第4单元 第14讲 细胞的增殖和有丝分裂（教师word）-【金版新学案】2025年高考生物学高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

第14讲　细胞的增殖和有丝分裂 【课标解读】　1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。　2.实验：制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。 考点一　细胞增殖和细胞周期 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：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。 ①单细胞生物：通过细胞增殖而繁衍。 ②多细胞生物：受精卵经过细胞增殖和分化逐渐发育为成体。生物体内通过细胞增殖补充不断衰老、死亡的细胞。 (3)过程：包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。 2．细胞周期(以进行有丝分裂的细胞为例) 提醒　①只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期，进行减数分裂的细胞没有细胞周期。②一些外界因素，如温度、pH等会影响细胞周期的长短，因此，同一细胞的细胞周期是可变的。 教材拾遗 (必修1 P115“思维训练”) 1．细胞越大，细胞的表面积与体积的比值越小。 2．从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。 3．细胞体积是不是越小越好？并说明原因。 提示：不是，因为细胞中众多的必需物质和细胞器，都需要一定的容纳空间。　　 【链接高考】 1．(经典高考)G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生。(　√　) 2．(经典高考)间期只包括G1期和G2期，G1期和G2期均能合成蛋白质。(　×　) 3．(经典高考)肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长。(　×　) 4．(经典高考)不同生物的细胞大小和数目不同， 但细胞周期长短相同。(　×　) 1．与细胞周期有关的几种常考图形 (1)以“时间长短”为衡量指标：图1中的a和c、图2中的乙→甲均为分裂间期，其余的为分裂期。 (2)以“核DNA含量”为衡量指标：图3中a、a～b处的细胞，以及b处部分细胞，可分别对应图4中的a、b、c，即分别对应G1期、S期、G2期，均属于分裂间期。 学生用书↓第104页 (3)以“mRNA含量”为衡量指标：G1、G2期均有蛋白质合成，G1期在前，G2期在后。 2．动物细胞周期同步化的三种方法 根据细胞周期调控的原理，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。 (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，会阻断间期的DNA复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期；处于分裂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间期，从而实现细胞周期同步化的目的。操作过程如下： 假设一个细胞周期时长＝G1＋S＋G2＋M＝10＋7＋3.5＋1.5＝22(h)。 ①向细胞的培养液中加入过量的DNA合成可逆抑制剂，处于S期的细胞立刻被抑制。 ②继续培养G2＋M＋G1＝3.5＋1.5＋10＝15(h)，则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处。 ③除去抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，运行时间既要保证处于G1/S期交界处的细胞经过S期(7 h)进入G2期，又要保证处于S期的细胞不能再次进入S期，即运行时间应控制在7～15 h。 ④再加入DNA合成可逆抑制剂，则可实现全部细胞都被阻断在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。 (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，秋水仙素能够抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断，从而实现细胞周期同步化。 (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。 考向一　围绕细胞周期概念的理解，考查生命观念 1．下列关于细胞周期的说法，错误的是(　　) A．通常不同物种的细胞周期长度不同 B．有分裂能力的细胞不一定都有细胞周期 C．细胞周期会受到环境因素的影响 D．观察有丝分裂应选择细胞周期长的材料 答案：D 解析：不同物种的细胞周期的长短主要受基因控制，此外还受温度等外界条件的影响，不同物种的细胞所含有的基因不同，因此不同物种的细胞周期长度不同，细胞周期会受到环境因素的影响，A、C正确；只有连续进行分裂的细胞才具有细胞周期，因此具有分裂能力的细胞不一定都有细胞周期，B正确；细胞有丝分裂过程中，分裂期时间越长，占细胞周期的比例越大，观察到分裂期的细胞数越多，因此观察有丝分裂应选择细胞分裂期比例大的材料，D错误。 2．(2024·陕西模拟)细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)，如图1；细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组，每组的细胞数如图2。