入抑制劑可阻止細胞的分裂。

[答題送檢]來自閱卷名師報告

錯誤

致錯原因

扣分

(1)

考生審題不清，未注意箭頭示意的細胞周期方向

－1

(2)

考生未理解M→M不等于N→N，雖然時間長短一致，但意義不同

－1

(3)

分裂期的前期和中期才有染色單體

－1

(4)

圖2中的陰影部分表示分裂間期，此時期可進行DNA復制，考生不知如何表達

－1

[解析]圖1中的m1、m3表示間期，m2、m4表示分裂期，整條線段的方向向左。圖2中M表示間期結(jié)束時，N表示分裂期結(jié)束時。(1)圖1中表示完整細胞周期應(yīng)從右向左先有間期后有分裂期，故答案為m3＋m2。(2)圖2中N→M→N表示完整的細胞周期，陰影部分表示分裂間期。(3)著絲點分裂發(fā)生在分裂期的后期，故答m2、m4。分裂期前半段含染色單體，后半段不含染色單體。(4)圖2中N→M時期可進行DNA復制。

[規(guī)范答題](每空1分)(1)m3＋m2

(2)N→M→N分裂間期

(3)m2、m4不一定

(4)N→M

1．下列據(jù)圖描述細胞周期的相關(guān)說法，正確的是(C)

A．誘導細胞的基因突變可使用物理或化學方法，作用于圖甲的S期或圖丙的a→b段

B．一個完整的細胞周期是指圖乙的a＋b段或b＋c段

C．秋水仙素可作用于圖丙細胞的a→b段

D．細胞中含有染色單體的時間段是圖甲中M或圖乙中b、d或圖丙中a→b段

解析誘導細胞的基因突變可使用物理或化學方法，作用于圖甲的S期或圖丙的b→a段；一個完整的細胞周期是指圖乙的a＋b段或c＋d段；秋水仙素能抑制細胞分裂前期紡錘體的形成，即圖丙中a→b段；圖甲中M或圖乙中b、d或圖丙中a→b段均表示分裂期，分裂期中，只有前期和中期存在染色單體。

與細胞周期相聯(lián)系的4個重要知識點

基因突變

在細胞分裂間期，DNA復制時容易受到內(nèi)外因素的干擾而發(fā)生差錯，即發(fā)生基因突變

染色體變異

在細胞分裂前期，秋水仙素或低溫都可抑制紡錘體的形成，出現(xiàn)多倍體細胞

細胞癌變

藥物可作用于癌細胞的分裂間期，使DNA分子不能復制，從而抑制癌細胞的無限增殖

DNA復制與細胞分裂

DNA復制為半保留復制，若1個DNA分子的兩條鏈都被標記，則分裂一次產(chǎn)生的子細胞都含標記；若多次分裂產(chǎn)生的細胞中，只有2個細胞含標記

考點二細胞的有絲分裂與無絲分裂

1．有絲分裂過程(以高等植物細胞為例)

時期圖像主要特點

eq\a\vs4\al(①完成DNA分子的復制；,②合成有關(guān)的蛋白質(zhì)。)

eq\a\vs4\al(①染色質(zhì)螺旋化形成染色體；,②核仁解體，核膜消失；,③細胞兩極發(fā)出紡錘絲，形成紡錘體。)

eq\a\vs4\al(染色體的著絲點排列在細胞,中央的赤道板上，染色體,形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰。)

eq\a\vs4\al(染色體的著絲點分裂，,姐妹染色單體分開，,成為兩條子染色體，,分別移向細胞兩極。)

eq\a\vs4\al(①染色體解螺旋變成染色質(zhì)狀態(tài)；,②紡錘絲消失；,③出現(xiàn)新的核膜和核仁。)

2．動植物細胞有絲分裂的主要區(qū)別

紡錘體的形成不同(前期)

細胞分裂方式不同(末期)

植物細胞

兩極__發(fā)出的紡錘絲__形成紡錘體

形成__細胞壁__

動物細胞

__中心體發(fā)出星射線__形成紡錘體

__細胞膜向內(nèi)凹陷__使細胞縊裂為兩個子細胞

3.無絲分裂

答案細胞核染色體紡錘絲蛙紅細胞

1．判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。

(1)有絲分裂間期不存在染色體，所以不存在染色單體。(×)

(2)著絲點分裂一定導致DNA數(shù)目加倍。(×)

(3)有絲分裂中期，發(fā)生聯(lián)會的同源染色體排列在赤道板上。(×)

(4)在蛙受精卵發(fā)育成原腸胚過程中，在細胞內(nèi)不能發(fā)生姐妹染色單體的分開。(×)

(5)在植物細胞有絲分裂末期高爾基體參與細胞壁的形成。(√)

(6)在一個細胞周期中，DNA的復制和中心粒的倍增可能發(fā)生在同一時期。(√)

