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专题5细胞的生命历程 细胞的增殖及“观察细胞的有丝分裂”实验命题剖析考向扫描1以选择题的形式考查有丝分裂各时期过程、特点及细胞分裂过程中染色体行为的变化,考查学生对有丝分裂知识的综合运用能力2通过细胞分裂图像考查学生获取及处理信息的能力,选择题、填空题都是常见题型3通过填空题形式考查细胞有丝分裂实验的修订与分析,考查学生的理解能力和实验探究能力命题动向命题将会通过细胞分裂模式图和坐标曲线图的形式与减数分裂结合起来考查细胞分裂各时期过程、特点;以直线图、扇形图和实验分析的形式考查细胞周期的划分及概念、适用范围,题型既有选择题也有非选择题1.(2012年四川理综卷,1,6分)蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中,下列行为在细胞内不能发生的是()A.基因的选择性表达B.DNA的半保留复制C.同源染色体的分离D.姐妹染色单体的分开解析:本题考查细胞的分裂、分化等知识。在蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中,会出现细胞的分裂和分化(基因的选择性表达);细胞分裂的过程有DNA分子的半保留复制;同源染色体的分离发生在减数分裂过程中,受精卵发育成原肠胚的过程中不进行减数分裂,故C错误;有丝分裂后期姐妹染色单体分开。答案:C。本题会有部分同学认为原肠胚没有细胞分化而错选A。2.(2012年山东理综卷,4,4分)某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验,下列关于该实验的叙述正确的是()A.盐酸和酒精混合液主要起固定作用B.碱性染料吡罗红(派洛宁)可用于染色体染色C.观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁D.细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据解析:本题考查课本实验“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”。A错误,盐酸和酒精混合液的作用是解离;B错误,吡罗红是染RNA的,染色体的主要成分是DNA和蛋白质,染染色体用的是龙胆紫或醋酸洋红染液;细胞板向四周扩散形成新的细胞壁是一个动态过程,本实验中第一步解离时细胞已经死亡。答案:D。3.(2012年江苏生物,15,2分)下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述,错误的是()A.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散B.先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察C.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体D.探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据解析:本题考查观察细胞有丝分裂实验的知识。根尖分生区的细胞能进行有丝分裂,在细胞分裂周期中,间期占有的时间远大于分裂期,因此大多数细胞处于间期,间期的细胞看不到染色体,故C说法错误。答案:C。4.(2010年天津理综卷)在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,以下操作和结论正确的是()A.剪取5 cm根尖,用酒精和吡罗红混合液解离染色B.右图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野C.持续观察,视野中的K细胞将分裂成两个子细胞D.视野中,N细胞的染色体数目是M细胞的一半解析:该实验中剪取的根尖长度应为23 mm,解离液是盐酸和酒精的混合液,解离后应漂洗后再用龙胆紫或醋酸洋红染色。故A错。图中可清晰观察到染色体的形态行为特点,故为高倍镜下调节细准焦螺旋所看到的视野。故B正确。解离过程中细胞被杀死,所以持续观察K细胞,其形态不再变化。故C错误。M细胞染色体排列在赤道板上,为中期细胞。N细胞刚分裂成两个,为末期细胞,两者的染色体数目相同。故D错误。答案:B。5.(2011年江苏卷节选)洋葱(2n=16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比)的影响,某研究性学习小组进行了相关实验,实验步骤如下:将洋葱的老根去除,经水培生根后取出。将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%秋水仙素溶液中,分别培养24 h、36 h、48 h;秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36 h。剪取根尖,用Carnoy固定液(用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀)固定8 h,然后将根尖浸泡在1 mol/L盐酸中58 min。将根尖取出,放入盛有清水的培养皿中漂洗。