据图分析，下列说法错误的是(　　) A．分裂间期合成相关蛋白质需要核糖体的参与 B．染色体的着丝粒分裂发生在图1中的M期 C．图2中的乙主要发生在图1中的S期 D．将周期阻断在DNA复制前会导致图2中甲组细胞数减少 答案：D 解析：分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，核糖体是“生产蛋白质的机器”，因此，合成相关蛋白质需要核糖体的参与，A正确；染色体的着丝粒分裂发生在有丝分裂后期，应为图1中的M期，B正确；乙组细胞中的DNA含量为2C～4C，均为S期细胞，C正确；甲组细胞中的DNA含量为2C，包括G1期和末期的细胞，S期进行DNA的复制，将周期阻断在DNA复制前会导致图2中甲组细胞数(G1期)增多，D错误。 考向二　围绕细胞周期调控和同步化，考查科学思维 3. (2022·浙江1月选考)某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)，两者可组成多种有活性的CDK-cyclin复合体，细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。细胞周期如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异 B．细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控 C．抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段 D．一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK-cyclin复合体会同步发生周期性变化 答案：D 解析：不同细胞的细胞周期时间长短不同，A正确；不同时期需要不同的CDK-cyclin复合体有序转换，抑制某种CDK-cyclin复合体的活性会使细胞周期停滞在特定阶段，B、C正确；不同时期需要的CDK-cyclin复合体不同，因此调控不同阶段的CDK-cyclin复合体不会同步发生周期性变化，D错误。 学生用书↓第105页 4．(2023·山东济宁期末)细胞周期分为分裂间期和分裂期(即M期)，前者又可分为三个阶段：G1期(DNA复制前期)、S期(DNA复制期)、G2期(DNA复制后期)。已知某生物细胞周期的G1期、S期、G2期、M期的时长分别为9、5、3、2(单位：小时)。TdR是一种DNA合成可逆抑制剂，选择性阻断S期，去除后S期可继续进行。为实现细胞周期同步化，现对细胞依次进行如下操作：①加入TdR；②维持14小时；③去除TdR；④维持x小时；⑤加入TdR。下列叙述正确的是(　　) A．S期DNA复制后，核DNA数量和染色体数量均会随之加倍 B．操作①后，M期细胞至少需要9小时后才能到达G1/S交界处 C．操作④中x需要大于5小时并小于19小时 D．若操作⑤维持4小时之后去除TdR，各细胞的分裂进程将“同步” 答案：B 解析：S期DNA复制后，核DNA数目加倍，但复制后的染色单体共用一个着丝粒，染色体数目不会发生改变，A错误；由题可知，细胞分裂过程为G1→S→G2→M，且G1的时间为9小时，TdR是一种DNA合成可逆抑制剂，选择性阻断S期，因此操作①加入TdR后，M期细胞至少需要9小时后才能到达G1/S交界处，B正确；由题可知，操作①②后，G2＋M＋G1所有细胞都集中到了G1/S交界处，剩下需要将S期细胞也处于G1/S交界处，因此操作③后，需要维持时间是大于5小时并小于14小时，C错误；操作⑤后，需要将所有细胞都处于G1/S交界处，因此需要经过G2＋M＋G1时间(14小时)，此时各细胞的分裂进程将“同步”，D错误。 考点二　细胞的有丝分裂 1．染色体、染色单体和核DNA的关系 (1)当有染色单体(G2期、有丝分裂前、中期)时，染色体∶染色单体∶核DNA＝1∶2∶2。 (2)当无染色单体(G1期、有丝分裂后、末期)时，染色体∶核DNA＝1∶1。 2．高等植物有丝分裂的过程(连线) 3．动植物细胞有丝分裂的异同 4．有丝分裂的意义 将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 5．无丝分裂 (1)特点：分裂过程中不会出现染色体和纺锤丝的变化。 (2)过程 ①细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核。 ②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。 (3)实例：蛙的红细胞的无丝分裂。 【链接高考】 1．(2021·河北卷)有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现。(　√　) 2．(2021·浙江选考)植物细胞有丝分裂前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍。(　×　) 3．(2021·辽宁卷)酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖。(　×　) 4．(2020·浙江选考)高等动物胚胎干细胞分裂过程中，中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期。(　×　) 5．(经典高考)细胞分裂前的间期既有基因表达又有DNA复制。(　√　) 1．