(7)有絲分裂后期和末期，核DNA分子數(shù)與染色體數(shù)相同。(√)

(8)動物細胞有絲分裂過程中，細胞板形成于末期。(×)

(9)動植物細胞有絲分裂過程中染色體的形態(tài)、數(shù)目變化不同。(×)

(10)無絲分裂發(fā)生在原核細胞中，且無DNA復制。(×)

2．如圖為細胞分裂過程中部分結(jié)構(gòu)的變化示意圖，此過程(C)

A．發(fā)生在細胞分裂期的末期，核膜再度合成

B．發(fā)生在細胞周期的分裂間期，染色質(zhì)復制

C．發(fā)生在細胞分裂期的前期，核膜逐漸解體

D．發(fā)生在細胞分裂期的中期，染色體螺旋變粗

解析題圖中的染色體含有染色單體，核膜已發(fā)生解體，說明該過程為有絲分裂前期。

3．(2015·北京卷)流式細胞儀可根據(jù)細胞中DNA含量的不同對細胞分別計數(shù)。研究者用某抗癌藥物處理體外培養(yǎng)的癌細胞，24小時后用流式細胞儀檢測，結(jié)果如圖。對檢測結(jié)果的分析不正確的是(C)

A．b峰中細胞的DNA含量是a峰中的2倍

B．a(chǎn)峰和b峰之間的細胞正進行DNA復制

C．處于分裂期的細胞均被計數(shù)在a峰中

D．此抗癌藥物抑制了癌細胞DNA的復制

解析由圖可知，b峰中細胞的DNA相對含量為80，而a峰中細胞的DNA相對含量為40，A項正確；在a峰與b峰之間細胞內(nèi)的DNA含量在逐漸加倍，所以正進行著DNA分子的復制，B項正確；處于分裂期的細胞大部分位于b峰，C項錯誤；通過實驗組和對照組中b峰細胞的數(shù)量可以看出，實驗組中進行DNA復制的癌細胞數(shù)量明顯減少，則說明該藥物對癌細胞DNA復制有抑制作用，D項正確。

動植物細胞有絲分裂圖像的識別方法

(1)細胞分裂的過程中出現(xiàn)中心體的不一定是動物細胞，低等植物細胞有絲分裂的分裂期中紡錘體的形成也與中心體有關(guān)。

(2)細胞邊界畫成方形或圖像中有細胞板結(jié)構(gòu)，無中心粒結(jié)構(gòu)，一般可判斷為高等植物細胞。

(3)細胞邊界畫成圓形或有中心粒，無細胞板結(jié)構(gòu)，通過縊裂方式平分細胞，一般可判斷為動物細胞。

一有絲分裂的過程及特征分析

(1)染色體形態(tài)變化

eq\a\vs4\al(染色質(zhì),間期、末期)

eq\o(,\s\up7(高度螺旋化、縮短、變粗),\s\do5(解螺旋成為細絲狀))

eq\a\vs4\al(染色體,前期、中期、后期)

(2)紡錘體的變化

形成(前期)→解體消失(末期)

(3)核仁、核膜的變化

解體消失(前期)→重建(末期)

(4)中心體變化規(guī)律(動物細胞、低等植物細胞)

復制―→分開移向兩極―→平均進入兩個子細胞

(間期)(前期)(末期)

1個→2個2個1個

(5)染色體行為變化規(guī)律

[例1]如圖甲表示某生物細胞有絲分裂的模式圖，圖乙表示有絲分裂過程中不同時期每條染色體上DNA含量的變化，圖丙表示有絲分裂過程中某一時期染色體、染色單體和DNA的關(guān)系，據(jù)圖回答：

(1)圖甲中有__4__對同源染色體，__4__個染色體組，所處時期位于圖乙的__EF__段中，圖中m所在位置哪種細胞器較多？__線粒體__。

(2)細胞分裂過程中需要利用大量的胸腺嘧啶脫氧核苷酸來完成__DNA的復制__，此時細胞處于圖乙中__BC__段，若用秋水仙素作用于圖乙中__CD__段的某一時期，可使染色體數(shù)目加倍。

(3)圖丙對應(yīng)圖乙中__CD__段的某一時期，處于此分裂時期動植物細胞的區(qū)別主要是__紡錘體__形成的方式不同。

(4)若圖甲中移向細胞一極的染色體上分別有A、B、a和b四個基因，則圖甲細胞的基因型可表示為__AAaaBBbb__，分裂后子細胞基因型為AaBb的概率為__100%__(不考慮基因突變)。

