3mjt马井堂衡水中学高中生物细胞的有丝分裂及相关实验Word文件下载.docx

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直线图

a＋b或c＋d为一个细胞周期

坐标图

A→G为一个完整的细胞周期

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

由细胞形态判断，下列①～⑤细胞中哪一类细胞最可能具有细胞周期？

提示　图中①为精子细胞，③为肌肉细胞，④为神经细胞，⑤为哺乳动物的成熟红细胞（⑤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②细胞尚未分化，最可能连续分裂保持周期性。

　细胞不能无限长大的原因

（2016·

西北工大附中模拟）科学家通过模拟实验探究细胞大小与物质运输的关系，实验过程：

将三个边长分别为1cm、2cm、3cm含有酚酞的琼脂块，浸泡于NaOH溶液10min后取出，切成两半，每块NaOH扩散的深度如图中阴影所示（琼脂块中数据表示未被扩散部分的长度），关于该实验及相关推论叙述正确的是（　　）

A.本实验自变量是不同大小的琼脂块，因变量是NaOH进入琼脂块“细胞”的深度

B.NaOH在边长1cm的琼脂块内扩散的速率最大

C.通过本模拟实验可说明，细胞体积越小，其相对表面积越小，物质运输的效率就越高

D.本实验中，NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率

解析　本实验自变量是不同大小的琼脂块，因变量是NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比，A错误；

据图示可知，NaOH在3个琼脂块内扩散的速率相同，B错误；

通过本模拟实验可说明，细胞体积越小，其相对表面积越大，物质运输的效率就越高，C错误；

本实验中，NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率，D正确。

答案　D

模拟探究细胞表面积与体积关系的相关说明

（1）琼脂块大小模拟细胞大小，NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。

（2）物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。

（3）在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内“扩散的速率”是相同的。

（4）NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。

（5）实验结论

细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间物质交流的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。

　细胞周期

1.（2016·

海南卷，6）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　等位基因分离只发生于减数分裂过程中，而减数分裂无细胞周期；

