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第9讲 细胞的增殖,突破3 实验观察细胞的有丝分裂,突破1 对细胞周期的理解,突破2 有丝分裂过程分析,总纲目录,一、细胞生长与细胞分裂 1.细胞不能无限长大 (1)模拟实验 细胞大小与物质运输效率之间的关系 A.细胞模型:不同大小的琼脂块。 B.运输效率表示法: 。 C.检测方法:酚酞遇NaOH变红色。,(2)细胞不能无限长大的原因 细胞生长:体积 增大(不能无限),2.细胞分裂方式及判断 (1)概念图,(2)解读,1.有丝分裂的过程及主要特点 Ab Ba Ce Dd Ec,二、细胞的有丝分裂,2.动植物细胞有丝分裂的主要区别,3.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。,巧学妙记 有丝分裂各期特点 间期复制合成非等闲 前期膜仁消失两体现 中期形定数晰赤道齐 后期点裂数增两极移 末期三现两消分裂完,1.特点:分裂过程中不出现 纺锤丝 和 染色体 的变化。,三、无丝分裂,2.过程: (1) 细胞核 先延长,核的中部向内凹进,缢裂成两个。 (2)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 。 名师点睛 (1)无丝分裂过程中DNA也要复制并均分。 (2)无丝分裂是真核细胞的分裂方式,病毒及原核生物不存在无丝分 裂。,1.朊粒(PrPsc)是一种蛋白质,其增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相 同。 ( ),2.着丝点分裂一定导致DNA数目加倍。 ( ),3.适合观察细胞有丝分裂的是蚕豆根尖分生区细胞。 ( ),4.有丝分裂中期,细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍。 ( ),5.幼年个体生长需细胞增殖,成年后不需细胞增殖。 ( ),6.用蛋白质合成抑制剂处理G1期细胞,不影响其进入S期。 ( ),7.用秋水仙素处理细胞群体,M期细胞的比例会减少。 ( ),8.染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期。 ( ),9.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。 ( ),10.在蛙受精卵发育成原肠胚过程中,在细胞内不能发生姐妹染色单体 的分开。 ( ),11.探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据。 ( ),突破1 对细胞周期的理解,1.分裂间期的物质变化 分裂间期又可划分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期 (DNA合成后期),其主要变化如下: (1)G1期:合成DNA所需蛋白质的合成和核糖体的增生。 (2)S期:完成DNA复制每条染色体上1个DNA复制为2个DNA,且两 个DNA位于两条染色单体上,两条染色单体由一个着丝点连在一起,即:,(3)G2期:合成蛋白质主要是用于形成纺锤丝(星射线)。,2.细胞周期的表示方法,3.细胞分裂产生的子细胞的三种去向 (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。 (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, 如肝细胞、黄骨髓造血细胞、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、浆细胞。,1.判断细胞周期的方法 (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。,2.解答有关细胞周期问题的三个技巧 (1)只有持续分裂的细胞才具有细胞周期,高度分化的体细胞(如神经、 肌肉细胞)和减数分裂产生的生殖细胞不具有细胞周期。 (2)细胞周期的长短由遗传物质决定,同时受环境因素影响。 (3)在观察有丝分裂时,应选择分裂期相对较长的材料,这样有利于观察 到处于不同分裂时期的图像。,3.细胞周期中的三种变化分析策略 (1)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。 (2)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,出现多倍体细胞。 (3)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。,考向1 以基础判断、图像模型分析的形式,考查细胞周期的概念和表 示方法 1.(2018北京海淀第一学期期末)分裂间期依次分为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。下列推测不合理的是 ( ),A.