高考生物大一轮总复习细胞的生命历程细胞的增殖

高考生物大一轮总复习细胞的生命历程细胞的增殖

www.ks5u.com 第四单元 细胞的生命历程 第12讲　细胞的增殖 ‎[考纲要求]　1.细胞的生长和增殖的周期性(Ⅰ)。2.细胞的有丝分裂(Ⅱ)。3.细胞的无丝分裂(Ⅰ)。4.实验：(1)观察细胞的有丝分裂。(2)模拟探究细胞表面积与体积的关系。‎ 考点一　细胞的生长和增殖的周期性 ‎1．细胞不能无限长大 ‎(1)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低，因而限制了细胞的长大。‎ ‎(2)细胞核是细胞的控制中心，它不会随细胞体积的扩大而增加。‎ ‎2．细胞增殖的周期性 ‎(1)细胞周期 ‎①条件：连续分裂的细胞。‎ ‎②组成：细胞周期＝分裂间期＋分裂期。‎ ‎(2)细胞增殖(真核细胞)的概述 ‎①方式：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。‎ ‎②过程：包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。‎ ‎③意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。‎ ‎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，正在进行DNA复制，C组细胞处于分裂期 ‎[深度思考]‎ ‎(1)组成生物体的细胞是不是越小越好？‎ 提示　并不是说细胞越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必需的基本结构和物质所需空间决定的。‎ ‎(2)所有的细胞都有细胞周期吗？举例说明。‎ 提示　①只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。‎ ‎②高度分化的细胞没有细胞周期，如神经细胞、表皮细胞等。‎ 题组一　分析细胞不能无限长大的原因 ‎1．下列有关细胞不能无限长大的原因的叙述中，不正确的是(　　)‎ A．与细胞表面积和体积的比例有关 B．细胞核的大小是有一定限度的 C．细胞的体积与细胞核无关 D．细胞体积过大不利于细胞内外物质交换 答案　C 解析　细胞体积的大小受以下两个因素的影响：(1)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与外界物质的交换速率就越低，而且还会影响细胞内部的物质交换；(2)细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA一般不会随着细胞体积的增大而增加，即细胞核的控制范围是有限的。‎ ‎2．细胞与外界进行物质交换的速率主要取决于(　　)‎ A．细胞的体积 B．细胞的表面积 C．细胞的表面积与体积之比 D．细胞分裂的快慢 答案　C 解析　通过探究实验可以看出，细胞的表面积与体积之比越大，越有利于细胞与外界进行物质交换，反之，比值越小，越不利于细胞与外界进行物质交换。‎ 题组二　细胞周期的判断及表示方法 ‎3.如图表示细胞周期，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．按箭头所示方向，a→a段或b→b段表示一个细胞周期 B．染色体的平均分配发生于a→b段 C．细胞中DNA含量的加倍发生在b→a段 D．将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可以治疗癌症 答案　A 解析　 ‎ ‎4．科研人员利用3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸标记进行有丝分裂的某一动物细胞，在不同间隔时间下进行放射显影，得到如图所示结果(A开始观察，细胞已被标记，B标记细胞开始进入分裂期，C观察到的细胞分裂图像为后期，D开始观察到两个细胞被标记，E标记细胞开始进入分裂期，F观察到被标记的细胞分裂成两个子细胞)。以下说法错误的是(　　)‎ A．实验中采用的研究方法之一是同位素标记法 B．该细胞可能是干细胞 C．该细胞的细胞周期为22 h D．3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸可存在于该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中 答案　D 解析　由题意知，用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸标记进行有丝分裂的某一动物细胞，应用了同位素标记法，A项正确；由于该细胞能连续分裂，可能是干细胞，B项正确；根据题意，D时期看到两个细胞被标记，说明进入了分裂末期，到下一次分裂末期为一个细胞周期，即图中的D→F，故细胞周期为22小时，C项正确；动物细胞无叶绿体，故D项错误。‎ 技法提炼 判断细胞周期的方法及影响因素 ‎(1)判断一个完整的细胞周期的方法 ‎①细胞周期以分裂间期为起点，而不能以分裂期为起点。‎ ‎②分裂间期的时间远远长于分裂期。‎ ‎(2)影响细胞周期的因素 ‎①内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同，间期和分裂期所占的比例也不同。‎ ‎②外部因素：温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶的活性影响细胞周期。