第1讲 细胞增殖-【创新教程】2025年高考生物总复习大一轮教师用书word（人教版 双选）

第1讲　细胞的增殖 知识体系——定内容 核心素养——定能力 生命 观念 通过理解细胞周期的概念和有丝分裂的基本过程，能够掌握细胞周期的动态变化和物质准备过程，并形成生命在于运动的观点 科学 思维 通过归纳有丝分裂过程中物质或结构的变化规律和相关曲线变式分析，培养利用逻辑思维分析问题的能力，利用数学知识解答问题的能力 考点1　细胞增殖和细胞周期 [必备知识·整合] 1．细胞增殖 (1)概念：细胞通过　　细胞分裂　　增加细胞数量的过程。 (2)意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体　　生长、发育、繁殖、遗传　　的基础。 2．细胞周期 (1)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。一个细胞周期包括两个阶段：　　分裂间期　　和　　分裂期　　。 (2)分裂间期 ①起止：从细胞一次分裂　　结束　　到下一次分裂　　之前　　。 ②比例：细胞周期的大部分时间处于分裂间期，占细胞周期的　　90%～95%　　。 ③特点：分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成　　DNA分子的复制　　和　　有关蛋白质的合成　　，同时细胞有　　适度的生长　　。 (3)分裂期 在分裂间期结束之后，细胞就进入　　分裂　　期，开始进行细胞分裂。对于　　真核　　生物来说，有丝分裂是其进行细胞分裂的主要方式，分裂结束后，形成的子细胞又可以进入分裂间期。 1．单细胞生物通过细胞增殖而繁衍。( √ ) 2．只有连续分裂的细胞才有细胞周期。( √ ) 3．在细胞周期中，分裂间期的持续时间通常比分裂期持续的时间短。( × ) 4．人体所有细胞的细胞周期持续时间相同。( × ) 5．洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。( × ) 1．(必修1P111“表6－1”) (1)不同生物的细胞周期长短相同吗？ 答案：不同。 (2)细胞周期越长的细胞，处于分裂期的细胞就越多，对吗？为什么？ 答案：不对。细胞周期包括分裂间期和分裂期，当分裂期的时间所占比例越大时，处于分裂期的细胞就越多，而不是看细胞周期的长短。 2．(必修1P111“图6－1”)一个细胞周期的起点和终点分别是指哪个时间点？ 答案：细胞周期是从一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止，故细胞周期的起点和终点都是分裂末期结束点。 1．(情景探究)下表是几种细胞的细胞周期持续时间(t/h)，据表分析： 细胞类型 分裂间期 分裂期 细胞周期 蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3 小鼠十二指肠上皮 细胞 13.5 1.8 15.3 人的肝细胞 21 1 22 人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22 (1)这些增殖细胞的细胞周期有怎样的特点？ (2)若用上述细胞观察细胞的有丝分裂，选择哪种细胞最有利于各时期的观察？说明理由。 答案：(1)不同种类的细胞，其细胞周期不一定相同，分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同；同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间也不相同。 (2)小鼠十二指肠上皮细胞。因为细胞周期中分裂期相对较长。 2．(情景探究)如图表示洋葱根尖细胞有丝分裂各阶段细胞核中DNA和细胞质中mRNA含量变化。 (1)在放射性同位素标记研究中，为区别DNA和RNA，最好选择标记的合成原料分别是什么？ (2)曲线表明，细胞分裂过程中核糖体功能活跃是哪些时期(用字母表示)？判断的根据是什么？ (3)d～e段细胞质中mRNA明显减少，最可能的原因是什么？ 答案：(1)胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。 (2)a、c，因为在a、c阶段mRNA相对含量高，mRNA是核糖体翻译蛋白质的直接模板。 (3)高度螺旋化的染色体上的DNA不能转录。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过细胞周期考查信息提取能力 1．(2022·浙江6月选考)用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期，放射性同位素最适合标记在(　　) A．胞嘧啶　　　　 B．胸腺嘧啶 C．腺嘌呤 D．