中心体的复制始于G1期,在G2期复制完毕 B.中心体和DNA的复制可能同时进行 C.S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质 D.引发中心体复制的物质持续存在到G2期,答案 A 由左图可知,中心体复制在S期完毕,A错误;由左图可知,中心 体和DNA的复制可能同时进行,B正确;由左图可知,S期细胞中存在使G1 期细胞核进入S期的物质,C正确;由中间图可知,引发中心体复制的物质 持续存在到G2期,D正确。,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,C,答案 C 不同生物的细胞大小和数目不同,且细胞周期长短往往也不 同,A错误;同一生物各组织的细胞周期长短往往不同,G1、S、G2和M期 长短也不同,B错误;DNA的复制发生在S期,在G2期加入DNA合成抑制 剂对细胞分裂无影响,C正确;减数分裂前期同源染色体配对,每个染 色体含有2条染色单体,D错误。,考向2 以同位素标记分析的形式,考查细胞分裂的过程 3.用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链,再将这些细胞转入含 秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥 作用,则相关叙述不正确的是 ( ) A.秋水仙素可抑制纺锤体的形成,但不影响着丝点的正常分裂 B.通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数,可推测DNA复制的次 数 C.通过检测DNA链上3H标记出现的情况,可推测DNA的复制方式 D.细胞中DNA第二次复制完成时,每条染色体的单体均带有3H 标记,D,答案 D 秋水仙素可抑制纺锤体的形成,但不影响着丝点的分裂,故秋 水仙素可诱导细胞染色体加倍;通过对细胞中不含染色单体的染色体计 数,可推出DNA复制次数;检测子代DNA链的3H标记情况,可推测DNA的 复制方式;第一次有丝分裂产生的子细胞中每条染色体上的DNA只有 一条链带3H标记,细胞在第二个细胞周期的间期完成DNA复制后,每条 染色体只有一条染色单体的一条DNA链带3H标记。,4.科学家在研究蚕豆根尖分生区细胞的有丝分裂周期时,分别用放射性 同位素15N标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸(15N-TdR)、32P标记尿嘧啶核糖核苷 酸(32P-UdR),把两种核苷酸被细胞利用的速率绘成如图一所示的曲线。 已知蚕豆根尖细胞有丝分裂周期为20 h。培养20 h后,根据细胞中的 DNA相对含量不同,将细胞分为三组,每组的细胞数如图二所示。下列 对结果的分析,不正确的是 ( ),图一,答案 C 图一中ac段细胞利用32P-UdR的速率较快,说明细胞在进行 RNA的合成,细胞中RNA聚合酶活性高,此时细胞处于G1期,细胞中DNA 含量为2C,属于图二中的甲组细胞。图一中ce段细胞利用15N-TdR的速 率较快,说明细胞正在进行DNA复制,此阶段细胞最容易发生基因突变; 此时细胞处于S期,细胞中DNA含量为2C4C,属于图二中的乙组细胞。 图二丙组细胞中DNA含量为4C,即DNA含量已加倍,说明细胞可能处于 G2期、前期、中期及后期;由于蚕豆根尖细胞是植物细胞,故不存在细 胞膜从中部向内凹陷的现象。由图一可知分裂间期时间大于14 h,而整 个细胞周期为20 h,所以分裂期时间不超过6 h。,突破2 有丝分裂过程分析,1.细胞周期中几种细胞结构的变化 (1)染色体形态变化 (2)纺锤体的变化:形成(前期)解体消失(末期)。 (3)核仁、核膜的变化:解体消失(前期)重建(末期)。 (4)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞),(5)染色体行为变化规律,2.与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用,易混辨析 (1)观察染色体最好的时期是中期。 (2)染色单体形成于间期,出现于前期,消失于后期。 (3)有丝分裂全过程各个时期始终有同源染色体存在,但同源染色体不 配对。 (4)赤道板与细胞板的区别: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,在光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。,1.根据染色体变化识别细胞分裂时期 (1)染色质变为染色体,染色体散乱分布前期,如图1。 (2)着丝点排列在赤道板上中期,如图2。 (3)着丝点分裂,染色体数目增加一倍后期,如图3。 (4)染色体变成染色质末期,如图4。,2.“三看”法界定动物与高等植物细胞有丝分裂图像,3.模型法分析有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的数量变化规律,1.