【生物】2020届 一轮复习 人教版 细胞的有丝分裂 学案

【生物】2020届 一轮复习 人教版 细胞的有丝分裂 学案

‎2020届 一轮复习 人教版 细胞的有丝分裂 学案 考纲要求 ‎　　1.细胞的生长和增殖的周期性(Ⅱ)。　2.细胞的无丝分裂(Ⅰ)。　3.细胞的有丝分裂(Ⅱ)。4．实验：观察细胞的有丝分裂。　5.实验：模拟探究细胞表面积与体积的关系。‎ 考点一　细胞的生长和细胞周期 ‎ 1.　具有细胞周期的细胞种类 ‎ 只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，如人体皮肤生发层细胞、造血干细胞等干细胞、癌细胞、植物根尖分生区(茎尖生长点)细胞等。只分裂一次便不再分裂的细胞、减数分裂形成的细胞都不具有细胞周期。高度分化的细胞也不具有细胞周期。‎ ‎ 2.　细胞周期各时期的划分 ‎ ‎(1)分裂间期 ‎(2)分裂期(M期)：前期、中期、后期、末期。‎ ‎ 3.　细胞周期的表示方法 ‎ 方法名称 表示方法 用字母表示细胞周期 扇形图 A→B→C→A为一个细胞周期 直线图 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 柱形图 B组细胞处于分裂间期的S期，正在进行DNA复制，C组细胞处于G2期或分裂期，A组细胞处于有丝分裂间期的G1期 ‎1．下列与细胞周期有关的叙述，正确的是(　B　)‎ 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：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。‎ ‎2．下面为细胞周期示意图，其中S期内DNA解旋酶和DNA聚合酶的活性较高，处于G0期的细胞属于暂不分裂的细胞。下列相关叙述错误的是(　B　)‎ A．图示细胞的细胞周期为24 h B．S期应为染色体复制及加倍的时期 C．记忆B细胞所处时期应为G0期 D．M期是染色单体出现和消失的时期 解析：一个细胞周期的总时长为分裂期用时与间期用时之和；染色体加倍发生在有丝分裂后期，属于M期；记忆B细胞受特定抗原刺激后会迅速增殖和分化，可见记忆B细胞属于暂不分裂的细胞，即处于G0期的细胞；染色单体出现在有丝分裂前期，消失在有丝分裂后期，这两个时期均属于M期。‎ ‎3．(2019·黄山模拟)下列有关细胞相对表面积、对外物质交换速率和细胞新陈代谢强度之间的关系的叙述，正确的是(　A　)‎ A．细胞相对表面积越大，物质交换速率越快，细胞新陈代谢越旺盛 B．细胞相对表面积越大，物质交换速率越慢，细胞新陈代谢越缓慢 C．细胞相对表面积越小，物质交换速率越快，细胞新陈代谢越缓慢 D．细胞相对表面积越小，物质交换速率越慢，细胞新陈代谢越旺盛 解析：细胞要通过细胞膜不断地和周围环境或邻近的细胞进行物质交换，这样它就必须有足够的表面积，否则它的代谢作用就很难进行。当细胞生长，体积逐步增大时，细胞的表面积和体积的比例(即相对表面积)会变得越来越小，导致表面积相对不足，使细胞内部和外界的物质交换适应不了细胞的需要，代谢缓慢。因此，细胞相对表面积越大，物质交换速率越快，细胞新陈代谢越旺盛。‎ ‎4．(2019·忻州模拟)如图为细胞周期的不同表示形式，图甲中G1‎ 期、S期、G2期分别表示有丝分裂间期的三个阶段，M期表示有丝分裂的分裂期。下列据图描述细胞周期的相关说法中，正确的是(　C　)‎ A．诱导细胞的基因突变可使用物理或化学方法，作用于甲的S期或丙的A→B段 B．一个完整的细胞周期是指图乙的a＋b段或b＋c段 C．用秋水仙素处理细胞可作用于丙细胞的A→B段 D．细胞中含有染色单体的时间段是M或b、d或A→B段 解析：本题主要考查细胞周期的概念及有丝分裂的过程。基因突变可发生于有丝分裂间期DNA分子的复制时，所以用物理或化学方法诱导基因突变需要作用于甲的S期或丙的B→A段，A错误；图乙中a、c表示有丝分裂间期，b、d表示分裂期，所以a＋b或c＋d可表示为一个细胞周期，b＋c不能表示一个细胞周期，B错误；秋水仙素可抑制纺锤体的形成，而纺锤体形成于有丝分裂前期，所以用秋水仙素作用于丙细胞的A→B段，C正确；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单体，而后期和末期不存在染色单体，D错误。‎ ‎　　细胞分裂产生的子细胞有三种去向 ‎(1)继续分裂：始终处于细胞周期中，保持连续分裂状态，如动物红骨髓细胞、植物形成层细胞等。‎ ‎(2)暂不分裂：仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂，如肝脏细胞、骨髓造血细胞等。‎ ‎(3)细胞分化：失去分裂能力，分化为其他组织器官细胞，如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞等。‎ ‎ 1.　有丝分裂过程中物质和结构变化 ‎ ‎(1)分裂间期的物质变化 根据物质合成的特点，可将分裂间期划分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)三个时期。分裂期也称为M期。