2020版高考生物一轮复习 课堂互动探究案1 细胞周期和细胞的有丝分裂（含解析）

课堂互动探究案1 细胞周期和细胞的有丝分裂考点突破素养达成细胞的生长和增殖的周期性(国考5年2考)(全国卷：2017全国卷；2016全国卷；地方卷：2018浙江卷；2016海南卷；2014浙江卷)【师说考问】考问1细胞增殖的周期性(1)细胞增殖细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。方式意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。(2)细胞周期概念：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。适用范围：进行有丝分裂的细胞才有细胞周期；连续分裂的细胞才有细胞周期。考问2判断下列哪些细胞具有细胞周期A根尖分生区细胞B植物形成层细胞C神经细胞D人表皮细胞E哺乳动物成熟红细胞F干细胞G生发层细胞H洋葱表皮细胞I浆细胞(1)具有细胞周期的是：A、B、F、G。(2)判断的理由：这些细胞都是连续分裂的细胞。考问3根据下列四种细胞周期的表示方法确定细胞周期方法名称表示方法用字母表示细胞周期扇形图ABCA为一个细胞周期直线图ab或cd为一个细胞周期bc不为一个细胞周期坐标图abcde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总结：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。知识拓展细胞周期的理解(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有周期性。如下图甲细胞就无细胞周期，而乙细胞能进行连续的细胞分裂，具有细胞周期。(2)生物体有细胞周期的细胞有：受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。(3)分裂后产生的子细胞有三种去路：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。暂不分裂：暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，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。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。考问4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一定相同，间期和分裂期所占的比例也不一定相同。(2)外部因素：温度、pH、射线、生理或病理状况等，这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期。【题组跟进】高考题组研考向细胞周期特点的理解12016全国卷，2某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述，错误的是()A随后细胞中的DNA复制发生障碍B随后细胞中的RNA转录发生障碍C该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用解析：某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因此会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误。答案：C题后归纳细胞周期“三联系”“一联系”基因突变：在细胞分裂间期，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。“二联系”染色体变异：在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现染色体数目加倍的细胞。“三联系”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。22018浙江卷，21下表所示为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。周期G1SG2M合计时间(h)1.32.72.90.67.5下列叙述正确的是()AG1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生B用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后，细胞都被阻断在S期CG2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体，导致染色体数目加倍D胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同，但G1、S、G2和M期的时间长短不同解析：G1期为DNA复制前期，细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生，A正确；S期是DNA复制期，用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后，DNA复制不能进行，G1细胞都被阻断在S期，B错误；G2期是DNA复制后期，细胞中的每个染色体含2条并列的染色单体，但染色体数目不变，C错误；胡萝卜不同组织细胞的细胞周期持续的时间长短不同，G1、S、G2和M期的时间长短也不同，D错误。答案：A32016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：等位基因的分离发生在减数分裂过程中，减数分裂没有细胞周期，A错误；纺锤丝出现在有丝分裂前期，B错误；DNA复制需要解螺旋，间期细胞中染色体高度螺旋化，难以解旋，C正确；染色体存在于分裂期，染色质主要存在于分裂间期，分裂期的时间远小于分裂间期，D错误。答案：C细胞周期的实验探究42017全国卷，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，最终细胞会停滞在细胞周期的间期。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成来使染色体数目加倍，而纺锤体形成于有丝分裂前期；经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在间期。(3)分裂间期的特点是有关蛋白质的合成、DNA进行复制、为分裂期准备物质。答案：(1)分裂间(或答：S)(2)纺锤体的形成不会(3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质模拟题组预趋势细胞周期的判断及表示方法1经典模拟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，则下列说法正确的是()细胞周期G1SG2M合计时长(h)1073.51.522A.