新高考2025届高考生物一轮复习讲义第4单元第2课时有丝分裂过程中相关变化及观察实验新人教版

PAGEPAGE1第2课时有丝分裂过程中相关变更及视察试验课标要求1.比较有丝分裂过程中物质或结构的变更规律，培育逻辑思维实力。2.活动：制作和视察根尖细胞有丝分裂简易装片，或视察其永久装片。考点一有丝分裂相关过程中细胞结构或物质的变更1．染色体行为变更(1)当有染色单体(分裂间期的G2期、前期、中期)时，染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝1∶2∶2。(2)当无染色单体(分裂间期的G1期、后期、末期)时，染色体数∶核DNA数＝1∶1。2．有丝分裂中核DNA、染色体、染色单体含量变更曲线分析(1)曲线模型(2)曲线解读项目上升段的变更缘由下降段的变更缘由核DNA间(S)期DNA复制，核DNA数目加倍末期细胞一分为二，核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(S)期DNA复制，染色单体形成后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色单体消逝3.有丝分裂相关过程中染色体数与核DNA数比值的变更曲线4．依据柱状图推断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)(1)依据染色单体变更推断各时期染色单体eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(有→G2期、前期、中期甲图,无→后期、末期乙图、G1期丙图))(2)依据比例关系推断各时期核DNA∶染色体∶染色单体eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4n∶2n∶4n→G2期、前期、中期,甲图,4n∶4n∶0→后期、末期乙图,2n∶2n∶0→G1期丙图))考向有丝分裂相关过程中染色体、核DNA数量的变更1．在细胞有丝分裂过程中，染色体和核DNA都有复制和加倍的过程，下列相关叙述错误的是()A．染色体复制后其数量是之前的2倍B．细胞中b、d过程发生在细胞分裂前的间期C．细胞中a过程发生在细胞分裂前的间期，c过程发生在细胞分裂后期D．染色体复制的实质是核DNA的复制以及相关蛋白质的合成答案A2．如图是细胞中某两种物质的含量在有丝分裂相关过程中的变更状况。下列叙述不正确的是()A．图中的虚线所代表的物质有两种不同的表现形式B．图中的b～c段会发生着丝粒分裂C．叶肉细胞中会出现如图所示变更，而细菌细胞中不会出现D．a～b段细胞中有蛋白质和RNA的合成答案C解析叶肉细胞是高度分化的植物细胞，不能进行有丝分裂，C错误。3．如图1和图2表示细胞周期不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述不正确的是()A．视察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段B．图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA数量不变C．图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的状况答案C解析图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c表示G1期，对应图1中的AB段，C错误。考点二视察根尖分生区组织细胞的有丝分裂1．试验原理(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视察细胞内染色体的存在状态，推断处于不同分裂时期的细胞。2．试验步骤(1)洋葱根尖的培育：试验前3～4d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，让洋葱底部接触到瓶内的水面，置于暖和处培育，待根长至约5cm。(2)装片的制作解离eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(剪取根尖2～3mm,解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分,数为95%的酒精混合液1∶1,目的：使组织中的细胞相互分别开来,时间：3～5min))↓漂洗eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(漂洗液：清水,目的\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(防止解离过度,便于染色)),时间：约10min))↓染色eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(染液：质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL,的龙胆紫溶液或醋酸洋红液,目的：使染色体着色，便于视察,时间：3～5min))↓制片eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，复加,一片载玻片，用拇指轻压载玻片,目的：使细胞分散开来，有利于视察))(3)视察低倍镜视察：依据根尖特点找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密↓高倍镜视察：先找分裂中期的细胞，再找前期、后期、末期的细胞，最终视察分裂间期的细胞(4)绘图：绘出植物细胞有丝分裂中期简图。