1、第第1010讲细胞的增殖讲细胞的增殖第四单元第四单元2023内容索引强基础强基础 增分策略增分策略增素能增素能 精准突破精准突破悟考情悟考情 演练真题演练真题知考向明考情提素养重考能全国卷内容要求1.简述细胞的生长和细胞增殖的周期性2.简述细胞的有丝分裂过程3.实验:制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片,或观察其永久装片生命观念理解细胞周期概念和有丝分裂过程,形成结构与功能相适应的观念科学思维比较有丝分裂过程中物质或结构的变化规律,培养逻辑思维能力近五年全国卷考情2021全国乙(1,2)、2018全国(4)、2018全国卷(4)、2017全国(29)科学探究观察根尖细胞的有丝分裂,模拟探究细胞表
2、面积与体积的关系强基础强基础 增分策略增分策略一、细胞的生长和细胞周期及无丝分裂一、细胞的生长和细胞周期及无丝分裂1.细胞不能无限长大(1)模拟实验细胞大小与物质运输的关系 模拟实验应用的是类比推理的方法 细胞物质运输的效率基本相同相同减小越低(2)细胞不能无限长大的原因 相对表面积核质比DNA2.细胞周期 并非所有分裂的细胞都有细胞周期,减数分裂和无丝分裂都没有细胞周期连续分裂下一次分裂完成3.无丝分裂 不同于原核细胞的二分裂 细胞核纺锤丝染色体4.细胞增殖的方式及意义 物质准备细胞分裂无丝减数二分裂生长、发育、繁殖、遗传旁栏边角(必修1 P113“图6-4”拓展)细胞分裂期蛋白质合成的很少
3、,原因是 。 提示 分裂期染色体中的DNA高度螺旋化,难以解旋,无法正常转录 易错辨析(1)细胞经过有丝分裂后,就立即进入下一个细胞周期。()(2)温度通过影响酶的活性可以影响细胞周期。()(3)精巢、卵巢中的细胞不存在细胞周期。()(4)同种生物不同细胞的细胞周期是相同的。()细胞经过有丝分裂后,有三种去向:继续分裂,进入下一个细胞周期;不再分裂,进行细胞分化;暂不分裂。 精巢、卵巢中的原始生殖细胞有的进行有丝分裂,有的进行减数分裂,并非都不存在细胞周期。同种生物不同细胞的细胞周期可能不同,这是基因选择性表达的结果。(5)植物器官的大小主要取决于细胞体积的大小。()(6)同一生物的不同组织细
4、胞都具有细胞周期。()(7)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。()植物器官的大小主要取决于细胞数量的多少。 只有连续分裂的细胞才具有细胞周期。 洋葱的表皮细胞不能分裂,不具备细胞周期。 应用提升(必修1 P114“图6-7”改编)下图是蛙的红细胞的分裂过程图,请思考并回答下列问题。(1)图示分裂方式为,其最大的特点是分裂过程中没有和的变化,该方式(填“有”或“无”)DNA的复制。 无丝分裂纺锤丝染色体有(2)大肠杆菌能否完成图示分裂过程?人体红细胞呢? 提示 大肠杆菌是原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,不能进行无丝分裂,其细胞分裂方式为二分裂。人体红细胞为高度分化的细胞,不再进行分裂。
5、二、细胞的有丝分裂二、细胞的有丝分裂1.高等植物细胞的有丝分裂 蛋白质染色体核仁核膜纺锤体排列在赤道板上染色质丝纺锤丝2.动植物细胞有丝分裂的主要区别 纺锤丝中心体细胞板细胞膜缢裂3.有丝分裂的重要意义 经过复制平均分配到两个子细胞中遗传物质DNA遗传性状的稳定性遗传旁栏边角(必修1 P115“拓展题2”)在下面的坐标图中画出有丝分裂染色体和DNA的数量变化曲线。提示 如图所示: 易错辨析(1)(2021全国乙,1B)在有丝分裂前期,每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子。()(2)(2020浙江7月选考,8C)高等动物胚胎干细胞分裂过程中染色单体的形成和着丝点的分裂发生在同一时期。(
6、)(3)(2016全国,1A)细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献。()(4)二倍体哺乳动物细胞有丝分裂中期染色体排列在赤道板上,后期染色单体分离。()(5)细胞分裂间期既有基因表达又有DNA复制。() 染色单体形成发生于有丝分裂间期,着丝点分裂发生于有丝分裂后期。 (6)人肝细胞分裂期的持续时间大于分裂间期的持续时间。()(7)有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定。()(8)细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目。()人肝细胞分裂期的持续时间小于分裂间期的持续时间。 有丝分裂DNA复制后的间期、前期和中期,DNA数目为染色体数目的两倍。应用提升(析图建模)由细胞形态判断并回答