解析(1)圖甲細胞處于有絲分裂后期，含有4對同源染色體，4個染色體組，對應(yīng)于圖乙的EF段；m所在的位置細胞正在分裂，需要消耗大量的能量，因此此處線粒體較多。(2)胸腺嘧啶脫氧核苷酸是合成DNA的原料，在細胞分裂過程中需要利用大量的胸腺嘧啶脫氧核苷酸來完成DNA的復制；DNA的復制發(fā)生在分裂間期，對應(yīng)于圖乙的BC段；秋水仙素能抑制紡錘體的形成，而紡錘體形成于有絲分裂前期，對應(yīng)于圖乙中的CD段。(3)丙中染色體∶染色單體∶DNA＝1∶2∶2，表示有絲分裂前期和中期，對應(yīng)于圖乙的CD段；動物和高等植物細胞有絲分裂前期紡錘體的形成方式不同，動物細胞的紡錘體是由中心體發(fā)出星射線形成的，而植物細胞的紡錘體是由細胞兩極發(fā)出紡錘絲形成的。(4)圖甲細胞處于有絲分裂后期，基因型可表示為AAaaBBbb，形成的子細胞的基因型與親代細胞的基因型相同，均為AaBb。

二有絲分裂過程中染色體、DNA的數(shù)量變化

模型

變化原因

規(guī)律分析

a→b：間期DNA復制

c→d：末期DNA隨染色體平均分配到兩個子細胞中

①間期DNA分子復制使DNA含量加倍，但染色體沒加倍，而是每條染色體上含有2條姐妹染色單體

②染色體加倍發(fā)生在后期著絲點分裂時

③DNA和染色體數(shù)目減半的原因相同

g→h：后期著絲點分裂

i→j：末期染色體平均分配到兩個子細胞中

[例2]如圖1和圖2表示有絲分裂不同時期染色體和核DNA的數(shù)量關(guān)系，下列有關(guān)敘述不正確的是(C)

A．觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期處于圖1的CD段

B．圖1中DE段的細胞染色體數(shù)目加倍，但核DNA含量不變

C．圖2中a對應(yīng)圖1中的AB段，c對應(yīng)圖1中的EF段

D．有絲分裂過程不會出現(xiàn)圖2中d所示的情況

解析圖1中的CD段包括有絲分裂G2期、前期和中期，中期是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期，A項正確；圖1中DE段形成的原因是著絲點分裂，此時細胞中染色體數(shù)目加倍，但核DNA含量不變，B項正確；圖2中a表示有絲分裂后期、末期，對應(yīng)圖1中的EF段，c時期染色體與核DNA的量比a時期減少一半，對應(yīng)圖1中的AB段，C項錯誤；圖2中d表示染色體∶DNA＝2∶1，有絲分裂過程中這種情況不存在，D項正確。

有關(guān)有絲分裂的5點提醒

(1)有絲分裂過程中染色單體不是全過程都有，但只要有染色單體，其數(shù)目就與DNA的數(shù)目相同。染色單體形成于間期，出現(xiàn)在前期，消失于后期。

(2)后期著絲點的斷裂不是紡錘絲牽引所致，而是自行斷裂。

(3)復制需要比較長的時間，所以間期DNA和染色單體的數(shù)量增長呈斜線形態(tài)。高中生物學默認一進入后期各條染色體的著絲點同時斷裂，所以一進入后期染色體數(shù)目呈現(xiàn)驟然變化的豎線形態(tài)。

(4)觀察染色體最好的時期是中期。

(5)有絲分裂全過程各個時期始終有同源染色體存在，但不配對也不分開。

[例1]圖1、圖2分別表示某種生物細胞有絲分裂過程中某一時期的模式圖，圖3表示有絲分裂中不同時期每條染色體上DNA分子數(shù)變化，圖4表示有絲分裂中不同時期染色體和DNA的數(shù)量關(guān)系。請回答：

(1)圖1所示細胞中共有4條染色體，__________個DNA分子；圖2所示細胞中共有__________條姐妹染色單體。

(2)處于圖3中__________段的是圖1所示細胞；完成圖3中__________段變化的細胞分裂時期是后期。

(3)有絲分裂過程中不會出現(xiàn)圖4中__________所示的情況，圖4中__________表示細胞分裂時期對應(yīng)圖2。

(4)圖3和圖4發(fā)生基因突變的時期分別是__________，此時不發(fā)生基因重組。

[答題送檢]來自閱卷名師報告

錯誤

致錯原因

扣分

(1)

考生未理解染色單體隨著絲點分裂而不再存在，故圖2所示細胞含0條而不是8條單體

－1

(2)

考生未注意縱坐標的意義或不理解縱坐標意義

－2

(3)

考生平時未注意總結(jié)染色體∶DNA只可能是1∶1或1∶2，不會出現(xiàn)2∶1

－1

(4)

基因突變一般在DNA分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定時易發(fā)生，即DNA復制過程