‎ 题组三　分析细胞周期各期的变化特点 ‎5．细胞周期可分为间期和分裂期(M期)，间期又分为G1期、S期和G2期。下表为体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间(单位：小时)，若在细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，则(　　)‎ 细胞周期 G1‎ S G2‎ M 合计 时长(h)‎ ‎10‎ ‎7‎ ‎3.5‎ ‎1.5‎ ‎22‎ A.M期细胞至少需要11.5小时后才能到达G1期和S期的交界处 B．G2期细胞至少需要11.5小时后才能到达G1期和S期的交界处 C．所有细胞都被抑制在G1期和S期的交界处都需15小时后 D．所有细胞都被抑制在G1期和S期的交界处都需22小时后 答案　B 解析　由表中信息可知，M期细胞至少需要10小时后才能到达G1期和S期的交界处，A项错误；G2期细胞到达G1期和S期的交界处至少需要的时间为1.5＋10＝11.5小时，B项正确；由于DNA的合成在S期，当在培养液中加入过量的DNA合成抑制剂时，DNA合成被抑制，即S 期的细胞被抑制，若使所有细胞都停留在G1、S期交界处，则刚完成DNA复制的细胞需要经过G2、M和G1期，共需要15小时，但并不是所有细胞都需要15小时，故C、D项错误。‎ ‎6．某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂，在培养过程中将适量的3HTdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)和某促进细胞分裂的药物加入到培养液中，培养一段时间，可观察和测量到(　　)‎ A．G1期变短，该期有大量3HTdR进入细胞核 B．S期变长，该期有DNA复制和核糖体的增生 C．G2期变短，该期细胞核中有组蛋白 D．M期相对较短，该期细胞的核膜始终完整 答案　C 解析　胸腺嘧啶脱氧核苷是DNA复制需要的原料之一，促进细胞分裂的药物加入到培养液中，会使细胞增殖加快，细胞周期变短，G1期是为S期做物质和能量的准备，核糖体在此时期增多，S期为DNA分子复制期，该期有大量3HTdR进入细胞核，时间不会变长，因此A、B项错误；G2期变短，组蛋白在S期合成，因此该期细胞核中有组蛋白，C项正确；M期细胞核已经消失，D项错误。‎ 归纳提升 细胞周期的2点提醒 ‎(1)分裂间期的特征：间期又分为G1期、S期、G2期，G1期进行RNA和有关蛋白质的合成，为S期DNA的复制做准备；S期合成DNA；G2期进行RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成。‎ ‎(2)观察细胞分裂过程中染色体形态、数目的变化时，应选择细胞周期短、分裂期相对较长的细胞；由于分裂间期远比分裂期长，视野中间期的细胞数目多。‎ 考点二　有丝分裂过程中相关结构和数量的变化 ‎1．有丝分裂过程——以高等植物细胞为例(连线)‎ ‎2．有丝分裂过程中细胞结构的变化 ‎(1)纺锤体的变化：形成时期为前期→解体时期为末期。‎ ‎(2)核膜、核仁的变化：解体时期为前期→重建时期为末期。‎ ‎(3)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞)‎ ‎　复制―→分开移向细胞两极―→平均进入子细胞 时期　 间期―→前期―→末期结束 1～2个―→2个―→1个 ‎(4)染色体形态变化 ‎3．核DNA、染色体、染色单体数目变化(以二倍体生物为例)‎ ‎　　时期 项目　　‎ 分裂 间期 分裂期 前期 中期 后期 末期 着丝点 ‎2n ‎2n ‎2n ‎4n ‎2n 染色体 ‎2n ‎2n ‎2n ‎4n ‎2n 染色单体 ‎0→4n ‎4n ‎4n ‎0‎ ‎0‎ 核DNA 分子 ‎2n→4n ‎4n ‎4n ‎4n ‎2n ‎4.动植物细胞分裂图像的判定 细胞分裂种类 ‎①表示：子细胞的形成方式，即有无细胞板的形成。‎ ‎②表示：有无中心体。‎ ‎[思维诊断]‎ ‎(1)在动物细胞有丝分裂间期能观察到由星射线形成的纺锤体(　×　)‎ ‎(2)在植物细胞有丝分裂末期形成了赤道板(　×　)‎ ‎(3)在动物细胞有丝分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒(　×　)‎ ‎(4)在动物细胞有丝分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞(　√　)‎ ‎(5)如果细胞中染色体数和核DNA分子数之比是1∶2，它一定不是高度分化的细胞(　√　)‎ ‎(6)动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同(　×　)‎ 题组一　有丝分裂各时期的特点及细胞图像的识别 ‎1‎ ‎．下图为某种植物根尖细胞分裂过程中染色质与染色体规律性变化的模式图。下列相关判断正确的是(　　)‎ A．①→②过程是有丝分裂间期，此时细胞内核膜解体、核仁消失 B．低温处理导致④→⑤过程中染色单体不分开使染色体数目加倍 C．⑤→⑥过程处于有丝分裂后期，细胞中的染色体组数增加一倍 D．⑥→⑦过程中DNA解旋酶可使染色体解旋变为细丝状的染色质 答案　C 解析　①→②表示的是染色体的复制过程，属于有丝分裂间期，而不是核膜解体、核仁消失的前期；④→⑤过程中染色单体已分开成为染色体，低温抑制纺锤体形成，染色体可以复制，但不能被拉向两极，全部保留在同一细胞内，导致染色体数目加倍；⑥→⑦过程中染色体解旋变为细丝状的染色质，不是DNA解旋酶的作用，DNA解旋酶作用于DNA分子的双螺旋结构。