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文档简介
1、第四单元细胞的生命历程第11讲细胞的增殖课标要求素养目标1.描述细胞通过不同的方式进行分裂,其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。2.说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化,形成了复杂的多细胞生物体。3.描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程观察处于细胞周期不同阶段的细胞,结合有丝分裂模型,描述细胞增殖的主要特征,并举例说明细胞的分化、衰老、死亡等生命现象(生命观念、科学探究、社会责任)【知识框架】考点一细胞增殖和细胞周期1核心概念(1)细胞增殖:细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程,包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。是重要的细胞生命
2、活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。(2)细胞周期: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,为一个细胞周期。一个细胞周期分为两个阶段:分裂间期和分裂期。2细胞增殖(1)方式。真核细胞:无丝分裂、有丝分裂和减数分裂;原核细胞:二分裂。(2)意义: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。3细胞周期(1)范围:连续进行有丝分裂的细胞才有细胞周期。(2)分裂间期:从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前。分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,为分裂期进行活跃的物质准备,同时细胞有适度的生长。(3)细胞周期的表示方法。表示方法图示用字母表示扇形图AB
3、CA为一个细胞周期直线图ab或cd为一个细胞周期坐标图abcde为一个细胞周期续上表 柱形图B组细胞处于分裂间期,C组细胞多数处于分裂期,A组细胞为细胞分裂结束形成的子细胞和未进行DNA复制的细胞(4)细胞周期的特点:不同种类细胞的细胞周期不一定相同,分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同。(教材必修1 P111“正文”第三、四段)对于真核细胞来说,有丝分裂是进行细胞分裂的主要方式。“有丝分裂包括分裂间期和分裂期”这种说法对吗?提示:这种说法不对,分裂间期结束之后,细胞进入分裂期进行细胞分裂,有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的主要方式,分为前期、中期、后期、末期,不包括间期。判断正误。1(2018
4、全国卷)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量。()提示:成熟个体中的细胞增殖过程中,间期DNA复制和蛋白质合成需要消耗能量,分裂期纺锤丝牵引染色体运动需要消耗能量。2(2019江苏卷)细胞分裂间期既有基因表达又有DNA复制。()3(2019海南卷)人肝细胞分裂的持续时间大于分裂间期的持续时间。()提示:分裂间期持续时间大于分裂期。4同一生物体器官的大小主要取决于细胞数量的多少。()提示:多细胞生物体体积的增大,既靠细胞生长增大细胞的体积,还要靠细胞分裂增加细胞的数量。5细胞大小主要影响物质运输的效率。()6任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。()提示:减数分裂和无丝分裂没有细胞周期,高度分
5、化的成熟细胞也没有细胞周期。1从物质运输的效率看,细胞不能太大的原因是_。答案:细胞越大,表面积与体积的比值越小,物质运输的效率就越低2细胞是越小越好吗?答案:细胞不是越小越好。因为细胞中有众多的必需物质和细胞器,细胞太小,没有足够的空间,细胞就不能进行相应的生命活动,发挥出相应的生理功能。1(科学思维)总结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、芽生长点细胞等。(2)暂不分裂:暂时脱离细胞周期,但仍具有分裂能力,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、记忆细胞等。(3)永不分裂:
6、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、根尖成熟区细胞等。2(科学思维)与细胞周期相联系的知识(1)基因突变:在细胞分裂间期的S期,DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错,即发生基因突变。(2)染色体变异:在细胞分裂期的前期,秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成,引起细胞内染色体数目加倍,继续进行有丝分裂,可出现多倍体植株。(3)细胞癌变:用药物作用于癌细胞,在分裂间期,DNA不能复制,可抑制癌细胞的增殖。(4)免疫:在细胞因子的作用下,被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂,使细胞周期缩短。明辨细胞分裂的五个易错点(1)在
7、细胞分裂过程中出现中心体的不一定是动物细胞,在某些低等植物细胞有丝分裂的分裂期,其纺锤体的形成也与中心体有关。(2)细胞分裂过程中不出现中心体的不一定是高等植物细胞,也有可能是原核细胞。(3)有丝分裂是真核生物体细胞增殖的主要方式,但不是唯一方式。(4)减数分裂是一种特殊的有丝分裂。精原细胞形成精细胞的过程属于减数分裂,精原细胞自身的增殖方式为有丝分裂。(5)无论是有丝分裂、无丝分裂、减数分裂还是二分裂,在细胞分裂前都要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。考向一细胞的分裂方式和细胞周期典型例题1(2021广东模拟改编)下列有关细胞增殖的说法,正确的是()A乳酸菌通过无丝分裂进行增殖B有丝分裂、
8、无丝分裂和减数分裂不能在同一生物体内进行C与精原细胞相比,精细胞的染色体数目减半是由于姐妹染色单体分开,形成的子染色体均分到两个细胞D在减数分裂前的间期,染色体复制后,在光学显微镜下看不到每条染色体上的两条姐妹染色单体解析:乳酸菌属于原核生物,其不能进行无丝分裂,只能通过二分裂方式增殖,A错误; 同一生物体内能存在着有丝分裂、无丝分裂和减数分裂,如蛙,B错误; 与精原细胞相比,精细胞的染色体数目减半是由于同源染色体分开,C错误; 在减数分裂前的间期,染色体复制后,在光学显微镜下看不到每条染色体上的两条姐妹染色单体,到减数第一次分裂前期才能观察到染色单体,D正确。 答案:D考向二围绕细胞周期,考
9、查科学思维典型例题2(2020山东卷)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是()A正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制B正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体C感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而
10、影响细胞周期DM蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期解析:分析题图可知,在正常细胞中,DNA复制开始后,CDK1磷酸化水平升高,当细胞中DNA复制完成后,CDK1的磷酸化水平降低,使细胞进入分裂期,从而完成正常的细胞周期。感染BYDV的细胞中,间期DNA复制时,CDK1磷酸化水平升高后则不再降低,使细胞不能进入分裂期而停留在间期,不能完成正常的细胞周期。由此可推测M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的。由分析可知,正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制,使其磷酸化水平较高,A正确;正常细胞中,磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,会使细胞
11、进入分裂期,在分裂期的前期染色质会螺旋化形成染色体,B正确;由分析可知,感染BYDV的细胞中,M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期,C错误;由分析可知,M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞不能进入分裂期而停留在分裂间期,D正确。答案:C1(2021山东聊城模拟)下表数据为实验测得体外培养某种动物细胞的细胞周期各阶段时间。下列说法正确的是()周期DNA复制前期(G1期)DNA复制期(S期)DNA复制后期(G2期)有丝分裂期(M期)合计时间/h1073.51.522AG2期的细胞中,每个染色体含2条染色单体,导致染色体数目加倍BM期中心粒倍增为两组并在周围形成星射线,形成纺锤体