‎ G1期 完成DNA复制所需的蛋白质合成和核糖体的增生 S期 完成DNA复制——每条染色体上1个DNA复制为2个DNA，且两个DNA位于两条染色单体上，两条染色单体由一个着丝点连在一起 G2期 合成有丝分裂所必需的一些蛋白质 ‎(2)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→移向两极→平均分配 ‎(间期)　 (前期)　　(末期)‎ ‎ 2.　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 ‎(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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 ‎ 3.　曲线变化模型 ‎ 一个细胞中核DNA含量、染色体数、染色单体数的变化及每条染色体上DNA含量的变化曲线 ‎ 4.　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、植物细胞 间期(主要)‎ 有关蛋白质的合成 中心体 动物细胞、‎ 低等植物细胞 前期 纺锤体的形成 高尔基体 植物细胞 末期 细胞壁的形成 线粒体 动、植物细胞 整个细胞周期 提供能量 (1)在有丝分裂过程中，各个时期始终都有同源染色体存在，但它们既不配对，也不分开。‎ (2)赤道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下看不到；细胞板是一种真实结构，在光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。‎ (3)用秋水仙素抑制纺锤体的形成，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。‎ ‎1．下列关于动植物细胞有丝分裂相同点的叙述，不正确的是(　B　)‎ A．在分裂间期，核DNA复制、含量加倍 B．在分裂前期，由中心粒周围发出的星射线形成纺锤体 C．在分裂中期，染色体的着丝点排列在赤道板上，含染色单体 D．在分裂后期，每一个着丝点分裂成两个，染色体数目加倍，不含染色单体 解析：动植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成方式不同：动物细胞中纺锤体是由中心体发出的星射线形成的，植物细胞中纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，B错误。‎ ‎2．(2019·江西南昌模拟)某同学观察根尖有丝分裂实验后，绘制的各时期细胞模式图如图，下列叙述错误的是(　B　)‎ A．有丝分裂的分裂期，细胞出现的先后顺序是①⑤②③‎ B．图中M为赤道板，N为核仁，P为星射线 C．有丝分裂过程中，核DNA的复制与染色体复制是同步进行的 D．细胞④内有蛋白质的合成，且合成场所为一种无膜结构的细胞器 解析：题图中①～⑤分别指有丝分裂的前期、后期、末期、间期、中期，其中分裂期包括①前期、⑤中期、②后期、③末期，A正确；因图中为根尖细胞的有丝分裂，所以纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，图中M为细胞板，P为纺锤丝，B错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，所以核DNA的复制与染色体复制应同步进行，C正确；细胞④对应的时期为有丝分裂间期，该时期的最大特点是完成DNA的复制以及有关蛋白质的合成，蛋白质的合成场所是核糖体，核糖体没有膜结构，D正确。‎ ‎3．如图甲表示某二倍体动物细胞有丝分裂图像，图乙、丙、丁分别是对该动物细胞有丝分裂不同时期染色体数、染色单体数和DNA分子数的统计(图乙、丙、丁中的a、b、c表示的含义相同)。下列有关叙述中正确的是(　C　)‎ A．该动物各个体细胞中都含有4条染色体 B．图乙中的a、b、c分别表示染色体、DNA和染色单体 C．图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、DNA和染色单体的关系 D．图丁所示细胞正处于有丝分裂后期 解析：根据题意可知，图甲表示某二倍体动物细胞的有丝分裂图像，从图甲可以看出该细胞处于有丝分裂后期，细胞中有8条染色体，据此可以推得该动物体细胞中一般含有4条染色体，但不能说明该动物各个体细胞中含有的染色体数都是4条，如图甲细胞就有8条染色体。根据有丝分裂不同时期染色体、染色单体和DNA分子的数量关系以及染色单体数可出现“0”，可以判断图乙中的a、b、c分别表示染色体、染色单体和DNA。图丙中染色单体数为0，但染色体数加倍后与DNA分子数相同，据此可判断图丙表示的是处于有丝分裂后期和末期的细胞，故图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、DNA和染色单体的关系。图丁所示细胞中没有染色单体，染色体与DNA数目相等，可以判断该细胞处于有丝分裂间期中DNA复制之前的时期。‎ ‎4．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(　C　)‎ 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：图①可表示有丝分裂间期的G2期、前期和中期，图②可表示有丝分裂后期和末期，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。