高考生物一轮教案必修一第四单元细胞的生命历程

第四单元细胞的生命历程第一讲细胞的增殖知识体系——定内容核心素养——定能力生命观念通过理解细胞周期的概念和有丝分裂的基本过程，能够掌握细胞周期的动态变化和物质准备过程，并形成生命在于运动的观点理性思维通过归纳有丝分裂过程中物质或结构的变化规律和相关曲线变式分析，培养利用逻辑思维分析问题的能力，利用数学知识解答问题的能力[基础知识·系统化]知识点一细胞生长与细胞周期1．细胞不能无限长大的原因2．细胞周期知识点二细胞的有丝分裂1．有丝分裂过程2．动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别3．细胞有丝分裂的意义将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。知识点三细胞的无丝分裂[基本技能·问题化]1．回答下列与细胞生长与细胞周期有关的问题(1)判断下列哪些细胞具有细胞周期：A．根尖分生区细胞B．植物形成层细胞C．神经细胞D．人表皮细胞E．哺乳动物成熟红细胞F．干细胞G．生发层细胞H．洋葱表皮细胞I．浆细胞①具有细胞周期的是：A、B、F、G(填序号)。②判断的理由：这些细胞都是连续分裂的细胞。(2)图中按箭头方向表示一个完整细胞周期是B→B(或B→A→B)。其中B→A表示分裂间期，A→B表示分裂期。(3)据下表分析：细胞分裂间期分裂期细胞周期十二指肠细胞13.51.815.3肿瘤细胞18.00.518.5成纤维细胞19.30.720.0若用上述三种细胞观察细胞的有丝分裂，应选择十二指肠细胞。原因是细胞周期中分裂期相对较长。2．高等植物有丝分裂的时期及其图像主要特点(连线)3．据下面三幅不同生物细胞有丝分裂图回答问题(1)A图表示植物细胞(填“动物细胞”或“植物细胞”)。理由是：①具有细胞壁，②无中心体。(2)B图细胞处于分裂期的后期，图中有染色单体eq\a\vs4\al(0)条。该图与它的前一时期相比，相同的是核DNA分子数，不同的是染色体数。(3)C图表示的是动物细胞进行有丝分裂的后期，此期细胞内发生的主要变化是着丝点分裂，染色单体分开成为两条子染色体，在纺锤丝牵引下移向细胞两极。考点一细胞增殖的周期性1．理清细胞周期的两大时期(1)分裂间期：①G1期(DNA合成前期)：主要合成RNA和蛋白质，DNA数为2n。②S期(DNA合成期)：完成DNA复制，DNA数为2n→4n。③G2期(DNA合成后期)：主要合成蛋白质，DNA数为4n。(2)分裂期(M期)：前期、中期、后期、末期。2．对有丝分裂细胞周期理解的四点提醒(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，不分裂或暂不分裂的细胞无细胞周期。(2)不同种类生物的细胞周期有很大差别。(3)细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分都处于分裂间期。(4)分裂产生的子细胞的三种去向：继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。[对点落实]1．判断有关细胞分裂周期叙述的正误(1)细胞体积增大，与外界物质交换效率提高(×)(2)生物所有的细胞都有细胞周期(×)(3)人体所有细胞的细胞周期持续时间相同(×)(4)细胞周期中，间期时间较短，分裂期时间较长(×)(5)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(√)(6)发生减数分裂的细胞没有细胞周期(√)2．(2016·海南高考)下列与细胞周期有关的叙述，正确的是()A．等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期B．在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂间期C．细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制D．肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长解析：选C等位基因的分离发生在减数分裂过程中，减数分裂没有细胞周期；纺锤丝出现在有丝分裂前期；DNA复制需要解螺旋，染色体高度螺旋化，难以解旋；染色体存在于分裂期，分裂期的时间远小于分裂间期。[归纳拓展]与细胞周期相联系的三个重要知识点基因突变在细胞分裂间期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变染色体变异在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞细胞癌变药物作用于癌细胞的分裂间期，使DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖[典型图示]细胞周期的四种表示方法表示方法名称图形问题设计扇形图A→B→C→A为一个细胞周期(用图中字母和箭头表示)线段图a＋b或c＋d为一个细胞周期坐标图a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期柱状图A：DNA合成前期(G1期)B：DNA合成期(S期)C：DNA合成后期(G2期)及分裂期(M期)[对点落实]3．科学家用含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，下列据图所做的推测正确的是()A．在19.3～21.3h这个时间段，根尖细胞内可发生基因重组现象B．蚕豆根尖细胞周期中染色体存在的时间比染色质存在的时间长C．在0～2h这个时间段，蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低D．蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3h解析：选D根尖细胞只能进行有丝分裂，有丝分裂过程中细胞内不会发生基因重组；在细胞分裂过程中，染色质丝螺旋缠绕成染色体，在分裂末期，染色体解螺旋恢复为染色质状，间期也以染色质形成存在，故染色质存在的时间比染色体长；0～2h时间段细胞处于分裂期，此时不会进行DNA复制，DNA分子结构较稳定；细胞周期是从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止，即为21.3－2＝19.3(h)。4．下列与细胞周期有关的叙述，正确的是()A．同源染色体的分离发生在细胞周期的分裂后期B．细胞周期中染色质形成染色体后，可实现遗传物质的精确分配C．能进行细胞增殖的细胞都具有细胞周期D．正常情况下在分裂间期细胞中可发生染色体数目变化解析：选B同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期，进行减数分裂的细胞不具有细胞周期；细胞周期中，实现遗传物质精确分配的条件之一是染色质形成染色体；只有连续增殖的细胞才具有细胞周期；正常情况下，在分裂间期细胞主要完成DNA复制和有关蛋白质合成，核DNA含量加倍，而染色体数目不发生变化。考点二有丝分裂过程和相关结构、物质变化规律1．关注有丝分裂的五个易混点(1)处于间期的细胞，核糖体和线粒体的活动都很旺盛。(2)细胞周期必须是分裂间期在前，分裂期在后，不能颠倒，且分裂间期的时间远长于分裂期。(3)只有处于分裂状态的细胞(如分生组织细胞)才能看到染色体，才能作为观察染色体的材料，否则不能作为观察染色体的材料，如成熟植物细胞、人的口腔上皮细胞均不能作为观察染色体的材料。(4)细胞板是真实存在的结构，赤道板是虚拟的平面，二者不同。(5)着丝点本身先分裂，之后由纺锤丝牵拉移向细胞两极。2．理清染色体、染色单体和DNA的关系①当有染色单体(前、中期)时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2②当无染色单体(后、末期)时，染色体∶DNA＝1∶1[对点落实]1．判断有关细胞分裂叙述的正误(1)纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期(×)(2)染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期(×)(3)赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构(×)(4)有丝分裂中期，发生联会的同源染色体排列在赤道板上(×)(5)在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁的形成(√)(6)动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态变化不同(×)(7)动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成(×)2．