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BG2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1.51011.5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。答案：B22019陕西高三质量检测细胞分裂间期依次划分为G1、S和G2期，研究者将处于不同时期的细胞进行融合，实验结果如下图所示。其中灰色的部分是细胞核，黑点代表中心体。下列推断不合理的是()A引发中心体复制的物质持续存在到G2期B中心体和DNA复制可能同时进行CS期细胞中可能存在使G1期细胞核进入S期的物质D中心体的复制始于G1期，在G2期复制完毕解析：据图可知，G1期的细胞含有1个中心体，S期和G2期的细胞含有两个中心体，G1期的细胞和G2期的细胞融合，G1期细胞可以完成中心体的复制，推测引发中心体复制的物质持续存在到G2期，A项正确；G1期和S期的细胞融合，G1期细胞可以发育到S期，同时完成中心体的复制，B项正确；根据B项推测S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质，C项正确；中心体在S期即复制完毕，D项错误。答案：D细胞生长和细胞周期相关实验分析32019湖北黄冈模拟将一块3 cm3 cm6 cm的含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的正方体。将3块琼脂块放在装有NaOH的烧杯内，淹没浸泡10分钟。下列说法正确的是()A随琼脂块增大，NaOH扩散速率增大B随琼脂块增大，琼脂块的表面积与体积之比增大C随琼脂块增大，琼脂块中变红的体积增大D随琼脂块增大，琼脂块中变红的体积所占的比例增大解析：随琼脂块增大，NaOH扩散速率不变，A错误；随琼脂块增大，琼脂块的表面积与体积之比变小，B错误；在一定时间内，随琼脂块增大，琼脂块中变红的体积所占的比例变小，D错误。答案：C4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，阻断细胞分裂解析：从题干信息可知抑素对细胞分裂的抑制作用是可逆的，A正确；抑素的作用是抑制细胞的分裂，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，D错误。答案：A有丝分裂过程中相关结构与数量的变化(国考5年3考)(全国卷：2018全国卷；2017全国卷；2016全国卷；地方卷：2016浙江卷；2015安徽、福建卷；2014天津、浙江、江苏卷)【师说考问】考问1染色体、染色单体、DNA的变化规律(以二倍体为例)(1)染色体、染色单体及DNA三者之间的数量关系：当有染色单体(前、中期)时，染色体：染色单体：DNA1：2：2。当无染色单体(后、末期)时，染色体：DNA1：1。(2)数量变化：时期间期前期中期后期末期染色体2N2N2N4N4N2N染色单体04N4N4N00核DNA2N4N4N4N4N4N2N(3)一个细胞中DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量的变化曲线：ab、lm、pq变化原因都是DNA分子的复制。gh、no、rs变化原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。cd，rs的变化很相似，但时期不同。染色单体数在细胞周期中的起点为0，终点也为0。考问2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生理作用：细胞器细胞类型作用时期生理作用核糖体动物、植物整个时期各种蛋白质的合成中心体动物、低等植物前期纺锤体的形成高尔基体植物末期细胞壁的形成线粒体动物、植物整个时期提供能量(2)有丝分裂过程中相关细胞器的分配中心体经复制后，均等分配到两个子细胞中。线粒体、叶绿体等细胞器随机、不均等分配到两个子细胞中。考问3动植物细胞分裂图像的判定 动物细胞分裂植物细胞分裂裂种类 高等植物细胞低等植物细胞子细胞的形成方式，即有无细胞板形成。有无中心体。考问4无丝分裂(1)特点：分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化。(2)过程细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核。整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。(3)实例：蛙的红细胞的无丝分裂。【题组跟进】高考题组研考向有丝分裂过程相关知识的准确判断1高考重组，判断正误。(1)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时细胞中一定不存在同源染色体。2014天津卷，T1A()提示：二倍体生物细胞进行着丝点分裂时，细胞可能处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，若为前者，则细胞中存在同源染色体。(2)二倍体生物细胞着丝点分裂一定导致DNA数目加倍。2014天津卷，T1B()提示：着丝点分裂导致染色体数目加倍，但DNA数目不变。(3)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时染色体DNA一定由母链和子链组成。2014天津卷，T1C()提示：DNA复制方式为半保留复制，则DNA中一定有一条母链和一条子链。(4)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍。2014天津卷，T1D()提示：有丝分裂后期染色体数目增加，是体细胞染色体数目的2倍；减数第二次分裂后期，染色体数也暂时加倍，但与体细胞中染色体数相等。(5)动物细胞分裂间期有DNA和中心体的复制。2013江苏卷，T3A()(6)纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期。2013江苏卷，T3C()(7)染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期。2013江苏卷，T3D()(8)蛙受精卵发育过程中不能发生DNA的半保留复制。2012四川卷，T1B()高考VS,教材高考溯源以上内容主要源自教材必修1 P112114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的关键。即时对练(教材改编题，教材必修1 P115 T4、T5改编)下列与有丝分裂相关的叙述，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的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；植物细胞有丝分裂过程中可形成细胞板而不是赤道板。答案：D有丝分裂相关图示的考查2.2015安徽卷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，可计算细胞周期的长短解析：根据图示可知：甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞处于有丝分裂后期。