有丝分裂中相关物质或结构的变化规律 (1)细胞周期中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析 学生用书↓第106页 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 分裂间期(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 分裂间期(S期)DNA复制，染色单体形成 后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色单体消失 (2)细胞周期中染色体数与核DNA数比值的变化曲线 2．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 名称 生物类型 作用时期 生理作用 核糖体 动物、植物 主要是分裂间期 合成相关蛋白质 线粒体 动物、植物 整个细胞周期 提供能量 高尔基体 植物 末期 与细胞壁(板) 的形成有关 中心体 动物、低等植物 前期 与纺锤体的形成有关 考向一　围绕有丝分裂的过程及特点，考查分析判断能力 1．(2024·扬州模拟)如图为某动物细胞(2n＝6)有丝分裂过程示意图。下列叙述错误的是(　　) A．甲图细胞正在发生染色质高度螺旋化成为染色体过程 B．乙图和丙图细胞的染色体数相等，染色体上DNA数也相等 C．丁图细胞内有两套形态和数目相同的染色体 D．戊图细胞的质膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两部分 答案：A 解析：甲图细胞处于分裂间期，而染色质高度螺旋化成为染色体过程发生在前期，A错误；乙图细胞处于前期，丙图细胞处于中期，这两个时期细胞中的染色体数相等，染色体上DNA数也相等，B正确；丁图细胞中着丝粒分裂，此时细胞内就有了两套形态和数目相同的染色体，C正确；戊图细胞处于末期，此时细胞的质膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两部分，D正确。 2．如图为高等植物细胞处于有丝分裂不同时期的模式图，图中结构1代表囊泡，结构2代表细胞壁，结构3代表纺锤丝。下列分析正确的是(　　) A．该细胞可能是植物根尖成熟区细胞 B．结构1中应该含有与结构2形成有关的糖类物质 C．图乙细胞中的结构2是通过结构1与赤道板融合而形成的 D．结构3的形成与中心体有关 答案：B 解析：植物根尖成熟区细胞不能分裂，A错误；结构1代表囊泡，结构2代表细胞壁，植物细胞壁的成分为纤维素和果胶，纤维素为多糖，结构1囊泡中应该含有与结构2细胞壁形成有关的糖类物质，B正确；赤道板是一个假想的位置，不是一个结构，图乙细胞中的结构2细胞壁是通过结构1囊泡与细胞板融合而形成的，C错误；高等植物细胞无中心体，D错误。 考向二　运用科学思维，分析相关结构和数量变化 3．(2024·福建泉州模拟)如图是细胞中某两种物质的含量在有丝分裂相关过程中的变化情况。下列叙述不正确的是(　　) 学生用书↓第107页 A．图中的虚线所代表的物质有两种不同的表现形式 B．图中B～C段会发生着丝粒分裂 C．叶肉细胞中会出现如图所示变化，而细菌细胞中不会出现 D．A～B段细胞中有蛋白质和RNA的合成 答案：C 解析：图中虚线表示染色体含量的变化，染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种存在形式，A正确；图中BC段着丝粒分裂，染色体数目加倍，B正确；叶肉细胞是成熟的植物细胞，高度分化的细胞失去了分裂能力，细菌细胞中无染色体，分裂方式是二分裂，C错误；A～B段为有丝分裂前的间期和前期，间期发生DNA复制、RNA和蛋白质的合成，D正确。 4．(2024·辽宁模拟)如图甲、乙、丙依次表示某动物体内细胞分裂图，每条染色体上DNA含量的变化，不同分裂时期细胞核中染色体数目、染色单体数目与核DNA数目的关系。下列叙述中正确的是(　　) A．图甲所示细胞对应图乙中的DE段、图丙中的③ B．图甲中发生同源染色体的分离 C．图丙中引起①→②变化的是着丝粒的分裂 D．图丙中与图乙中BC段对应的只有② 答案：D 解析：图甲所示细胞含有8条染色体，没有染色单体，处于有丝分裂后期，而图乙中的DE段可以表示有丝分裂后期和末期，图丙中的①也含有8条染色体，没有染色单体，所以图甲所示细胞对应图乙中的DE段、图丙中的①，A错误；图甲所示细胞处于有丝分裂后期，并未发生同源染色体的分离，同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ后期，B错误；图丙中②可以表示有丝分裂前期和中期，①可以表示有丝分裂后期，因此图丙中引起②→①变化的是着丝粒的分裂，C错误；图乙中BC段与图丙中的②都存在染色单体，而图丙中的①和③都不存在染色单体，所以图丙中与图乙中BC段对应的只有②，D正确。 考点三　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1．实验原理 选材 高等植物的分生区组织细胞(如根尖)能进行有丝分裂 染色 细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(如甲紫溶液)染成深色 时期确定 在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察各个时期细胞内染色体的存在状态，判断细胞所处的不同分裂时期 2.方法步骤 1．实验操作的注意事项 2．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)。 学生用书↓第108页 考向一　考查实验材料和试剂的选取 1．(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 答案：D 解析：观察有丝分裂的合适材料为根尖分生区的细胞，其排列整齐，分裂能力强，实验时应选用容易获取且容易大量生根的材料，如洋葱，A正确；观察有丝分裂每一个时期的特点，主要是观察染色体的行为变化，选用染色体数目少易观察的材料，有利于观察染色体的特点，B正确；解离时间一般控制在3～5分钟，解离时间不宜过长，否则根尖过于酥软，无法取出根尖，选用解离时间短分散性好的材料，更利于实验的进行，C正确；观察有丝分裂，主要是观察分裂期细胞，在细胞周期中，分裂间期比分裂期占比更大，故应该选用分裂期细胞占比高的材料观察有丝分裂，D错误。 