‎ ‎5．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(　B　)‎ 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：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。‎ ‎ 1.　实验成功的关键及注意事项 ‎ ‎ 2.　关注洋葱在实验中的“一材多用” ‎ ‎1．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(　D　)‎ A．剪取根尖2～‎3 cm，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：在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中，剪取根尖2～3 mm，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。‎ ‎2．如图为洋葱根尖结构示意图。相关叙述错误的是(　D　)‎ 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①‎ C．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：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。‎ ‎3．(2019·河北冀州中学模拟)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如表所示(“＋”表示操作，“－”表示未操作)：‎ 则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是(　C　)‎ 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：解离的目的是用解离液使细胞分离开，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；5～7 mm处为伸长区细胞，已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。‎ ‎4．如图甲是洋葱根尖结构示意图，乙为观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时观察到的部分细胞示意图，下列相关叙述，正确的是(　B　)‎ A．洋葱根尖2～‎3 cm为分生区，细胞有丝分裂旺盛 B．图甲中③处为分生区，可观察到正处于分裂状态的细胞 C．图乙中B属于分生区的细胞，可连续观察有丝分裂过程 D．要观察细胞的质壁分离和复原可用图乙中的B细胞 解析：根尖2～3 cm可能包含根尖的完整结构，如图甲，A错误；图甲中③处细胞呈正方形，排列紧密，为分生区，可观察到正处于分裂状态的细胞，B项正确；观察植物细胞有丝分裂时，乙图中B属于分生区细胞，但是细胞经解离已死亡，看不到有丝分裂的连续过程，C项错误；要观察细胞的质壁分离和复原需要观察成熟的组织细胞，即可用图乙中的D细胞，而B区域的细胞属于分生区细胞，是未成熟的细胞，不易发生质壁分离和复原，D项错误。‎ ‎　　归纳盐酸和酒精的“同材异用”‎ ‎(1)不同浓度酒精的用途：‎ ‎(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 ‎1．显微观察时细胞数目最多的时期为间期的原因：间期在细胞周期中占时最长。‎ ‎2．细胞分裂间期的主要变化是：DNA分子的复制和有关蛋白质的合成；细胞分裂间期细胞核内的主要变化是：DNA分子的复制。‎ ‎3．细胞分裂的前期，染色体散乱地分布于纺锤体的中央。‎ ‎4．选择中期观察和计数染色体的原因是：染色体已高度螺旋化，形态稳定，数目清晰。‎ ‎5．用药液使组织细胞中的细胞相互分离开的步骤是：解离。‎ ‎6．分生区细胞的特点是：细胞呈正方形，排列紧密。‎ ‎7．某时期细胞在细胞周期中所占比例的表示方法是：该时期细胞数目与观察细胞总数的比值。‎ ‎ 并非所有的细胞都有细胞周期 ‎(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期。只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期。‎ ‎(2)进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。‎ ‎ 赤道板≠细胞板 ‎(1)赤道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下看不到。‎ ‎(2)细胞板是一种真实结构，在光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。