－2

[解析](1)圖1是有絲分裂中期，4條染色體，8個DNA分子；圖2是有絲分裂后期，著絲點已分裂，0條姐妹染色單體。(2)圖3中BC段每條染色體含2個DNA分子，故可表示圖1；CD段表示1條染色體含2個DNA變?yōu)?條染色體只含1個DNA，為后期。(3)圖4中d時期染色體∶DNA＝2∶1不正確；圖2為后期，8條染色體，8個DNA，可對應(yīng)圖4的a時期。(4)圖3中AB段表示DNA復制，圖4中b時期包含間期DNA復制完成，DNA復制時不穩(wěn)定，容易發(fā)生基因突變。

[規(guī)范答題](除注明外，每空1分)(1)80

(2)BCCD

(3)da

(4)AB段、b時期(2分)

1．如圖1為視野中某植物細胞有絲分裂不同時期的圖像，圖2為該植物細胞有絲分裂不同時期染色體與核DNA數(shù)目比曲線，請據(jù)圖回答下列問題：

(1)圖1中一定不含染色單體的細胞有__C、E__(填字母)，E細胞中有__12__個核DNA分子。

(2)圖1中A～E細胞分裂時期的先后順序是__D→A→B→C→E__(用字母和“→”表示)，A細胞中染色質(zhì)變?yōu)槿旧w的重要意義是__便于遺傳物質(zhì)的平均分配__。

(3)與動物細胞相比，圖1中E時期細胞的顯著不同點是__在赤道板位置出現(xiàn)細胞板，向四周擴展形成細胞壁__。

(4)圖2中發(fā)生bc段變化的原因是__DNA復制__，發(fā)生de段變化的原因是__著絲點分裂__。

(5)圖1中與圖2的ef段對應(yīng)的細胞有__C、E__(填字母)。

解析(1)圖1中C細胞處于后期著絲點分裂；E細胞處于末期形成子細胞，它含有12個核DNA分子。(2)D細胞處于間期，A細胞處于前期，B細胞處于中期，C細胞處于后期，E細胞處于末期，所以圖1中A～E細胞分裂時期的先后順序是D→A→B→C→E。細胞分裂前期時染色質(zhì)變?yōu)槿旧w的重要意義是便于遺傳物質(zhì)的平均分配。(3)與動物細胞相比，圖1中E細胞的顯著不同點是在赤道板位置出現(xiàn)細胞板，向四周擴展形成細胞壁。(4)圖2中發(fā)生bc段的增長原因是進行了DNA的復制，de段表示末期，變化的原因是著絲點分裂，姐妹染色單體分開。(5)圖2的ef段表示細胞分裂后期或末期，圖1中對應(yīng)的細胞有C、E，此時一條染色體含有一個DNA分子。

考點三觀察植物分生組織細胞的有絲分裂

1．實驗步驟

答案5cm2～3mm15%鹽酸＋95%酒精(1∶1)相互分離開0.01g/mL載玻片載玻片使細胞分散開來，有利于觀察分生區(qū)分裂不同時期

2．實驗原理

(1)高等植物的分生組織細胞__有絲分裂__較旺盛。

(2)細胞核內(nèi)的染色體(質(zhì))易被__堿性染料__(龍膽紫溶液)染成深色。

(3)由于各個細胞的分裂是__獨立__進行的，在同一分生組織中可以通過__高倍顯微鏡__觀察細胞內(nèi)__染色體__的存在狀態(tài)，判斷處于__不同分裂時期__的細胞。

1．判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。

(1)剪取大蒜根尖分生區(qū)，經(jīng)染色在光鏡下可見有絲分裂各時期。(×)

(2)制作細胞的有絲分裂裝片時，洋蔥根尖解離后直接用龍膽紫溶液染色。(×)

(3)鹽酸解離根尖的同時也為龍膽紫溶液染色創(chuàng)造了酸性環(huán)境。(×)

(4)解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細胞分散。(√)

2．下列關(guān)于觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂實驗的敘述，正確的是(A)

①解離的目的是使組織細胞彼此分離開來

②制片之前要通過漂洗洗去染料，便于顯微鏡下觀察

③壓片是為了將根尖細胞分散開，使之不相互重疊影響觀察

④視野中處于分裂期的細胞數(shù)最多

A．①③ B．②③

C．①②③ D．①③④

解析制片的過程為解離、漂洗、染色和制片，所以漂洗的目的是洗去解離液，便于染色體著色，②錯誤；一個細胞周期中，分裂間期占的時間最長，故視野中處于分裂間期的細胞數(shù)最多，④錯誤。

3．如圖為某學生進行某實驗的基本操作步驟，下列相關(guān)表述錯誤的是(C)

A．該實驗的目的是觀察細胞的有絲分裂

B．該同學的操作步驟中錯誤的是解離后先染色再漂洗

C．f步驟在臨時裝片上再加一塊載玻片的目的是防止蓋玻片滑動

D．換成高倍顯微鏡觀察時首先應(yīng)找出分裂中期的細胞

解析題圖為觀察洋蔥根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗操作圖，其中解離后需要漂洗，不能解離后直接染色，否則會影響染色效果；f步驟在臨時裝片上再加一塊載玻片的目的是用拇指按壓使細胞分散時，避免壓破蓋玻片。