用石炭酸品红试剂染色。制片、镜检;计数、拍照。实验结果:不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。秋水仙素溶液处理清水培养时间(h)质量分数(%)时间(h)01224360.012410.7113.6814.1914.46369.9411.9913.5913.62487.9810.0612.2211.970.1247.749.0911.0710.86366.127.879.989.81485.976.687.988.56请分析上述实验,回答有关问题:(1)步骤中“将根尖浸泡在1 mol/L盐酸中”的作用是。(2)步骤为了获得相应的观察视野,镜检时正确的操作方法是。(3)根据所学的知识推测,石炭酸品红试剂是一种性染料。(4)为了统计数据更加科学,计数时应采取的方法是。(5)根据上表结果可以得出如下初步结论:质量分数为秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高;本实验的各种处理中,提高细胞分裂指数的最佳方法是。解析:(1)步骤为固定和解离,盐酸为解离液,作用是使组织中细胞相互分离。(2)低倍镜视野大,故为获得相应的观察视野,应在低倍镜下缓缓地移动装片寻找。(3)染色体中含有核酸,故对染色体染色的石炭酸品红试剂应为碱性染料。(4)每组装片观察多个视野可有效地避免偶然性,使统计数据更科学。(5)考虑秋水仙素溶液的质量分数可得出结论,同时考虑秋水仙素的质量分数和清水培养的时间可得出结论,这对学生怎样得出结论应是一种启发。答案:(1)使组织中细胞相互分离开来(2)先在低倍镜下观察,缓慢移动装片,发现理想视野后换用高倍镜(3)碱(4)每组装片观察多个视野(5)0.01%0.01%秋水仙素溶液诱导24 h,再在清水中培养36 h6.(2010年江苏卷)细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。下图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题:(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约 h后会检测到被标记的M期细胞。(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时间为期的时间,处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是。(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约 h后,细胞都将停留在S期。(4)乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h,M期时长为1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。(5)在光学显微镜下观察,同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞,形态上最主要的区别是。解析:(1)S期的细胞经过G2期才能进入M期,因此被标记的M期细胞最快需要2.2 h。(2)因为M期所用时间为1.8 h,从被标记的M期细胞开始出现到其占M期细胞总数的比例达到最大值时,经历的时间应为1.8 h,其后比例将下降,处于该期的染色体数目为前期、中期12条,后期24条,末期12条。(3)在培养甲动物肠上皮细胞的培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,其他时期的细胞不受影响,加入过量胸苷后,经过G2、M、G1期最终细胞都停留在S期,时间约为2.2+1.8+3.4=7.4 h。(4)乙动物肠上皮细胞M期所占细胞周期的比值为,甲动物肠上皮细胞M期所占的细胞周期的比值为,甲大于乙,因此应选甲。(5)动物细胞与植物细胞分裂末期的区别为动物细胞细胞膜从赤道板位置凹陷然后细胞缢裂;而植物根尖细胞在赤道板位置上出现细胞板。答案:(1)2.2(2)M122412(3)7.4(4)甲(5)动物肠上皮细胞膜凹陷,细胞缢裂;洋葱根尖细胞形成细胞板细胞的分化及细胞的全能性命题剖析考向扫描1联系生活实际考查细胞全能性和细胞分化的联系,有时结合探究性实验、社会热点考查学生获取信息能力和分析能力,选择题和填空题都是常见题型2常结合干细胞及细胞、胚胎工程考查细胞全能性,利用细胞的全能性解决生产和疾病治疗中的实际问题,考查学生的分析和实际应用能力,选择题是常见题型命题动向关于细胞分化近几年考题很多,预计也是明年的一个命题热点,主要原因是本考点不仅与重大科技发现相联系,也容易与遗传部分综合起来进行命题。命题的角度有细胞分化的实质、结果及分化过程中的基因种类和数量是否改变等1.(2012年天津理综卷,1,6分)下列有关干细胞的叙述,错误的是()A.自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应B.胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化C.组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程D.