‎ ‎ 有丝分裂中的数量加倍 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 中心体复制 ‎ 错将“解离”等同于“固定”‎ 解离≠‎ 固定：解离的作用在于破坏细胞间质，使细胞分离，以便压片时分散；固定的作用在于固定细胞形态，如观察低温诱导染色体加倍实验中用卡诺氏液固定细胞。‎ ‎ 误认为有丝分裂后期着丝点分裂是纺锤丝牵引的结果 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。‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．(2017·北京卷)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(　B　)‎ 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：本题主要考查观察细胞有丝分裂实验及动、植物细胞有丝分裂的区别。在观察动、植物细胞有丝分裂实验中，盐酸和酒精的混合液只能使植物细胞相互分离，A错误；有丝分裂中期每条染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上，着丝点没有断裂，染色体数目不加倍，C错误；只有植物细胞在有丝分裂末期出现细胞板，D错误；观察细胞有丝分裂时，都需要用低倍镜找到分裂细胞再换用高倍镜观察，B正确。‎ ‎2．(2016·海南卷)下列与细胞周期有关的叙述，正确的是(　C　)‎ 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：等位基因的分离发生在减Ⅰ 后期，A错误；在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂前期，B错误；高度螺旋化状态的染色体DNA不易解旋，DNA复制较为困难，C正确；细胞周期中染色体存在的时间比染色质的短，D错误。‎ ‎3．(2018·天津卷)为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答：‎ ‎(1)可用秋水仙素(或低温)对图中发芽的种子进行诱导处理。‎ ‎(2)筛选鉴定多倍体时，剪取幼苗根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察分生区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是解离不充分或压片不充分。统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的统计结果。‎ 可以利用表中数值x1和x2＋x3＋x4＋x5，比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。‎ ‎(3)依表结果，绘出形成乙株的过程中，诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线。‎ ‎　答案：‎ ‎　解析：本题主要考查秋水仙素诱导细胞染色体数目变化、观察植物细胞的有丝分裂、细胞周期知识。(1)目前，人工诱导多倍体常用而且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(2)可通过观察幼苗根尖临时装片筛选鉴定多倍体。解离、压片有利于细胞分散，若根尖解离不充分或压片不充分，将导致装片中的细胞多层重叠。因处于不同时期的细胞数与计数细胞总数的比值可反映该时期在细胞周期中所占的时间比，故可以通过对比间期细胞数(x1)与分裂期细胞数(x2＋x3＋x4＋x5)，比较间期与分裂期时间的长短。(3)题目要求画出诱导染色体加倍及加倍后两个细胞周期的染色体变化曲线。注意第一个细胞周期结束时，细胞中染色体数为正常体细胞的二倍。详见答案。‎ ‎4．(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，处于分裂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间(或答：S)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，秋水仙素能够抑制纺锤体形成，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不会(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。分裂间期的特点是完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质(答出1点即可)。‎ 解析：本题重点考查了细胞周期中染色体及DNA的变化特点。(1)处于对数生长期的细胞进行连续分裂，此时在培养液中加入适量的DNA合成可逆抑制剂，会阻断间期的DNA复制过程，使细胞停滞在间期，但其不影响处于分裂期的细胞继续分裂。(2)秋水仙素能够抑制分裂前期纺锤体的形成，致使着丝点分裂后的染色体不能移向细胞两极，所以经秋水仙素处理的细胞其分裂会暂时停滞，细胞周期被阻断。秋水仙素不影响DNA复制、蛋白质合成等过程，所以细胞分裂不会在间期被阻断。(3)分裂间期的特点：为分裂期的进行准备物质条件，即主要完成DNA复制与有关蛋白质合成；同时细胞有适度的生长。‎ 学习至此，请完成课时作业11‎