一植物細胞有絲分裂實驗的原理與操作

1．實驗原理

(1)選材：高等植物的分生組織有絲分裂較旺盛。

(2)染色：細胞核內(nèi)的染色體易被堿性染料染成深色。

(3)時期確定：在同一分生組織中可以通過高倍顯微鏡觀察細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)，判斷處于不同分裂時期的細胞。

2．實驗步驟

(1)洋蔥根尖的培養(yǎng)：實驗前3～4d，待根長約5cm。

(2)裝片的制作

取材：取根尖2～3mm

↓

解離

eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(解離液：質(zhì)量分數(shù)為15%鹽酸和體積分數(shù),為95%的酒精混合液1∶1,目的：使組織中細胞分離開,時間：3～5min))

↓

漂洗

eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(漂洗液：清水,目的：防止解離過度；便于染色,時間：約10min)))

↓

染色

eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(染液：質(zhì)量濃度為0.01g/mL或0.02g/mL的龍膽,紫溶液或醋酸洋紅液,目的：使染色體質(zhì)著色,時間：3～5min))

↓

制片：

eq\a\vs4\al(用鑷子尖將根尖弄碎，蓋上蓋玻片，,再加一片載玻片，用拇指輕壓)

(3)觀察：低倍鏡觀察→高倍鏡觀察

(4)繪圖：繪制植物細胞有絲分裂中期簡圖

[例1](2014·海南卷)下列植物細胞中，適合觀察細胞有絲分裂的是(C)

A．蠶豆葉肉細胞 B．洋蔥鱗片葉表皮細胞

C．蠶豆根尖分生區(qū)細胞 D．洋蔥根尖伸長區(qū)細胞

解析四個選項中只有C項的細胞具有分裂能力，其他細胞都不能進行有絲分裂。

高中生物實驗中洋蔥的“一材多用”

(1)葉片——綠葉中色素的提取和分離實驗。

(2)鱗片葉外表皮——觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原實驗。

(3)鱗片葉內(nèi)表皮——觀察DNA和RNA在細胞中的分布實驗。

(4)根尖——觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂和低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化實驗。

二實驗的注意事項

操作注意事項

解離時間

太短

細胞間質(zhì)未被完全溶解，壓片時細胞不易分散

過長

導致細胞解離過度、根尖酥軟，影響染色

漂洗時間

適宜

洗去多余的鹽酸，防止解離過度而影響染色

染色時間

太短

染色體或染色質(zhì)不能完全著色

過長

使其他部分也被染成深色，無法分辨染色體

壓片時間

過輕

細胞未分散開

過重

將組織壓爛

顯微鏡觀察

細胞狀態(tài)

顯微鏡觀察的都是死細胞，不能看到動態(tài)變化

細胞數(shù)目

間期的細胞數(shù)目最多，原因是間期歷時最長

[例2]在“觀察植物細胞有絲分裂”實驗中，三位實驗人員制作洋蔥根尖裝片的操作步驟(“＋”表示操作，“－”表示未操作)如下表所示，則甲、乙、丙觀察到的實驗現(xiàn)象分別是(C)

實驗人員

操作

取材

解離

漂洗

染色

壓片

甲

根尖1～3mm處

－

＋

＋

＋

乙

根尖1～3mm處

＋

－

＋

＋

丙

根尖5～7mm處

＋

＋

＋

＋

A.細胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細胞分散染色體清楚

B．細胞分散但看不到染色體、染色體著色清楚、細胞分散染色體清楚

C．細胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細胞著色清楚但看不到染色體

D．染色體著色很淺不清楚、細胞分散染色體清楚、細胞分散染色體清楚

解析解離的目的是使細胞分散開，甲未解離，細胞相互重疊；漂洗的目的是洗去解離液，便于染色，乙未漂洗，影響染色效果，染色體著色很淺不清楚；根尖5～7mm處為伸長區(qū)，伸長區(qū)細胞已失去分裂能力，染色體呈染色質(zhì)狀態(tài)，觀察不到染色體。

[例1]某同學在用光學顯微鏡“觀察洋蔥根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，可觀察到的現(xiàn)象是()

A．絕大多數(shù)細胞中能觀察到染色體

B．不同細胞的染色體數(shù)目可能不相等

C．某一細胞由后期逐漸過渡到末期，形成細胞板

D．在部分細胞中能清晰地看到中心體和染色體

[答題送檢]來自閱卷名師報告

錯誤

致錯原因

扣分

A

染色體在分裂期出現(xiàn)，而大多數(shù)細胞處于間期

－2

C

未理解解離的作用，解離已殺死細胞

－2

D

考生忽略了高等植物細胞無中心體

－2

[解析]根尖分生組織中大多數(shù)細胞處于分裂間期，不出現(xiàn)染色體，A項錯誤；不同細胞內(nèi)染色體數(shù)目可能不相等，B項正確；觀察洋蔥根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗中細胞已被殺死，不能看到細胞由后期逐漸過渡到末期，C項錯誤；洋蔥根尖細胞中不含中心體，D項錯誤。