2．(2023·黑龙江哈尔滨一模)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，下列相关材料选择、实验原理和相关操作步骤等叙述正确的是(　　) A．材料选择：不选用紫洋葱鳞片叶外表皮，是因为液泡颜色影响观察染色体 B．实验步骤：根尖解离后应立即用甲紫溶液染色，以防解离过度 C．实验试剂：该实验需要用95%的酒精溶液对根尖进行漂洗 D．结果观察：在同一视野中可能看到处于不同分裂时期的细胞 答案：D 解析：紫洋葱鳞片叶外表皮是成熟的植物细胞，不进行细胞分裂，因此观察不到染色体，A错误；根尖解离后应用清水漂洗，以防解离过度，B错误；应用清水对根尖进行漂洗，质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精1∶1配制形成解离液，C错误；不同细胞处于不同的时期，所以在同一视野中可能看到处于不同分裂时期的细胞，D正确。 考向二　考查实验操作过程和结果分析 3．(2024·南京市模拟)如图是关于观察洋葱有丝分裂实验的部分操作，下列评价合理的是(　　) A．剪取洋葱根尖2～3 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②和③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 解析：剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于分生区，细胞有丝分裂旺盛，A错误；该实验步骤中③和④顺序颠倒了，B错误；在观察的图像中，b区域细胞呈正方形属于分生区的细胞，在解离步骤细胞已死亡，C正确；图中b区域为分生区，细胞没有大液泡，不能用于观察质壁分离和复原实验，D错误。 4．(2023·丰顺县期末)观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂的实验中，出现错误操作导致实验结果不理想。下列相关操作与效果的叙述，错误的是(　　) A．遗漏了解离过程，可能无法清晰观察到分生区细胞 B．遗漏了漂洗过程，可能无法清晰观察到染色体 C．增加染色时间，可以更好地观察染色体的形态 D．用盐酸和酒精混合液(1∶1)固定装片，不能观察到一个细胞的不同分裂时期 答案：C 解析：遗漏了解离过程，细胞相互堆叠在一起，可能无法清晰观察到分生区细胞，A正确；实验中，漂洗的作用是洗去解离液，防止解离过度，从而便于染色，遗漏了漂洗过程，可能无法清晰观察到染色体，B正确；染色需要3～5 min，增加染色时间，导致染色加深，妨碍观察，C错误；由于解离时细胞已经被杀死，不能观察到一个细胞的不同分裂时期，D正确。 归纳总结 实验异常现象的原因分析 　　 学生用书↓第109页 链接新情境命题14 细胞周期检验与调控 细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期)，根据DNA合成情况，分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统(检验点)，对细胞周期的过程是否发生异常加以检测，部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。 角度一　教材基础知识迁移应用 (1)与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是_____________________ ___________________________________________________。 (2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过________________________________，保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否________(填序号：①损伤和修复、②完成复制)；检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定胞质是否分裂的检验点是________。 角度二　细胞周期调控与癌症治疗 (3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关，癌细胞的主要特征是____________。有些癌症采用放射性治疗效果较好，放疗前用药物使癌细胞同步化，治疗效果会更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点________，将癌细胞阻滞在S期；后者可用秋水仙素抑制________的形成，主要激活检验点________，使癌细胞停滞于中期。 答案：(1)染色体数不变，核DNA数加倍　(2)染色体复制和精确地平均分配　①②　检验点5　(3)细胞无限增殖　2　纺锤体　4 解析：(1)DNA复制发生在S期，着丝粒分裂染色体数目加倍发生在M期；与G1期细胞相比，G2期细胞染色体数不变，核DNA数加倍。(2)有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体复制(实质为DNA的复制)以后，精确地平均分配到两个子细胞中，使亲代和子代细胞之间保持了遗传的稳定性。检验点1、2和3都在分裂间期，间期DNA复制，在DNA复制过程中其双螺旋结构解开易受损伤，所以要检验DNA分子是否损伤和修复以及DNA是否完成复制。