鸟嘌呤 解析：B　[细胞周期的分裂间期中S期是DNA复制期，主要是遗传物质的复制，该过程需要4种游离的脱氧核苷酸作为原料，与RNA相比，DNA特有的碱基是胸腺嘧啶，故用放射性同位素标记的胸腺嘧啶最适合检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期，B正确。] 2．真核细胞的细胞周期分为分裂间期和分裂期，受多种物质的调控，分裂间期又分为G1、S、G2三个阶段。如图是某动物细胞周期的部分调节过程，图中CDK2－cyclinE能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损，会发生如图所示的调节过程。下列说法错误的是(　　) A．DNA受损可能导致细胞分裂停滞 B．DNA受损可能是由于随细胞分裂次数增加，端粒被截短造成的 C．活化的p53蛋白促进了p21基因的复制和表达 D．某些蛋白质具有调控细胞增殖的功能 解析：C　[DNA受损伤可使p53蛋白活化，活化的p53蛋白能促进p21基因表达形成p21蛋白，p21蛋白使CDK2－cyclinE失活，导致细胞不能从G1期进入S期，即导致连续分裂的细胞大量停留在分裂间期，A正确；端粒是指染色体两端的DNA片段，DNA受损伤可能是随细胞分裂次数增加，端粒被截短造成的，B正确；活化的p53蛋白能促进p21基因表达形成p21蛋白，p21蛋白使CDK2－cyclinE失活，导致细胞不能从G1期进入S期，可见活化的p53蛋白不促进p21基因的复制，C错误；某些蛋白质具有调控细胞增殖的功能，如p53蛋白、p21蛋白，D正确。] 细胞周期的四种表示方法 方法名称 图形 说明K 扇形图 A→B→C→A为一个细胞周期 线段图 a＋b或c＋d为一个细胞周期 坐标图 a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期 柱状图 A：DNA合成前期(G1期) B：DNA合成期(S期) C：DNA合成后期(G2期)及分裂期(M期) ◆[提升点2]　通过细胞周期各时期的变化考查获取信息能力和科学探究能力 3．(2024·青岛即墨二中调研)细胞周期包括物质准备(G1、S、G2)和细胞分裂(M)两个连续的阶段，其连续变化的分子调控机制如图所示，细胞周期中的检控点是停止前阶段事件而启动后一阶段事件的节点，类似于“关卡”，且MPF是通过G2检控点必需的蛋白质复合物。CDK与周期蛋白可看作是酶的激活剂与酶的关系，每种CDK可与多种周期蛋白结合并发挥调控功能。下列说法错误的是(　　) A．G2期细胞内每条染色体含有2条染色单体，染色体数目不变 B．周期蛋白可看作是CDK的“激活剂”，能循环使用 C．同一种CDK可能有多个结合位点，能与多种周期蛋白结合 D．CDK与周期蛋白特异性结合形成MPF后，才能使细胞周期通过G2检控点 解析：B　[DNA复制主要在S期完成，复制完成后每条染色体上含有两条染色单体，因此G2期细胞内每条染色体含有2条染色单体，但染色体数目不变，A正确；据题图可知，在G2期，CDK与周期蛋白结合形成MPF，而MPF是通过G2检控点必需的蛋白质复合物，因此MPF的形成有利于细胞进入M期，M期结束后周期蛋白降解，CDK进入下一个细胞周期被利用，因此周期蛋白不能被循环利用，B错误；根据题意，CDK与周期蛋白可看作是酶的激活剂与酶的关系，每种CDK可与多种周期蛋白结合并发挥调控功能，因此同一种CDK可能有多个结合位点，能与多种周期蛋白结合，C正确；据题图可知，CDK与周期蛋白特异性结合形成MPF后，才能使细胞周期通过G2检控点进入M期，D正确。] 4．(不定项)细胞周期同步化是指自然发生或人工造成的使细胞群体处于同一细胞周期同一阶段的过程。胸腺嘧啶核苷酸(TdR)是一种DNA合成可逆抑制剂(阻断S期，去除后S期可继续进行)。某同学设计了以下实验来获得全部处于G1 /S期交界处的同步化细胞：①加入过量 TdR，处理时间为T1；②移去TdR，加入新鲜培养液，处理时间为T2；③再次加入过量 TdR，处理时间为T3；④移去TdR，加入新鲜培养液，将阻断的细胞全部释放，得到较高同步化的S期细胞。若用TG1、 TS、TG2和TM分别表示细胞周期G1、S、G2和M所用时长，下列叙述正确的是(　　) A．T1≥TG1＋TG2＋TM B．TS<T2<TG1＋TG2＋TM C．T3<TG1＋TG2＋TM D．该实验仅适用于TG1＋TG2＋TM大于TS的细胞 解析：ABD　[加入过量TdR，S期细胞被抑制，其他细胞沿细胞周期运转，最后停在G1/S交界处，则处理时间T1≥TG1＋TG2＋TM，A正确；移去TdR，再加入新鲜培养液，进行释放，使所有被阻断在G1/S期和停留在S期的细胞都通过S期，处理时间TS＜T2＜TG1＋TG2＋TM，B正确；再次加入过量TdR，细胞群体通过G2、M和G1期的运转，最终被阻滞在G1/S交界处，处理时间T3≥TG1＋TG2＋TM，C错误；将阻断的细胞全部释放就得到较高同步化的S期细胞，该实验适用范围：仅适用于TG1＋TG2＋TM大于TS的细胞，D正确。] 5．细胞周期分为分裂间期和分裂期(M期)，分裂间期包括G1期、S期和G2期。高等动物细胞X的细胞周期中，各时期经历时间依次为G1期8 h、S期6 h、G2期5 h、M期1 h。