[規(guī)范答題]B(2分)

1．下列關(guān)于觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂實驗的敘述中，錯誤的是(D)

A．該實驗通過觀察細胞分裂過程中染色體的數(shù)量、分布等特點判斷細胞所處分裂時期

B．無法看到一個細胞完整的細胞分裂過程，因為細胞在解離過程中死亡

C．如果該細胞的高爾基體不能發(fā)揮作用，則可以看到有多個細胞核

D．染色后蓋上蓋玻片后要用拇指按壓，目的是使染色更充分

解析用拇指按壓蓋玻片的目的是為了讓細胞分散開，有利于觀察。

1．(2017·北京卷)洋蔥根尖和小鼠骨髓細胞都能用于觀察細胞有絲分裂，比較實驗操作和結(jié)果，敘述正確的是(B)

A．都需要用鹽酸溶液使細胞相互分離

B．都需要用低倍鏡找到分裂細胞再換高倍鏡觀察

C．在有絲分裂中期都能觀察到染色體數(shù)目加倍

D．在有絲分裂末期都能觀察到細胞板

解析鹽酸只能使植物細胞相互分離開來，A項錯誤；有絲分裂中期著絲點沒有斷裂，染色體沒有加倍，C項錯誤；細胞板只在植物細胞有絲分裂末期出現(xiàn)，D項錯誤。

2．(2016·海南卷)下列與細胞周期有關(guān)的敘述，正確的是(C)

A．等位基因的分離發(fā)生在細胞周期的分裂間期

B．在植物細胞的細胞周期中紡錘絲出現(xiàn)在分裂間期

C．細胞周期中染色質(zhì)DNA比染色體DNA更容易復制

D．肝細胞的細胞周期中染色體存在的時間比染色質(zhì)的長

解析等位基因的分離發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，減數(shù)分裂沒有細胞周期；紡錘絲出現(xiàn)在有絲分裂前期；DNA復制需要解螺旋，染色體高度螺旋化，難以解旋；染色體存在于分裂期，分裂期的時間遠小于分裂間期。

3．(2015·浙江卷)下列有關(guān)細胞周期和細胞分裂的敘述，正確的是(C)

A．不同生物的細胞大小和數(shù)目不同，但細胞周期長短相同

B．同一生物各種組織的細胞周期長短相同，但G1、S、G2和M期長短不同

C．若在G2期加入DNA合成抑制劑，則有絲分裂前期每個染色體仍含有2條染色單體，子細胞染色體數(shù)目與母細胞的相同

D．減數(shù)分裂前期Ⅰ同源染色體配對，每條染色體含有4條染色單體，子細胞染色體數(shù)目為母細胞的一半

解析不同生物的細胞大小和數(shù)目不同，細胞周期長短也不同，A項錯誤；同一生物各組織的細胞周期長短不同，G1、S、G2和M期長短也不同，B項錯誤；DNA的復制發(fā)生在S期，在G2期加入DNA合成抑制劑對細胞分裂無影響，C項正確；減數(shù)分裂前期Ⅰ同源染色體配對，每條染色體上有2條染色單體，D項錯誤。

4．(2015·福建卷)為了研究從植物中提取的可可堿是否可以作為除草劑，某科研小組開展了可可堿對鬼針草根尖細胞有絲分裂和種子萌發(fā)影響的實驗探究，結(jié)果如下表。請回答：

可可堿濃度

(mmol·L－1)

根尖細胞有絲分裂

種子發(fā)芽率

有絲分裂指數(shù)(T)

分裂期細胞占比(%)

前期和中期

后期和末期

0

3.73

3.04

0.69

81.5

0.1

2.90

2.16

0.74

68.1

0.5

2.10

1.72

0.38

18.6

1.0

1.96

1.72

0.24

2.3

(注：有絲分裂指數(shù)＝分裂期細胞數(shù)/觀察細胞的總數(shù)×100%)

(1)本實驗需要制作根尖細胞有絲分裂裝片，制片過程中根尖解離需要用到的試劑是__鹽酸(或鹽酸和酒精)__。下圖為顯微鏡下觀察到的部分細胞圖像，箭號所指的細胞處于分裂期的__中__期。

(2)實驗結(jié)果顯示，與對照組相比，當可可堿濃度達到1.0mmol·L－1時，在分裂期的細胞中，后期和末期的細胞數(shù)目相對__減少__。產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能是__可可堿能夠抑制紡錘體的形成__，導致染色體無法移向細胞兩極。