12、C用含有DNA合成抑制剂的培养液培养10 h后,细胞都被阻断在S期D在细胞培养液中加入碱基类似物可能会引起细胞基因突变解析:一个细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期持续的时间最长,进行DNA复制和有关蛋白质的合成。题中表格数据说明一个细胞周期的时间是22 h。DNA在间期的S期复制,G2期的细胞中DNA加倍,但染色体没加倍,染色体加倍在后期,A错误;中心粒的倍增在间期,B错误;用含有DNA合成抑制剂进行处理,细胞都被阻断在S期需要3.51.51015 h,C错误;引起基因突变的因素主要可以分为以下三大类,物理因素:X射线、激光、紫外线等;生物因素:某些病毒和细菌等;化学因素:亚硝酸、黄曲霉素
13、、碱基类似物等,D正确。答案:D2(经典高考题)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题:(1)DNA合成阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂,处于_期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转,最终细胞会停滞在细胞周期的_期,以达到细胞周期同步化的目的。(2)秋水仙素阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素,秋水仙素能够抑制_,使细胞周期被阻断,即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞_(填“会”或“不会”)被阻断在间期。(3)血清饥饿法:培养液中缺少血清可以使细胞周
14、期停滞在间期,以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是_。(答出1点即可)解析:(1)DNA复制发生在细胞分裂间期;DNA合成被阻断后,分裂期不受影响,分裂间期受影响,最终细胞会停滞在细胞周期的分裂间期。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成来使细胞中染色体数目加倍,而纺锤体形成于有丝分裂前期,因此经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在分裂间期。(3)分裂间期细胞的特点是完成DNA复制和有关蛋白质的合成,细胞体积略有增大。答案:(1)分裂分裂间(2)纺锤体形成不会(3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成考点二细胞的有丝分裂与无丝分裂1核心概念有丝分裂: 是真核细胞进行细胞分裂的主要方式。有丝分裂是一个连续的
15、过程,人们根据染色体的行为,把它分为四个时期:前期、中期、后期、末期。2有丝分裂的过程时期植物细胞动物细胞特点前期染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体,这两条染色单体由一个共同的着丝粒连接着。核仁逐渐解体,核膜逐渐消失。从细胞的两极发出纺锤丝,形成一个梭形的纺锤体中期每条染色体的着丝粒两侧,都有纺锤丝附着在上面,纺锤丝牵引着染色体运动,使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上。这个平面与纺锤体的中轴相垂直,类似于地球上赤道的位置,称为赤道板续上表 后期每个着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动,结果是
16、细胞的两极各有一套染色体。这两套染色体的形态和数目完全相同,每一套染色体与分裂前亲代细胞中的染色体的形态和数目也相同末期共同点核膜、核仁出现,形成两个核染色体染色质纺锤体消失细胞质分裂区别植物:细胞板细胞壁动物:细胞膜凹陷3.动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别项目纺锤体的形成方式不同(前期)细胞分裂方式不同(末期)高等植物细胞从细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体由细胞板形成细胞壁,将细胞分隔成两部分动物细胞由中心粒发出星射线形成纺锤体由细胞膜从细胞中部向内凹陷,将细胞缢裂成两部分4 有丝分裂的意义将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中,由于染色体上有遗
17、传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。5无丝分裂1(教材必修1 P113“插图及配文字”)有丝分裂后期,每个_分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条染色体。答案:着丝粒2(教材必修1 P115“小字”)癌细胞是如何形成的?有何特点?答案:癌细胞的形成是由于有的细胞受到致癌因子的作用,细胞中的遗传物质发生变化。癌细胞是不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。判断正误。1(经典高考题)细胞的有丝分裂对生物性状遗传有贡献。()2(经典高考题)细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目。()提示:染色体的数目始终和着丝粒的数目相等;间期DNA复制时,着丝粒数目不变,染色体数目不加