HU(羟基脲)是一种DNA合成抑制剂，能阻断DNA分子的复制，使细胞周期停留于S期，对S期以外的细胞分裂进程无影响。为了验证HU的作用并获得分裂同步的细胞，研究人员利用细胞X和HU进行实验。请完善实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。 (1)完善实验思路： ①A组：培养液＋X细胞＋HU(用生理盐水配制)； B组：____________________________________。 ②培养14 h后，统计A、B两组中各时期细胞所占百分比。 ③将A组培养液中的HU全部洗脱，更换新鲜培养液，继续培养10 h，再向A组培养液中加入HU。 ④培养________h后，统计A、B两组中各时期细胞所占百分比。 (2)预测实验结果： ①若上述实验思路合理，则经处理后A组所有细胞将同步于细胞周期的__________________。 ②请设计一张表格用于记录实验结果。 (3)分析与讨论： ①分裂间期细胞内分子水平发生的主要变化是____________；若将B组细胞培养在缺乏某种氨基酸的培养液中，则处于________期的细胞会立刻被抑制。 ②为了获得较精确的实验统计数据，A、B组分别应________________。 ③利用3H标记的TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷)培养细胞一段时间后，处于S期的细胞都会被标记；洗脱含3H标记的TdR，换用无放射性的新鲜培养液培养；不同间隔时间取样，统计处于分裂期细胞的百分数，可确定细胞周期各时期的持续时间。科学家在测定某种细胞分裂的细胞周期时取得以下数据： (A：处于S期的细胞都被3H标记；B：被标记细胞最早进入分裂期；C：50%分裂期细胞被标记且在增加；D：50%分裂期细胞被标记且在减少；E：出现被标记细胞第二次进入分裂期) 则该种细胞的S期为________h。 解析：(1)本实验是为了验证HU的作用并获得分裂同步的细胞，A组进行培养液＋X细胞＋HU(用生理盐水配制)处理，则B组应该作为对照，进行培养液＋X细胞＋生理盐水处理。根据实验目的和设计步骤，步骤④应是：培养10 h(≥10均可)后，统计A、B两组中各时期细胞所占百分比。 (2)A组中的HU能阻断DNA的复制，因此经处理后A组所有细胞将同步于细胞周期的G1/S期交界处(或S期)。根据步骤②设计表格，HU处理对细胞X细胞周期影响实验结果记录表如下： G1 S G2 M A组 B组 (3)①分裂间期细胞内发生的主要变化是DNA分子复制和有关蛋白质的合成；若将B组细胞培养在缺乏某种氨基酸的培养液中，由于相关蛋白质不能合成，使处于G1和G2期的细胞会立刻被抑制。②为了获得较精确的实验统计数据，避免出现偶然性，A、B组分别设置多个重复样品。③由题意可知，B：标记细胞开始进入分裂期，E：标记细胞第二次进入分裂期，说明BE为一个细胞周期的时间，25－3＝22 h；B：标记细胞开始进入分裂期(分裂开始计时)，C：50%分裂期细胞被标记且在增加(一半细胞完成分裂)，BC间隔表示完成分裂期一半的时间为0.5 h，则分裂期为1 h；分裂间期经历的时间是22－1＝21 h．C：50%分裂期细胞被标记且在增加；D：50%分裂期细胞被标记且在减少，而处于S期的细胞都会被标记，所以细胞的S期为10.5－3.5＝7 h。 答案：(1)①培养液 ＋ X细胞 ＋ 生理盐水　④10(≥10均可)　(2)①G1/S期交界处(或S期) HU处理对细胞X细胞周期影响实验结果记录表 时期各时期细胞所占比例组别 G1 S G2 M A组 B组 (3)①DNA分子复制和有关蛋白质的合成　G1和G2　②设置多个重复样品(重复实验)　③7 常和细胞周期联系的“热点” 考点2　有丝分裂与无丝分裂 [必备知识·整合] 1．有丝分裂过程——以高等植物细胞为例 2．动植物细胞有丝分裂的主要区别 3．细胞有丝分裂的意义 将亲代细胞的染色体经过　　复制　　之后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了　　遗传性状　　的稳定性。 4．正常细胞与癌细胞的分裂 正常细胞的分裂是在机体的　　精确调控　　之下进行的，在人的一生中，体细胞一般能够分裂　　50～60　　次。但是，有的细胞受到　　致癌因子　　的作用，细胞中　　遗传物质　　发生变化，就变成了不受机体控制的、　　连续进行　　分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。 5．细胞的无丝分裂 教师用书独具 关于细胞分裂的两个易错点 (1)赤道板与细胞板不同：①赤道板是假想的平面，不是细胞结构，在光学显微镜下观察不到。 ②细胞板是一种细胞结构，在光学显微镜下能观察到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。 (2)无丝分裂过程中不出现纺锤体和染色体，但有DNA的复制过程。 