造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可用于治疗白血病解析:本题考查干细胞和细胞分化的知识。自体干细胞与自身细胞表面抗原相同,所以移植时不会发生免疫排斥反应,A项正确。胚胎干细胞在体外培养时可以以有丝分裂方式增殖,在诱导因子的作用下也可以发生分化,所以B项错误。组织的细胞更新一方面通过细胞凋亡清除细胞,另一方面通过干细胞增殖分化进行补充,所以C项正确。骨髓中的造血干细胞具有自我更新能力并能分化为各种血细胞,包括红细胞、白细胞等。答案:B。2.(多选题)(2012年江苏生物,22,3分)下列事实能体现细胞全能性的是()A.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗B.单细胞的DNA在体外大量扩增C.动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体D.小鼠体细胞经诱导培育成小鼠解析:本题考查细胞全能性相关知识。细胞全能性的体现具备三点,一是已分化细胞,二是离体条件下培养,三是发育成一个完整个体。DNA扩增没体现细胞全能性,故B错。生产单克隆抗体的杂交瘤细胞没发育成一个完整个体,故C错。答案:AD。理解细胞全能性的概念,掌握判断体现细胞全能性的条件和依据,考查了学生对概念的理解能力。3.(2011年北京理综卷)下列生命过程中,没有发生细胞分化的是()A.断尾壁虎长出新尾巴B.砍伐后的树桩上长出新枝条C.蝌蚪尾巴消失的过程D.胚胎发育中出现造血干细胞解析:本题考查细胞分化、凋亡的相关知识。A项中断尾壁虎新尾巴的生成,B项砍伐后树桩上新枝条形成及D项胚胎发育中造血干细胞的出现均有细胞分化发生。C项蝌蚪尾巴的消失应为细胞凋亡。答案:C。4.(2011年安徽理综卷)干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床新技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞,以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是()A.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同,基因表达产物不同B.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同,基因表达存在差异C.胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失,分化成为胰岛样细胞D.胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响,分化是由基因决定的解析:本题考查细胞分化的实质。由题意可知,骨髓造血干细胞植入胰腺组织后经分化成为胰岛样细胞,这是基因选择性表达的结果,两种细胞中基因相同(无基因的改变或减少),但表达产物不同,故A、C选项错误,B选项正确。基因选择性表达是由生物体内、外环境的共同作用引起的,故由骨髓干细胞分化为胰岛样细胞受胰腺组织微环境的影响,D选项错误。答案:B。解答本题的关键是理解细胞分化的实质及特点。细胞分化是在生物体内、外环境共同作用下基因选择性表达的结果,此过程具有持久性、稳定性、不可逆性和遗传物质不变性等特点。5.(2011年山东理综卷)下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是()A.玉米种子萌发长成新植株B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株解析:本题考查的是细胞分化及全能性相关知识。A选项中种子是个体而不是单纯的体细胞,与题目要求不符。B项中造血干细胞形成的是各种血细胞而不是个体,不属于细胞全能性。C项与D项都是由高度分化的细胞发育为新植株过程,但C选项中小麦花粉为生殖细胞,与题目中要求体细胞不符,故选D。答案:D。6.(2011年大纲全国卷)下列能说明某细胞已经发生分化的是()A.进行ATP的合成B.进行mRNA的合成C.存在血红蛋白D.存在纤维蛋白原基因解析:本题考查了细胞的分化。在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。C选项存在血红蛋白,意味着红细胞是已经分化的细胞(具特定功能的细胞),而A、B、D中分化与否都有可能。答案:C。细胞的衰老、凋亡及癌变命题剖析考向扫描1常结合实例以选择题的形式考查细胞衰老、凋亡及癌变特征的区别,考查学生对概念的理解能力2以选择题的形式考查细胞分化、衰老、凋亡及癌变的区别与联系,考查学生对概念的理解能力命题动向细胞衰老、凋亡及癌变是近年来高考的命题热点。尤其是细胞癌变与社会热点问题相关联,在高考命题中频频出现。此类题目主要围绕衰老、凋亡及癌变的特征,各种细胞活动与基因的关系,以及癌变的原因与治疗等几个方面进行考查1.(2012年课标全国卷,2,6分)下列关于细胞癌变的叙述,错误的是()A.癌细胞在条件适宜时可无限增殖B.癌变前后,细胞的形态和结构有明显差别C.