有丝分裂过程中纺锤丝出现于分裂前期；

细胞周期大部分时间处于分裂间期，此时染色体呈染色质状态。

答案　C

2.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

解析　本题考查对细胞周期的理解，解题的突破口是细胞周期起点和终点的确定。

b→a段、a→b段分别表示分裂间期和分裂期，细胞周期应是b→b段。

答案　A

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，视野中处于间期的细胞数目更多。

1.有丝分裂过程——以高等植物细胞为例（连线）

■助学巧记

细胞有丝分裂各时期特点

2.有丝分裂过程中细胞结构的变化

（1）染色体形态及行为变化：

间期

前期

中期

后期

末期

（2）有丝分裂过程中相关成分或结构“加倍”的时期和原因分析

成分或结构

时期

原因

DNA

DNA复制

染色体

着丝点分裂

中心体

中心体复制

细胞核

新核膜已经形成，细胞质尚未分裂

3.“三看”法界定动物和高等植物细胞有丝分裂图像

4.无丝分裂

DNA含量、染色体数、染色单体数及每条染色体上DNA分子数变化曲线分析：

（1）请依次标注图甲～丁的纵轴标识内容。

（2）上图甲～丁中，由于核DNA分子复制而引起变化的区段有哪些？

（3）图甲～丁中哪些区段变化原因是“着丝点分裂，姐妹染色单体分离形成子染色体”？

提示　

（1）甲～丁纵轴标识内容依次为甲：

DNA含量；

乙：

染色体数；

丙：

染色单体数；

丁：

每条染色体上DNA分子数。

（2）A→B、L→M、P→Q变化的原因都是核DNA分子复制。

（3）G→H、N→O、R→S变化的原因都是着丝点分裂、染色单体分离形成染色体。

1.真题重组　判断正误

（1）人的正常体细胞的分裂次数是有限的（2016·

海南卷，4A）（√）

（2）细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献（2016·

全国课标卷Ⅱ，1A）（√）

（3）该图为某二倍体动物细胞有丝分裂后期模式图（2015·

广东卷，6D改编）（×

）

（4）动物细胞分裂间期有DNA和中心体的复制（2013·

江苏卷，3A）（√）

（5）纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期（2013·

江苏卷，3C）（×

（6）染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期（2013·

江苏卷，3D）（×

（7）蛙受精卵发育过程中，可发生DNA的半保留复制（2012·

四川高考改编）（√）

以上内容主要源自教材必修1P112～114有丝分裂与无丝分裂知识，全面把握有丝分裂过程及相关物质或结构变化并了解无丝分裂特点和适用范围是解题关键。

（注：

高考对本考点的考查大多与减数分裂结合）

2.（教材改编题，教材必修1P115T4、T5改编）下列与有丝分裂相关叙述正确的是（　　）

A.随着着丝点的分裂，DNA数目加倍

B.有丝分裂是真核细胞的主要增殖方式，无丝分裂是原核细胞的主要增殖方式

C.与动物细胞有丝分裂方式不同，植物细胞有丝分裂末期可形成赤道板

D.动物细胞有丝分裂与细胞膜流动性密切相关

解析　随着着丝点分裂，染色体数目加倍；

有丝分裂和无丝分裂均为真核细胞的分裂方式；

植物细胞有丝分裂末期可形成细胞板而不是赤道板。

3.（教材必修1P115拓展题）真核细胞体积普遍较小，但卵细胞体积为何较大？

提示　卵细胞的卵黄中贮存了大量营养物质，卵裂初期所需的营养物质由卵黄提供，不是靠细胞外物质的输入；

细胞的表面积与体积之比限制细胞的物质运输，而卵细胞内部储存了大量的营养物质，可以长得比较大。

　有丝分裂的过程及特点

1.（2013·

海南单科，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

解析　有丝分裂过程中提到的赤道板只是个位置，没有真正的结构存在，A项错误；

细胞在有丝分裂间期进行的DNA分子复制中的解旋需要酶的参与，B项正确；

有丝分裂过程中没有同源染色体的联会，C项错误；

在细胞分裂周期中间期占的比例较大，D项错误。

答案　B

2.如图所示，有关细胞有丝分裂的描述正确的是（　　）

A.具有姐妹染色单体的只有e

B.在b时期实现了细胞中的DNA和染色体数目的加倍

C.细胞有丝分裂的顺序是c→e→a→b→d

D.观察和计数染色体数目的最佳时期是e

解析　图中a、e时期均含姐妹染色单体；

b时期染色体数目加倍，c时期DNA数目加倍；

细胞有丝分裂顺序应为c→a→e→b→d。

（1）分裂全过程均存在同源染色体，但不联会、不分离。

（2）姐妹染色单体在间期就已形成，只是呈染色质形态，而染色体形态出现于前期。

（3）后期着丝点是自动分裂而与纺锤丝的牵引无关。

若用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝的牵引，细胞中染色体的数目仍可加倍。

（4）界定赤道板与细胞板：

赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；

细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。

（5）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

活动活跃的时期

生理作用

核糖体

动、植物

整个细胞周期，但主要是间期

有关蛋白质的合成

动物、低等植物

纺锤体的形成

高尔基体

植物

细胞壁的形成

线粒体

整个细胞周期

提供能量

　有丝分裂过程中染色体、DNA等数据变化分析

辽宁实验中学阶段性测试）如图甲、乙是某哺乳动物（含2n条染色体）的体细胞一次细胞分裂过程曲线图，纵坐标表示一个细胞核中染色体或DNA的含量。

下列说法错误的是（　　）

A.甲图可能是DNA含量变化，乙图可能是染色体数目变化