1．有丝分裂包含分裂间期和分裂期。( × ) 2．观察有丝分裂的各个时期，中期时细胞中染色体的形态最为清晰。( √ ) 3．动物细胞分裂间期有DNA的复制和中心体的倍增。( √ ) 4．有丝分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同。( √ ) 5．细菌、蓝细菌的细胞分裂是无丝分裂。( × ) 1．(必修1P114“图6－3”)由星射线形成纺锤体一定是动物细胞的有丝分裂吗？ 答案：不是。低等的植物细胞也有中心粒。 2．(必修1 P115“思维训练”改编) (1)细胞的表面积与体积的比值与细胞的大小有何关系？此比值与物质运输的效率有何关联？ 答案：细胞越小，其表面积与体积的比值就越大。比值越大，物质运输的效率就越高。 (2)细胞的体积是否越小越好？为什么？ 答案：细胞的体积并不是越小越好，因为细胞完成生命活动所必需的基本结构(如各种细胞器)和物质(如酶、ATP)需要一定的空间。 1．(情景探究)请据甲、乙、丙三图回答下列问题： (1)甲、乙、丙三图中含有染色体、染色单体、DNA的数目分别是多少？ 甲：　　　　　　　　　　　　；乙：　　　　　　　　　　　　； 丙：　　　　　　　　　　　　。 (2)中心体复制和移向细胞两极分别是在有丝分裂的什么时期？甲图中中心体有几个？中心粒有几个？ 答案：(1)4、8、8　8、0、8　4、8、8 (2)分别是间期和前期；2个，4个。 2．(情景探究)核膜在细胞有丝分裂的前期解体，到末期又重新形成。对新形成的核膜的来源有两种不同观点：一种观点认为亲代细胞核膜解体后的碎片参加了子代细胞核膜的重建；另一种观点认为子代细胞核膜是由内质网膜重新形成的。现提供变形虫、含3H标记的胆碱(磷脂的成分)和其他的必需仪器，请以变形虫为实验模型，写出实验思路，并预测实验结果和结论。 答案：(1)实验思路：①将部分变形虫置于3H标记的胆碱营养液中培养，使其细胞膜和核膜均被标记。 ②将已标记的变形虫的核移植到无标记的去核的变形虫中，在无标记培养液中培养一段时间，使其进行细胞分裂。 ③检测新形成的子细胞中新的细胞核膜是否具有放射性。 (2)实验结果预测及相关的结论： 如果新的细胞核膜具有放射性，则支持第一种说法(或新核膜是由旧核膜的碎片连接而成)；如果新的细胞核膜无放射性，则支持第二种说法(或新核膜是由内质网膜重新形成的)。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过细胞分裂中有关细胞器的作用考查理解能力 1．(2024·河南安阳高三名校调研)如图为某高等植物细胞有丝分裂形成新细胞壁的过程，下列相关说法不正确的是(　　) A．高尔基体小泡聚集在赤道板的位置，愈合后形成细胞板 B．与此同时，染色体逐渐变成细长的染色质丝，出现了新的核膜和核仁 C．抑制高尔基体小泡的产生可能会导致形成多核细胞 D．有丝分裂过程可使细胞中的遗传物质被精确均分 解析：D　[分裂末期，高尔基体小泡聚集在赤道板的位置，愈合后形成细胞板，最终扩展成为细胞壁，A正确；与此同时(末期)，染色体逐渐解螺旋，变成细长的染色质丝，出现了新的核膜和核仁，B正确；高尔基体小泡的产生与细胞壁的形成有关，若抑制高尔基体小泡的产生，导致细胞板不能形成，可能会导致形成多核细胞，C正确；有丝分裂使得细胞核中的遗传物质被精确均分，但细胞质中的遗传物质不是均分的，D错误。] 2．如图表示某生物的纺锤体，纺锤体由动粒微管、极微管和星体微管组成，细胞分裂后期需要马达蛋白的作用。下列相关叙述错误的是(　　) A．此图一定不是高等植物的分裂图 B．如图所示的时期可能为细胞分裂中期 C．微管的化学本质是纤维素 D．马达蛋白的运动需要消耗能量 解析：C　[高等植物细胞不含有中心体，A正确；细胞中期染色体着丝粒整齐的排列在赤道板上，B正确；微管的化学本质为蛋白质，其基本单位是氨基酸，C错误；马达蛋白运动时需要消耗能量，D正确。] 区分有丝分裂过程中细胞器的作用与分配 (1)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 作用时期 生理作用 核糖体 动、植物 间期(主要) 有关蛋白质的合成 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、植物 整个细胞周期 提供能量 (2)有丝分裂过程中细胞器的分配 ①中心粒经倍增后，均等分配到两个子细胞中。 ②线粒体、叶绿体等细胞器随机地分配到两个子细胞中。 ◆[提升点2]　通过细胞分裂中相关曲线的解读考查科学思维能力和综合应用能力 3．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：C　[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，A正确；图1中DE段形成的原因是着丝粒分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变，B正确；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的含量比a时期减少一半，对应图1中的AB段或EF段，C错误；图2中d表示染色体∶DNA＝2∶1，有丝分裂过程中这种情况不存在，D正确。] 