下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，对图像的描述正确的是()A．该生物可能是低等植物B．甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2C．甲细胞进行中心粒倍增，发出星射线，形成了纺锤体D．甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期解析：选D题图所示细胞没有细胞壁应是动物细胞；乙细胞中没有染色单体；中心粒倍增发生在间期，甲细胞中中心粒已经完成了倍增；甲细胞染色体散乱排布且中心粒移向两极，处于有丝分裂前期，乙细胞着丝点分裂染色体数目加倍，处于有丝分裂后期，丙细胞染色体着丝点排列在一个平面上，处于有丝分裂中期。[类题通法](1)动、植物细胞分裂图像的识别：(2)根据染色体的行为判断有丝分裂各时期：①染色体散乱排列，无联会现象，有同源染色体→有丝分裂前期。②着丝点排列在赤道板上，有同源染色体→有丝分裂中期。③染色体移向两极，每一极都有同源染色体→有丝分裂后期。1．总结细胞有丝分裂中相关结构的变化规律细胞结构变化规律纺锤体形成(前期)→消失(末期)核膜、核仁消失(前期)→重建(末期)中心体倍增(间期)→移向两极(前期)→平均分配(末期)2．区分有丝分裂过程中细胞器的作用与分配(1)与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用：细胞器名称细胞类型作用时期生理作用核糖体动、植物间期(主要)有关蛋白质的合成中心体动物、低等植物前期纺锤体的形成高尔基体植物末期细胞壁的形成线粒体动、植物整个细胞周期提供能量(2)有丝分裂过程中细胞器的分配：①中心粒经倍增后，均等分配到两个子细胞中。②线粒体、叶绿体等细胞器随机地分配到两个子细胞中。3．归纳有丝分裂过程中的“加倍”成分或结构时期原因DNA间期DNA复制染色体后期着丝点分裂中心体间期中心粒倍增细胞核末期新核膜已经形成，细胞质尚未分裂[对点落实]3.如图为细胞周期中细胞核的变化，此过程()A．发生在细胞分裂期的末期，核膜再度合成B．发生在细胞周期的分裂间期，染色质复制C．发生在细胞分裂期的前期，核膜逐渐解体D．发生在细胞分裂期的中期，染色体螺旋变粗解析：选C图中核膜正在消失或者重建，发生在细胞分裂期的前期或者末期，但从染色体的形态上可以看出，一条染色体上含有两条染色单体，这符合前期的特征。4．下列关于动物细胞增殖及增殖过程的一些数量变化，叙述正确的是()A．细胞增殖都具有周期性B．中心粒在前期倍增，成为两组C．着丝点分裂会导致染色单体消失D．核DNA随染色体增倍而增倍解析：选C减数分裂也是细胞增殖的一种方式，但是没有周期性；中心粒在间期复制倍增，成为两组；着丝点分裂会导致染色单体消失；核DNA在间期DNA复制时倍增，而染色体在有丝分裂后期着丝点分裂时倍增。[典型图示]有丝分裂染色体、DNA数量变化曲线及其变式[问题设计](1)图1中①表示有丝分裂中核DNA数量变化曲线，②表示染色体数量变化曲线，其中ab段变化的原因是DNA复制，ef段数量变化的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开。(2)图2表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线，图中ef段表示间期，fg段表示含有姐妹染色单体的时期，即有丝分裂的前期和中期，hi段表示有丝分裂的后期和末期。(3)图3是图2的变式，在有染色单体时，染色体与核DNA数目之比为1∶2，不存在染色单体的时期，染色体数与核DNA数之比为1∶1。图中BC段表示S期，CD段表示有丝分裂G2期、前期和中期，EF段为有丝分裂的后期和末期。(4)图2和图3还可表示减数分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线图，其中fg(CD)段表示减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期。(5)请在右图中画出有丝分裂间期染色体数量变化曲线。答案：[对点落实]5．下图甲、乙为某生物的体细胞有丝分裂染色体行为变化示意图，图1和图2为DNA含量变化图。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化C．甲图所示变化在光学显微镜下难以观察到D．观察组织细胞有丝分裂时，可用同一细胞来观察甲、乙两种时期解析：选D甲图表示染色体的复制，DNA含量加倍，对应图1中曲线的CD段，对应图2中曲线的FG段；有丝分裂后期每条染色体上DNA含量减少一半，但一个细胞中核DNA含量没有减少；染色体复制发生在间期，在光学显微镜下观察不到；在显微镜下不能观察到细胞有丝分裂的动态变化，因为材料经解离后，细胞已经死亡。6．如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述错误的是()A．观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含量不变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所示的情况解析：选C图1中的CD段包括有丝分裂G2期、前期和中期，中期是观察染色体形态和数目的最佳时期；图1中DE段形成的原因是着丝点分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变；图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半，对应图1中的AB段；图2中d表示染色体∶DNA＝2∶1，有丝分裂过程中这种情况不存在。[类题通法]柱状图中有丝分裂各时期的判断方法(1)根据染色单体变化判断各时期：有无染色单体时期对应图示有G2期、前期、中期甲图无后期、末期乙图G1期丙图(2)根据比例关系判断各时期：DNA∶染色体∶染色单体时期对应图示4N∶2N∶4NG2期、前期、中期甲图4N∶4N∶0后期、末期乙图2N∶2N∶0G1期丙图[真题集训——验能力]1．(2016·浙江高考)下列关于高等动物细胞增殖的叙述，错误的是()A．有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，都进行1次染色质DNA的复制B．细胞周期的G2期已经形成了1对中心体，在有丝分裂前期形成纺锤体C．染色体数为2n＝24的性原细胞进行减数分裂，中期Ⅱ染色体数和染色体DNA分子数分别为12和24D．若在G2期某染色质的1个DNA分子发生片段缺失，则该细胞有丝分裂产生的2个子细胞均含有该异常DNA解析：选D有丝分裂间期与减数分裂前的间期，都进行1次DNA复制。动物细胞中心体的复制发生在分裂间期的G2期，有丝分裂前期从细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体。染色体数为24的性原细胞在减数第二次分裂中期(中期Ⅱ)时，染色体数为12，染色体DNA分子数为24。分裂间期的G2期DNA已经完成复制，若此时某染色质的1个DNA分子发生片段缺失，说明该染色质的一个DNA分子正常、另一个DNA分子异常，则该细胞经有丝分裂产生的2个子细胞，一个含有正常DNA，另一个含有异常的DNA。2．(2015·浙江高考)下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述，正确的是()A．不同生物的细胞大小和数目不同，但细胞周期长短相同B．同一生物各种组织的细胞周期长短相同，但G1、S、G2和M期长短不同C．若在G2期加入DNA合成抑制剂，则有丝分裂前期每条染色体仍含有2条染色单体，子细胞染色体数目与母细胞的相同D．减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对，每条染色体含有4条染色单体，子细胞染色体数目为母细胞的一半解析：选C不同生物的细胞大小和数目不同，且细胞周期的长短也往往不同。同一种生物各种组织的细胞周期长短也往往不同，且细胞周期中的各个时期也不会长短相同。DNA复制发生于S期，因而在G2期加入DNA合成抑制剂不影响DNA的合成，细胞仍能完成一次正常的有丝分裂，经有丝分裂产生的子细胞中的染色体数目与母细胞中的相同。减数第一次分裂的前期发生同源染色体的联会，形成的每个四分体含有4条染色单体，但每条染色体上只含有2条染色单体。3．(2015·北京高考)流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞，24小时后用流式细胞仪检测，结果如下图。对检测结果的分析不正确的是()A．b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍B．a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制C．处于分裂期的细胞均被计数在a峰中D．