B.EF、CD段均与新核形成有关

C.MN段与着丝点断裂有关

D.BC段只包含前期和中期，NE包括后期

解析　BC段应包括G2期、前期、中期和后期，D错误。

2.如图为某生物细胞有丝分裂过程中染色体数（a）、染色单体数（b）和核DNA分子数（c）的统计图。

下列解释一定不正确的是（　　）

A.图①可以用于表示细胞分裂的前期

B.染色体螺旋化程度最高时，可用图①表示三者的数量关系

C.间期用图②表示最恰当

D.图③可表示细胞分裂完成

解析　先判断图①②③可表示哪些时期，再根据各时期的特点逐项分析。

图②与图①相比，染色体数加倍，染色单体数为零，可表示有丝分裂后期。

图③与图②相比，染色体和核DNA数恢复为正常值，可表示有丝分裂完成。

根据柱状图判断细胞有丝分裂时期（以二倍体生物为例）

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有丝分裂各时期：

染色单体

（2）根据比例关系判断有丝分裂各时期：

DNA∶染色体∶染色单体

＝

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

（1）取材时为什么只能剪2～3mm，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）解离和染色时间要严格控制的原因是什么？

提示　①若解离时间太短，则压片时细胞不易分散开；

时间过长，则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。

②若染色时间太短，则染色体不能完全着色；

若染色时间过长，则使细胞核等其他部分充满染色剂，无法分辨染色体。

（3）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。

（4）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　①解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。

②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。

（5）使细胞分散开的操作措施有哪三种？

提示　①解离；

②镊子尖弄碎根尖；

③拇指按压载玻片。

　观察植物细胞的有丝分裂

1.（2014·

全国课标Ⅰ，29）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）盐酸酒精混合液是解离液，用于解离过程，解离的作用是使组织中的细胞相互分离开来。

龙胆紫溶液用于染色过程，为碱性染料，能使细胞核中的染色体（质）着色。

（2）对细胞核功能较为全面的阐述应该是：

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

2.（2017·

海南模拟）在“观察细胞有丝分裂”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

制片

甲

根尖1～3mm处

－

＋

乙

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　解离的目的是使细胞分散开，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。

实验成功的关键点

（1）实验材料的选择

①类型：

选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料。

②部位：

应选分裂旺盛的部位（如根尖的分生区）。

（2）应该严格按照操作步骤进行：

取材→解离→漂洗→染色→制片。

（3）在解离过程中细胞已被盐酸杀死（龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色，表明细胞已丧失生物活性，生物膜已不具选择透过性），因此，显微镜下观察到的都是死细胞，不能看到细胞分裂的动态变化。

若视野中找不到处于某一时期的细胞，可通过移动装片从邻近的区域中寻找。

易错·

防范清零

[易错清零]

易错点1　不清楚细胞周期中相关物质变化及mRNA形成的两个高峰期内涵

点拨　有丝分裂各阶段细胞中DNA和细胞质中mRNA的含量变化，如下图所示曲线，图中a、b、c依次对应G1期、S期、G2期。

（1）G1、G2期解读：

G1、G2两时期为mRNA形成的高峰期，表明此期为转录高峰期，此时应大量消耗“U”，且RNA聚合酶活性较高，但G1期主要合成DNA复制所需的酶系，G2期主要合成纺锤体微管蛋白等。

（2）S期解读：

①S期为DNA复制期，是细胞周期的最关键期，此时大量消耗“T”

②S期易发生基因突变，为诱变育种、癌细胞增殖，药物研发关键期。

易错点2　误认为有丝分裂后期着丝点分裂是纺锤丝牵引的结果

点拨　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。

实验佐证：

用秋水仙素破坏纺锤体形成，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。

易错点3　不清楚根尖结构，混淆“根尖”与“根尖分生区”进而导致不明确有丝分裂装片制作适宜取材部位或不能正确进行观察结果评价

点拨　

（1）洋葱根尖可包括根冠、分生区、伸长区、成熟区，其中分生区细胞呈正方形、排列紧密细胞分裂旺盛，适宜作有丝分裂观察材料，而其他区域细胞已分化，不进行分裂，故不宜选作有丝分裂观察材料。

（2）分生区根尖：

根尖长度一般选5cm左右，而分生区只在其最前端的2～3mm（包藏于根冠之下）内，只有分生区细胞才进行细胞分裂。

实验时剪取3mm左右即可，不能过长，否则看到的大多数是伸长区的细胞。

（3）细胞解离后已被杀死，从而观察不到动态分裂过程，因此要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。

[规范答题]