4．(不定项)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，结果如图。对检测结果的分析正确的是(　　) A．b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍 B．a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：ABD　[从题图中可以看出，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，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峰中细胞处于细胞分裂的分裂期。实验组b峰中细胞数目明显减少的原因是某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。] 1. “三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像 2．细胞周期中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析 (1)曲线模型 (2)曲线解读 项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因 核DNA 间期(S期)DNA复制，核DNA数目加倍 末期细胞一分为二，核DNA数目减半 染色体 后期着丝粒分裂，染色体数目加倍 末期细胞一分为二，染色体数目减半 染色单体 间期(S期)DNA复制，染色单体形成 后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色单体消失 3.进行有丝分裂细胞的细胞周期中染色体数与核DNA数比值的变化曲线 图中EF(BC)段表示S期DNA的复制，染色单体形成，FG(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期，即分裂间期G2期、有丝分裂前期和中期，GH(DE)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体消失。 4．根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例) (1)根据染色单体变化判断各时期 染色单体 (2)根据比例关系判断各时期 教师用书独具 [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。,1.细胞体积越小，细胞的相对表面积与体积之比就越大，越有利于物质交换。 2．细胞周期包括分裂间期和分裂期，以分裂间期为起点。 3．只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，进行减数分裂的细胞、高度分化的细胞都不具有细胞周期。 4．原核细胞只能进行二分裂、二分裂不是无丝分裂；真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。 5．无丝分裂不出现纺锤体和染色体，但是仍有遗传物质的复制和分配。 6．染色体数目始终和着丝粒数目相同，间期DNA复制时，着丝粒数目不变，染色体数目也不变。 7．赤道板不是细胞结构，观察不到；细胞板是由高尔基体形成的细胞结构，可以观察到。 探究实践八　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂　　 1．实验原理 2．实验步骤 1． 实验成功的关键及注意事项 实验材料的选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料 部分 选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区) 时间 必须在分裂旺盛的时间 操作注意事项 解离时间 太短 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散 过长 导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色 漂洗时间 适宜 洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色 染色时间 太短 染色体或染色质不能完全着色 过长 使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体 压片力度 过轻 细胞未分散开 过重 将组织压烂 显微镜观察 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化 细胞数目 间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长 2.