18、倍,但DNA数目加倍。3在一个细胞周期中,DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期。()4无丝分裂发生在原核细胞中,且无DNA的复制。()提示:无丝分裂是真核细胞的增殖方式,分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化,但是也有DNA分子的复制和分配。(P115小字第二段)5(经典高考题)癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞。()提示:癌细胞需要从它生存的环境中获取自身增殖所需要的营养物质,属于异养型。有丝分裂过程中,中心体、线粒体、叶绿体的分配有何不同?答案:中心粒经增殖后平均分配到两个子细胞中;线粒体、叶绿体等细胞器随机分配到两个子细胞中。1(科学思维)归纳与有丝分裂有关的细胞器及其生
19、理作用细胞器名称生物类型作用时期生理作用核糖体动物、植物主要是间期合成相关蛋白质线粒体动物、植物整个细胞周期提供能量高尔基体植物末期与细胞壁(板) 的形成有关中心体动物、低等植物前期与纺锤体的形成有关2.(科学思维)有丝分裂中细胞结构或物质的周期性变化(1)染色体行为变化。当有染色单体(间期的G2期、前期、中期)时,染色体数染色单体数核DNA数122。当无染色单体(间期的G1期、后期、末期)时,染色体数核DNA数11。(2)核DNA、染色体、染色单体的数目变化。(以二倍体生物为例)时期分裂间期分裂期前期中期后期末期核DNA2n4n4n4n4n4n2n染色体2n2n2n4n4n2n染色单体04n
20、4n4n003.(科学思维)有丝分裂的曲线和柱状图分析(1)有丝分裂的相关曲线。染色体、染色单体、核DNA的变化曲线。解读:项目上升段的变化原因下降段的变化原因核DNA间期(S期)DNA复制,DNA数目加倍末期细胞一分为二,DNA数目减半染色体后期着丝粒分裂,染色体数目加倍末期细胞一分为二,染色体数目减半染色单体间期(S期)DNA复制,染色单体形成后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色单体消失染色体数与核DNA数关系曲线。解读:图中ef(BC)段表示S期DNA的复制,染色单体形成,fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期,即有丝分裂G2期、前期和中期,gh(DE)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂,
21、染色单体消失。(2)有丝分裂过程中的相关曲线、分裂图和柱形图的联系。考向一围绕有丝分裂的过程,考查生命观念典型例题1 (2021全国乙卷改编)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述,错误的是()A在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子B在前期,每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子C在中期,8条染色体的着丝粒排列在赤道板上,易于观察染色体D在后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体解析:已知果蝇体细胞含有8条染色体,每条染色体上有1个DNA分子,共8个DNA分子,在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子,A正确;间期染色体已经复制,故在
22、前期每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子,B正确;在中期,8条染色体的着丝粒排列在赤道板上,此时染色体形态固定、数目清晰,易于观察,C正确;有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,由8条变成16条,同源染色体不分离,D错误。答案:D考向二通过有丝分裂的图像分析,考查科学思维典型例题2(2021山西吕梁一模)下图是植物有丝分裂的细胞分裂图像及染色体、染色单体和核DNA变化的柱形图。下列叙述不正确的是()A该细胞分裂图像中有4对同源染色体,2个染色体组B该细胞分裂图像处于有丝分裂后期,与图乙相对应C图甲可代表有丝分裂G2期、前期和中期的染色体、染色单体和核DNA的数量