‎ ‎2．下列是一组动物活细胞有丝分裂图，有关说法正确的是(　　)‎ A．b图细胞将出现细胞板，并缢裂成两个子细胞；c图细胞核中染色体数和DNA数相等 B．上述细胞在细胞周期中出现的顺序是a→c→d→e→b C．该生物与高等植物有丝分裂的区别主要在c和e两个时期，秋水仙素使基因突变作用在e时期 D．d图细胞中同源染色体联会，形成四分体 答案　B 解析　根据图示，a表示间期，b表示末期，c表示前期，d表示中期，e表示后期，故B项正确；动物细胞内不会出现细胞板，c图细胞核中DNA已完成复制，染色体数和DNA数之比是1∶2，A项错误；动物与高等植物有丝分裂的主要区别在前期和末期，即c和b，秋水仙素使基因突变作用在间期，即DNA分子复制期间，C项错误；同源染色体联会发生在减数第一次分裂的前期，在有丝分裂过程中不出现，D项错误。‎ ‎3．(2014·江苏，12)如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 答案　B 解析　图示动物细胞可能处于有丝分裂中期或减数第二次分裂中期。甲为中心体，在分裂间期倍增，前期移向细胞两极。若为有丝分裂中期，细胞中染色体数与体细胞的相等，若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。细胞分裂前期，核膜、核仁消失。‎ 思维建模 有丝分裂过程的图像识别方法 确定细胞种类及分裂方式的基本思路：首先判断细胞类别，是动物细胞、高等植物细胞还是低等植物细胞；其次确定分裂方式，是有丝分裂还是无丝分裂，如果是有丝分裂，根据染色体的形态确定细胞所属的分裂时期。‎ ‎(1)不同细胞的标志 ‎①植物细胞的标志：有细胞壁，一般呈方形，分裂后期出现细胞板，无中心体；既有中心体又有细胞板的细胞为低等植物细胞。‎ ‎②动物细胞的标志：没有细胞壁，最外层是细胞膜，一般呈圆形，有中心粒，无细胞板，分裂末期通过缢裂方式分裂为两个细胞。‎ ‎③原核细胞的标志：无细胞核，没有染色体，只能进行二分裂，不能进行有丝分裂。‎ ‎(2)二分裂方式和无丝分裂的区别：二分裂时核物质大致均分，没有核膜包被，而无丝分裂时细胞核是从中间凹陷缢裂。‎ ‎(3)根据如下的特点之一判断有丝分裂各时期 项目 间期 前期 中期 后期 末期 识图特征 有核膜，但是没出现染色体 染色体散乱地分布在纺锤体的中央 染色体的着丝点排列在赤道板上 着丝点分裂，姐妹染色单体分开 核膜、核仁出现，染色体消失 题组二　有丝分裂过程中曲线图的分析 ‎4．如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。相关说法不正确的是(　　)‎ A．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则c→d过程细胞中DNA含量不变 B．若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则e点时一条染色体中DNA的含量与a点相同 C．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则a→c过程染色体数目不变 D．若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则a→c过程染色体数目不变 答案　D 解析　若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则ab表示DNA复制，cd表示着丝点分裂，染色体数目加倍，但细胞中DNA含量不变；若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则ab表示 DNA复制，cd表示细胞缢裂成两个子细胞的过程，着丝点分裂发生在bc段，因此D项中a→c过程中包含有丝分裂后期染色体数目加倍的时期。‎ ‎5．下图表示某动物细胞分裂的不同时期，细胞内染色体与核DNA数目比的变化关系，下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．ab段细胞中核糖体的活动很活跃 B．bc段的细胞可发生基因突变、基因重组和染色体变异 C．处于cd段的细胞可以不存在同源染色体 D．着丝点分裂发生在de段 答案　B 解析　ab段可表示分裂间期中蛋白质的合成时期，该时期核糖体活动活跃；bc段表示DNA复制时期，不能发生基因重组；cd段可表示处于减数第二次分裂前、中期的细胞，该时期细胞中不存在同源染色体；de段染色体与核DNA数目比由0.5变为1，是因为发生了着丝点分裂。‎ 图形解读 DNA、染色体、染色单体及每条染色体上DNA含量变化曲线 ‎(1)a→b、l→m、p→q是因DNA分子复制。‎ ‎(2)g→h、n→o、r→s是因着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。‎ ‎(3)d→e、r→s的变化很相似，都是DNA含量减半，但发生的时期不同。‎ ‎(4)染色单体在细胞周期中的起点为0，终点也为0。‎ 题组三　有丝分裂过程中直方图分析 ‎6．