7、问题。下列细胞中哪一类细胞最可能具有细胞周期?提示 图中为精子,为神经细胞,为哺乳动物的成熟红细胞(细胞已无细胞核和各种细胞器),它们均属于高度分化的细胞,已丧失分裂的周期性;但细胞尚未分化,最可能连续分裂,保持周期性。三、实验三、实验: :观察根尖分生组织细胞的有丝分裂观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1.实验原理 碱性深色2.实验步骤 使组织中的细胞相互分离开洗去解离液,防止解离过度质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL载玻片使细胞分散,有利于观察易错辨析(1)(2021全国乙,2B)观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可用龙胆紫溶液使其着色。()(2)(2020山东,3B)观察植物细
8、胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片。()(3)(2017全国,2C)若要观察处于细胞分裂中期的染色体,可用醋酸洋红液染色。()(4)观察细胞有丝分裂时,在高倍镜的同一个视野中,可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形,排列紧密。()(5)用龙胆紫溶液染色,观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体。() 观察到的为死细胞,需移动装片方可观察各时期细胞。 长句应答1.解离和染色时间要严格控制的原因是什么?提示 若解离时间太短,则压片时细胞不易分散开;时间过长,则细胞解离过度、过于酥软,无法取出根尖进行染色和制片。若染色时间太短,则染色体不能完全着色;若染色时间过长,则染色体及周围结构均被着色,无法分
9、辨染色体。2.为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察?如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞?提示 解离过程中细胞已经死亡,观察到的只是一个固定时期。如果要找到各个分裂时期的细胞,要不断移动装片,在不同的视野中寻找。增素能增素能 精准突破精准突破主题一主题二能力解读主题一主题一 细胞周期与有丝分裂过程细胞周期与有丝分裂过程主题一主题二命题解读主题一主题二角度一、细胞周期角度一、细胞周期考向探究考向1细胞周期各区段划分及特点分析1.下图表示二倍体生物细胞周期以及一个细胞周期结束后可能出现的几种状态。下列有关叙述错误的是()A.G1期和G2期都属于分裂间期B.记忆B细胞所处时期应该为G0期C.由M期
10、直接进入死亡状态的细胞可能是细胞坏死D.精子或卵细胞处于G0期,受精后再进入细胞周期主题一主题二答案 D解析 一个完整的细胞周期包括分裂间期(G1期、S期、G2期)和分裂期(M期),A项正确。一个细胞周期结束后可能出现的几种状态:继续下一个细胞周期,分化为无增殖能力的细胞,细胞凋亡或坏死,进入G0期,成为暂不增殖细胞,B、C两项正确。精子或卵细胞通过减数分裂产生,而减数分裂没有细胞周期,D项错误。主题一主题二考向2细胞周期与基因表达2.下图为某生物细胞周期各阶段的染色体DNA和细胞质中mRNA含量的变化曲线,下列相关分析正确的是()A.人的口腔上皮细胞也能发生图示变化过程B.图示的a阶段,细胞
11、最易受到致癌因子影响,导致癌变C.图示曲线表明,细胞分裂过程中核糖体功能活跃的时期是a段D.d段细胞质中mRNA明显减少,最可能的原因是细胞分裂前期发生了染色质螺旋化形成染色体,导致mRNA合成减少,且原来的mRNA不断被分解主题一主题二答案 D解析 人的口腔上皮细胞已高度分化,不具备细胞周期,A项错误;图中b段DNA分子复制时细胞易受到致癌因子影响,发生癌变,B项错误;图示信息表明,mRNA的合成存在两个高峰期,即a、c段,此两段mRNA合成多,蛋白质合成旺盛,核糖体更加活跃,C项错误。主题一主题二考向3细胞周期的调控3.(2020山东)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在D