23、关系D丙甲过程发生了DNA的复制和有关蛋白质的合成解析:分析题图:上图中着丝粒分裂,处于有丝分裂后期;甲图中染色体DNA染色单体122,乙图中无姐妹染色单体,处于有丝分裂后期;丙图无姐妹染色单体,DNA染色体11。该细胞分裂图像表示有丝分裂后期,此时细胞中染色体数目加倍,有4对同源染色体,4个染色体组,A错误;结合分析可知:细胞分裂图像处于有丝分裂后期,细胞中无姐妹染色单体,可对应图乙,B正确;甲图中染色体DNA染色单体122,则DNA分子已经复制,可表示有丝分裂G2期、前期和中期的染色体、染色单体和核DNA的数量关系,C正确;丙甲之后DNA分子加倍,故丙甲过程发生了DNA的复制和有关蛋白质的
24、合成,D正确。答案:A考向三以有丝分裂为背景考查科学探究典型例题3(经典高考题)已知药物X对细胞增殖有促进作用,药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组,分别置于培养液中培养,培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物),每隔一段时间测定各组细胞数,结果如图所示。据图分析,下列相关叙述不合理的是()A乙组加入了药物X后再进行培养B丙组先加入药物X,培养一段时间后加入药物D,继续培养C乙组先加入药物D,培养一段时间后加入药物X,继续培养D若药物X为蛋白质,则药物D可能改变了药物X的空间结构解析:本题以“探究药物X对细胞增殖有促进作用,药物D可抑制药物X的作用”为
25、载体,考查学生的实验探究能力,通过分析出该实验的自变量,设置实验组和对照组,通过观察指标从而得出实验结论。根据图示,相同时间内,乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组,由于甲组未加药物,且药物X对细胞增殖有促进作用,所以甲组为对照组,乙组和丙组为加入药物X组,丙组后半段的细胞数目低于乙组,药物D可抑制药物X的作用,说明丙组培养一段时间后又加入了药物D,因此乙组加入了药物X,丙组先加入药物X,后加入药物D,A、B正确,C错误;若药物X为蛋白质, 药物D可抑制药物X的作用,因此D可能改变了药物X的空间结构,使得药物X失去活性,D正确。答案:C典型例题4(2021广东二模改编)某研究者用某抗癌药物处理体外
26、培养的瘤细胞,然后在24 h后检测DNA相对含量不同的细胞数目,结果如下图所示。下列分析正确的是()Aa峰中细胞处于分裂间期,正在进行DNA复制Bb峰中细胞可以发生同源染色体互换Cb峰中细胞的染色体条数是a峰中细胞的2倍D此抗癌药物的主要机理是抑制癌细胞DNA的复制解析: a峰中细胞的DNA含量均为40,没有复制,在a峰与b峰之间细胞内的DNA在逐渐加倍,所以正进行着DNA分子的复制,A错误;癌细胞的分裂方式为有丝分裂,不会发生同源染色体互换,B错误;a峰中细胞的DNA含量均为40,在b峰中细胞的DNA含量均为80,所以b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍,但b峰中细胞的染色体条数不一定是a峰
27、中细胞的2倍,C错误;比较实验组和对照组中的b峰细胞的数量,可以看出实验组中进行DNA复制的癌细胞数量明显减少,说明该药物对癌细胞DNA复制有抑制作用,D正确。 答案:D1(2020浙江卷)高等动物胚胎干细胞分裂过程中,发生在同一时期的是()A核糖体的增生和环沟的形成B染色体的出现和纺锤体的出现C染色单体的形成和着丝粒的分裂D中心体的复制和染色体组数的加倍解析:高等动物胚胎干细胞的分裂方式为有丝分裂,整个细胞周期包括分裂间期和有丝分裂的前期、中期、后期、末期,根据有丝分裂各个时期的物质变化分析选项进行判断。核糖体的增生发生在分裂间期的G1期,环沟的形成发生在有丝分裂末期,A错误;染色体和纺锤体
28、的出现均发生在有丝分裂前期,B正确;染色单体的形成在分裂间期,着丝粒的分裂在有丝分裂后期,C错误;中心体的复制在分裂间期的G2期,染色体组的加倍发生在有丝分裂后期,D错误。答案:B2(2021珠海模拟)研究者将乳腺细胞(M)诱导成为乳腺癌细胞(Me),下图表示细胞癌变前后有关代谢水平变化情况,其中图乙是在培养液中加入线粒体内膜呼吸酶抑制剂后测得的数据。下列有关叙述正确的是()AM细胞膜上糖蛋白含量少的根本原因是原癌基因和抑癌基因表达能力下降BMe对葡萄糖的摄取能力高于M,推测癌变病人胰岛素水平高于正常人CM对该呼吸酶抑制剂的敏感性大于Me,此时M的代谢活动减弱,细胞分裂变慢D若Me进行无氧呼吸
