有丝分裂.docx
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有丝分裂
细胞的生长和细胞周期
1.多细胞生物生长的原因（从细胞的角度分析）
（1）通过细胞生长增大细胞的体积。
（2）通过细胞分裂增加细胞的数量。
2.细胞不能无限长大
（1）实验——细胞大小与物质运输的关系
①实验原理
a.酚酞遇NaOH呈紫红色。
b.用不同大小的琼脂块模拟不同大小的细胞。
c.用NaOH在琼脂块中扩散的体积与整个琼脂块的体积的比值模拟细胞的物质运输的效率。
②实验步骤：
阅读教材，了解实验步骤与实验材料
③实验结果：
依据下表信息，进一步完善补充：
琼脂块的
边长/cm
表面积/cm2
体积/cm3
比值（表面
积/体积）
NaOH扩散
的深度/cm
比值（NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积）
3
0.1
2
1
④实验结论
a.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。
b.琼脂块的表面积与体积之比（相对表面积）随着琼脂块的增大而减小。
c.NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小。
（2）细胞不能无限长大的原因
①受相对表面积的制约：
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。
②受核质比的制约：
细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。
3.细胞增殖
（1）细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
（2）方式
（3）意义：
是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
4.细胞周期
（1）概念：
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，为一个细胞周期。
（2）适用范围：
①进行有丝分裂的细胞才有细胞周期；②连续分裂的细胞才有细胞周期。
知识拓展 细胞分裂后产生的子细胞有三种去向
①持续分裂：
始终处于细胞周期中。
如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞。
②暂不分裂：
暂时脱离细胞周期，仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中。
如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞。
③永不分裂：
永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡。
如肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞，叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞。
（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组细胞多数处于分裂期，A组细胞为细胞分裂末期和未进行DNA复制的细胞
（4）细胞周期的特点：
不同类的细胞，其细胞周期不一定不同，分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同；细胞周期的大部分时间处于分裂间期，其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。
特别提醒 间期又分为G1期、S期、G2期。
G1期：
又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质的合成，为S期DNA的复制做准备。
S期：
又称DNA合成期，主要进行DNA的复制。
G2期：
又称DNA合成后期，主要进行RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成，为分裂期作准备。
例1、分析命题热图，明确答题要点
（1）间期和M期的阶段如何划分？
（2）一个细胞周期的开始点和结束点在哪里？
细胞周期的判断与表示方法
2、下列据图描述细胞周期的相关说法正确的是（ ）
A.甲图中的S期位于丙图中的a→b段
B.一个完整的细胞周期是指乙的a＋b段或b＋c段
C.用秋水仙素作用于丙细胞可使细胞分裂停留在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
*判断一个完整的细胞周期的方法
（1）“先长后短”：
一个细胞周期一定要先经过一个长的间期，再经过一个短的分裂期。
（2）“终点到终点”：
从完成时开始，到完成时结束，为一个细胞周期。
（3）“先复制后分裂”：
一个细胞周期一定要先完成DNA的复制，才能完成细胞的分裂。
3.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
4.下面为细胞周期示意图，其中S期内解旋酶和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（ ）
A.图示细胞的细胞周期为24h
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
答案、1.提示 间期可以分为G1、S和G2期三个阶段；分裂期（M期）可以分为前、中、后、末期四个阶段。
提示 开始点和结束点均位于G1期和末期的交界处，从此位置按图中箭头顺时针转一圈即为一个细胞周期。
2-4CDB
*与细胞周期相联系的知识
（1）联系基因突变：
在细胞分裂间期的S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。
（2）联系染色体变异：
在细胞分裂期的前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。
（3）联系细胞癌变：
用药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。
（4）联系免疫：
在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂，使细胞周期缩短。
细胞的有丝分裂和无丝分裂
1.有丝分裂过程——以高等植物细胞为例（连线）
巧记 间期：
生长复制合成蛋；前期：
膜仁消失两体现；中期：
着丝点排在赤道板；后期：
单体分开向两极；末期：
两消两现一重建（重建指植物细胞重建细胞壁）。
2.动植物细胞有丝分裂的主要区别
项目
纺锤体的形成方式不同（前期）
细胞分裂方式不同（末期）
植物细胞
从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
由细胞板形成细胞壁，将细胞分隔成两部分
动物细胞
由中心体发出星射线形成纺锤体
由细胞膜向内凹陷，将细胞缢裂成两部分