1．各操作步骤时间或力度要严格限制的缘由分析：解离时间太短细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散过长导致细胞解离过度、根尖过于酥松，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，无法辨别染色体压片力度过轻细胞未分散开过重将组织压烂2.为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续视察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？提示解离时细胞已死亡，视察到的只是一个固定时期。假如要找到各个分裂时期的细胞，可以找寻处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。3．细胞分裂时期与所视察细胞数目的关系是什么？提示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。特殊提示细胞分裂时期与所视察细胞数目关系的计算公式某时期持续时间t＝eq\f(处于该时期细胞数,视察细胞总数)×细胞周期T。考向试验的基本原理和过程分析4．如图是关于“视察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”试验的部分操作，下列叙述正确的是()A．剪取洋葱根尖2～3mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛B．该试验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节C．在视察的图像中，b属于分生区的细胞，细胞已死亡D．若用图中b区域的细胞视察质壁分别与复原，试验现象明显答案C解析洋葱根尖2～3mm的区域属于分生区，A项错误；在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而在③和⑤之间的清水漂洗环节应删除，B项错误；分生区的细胞呈正方形，排列紧密，细胞经解离已死亡，C项正确；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，用于视察质壁分别与复原，试验现象不明显，D项错误。5．在“视察根尖分生组织细胞的有丝分裂”试验中，三位试验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如表所示(注：“＋”表示操作，“－”表示未操作)。试验人员操作取材解离漂洗染色制片甲根尖2～3mm处－＋＋＋乙根尖2～3mm处＋－＋＋丙根尖5～7mm处＋＋＋＋则甲、乙、丙视察到的试验现象分别是()A．细胞重叠、染色体着色很浅不清晰、细胞分散染色体清晰B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清晰、细胞分散染色体清晰C．细胞重叠、染色体着色很浅不清晰、细胞着色清晰但看不到染色体D．染色体着色很浅不清晰、细胞分散染色体清晰、细胞分散染色体清晰答案C解析解离的目的是使组织中的细胞相互分别开来，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂实力，染色体呈染色质状态，故视察不到染色体。6．(2024·大连高三模拟)洋葱是中学生物试验常用材料之一，下图为洋葱相关试验的部分步骤，下列叙述正确的是()A．取洋葱管状叶做视察细胞质流淌的试验，适当降低水温能加快细胞质流淌速度B．取洋葱鳞片叶外表皮做质壁分别的试验，低倍镜下即可视察到试验现象C．取洋葱根尖做视察有丝分裂的试验，装片制作流程为解离、染色、漂洗、制片D．取洋葱管状叶做色素提取与分别的试验，滤纸条上色素带最宽的是胡萝卜素答案B解析洋葱的管状叶中具有叶绿体，可用于视察叶绿体的形态和分布，适当提高水温能加快细胞质流淌速度，A错误；取洋葱根尖做视察有丝分裂的试验，装片制作流程为解离、漂洗、染色、制片，C错误；取洋葱管状叶做色素提取与分别的试验，滤纸条上色素带最宽的是叶绿素a，因为叶绿素a含量高，D错误。拓展提升洋葱在生物学试验中的“一材多用”取材部位试验名称取材缘由叶鳞片叶植物细胞的吸水与失水外表皮细胞含紫色大液泡运用高倍显微镜视察几种细胞细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核管状叶绿叶中色素的提取和分别色素含量多视察叶绿体和细胞质的流淌视察细胞质的流淌，可用细胞质基质中的叶绿体运动作为标记根视察根尖分生区组织细胞的有丝分裂材料易得，且分生区细胞分裂实力强，染色体数目少，易于视察重温高考真题演练1．