如图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，下列叙述正确的是(　　)‎ 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 答案　C 解析　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可表示有丝分裂末期。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。‎ ‎7．下图表示某种哺乳动物细胞分别在正常培养和药物处理培养时，所测得的细胞中DNA含量与细胞数的变化。推测该药物的作用是(　　)‎ A．通过抑制DNA的复制，抑制细胞分裂 B．通过促进DNA的复制，促进细胞分裂 C．通过抑制纺锤体的形成，抑制细胞分裂 D．通过促进着丝点分裂，促进细胞分裂 答案　C 解析　细胞分裂过程中，通过间期DNA复制，细胞DNA含量加倍，通过细胞分裂，细胞DNA含量又恢复正常。若间期受阻，则细胞不能完成DNA复制，DNA含量为2n的细胞数将增多；若细胞不能完成分裂过程，则DNA含量为4n的细胞数量将增多。‎ 图形解读 根据柱形图来判断细胞分裂时期的方法 常见柱形图如下：‎ 一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期：‎ ‎(1)根据染色单体变化判断各时期 染色单体 ‎(2)根据比例关系判断各时期 DNA∶染色体∶染色单体＝ 题组四　动植物细胞有丝分裂的区别及相关细胞器的确定 ‎8．下列有关细胞有丝分裂的叙述中，正确的是(　　)‎ ‎①在动物细胞有丝分裂间期能观察到由星射线形成的纺锤体　②在植物细胞有丝分裂末期形成了赤道板　③在动物细胞有丝分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒　④在动物细胞有丝分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞　⑤如果细胞中染色体数和核DNA分子数之比是1∶2，它一定不是高度分化的细胞 A．③⑥ B．②④ C．①⑤ D．④⑤‎ 答案　D 解析　纺锤体在前期出现，植物细胞分裂末期出现的是细胞板，中心体复制发生在间期，所以①②③都错误。高度分化的细胞不具有分裂能力，染色体数与DNA分子数相等。‎ ‎9．下列关于豌豆细胞有丝分裂过程中细胞器作用的叙述，不正确的是(　　)‎ A．在间期，核糖体上需合成RNA聚合酶 B．在前期，两组中心粒之间的星射线形成纺锤体 C．在间期，线粒体为蛋白质合成提供能量 D．在末期，高尔基体与子细胞的细胞壁形成有关 答案　B 解析　间期合成大量RNA，需合成RNA聚合酶，该酶属于蛋白质，在核糖体上合成；各种蛋白质合成过程中都需要能量，而能量主要由线粒体供给；植物细胞高尔基体与末期细胞壁的形成有关；豌豆是高等绿色植物，细胞中没有中心体，所以B错误。‎ 归纳提升 与有丝分裂有关的细胞结构 细胞结构 细胞类型 生理作用 核糖体 动、植物 合成各种蛋白质(如组成染色体的蛋白质)‎ 中心体 动物、低等植物 在细胞分裂前期发出星射线形成纺锤体 高尔基体 植物 在细胞分裂末期，参与细胞壁的形成 核膜、核仁 动、植物 分裂前期消失，末期重新形成 纺锤体 动、植物 分裂前期形成，末期消失 细胞板 植物 在细胞分裂末期出现在细胞中央，向四周扩展形成新的细胞壁 注意　赤道板不是细胞结构，只是一个假想的平面。‎ 考点三(实验)　观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 ‎1．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(龙胆紫溶液)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，判断处于不同分裂时期的细胞。‎ ‎2．实验步骤 ‎[深度思考]‎ ‎(1)取材时为什么只能剪2～3 mm，而不能过长？‎ 提示　若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。‎ ‎(2)实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换？并说明原因。‎ 提示　不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸，有利于碱性染料的着色，若二者顺序颠倒，解离液中的盐酸会影响染色的效果。‎ ‎(3)在制片时两次用到载玻片，作用分别是什么？‎ 提示　一次是放置根尖；另一次是在盖玻片上加一片载玻片，目的是使细胞分散开来，防止盖玻片移动，同时避免压碎盖玻片。‎ ‎(4)在显微镜下持续观察一个根尖分生区细胞，能否看到一个完整的分裂过程？为什么？‎ 提示　不能。因为根尖细胞经过解离后已经死亡。‎ 题组一　从实验原理和现象进行命题 ‎1．某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验，下列关于该实验的叙述正确的是(　　)‎ A．盐酸和酒精混合液主要起固定作用 B．碱性染料吡罗红可用于染色体染色 C．观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁 D．细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据 答案　D 解析　该实验中，盐酸和酒精混合液的主要作用是解离，故A错误；吡罗红可使RNA呈现红色，故B错误；该实验观察到的细胞是死细胞，无法观察到细胞板扩展形成细胞壁的过程，C错误；细胞内染色体的形态和特征是判断有丝分裂各时期的依据，D正确。