(3)實驗結(jié)果表明，隨著可可堿濃度的升高，種子發(fā)芽率__降低__。為探究可可堿影響種子發(fā)芽率的可能原因，某同學提出假設(shè)：可可堿會降低種子中赤霉素的水平?，F(xiàn)欲通過實驗檢驗上述假設(shè)，請寫出實驗設(shè)計的基本思路：__以不同濃度的可可堿處理鬼針草種子，一段時間后測定各組種子中赤霉素的含量，分析可可堿濃度與赤霉素含量的關(guān)系__。

解析(1)根尖的解離需要使用鹽酸或鹽酸和酒精的混合液。圖示細胞中，每條染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上，處于分裂期的中期。(2)由實驗結(jié)果可知，當可可堿濃度達到1.0mmol·L－1時，后期和末期的細胞數(shù)目相對減少，可能的原因是可可堿能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體無法移向細胞兩極。(3)由實驗結(jié)果可知，隨著可可堿濃度升高，種子發(fā)芽率降低。在“可可堿會降低種子中赤霉素的水平”的假設(shè)中，自變量為不同濃度的可可堿溶液，因變量為赤霉素的含量，因此實驗設(shè)計的基本思路是：以不同濃度的可可堿處理該種子，一段時間后測定各組種子中赤霉素的含量，最后分析可可堿與赤霉素含量的關(guān)系。

課時達標第14講

1．以下有關(guān)細胞大小和分裂的敘述，正確的是(D)

A．細胞體積越小，表面積也越小，物質(zhì)運輸效率越低

B．原核細胞只能通過無絲分裂增加數(shù)目

C．人的成熟紅細胞可以進行有絲分裂，蛙的紅細胞能進行無絲分裂

D．細胞不能無限長大的原因之一是細胞核中的DNA不會隨著細胞體積的擴大而增加

2．下列有關(guān)細胞周期的說法，正確的是(C)

A．誘導細胞的基因突變可使用物理或化學方法，作用于甲的S期或丙的A→B段

B．一個完整的細胞周期是指乙的a＋b段或b＋c段

C．用秋水仙素作用于丙細胞可使細胞分裂停留在A→B段

D．細胞中含有染色單體的時間段是M或b、d或A→B段

解析誘導細胞的基因突變可使用物理或化學方法，作用于甲的S期或丙的B→A段；一個完整的細胞周期是指乙的a＋b段或c＋d段；秋水仙素能抑制紡錘體的形成，使細胞分裂不能順利進行，可使細胞分裂停留在A→B段；圖中M或b、d或A→B段均表示分裂期，分裂期中，只有前期和中期存在染色單體。

3．在一個細胞周期中，以下變化可能發(fā)生于同一時期的是(D)

A．DNA分子的復制和染色體數(shù)目加倍

B．染色單體形成和細胞板的出現(xiàn)

C．著絲點的分裂和同源染色體的分離

D．核膜的消失和紡錘體的形成

解析DNA的復制發(fā)生在細胞分裂間期，染色體數(shù)目加倍發(fā)生在分裂后期，A項錯誤；染色單體形成在間期，細胞板出現(xiàn)在末期，B項錯誤；著絲點分裂在后期，同源染色體分離在減Ⅰ后期，有絲分裂中不發(fā)生同源染色體的分離，C項錯誤；核膜消失和紡錘體的形成都在前期，D項正確。

4．(2018·內(nèi)蒙古赤峰二中高二)下列屬于高等動、植物細胞有絲分裂共同特征的是(C)

A．細胞膜內(nèi)陷縊裂細胞質(zhì)

B．中心體周圍發(fā)射出星射線

C．染色體經(jīng)復制均分到兩個子細胞中

D．細胞板形成新的細胞壁

5．如圖表示某動物體細胞(含4條染色體)有絲分裂的細胞周期，以下敘述正確的是(A)

A．細胞f的變化方向有兩種可能，一種如圖，另一種將分化形成各種組織

B．細胞中含有4條染色體的時期是a、b、d

C．細胞周期的長短主要受溫度影響

D．從b到d是一個完整的細胞周期

解析分析題圖可知，圖示表示某動物體細胞(含4條染色體)有絲分裂的細胞周期，其中a為分裂間期，b為分裂前期，c為分裂中期，d為分裂后期，e為分裂末期，f為子細胞。有絲分裂產(chǎn)生的子細胞變化方向有兩種可能，一種如圖(繼續(xù)分裂)，另一種將分化形成各種組織，A項正確；d為有絲分裂后期，此時細胞中染色體數(shù)目是體細胞的2倍，即8條，B項錯誤；細胞周期的長短主要受基因控制，C項錯誤；細胞周期是指連續(xù)分裂的細胞從一次分裂結(jié)束時，到下一次分裂完成時為止所經(jīng)歷的全過程，因此從細胞f到細胞f為一個完整的細胞周期，D項錯誤。

