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基础课时案11 细胞的有丝分裂及相关实验,2016备考最新考纲 1细胞的生长和增殖的周期()。2.细胞的有丝分裂()。 3.细胞的无丝分裂()。4.细胞的有丝分裂()。5.实验：(1)观察细胞的有丝分裂。(2)模拟探究细胞表面积与体积的关系。,一、细胞不能无限长大 1模拟实验 2细胞不能无限长大的原因：(1)细胞 的关系 限制了细胞的长大；(2)受 控制能力的制约。,表面积与体积,细胞核,二、细胞增殖方式有丝分裂 1细胞周期,2有丝分裂过程以高等植物细胞为例(连一连),有丝分裂各时期特点 前期：膜仁消失显两体；中期：形定数晰赤道齐； 后期：点裂数加均两极；末期：两消两现质分离。 (注意：植物为“两消三现质分离”),深度思考 (1)上图ae中，DNA加倍、染色体加倍、细胞板的形成及中心粒复制加倍分别发生于哪种图形所处的时期？ (2)由细胞形态判断，下列细胞中哪一类细胞最可能具有细胞周期？,(3)上图细胞中有一种细胞，其来源时的细胞分裂方式及细胞内染色体数目与其他细胞明显不同，是哪一种细胞？产生该细胞的分裂方式是否具有周期性？ (4)上图中还有一类细胞在分化方面与其他四类细胞均有区别，是哪一类细胞，有何特点？,提示 (1)DNA加倍于间期(即图a细胞)；染色体加倍于后期即图e细胞，细胞板形成于末期(即图d细胞)；中心粒复制加倍也在间期(即图a细胞)。 (2)图中为精子细胞 ，为肌肉细胞，为神经细胞， 为哺乳动物成熟红细胞，(细胞已无细胞核和各种细胞器)，它们均属高度分化的细胞，已丧失分裂的周期性，但细胞尚未分化，最可能连续分裂保持周期性。 (3)细胞中，精子细胞(图)来源于减数分裂，其细胞内染色体数目只有体细胞的一半，减数分裂不具有周期性。 (4)哺乳动物成熟的红细胞(图)在分化时会丧失细胞核及各种细胞器，与其他四类细胞不同。,3动植物细胞有丝分裂的主要区别,细胞两极,中心粒,细胞板,4. 意义 亲代细胞的 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 的稳定性。,染色体,遗传性状,三、无丝分裂 1无丝分裂过程和实例,2判断正误 (1)洋葱根尖细胞有丝分裂过程中核DNA分子数与染色体数的比值变化可用右图表示。(2014广东卷，24A)( ),提示 在有丝分裂间期完成了DNA分子复制，但染色体数目不变，即核DNA分子数/染色体数比值由1变成2，有丝分裂后期，由于着丝点分裂，染色单体分开成为子染色体，此时核DNA分子数/染色体数比值等于1。,(2)蛙的红细胞与淋巴细胞的染色体均不能呈周期性变化(四川高考改编) ( ) (3)盐酸解离根尖的同时也为龙胆紫染色创造酸性环境(2013山东高考) ( ) (4)显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体(2012江苏高考) ( ) (5)蛙受精卵发育过程中均能发生DNA的半保留复制(2012四川高考改编) ( ),(6)在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中，计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比，能反映NaOH进入琼脂块的速率(2012天津高考) ( ) (7)动物细胞有丝分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞(2010海南高考) ( ) (8)无丝分裂过程中的核膜不消失 ( ) (9)动物细胞主要以有丝分裂方式进行增殖 ( ) (10)无丝分裂是原核细胞特有的细胞分裂方式 ( ) (11)无丝分裂过程中同样进行DNA复制与平均分配 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11),考点一 细胞增殖的周期性 典例引领 【典例1】 (2014浙江卷)某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂，在培养过程中将适量的3HTdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)和某促进细胞分裂的药物加入到培养液中，培养一段时间，可观察和测量到 ( ) AG1期变短，该期有大量3HTdR进入细胞核 BS期变长，该期有DNA复制和核糖体的增生 CG2期变短，该期细胞核中有组蛋白 DM期相对较短，该期细胞的核膜始终完整,解析 3HTdR是合成DNA的原料，大量进入细胞核的时间应该是分裂间期中的S期，故A错；核糖体的增生发生在G1期，故B错；G2期DNA已经复制完成并与组蛋白结合形成染色体，故C对；在细胞分裂前期，核膜开始解体，故D错。 答案 C,【典例2】 (2013上海高考改编)回答下列有关细胞的问题。 某植物的体细胞染色体数为6对，其根尖细胞有丝分裂的细胞周期为15 h，其中G1期、S期、G2期、M期所占比例如图所示。,(1)该植物根尖细胞分裂间期的总时长约为_h。 (2)G1期细胞内完成的主要活动是_(多选 )。 A染色质丝螺旋缠绕 B合成一定数量的RNA C合成DNA复制需要的酶 D合成组装纺锤体的蛋白质,(3)如果细胞内存在DNA解旋的现象，则此时细胞可能处于_(多选)。 AS期 BG2期 C分裂期中期 D分裂期后期 (4)假设该植物根尖细胞的所有胸腺嘧啶都已被3H标记，挑选一个正处于分裂期前期的细胞，放入不含放射性的培养液中培养，经过15 h后，培养液中单个细胞内能检出具放射性的染色单体有_条。,(5)植物细胞有丝分裂末期在赤道面上会出现一些囊泡，囊泡将彼此融合，囊泡内的物质被用来形成新的_产生这些囊泡的细胞器是_。 (6)可用于对染色体进行染色的试剂是_(多选)。 A改良苯酚品红染液 B苏丹 C龙胆紫 D醋酸洋红 答案 (1)13.8 (2)B、C (3)A、B (4)24 (5)细胞壁 高尔基体 (6)A、C、D,1细胞周期的几种表示方法,2.