‎ ‎2．下列有关“观察根尖分生区细胞有丝分裂”实验现象的叙述，错误的是(　　)‎ A．分生区的细胞既小且方 B．根尖的整体呈乳白色，尖端(根冠)略显淡黄 C．处于分裂前期的细胞均无核仁 D．向左下方移动装片，图像向右上方移动 答案　C 解析　分生区的细胞呈正方形，排列紧密，A项正确；根尖的整体呈乳白色，尖端(根冠)略显淡黄，B项正确；有丝分裂前期核仁的解体是逐渐进行的，某些前期细胞是可以看到核仁的，C项错误；显微镜观察到的物体方向与实际方向相反，向左下方移动装片，图像向右上方移动，D项正确。‎ 题组二　实验操作及结果的分析 ‎3．下列关于“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂”实验的叙述中，正确的是(　　)‎ ‎①解离的目的是用药液使组织细胞彼此分离开来　②制片之前要通过漂洗洗去碱性染料，便于显微镜下观察　③压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察　④一个细胞中染色体的动态连续变化是观察的主要内容 A．①③ B．②③ C．①②③ D．①③④‎ 答案　A 解析　制片之前不需要通过漂洗洗去碱性染料，解离后需要漂洗洗去解离液，便于染色；解离后细胞已经死亡，观察到的不是细胞的动态变化。‎ ‎4．以下是几位同学在做观察植物细胞有丝分裂实验时的操作情况：‎ 甲同学截取5 cm左右的根尖后按规范操作，结果在一个视野中未能找到分生区细胞，他耐心等待后，最终还未能观察到。‎ 乙同学截取2～3 mm根尖解离后立即染色，结果实验效果很差。‎ 丙同学将已染色的实验材料立即放在载玻片上观察，也看不清细胞。‎ 丁同学在制作装片时，用质量分数为15%的盐酸在10 ℃下解离5 min ‎，然后按正确要求操作，结果在观察时，发现根尖细胞没有分开。‎ 分析并回答下列问题：‎ ‎(1)甲操作上的错误是_____________________________________________。‎ 要想找到分生区的细胞，应如何操作？______________________________________。‎ ‎(2)乙同学操作上的错误是________________，看不清细胞的原因是______________________________________________________。‎ ‎(3)丙同学操作上的错误是______________________________________________。‎ ‎(4)丁同学操作中细胞没有分开，最可能的原因是_______________________。‎ 答案　(1)截取根尖太长，所取细胞大部分为伸长区细胞　转换视野，在其他视野中寻找　(2)没有经过漂洗　盐酸和碱性染液反应，染色效果差　(3)没有经过压片，细胞重叠　(4)解离温度低(或解离时间不够或解离剂不合适)‎ 解析　甲的取材太长，根尖结构中只有分生区细胞处于旺盛的分裂状态，应取2～3 mm为宜，且在解离时已杀死细胞，细胞不可能再分裂。乙同学没有漂洗就染色，残留在根尖细胞中的盐酸会和碱性染液反应，影响染色效果。丙同学没有压片，细胞重叠，透光性差，看不清细胞。丁同学解离的温度(或时间)不够，若在10 ℃时解离，解离时间应适当延长，另外，解离剂应为质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精(1∶1)。‎ 易错警示 观察有丝分裂实验的3个易错点 ‎(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。‎ 网络构建 要语强记 ‎1．细胞体积越小，细胞的表面积与体积之比就越大，越有利于物质交换。‎ ‎2．细胞分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。‎ ‎3．动物细胞的一个细胞周期中，DNA复制和中心粒的倍增均发生在分裂间期。‎ ‎4．真核细胞的分裂方式有三种：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。‎ ‎5．有丝分裂最重要的变化是：间期DNA复制，数目倍增；分裂期在纺锤体作用下将复制后的亲代细胞染色体，平均分配到两个子细胞中，在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。‎ 探究高考　明确考向 ‎1．(2013·海南，5)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的参与 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 答案　B 解析　赤道板不是细胞中的一种结构，而是一个假想的平面，A项错误；DNA复制过程中需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与，B项正确；同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期，减数第一次分裂中期已联会的同源染色体排列在赤道板上，C项错误；在细胞周期中，分裂间期持续的时间通常比分裂期的长，D项错误。‎ ‎2．