(2024·天津，6)孟德尔说：“任何试验的价值和效用，取决于所运用材料对于试验目的的适合性。”下列试验材料选择不适合的是()A．用洋葱鳞片叶表皮视察细胞的质壁分别和复原现象B．用洋葱根尖分生区视察细胞有丝分裂C．用洋葱鳞片叶提取和分别叶绿体中的色素D．用洋葱鳞片叶粗提取DNA答案C解析洋葱鳞片叶不含叶绿体，不能用来提取和分别叶绿体中的色素，C错误。2．(2024·北京，1)玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用一般光学显微镜视察到的分生区图像如下。对此图像的视察与分析，错误的是()A．先用低倍镜再换高倍镜视察符合操作规范B．可视察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁C．在图像中可视察到处于分裂期前期的细胞D．细胞不同结构成分与该染料结合实力不同答案B解析箭头所指为处于有丝分裂后期的细胞，特点是着丝粒分裂后，新形成的子染色体分别移向细胞两极，此时核膜已解体，核仁已消逝，无法视察到细胞核，B错误。3．(2024·江苏，7)下列关于视察植物细胞有丝分裂试验的叙述，正确的是()A．只有从新生的根尖上取材，才能视察到有丝分裂B．解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分分别C．滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散D．临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞答案C解析高等植物的根尖、芽尖等分生区的细胞均可进行有丝分裂，A错误；解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分别开来，解离时间过长会使根尖过分软化，且细胞内染色体结构被破坏，将会影响试验结果，B错误；制片是用镊子将之前处理的根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，然后，用拇指轻轻地按压盖玻片，可以使细胞分散开来，有利于视察，因此，滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散，C正确；临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂间期的细胞，D错误。4．(2024·浙江4月选考，18)在“制作并视察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中，视察到不同分裂时期的细胞如图所示：下列叙述错误的是()A．装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色B．视察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜C．图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成D．图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍答案C解析图甲细胞处于有丝分裂前期，DNA复制和相关蛋白质合成发生在间期，C项错误。5．(2024·浙江4月选考，21)下表为试验测得离体培育的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。周期G1SG2M合计时间(h)1.32.72.90.67.5下列叙述正确的是()A．G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生B．用含DNA合成抑制剂的培育液培育1.3h后，细胞都被阻断在S期C．G2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体，导致染色体数目加倍D．胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同，但G1、S、G2和M期的时间长短不同答案A解析G1期为DNA复制前期，细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生，A正确；S期是DNA复制期，用含DNA合成抑制剂的培育液培育1.3h后，DNA复制不能进行，G1细胞都被阻断在S期，B错误；G2期是DNA复制后期，细胞中的每个染色体含2条并列的染色单体，但染色体数目不变，C错误；胡萝卜不同组织细胞的细胞周期持续的时间长短不同，G1、S、G2和M期的时间长短也不同，D错误。一、易错辨析1．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(√)2．有丝分裂后期，着丝粒分裂导致染色单体的数目加倍(×)3．有丝分裂中染色体数目加倍和核DNA数目加倍发生在同一时期(×)4．