此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制解析：选C从图中可以看出，a峰中细胞DNA相对含量是40，b峰中细胞DNA相对含量是80，即b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍，联想细胞分裂中的DNA复制，可推知a峰与b峰之间的细胞正处于细胞分裂间期DNA复制的过程中，b峰中细胞处于细胞分裂的分裂期。实验组b峰中细胞数目明显减少的原因是某抗癌药物有效抑制了癌细胞在细胞分裂间期的DNA复制，使得进入分裂期的细胞明显减少。4.(2014·江苏高考)右图为动物细胞分裂中某时期示意图，下列相关叙述正确的是()A．甲在分裂前期倍增并移向细胞两极B．乙和丙在组成成分上差异很大C．该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍D．该时期通过核孔进入细胞核的物质减少解析：选B题图为动物细胞分裂的中期。甲为中心体，在分裂间期倍增，前期移向细胞两极。乙为染色体，组成成分为DNA和蛋白质，丙为纺锤丝，组成成分主要是蛋白质，可见两者在组成成分上的差异很大。题图如果为有丝分裂中期，细胞中染色体数与体细胞染色体数相同，如果为减数第二次分裂中期，细胞中染色体数是体细胞染色体数的一半。该时期核膜解体、核仁消失，无细胞核，故不存在物质通过核孔进入细胞核的情况。5．(2014·天津高考)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时，下列有关叙述正确的是()A．细胞中一定不存在同源染色体B．着丝点分裂一定导致DNA数目加倍C．染色体DNA一定由母链和子链组成D．细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍解析：选C二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂，说明该细胞正处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。若该细胞处于减数第二次分裂后期，则细胞中无同源染色体，若该细胞处于有丝分裂后期，则细胞中有同源染色体；着丝点分裂，姐妹染色单体分开导致染色体数目加倍，但DNA数目不变；DNA复制的特点是半保留复制，以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA，在减数分裂和有丝分裂过程中DNA只复制一次，处于有丝分裂后期和减数第二次分裂后期的染色体DNA一定由母链和子链组成；若该细胞处于有丝分裂后期，则该细胞中染色体数目是其体细胞的2倍，若该细胞处于减数第二次分裂后期，则该细胞中染色体数目与其体细胞相同。6．(2013·海南高考)关于细胞有丝分裂的叙述，正确的是()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：选B赤道板不是细胞结构，是一个定义的假想平面。有丝分裂间期DNA复制时首先进行解旋，氢键断裂，需要解旋酶。同源染色体联会发生在减数分裂过程中，有丝分裂中期是染色体的着丝点排列在赤道板上。在细胞周期中间期占90%～95%，分裂间期长，分裂期短。7．(2017·全国卷Ⅲ)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，添加适量的DNA合成可逆抑制剂后，DNA合成被阻断，使细胞停滞于间期(S期)，而处于分裂期的细胞暂时不受影响。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而阻断细胞周期，而纺锤体形成于分裂前期，因此经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在间期。(3)分裂间期的特点是完成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。答案：(1)分裂间(或答S)(2)纺锤体形成不会(3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质[课下检测——查缺漏]一、选择题1．(2018·柳州一模)下列关于细胞分裂的叙述，正确的是()A．分裂期的动物细胞中含有两组中心粒B．大肠杆菌通过无丝分裂产生新细胞C．植物细胞有丝分裂时，经过DNA复制后染色体数目加倍D．秋水仙素能抑制植物叶肉细胞纺锤体形成从而使染色体数目加倍解析：选A分裂间期动物细胞的中心体复制，在分裂期出现两组中心粒；大肠杆菌进行的是二分裂；植物细胞有丝分裂时，DNA复制后加倍，染色体数目在后期才加倍；叶肉细胞大都不分裂，秋水仙素作用于分裂的植物细胞，抑制纺锤体形成从而使染色体数目加倍。2．在洋葱根尖细胞分裂过程中，当染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2时，该细胞可能会发生()A．两组中心粒周围发出星射线形成纺锤体B．配对的同源染色体彼此分离移向细胞的两极C．染色质丝正在高度螺旋化形成染色体D．着丝点全部排列在细胞的细胞板上解析：选C有丝分裂前期和中期，细胞中的染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2。洋葱属于高等植物，其根尖细胞中不含中心体结构；洋葱根尖细胞只进行有丝分裂，不进行减数分裂，所以不可能出现配对的同源染色体彼此分离移向细胞两极的现象；在有丝分裂前期，染色质丝正在高度螺旋化形成染色体；有丝分裂中期，着丝点排列在赤道板上，而细胞板出现在分裂末期。3．下面是动物细胞有丝分裂不同时期染色体数目(a)、核DNA分子数目(b)的直方图，有关叙述正确的是()A．①时期染色体还未复制，核DNA已完成了复制B．③时期核膜、核仁重建，细胞中部出现细胞板C．①→②表示着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变D．②→③表示同源染色体相互分离，染色体和核DNA分子数目也随之减半解析：选C图①可表示有丝分裂前期和中期，图②可表示有丝分裂后期，图③可表示有丝分裂G1期。有丝分裂的前期和中期，DNA已复制，染色体也完成了复制，但染色体数目不变。动物细胞分裂过程中不形成细胞板。有丝分裂过程中不会发生同源染色体分离现象。①→②表示由中期到后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变。4．科学家在研究细胞周期调控机制时，发现了一种促使核仁解体的蛋白质。下列叙述正确的是()A．该蛋白质是一种水解酶，在分裂间期活性最高B．衰老的细胞中该蛋白质合成速率变快C．核仁解体后，细胞内不发生转录和翻译D．抑制癌细胞中该蛋白质的合成，可降低其分裂速度解析：选D由题干信息可知，该蛋白质可以促进核仁的解体，说明该蛋白质具有催化作用，是一种酶，核仁的解体发生在分裂期的前期，故此时该酶的活性最高；衰老的细胞不再进行细胞分裂，细胞内决定该蛋白质的基因不能表达；DNA转录主要是在细胞核中进行的，而翻译是在细胞质中的核糖体；该蛋白质与细胞的分裂有关，若抑制该蛋白质的合成，则会降低癌变细胞的分裂速度。5．(2018·岳阳一模)下列关于人体细胞有丝分裂的说法正确的是()A．女性色盲患者的体细胞分裂后期含有两个Xb基因B．同源染色体的联会和交叉互换发生在分裂前期C．分裂中期和后期的染色体数目为体细胞的两倍D．有丝分裂后期，一个细胞中的DNA分子数多于92个解析：选D女性色盲患者的体细胞进行有丝分裂时，分裂后期含有4个Xb基因；同源染色体的联会和交叉互换发生在减数分裂过程中；有丝分裂中期的染色体数目和体细胞相同，后期的染色体数目是体细胞的两倍；人体细胞有丝分裂后期的核DNA分子数是92个，人体细胞线粒体中还有DNA，故有丝分裂后期一个细胞中DNA分子数多于92个。6．(2018·南昌一模)在大蒜根尖分生区细胞的一个细胞周期中，在同一时期发生的变化是()A．中心体的移动和纺锤体的形成B．DNA双链解旋和蛋白质的合成C．DNA数目加倍和染色体数目加倍D．核膜、核仁的消失和赤道板的形成解析：选B大蒜是高等植物，细胞中不含中心体；DNA双链解旋和蛋白质的合成都发生在分裂间期；DNA数目加倍发生在分裂间期，染色体数目加倍发生在分裂后期；核膜、核仁的消失发生在前期，而赤道板不是真实存在的结构，不会形成。7．真核细胞中的细胞周期蛋白A可促进DNA的复制。细胞中某种特异性siRNA(一种双链RNA)可以导致细胞周期蛋白A的mRNA降解。下列分析错误的是()A．细胞周期蛋白A可能需进入细胞核发挥作用B．这种特异性siRNA内一定含有氢键C．细胞周期蛋白A的合成会受此种siRNA影响D．此种siRNA会使细胞分裂速度加快解析：选D细胞周期蛋白A可促进DNA的复制，DNA的复制在细胞核中进行；siRNA是一种双链RNA，一定含有氢键；siRNA可以导致细胞周期蛋白A的mRNA降解，不能形成周期蛋白A(可促进DNA的复制)，故此种siRNA不会使细胞分裂速度加快。