(2010·上海，19)下列是关于细胞分裂过程中细胞内变化的叙述，能正确表示一个细胞周期内分裂过程顺序的是(　　)‎ ‎①两个相同DNA分子完全分开　②出现放射状排列的细丝　③中心体发生倍增　④着丝点排列在一个平面上 A．②→③→①→④ B．②→④→③→①‎ C．③→②→④→① D．②→③→④→①‎ 答案　C 解析　①两个相同DNA分子完全分开，②出现放射状排列的细丝，③中心体发生倍增，④着丝点排列在一个平面上，分别表示细胞分裂的后期、前期、间期和中期。‎ ‎3．(2011·上海，17)如图为同一植物细胞处在有丝分裂两个不同时期的模式图，下列表述错误的是(　　)‎ A．a结构主要由纤维素和果胶组成 B．b表示细胞膜，c表示细胞核 C．d结构的形成需要高尔基体的参与 D．e的蛋白质成分是G2期合成的 答案　B 解析　由图可知，a为植物细胞的最外层结构，是由纤维素和果胶组成的细胞壁；细胞膜与细胞壁在生活状态下是紧贴在一起的，故b表示核膜，c表示核仁；细胞板逐渐形成细胞壁，此过程与高尔基体密切相关；组成e(纺锤体)的微管蛋白是在有丝分裂间期的G2期合成的。‎ ‎4．(2013·江苏，3)下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是(　　)‎ A．分裂间期有DNA和中心体的复制 B．分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍 C．纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期 D．染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期 答案　A 解析　动物细胞中存在与细胞有丝分裂相关的中心体，在它的分裂间期发生了DNA和中心体的复制，A项正确；分裂间期DNA含量因其复制而加倍，但染色体数目的加倍(着丝点的分裂)发生在分裂后期，B项错误；纺锤体在分裂前期形成，在分裂末期消失，C项错误；染色单体在分裂间期形成，在分裂后期因着丝点的分裂而成为独立的染色体，D项错误。‎ 练出高分 ‎1．如图表示某动物体细胞(含4条染色体)有丝分裂的细胞周期，下列叙述正确的是(　　)‎ A．完成e时期的子细胞变化方向最终有两种可能，一种如图所示，另一种将分化成某种组织 B．该细胞中含有4条染色体的时期是a、b、d C．不同物种的细胞周期的长短主要受温度影响 D．从b到b是一个完整的细胞周期 答案　A 解析　由图可知，a、b、c、d、e分别表示细胞分裂间期、前期、中期、后期和末期。在细胞分裂间期、前期、中期染色体数目不变，都为4条；后期和末期，由于着丝点分开，染色体数目加倍，为8条。不同物种的细胞周期的长短主要由遗传物质决定。一个完整的细胞周期是从上一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，即从a到a。‎ ‎2．科学家用含15N的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，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，则下列叙述正确的是(　　)‎ A．高尔基体、线粒体、叶绿体在蚕豆根尖细胞分裂过程中活动旺盛 B．蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期有0～2 h、19.3～21.3 h、38.6～40.6 h C．一个细胞周期可以用0～19.3 h、19.3～38.6 h来表示 D．蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3 h 答案　D 解析　连续分裂的细胞，从上一次细胞分裂完成时开始，到下一次细胞分裂完成时为止为一个细胞周期，包括分裂间期和分裂期，间期经历时间长，分裂期经历时间短。从图中可以看出，2～21.3 h、21.3～40.6 h各为一个细胞周期，一个细胞周期需要的时间是19.3 h，故C项错误，D项正确；在细胞分裂过程中，间期要进行DNA分子的复制，此时DNA分子双链解旋，稳定性最低，即2～19.3 h、21.3～38.6 h时，DNA分子的稳定性最低，B项错误；蚕豆根尖细胞中无叶绿体，在细胞分裂过程中，高尔基体与新细胞壁的形成有关，线粒体为分裂过程提供能量，所以高尔基体和线粒体在根尖细胞分裂过程中活动旺盛，A项错误。‎ ‎3．若将3H—TdR(一种含3H标记的脱氧核苷酸)加入细胞培养液中，正在进行DNA复制的细胞就会立即摄取。在相同的条件下，向连续培养的两组细胞培养液中同时加入3H—TdR，定期取样，检查被标记细胞所占的百分比如下表所示，据此推断正确的是(　　)‎ 取样时间 ‎? %‎ 级别 t0‎ t1‎ t2‎ t3‎ t4‎ t5‎ ‎…‎ 甲 ‎25‎ ‎50‎ ‎75‎ ‎100‎ ‎100‎ ‎100‎ ‎…‎ 乙 ‎25‎ ‎50‎ ‎75‎ ‎80‎ ‎80‎ ‎80‎ ‎…‎ A.两组都有25%的细胞不在细胞周期中 B．两组细胞复制所用时间大致相同 C．细胞周期的时间应是甲组小于乙组 D．乙组约有20%的细胞处于细胞周期中 答案　B 解析　从表中信息可知，t3以后两组细胞被标记数分别稳定在100%和80%，据此可推出乙组应有20%的细胞不处于细胞周期中，且两组细胞复制所用时间大致相同。‎ ‎4．蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续培养，若观察发现只有部分染色体的一条染色单体上含有放射性，则该蚕豆根尖细胞在不含放射性标记的培养基中至少处于第几个细胞周期的中期(　　)‎ A．