版高考生物一轮复习 第五单元 细胞的生命历程 第9讲 细胞的增殖及相关实验创新备考学案 中图Word文件下载.docx

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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、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、芽生长点细胞等。

②暂不分裂，仍具分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂，如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞等。

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、神经细胞、浆细胞、叶肉细胞、根尖成熟区细胞等。

　细胞不能无限长大的原因

（2018·

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换的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。

　细胞周期

1.（2017·

全国卷Ⅲ，29）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　　　　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　　　　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　　　　，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　　　　（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_________________________________________

__________________________________________________________________（答出1点即可）。

解析　

（1）DNA复制发生在细胞分裂间期；

DNA合成被阻断后，分裂期不受影响，分裂间期受影响。

（2）秋水仙素通过抑制纺锤丝的形成来使细胞中染色体数目加倍，而纺锤丝的形成于有丝分裂前期，因此不会被阻断在间期。

（3）分裂间期细胞的特点是DNA的复制和有关蛋白质的合成、细胞体积略有增大。

答案　

（1）分裂　间

（2）纺锤体形成　不会

（3）完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质

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。

考点二　细胞的有丝分裂和无丝分裂（5年11考）

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

—膜仁消失显两体

　↓

—形定数晰赤道齐

—点裂数加均两极

—两消两（三）现质分离

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

着丝粒分裂

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“着丝粒分裂，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粒分裂、染色单体分离形成染色体。

1.真题重组　判断正误

（1）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（2017·

全国卷Ⅰ，2C）（√）

（2）人的正常体细胞的分裂次数是有限的（2016·

海南卷，4A）（√）

（3）细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献（2016·

全国卷Ⅱ，1A）（√）

（4）细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制（2016·

海南卷，6C）（√）

（5）细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目（2017·

海南卷，23A）（×

）

以上内容主要源自教材必修一P76～80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.下列与有丝分裂相关叙述正确的是（　　）

A.随着着丝粒的分裂，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　随着着丝粒分裂，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.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）后期着丝粒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

1.（2018·

江淮十校联考）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段与着丝粒断裂有关

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。

答案　C

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

考点三　实验：

观察根尖分生组织细胞的有丝分裂（5年7考）

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（龙胆紫溶液或醋酸洋红）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（质）

（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　误认为所有分裂的细胞都有细胞周期

点拨　只有有丝分裂的细胞“连续分裂时”才具备（无丝分裂、减数分裂不具有细胞周期）细胞周期。

能连续分裂的细胞包括动物的受精卵、精（卵）原细胞、皮肤生发层细胞、造血干细胞、癌细胞、杂交瘤细胞等，植物的根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织细胞、茎的形成层细胞、受精卵等。

易错点2　不明确有丝分裂过程中相关结构的变化规律

点拨　纺锤体形成于前期，消失于末期；

核膜、核仁在前期消失，在末期重建；

中心体在间期倍增，在前期移向两极，在末期平均分配。

易错点3　不清楚细胞分裂间期mRNA的变化

点拨　

（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。

[纠错小练]

1.下列关于细胞周期的叙述，正确的是（　　）

A.机体内所有的体细胞都处于细胞周期中

B.受抗原刺激后的淋巴细胞细胞周期变长

C.细胞种类不同，细胞周期持续时间不同

D.成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期

解析　只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，已经分化的细胞无细胞周期，A错误；

受抗原刺激后的淋巴细胞分裂增殖，细胞周期变短，B错误；

细胞种类不同，细胞周期持续时间不同，C正确；

成熟的生殖细胞不再分裂，无细胞周期，D错误。

蕲春模拟）如图表示某高等动物细胞分裂各阶段染色体和核DNA数的比例关系（用实线表示）和细胞质中mRNA含量的变化（用虚线表示）。

下列有关叙述错误的是（　　）

A.该图表示的细胞分裂方式不一定为有丝分裂

B.在b阶段核DNA和染色体的含量均加倍

C.核糖体发挥功能的主要时期是c阶段

D.d阶段细胞中可能发生基因重组

3.（2017·

云南省大理州理科综合）下列有关二倍体生物细胞增殖的叙述正确的是（　　）

A.染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期

B.有丝分裂中期，发生联会的同源染色体排列在赤道板上

C.赤道板是细胞在有丝分裂过程中出现的一种结构

D.在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁的形成

解析　染色单体形成于分裂间期，A错误；

有丝分裂中期有同源染色体，但是同源染色体不发生联会，B错误；

赤道板不是真实存在的结构，是一种虚拟的结构，C错误。

4.（2017·

安徽省皖北名校联考）图示中的甲、乙、丙表示动物细胞有丝分裂中三种物质的数量关系，其中a是染色体，b是染色单体，c是DNA分子，那么图中数量关系正确的是（　　）

A.甲和乙B.甲和丙C.乙和丙D.只有甲

解析　甲图：

染色体数目∶染色单体数目∶DNA分子数＝1∶2∶2，可表示有丝分裂前期和中期；

乙图：

染色体数目∶染色单体数目∶DNA分子数＝2∶1∶2，有丝分裂过程中不存在这样的数量关系；

丙图：

不含染色单体，染色体数目∶DNA分子数目＝1∶1，可表示有丝分裂末期。

随堂·

真题&

预测

北京卷，1）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（　　）

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　盐酸只能使植物细胞相互分离开来，动物细胞的相互分离用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，A错误；

使用高倍显微镜观察细胞分裂图像时，需在低倍镜下找到物像移到视野中央，再用高倍物镜，B正确；

在有丝分裂中期着丝点不分裂，染色体数目没有加倍，在有丝分裂后期着丝点分裂，染色体加倍，C错误；

植物细胞有丝分裂末期在细胞中央出现细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，动物细胞膜从中央向内凹陷，D错误。

2.（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，A错误；

在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现于分裂前期，B错误；

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，D错误。

3.（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。

4.（2019·

高考预测）在人的体细胞增殖过程中，下列生理活动通常不会发生的是（　　）

A.DNA复制B.三磷酸腺苷的水解

C.纺锤体的形成与消失D.基因重组

解析　人的体细胞有丝分裂过程中有DNA复制；

细胞增殖需要消耗能量，三磷酸腺苷的水解释放能量；

人的体细胞有丝分裂过程中有纺锤体的形成与消失；

有丝分裂通常不会发生基因重组。

（时间：

30分钟　满分：

100分）

河北衡水四调，9）在探究细胞大小与物质运输关系的实验中，用NaOH溶液浸泡不同边长的含酚酞的琼脂立方块一定时间后，取出立方块切成两半。

其剖面如图所示，其中x为NaOH扩散的深度，y为立方块的边长，阴影代表红色。

则（　　）

A.该实验的自变量为x，因变量为y

B.x的值随y值的增大而增大

C.NaOH扩散的体积为（y－x）3

D.y值越小，扩散体积的比例越大

解析　该实验的目的为探究细胞大小与物质运输关系，即自变量为y，因变量为NaOH扩散体积占琼脂立方块体积的比例，A错误；

x为NaOH扩散的深度，与y（立方块的边长）没有关系，B错误；

NaOH扩散的体积应为y3－（y－2x）3，C错误；

y值越小，琼脂立方块的相对表面积越大，扩散体积的比例越大，D正确。

2.下列甲图表示在一个细胞周期中不同时期所需时间的示意图，乙图表示不同温度条件下酶活性的变化曲线。

关于这两幅图的描述，正确的是（　　）

A.利用一定剂量射线处理a时期可诱发