关于实验的3点提醒 (1)根尖中只有分生区细胞才分裂，伸长区和成熟区细胞不分裂。 (2)不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。 (3)“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。 3．细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算 (1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。 (2)某时期持续时间(t)＝×细胞周期(T)。 4．洋葱在生物学实验中的“一材多用” 1．取材时为什么只能剪2～3 mm，而不能过长？ 答案：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．实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换？并说明原因。 答案：不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞上的解离液，有利于染色体被碱性染料着色，若二者顺序颠倒，解离液中的盐酸会影响染色的效果。 3．使细胞分散开的操作措施有哪三种？ 答案：①解离；②镊子尖弄碎根尖；③拇指按压载玻片。 1．若要观察植物细胞有丝分裂中期的染色体。适宜的材料和染液组合是(　　) A．大蒜根尖细胞，甲紫溶液 B．玉米根尖细胞，台盼蓝染液 C．菠菜叶肉细胞，碘液 D．番茄果肉细胞，醋酸洋红液 解析：A　[大蒜根尖细胞进行有丝分裂，甲紫溶液可以将染色体染成深色，A正确；玉米根尖细胞进行有丝分裂，但台盼蓝染液不能对染色体进行染色，B错误；菠菜叶肉细胞不进行有丝分裂，碘液也不对染色体进行染色，C错误；番茄果肉细胞不进行有丝分裂，D错误。] 2．(2022·湖南高考)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是(　　) A．a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离 B．b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个 C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长 D．根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低 解析：B　[图示为洋葱根尖细胞的分裂图，有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象，A错误；b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上，细胞处于有丝分裂中期，且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同，但核DNA分子加倍，故b细胞含染色体16条，核DNA分子32个，B正确；各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间成正相关，故已知细胞周期时间，根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间，但应统计多个视野中的比例，图中只有一个视野，无法准确推算，C错误；间期时的S期进行DNA分子复制，若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，细胞停滞在间期，故分裂间期细胞所占比例升高，D错误。] 3．用不同浓度的药物X处理大蒜根尖分生区细胞3 d、5 d后，分别制片观察有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)＝分裂期细胞数/观察细胞数×100%]，如图，下列相关叙述错误的是(　　) A．药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%，表明多数细胞处于分裂间期 B．制作装片过程中使用解离液的目的是固定细胞的形态 C．高浓度的药物X严重抑制了根尖分生区细胞有丝分裂 D．随着处理时间的延长，根尖细胞有丝分裂指数呈下降趋势 解析：B　[药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%，表明多数细胞处于分裂间期，少数细胞处于分裂期，A正确；制作装片过程中使用解离液的目的是使组织细胞分散开来，B错误；据题图分析，高浓度的药物X使细胞有丝分裂指数减少，严重抑制根尖分生区细胞有丝分裂，C正确；据题图分析，随着处理时间的延长，根尖细胞有丝分裂指数呈下降趋势，D正确。] 