3.与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
名称
生物类型
作用时期
生理作用
核糖体
动物、植物
主要是间期
合成相关蛋白质
线粒体
动物、植物
整个细胞周期
提供能量
高尔基体
植物
末期
与细胞壁
（板）的形成有关
中心体
动物、低等植物
前期
与纺锤体的形成有关
4.有丝分裂的意义
亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间遗传性状的稳定性。
5.无丝分裂
特别提醒
（1）无丝分裂是真核生物快速形成体细胞的方式，但不精确。
（2）分裂过程核膜不解体，无纺锤丝的形成，但有遗传物质的复制。
（3）原核细胞的分裂也没有纺锤丝的形成，但不能叫无丝分裂，而是二分裂。
例1.分析命题热图，明确答题要点
下图是有丝分裂过程中相关曲线和图像
（1）PQ形成的原因是DNA的复制，RS形成的原因是着丝点的分裂。
（2）乙图是植物细胞有丝分裂前期，丙图是动物细胞有丝分裂后期。
（3）乙图位于甲图中的QR段，丙图位于甲图中的ST段。
1.有丝分裂过程中细胞结构的变化
（1）纺锤体的变化：
前期形成→末期解体。
（2）核膜、核仁的变化：
前期解体→末期重建。
（3）中心体的变化：
间期复制→前期移向两极→末期平分到两个子细胞。
（4）染色体的变化：
2.有丝分裂过程中可“加倍”的结构
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
细胞核
末期
新核膜已经形成，细胞质尚未分裂
着丝点
后期
着丝点分裂
注意
（1）着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果，而是相关酶的作用。
比如，秋水仙素抑制纺锤体的形成，在没有纺锤丝牵引的情况下，染色体的着丝点也可自然分裂，从而导致染色体加倍。
（2）纺锤丝的缩短是酶促反应的过程，需要消耗能量。
3.核DNA、染色体、染色单体、着丝点的数目变化（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
核DNA
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
染色体
2n
2n
2n
4n
4n→2n
染色单体
0→4n
4n
4n
0
0
着丝点
2n
2n
2n
4n
2n
4.细胞中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线
（1）曲线模型
（2）模型解读
①a→b、l→m变化的原因都是DNA分子复制。
②g→h、n→o变化的原因都是着丝点分裂。
③c→d形成的原因是核膜的形成。
④染色单体的变化规律是：
0→核DNA数→0（核DNA未复制时为0，复制后与核DNA一样多，着丝点分裂后又降为0）。
5.有丝分裂中染色体数与核DNA数比值的变化曲线
（1）图1中ef段表示S期，fg段表示含有姐妹染色单体的时期，即有丝分裂G2期、前期和中期，hi段表示有丝分裂的后期和末期。
（2）图1中，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，染色体与核DNA数目之比为1∶1。
（3）图2中BC段表示间期的S期，CD段表示有丝分裂的G2期、前期和中期，EF段为有丝分裂的后期和末期。
6.根据柱状图判断细胞分裂时期的规律（以二倍体生物为例）
（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＝
例1.如图表示真核细胞一个细胞周期中染色体的变化，下列有关叙述正确的是（ ）
A.同一个体所有细胞的细胞周期持续时间相同
B.细胞中的DNA含量加倍是在e～a时期
C.植物细胞中，d～e时期囊泡的活动加强
D.动植物细胞有丝分裂过程的不同之处主要发生在a～b时期和c～d时期
2.下图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析可作出的判断是（ ）
A.图①②③④表示一个完整的细胞周期
B.若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→②
C.该种生物的叶肉细胞中共含有6个DNA分子
D.图③过程发生了基因重组
3.下图是某动物细胞有丝分裂模式图，有关叙述不正确的是（ ）
A.上述细胞有丝分裂的顺序是甲、丁、乙、丙
B.显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期
C.开始出现染色体的时期是丁；染色体开始转变成染色质形态的时期是丙
D.若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能是作用于丙图
“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像
4.如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。
下列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
5.如图甲表示某高等植物细胞有丝分裂的相关图像，图乙表示细胞内染色体与核DNA数目比的变化关系，下列相关叙述正确的是（ ）
A.图甲中的①中心体的活动很活跃，图乙ab段核糖体的活动很活跃
B.图甲中的②处于图乙中的ef段，属于分裂后期
C.图甲中的①处于图乙中的cd段，细胞中染色体∶DNA∶染色单体＝1∶2∶2
D.着丝点分裂发生在de段，是图甲中的②所示时期
6.处于有丝分裂过程中的动物细胞，细胞内的染色体数（a）、染色单体数（b）、DNA分子数（c）可表示为如图所示的关系，此时细胞内可能发生着（ ）
A.纺锤体形成B.着丝点分裂
C.细胞板形成D.出现新的核膜
7.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（ ）
A.该动物的体细胞中都含有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
迅速识别柱形图中的染色体、染色单体和DNA
（1）先看染色单体：
染色单体可能是0，而染色体和DNA不可能是0。
（2）再看DNA和染色体：
DNA可能是染色体的2倍，而染色体不可能是DNA的2倍。
答案：
1-7.DBDDCAC
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（龙胆紫溶液或酸酸洋红液）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
过程
图像
步骤说明
根尖培养
实验前3～4d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触清水，置于温暖处，常换水，待根长约5cm时取用
装
片
制
作
取材
剪取根尖2～3mm（时间：
上午10时～下午2时）
解离
①解离液：
质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1体积比混合；