(2018北京五十五中期中阶段性调研)下列关于高等植物细胞周期的 叙述中不正确的是 ( ) A.DNA数目加倍早于染色体数目加倍 B.细胞核的分裂早于细胞质的分裂 C.染色单体的形成早于纺锤体的形成 D.赤道板的形成早于细胞板的形成,考向1 以图示分析的形式,考查有丝分裂各时期特点及染色体、DNA 数目变化,D,答案 D 高等植物细胞周期中,DNA数目加倍在间期,染色体数目加 倍在后期,A正确;在末期,细胞核的分裂早于细胞质的分裂,B正确;染色 单体的形成在间期,纺锤体的形成在前期,因此染色单体的形成早于纺 锤体的形成,C正确;赤道板是一个位置,是一个并不存在的假想的结构, D错误。,A,答案 A 题图表示肝细胞有丝分裂中DNA含量随时间的变化曲线,其 中表示间期(S期);表示G2期、前期、中期、后期;表示末期和G1 期。因此细胞周期时长为20小时,A错误;染色体数量倍增发生在有丝分 裂的后期,在段,B正确;基因突变最可能发生于段,DNA复制时,C正 确;四分体出现在减数分裂过程中,而图示为有丝分裂过程,因此整个过 程不会出现四分体,D正确。,3.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,此细胞内可能发生着 ( ) A.中心粒移向两极 B.着丝点分裂 C.细胞膜向内凹陷 D.DNA分子进行复制,A,答案 A 由图可知,abc=122,细胞处于有丝分裂的G2期前期 和中期,中心粒移向两极发生在前期,A正确;着丝点分裂发生在有丝分 裂后期,此时期每条染色体上有1个DNA,没有染色单体,B错误;细胞膜 向内凹陷发生在有丝分裂末期,每条染色体上有1个DNA,没有染色单 体,C错误;间期进行DNA分子复制,每条染色体上的DNA由12,染色单 体由02,D错误。,考向2 以细胞分裂图像分析的形式,考查有丝分裂过程中各时期的特点 4.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,B,答案 B 甲(中心体)的倍增发生在间期,A错误;乙(染色体,主要由 DNA和蛋白质组成)与丙(星射线,由蛋白质组成)在组成成分上差异很 大,B正确;该细胞处于有丝分裂中期,其染色体数与体细胞染色体数相 同,C错误;该细胞所处时期没有核膜和核孔,D错误。,5.如图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像,对图像的描述 正确的是 ( ),A.该生物可能是低等植物 B.甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为122 C.甲细胞进行中心体复制,发出星射线,形成了纺锤体 D.甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期,答案 D 该生物含有中心体,但无细胞壁,属于动物细胞,A错误;甲、 丙两细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为122,乙细胞 中无染色单体,B错误;甲细胞处于有丝分裂前期,而中心体的复制发生 在间期,C错误;由以上分析可知,甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂 的前期、后期和中期,D正确。,突破3 实验观察细胞的有丝分裂 观察根尖细胞的有丝分裂 (1)原理,(2)操作步骤,1.(2017北京理综)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,考向 以基础判断或图像分析的形式,考查“观察细胞的有丝分裂”的 实验,B,答案 B 本题主要考查观察细胞有丝分裂实验及动、植物细胞有 丝分裂的区别。在观察动、植物细胞有丝分裂实验中,盐酸和酒精的混 合液只能使植物细胞相互分离,A错误;有丝分裂中期每条染色体的着丝 点整齐地排列在赤道板上,着丝点没有断裂,染色体数目不加倍,C错误; 只有植物细胞在有丝分裂末期出现细胞板,D错误;观察细胞有丝分裂 时,都需要用低倍镜找到分裂细胞再换用高倍镜观察,B正确。,2.如图所示是关于观察洋葱有丝分裂的实验的部分操作,下列评价合理 的是 ( ),A.剪取洋葱根尖23 mm,因为该区域属于根毛区,细胞有丝分裂旺盛 B.该实验步骤中唯一错误的是在和之间缺少用清水漂洗这一环节 C.在观察的图像中,b属于分生区的细胞,细胞已死亡 D.若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原,实验现象明显,答案 C 根尖23 mm的区域属于根尖分生区,A错误。在和之间 应增加清水漂洗这一环节,而和之间的清水漂洗环节应删除,B错 误。分生区的细胞呈正方形,细胞经解离已死亡,C正确。b区域的细胞 属于分生区细胞,其液泡较小,渗透作用不明显,D错误。,核心构建,
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