甲细胞的每条染色体的着丝点排列在赤道板上，A错误；乙细胞中的染色体被平均分配，移向细胞的两极，B正确；乙细胞中的染色体是甲细胞中的2倍，DNA含量相同，C错误；统计图中处于分裂期的细胞数不可计算细胞周期的长短，只可计算分裂期所用时间在细胞周期中的比例，D错误。答案：B热图解读动植物细胞有丝分裂图像及染色体变化解读：(1)动植物细胞的识别技巧：图像画成方形或图像中有细胞板结构，无中心粒结构，一般可判断为高等植物细胞；图像画成圆形或有中心粒结构，无细胞板结构，通过缢裂方式平分细胞，一般可判断为动物细胞。(2)细胞有丝分裂时期的识别：图像在具备同源染色体的前提下还具有以下特点之一即可判断为有丝分裂：染色体散乱排列，无联会现象有丝分裂前期；着丝点排列在赤道板上有丝分裂中期；染色体移向两极，每一极都有同源染色体有丝分裂后期。(3)用口诀法理解有丝分裂各时期的特点：间期“复制合成非等闲”、前期“两失两现一散乱”、中期“两体清晰点在板”、后期“点裂加倍均分移”、末期“两现两失新胞建”。32015北京卷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()Ab峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍Ba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：从图中可以看出，a峰中细胞DNA相对含量是40，b峰中细胞DNA相对含量是80，即b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍，A正确；联想细胞分裂中的DNA复制，可推知a峰与b峰之间的细胞正处于细胞分裂间期DNA复制的过程中，B正确；b峰中细胞处于细胞分裂的分裂期，C错误；实验组b峰中细胞数目明显减少的原因是该抗癌药物有效抑制了癌细胞在细胞分裂间期的DNA复制，使得进入分裂期的细胞明显减少，D正确。答案：C模拟题组预趋势有丝分裂各时期特点及细胞分裂图像识别12019宁波十校联考下列关于高等植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是()A前期出现了纤维素组成的纺锤体B中期染色体上的有关基因表达合成后期所需的蛋白质C后期纺锤丝牵引着丝点使之断裂D末期形成细胞板的过程涉及囊泡膜的融合解析：纺锤体的主要成分是蛋白质，A错误；中期染色体处于高度螺旋化状态，此时核基因不表达，分裂期所需蛋白质在间期合成，B错误；分裂期染色体的运动是纺锤丝牵拉的结果，但着丝点的分裂，与纺锤丝牵拉无关，C错误；高等植物细胞分裂末期形成细胞板涉及来自高尔基体的囊泡膜的融合，D正确。答案：D22019河南百校联盟高三联考下图为动物和植物细胞的有丝分裂图，据图分析，正确的是()A甲为分裂间期、乙为分裂末期，聚集成为赤道板B由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于C甲细胞中无同源染色体，甲产生的子细胞为生殖细胞D、均为细胞膜，两种细胞的胞质分裂方式相同解析：甲为分裂前期，乙为分裂末期，聚集成为细胞板；为中心体，是由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于着丝点；甲细胞中无同源染色体，但其产生的子细胞不一定为生殖细胞，甲也可能是雄蜂体细胞的有丝分裂；为细胞膜，为细胞壁，两种细胞的胞质分裂方式不同。答案：B有丝分裂过程中染色体、DNA分子、染色单体的数量变化3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cd过程细胞中核DNA含量不变B若纵坐标表示一个细胞中核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ac过程染色体数目不变D若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则ac过程染色体数目不变解析：若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则cd过程为有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，但该过程细胞中核DNA含量不变，A正确；若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则e点时一条染色体中DNA的含量与a点相同，B正确；若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则ac过程中着丝点没有分裂，所以染色体数目不变，C正确；若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则ac过程包括有丝分裂后期，其中有丝分裂后期时染色体数目加倍，D错误。答案：D4如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述，错误的是()A观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段B图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变C图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段D有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况解析：图1中的CD段包括有丝分裂G2期、前期和中期，中期是观察染色体形态和数目的最佳时期；图1中DE段形成的原因是着丝点分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变；图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半，对应图1中的AB段；图2中d表示染色体DNA21，有丝分裂过程中这种情况不存在。答案：C结合新情境或数据信息，考查有丝分裂过程及特点52019浙江萧山模拟PCNA是一类只存在于增殖细胞中的蛋白质，其浓度在细胞周期中呈周期性变化(如下图)，该变化可作为评价细胞增殖状态的一个指标。下列推断错误的是()APCNA经核糖体合成，可能主要在细胞核内发挥作用B曲线表明PCNA可能辅助DNA复制CPCNA可能与染色体平均分配到细胞两极有关D癌细胞内的PCNA含量可能较正常细胞高解析：PCNA与DNA的复制有关，PCNA是蛋白质，在核糖体上合成，而DNA复制主要发生在细胞核中，所以PCNA主要在细胞核内发挥作用，A正确；PCNA浓度在DNA复制时期(S期)达到最高峰，随着DNA复制完成，PCNA浓度快速下降，说明PCNA与DNA的复制有关，可能辅助DNA复制，B正确；由以上分析可知，PCNA的作用是促进DNA复制，而不是促进染色体平均分配到细胞两极，C错误；癌细胞增殖能力强，细胞周期短，DNA复制次数多，所以癌症患者体内的PCNA含量较正常人高，D正确。答案：C10