染色体分离发生在分裂后期，应该在检验点5检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极。(3)癌细胞的主要特征是可以无限增殖。DNA复制发生在S期，对应检验点2。秋水仙素可以抑制纺锤体的形成而使癌细胞停滞在中期，对应检验点4。 重温高考　典题演练 1．(2022·江苏卷)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后，分别制作有丝分裂装片，镜检、观察。如图为二倍体根尖细胞的照片。下列相关叙述错误的是(　　) A．两种根尖都要用有分生区的区段进行制片 B．装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞 C．在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞 D．四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的4倍，③的2倍 答案：D 解析：根尖分生区进行有丝分裂，所以观察有丝分裂两种根尖都要用有分生区的区段进行制片，A正确；多层细胞相互遮挡不容易观察细胞，所以装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞，B正确；低倍镜下，细胞放大倍数小，观察的细胞数目多，高倍镜下放大倍数大，观察细胞数目少，所以在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞，C正确；四倍体中期细胞中的染色体数是4N，图中①处于二倍体根尖细胞有丝分裂后期，染色体数目加倍，染色体数目为4N，②处于二倍体根尖细胞有丝分裂间期，染色体数目为2N，③处于二倍体根尖细胞有丝分裂前期，染色体数目为2N，所以四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的2倍，③的2倍，D错误。 2. (2022·广东卷)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(　　) A．根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色，以防解离过度 B．根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检 C．找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦 D．向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央 答案：C 解析：根尖解离后需要先漂洗，洗去解离液后再进行染色，A错误；将已经染色的根尖置于载玻片上，加一滴清水后，用镊子将根尖弄碎，盖上盖玻片后再加一个载玻片，需要用拇指轻轻按压载玻片，使细胞分散开，再进行观察，B错误；在低倍镜下找到分生区细胞(呈正方形，排列紧密)后，再换用高倍镜进行观察，此时为使视野清晰，需要用细准焦螺旋进行调焦，C正确；分裂中期的染色体着丝粒整齐排列在赤道板上，据图可知，图示中期细胞位于左上方，故需要向左上方移动装片将分裂中期的细胞移至视野中央，D错误。 3．(2021·全国乙卷)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，错误的是(　　) A．在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子 B．在前期，每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子 C．在中期，8条染色体的着丝点(着丝粒)排列在赤道板上，易于观察染色体 D．在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有16条染色体 答案：D 解析：已知果蝇体细胞含有8条染色体，每条染色体上有1个DNA分子，共8个DNA分子，在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子，A正确；间期染色体已经复制，故在前期每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子，B正确；在中期，8条染色体的着丝点(着丝粒)排列在赤道板上，此时染色体形态固定、数目清晰，易于观察染色体，C正确；有丝分裂后期，着丝点(着丝粒)分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，由8条变成16条，同源染色体不分离，D错误。 学生用书↓第110页 4．(2023·湖北卷)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 答案：C 解析：由于有丝分裂是一个连续过程，人为划分的时期并不能十分精确，故某些细胞所处时期易混淆，A正确；有丝分裂中期，染色体排列在细胞中央，形态稳定，数目清晰，便于观察，有利于计数，所以五位同学记录的中期细胞数一致，B正确；旺盛的分裂阶段，分裂间期由于所费时间长，故所处细胞数目应相对较多，C错误；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。 课时测评14　细胞的增殖和有丝分裂 (时间：40分钟，满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(每小题2分，共24分) 1．(2024·河南模拟)进行有性生殖的生物，其细胞增殖方式通常包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种类型，下列说法正确的是(　　) A．