②时间：
3～5min；
③目的：
使组织中的细胞相互分离开来
漂洗
①漂洗液：
清水；
②时间：
约10min；
③目的：
洗去解离液，防止解离过度
染色
①染色液：
0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液；
②时间：
3～5min；
③目的：
使染色体（或染色质）着色
制片
①压片：
用镊子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后用拇指轻轻地按压载玻片；
②目的：
使细胞分散开，利于观察
观察
①先用低倍镜观察：
找到分生区细胞（正方形、排列紧密）；
②后用高倍镜观察：
找出各时期细胞，观察特点并记录各时期的细胞数目
绘图
中期细胞绘图要点：
植物细胞形态近正方形，着丝点排列在赤道板上；有染色单体、纺锤体；无核膜、核仁和中心体
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
部分
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
压片时间
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
2.高中生物实验中洋葱的“一材多用”
（1）叶片——绿叶中色素的提取和分离实验。
（2）鳞片叶外表皮——观察植物细胞的质壁分离和复原实验。
（3）鳞片叶内表皮——观察DNA和RNA在细胞中的分布实验。
（4）根尖——观察根尖分生组织细胞的有丝分裂和低温诱导植物染色体数目的变化实验。
问题探究
（1）取材时为什么只能剪取根尖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，增加了寻找分裂细胞的难度。
（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位充满染色剂，无法分辨染色体。
（3）压片时的操作要领是什么？
提示 在盖玻片上再加一片载玻片，然后用拇指轻轻按压，目的是使细胞均匀分散开，避免压碎盖玻片和产生滑动，使根尖形态匀称。
压片结束后要把上面的载玻片去掉再观察。
（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，要不断的移动装片，在不同的视野中寻找。
*“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的4点提醒
（1）根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区不能分裂。
（2）不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体会出细胞分裂的连续过程。
（3）细胞板是个真实结构，而赤道板是人为定义的面，看不到此“结构”。
（4）“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。
例1.下图表示洋葱根尖细胞的细胞周期。
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.细胞周期中分裂期各时期时间总和要比分裂间期短
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
2.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，则有丝分裂前期每个染色体仍含有2条染色单体，子细胞染色体数目与母细胞的相同
D.减数第一次分裂前期同源染色体配对，每个染色体含有4条染色单体，子细胞染色体数目为母细胞的一半
3.（2015·安徽，3）如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片。
下列叙述正确的是（ ）
A.甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B.乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极
C.甲和乙细胞中的染色体数目相等，DNA含量相同
D.统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短
4.下面图1和图2分别表示某一生物体内细胞有丝分裂过程中某一时期的图像与有丝分裂过程中每条染色体上DNA数目变化的图解，其中字母表示时间点，O→F时间段表示一个完整的细胞周期。
请据图回答问题：
（1）图1所示的细胞变化发生在图2中的________时期（填字母）。
（2）O→B时段为细胞有丝分裂的________期，此时细胞内发生的活动主要是_____________和__________________，其中后者的发生与核糖体有直接关系。
（3）观察植物细胞有丝分裂的实验中，需要用到的碱性染料是__________________；持续观察图1所示的细胞，________（填“能”或“不能”）观察到下一个时期。
（4）图中B→C时段细胞核DNA、染色体与染色单体数目比例为______________，这种比例将持续到图2的________点才开始变化。
（5）观察染色体的形态、数目的最佳时期位于图2中的具体时段是________段。
5.下图甲中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域，图乙是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的模式图。
请据图回答下列问题：
（1）观察根尖有丝分裂时应选择图甲中的________区细胞（填字母），请按细胞有丝分裂过程排列图乙中细胞A、B、C、D的准确顺序：
____________________。
该区域的细胞中能产生ATP的细胞器有________。
（2）细胞是独立分裂的，但不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程，原因是________________________________________________________________________。
（3）某同学在显微镜下观察到了A图像，发现了赤道板，请你评价他的观察结果：
________________________________________________________________________。
（4）观察细胞质壁分离时可选择________区细胞（填字母）。
③和④过程中细胞核遗传物质________（填“发生”或“不发生”）改变。
答案1-3CCB4.
（1）D→E
（2）间 DNA的复制 相关蛋白质的合成 （3）醋酸洋红液或龙胆紫溶液 不能（4）2∶1∶2 D （5）C→D
5.
（1）b B→A→D→C 线粒体
（2）制作装片时细胞经解离已经死亡 （3）赤道板只是一个位置，不是真实结构，因此赤道板是看不到的 （4）d 不发生
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