1 B．2 C．3 D．4‎ 答案　B 解析　由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中完成一个细胞周期后，每个DNA分子中有一条链含放射性；继续在无放射性的培养基中培养到一个细胞周期的中期时，由于DNA 进行半保留复制，存在于一条染色体上的两条姐妹染色单体，一条含放射性，另一条不含放射性，即每条染色体都含放射性，到后期姐妹染色单体分开随机移向两极，移向同一极的含放射性的染色体的数目不能确定，再分裂到第二个细胞周期的中期时，只有部分染色体含有放射性，故B正确。‎ ‎5．甲图为细胞核及其周围部分结构示意图；乙图为有丝分裂过程中一个细胞核中DNA含量变化曲线。相关叙述正确的是(　　)‎ A．假设甲图细胞处在细胞周期中，则甲图细胞相当于乙图cd区间 B．在乙图的ab区间，甲图中的3数目会加倍 C．在细胞周期中，既可消失又可重建的结构是甲图中的4、5，其消失时间是乙图的de区间 D．甲图所示结构不可能代表细菌，但细菌分裂过程中也会出现DNA复制 答案　D 解析　甲图细胞处于细胞周期中的间期，而cd段相当于细胞周期的中期；甲图中的3为染色体，在ab段DNA复制加倍，但染色体不加倍；在细胞周期中，既可消失又可重建的结构是甲图中的4、5，其消失时间是乙图的bc或者gh区间。‎ ‎6．下列关于细胞增殖的叙述，正确的是(　　)‎ A．分裂间期染色体复制，其数目加倍 B．细胞分裂间期开始时与结束时相比物质运输效率相同 C．细胞周期中染色质与染色体形态的转化有利于精准地均分核DNA D．植物分生区处于分裂期的细胞数目较少，是由于大多数细胞没有进入细胞周期 答案　C 解析　细胞分裂间期染色体复制，DNA数目加倍，染色体数目并不加倍，A项错误；细胞分裂间期结束时由于物质的合成使细胞体积增大，细胞分裂间期开始时体积小，物质运输效率较高，B项错误；细胞周期中染色质与染色体形态的转化有利于精准地均分核DNA，C项正确；植物分生区处于分裂期的细胞数目较少，是由于分裂间期所占时间长，大多数细胞处于分裂间期，D项错误。‎ ‎7．(2013·浙江，1)下列关于高等动植物连续分裂细胞的细胞周期的叙述，正确的是(　　)‎ A．用蛋白质合成抑制剂处理G1期细胞，不影响其进入S期 B．S期细胞的染色体数目已增加一倍 C．G2期细胞的核DNA含量已增加一倍 D．用秋水仙素处理细胞群体，M期细胞的比例会减少 答案　C 解析　细胞分裂间期中G1期主要是合成蛋白质，为进行S期DNA复制做准 备，若用蛋白质合成抑制剂处理G1期细胞，会影响其进入S期，A项错误；S期细胞的DNA正在复制，但染色体数目不变，B项错误；G2期细胞的核DNA已完成复制，含量增加一倍，C项正确；M期即细胞分裂期，用秋水仙素处理细胞群体，会抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞分裂停止，因而处于M期细胞的比例会增多，D项错误。‎ ‎8．抑素是细胞释放的、能抑制细胞分裂的物质，主要作用于细胞周期的G2期。研究发现，皮肤破损后，抑素释放量减少，细胞分裂加快。伤口愈合时，抑素释放量增加，细胞分裂又受抑制。由此推断(　　)‎ A．抑素对细胞分裂的抑制作用是可逆的 B．皮肤细胞培养时，加入一定量的抑素有利于细胞分裂 C．抑素能抑制皮肤细胞G2期的活动，使其细胞周期缩短 D．抑素抑制DNA复制所需蛋白质的合成，阻断细胞分裂 答案　A 解析　从题干信息可知，抑素的作用是抑制细胞分裂，B错误；抑素能抑制皮肤细胞G2期的活动，使其细胞周期延长，C错误；G2期DNA复制已经完成，所以抑素不会抑制DNA复制所需蛋白质的合成，同时抑素使细胞分裂减慢，并不阻断细胞分裂，D错误。‎ ‎9．处于有丝分裂过程中的动物细胞，某一时期细胞内的染色体、染色单体、核DNA分子三者的数量比是1∶2∶2，此时细胞内可能发生着(　　)‎ A．细胞膜向内凹陷 B．着丝点一分为二 C．中心体移向两极 D．DNA正在进行复制 答案　C 解析　染色体、染色单体、核DNA分子三者的数量比是1∶2∶2，通常处于有丝分裂的前、中期，中心体移向两极是前期的特征，细胞膜向内凹陷是末期的特征，着丝点一分为二是后期的特征，DNA复制发生在间期，所以C项正确。‎ ‎10．下图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，图3表示有丝分裂中不同时期核DNA分子数的变化，图4表示有丝分裂中不同时期染色体和核DNA的数量关系。有关叙述不正确的是(　　)‎ A．图1所示细胞中共有4条染色体，8个DNA分子；图2 所示细胞中共有0条姐妹染色单体 B．处于图3中BC段的是图1所示细胞，完成图3中CD段变化的细胞分裂时期是后期 C．有丝分裂过程中不会出现如图4中d所示的情况 D．图4中a可表示有丝分裂后期，b可对应有丝分裂前期或中期 答案　B 解析　图3中的BC段表示有丝分裂前期、中期和后期，因此对应于图1和图2；完成图3中CD变化的细胞分裂时期是末期。‎ ‎11．下列A、B、C三图是不同生物细胞有丝分裂图，据图回答下列问题：‎ ‎(1)A图表示动物细胞还是植物细胞？_____________。理由是：①________________，②________________________________________________________________________。