人类成熟红细胞在有丝分裂前期会出现纺锤体 B．蛙的红细胞无丝分裂过程中存在DNA复制 C．通常选用蝗虫卵巢观察减数分裂过程的图像 D．三种细胞增殖方式均具有细胞周期 答案：B 解析：人类成熟红细胞已经没有细胞核了，是高度分化的细胞，不进行有丝分裂，A错误。无丝分裂有DNA复制，“丝”是指纺锤丝，无丝分裂是没有纺锤丝的牵引，细胞内染色体复制、细胞体积增大，然后一分为二，B正确。实验中常常选用雄性个体的生殖器官，雄性个体产生的精子数量很多，容易找到不同分裂时期的细胞，并且卵巢中卵细胞的分裂不是连续进行的，所以一般不用卵巢进行实验，C 错误。细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的过程称为细胞周期。减数分裂和无丝分裂都不具有细胞周期，D错误。 2．(2023·深圳二模)有丝分裂过程中存在以下行为：①DNA的复制；②着丝粒的分裂；③遗传物质进入子代细胞。下列叙述最合理的是(　　) A．DNA分子数变化的原因是①②③ B．染色体数目变化的原因是①③ C．姐妹染色单体数目变化的原因是②③ D．一条染色体上DNA分子数变化的原因是①② 答案：D 解析：②着丝粒的分裂，染色体数目加倍，但DNA数目不变，A错误；①DNA的复制，使得染色体含有两条染色单体，染色体数目不变，③遗传物质进入子代细胞，子细胞的染色体数目与亲代细胞保持不变，B错误；②着丝粒的分裂，染色单体分离，染色单体数目为0，③遗传物质进入子代细胞，与染色单体数目变化无关，C错误；①DNA的复制，使得一条染色体含有两条染色单体，2个DNA分子，②着丝粒的分裂，染色单体分离，染色体数目加倍，一条染色体上有1个DNA分子，D正确。 3．(2023·河源开学考)Mad2蛋白是控制细胞周期进程的蛋白质，该蛋白提供一个“等待”信号延缓后期的起始，直到所有染色体着丝粒正确排列在赤道板上该蛋白会消失，若染色体受到两极相等拉力时该蛋白也会消失。下列叙述正确的是(　　) A．在减数分裂的细胞周期中，染色体复制导致核DNA数目加倍 B．Mad2蛋白通过影响染色质高度螺旋化，导致细胞不能正常分裂 C．若某药物可将Mad2蛋白提前降解，会引起染色体缺失 D．若对分裂中期的染色体人为在两极提供同等拉力，可能促进细胞进入后期 答案：D 解析：减数分裂不能连续分裂，没有细胞周期，A错误；由题干信息可知，Mad2蛋白是控制细胞周期进程的蛋白质，该蛋白提供一个“等待”信号延缓后期的起始，直到所有染色体着丝粒正确排列在赤道板上该蛋白会消失，所以Mad2蛋白通过影响后期的起始，影响分裂进程，B错误；若某药物可将Mad2蛋白提前降解，可能会引起染色体数量的异常，C错误；由题干信息可知，若染色体受到两极相等拉力时Mad2蛋白会消失，所以对分裂中期的染色体人为在两极提供同等拉力，可能促进细胞进入后期，D正确。 4．(2023·深圳一模)实验结果的观察和判断是实验操作能力的重要部分。如图是科学家在显微镜下观察到的蝶螺肺细胞分裂过程中的三个连续的阶段。据图分析不合理的是(　　) A．图a到c染色体逐渐变得更加清晰 B．图a细胞可能属于分裂的前期 C．图b细胞可能在进行染色体复制 D．图c中着丝粒可能排列在赤道板上 答案：C 解析：图a到c染色体螺旋化，逐渐变得更加清晰，A正确；细胞分裂前期核膜逐渐消失，则图a细胞可表示分裂的前期，B正确；图b细胞核膜不完整，表示已解体，处于分裂前期，此时不可能在进行染色体复制，C错误；图c中染色体数目清晰可能是分裂中期，此时着丝粒排列在赤道板上，D正确。 5．如图为动物细胞有丝分裂过程中星射线对染色体附着的连续过程示意图，据图分析错误的是(　　) A．中心体倍增发生在有丝分裂前的间期 B．图1发生在前期，中心体发出星射线 C．图2发生在后期，染色体在星射线牵引下移动 D．图1～3过程保证了姐妹染色单体分开后移向两极 答案：C 解析：有丝分裂前的间期主要发生DNA分子复制和有关蛋白质合成，此时期也会发生中心体复制而倍增，A正确；图1中染色体复制，中心体发出星射线形成纺锤体，发生在有丝分裂前期，B正确；据图可知，图2中每条染色体上有2条姐妹染色单体，而有丝分裂后期着丝粒分裂，细胞中不存在姐妹染色单体，C错误；图1～3过程中，在中心体和星射线的作用下，保证了姐妹染色单体分开后移向两极，实现了染色体的平均分配，D正确。 6．(2024·重庆模拟)有丝分裂的核分裂是一个相互连续的过程，胞质分裂则相对独立，开始于有丝分裂后期，完成于末期，如图表示胞质分裂的整个过程。收缩环由大量的肌动蛋白和肌球蛋白等组装而成，用抗肌动蛋白、抗肌球蛋白的药物处理处于分裂期的活细胞，收缩环的收缩活动停止，分裂沟逐渐消失。下列相关叙述正确的是(　　) A．收缩环处细胞膜融合体现了细胞膜的功能特性 B．若该图表示某生物体细胞的胞质分裂，则该生物体细胞含有6条染色体 C．抗肌动蛋白、抗肌球蛋白的药物也可以诱导细胞中的染色体加倍，作用原理和秋水仙素作用原理相似 D．分裂沟的定位可能与纺锤体的位置有关 答案：D 解析：细胞膜融合依赖于细胞膜的流动性，体现了细胞膜的结构特点，A错误；据图可知，该生物的体细胞中含有3条染色体，B错误；抗肌动蛋白、抗肌球蛋白的药物能诱导细胞中的染色体加倍，但是作用的时期是有丝分裂后期，原理是抑制细胞质的分裂，该作用原理和秋水仙素作用原理不同，C错误；分裂沟在赤道板处确立，而赤道板是和纺锤体的中轴相垂直的平面，因此分裂沟的定位可能和纺锤体的位置有关，D正确。 7．(2023·佛山月考)动物细胞有丝分裂阶段，中心体负责纺锤体的组装，并受蛋白激酶(PLK4)的调控，多功能骨架蛋白(CEP192)参与纺锤体的形成。PLK4失活后，PLK4凝聚体可招募其他成分充当中心体作用，使正常细胞分裂可在无中心体复制的条件下进行。泛素连接酶(TRIM37)可抑制PLK4凝聚、促进CEP192的降解。下列分析错误的是(　　) A．在PLK4的正常调控下，中心体在每个细胞周期的间期复制一次 B．