8．(2017·烟台期末)小鼠睾丸中存在间质细胞和实质细胞，实质细胞就是精原细胞，间质细胞是为实质细胞提供营养物质和相关激素的细胞。科学家用显微镜观察从睾丸中所取的部分组织。下列有关说法正确的是()A．实质细胞和间质细胞因遗传信息不同而功能不同B．间质细胞产生的激素不需要通过体液运输到靶细胞C．观察到染色体条数最多的细胞不含姐妹染色单体D．显微镜下能看到染色体的细胞最多含两条性染色体解析：选C实质细胞和间质细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的，都含有相同的遗传信息，两者功能不同的原因是基因的选择性表达；间质细胞产生的激素需要通过体液运输到靶细胞；观察到染色体条数最多的细胞应处于有丝分裂后期，此时细胞中不含姐妹染色单体；显微镜下能看到染色体的细胞最多含4条性染色体，即有丝分裂后期。9．下图为动物和植物细胞的有丝分裂图，据图分析正确的是()A．甲为分裂间期、乙为分裂末期，⑤聚集成为赤道板B．①由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于②C．甲细胞中无同源染色体，甲产生的子细胞为生殖细胞D．③、④均为细胞膜，两种细胞的胞质分裂方式相同解析：选B甲为分裂前期、乙为分裂末期，⑤聚集成为细胞板；①为中心体，是由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于②着丝点；甲细胞中无同源染色体，但其产生的子细胞不一定为生殖细胞，甲也可能是雄蜂体细胞的有丝分裂；③为细胞膜，④为细胞壁，两种细胞的胞质分裂方式不同。10．研究人员为测定细胞周期时间长短，进行如下实验：用含3H­TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)的原料培养某动物细胞，数分钟至半小时后获得细胞群体甲；随后将3H­TdR洗脱，转换至不含3H­TdR培养液并继续培养得到细胞群体乙，则细胞群体乙()A．所有细胞均被3H­TdR标记B．最先进入M期的标记细胞是S期最晚期细胞C．培养液中缺乏氨基酸供应，细胞停留在S期D．培养液中加入秋水仙素，M期细胞比例减少解析：选B细胞群体甲所有细胞均被3H­TdR标记，细胞群体乙多次分裂后细胞不一定含有3H­TdR标记；S期进行了DNA的复制，故最先进入M期的标记细胞是S期最晚期细胞；S期进行了DNA的复制，培养液中缺乏脱氧核苷酸供应，细胞停留在S期；培养液中加入秋水仙素，抑制了纺锤体的形成，M期细胞比例增加。11.(2018·湖南十三校一模)如图表示植物细胞新细胞壁的形成过程，据图分析下列有关叙述错误的是()A．该细胞处于有丝分裂的末期，图中D表示内质网B．图中C是高尔基体，图中E的主要成分是加工后的多肽链C．该细胞的核基因在有丝分裂后期不能转录，但是在该时期能够进行翻译D．该过程体现了生物膜的结构特点解析：选B植物细胞壁形成于有丝分裂末期；图中C是高尔基体，图中E的主要成分是纤维素；有丝分裂后期，DNA在高度螺旋化的染色体上，不易解旋进行转录过程，但细胞质中仍存在原来合成的mRNA，能够进行翻译合成蛋白质；该过程体现了生物膜的结构特性，即具有一定的流动性。12．使用特定的方法可以抑制蚕豆根尖细胞的分裂，使细胞停留在分裂的某一阶段，如下表所示，“—”表示停留时期。由表不能得出的结论是()时期处理方法间期前期中期后期末期加入过量的胸苷—秋水仙素—低温(2～4℃)—————A.胸苷不能直接作为DNA复制的原料B．秋水仙素可能通过抑制纺锤体的形成使细胞停留在中期C．低温主要抑制细胞分裂中有关酶的活性D．加入过量的胸苷使细胞停留在间期可能的原因是抑制了RNA合成解析：选D胸苷是胸腺嘧啶脱氧核苷的简称，在细胞内可代谢生成胸腺嘧啶脱氧核苷酸，胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA复制的原料；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，从而使细胞停留在中期；低温处理可使细胞停留在细胞分裂的各个时期，原因是低温抑制细胞分裂中有关酶的活性；加入过量的胸苷抑制了DNA合成，使细胞停留在间期。二、非选择题13．(2017·哈尔滨二模)细胞周期包括分裂间期(分为G1期，S期和G2期)和分裂期(M期)。下表为不同植物根尖分生区细胞的细胞周期持续时间(h)，请回答有关问题：细胞类型细胞周期G1SG2M洋葱12.71.56.52.42.3蚕豆16.53.58.32.81.9小麦14.0110.02.01注：G1期：DNA合成前期，合成DNA复制所需的RNA和蛋白质等；S期：DNA合成期；G2期：DNA合成后期，DNA合成终止，大量合成RNA和蛋白质，为M期作准备。(1)根据表格数据分析，观察有丝分裂的最佳实验材料为______________________。(2)绘出小麦根尖细胞在细胞周期中的核DNA含量变化曲线并注明各期名称。(体细胞核DNA含量为2C)(3)诱变育种时，诱变剂主要作用于________期细胞；多倍体育种时，秋水仙素主要作用于________期细胞，从而形成多倍体细胞。(填“G1”“S”“G2”或“M”)(4)肿瘤细胞由于遗传物质发生变化而成为连续分裂的恶性增殖细胞，有人称恶性肿瘤为细胞周期病，原因是调节细胞周期的________基因发生突变。科学家尝试从阻断细胞周期的角度分析药物治疗肿瘤的原理：若药物可抑制RNA合成，则可将癌细胞阻断在________期。(填“G1”“S”“G2”或“M”)解析：(1)观察有丝分裂过程时实验材料的分裂期时间占整个细胞周期的比例越大越好。三种材料中，洋葱分裂期占整个细胞周期的比例最大。(2)有丝分裂过程中，DNA分子的复制发生在细胞分裂间期的S期，之后一直到分裂末期完成时细胞核DNA含量才减半，据此可画出对应的核DNA含量变化图。(3)诱变育种原理是基因突变，因此诱变剂主要作用于DNA复制时期即S期细胞。多倍体育种时，秋水仙素可抑制纺锤体的形成，主要作用于分裂前期细胞。(4)癌细胞是由于原癌基因和抑癌基因发生突变形成的，负责调节细胞周期的是原癌基因。RNA合成发生在转录过程中，时间是G1或G2期，因此，若药物可抑制RNA合成，则可将癌细胞阻断在G1或G2期。答案：(1)洋葱根尖细胞(或洋葱)(2)(3)SM(4)原癌G1或G214．如图为某高等植物细胞有丝分裂中细胞质的分裂过程模式图，请回答：(1)在纺锤丝的牵引下，[1]________抵达细胞两极，逐渐解螺旋；[2]________重建，形成两个新的细胞核。(2)来自________的小泡向细胞中央集中，在赤道板位置彼此融合，小泡中的多糖物质用来制造新的细胞壁，小泡的膜则在其两侧形成新的[3]________。两个子细胞之间留有细胞质相通的管道，就是[4]________，用以实现高等植物细胞之间的相互连接。(3)与题图不同，动物细胞在有丝分裂末期细胞质的分裂方式是__________________。(4)若将该种植物的亲代细胞(2N＝16)的DNA双链用3H标记后，再转移到不含放射性的培养基中继续培养至图甲所示时期，则细胞中含放射性的核DNA共________个。请在图中画出该种植物细胞有丝分裂过程中同源染色体的对数变化。解析：(1)分析图示可知，[1]为染色体，[2]为核膜。(2)图中的小泡参与细胞壁的形成，而高尔基体与植物细胞壁的形成有关，因此图中的小泡来自高尔基体。丙图中的[3]与细胞膜相连，因此小泡的膜在细胞壁两侧形成新的[3]细胞膜。高等植物细胞之间通过胞间连丝相连，所以两个子细胞之间留有细胞质相通的管道，就是[4]胞间连丝。(3)动物细胞在有丝分裂末期，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，将细胞缢裂为两部分。(4)依据DNA分子的半保留复制方式，此时每个核DNA分子均有1条链含3H标记，1条链不含3H标记，即细胞中含放射性的核DNA共有32个。依题意可知，亲代细胞中含有16条染色体，8对同源染色体，在有丝分裂后期，着丝点分裂，细胞中染色体数加倍，即含有32条染色体，16对同源染色体。答案：(1)染色体核膜(2)高尔基体细胞膜胞间连丝(3)细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把细胞缢裂为两部分(只要出现“缢裂”即可)(4)32如图所示：15．小肠干细胞通过增殖分化使小肠上皮细胞得到更新，科研人员对此进行研究。(1)小肠干细胞以________分裂方式进行增殖，并分化为潘氏细胞和________细胞，如图1。潘氏细胞能合成并分泌溶菌酶等抗菌物质，抵抗外来病原体，参与小肠微环境的__________(填“特异性”或“非特异性”)免疫反应。(2)小肠干细胞特异性地表达L蛋白，并且每个细胞中的表达量基本一致。科研人员利用________酶和DNA连接酶将绿色荧光蛋白基因与L蛋白基因连接，转入小鼠受精卵细胞中。从转基因小鼠体内分离小肠干细胞进行离体培养，定期从培养液中取样，测定样品的绿色荧光强度，检测结果可反映出小肠干细胞________的多少。