29、,则其培养液中酒精含量高于M培养液中酒精含量解析:Me细胞膜上糖蛋白含量少的根本原因是原癌基因和抑癌基因的突变,A错误;Me对葡萄糖的摄取能力高于M,但是癌变病人血糖含量不一定高于正常人,因此癌变病人胰岛素水平不一定高于正常人,B错误;由图2分析可知,M细胞对呼吸抑制剂更为敏感,此时M的代谢活动减弱,细胞分裂变慢,C正确;乳腺细胞无氧呼吸产物为乳酸,不是酒精,D错误。答案:C3(2021北京一模)角喙栓蚤蝇是一种具有尸食性的重要法医昆虫,为在细胞水平了解角喙栓蚤蝇的遗传特点,研究人员通过染色观察其行为,如图所示。以下表述正确的是()A角喙栓蚤蝇有丝分裂过程的顺序为图B图所示的时期角喙栓蚤蝇姐妹
30、染色单体发生分离C图染色体整齐排列在细胞板上适宜进行染色体计数D图角喙栓蚤蝇同源染色体联会表明该图为分裂前期解析:分析图示,根据染色体行为可知,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,表示有丝分裂的后期;染色体散乱分布,表示有丝分裂的前期;染色体整齐排列,表示有丝分裂的中期;表示有丝分裂的末期。角喙栓蚤蝇有丝分裂过程的顺序为图,A错误;图表示有丝分裂的后期,角喙栓蚤蝇姐妹染色单体发生分离,B正确;图表示有丝分裂的中期,染色体整齐排列在赤道板上适宜进行染色体计数,C错误;图表示有丝分裂的前期,角喙栓蚤蝇同源染色体联会发生在减数第一次分裂的前期,D错误。答案:B4图 1 表示细胞有丝分裂不同时期染色体数与核
31、 DNA 数比例的变化关系;图 2、图3 分别表示高等动物甲、高等植物乙细胞有丝分裂的部分图像。请回答下列问题:(1)细胞增殖包括_和细胞分裂整个连续的过程。(2)图 1 中 AD 段完成_。EF 段形成的原因是_。图 2、图 3 分别处于图 1 中的_、_段(填字母)。(3)图 2 细胞的下一时期,细胞中染色体数染色单体数核 DNA 数等于_。 与图 2 相比,此时期乙植物细胞有丝分裂的主要区别为_。(4)图 3 结构 H 为_,其作用是_。解析:据图分析:图1中BC段形成的原因是DNA复制;CE段每条染色体上含有2个DNA,表示有丝分裂前期和中期;EF段形成的原因是着丝粒分裂;FG段每条染
32、色体上含有1个DNA,表示有丝分裂后期和末期。图2细胞处于有丝分裂前期;图3细胞处于有丝分裂末期,结构H为细胞板。(1)细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。(2)图1中AD段表示有丝分裂间期,完成DNA复制和有关蛋白质合成,同时细胞有适度生长;EF段之后每条染色体有1个DNA,故EF形成的原因是着丝粒分裂;图2细胞处于有丝分裂前期,对应图1的CD段;图3为有丝分裂末期,对应图1的FG段。(3)图2细胞处于有丝分裂前期,其下一时期为有丝分裂中期,中期时每条染色体含有2个DNA分子,因此细胞中染色体数染色单体数核DNA数等于 122;图2为动物细胞,其前期纺锤体是由中心体发出星状射线形成
33、的,而植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。(4)图3结构H为细胞板,其作用是由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁。答案:(1)物质准备(2)DNA的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞体积略有增长着丝粒分裂CDFG(3) 122由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体(4)细胞板由细胞中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁考点三(实验)观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂【实验原理】(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(甲紫溶液或醋酸洋红液)染成深色。(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的,在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态,判断处于
34、不同分裂时期的细胞。【实验步骤】(1)洋葱根尖的培养:实验前34 d,将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上,底部接触到瓶内的水面,置于温暖处培养,待根长至约5 cm。(2)装片的制作。(3)观察。低倍镜观察:根据根尖特点找到分生区细胞,细胞呈正方形,排列紧密高倍镜观察:先找分裂中期的细胞,再找前期、后期、末期的细胞,最后观察分裂间期的细胞(4)绘图:绘出植物细胞有丝分裂中期简图。【实验结果】细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算:(1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。【实验技巧】(1)注意事项:实验操作的注意点。注意点影响结果解离时间太短细胞间质未被完全溶解,压片时细