6．如圖表示細胞分裂過程中染色體的形態(tài)變化，相關(guān)分析正確的是(C)

A．甲→乙的過程中，染色質(zhì)變成了染色體，使細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍

B．在植物細胞分裂丁→戊的過程中，高爾基體活動會加強

C．丙→戊的過程中可發(fā)生同源染色體的分離

D．戊階段細胞中染色體著絲點分裂是紡錘絲牽引的結(jié)果

解析甲→乙是細胞分裂間期，DNA復制，形成染色單體，染色體數(shù)目不變，A項錯誤；丁→戊著絲點分裂，發(fā)生在有絲分裂后期或減Ⅱ后期，高爾基體活動加強發(fā)生在末期，B項錯誤；丙→戊可能是減Ⅰ前期→減Ⅱ后期，C項正確；著絲點分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果，是自行分裂，D項錯誤。

7．下列有關(guān)細胞有絲分裂的敘述中，正確的是(D)

①在動物細胞有絲分裂間期能觀察到由星射線形成的紡錘體

②在植物細胞有絲分裂末期形成了赤道板

③在動物細胞有絲分裂中期，兩個中心粒復制形成兩組中心粒

④在動物細胞有絲分裂末期，細胞膜內(nèi)陷形成兩個子細胞

⑤如果細胞中染色體數(shù)和核DNA分子數(shù)之比是1∶2，它一定不是高度分化的細胞

A．③⑥ B．②④

C．①⑤ D．④⑤

解析紡錘體在前期出現(xiàn)，植物細胞分裂末期出現(xiàn)的是細胞板，中心體復制發(fā)生在間期，①②③錯誤；動物細胞在有絲分裂末期，細胞膜內(nèi)陷形成兩個子細胞，④正確；高度分化的細胞不具有分裂能力，染色體數(shù)與核DNA分子數(shù)相等，⑤正確。

8．小鼠體細胞培養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)細胞分為3種類型：甲類細胞核DNA量是乙類細胞的兩倍，丙類細胞核DNA量介于甲乙兩類細胞之間。以下推測正確的是(D)

A．甲類細胞均處于分裂期，在三類細胞中所占比例最大

B．乙類細胞無分裂能力，屬于高度分化的細胞

C．丙類細胞已經(jīng)進入生長的衰老期，將停止細胞分裂

D．用藥物抑制細胞的DNA復制，乙類細胞比例將增加

解析甲類細胞核DNA量是乙類細胞的兩倍，可以推測甲類細胞核DNA已完成復制，處于分裂期或G2期，在三類細胞中所占比例不大；乙類細胞可能是不再分裂的高度分化細胞，也可能是暫時不分裂的或處于G1期的細胞；丙類細胞核DNA量介于甲乙兩類細胞之間，說明DNA正在復制，即處于S期；用藥物抑制細胞的DNA復制，則細胞不能進行DNA復制，乙類細胞比例將增加。

9．下列關(guān)于觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂實驗的敘述，正確的是(A)

①解離的目的是使組織細胞彼此分離開來

②制片之前要通過漂洗洗去染料，便于顯微鏡下觀察

③壓片是為了將根尖細胞分散開，使之不相互重疊影響觀察

④視野中處于分裂期的細胞數(shù)最多

A．①③ B．②③

C．①②③ D．①③④

解析觀察根尖分生組織細胞有絲分裂的實驗步驟為解離→漂洗→染色→制片。解離的目的是使組織細胞分散開；漂洗的目的是為了洗去解離液，防止解離過度；壓片的目的是使細胞分散開，便于觀察；一個細胞周期中，分裂間期占的時間最長，故視野中處于分裂間期的細胞數(shù)最多。

10．(2018·河北雞澤第一中學月考)根尖是觀察有絲分裂的理想材料，下列表述正確的是(D)

A．只有根尖分生區(qū)細胞能夠被龍膽紫染成紫色

B．根不斷長長是分生區(qū)細胞分裂的結(jié)果

C．用纖維素酶、果膠酶處理根尖，可以離散細胞，便于觀察

D．根尖分生區(qū)細胞比根毛區(qū)細胞分化程度低，更容易實現(xiàn)其全能性

解析染色體和染色質(zhì)容易被堿性染料染成深色，所有根尖細胞都有染色質(zhì)，都能被龍膽紫染成紫色，只有根尖分生區(qū)細胞能夠觀察到染色體，A項錯誤；根不斷長長是因為分生區(qū)細胞不斷分裂，伸長區(qū)細胞不斷伸長的結(jié)果，B項錯誤；用纖維素酶、果膠酶處理根尖會破壞根尖細胞的細胞壁，離散細胞應(yīng)解離和壓片，C項錯誤。

11．(2018·福建三明第一中學高三)下列關(guān)于動物細胞有絲分裂的敘述，正確的是(B)

A．可通過線粒體是否產(chǎn)生大量ATP來判斷該細胞是