图甲是某生物细胞分裂各阶段的染色体DNA和细胞质中mRNA含量的变化曲线，图乙是该生物细胞分裂过程中的某一时期图像。

请据图回答下列问题：

（1）细胞处于图甲的________阶段（填图中字母）时，最易受到致癌因子影响，导致癌变。

甲图中大量消耗“T”和大量消耗“U”的时期依次为________、________。

（2）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___________________________________________________________________

___________________________________________________________________，

导致mRNA合成减少，且原来的mRNA不断被分解。

（3）在图甲a～g阶段中，细胞中染色体数目为________条；

能观察到图乙所示图像的是________阶段（填图中字母）；

图乙的后一时期将发生_______________

__________________________________________________________________

至g结束时，新产生细胞的基因组成为________。

（4）若要观察此种分裂处于不同时期的细胞，可取生长健壮的洋葱根尖，经过________、________、染色、制片过程，制成临时装片，放在显微镜下观察，如图是洋葱根尖结构模式图，则适宜作有丝分裂观察的为________，可进行转录的为________，区2、区3细胞遗传物质________（发生、未发生）改变。

答卷采样·

原处纠错

纠错依据

混淆a、b、c区内涵，不明确a、c区为转录高峰区，b区为DNA复制区

图示中a、c区才是转录高峰期，即蛋白质合成高峰期

①未顾及细胞分裂后期“染色体加倍”这一状况

②未领会有丝分裂，子细胞基因型不变这一特征

不理解“解离”的内涵，与“固定”混淆

随堂·

真题演练

浙江卷，3）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24

D.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　有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，DNA都只复制一次，A正确；

动物细胞在G2期已经能观察到1对中心体，前期彼此分离散发纺锤丝构成纺锤体，B正确；

体细胞染色体数为24，则减数第二次分裂的中期染色体数为12条，DNA有24个，C正确；

G2期DNA已经复制好，一条染色质上有2个DNA分子，如果其上1个DNA分子发生片段缺失，则有丝分裂形成的2个子细胞只有一个细胞含有异常DNA，D错误。

2.（2015·

北京理综，3）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　由图可知，在b峰中细胞的DNA含量为80，而a峰中细胞的DNA含量为40，A正确；

在a峰与b峰之间细胞内的DNA在逐渐加倍，所以正进行着DNA分子的复制，B正确；

通过实验组和对照组中b峰细胞的数量可以看出，实验组中进行DNA复制的癌细胞数量明显减少，则说明该药物对癌细胞DNA复制有抑制作用，D正确；

DNA的复制发生在间期，处于分裂期的细胞中DNA是加倍的，所以处于分裂期的细胞均计数在b峰中，C错误。

3.（2014·

江苏单科，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

解析　题图为动物细胞有丝分裂的中期。

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，丙为星射线，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；

题图细胞中染色体数与体细胞染色体数相同；

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。

4.（2014·

海南单科，1）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　在四个备选项中只有C选项的细胞具有分裂能力，其他细胞都是高度分化的细胞，不能进行细胞分裂。

（时间：

25分钟　满分：

100分）

1.在一个细胞周期中，以下变化可能发生于同一时期的是（　　）

A.DNA分子的复制和染色体数目加倍

B.染色单体形成和细胞板的出现

C.着丝点的分裂和同源染色体的分离

D.核膜的消失和纺锤体的形成

解析　DNA的复制发生在细胞分裂间期，染色体数目加倍发生在分裂后期，A错误。

染色单体形成在间期，细胞板出现在末期，B错误。

着丝点分裂在后期，同源染色体分离在减Ⅰ后期，有丝分裂中不发生同源染色体的分离，C错误。

核膜消失和纺锤体形成都在前期，D正确。

2.下列关于细胞有丝分裂各阶段的描述，正确的是（　　）

A.蛋白质合成较旺盛的时期，纺锤体可由中心体发出的星射线或细胞两极发出的纺锤丝形成

B.染色体的螺旋化程度达到最高的时期，细胞内不一定有同源染色体但一定有染色单体

C.着丝点数目加倍的时期，细胞内全部染