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目(×)5．若要视察处于细胞分裂中期的染色体可用甲紫溶液染色(√)二、填空默写1．请画出有丝分裂相关过程中染色体、核DNA、染色单体含量变更曲线(以二倍体生物为例)。提示如图所示2．请填写有丝分裂时期3．若要视察植物根尖分生区细胞的有丝分裂，制作临时装片的四个步骤分别是解离、漂洗、染色、制片。课时精练一、选择题1．关于有丝分裂过程中染色体、核DNA和染色单体的变更，下列说法正确的是()A．间期复制后细胞中染色体和核DNA数都加倍B．后期染色单体数量随着染色体数量的增加而增加C．末期核DNA分子数∶染色体数＝1∶1D．全过程中核DNA和染色单体的数量始终保持一样答案C解析间期复制后细胞中核DNA数加倍，而染色体数目没有加倍，A错误；后期染色体数量随着着丝粒数量的增加而增加，染色单体消逝，B错误；对于二倍体生物来讲，染色单体数随着DNA复制过程由0→4n，随着着丝粒的分裂而消逝，即由4n→0；而核DNA数的变更过程为2n→4n→2n，故全过程中核DNA和染色单体的数量不完全一样，D错误。2．下图是果蝇精原细胞进行有丝分裂过程中染色体与核DNA分子数比例、染色体组数的变更曲线。下列有关说法正确的是()A．BC段和bc段都进行了DNA分子复制B．CD段和cd段细胞中都存在染色单体C．DE段细胞中确定有两条Y染色体D．DE段和de段发生变更的缘由相同答案C解析BC段是间期DNA分子复制，而bc段是后期着丝粒分裂产生的染色体倍增，A错误；CD段有染色单体，而cd段着丝粒分裂后，没有染色单体，B错误；DE段的变更为后期时由于着丝粒分裂，染色体数目倍增，果蝇精原细胞中的一条Y染色体着丝粒分裂，产生两条Y染色体，C正确；DE段是由于着丝粒分裂使染色体与核DNA分子数比值从1/2变为1，而de段是由于细胞一分为二使染色体和核DNA数目都减半，D错误。3．(2024·河北高三模拟)如图表示洋葱根尖分生组织内的细胞进行有丝分裂时，细胞核中DNA含量的变更，每个点代表记录到的一个细胞。下列叙述错误的是()A．细胞分裂过程中显著的变更有核DNA含量和染色体行为及数量的变更B．当细胞核体积增大到最大体积的一半时，核DNA的含量起先急剧增加C．利用药物抑制DNA合成，细胞将停留在分裂期的中期D．图中核DNA含量减半的缘由是核膜重新形成答案C解析DNA合成发生在间期，因此利用药物抑制DNA合成，细胞将停留在分裂间期，C错误。4．(2024·吉林高三期中)下图是对视察洋葱根尖细胞有丝分裂时染色体数(a)、染色单体数(b)和核DNA分子数(c)的统计图。下列说明确定不正确的是()A．分裂间期用②表示最恰当B．染色体螺旋化程度最高在①时C．①可以表示细胞分裂的前期D．③可表示分裂完成的细胞答案A解析间期过程中进行染色体复制，染色体数目不变，核DNA含量加倍，②中染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝4∶0∶4，说明着丝粒分裂，染色体数目加倍，染色单体消逝，表示有丝分裂的后期，故A错误。5．用放射性同位素分别标记培育基中的U和T，将标记后的碱基用来培育某种生物的细胞，测定其培育过程中这两种碱基被细胞利用的速率，绘制成的曲线如图所示。下列对此结果的分析中不正确的是()A．在c～e段主要进行DNA分子的复制B．细胞进行有丝分裂、减数分裂时都要经验a～f段C．处于e点的细胞中染色体数目是处于a点细胞中的两倍D．用化学药物阻断碱基T的利用，可抑制癌细胞的增殖答案C解析细胞分裂间期，完成DNA分子的复制，DNA数目加倍，染色体数目不变，C项错误。6．染色体桥是由两条染色体分别发生断裂后，具有着丝粒的残臂相接而形成的双着丝粒染色体所特有的结构。下图是蚕豆根尖细胞分裂过程中形成的染色体桥，下列相关说法中正确的是()A．染色体桥是有丝分裂过程中特有的现象B．染色体桥形成是细胞发生染色体结构变异的结果C．染色体桥形成的缘由可能是低温抑制了纺锤体形成D．图示为根尖伸长区细胞，该细胞中着丝粒数目发生变更答案B解析染色体桥是由两条染色体分别发生断裂后，具有着丝粒的残臂相接而形成的双着丝粒染色体所特有的结构，这种染色体结构变异也可以发生在减数分裂过程中，A错误；染色体桥是染色体结构变异的结果，而低温抑制纺锤体的形成会增加染色体的数量，C错误；图示为蚕豆根尖分生区细胞，有丝分裂过程中形成染色体桥的细胞中着丝粒数目没有发生变更，D错误。7．某同学用紫色洋葱(2n＝16)制备临时装片视察细胞的有丝分裂，显微镜下的图像如图所示，下列叙述正确的是()A．取簇新的洋葱鳞片叶外表皮制作临时装片B．镜检时须要先在低倍镜下找到分生区细胞C．细胞①有8个四分体，②有32条染色体D．用甲紫溶液处理细胞①会使染色体数加倍答案B解析洋葱鳞片叶外表皮细胞已经高度分化，不再分裂，因此不能用于视察细胞的有丝分裂，A错误；四分体只在减数分裂过程中出现，有丝分裂过程中不会形成四分体，因此细胞①中不会出现四分体，C错误；用甲紫溶液处理细胞①会使染色体着色，但不会使染色体数加倍，D错误。8．