(3)科研人员在上述小肠干细胞培养液中加入药物T，几天后洗去药物，转入新的培养液中培养(记为第0天)，定期取样并测定样品的绿色荧光强度，结果如图2。药物T处理使蛋白L的合成量下降，药物T处理停止后0～4天，小肠干细胞中蛋白L的含量仍较低。结合实验数据推测，蛋白L对小肠干细胞的凋亡有________作用。(4)研究发现，蛋白L含量较低时，小肠干细胞会分泌W因子，并作用于周围的小肠干细胞。据此推测，上述实验中第4天后荧光强度逐步恢复的原因是W因子_______________。(5)综合上述研究分析，小肠受到外界环境刺激时，能通过多种调节作用维持小肠干细胞数目的________。解析：(1)小肠干细胞的分裂方式是有丝分裂，可以分化形成小肠上皮细胞和潘氏细胞。溶菌酶等抗菌物质属于免疫系统的第二道防线，参与的是非特异性免疫。(2)L蛋白基因是目的基因，导入小鼠受精卵细胞前需要用限制酶进行切割，并用DNA连接酶将之与绿色荧光蛋白基因连接。绿色荧光蛋白基因相当于标记基因，所以小肠干细胞离体培养的培养液中绿色荧光强度可反映出小肠干细胞数目的多少。(3)药物T处理使绿色荧光强度降低，即蛋白L的合成量下降，药物T处理停止后0～4天，小肠干细胞中蛋白L的含量仍较低，即小肠干细胞的含量多，说明蛋白L对小肠干细胞的凋亡有抑制作用。(4)已知蛋白L含量较低时，小肠干细胞会分泌W因子，并作用于周围的小肠干细胞。图示4天时L蛋白的含量最低，而后荧光强度逐步增加，说明W因子促进周围的小肠干细胞增殖，使小肠干细胞数目恢复。(5)小肠受到外界环境刺激时，能通过多种调节作用维持小肠干细胞数目的相对稳定。答案：(1)有丝小肠上皮非特异性(2)限制数目(3)抑制(4)促进周围的小肠干细胞增殖，使小肠干细胞数目恢复(5)稳态(或“相对稳定”)第二讲观察根尖分生组织的有丝分裂(实验课)1．实验原理原理选材高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛染色细胞核内的染色质(体)易被碱性染料(龙胆紫溶液)染成深色时期确定在同一分生组织中可以通过观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞2．方法步骤1．实验成功的关键及注意事项实验材料的选择类型选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料部位选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)时间必须在分裂旺盛的时间操作注意事项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、根尖酥软，影响染色漂洗时间适宜洗去多余的盐酸，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过轻细胞未分散开过重将组织压烂显微镜观察细胞状态显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化细胞数目间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长易错提醒(1)不清楚“解离”的作用原理，误认为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程(2)不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到(3)对取材原理不清楚，误认为根尖任何部位的细胞都可作为观察对象，实际上只有分生区细胞才可以作为观察对象2．关注洋葱在实验中的“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使用高倍显微镜观察细胞的多样性细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核观察DNA和RNA在细胞中的分布内表皮细胞近于无色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命题点(一)考查实验材料的选择和试剂的作用1．(2017·北京高考)洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂，比较实验操作和结果，叙述正确的是()A．都需要用盐酸溶液使细胞相互分离B．都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察C．在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍D．在有丝分裂末期都能观察到细胞板解析：选B解离洋葱根尖组织时需要用到盐酸溶液，盐酸可使细胞相互分离开来，同时杀死细胞，固定细胞形态；分离小鼠骨髓细胞则需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶。观察细胞有丝分裂装片时，需要先用低倍镜观察，找到分裂细胞，然后再换用高倍镜仔细观察。在有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，可观察到染色体数目加倍。植物细胞在有丝分裂末期形成细胞板，动物细胞不形成细胞板，而是细胞膜从细胞中部向内凹陷。2．(2014·全国卷Ⅰ)回答下列问题：(1)在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中，常用盐酸酒精混合液处理根尖，用龙胆紫溶液染色。实验中，盐酸酒精混合液的作用是__________________________；龙胆紫溶液属于________性染料，能够使细胞中的________着色。(2)用光学显微镜观察细胞，可以看到细胞核。细胞核的功能可概括为：____________________________________________________________________________。解析：(1)在观察植物细胞有丝分裂实验中，染色体能够被碱性染料龙胆紫溶液染成深色，从而便于在光学显微镜下进行观察。实验中盐酸和酒精混合液的作用是将组织中的细胞相互分离。(2)细胞核内含有遗传物质DNA，细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。答案：(1)使组织中的细胞相互分离碱染色体(2)细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心[归纳拓展]归纳盐酸和酒精的“同材异用”(1)不同浓度酒精的用途：酒精浓度用途体积分数为50%在脂肪检测中用于洗浮色体积分数为70%在土壤小动物类群丰富度调查实验中用于杀死并保存小动物；消毒体积分数为95%与质量分数为15%的盐酸混合用于有丝分裂实验中的解离低温诱导染色体加倍实验中的冲洗卡诺氏液无水乙醇用于光合作用色素的提取(2)盐酸在不同实验中的应用：实验名称盐酸的作用观察DNA和RNA在细胞中的分布①改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞②使染色质中DNA与蛋白质分离，有助于DNA与染色剂结合观察根尖有丝分裂，低温诱导质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1混合成解离液，使组织中的细胞相互分离命题点(二)考查实验操作过程及实验结果分析3．在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中，下列处理及其目的恰当的是()A．剪取根尖2～3cm，进行制片处理B．根尖放入盐酸和酒精混合液中解离，目的是使细胞分散开C．染色后，需用清水漂洗去浮色再观察D．制片时需在盖玻片上再放上一片载玻片，防止压碎盖玻片解析：选D在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中，剪取根尖2～3mm，进行制片处理；根尖放入盐酸和酒精混合液中解离，目的是使细胞分离开；用清水漂洗后，才可用碱性染料染色；制片时需在盖玻片上再放上一片载玻片进行压片，防止压碎盖玻片。4.(2018·泉州质检)在“观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂”实验中，某同学观察到的一个视野图像如右。已知洋葱根尖分生区细胞一个细胞周期约12h。下列有关叙述最合理的是()A．装片制作时使用甲基绿吡罗红混合染色剂进行染色B．向左上方移动装片可使该视野中M细胞移到视野中央C．计算该视野中分裂后期细胞所占的比例，乘以12h，得出分裂后期的时长D．