12、NA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下图所示。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的磷酸化而影响细胞周期D.M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期C 主题一主题二
13、考题点睛 主题一主题二方法突破1.细胞周期的四种常用表示方法主题一主题二主题一主题二主题一主题二2.细胞周期中DNA相对含量与mRNA含量变化规律图示及分析 图1 图2 主题一主题二(1)以“DNA含量”为衡量指标:图1中a、ab处的细胞,以及b处部分细胞,可分别对应图2中的a、b、c,即分别对应G1期、S期、G2期,均属于分裂间期。(2)以“mRNA含量”为衡量指标:G1、G2期均有蛋白质合成,G1期在前,G2期在后。主题一主题二特别提醒 细胞分裂后产生的子细胞有三种去向 主题一主题二角度二、有丝分裂过程及各时期特点分析角度二、有丝分裂过程及各时期特点分析考向探究考向1有丝分裂过程及特点1.
14、下列有关高等动植物细胞有丝分裂的叙述,错误的是()A.动植物细胞有丝分裂的过程中都有核膜、核仁的消失和再现B.动植物细胞有丝分裂后期分别出现赤道板和细胞板C.动植物细胞在分裂后期均有着丝点的分裂和姐妹染色单体的分离D.高等植物细胞从两极发出纺锤丝形成纺锤体,动物细胞在两组中心粒的周围发出星射线形成纺锤体主题一主题二答案 B解析 动植物细胞有丝分裂的过程中,核膜、核仁均会发生消失和再现的情况,A项正确;赤道板不是真实存在的结构,B项错误;有丝分裂后期着丝点的分裂和姐妹染色单体的分离是动植物细胞有丝分裂的共同特点,C项正确;高等植物细胞中不存在中心体,其从两极发出纺锤丝形成纺锤体,动物细胞在两组中
15、心粒的周围发出星射线形成纺锤体,D项正确。主题一主题二考向2有丝分裂过程图像辨析2.(2021 吉林长春实验中学期中)下图为某同学观察一高等植物根尖有丝分裂后,绘制的各时期细胞图。下列叙述错误的是()A.有丝分裂的分裂期,细胞出现的先后顺序是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.细胞内有蛋白质的合成,且合成场所为一种无膜结构的细胞器主题一主题二答案 B解析 图中分别表示有丝分裂的前期、后期、末期、间期、中期,其中分裂期依次包括前期、中期、后期、末期,A项正确;题述细胞为高等植物细胞,M为细胞板,P为纺锤丝,B项错误;染色体主要由D
16、NA和蛋白质组成,所以核DNA的复制与染色体复制是同步进行的,C项正确;细胞对应的时期为有丝分裂间期,该时期最大的特点是完成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,而核糖体没有膜结构,D项正确。主题一主题二考向3有丝分裂过程染色体行为辨析3.(2021 江西赣州十五县期中联考)右图表示真核细胞一个细胞周期中染色体的行为变化,下列有关叙述正确的是()A.姐妹染色单体的形成发生在cd时期B.植物细胞中,de时期细胞中央将出现细胞板C.bb可以表示一个完整的细胞周期D.细胞中的DNA含量加倍是在ea时期,细胞中染色体数目加倍是在bc时期主题一主题二答案 C解析 姐妹染色单体的形成
17、发生在bc时期,A项错误;植物细胞分裂末期,即ab时期,细胞中央将出现细胞板,B项错误;细胞周期是指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,图中bb可以表示一个完整的细胞周期,C项正确;细胞中的DNA含量加倍是在bc时期(间期),细胞中染色体数目加倍是在ea时期(后期),D项错误。主题一主题二考向4有丝分裂过程中染色体和核DNA分子数的变化分析4.(2021全国乙)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
18、点排列在赤道板上,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条染色体主题一主题二答案 D解析 在有丝分裂间期,DNA进行半保留复制,数目由8个变为16个,A项正确。在有丝分裂前期,染色质高度螺旋化形成染色体。此时染色体已经完成复制,每条染色体包括2条姐妹染色单体,含2个DNA分子,B项正确。在有丝分裂中期,染色体已经完成复制,但数量不变,仍为8条。此时着丝点排列在赤道板上,染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,是观察染色体的最佳时期,C项正确。在有丝分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目由8条变为16条。同源染色体一般在减数第一次分裂后期分开,有丝分裂不涉及同源染色