下列关于“视察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂”试验的叙述，正确的是()A．洋葱根尖细胞临时装片的制作流程为“解离→染色→漂洗→制片”B．视察时，需在低倍镜下找出中期的细胞，再换高倍镜找其他时期的细胞C．高倍显微镜视野中数量最多的是染色体的着丝粒排列在赤道板上的细胞D．已知细胞周期时间，依据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间答案D解析结合分析可知，装片的制作流程是解离→漂洗→染色→制片，A错误；制成的装片在低倍镜下视察，再换成高倍镜视察，由于中期时染色体形态稳定，数目清晰，故视察时，需在高倍镜下找出中期的细胞，再找其他时期的细胞，B错误；中期的特点是染色体的着丝粒排列在赤道板上，高倍显微镜视野中数量最多的是间期的细胞，C错误。9．如图甲、乙为某生物的体细胞分裂间期和有丝分裂过程中染色体行为变更示意图，图1和图2为核DNA数量变更图。下列有关叙述错误的是()A．甲图对应图1中曲线的CD段，对应图2中曲线的FG段B．乙图为细胞分裂后期图，这一时期两曲线有不同的变更C．甲图所示变更在光学显微镜下难以视察到D．视察组织细胞有丝分裂时，可用同一细胞来视察甲、乙两种时期答案D解析甲图表示DNA分子的复制，核DNA数量加倍，对应图1中曲线的CD段，对应图2中曲线的FG段；有丝分裂后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，染色体数目加倍，但细胞中核DNA数量没有削减；染色体复制发生在间期，在光学显微镜下视察不到；在显微镜下不能视察到细胞有丝分裂的动态变更，因为材料经解离后，细胞已经死亡。10．用光学显微镜视察玉米根尖细胞有丝分裂，选取若干视野，视察并统计出了各时期细胞的平均数(见下表)，其中某一视野如下图，下列叙述正确的是()时期G1SG2前期中期后期末期数目11864111A．①时期核DNA含量是③的两倍B．②细胞中进行染色体复制和出现了纺锤体C．制作该装片时应经“解离→漂洗→染色→制片”过程，细胞各结构成分与试验用染料亲合力相同D．若玉米细胞周期为h小时，依据各时期细胞的数目，可以推想出让全部细胞停在S期，最短须要的时间是3/4h小时答案D解析①后期核DNA含量与③中期相同，A错误；②细胞处于分裂前期，染色体复制在间期，出现纺锤体是在前期，B错误；制作该装片时应经“解离→漂洗→染色→制片”过程，细胞各结构成分与试验用染料亲合力不同，其中只有染色体(质)易被碱性染料染色，C错误；若玉米细胞周期为h小时，依据各时期细胞的数目，可以推想出让全部细胞停在S期，最短须要的时间是(6＋4＋1＋1＋1＋11)/(11＋8＋6＋4＋1＋1＋1)×h＝3/4h小时，D正确。11．为了探究某杀虫剂对小麦根尖生长的影响，试验小组运用不同浓度杀虫剂溶液处理确定时间以后，视察并测定有丝分裂指数(分裂期细胞数占视察细胞数的比例)，结果如图所示。下列叙述正确的是()A．剪取小麦根尖2～3cm的部位，因为此处细胞分裂旺盛B．小麦根尖装片制作过程中须要清水漂洗解离后的根尖以便于染色C．杀虫剂浓度为0时，有丝分裂指数为10%，说明大多数细胞处于分裂期D．随着浓度的增加，杀虫剂对小麦根尖细胞的分裂实力抑制作用减弱答案B解析取小麦根尖2～3mm的部位，这是根尖分生区，细胞分裂旺盛，A错误；小麦根尖装片制作过程中须要清水漂洗解离后的根尖，洗去解离液，以便于染色，B正确；杀虫剂浓度为0时，有丝分裂指数只有10%，表明多数细胞处于分裂间期，少数细胞处于分裂期，C错误；题图显示，高浓度的杀虫剂使得细胞有丝分裂指数削减，对根尖分生区细胞分裂实力的抑制作用增加，D错误。二、非选择题12．(2024·湖北高三模拟)如图甲、乙、丙表示某二倍体动物细胞分裂的部分时期图像；图戊表示一个细胞周期的4个阶段及各阶段所经验的时长，请据图回答下列问题：(1)图甲细胞处于图戊细胞周期中的________期，细胞由图丙→图乙的过程中，染色体数目变更的缘由是______________________________________________________________________________________________________________________________________；与处于分裂末期的植物细胞相比，该动物细胞在该时期不会出现______________；若要视察植物根尖分生区细胞的有丝分裂，制作临时装片的四个步骤分别是_____________________________________________________________________________________。(2)请在下面坐标系中画出该动物细胞一个细胞周期中核DNA数量变更的曲线图。(3)用图戊中所示字母与箭头表示该细胞一个完整的细胞周期____________________。(4)若向该细胞培育液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立即被抑制，而处于其他期的细胞不受影响，预料加入过量胸苷约________h后，细胞都将停留在S期。答案(1)M(或“分裂”)着丝粒分裂，姐妹染色单体分别