4．为探究某诱变剂X对植物细胞增殖、遗传、变异等生命活动的影响，某生物兴趣小组以洋葱为材料进行了相关实验，结果如图所示(所使用不同浓度的溶液不会使细胞死亡)。请回答下列问题：(有丝分裂指数是指分裂期细胞占细胞总数的百分比) (1) 生物兴趣小组的实验流程大致是：用不同浓度的诱变剂处理洋葱、获取洋葱根尖、制作洋葱根尖有丝分裂临时装片、镜检、统计并计算　　　　　　　　　　　。其中制作洋葱根尖有丝分裂临时装片时包括了①　　　　　　　　、②　　　　　　　　、③　　　　　　　　、④制片等步骤，其步骤①的作用是_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)实验结果表明： _______________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)小组中有一位同学在下午5：00放学后取根尖进行实验，发现实验组和对照组的有丝分裂指数都很低。该同学经认真分析，认为其实验材料、过程和步骤都科学规范，请你分析导致出现此实验结果的原因是__________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)经X处理后，部分细胞出现了染色体加倍、染色体缺失等染色体畸变现象。但进一步研究发现：用高浓度的X溶液处理后，细胞出现染色体加倍、染色体缺失等染色体畸变的概率降低，从细胞分裂角度分析，其原因是________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)根据坐标可知该实验的因变量是洋葱根尖细胞有丝分裂指数和染色体畸变率。制作洋葱根尖有丝分裂临时装片时包括了①解离、②漂洗、③染色、④制片等步骤，解离的作用是用盐酸破坏果胶，使组织细胞相互分离。 (2)据图可知，诱变剂X能降低洋葱根尖细胞有丝分裂指数，且X溶液浓度越大，有丝分裂指数越小；X能诱导根尖细胞产生染色体畸变，且随X溶液浓度增大，染色体畸变率先增大后减小。 (3)在下午5：00放学后取根尖进行实验，发现实验组和对照组的有丝分裂指数都很低，原因是洋葱根尖细胞在10：00前后分裂旺盛，下午5点后，洋葱根尖细胞的有丝分裂不旺盛。 (4)染色体加倍、染色体缺失等染色体畸变容易发生于细胞分裂过程中。高浓度的X溶液能抑制洋葱根尖细胞的有丝分裂，使分裂细胞减少；同时高浓度的X溶液对纺锤体形成的抑制能力又减弱，导致细胞出现染色体加倍、染色体缺失等染色体畸变的概率降低。 答案：(1)洋葱根尖细胞有丝分裂指数和染色体畸变率　解离　漂洗　染色　使组织细胞相互分离 (2)X能降低洋葱根尖细胞有丝分裂指数，且X溶液浓度越大，有丝分裂指数越小；X能诱导根尖细胞产生染色体畸变，且随X溶液浓度增大，染色体畸变率先增大后减小 (3)下午5点后，洋葱根尖细胞的有丝分裂不旺盛 (4)高浓度的X溶液能抑制洋葱根尖细胞的有丝分裂，使分裂细胞减少，另外高浓度的X溶液对纺锤体形成的抑制能力又减弱，导致染色体畸变率降低 [真题研析]——浸润素养 [例](2023·湖北高考)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他将其中的某个视野放大拍照，发给5位同学观察细胞并计数，结果如下表(单位：个)。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是(　　) 学生 分裂间期 分裂期 总计 前期 中期 后期 末期 甲 5 6 3 2 6 22 乙 5 6 3 3 5 22 丙 5 6 3 2 6 22 丁 7 6 3 2 5 23 戊 7 7 3 2 6 25 A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆 B．五位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分 C．五位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段 D．戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同 解析：C　[有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期，丙、丁计数的差异可能是因为某些细胞所处时期易混淆，如末期和分裂间期，A正确；中期每条染色体的着丝粒两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上，易区分，故五位同学记录的中期细胞数一致，B正确；分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，其所处时间比分裂期长，五位同学记录的间期细胞数不多，是由于只统计了一个视野中的细胞，样本数量较少，不具有代表性，C错误；计数规则不同，会导致实验误差，戊统计的细胞数量较多，可能与该同学的细胞计数规则与其他同学不同有关，D正确。] [信息破题] 信息 信息获取能力 信息1 观察洋葱细胞的有丝分裂 信息2 观察细胞并计数 [考向分析]　教师用书独具 23年已考考向 未考考向 1.