‎ ‎(2)A图细胞染色体数目是________条，DNA分子数是__________个，该细胞有丝分裂的结果是形成________个子细胞，每个子细胞中染色体数有________条。‎ ‎(3)B图细胞处于分裂期的____________期，图中有染色单体__________条。该图与它的前一时期相比，相同的是________________，不同的是____________。‎ ‎(4)C图表示的是________细胞进行有丝分裂的______期，此期细胞内发生的主要变化是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)请在下图中画出C图代表的生物体细胞一个细胞周期中染色体的变化曲线。‎ 答案　(1)植物细胞　具有细胞壁　无中心体　(2)6　12　两　6　(3)后　0　DNA分子数　染色体数　(4)动物　后　着丝点分裂，染色单体分开成为两条子染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极　(5)如图所示 解析　(1)A图细胞具有细胞壁，无中心体，推测为植物细胞。(2)染色体的数目等于着丝点数，A图有6条染色体，此时细胞中有姐妹染色单体，所以DNA含量＝姐妹染色单体数＝染色体数的2倍，即12。有丝分裂形成两个子细胞，子细胞中染色体数目与亲代细胞相同，即6条染色体。‎ ‎(3)B图处于有丝分裂后期，此时没有姐妹染色单体，染色体数目加倍，DNA含量与中期相同。(4)C图表示动物细胞有丝分裂后期，此时发生的变化是着丝点分裂，染色单体分开成为两条子染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。(5)有丝分裂间期、前期、中期染色体数目均为4条，后期染色体数目加倍，为8条，末期的最后形成了两个子细胞，每个细胞的染色体数目恢复为4条。‎ ‎12．图甲是细胞分裂各阶段的细胞核DNA和细胞质中mRNA含量的变化曲线，图乙是某生物有丝分裂过程中的某一分裂时期图像。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图甲曲线表明，细胞分裂过程中核糖体功能活跃的时期是________________(填图中字母)。d～e段细胞质中mRNA明显减少，最可能的原因是___________________________，且原有的mRNA不断被分解。‎ ‎(2)在图甲a～e阶段中，能观察到图乙所示图像的是________阶段，该阶段细胞中染色体数目可能为________条。‎ ‎(3)如果将此生物的细胞培养在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，则当细胞分裂至图乙所示时期时，细胞核中含放射性DNA占总DNA的________%。‎ 答案　(1)a、c　DNA分子高度螺旋化，无合成mRNA的模板　(2)d　4或8　(3)100‎ 解析　(1)直接看mRNA的含量：a、c两个时期mRNA含量高，说明有大量的基因转录。一般情况下，这种高mRNA含量会伴随着大量的mRNA翻译、蛋白质合成，这些生化过程发生在核糖体上，因此，a、c这两个时期核糖体功能活跃。(2)d阶段代表分裂期的前、中、后三个时期，而图乙表示的是有丝分裂中期的图像。因此，在图甲a～e阶段中，能观察到图乙所示图像的是d阶段，该阶段细胞中染色体数目可能为4条或8条。(3)由于DNA的复制是半保留复制，因此如果将此生物的细胞培养在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，则当细胞分裂至图乙所示时期时，细胞核中含放射性DNA占总DNA的100%。‎ ‎13．细胞有丝分裂后期，由于着丝点一分为二，染色体数目暂时加倍。染色体数目加倍是纺锤丝牵引的结果，还是受基因控制的生理活动？某同学对该问题进行了实验探究。‎ ‎(1)实验假设：___________________________________________________。‎ ‎(2)实验步骤：‎ 第一步：培养洋葱根尖。‎ 第二步：取两个广口瓶分别编号为1号、2号，并装入等量清水，向1号瓶内加入2 mL一定浓度的秋水仙素溶液，向2号瓶中加入2 mL清水。‎ 第三步：将已长出根尖的洋葱分别转移到1号、2号广口瓶中培养一段时间。‎ 第四步：从1号、2号广口瓶中洋葱上分别切取根尖2～3 mm，并分别进行________________________________________等步骤制成临时装片。‎ 第五步：分别在显微镜下观察装片，比较并记录__________________________(时期)的染色体数目。‎ ‎(3)请你预测实验结果和结论：‎ 结果 结论 ‎1、2号瓶中洋葱根尖细胞有丝分裂后期染色体数目相等 ‎(4)如图表示动物细胞在有丝分裂的分裂期各种距离或长度随时间的变化规律曲线。‎ 若已知曲线a代表两个中心体间的距离，则曲线c代表 ‎______________________________________________。‎ 答案　(1)染色体数目加倍是受基因控制的生理活动(或染色体数目加倍是纺锤丝牵引的结果)‎ ‎(2)解离、漂洗、染色和制片　细胞分裂后期 ‎(3)见下表 结果 结论 染色体数目加倍是受基因控制的生理活动 ‎1号瓶中洋葱根尖细胞有丝分裂后期染色体数目是2号瓶的一半 染色体数目加倍是纺锤丝牵引的结果 ‎(4)姐妹染色单体分开后，形成的两组染色体的着丝点之间的平均距离