降低显微镜的放大倍数，有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短解析：选D有丝分裂观察实验中，应用龙胆紫溶液或者醋酸洋红溶液进行染色；图中M细胞位于右下方，要将M细胞移到视野的中央，应该将装片向右下方移动；该视野中各个时期细胞数量较少，不足以计算各个时期细胞所占的比例和各时期时间的长短；降低显微镜的放大倍数，视野中的细胞数量变多，有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短。命题点(三)考查细胞周期中各时期的计算5．回答与观察细胞染色体实验有关的问题：(1)右图表示洋葱根尖细胞的细胞周期。假设洋葱根尖细胞的细胞周期大多开始于夜晚22：00时，若要观察洋葱根尖细胞有丝分裂过程，取材的最佳时间是____________。(2)某同学检查了洋葱根尖6000个处于有丝分裂中的细胞，其中有692个处于前期，105个处于中期，35个处于后期，168个处于末期。据此判断下列有关叙述错误的是()A．分裂期中各时期相对持续时间是前期＞末期＞中期＞后期B．细胞周期中分裂期持续的时间比分裂间期要短C．分裂期中前期持续的时间最短D．分裂中期持续的时间约为0.21h解析：(1)分裂间期是一个新的细胞周期的开始，观察洋葱根尖细胞的有丝分裂过程主要是观察分裂期的各期图像，结合题干信息和题图计算得出：分裂期是次日8：00～10：00。(2)由题干可知处于前期的细胞数目＞处于末期的细胞数目＞处于中期的细胞数目＞处于后期的细胞数目，根据细胞数目推测细胞有丝分裂期中各个时期的时间关系为前期＞末期＞中期＞后期。分裂中期持续时间为：105/6000×12＝0.21h。答案：(1)次日8：00～10：00(2)C[归纳拓展]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。(2)某时期持续时间(t)＝eq\f(处于该时期细胞数,观察细胞总数)×细胞周期(T)1．(2014·海南高考)下列植物细胞中，适合观察细胞有丝分裂的是()A．蚕豆叶肉细胞 B．洋葱鳞片叶表皮细胞C．蚕豆根尖分生区细胞 D．洋葱根尖伸长区细胞解析：选C在四个选项中只有C项的细胞具有分裂能力，其他细胞都不能进行细胞分裂。2．下列属于“制作植物细胞有丝分裂的临时装片”实验的操作是()A．用层析液解离 B．用清水洗去解离液C．用苏丹Ⅲ染色 D．用50%的乙醇洗去浮色解析：选B层析液用于绿叶中色素的分离；制作植物细胞有丝分裂的临时装片时用清水洗去解离液；苏丹Ⅲ用来检测脂肪；检测脂肪时用50%的乙醇洗去浮色。3．关于“观察植物细胞有丝分裂”实验的说法，正确的是()A．制作临时装片的流程是解离→染色→漂洗→制片B．漂洗时，可以直接用清水洗去细胞表面的解离液C．制片时，盖上盖玻片后还要再加一片盖玻片，然后压片D．观察时，找到前期细胞后可持续观察其分裂的过程解析：选B制作临时装片的流程是解离→漂洗→染色→制片；漂洗时，用清水洗去细胞表面的解离液；制片时，盖上盖玻片后还要再加一片载玻片，然后压片，目的是让细胞分散开，有利于实验观察；解离时细胞已经死亡，不能观察到一个细胞的连续分裂过程。4．为了观察小鼠细胞的染色体，某兴趣小组对小鼠进行适当处理后，取出骨髓中的活细胞制成细胞悬液，经过低渗溶液处理(使染色体散开)、固定、染色后制片并观察。下列有关分析错误的是()A．骨髓中含有造血干细胞，适合作为观察染色体的材料B．制备细胞悬液时，需使用盐酸和酒精混合液进行解离C．低渗溶液的浓度比细胞质浓度低，导致细胞渗透吸水膨胀D．最好选择有丝分裂中期的细胞观察染色体数目和形态特征解析：选B骨髓中含有造血干细胞，造血干细胞可以进行有丝分裂，适合作为观察染色体的材料；植物细胞的解离用盐酸和酒精混合液，制备动物细胞的悬液可使用胰蛋白酶；低渗溶液的浓度比细胞质浓度低，导致细胞渗透吸水膨胀；有丝分裂中期细胞内染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察。5.(2018·宣城模拟)右图为实验小组同学探究月季茎尖细胞分裂的实验过程中在显微镜下拍摄的一张照片，茎尖取材时间为上午10时。下列相关说法错误的是()A．上午10时取材是因为此时细胞分裂旺盛，处于分裂期细胞多B．制片时漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，便于着色C．①细胞处于分裂中期，②细胞中同源染色体正在分离D．据图可推测在月季细胞周期中分裂后期时间长于分裂中期解析：选C一天当中上午10时分生区细胞分裂旺盛，处于分裂期的细胞多；制片时漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，便于着色；①②细胞进行的是有丝分裂，同源染色体分离发生在减数分裂中；有丝分裂各时期的长短与有丝分裂各时期细胞的数目呈正相关，持续时间较长的分裂时期细胞数目多。6.如图为洋葱根尖结构示意图。相关叙述错误的是()A．在观察植物细胞有丝分裂的实验中，需用盐酸和酒精处理使细胞分离开来B．观察细胞质壁分离现象的最佳区域是①C．经低温处理后，③处可出现染色体数目改变的细胞D．增加根尖细胞数目的主要区域是②解析：选D图中①②③④分别是根毛区、伸长区、分生区、根冠，分生区进行细胞分裂，故增加细胞数目的主要区域是③，低温处理分生区的细胞，会抑制细胞中纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目加倍。7．如图是关于观察洋葱有丝分裂实验的部分操作，下列叙述合理的是()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．该实验步骤中唯一的错误是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节C．在观察的图像中，b属于分生区的细胞，细胞已死亡D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显解析：选C根尖2～3mm的区域属于分生区。在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除。分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡。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。8．(2018·漳州八校联考)在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤(“＋”表示操作，“－”表示未操作)如下表所示：实验人员操作取材解离漂洗染色压片甲根尖1～3mm处－＋＋＋乙根尖1～3mm处＋－＋＋丙根尖5～7mm处＋＋＋＋则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是()A．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚C．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体D．染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚解析：选C解离的目的是使细胞分离开，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。9．(2017·潍坊期末)某生物学习小组做了观察蒜的根尖分生区细胞有丝分裂的实验，观察到处于不同时期的细胞如图。请回答有关问题：(1)图E中箭头所指结构为新形成的细胞壁，将以上各图像依次排列为__________(填字母)可表示一个细胞周期。(2)为了保证能够清楚地观察细胞分裂图像，制备临时装片的过程应该严格遵守的操作步骤依次是__________，视野中B图所示细胞数量最多的原因是_________________。(3)观察细胞中染色体数目最好选择F图所示时期的细胞，原因是______________。如果人体细胞处于B图所示的分裂时期，则细胞中活动旺盛的细胞器主要有________________。解析：(1)图E中箭头所指结构为新形成的细胞壁；图中A为前期，B为间期，C为末期，D为后期，E为末期，F为中期，因此正确顺序为EBAFDCE。(2)制备临时装片的操作步骤依次是解离、漂洗、染色、制片(压片)；由于细胞周期的大部分时间处于分裂间期，因此视野中间期细胞数量最多。(3)F表示有丝分裂中期，此时染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期；B图细胞处于有丝分裂间期，此时细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，若为动物细胞，此时期还进行中心体的复制，其中蛋白质的合成场所是核糖体，所需能量主要由线粒体提供。答案：(1)EBAFDCE(2)解离、漂洗、染色、制片(压片)细胞周期的大部分时间处于分裂间期(3)中期染色体形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察核糖体、线粒体、中心体10．