细胞分裂产生子细胞的三种去向 (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，如肝脏细胞、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。,跟进题组 1如图为细胞周期示意图，其中S期内DNA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。下列相关叙述中错误的是 ( ),A图示细胞的细胞周期为24 h BS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 DM期是染色单体出现和消失的时期,解析 一个细胞周期的总时长为分裂期用时与间期用时之和，A正确；染色体加倍发生在有丝分裂后期，属于M期，B错误；记忆B细胞受特定抗原刺激后会迅速增殖和分化，可见记忆B细胞属于暂不分裂的细胞，即处于G0期的细胞，C正确；染色单体出现在有丝分裂前期，消失在有丝分裂后期，这两个时期均属于M期，D正确。 答案 B,2(2015成都七中零模)如图所示，图甲为细胞周期的模式图，图乙为细胞的亚显微结构模式图。下列有关叙述正确的是 ( ),A一个完整的细胞周期可以用图甲的SX1234Y来表示 B图乙中，结构9在图甲的1时期加倍且移向细胞两极 C图乙中，结构10在图甲的4时期时与细胞壁的形成有关 D图乙中，结构6中在图甲的1时期出现染色体，有利于核遗传物质的平均分配,解析 细胞周期是从上一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止，因此一个完整的细胞周期可以用图甲的YSX1234来表示，A错误；图乙中，结构9(中心体)在图甲的1时期(即前期)移向细胞两极，中心体加倍发生在细胞分裂间期，B错误；图乙中，结构10为高尔基体，在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与分泌蛋白的合成分泌有关，C错误；图乙中，结构6(细胞核)中在图甲的1时期(前期)出现染色体，有利于核遗传物质的平均分配，D正确。 答案 D,考点二 有丝分裂的过程及特点 典例引领 【典例1】 (2014江苏卷)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,解析 题图为动物细胞有丝分裂的中期。甲为中心体，在分裂间期倍增，前期移向细胞两极；乙为染色体，组成成分为DNA和蛋白质，丙为星射线，组成成分主要是蛋白质，可见两者在组成成分上的差异很大；题图细胞中染色体数与体细胞染色体数相同；该时期核膜解体、核仁消失，无细胞核，故不存在物质通过核孔进入细胞核的情况。 答案 B,【典例2】 (2013海南，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,1细胞周期中几种细胞结构的周期性变化 (1)染色体行为变化规律,(2)纺锤体的变化：形成时期为前期解体时期为末期。 (3)核膜、核仁的变化：解体时期为前期重建时期为末期。 (4)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞) 间期复制前期移向两极并形成纺锤体末期平均分到子细胞。,2有丝分裂过程中染色体、染色单体、DNA等变化规律的曲线分析 (1)曲线模型,(2)模型解读：上述曲线模型中 AB、LM、PQ的变化原因都是核DNA分子复制。 GH、NO、RS的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的变化相似，原因不同，CD发生在末期子细胞形成时，而RS发生在后期着丝点分裂时。 染色单体在细胞周期中的起点为0，终点也为0。,3动植物细胞有丝分裂的区别,易错警示！ 后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果 (1)有丝分裂后期染色体着丝点一分为二，其原因是受生物体内遗传物质控制的一种生理活动，不是由纺锤丝牵引所致。 (2)用秋水仙素破坏纺锤体的形成，无纺锤丝牵引着丝点，复制后的染色体的着丝点照样分裂，使细胞中染色体数目加倍，这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。,跟进题组 1如图表示洋葱根尖分生组织内的细胞进行有丝分裂时， 每个细胞核中DNA含量的变化。下列叙述中错误的是 ( ),A细胞分裂过程中显著的变化有DNA含量和染色体行为的变化 B当细胞核体积增大到最大体积的一半时，DNA的含量开始急剧增加 C利用药物抑制DNA合成，细胞将停留在分裂期的中期 D在细胞周期中，细胞分裂间期的呼吸速率大于分裂期的,解析 选项A对，细胞分裂过程中显著的变化有染色体行为和数量的变化以及DNA含量的变化。选项B对，分析图形可知，在细胞分裂间期，细胞核体积达到其最大体积的一半时，DNA的含量开始急剧增加，之后维持在最高水平，然后细胞进入分裂期。选项C错，用药物抑制DNA合成，可使细胞停留在分裂间期，因为间期要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。选项D对，细胞分裂间期需要进行蛋白质的合成及DNA的复制，故耗氧量相对较多，呼吸速率较大。 答案 C,2图1、图2分别为某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，图3表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA含量的变化，图4表示有丝分裂过程中不同时期染色体和DNA含量的关系。下列有关叙述不正确的是 ( ),A图1所示细胞中共有4条染色体，8个DNA分子；图2所示细胞中共有0条姐妹染色单体 B处于图3中BC段的是图1所示细胞；完成图3中CD段变化的细胞分裂时期是后期 C有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况 D图4中a可对应图3中的BC段，c可对应图3中的AB段,解析 图1中一条染色体包含2条姐妹染色单体；图2中染色单体分离后就不能再称为染色单体了，只能称为染色体，A正确。