PLK4失活后，非中心体型纺锤体组装取决于TRIM37的水平 C．在PLK4失活的情况下，TRIM37基因过度表达可促使癌细胞分裂 D．在TRIM37基因过度表达的细胞中可能观察到染色体数目加倍 答案：C 解析：中心体与纺锤体的形成有关，在PLK4的正常调控下，中心体在每个细胞周期的间期复制一次，A正确；PLK4失活后，PLK4凝聚体可招募其他成分充当中心体作用，而泛素连接酶(TRIM37)可抑制PLK4凝聚、促进CEP192的降解，故可知非中心体型纺锤体组装取决于TRIM37的水平，B正确；在PLK4失活的情况下，泛素连接酶(TRIM37)可抑制PLK4凝聚、促进CFP192的降解，故TRIM37基因过度表达可使癌细胞分裂终止，C错误；在TRIM37基因过度表达的细胞中，PLK4凝聚体不能形成，故不可招募其他成分充当中心体作用，所以染色体不能平均移向两极，染色体数目加倍，D正确。 8．(2023·山东济宁质检)在有丝分裂过程中，动粒(多蛋白结构)位于着丝粒两侧，负责将着丝粒与纺锤丝连接在一起，在有丝分裂中期的早期阶段，动粒表面被覆盖纤维状蛋白形成纤维冠，纤维冠确保染色体的正常分离，如图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A．核膜和动粒从化学组成分析，主要区别是前者含有磷脂 B．观察染色体形态和数目最佳的时期为图乙 C．图甲细胞所处的时期特点是核膜、核仁消失，没有出现纺锤体 D．若纤维冠不能形成，则可能导致细胞分裂过程受阻 答案：C 解析：核膜的主要成分是蛋白质和磷脂，动粒的本质是蛋白质，因此两者的物质组成差异在于核膜含有磷脂，A正确；图乙是有丝分裂中期，染色体形态固定、数目清晰，因此观察染色体形态和数目最佳的时期为图乙，B正确；图甲细胞所处的时期是有丝分裂前期，特点是核膜、核仁消失，出现纺锤体和染色体，C错误；由题意可知，纤维冠确保染色体的正常分离，若纤维冠不能形成，则可能导致细胞分裂过程受阻，D正确。 9．(2023·辽宁三模)图1和图2表示某同学绘制的有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列叙述正确的是(　　) A．图1中AC段动植物细胞中都会发生染色体复制和中心体复制 B．图1中CD段会发生同源染色体分离，染色体数目加倍 C．图1中DE段对应图2中的a时期，E点时每条染色体上有1个DNA D．植物细胞在图2的c→d过程同时伴随细胞板扩展形成细胞壁的过程 答案：C 解析：图1中AC段的细胞内核DNA数因复制而加倍，中心体复制发生在动物细胞和低等植物细胞中，A错误；图1中CD段是有丝分裂前期和中期，同源染色体分离是减数分裂过程中特有的行为，染色体数目加倍发生在有丝分裂后期，即图中的DE段，B错误；图1中DE段表示着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，此时细胞中每条染色体含有一个DNA分子，可对应图2中的a时期，E点时每条染色体上有1个DNA，C正确；植物细胞在图2的a→c过程中同时伴随细胞板扩展形成细胞壁的过程，图2中d状态是不存在的，D错误。 10．(2023·滨州二模)液泡化的植物细胞有丝分裂时，细胞中形成细胞质丝，细胞核从细胞的边缘通过细胞质丝移动到细胞中央。成膜粒出现在某些细胞质丝中，后扩展成一个平面形成成膜体并逐步形成新的细胞壁，进而完成细胞质分裂，过程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．细胞质丝的出现和消失具有周期性 B．成膜体的形成与高尔基体产生的囊泡有关 C．图示过程不能保证染色体的平均分配 D．诱导成熟植物细胞表现全能性时会出现图示过程 答案：C 解析：由于细胞质丝出现在有丝分裂的过程中，有丝分裂具有细胞周期，因此细胞质丝的出现和消失具有周期性，A正确；高尔基体参与植物细胞壁的形成，成膜体逐步形成新的细胞壁，因此成膜体的形成与高尔基体产生的囊泡有关，B正确；结合图示可知，细胞核均等分裂，因此图示过程能保证染色体的平均分配，C错误；全能性是指细胞发育成完整个体的潜能，诱导成熟植物细胞表现全能性时需要经过有丝分裂、分化等过程，会出现图示过程，D正确。 11. 酵母菌在细胞分裂过程中，细胞核核膜并不会消失和重现，而是长时间的完整存在。另外，与细胞分裂直接相关的纺锤体不在细胞质而是在细胞核内形成，这种有丝分裂称为封闭式有丝分裂。下列叙述正确的是(　　) A．封闭式有丝分裂因纺锤体在细胞核内，所以染色体不能平均分配到两个子细胞 B．酵母菌有丝分裂产生的子细胞即为子代个体，它们的DNA一定完全相同 C．如果用药物抑制纺锤体的形成，可使细胞中染色体数目加倍 D．酵母菌的有丝分裂过程与动物细胞不同，与植物细胞相同 答案：C 解析：染色体会在纺锤丝的牵引下移向细胞核两端，并平均分配到两个细胞核中，再平均分配到两个子细胞中，A错误；DNA不仅存在于细胞核，还存在于细胞质中，两个子细胞的细胞核DNA完全相同，但细胞质中线粒体的DNA可能不完全相同，B错误；如果用药物抑制纺锤丝的形成，细胞核中复制加倍的染色体不能平均分到两个细胞核中，则会使细胞中的染色体数目加倍，C正确；酵母菌的有丝分裂与动、植物的有丝分裂均不相同，其细胞核核膜不会消失和重现，且纺锤体在细胞核中形成，D错误。 12．(2023·阳江月考)研究表明，动粒蛋白CENP-C能被激酶Aurora B磷酸化以激活纺锤体检验点，在细胞有丝分裂期动粒—微管连接纠错过程中发挥着重要作用。动粒—微管的正确连接是细胞有丝分裂正常进行的保证。下列相关叙述错误的是(　　) A．通常在动物细胞分裂间期发生核DNA、染色体和中心粒的复制且数目均加倍 B．染色体数∶姐妹染色单体数＝1∶0时，动物细胞膜可能正在缢裂成两个子细胞 C．若动粒蛋白不能被激酶Aurora B磷酸化，可能导致产生染色体数目加倍的细胞 D．