(2015·福建高考)为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂，某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞有丝分裂和种子萌发影响的实验探究，结果如下表。请回答：可可碱浓度(mmol·L－1)根尖细胞有丝分裂种子发芽率(%)有丝分裂指数(%)分裂期细胞占比(%)前期和中期后期和末期03.733.040.6981.50.12.902.160.7468.10.52.101.720.3818.61.01.961.720.242.3注：有丝分裂指数＝(分裂期细胞数/观察细胞的总数)×100%。(1)本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片，制片过程中根尖解离需要用到的试剂是________。右图为显微镜下观察到的部分细胞图像，箭号所指的细胞处于分裂期的________期。(2)实验结果显示，与对照组相比，当可可碱浓度达到1.0mmol·L－1时，在分裂期的细胞中，后期和末期的细胞数目相对________。产生这种结果的原因可能是____________________________，导致染色体无法移向细胞两极。(3)实验结果表明，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率________。为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因，某同学提出假设：可可碱会降低种子中赤霉素的水平。现欲通过实验检验上述假设，请写出实验设计的基本思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在制作植物根尖细胞有丝分裂装片的过程中，解离液是体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸的混合液(1∶1)。图中箭号所指细胞的染色体都集中在赤道板上，可知该细胞处于有丝分裂中期。(2)由表格中数据可知，与对照组相比，可可碱浓度为1.0mmol·L－1时，在分裂期的细胞中，后期和末期的细胞所占百分比小，原因可能是可可碱抑制了纺锤体的形成，从而导致染色体无法移向细胞两极。(3)由表格中数据可知，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率逐渐降低。赤霉素可解除种子的休眠，与种子的发芽有关。要探究可可碱是否降低了种子中赤霉素的含量，从而影响了发芽率，可用等量的鬼针草种子设置不同实验组，这些实验组分别用不同浓度的可可碱(自变量)溶液处理，一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量，从而分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系。为了使实验更严谨，还应设置空白对照组。答案：(1)盐酸(或盐酸和酒精)中(2)减少可可碱能够抑制纺锤体的形成(3)降低以不同浓度的可可碱处理鬼针草种子，一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量，分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系第三讲减数分裂与受精作用知识体系——定内容核心素养——定能力生命观念通过比较减数分裂的过程及精卵细胞形成过程，理解细胞生命活动的动态变化并建立辩证统一的观点理性思维通过总结配子多样性的原因和分析细胞分裂中染色体、DNA数量变化及分裂图像辨析，培养利用逻辑思维分析问题的能力科学探究通过观察细胞的减数分裂，掌握实验的操作技能[基础知识·系统化]知识点一减数分裂1．减数分裂的过程——精细胞的形成过程2．减数分裂的过程——卵细胞形成过程3．精子和卵细胞形成过程的异同点比较项目精子形成过程卵细胞形成过程场所睾丸卵巢细胞质分裂方式均等分裂不均等分裂是否变形变形不变形结果一个精原细胞↓eq\a\vs4\al(4)个精子一个卵原细胞↓eq\a\vs4\al(1)个卵细胞、eq\a\vs4\al(3)个极体4．对减数分裂概念的理解知识点二受精作用[基本技能·问题化]1．据图回答下列问题(1)图1中1和2、3和4各是一对同源染色体，1和3、1和4、2和3、2和4是非同源染色体。(2)图1中共含有eq\a\vs4\al(2)个四分体，1个四分体中含有eq\a\vs4\al(4)个DNA分子，eq\a\vs4\al(8)条脱氧核苷酸链。(3)图2表现交叉互换现象，从时间上看，该过程发生于减数第一次分裂前期，从范围上看，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。(4)由图2可知，等位基因可位于同源染色体和姐妹染色单体上。2．精子形成过程中各时期的图像及主要特点(连线)3．精子和卵细胞形成过程图像辨析(1)图中可能属于精子形成过程中的图像是B、C。(2)图中可能属于卵细胞形成过程中的图像是A、C、D。(3)图A分裂后产生的子细胞是卵细胞和极体，图C分裂后产生的子细胞可能是精细胞或极体。考点一减数分裂过程与受精作用1．关注同源染色体的三个易错点(1)同源染色体的形态、大小一般都相同，但也有大小不同的，如男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体，X染色体较大，Y染色体较小。(2)着丝点分裂后，染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同，但不叫同源染色体，这两条染色体是经复制形成的，其上的基因相同，若不同则可能是由基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换造成的。(3)同源染色体的存在：体细胞中也存在同源染色体，只是在有丝分裂过程中不出现联会、分离等现象。2．辨析减数第一次分裂与减数第二次分裂的区别名称项目减数第一次分裂减数第二次分裂着丝点不分裂分裂染色体2n→n，减半n→2n→n，不减半DNA数目4n→2n，减半2n→n，减半染色体主要行为同源染色体联会、分离姐妹染色单体分开同源染色体有无3．图解识记精子和卵细胞形成过程的异同4．明确受精作用的两个细胞学基础和一个误区(1)两个细胞学基础：①细胞膜信息交流功能——不同物种的精卵不识别，这也是生殖隔离形成的原因。②细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。精卵融合为一个受精卵，首先要发生细胞膜的融合。(2)一个误区：受精卵中遗传物质并非一半来自父方，一半来自母方，原因是细胞质DNA几乎全部来自母方，这也是母系遗传的细胞学基础。[对点落实]1．判断有关同源染色体叙述的正误(1)形态、大小相同的染色体一定是同源染色体(×)(2)形态、大小不同的染色体一定不是同源染色体(×)(3)同源染色体携带的遗传信息一定相同(×)(4)在减数分裂中配对的两条染色体是同源染色体(√)2．判断有关受精作用与受精卵叙述的正误(1)受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方(×)(2)受精的实质是精子进入卵细胞中(×)(3)减数分裂和受精作用能够维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异有重要意义(√)(4)受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方(√)3．假定某动物细胞染色体数目2N＝4，据图判断下列有关叙述正确的是()A．⑤内有4个四分体，②内有2个四分体B．②③④⑤均含同源染色体C．②③④分别为减数第一次分裂前、中、后期D．⑥是次级精母细胞或第一极体解析：选B②是减数第一次分裂前期，③是有丝分裂中期，④是减数第一次分裂后期，细胞质均等分裂，所以④是初级精母细胞，⑤是有丝分裂后期，⑥是减数第二次分裂后期，只能是次级精母细胞。③～⑥都不含四分体。有丝分裂和减数第一次分裂都含有同源染色体。4．下面为高等动物的细胞分裂示意图。相关叙述正确的是()A．图甲一定为次级精母细胞B．图乙一定为初级精母细胞C．图丙为次级卵母细胞或极体D．图丙中的M、m为一对同源染色体解析：选B图甲处于减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体；图乙处于减数第一次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞；图丙处于减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂的，应是次级卵母细胞，不可能为极体；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体。观察细胞的减数分裂[对点落实]5．