19、体的变化,D项错误。主题一主题二5.下图为二倍体生物的细胞中发生的变化,相关叙述错误的是() A.AB、MN变化的原因都是DNA分子的复制B.EF、KL变化的原因都是着丝点分裂C.CD、OP的变化很相似,但时期不同D.FG、JK每条染色体上的DNA数相同主题一主题二答案 D解析 细胞核中DNA分子的复制导致核DNA的数量加倍,每条染色体上的DNA数由1变为2,A项正确;着丝点分裂导致染色体数量加倍或染色单体消失,B项正确;CD核DNA数量减半,是指有丝分裂末期结束或减数第一次分裂末期结束,OP每条染色体上的DNA数由2变为1,该变化发生在有丝分裂的后期或减数第二次分裂的后期,C项正确;FG细胞
20、染色体数为4N,其对应的细胞应处于有丝分裂后期和末期,每条染色体上的DNA数是1,JK存在染色单体,每条染色体上的DNA数是2,D项错误。主题一主题二方法突破1.归纳与细胞有丝分裂有关的细胞器(1)有丝分裂过程中细胞器的作用时期及主要生理作用细胞器所在细胞类型作用时期主要生理作用核糖体动、植物细胞整个时期各种蛋白质的合成中心体动物、低等植物细胞前期纺锤体的形成高尔基体 动、植物细胞末期与植物细胞壁的形成有关线粒体动、植物细胞整个时期提供能量主题一主题二2.归纳有丝分裂过程中的四种加倍 主题一主题二3.有丝分裂过程中染色体、核DNA的含量变化曲线分析(1)有丝分裂过程中染色体、染色单体及核DNA
21、数量变化分析主题一主题二主题一主题二(2)根据柱形图判断细胞分裂时期(以二倍体生物为例) 主题一主题二根据染色单体变化判断各时期 根据比例关系判断各时期 主题一主题二能力解读主题二主题二 观察根尖细胞的有丝分裂观察根尖细胞的有丝分裂主题一主题二命题解读主题一主题二考向探究考向1实验材料选择与处理1.(2020天津)某同学居家学习期间,准备洋葱根尖有丝分裂实验材料。在下列方法中(每天换一次水),根尖生长状况最好的是()主题一主题二答案 C解析 培养洋葱根尖时,需让洋葱的底部接触水面,既要保证足够的水分,又不抑制根细胞呼吸,A项容器中水分不足,B、D项容器中水过多,会抑制根细胞呼吸,C项容器中的水
22、浸润洋葱底部,容器中适当放入石子,促其生根和呼吸,故C项容器中的根尖生长状况最好。主题一主题二考向2实验分析与评价2.(2020北京)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响,用聚乙二醇溶液模拟干旱条件,处理白刺花的根尖,制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异的情况,细胞图像如图。相关叙述正确的是()A.制片需经龙胆紫染色漂洗盐酸解离等步骤B.直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体C.染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期D.观察结果表明该细胞染色体发生了变异主题一主题二答案 D解析 观察根尖细胞有丝分裂图像的实验中,需经过解离漂洗染色(龙胆紫)制片等步骤,A项错误;应先在低倍物镜下找到分生
23、区细胞并移至视野中央,再换高倍物镜仔细观察,B项错误;由图示染色体的形态和位置,可知该细胞正处于有丝分裂的后期,C项错误;由于图示中出现了断裂的染色体片段,表明该细胞染色体的结构发生了变异,D项正确。主题一主题二3.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示(注:“+”表示操作,“-”表示未操作)。实验人员操作取材解离漂洗染色制片甲根尖23 mm处-+乙根尖23 mm处+-+丙根尖57 mm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