病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变D.原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖解析:本题考查细胞癌变等知识。癌细胞在适宜条件下能无限增殖,分裂次数不受限制;癌细胞的形态结构会发生显著变化,如体外培养的成纤维细胞正常为扁平梭形,癌细胞为球形;病毒侵入宿主细胞后,病毒癌基因以及致癌核酸序列可与宿主细胞染色体上基因组合,导致宿主细胞癌变;原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因主要阻止细胞不正常的增殖。答案:D。2.(2012年安徽理综卷,3,6分)脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元,它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子,只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存,并与靶细胞建立连接,其他的则发生凋亡。下列叙述正确的是()A.脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期B.一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接C.神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡D.神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡解析:本题考查细胞凋亡的特点。脊椎动物的细胞凋亡可发生在生命活动任何时期,且受到环境的影响,故A、C错;一个神经元轴突中的许多末梢(或突触小体)可以与多个靶细胞建立联系,故B错。细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,故D正确。答案:D。3.(2012年山东理综卷,3,4分)细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是()A.细胞普遍衰老会导致个体衰老B.效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡C.细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡D.衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录解析:A正确,总体上看,个体的衰老过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程;B正确,因为细胞凋亡包括被病原体侵染的细胞的清除,所以效应T细胞诱导靶细胞裂解死亡属于细胞凋亡;C错误,细胞凋亡是基因控制的细胞程序性死亡,对生物体是有利的,如果是各种不利因素引起的细胞死亡,属于细胞坏死;D正确,因为DNA复制和转录都需要DNA解螺旋,而细胞衰老后染色质固缩影响了DNA的解旋进而影响DNA复制和转录。答案:C。4.(2012年江苏生物,20,2分)研究表明细胞癌变是细胞从已分化转变到未分化状态的过程,下列叙述正确的是()A.癌细胞具有和正常分化细胞相近的细胞类型B.癌细胞的分裂能力与分化程度成正相关C.诱导癌细胞的正常分化是癌症治疗的一种策略D.癌细胞类似于胚胎细胞都脱离了细胞的正常分化解析:本题考查细胞癌变的相关知识。癌变细胞是细胞畸形分化而来,癌细胞和正常分化细胞不相近,故A错;癌细胞的分裂能力和分化程度成负相关,故B错;胚胎细胞是正常细胞,没有脱离细胞的正常分化,故D错。答案:C。5.(2011年山东理综卷)下列有关细胞癌变的叙述,正确的是()A.基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传B.石棉和黄曲霉毒素是不同类型的致癌因子C.人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用D.癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓解析:本题考查的是有关细胞癌变的知识。细胞癌变是由原癌基因和抑癌基因发生突变引起的,但发生在体细胞中的癌变一般不遗传给下一代,故A不正确。石棉和黄曲霉毒素同为化学致癌因子,故B不正确。癌细胞内代谢并非减缓而应增强,故D不正确。人体免疫系统有监控和清除功能,能发现癌细胞并将其清除,故C正确。答案:C。6.(2010年山东理综卷)下列实例与基因的作用无关的是()A.细胞分裂素延迟植物衰老B.极端低温导致细胞膜破裂C.过量紫外线辐射导致皮肤癌D.细菌感染导致B淋巴细胞形成效应B(浆)细胞解析:以基因的作用为线索考查对多种生命现象的理解。植物的衰老受某些基因表达的控制,皮肤癌是原癌基因和抑癌基因突变的结果,B淋巴细胞变成浆细胞属于细胞分化,细胞分化是基因选择性表达的结果。极端低温破坏细胞膜的结构与基因的作用无关。答案:B。
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