(2018·铁岭第一次联考)下列关于观察减数分裂实验的叙述，错误的是()A．可用蝗虫精母细胞减数分裂固定装片观察减数分裂过程B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象解析：选D蝗虫的精母细胞能进行减数分裂，可用来作为观察减数分裂的材料；观察减数分裂时选择植物雄蕊较雌蕊易观察到减数分裂现象；联会现象发生在减数分裂过程中，因此能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象；洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象。6．小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤。供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、詹纳斯绿B(健那绿)染液，解离固定液。(1)取材：用________作实验材料。(2)制片：①取少量组织低渗处理后，放在________________溶液中，一定时间后轻轻漂洗。②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量________。③一定时间后加盖玻片，________。(3)观察：①用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞是________________。②下图是观察到的同源染色体(A1和A2)的配对情况。若A1正常，A2发生的改变可能是________。解析：观察减数分裂应选取生殖器官，本题应选取睾丸。制片过程为“解离→漂洗→染色→压片”。精原细胞通过有丝分裂实现自我增殖，通过减数分裂形成成熟生殖细胞，故中期细胞可能是有丝分裂中期、减Ⅰ中期、减Ⅱ中期。A1正常，则A2为缺失，若A2正常，则A1为重复。答案：(1)(小鼠)睾丸(2)①解离固定液②醋酸洋红染液③压片(只要有压片的操作均可)(3)①次级精母细胞，精细胞，精原细胞②缺失[易错提醒](1)宜选用雄性个体生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂实验材料的原因：①雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数第二次分裂。(2)精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为N、2N、4N的不同细胞分裂图像。考点二减数分裂中相关数量变化与配子多样性[典型图示]减数分裂中染色体、DNA数量变化曲线[问题设计](1)甲为性原细胞；乙为初级性母细胞；丙、丁为次级性母细胞；戊为性细胞。(2)曲线①表示减数分裂过程中DNA数量变化，曲线②表示染色单体数量变化，曲线③表示染色体数量变化。(3)染色体数目减半发生在MⅠ末期，是由同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的，减数第二次分裂时染色体数变化为n→2n→n，没有减半。(4)MⅡ后期染色体数、DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。(5)染色体/DNA变化规律及原因：1∶1eq\o(→,\s\up7(染色体复制),\s\do5(间期))1∶2eq\o(→,\s\up7(着丝点分裂),\s\do5(MⅡ后期))1∶1[对点落实]1.如图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA变化相对值。有关a～c段(不含a、c点)的叙述，正确的是()A．细胞中始终存在染色单体B．细胞中始终存在同源染色体C．细胞中染色体和核DNA数之比由1∶2变为1∶1D．此段中染色体行为是生物变异的根本来源解析：选A据图可知，图中虚线数目加倍一次，但连续减半两次，因此表示减数分裂过程中DNA的变化相对值，实线表示染色体的变化相对值，其中O～a段表示减数第一次分裂前的间期，a～c段中b为减数第一次分裂末期的终点，同源染色体彼此分离进入两个子细胞中，b～c段无同源染色体；c点为染色单体彼此分离形成子染色体的过程，a～c段(不含a、c点)细胞中始终存在染色单体；细胞中染色体和核DNA数之比一直为1∶2；a～c段中，一般不会发生基因突变，可进行基因重组与染色体变异，而生物变异的根本来源为基因突变。2．(2018·铁岭协作体联考)下图为某动物(体细胞染色体为2N)细胞分裂过程中不同时期每个细胞DNA、染色体和染色单体的数量关系图。下列有关说法错误的是()A．乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂B．基因重组发生在戊时期，基因突变主要发生在丙→戊过程中C．丙可以代表体细胞，甲只能代表精子或卵细胞D．处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体解析：选C乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂，染色体数目加倍；在动物细胞内，基因重组发生在减数第一次分裂时期，即戊时期，此时每条染色体含有两条染色单体，基因突变发生在丙→戊过程(DNA复制)中；丙可以代表体细胞，甲中染色体只有丙的一半，可能代表精子、卵细胞或极体；丁和戊时期分别是有丝分裂后期和减数第一次分裂，处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体。[易错提醒]常考易混的相关物质或结构变化的原因相关物质或结构变化原因DNA加倍染色单体形成(由0→4N)染色体与DNA数目之比由1∶1→1∶2DNA分子复制染色单体消失(变为零)染色体数目加倍(2N→4N或N→2N)染色体与DNA数目之比由1∶2→1∶1着丝点分裂染色体数目减半同源染色体分离分别进入2个子细胞染色体或DNA分别进入2个子细胞数量减半(4N→2N或2N→N)细胞一分为二1．归纳总结具有n对同源染色体的个体产生配子情况(不考虑交叉互换)可能产生配子的种类实际能产生配子的种类1个精原细胞2n种2种1个次级精母细胞1种1种1个雄性个体2n种2n种1个卵原细胞2n种1种1个次级卵母细胞1种1种1个雌性个体2n种2n种2．配子来源的判断方法(以精细胞为例)配子染色体特点来源简记方法两精细胞染色体完全相同同一次级精母细胞同为同一次两精细胞染色体“互补”同一初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞补为同一初两精细胞染色体有的相同，有的互补同一个体的不同精原细胞同、补同一体[对点落实]3．某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，如图表示该生物的精细胞，试根据细胞内基因的类型，判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)()A．2个 B．3个C．4个 D．5个解析：选C来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或“互补”，根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞，②⑥可来自一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，因此这些精细胞至少来自4个精原细胞。4．(2017·沈阳模拟)下图甲表示某动物精原细胞中的一对同源染色体，在减数分裂过程中该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞：这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是()A．①与② B．①与③C．②与③ D．②与④解析：选C同源染色体交叉互换是指一对同源染色体在四分体时期非姐妹染色单体之间互换一部分片段，即一条染色体上有一条姐妹染色单体发生互换，另一条没有发生互换。因此，在减数第二次分裂时，移向两极的染色体中的一条发生了互换，另一条没有发生互换，则由形成的四个精细胞可知，②和③来自同一个次级精母细胞，①和④来自另一个次级精母细胞。考点三减数分裂与有丝分裂图像的判断及相关物质的变化(一)“三结合”法图析细胞分裂的方式和特点1．结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期2．结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式3．结合细胞质的分裂情况作出判断[对点落实]1．如图为某动物体内有关细胞分裂的一组图像，下列相关叙述错误的是()A．图②与图③表示的是同一细胞分裂过程中不同时期的图像B．图①发生在图③所示过程之后C．图⑤所表示的时期可以是有丝分裂或减数第一次分裂前的间