观察细胞的有丝分裂 1.探究细胞大小与物质运输的关系 2.有丝分裂的物质的变化规律 2.植物细胞的有丝分裂 3.有丝分裂实验 3.动物细胞的有丝分裂 4.细胞增殖的方式及细胞周期 4.动、植物细胞有丝分裂的异同 5.有丝分裂的特点和意义 6.无丝分裂 [真题品悟]——厚积素养 [考向]　 细胞增殖的方式及细胞周期 (2023·浙江6月选考)为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述，不合理的是(　　) A．选用易获取且易大量生根的材料 B．选用染色体数目少易观察的材料 C．选用解离时间短分散性好的材料 D．选用分裂间期细胞占比高的材料 解析：D　[根尖分生区的细胞分裂能力较强，故观察有丝分裂时选用易获取且易大量生根的材料，A正确；选用染色体数目少易观察的材料有利于观察有丝分裂每一个时期的特点，B正确；选用解离时间短分散性好的材料，更利于观察细胞的染色体变化，C正确；本实验主要是观察有丝分裂前、中、后、末期的细胞，所以应该选用分裂间期细胞占比低的材料观察有丝分裂，D错误。] [真题变式]——迁移能力 (2023·辽宁高考)下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是(　　) A．②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同 B．③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上 C．④时期，非同源染色体自由组合 D．⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同 解析：B　[②时期已经完成了DNA的复制，相当于高等动物的有丝分裂前期，但图中还能观察到核膜，高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失，A错误；由题图可知，③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上，相当于高等动物有丝分裂中期，B正确；④时期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，C错误；⑤时期，细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同，都是直接从细胞中央缢开，D错误。] ►[改形式] 1．图甲、乙为某二倍体生物的体细胞有丝分裂染色体行为变化示意图，曲线①②为DNA含量变化图。下列叙述中错误的是(　　) A．甲图对应曲线①中的CD段，对应曲线②中的FG段 B．乙图所示变化发生在细胞分裂后期，这一时期对应的两曲线有不同的变化 C．甲图所示变化在光学显微镜下难以观察到 D．观察组织细胞有丝分裂固定装片时，可用同一细胞来观察甲、乙两个时期 解析：D　[甲图表示DNA分子的复制，复制完成后核DNA分子数加倍，对应曲线①中的CD段，对应曲线②中的FG段，A正确；乙图着丝粒分裂，是细胞分裂后期图，这一时期曲线①一个细胞内的核DNA含量不变，而曲线②一条染色体上的DNA分子数减半，两曲线有不同的变化，B正确；甲图表示DNA复制，处于分裂间期，此时为染色质丝的状态，这种变化在光学显微镜下难以观察到，C正确；观察组织细胞有丝分裂时，在解离时细胞已经被杀死，因此不能用同一细胞来观察甲、乙两个时期，D错误。] ►[变角度] 2．中心体位于细胞的中心部位，由两个相互垂直的中心粒和周围的蛋白质构成。从横切面上看，每个中心粒由9组微管组成，微管属于细胞骨架。细胞分裂时，中心体进行复制，最终每个子代中心粒与原中心粒成为一组新的中心体行使功能。中心粒能使细胞产生纤毛和鞭毛，并影响其运动能力，在超微结构水平上，调节着细胞的运动。下列关于中心体的叙述正确的是(　　) A．中心体的复制和分离与染色体的复制和分离同步 B．大肠杆菌含有数量较多的中心体，使其产生大量纤毛和鞭毛 C．白细胞变形穿过血管壁吞噬抗原的运动与溶酶体、线粒体及中心体有关 D．蛙的红细胞分裂需要中心体进行复制并形成纺锤体 解析：C　[有丝分裂过程中染色体的分离发生在有丝分裂后期，而中心体的分离发生在前期，A错误；大肠杆菌是原核生物，其体内不含有中心体，B错误；白细胞分解病原体的过程与溶酶体有关，中心粒能使细胞产生纤毛和鞭毛，并影响其运动能力，所以白细胞的运动与中心体有关，白细胞运动需要线粒体供能，所以也与线粒体有关，C正确；中心体与有丝分裂中纺锤体的形成有关，蛙的红细胞进行无丝分裂，无丝分裂过程中无纺锤体出现，D错误。] 学科网（北京）股份有限公司 $$