图3中纵坐标的含义是 “每条染色体上DNA分子数”，BC段1条染色体上有2个DNA分子，对应图1所示细胞，CD段变化表示染色体上DNA分子由2个变成1个，表示后期着丝点分裂过程，B正确。d表示细胞中DNA数目为2N，染色体数目为4N，不可能出现这种情况，C正确。图4中a可对应有丝分裂后期，b可对应有丝分裂前期、中期，c可对应有丝分裂末期，D错误。 答案 D,考点三 细胞增殖的相关实验(实验8) 典例引领 【典例1】 (2012天津理综，4)下列实验操作能达到预期结果的是 ( ) A在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，统计每一时期细胞数占计数细胞总数的比例，能比较细胞周期各时期的时间长短 B在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中，计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比，能反映NaOH进入琼脂块的速率 C在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”实验中，培养期内共三次取样测定密度，即可准确绘制酵母菌种群增长曲线 D在“探究萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中，用高浓度组的萘乙酸溶液浸泡插条基部一天后，观察生根情况以确定最适浓度,解析 计算紫红色区域的体积与整个琼脂块体积之比，反映的是NaOH在琼脂块中的运输效率，而不是运输速率，故B项错误。“探究酵母菌数量变化”实验中，应定期进行多次取样，仅取样三次无法准确绘制增长曲线，故C项错误。“探究萘乙酸促进生根最适浓度”实验中，应设置多组具有一定浓度梯度的溶液分别进行实验，而不是一种浓度，其中生根数量最多的一组对应的浓度即为最适浓度，故D项错误。细胞周期中时间越长的时期，在该时期的细胞数目越多，因此可用各个时期的细胞数占计数细胞总数的比例去比较各个时期的时间长短，故A项正确。 答案 A,【典例2】 (2014全国课标，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)本题主要考查观察植物根尖细胞有丝分裂的实验。观察植物根尖细胞有丝分裂实验中，使用盐酸酒精混合液配制成解离液，目的是使组织细胞相互分离开来。龙胆紫溶液属于碱性染料，能使染色体着色。(2)本题考查细胞核的功能。 答案 (1)使组织中的细胞相互分离 碱 染色体 (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,1模拟探究细胞表面积与体积的关系 (1)实验原理 酚酞遇NaOH呈紫红色。 琼脂块大小模拟细胞大小，NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。 物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。 (2)结果讨论 从琼脂块的颜色变化可知NaOH扩散的深度。 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。 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。,(3)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流的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。,2观察洋葱根尖细胞的有丝分裂 (1)实验步骤分析,(2)实验成功的关键点 实验材料的选择：a.应选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料；b.应选分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)；c.应选择在细胞分裂旺盛期取材。本实验一般在上午10点至下午2点之间进行。 应该严格按照操作步骤进行：取材解离漂洗染色制片。 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。,易错警示！ (1)根尖和分生区不是同一概念。根尖长度一般选5 cm左右，而分生区只在其最前端的23 mm(包藏于根冠之下)内，只有分生区细胞才进行细胞分裂。实验时剪取3 mm左右即可。不能过长，否则看到的大多数是伸长区的细胞。,(2)解离固定：解离的作用在于破坏细胞间质，使细胞分离，以便压片时分散，固定的作用在于固定细胞形态，如观察低温诱导染色体加倍实验中用卡诺氏液固定细胞。,跟进题组 1(2014潍坊模拟)下列关于“观察植物细胞的有丝分裂”实验的叙述正确的是 ( ) A本实验可用苏丹红代替龙胆紫染液为染色体染色 B观察到分裂中期的细胞核内染色体整齐地排列在赤道板上 C该实验的操作过程为取材解离漂洗染色制片观察 D质量分数为15%的盐酸和质量分数为95%的酒精混合液主要起固定作用,解析 观察植物细胞的有丝分裂实验中使用的染液为醋酸洋红液或龙胆紫染液，故A项错误；分裂中期，核膜核仁已经消失，视野中观察不到细胞核，故B项错误；质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液主要起解离作用，故D项错误。 答案 C,2(2014江西部分重点中学联考)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,解析 根尖23 mm的区域属于分生区，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。 答案 C,
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