35、胞不易分散过长导致细胞解离过度、根尖过于酥软,影响染色漂洗时间适宜洗去多余的盐酸和酒精,防止解离过度而影响染色染色时间太短染色体或染色质不能完全着色过长使其他部分也被染成深色,无法分辨染色体压片力度过轻细胞未分散开过重将组织压烂(2)归纳总结:归纳紫色洋葱在生物学实验中的“一材多用”。取材部位实验名称取材原因叶鳞片叶植物细胞的质壁分离和复原外表皮细胞含紫色大液泡用显微镜观察多种多样的细胞细胞较大,外表皮细胞有大液泡,内表皮细胞有明显的细胞核管状叶叶绿体中色素的提取和分离色素含量多根观察根尖分生组织细胞的有丝分裂材料易得,且分生区细胞分裂能力强,染色体数目少,易于观察低温诱导植物染色体数目的变化
36、材料易得,且低温(4 )下根尖也能分裂生长,诱导染色体变异率较高考向一考查观察根尖分生组织有丝分裂实验的基本原理和过程典型例题1下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述,错误的是()A观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可用甲紫溶液使其着色B根尖中所有细胞都可以进行有丝分裂C细胞板是一个真实的结构,在显微镜下可以观察到D在实验过程中,不能观察细胞分裂的连续过程解析:甲紫溶液可以将染色体染成深色,故观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可用甲紫溶液使其着色,A正确。根尖分为根冠、分生区、伸长区、成熟区,只有根尖分生组织细胞具有连续分裂的能力,B错误。细胞板可以观察到,赤道板不可以,C正确。解离过程中细胞
37、已经死亡,观察到的每一个细胞只是分裂过程中的某一时期,D正确。答案:B典型例题2(2021广东肇庆三模)图甲和图乙是两位同学通过高倍显微镜观察二倍体大蒜根尖有丝分裂的图像,下列分析错误的是()A图甲中细胞几乎都是长方形可能与取材部位不当有关B在光学显微镜下可观察到图乙中细胞的细胞核和细胞壁C图乙的细胞中有四个染色体组,是细胞中的二倍D根尖细胞中的不同物质与甲紫的亲和力不同,可达到染色目的解析:图甲细胞呈长方形,可能是根尖伸长区细胞。图乙中细胞中的着丝粒分裂,染色单体分开成为两条子染色体,分布在细胞两极,细胞处于有丝分裂后期,细胞中的染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上,细胞处于有丝分裂中期,
38、细胞处于有丝分裂间期。观察根尖有丝分裂时应选择分生区细胞,此处细胞呈正方形,而图甲中细胞几乎都是长方形,可能与取材部位不当有关,A正确;细胞核属于亚显微结构,光学显微镜观察不到,B错误;图乙的细胞处于有丝分裂后期,染色体数目加倍,含有4个染色体组,细胞处于有丝分裂中期,含有2个染色体组,C正确;根尖细胞中的不同物质与甲紫的亲和力不同,细胞中的染色体与甲紫的亲和力更强,容易被甲紫染成紫色,从而达到染色目的,D正确。答案:B(1)统计蚕豆根尖细胞的微核率,需要观察蚕豆根尖细胞中的染色体,请用文字和箭头表示出该实验过程的步骤:剪取根尖解离_计算微核率。实验过程中有很多因素会影响实验结果,如_(答出两
39、点)。(2)分析实验结果可知,随着氯化镉溶液浓度不断增加,蚕豆根尖细胞处于分裂间期的比例逐渐_(填“增大”或“减小”)。当氯化镉溶液浓度达到 100 mol/L时,微核率反而下降,原因是_。解析:“观察根尖分生组织有丝分裂实验”中的关键过程步骤为:解离漂洗染色制片观察并统计。分析柱形图可知:随着氯化镉溶液浓度不断增加,蚕豆根尖细胞的分裂指数逐渐下降,而细胞的微核率先上升后下降。(1)统计蚕豆根尖细胞的微核率,需要观察蚕豆根尖细胞中的染色体,其实验步骤是剪取根尖解离漂洗染色制片观察并统计,实验过程中存在多个无关变量,例如取材的部位、压片的程度以及观察的细胞数量等。(2)分析实验结果可知:随着氯化镉溶液浓度不断增加,蚕豆根尖细胞的分裂指数逐渐下降,也就是出于分裂间期的比例逐渐增大。当氯化镉溶液浓度达到 100 mol/L时,微核率反而下降,从图中可以看出此时细胞的分裂指数降低,因此其原因有可能是细胞的有丝分裂被强烈抑制、进入有丝分裂后期的细胞减少。答案:(1)漂洗染色制片观察并统计取材部位;解离时间;压片程度;观察细胞数量(2)增大细胞的有丝分裂被强烈抑制、进入有丝分裂后期的细胞减少1(2019江苏卷)下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述,正确的是()A只有从新生的根尖上取材,才能观察到有丝分裂B解离时间要尽量长,以确保根尖组织细胞充分分离C滴加清
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