若要判断动粒蛋白是否被磷酸化，可在光学显微镜下对分裂后期的细胞进行观察 答案：A 解析：动物细胞在间期发生核DNA、染色体复制和中心粒的倍增，其中核DNA和中心粒数目加倍，但染色体数目没有变化，A错误；染色体数∶姐妹染色单体数＝1∶0时，着丝粒可能已经分裂，姐妹染色单体分开移向细胞两极，细胞处于分裂的后期或末期，动物细胞膜可能正在缢裂成两个子细胞，B正确；由题意可知，动粒蛋白CENP-C能被激酶Aurora B磷酸化以激活纺锤体检验点，纠正动粒—微管的错误连接，若不能被磷酸化，则姐妹染色单体分开后，不能移向细胞的两极，从而导致染色体数目加倍的子细胞产生，C正确；若不能被磷酸化，则姐妹染色单体分开后，不能移向细胞的两极，而着丝粒的分裂发生于细胞分裂的后期，故若要判断动粒蛋白是否被磷酸化，可在光学显微镜下对分裂后期的细胞进行观察，D正确。 二、非选择题(共26分) 13．(12分)(2024·临沂模拟)酵母菌在有丝分裂过程中可能会发生染色体分离错误，导致子代细胞增加或减少部分甚至整条染色体，这种现象称为非整倍体化。下图为有丝分裂过程中染色体与中心体的几种连接方式示意图。请据图回答： (1)酵母菌中心体的复制发生在________期，该时期细胞中发生的主要变化是________________________________________________________________________。 (2)图中细胞处于有丝分裂的________期，染色体与DNA数目比例为________。正常情况下，每条染色体的________两侧，都有星射线附着，星射线牵引着染色体运动，使其排列在赤道板上。 (3)能保证染色体精确地平均分配到两个子细胞中的是图________(填字母)，可能造成子细胞中出现非整倍体的是图________(填字母)。 答案：(1)分裂间　DNA复制和蛋白质合成　(2)中　1∶2　着丝粒　(3)A　B、C、D 解析：(1)酵母菌中心体的复制发生在分裂间期，即中心体在分裂间期倍增，该时期细胞中发生的主要变化是DNA复制和有关蛋白质的合成。(2)图中细胞处于有丝分裂的中期，此时每条染色体都有两个DNA分子，故染色体与DNA数目比例为1∶2。正常情况下，每条染色体的着丝粒两侧，都有星射线附着，星射线牵引着染色体运动，使其排列在赤道板上。(3)图A染色体两侧都有中心体，且只有1个，中心体到达两极后发出星射线各自牵引一条子染色体移向两极，故图A能保证染色体精确地平均分配到两个子细胞中。图B、C、D，由于染色体和中心体连接方式错误，会发生子染色体分离错误，出现非整倍体化，故可造成子细胞中出现非整倍体的是图B、C、D。 14．(14分)甲图为某高等动物体细胞有丝分裂部分时期的示意图，乙图表示该动物细胞分裂过程中，不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系，丙图表示该动物细胞在不同分裂时期每条染色体上的DNA含量变化。据图回答下列问题。 (1)甲图的细胞Ⅱ中有________条染色体。 (2)乙图中表示核DNA含量的是________(填字母)；与2时期相对应的是甲图中的细胞________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (3)某同学用自制的装片观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，发现细胞重叠，看不到染色体，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 若在显微镜视野中观察到处于丙图中BC段状态的分裂期细胞，则该细胞处于有丝分裂的________________________________________________________________________期。 (4)铬是一种对生物有毒害作用的重金属元素。科学家用铬处理洋葱根尖分生区的细胞，观察细胞的分裂指数和微核率来研究水中铬的毒性，实验结果如下图所示。(注：细胞分裂指数是指视野内分裂期细胞数占细胞总数的比例。微核是真核生物细胞中的一种异常结构，通常认为是在有丝分裂后期由丧失着丝粒的染色体片段产生的。) 由丁图可知，铬离子对细胞分裂能力的影响是______________________________________ ________________________________________________________________________。 比较丁图和戊图，分析当铬离子相对浓度达到100时，细胞的微核率反而下降的原因可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)4　(2)a　Ⅱ　(3)没有解离(或解离不充分或制片时没有按压盖玻片)，细胞没有相互分离开　前期和中　(4)铬离子能抑制细胞分裂，且浓度越大抑制作用越强　高浓度的铬离子抑制了细胞的有丝分裂，造成进入有丝分裂后期细胞数目减少 解析：(1)染色体的数目等于着丝粒数目，从图中看出，甲图的细胞Ⅱ中有4条染色体。(2)根据分析，乙图中的a是核DNA分子；2时期(染色体数、染色单体数和核DNA分子数之比为1∶2∶2)含有姐妹染色单体，对应于甲图中的细胞Ⅱ。(3)用自制的装片观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，发现细胞重叠，看不到染色体，原因是没有解离(或解离不充分或制片时没有按压盖玻片)，细胞没有相互分离开；丙图中BC段的细胞处于有丝分裂前期和中期，每条染色体上含有2个DNA分子。(4)由丁图可知，铬离子对细胞分裂能力的影响是铬离子能抑制细胞分裂，且浓度越大抑制作用越强；比较丁图和戊图，分析当铬离子相对浓度达到100时，细胞的微核率反而下降的原因可能是高浓度的铬离子抑制了细胞的有丝分裂，造成后期细胞数目减少。 学科网（北京）股份有限公司 $$