24、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主题一主题二答案 C解析 解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来,甲未解离,细胞相互重叠;漂洗的目的是洗去药液,防止解离过度,乙未漂洗,影响染色效果,染色体着色很浅不清楚;根尖57 mm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,故观察不到染色体。主题一主题二考向3实验结果的分析与判定4.玉米根尖纵切片经碱性染料染色,用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。对此图像的观察与分析,错误的是()A.先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范B.可观察到箭头所指细胞
25、的细胞核和细胞壁C.在图像中可观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能力不同主题一主题二答案 B解析 观察有丝分裂图像时,先在低倍镜下找到所要观察的物像并移到视野中央,再换用高倍镜观察,A项正确;图中箭头所指细胞染色体在纺锤丝的牵引下移向两极,处于有丝分裂后期,没有核膜,无法看到细胞核,B项错误;细胞分裂前期染色体散乱排布在纺锤体的中央,此视野中可找到,C项正确;碱性染料易将细胞中的染色体染成深色,而其他结构染色浅,D项正确。主题一主题二方法突破1.有丝分裂实验中操作注意事项主题一主题二2.实验异常现象的原因分析 悟考情悟考情 演练真题演练真题1.(2019江苏)下列关于观
26、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、芽尖等的分生区细胞都能进行有丝分裂,A项错误;解离是使组织中的细胞相互分离开来,若解离时间不足,压片时细胞不易分散开,效果不好,若解离时间过长,细胞分离过度,无法取出根尖进行染色制片,B项错误;滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散,便于观察,C项正确;细胞周期中分裂间期所占的时间最长,因此视野中最多的是处于分裂间期的细胞,D
27、项错误。2.(2017浙江11月选考)下列关于观察小鼠骨髓细胞有丝分裂的叙述,正确的是()A.前期,分开的中心体之间有纺锤丝相连B.中期,伸展延长的染色质排列在赤道板上C.后期,可观察到核膜逐渐解体形成小泡D.末期,可观察到由许多囊泡聚集形成的细胞板答案 A解析 动物细胞有丝分裂前期中心体移向细胞两极,且中心体之间有纺锤丝相连,A项正确;动物细胞有丝分裂中期,缩短变粗的染色体排列在赤道板上,B项错误;动物细胞有丝分裂前期核膜逐渐解体为小泡,C项错误;植物细胞有丝分裂末期可观察到由许多囊泡聚集形成的细胞板,动物细胞有丝分裂过程中不形成细胞板,D项错误。3.(2018全国)已知药物X对细胞增殖有促
28、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的空间结构答案 C解析 根据药物X和D的作用及对照组的设置可知,甲组是对照组,乙组细胞数一直增加,说明只加入了药物X,丙组开始一段时间与乙组走势相同,后来不相同,应是一段时间后加入
29、了药物D,A、B两项合理。如果乙组先加入了药物D,则其细胞增殖速率应低于对照组(甲组),C项不合理。蛋白质的功能取决于蛋白质的结构,如果药物X是蛋白质,则药物D抑制药物X的作用可能是改变了其空间结构,D项合理。4.(2015北京)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 h后用流式细胞仪检测,结果如图。对检测结果的分析,不正确的是()对照组 实验组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的复制答案 C解析 根据题意可知,图中实验组的处理是用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞,比较两图可知:a峰对应细胞内DNA相对含量为40,b峰对应细胞内DNA相对含量为80,A项正确。癌细胞中DNA相对含量的增加是细胞分裂间期DNA分子复制的结果,复制完成时,DNA分子的相对含量是复制前的2倍,则DNA含量在a、b峰之间的细胞正进行DNA分子的复制,B项正确。处于分裂期的细胞已完成DNA的复制,所以应被计数在b峰中,C项错误。实验组与对照组相比,b峰对应的细胞数量明显减少,由此可见该药物抑制了DNA的复制,D项正确。本本 课课 结结 束束
