专题梳理8 细胞通过分裂增殖（word版）-【精英1号】2024年高中生物学考笔记·知识梳理手册

专题梳理8　细胞通过分裂增殖 一、模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系 1．实验原理 (1)用琼脂块模拟细胞。琼脂块越小，其相对表面积越大，则其与外界交换物质的表面积越大，经交换进来的物质在琼脂块中扩散的速度相同。 (2)琼脂块中含有酚酞，与NaOH相遇呈紫红色，可显示物质(NaOH)在琼脂块中的扩散速度。 2．实验结果与结论 (1)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相同。 (2)琼脂块越小，表面积与体积之比越大，物质扩散的效率越高。 二、细胞的分裂经历细胞周期 1．细胞周期概念：指连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。细胞周期包括分裂期和分裂间期。 2．细胞分裂间期的主要变化 【答案】　蛋白质　DNA复制　核糖体 三、染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化 时期 分裂图像 特点 植物细胞 动物细胞 前期 ①染色质→________ ②纺缍体形成 ③________开始解体 中期 ①染色体的________排列在赤道面上 ②染色体缩短到最小的程度，形态稳定，数目清晰 后期 ①________分裂，____________分离 ②分离的染色体分别移向两段 末期 ①新的________出现，形成两个细胞核 ②染色体→________ ③________消失 ④细胞质分裂 【答案】　染色体　核膜、核仁　着丝粒　着丝粒　姐妹染色单体　核膜、核仁　染色质　纺锤丝 四、制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片或观察其永久装片 1．实验原理 (1)盐酸能够破坏植物细胞间的果胶，使根尖细胞在后续的操作中彼此容易被分开。 (2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(如龙胆紫染液)染成深色。 (3)细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍物镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。 2．实验步骤 【答案】　解离　漂洗 五、有丝分裂可保证细胞亲子代间遗传物质的稳定性 1．细胞有丝分裂的重要意义是将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。 2．由于染色体上有遗传物质DNA，染色体的复制实质上是DNA的复制，因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性。 六、癌细胞可以无限制地分裂 1．癌细胞：在某些致癌因素的作用下，有的细胞会变得不受控制而无限增殖，这种细胞就是癌细胞。 2．癌细胞的主要特征 (1)无限增殖能力。 (2)能在体内转移。原因是癌细胞表面粘连蛋白很少或缺失，易于从肿瘤上脱落。许多癌细胞具有变形运动能力，容易在组织间转移。 (3)核形态不一，并可出现巨核、双核或多核现象；代谢旺盛，蛋白质合成及分解代谢都增强，但合成代谢超过分解代谢；线粒体功能障碍，即使在氧供应充分的条件下也主要依靠糖酵解途径获取能量；正常细胞在体外培养时表现为贴壁生长和会合成单层后停止生长的特点，即接触抑制现象。 3．癌变 (1)概念：正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程。 (2)原因 ①内因：原癌基因和抑癌基因发生改变。 ②外因：致癌因子，包括物理因子、化学因子、生物因子。 【答案】　①分裂期　②核糖体增生、蛋白质合成　③DNA合成(复制)　④前期　⑤中期　⑥后期　⑦末期 模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系 【例题1】　关于探究细胞大小与物质运输关系实验的判断，错误的是(D) A．用不同体积的琼脂块模拟不同大小的细胞 B．细胞体积越大，表面积与体积的比值越小 C．不同体积琼脂块NaOH扩散的深度相同 D．NaOH在琼脂块中扩散体积表示物质运输效率 【解析】本实验用琼脂块模拟细胞，琼脂块的体积不等，表示细胞的大小不同，A正确；细胞体积越大，表面积与体积的比即相对表面积越小，B正确；相同时间内，NaOH在大小不同的脂块中的扩散深度相同，但NaOH扩散的体积与整个琼脂块体之比不同，C正确；NaOH在琼脂块中扩散的体积与整个琼脂体积之比表示物质运输效率，D错误。 【例题2】　科学家通过模拟实验探究细胞大小与物质运输效率的关系。实验过程：将3个边长分别为1cm、2cm、3cm含有酚酞的琼脂块，浸泡在0.1%的NaOH溶液中3min后取出，切成两半，每块琼脂块中NaOH扩散的深度如图中阴影所示(琼脂块中数据表示未被扩散部分的长度)。关于该实验及相关推论的叙述正确的是(D) A．浸泡时，在翻动琼脂块的同时用勺子挖动其表面对实验结果无影响 B．NaOH溶液在边长为3cm的琼脂块内扩散的速率最大 C．细胞体积越大，相对表面积越大 D．细胞体积越小，物质运输效率越高，但细胞也不是越小越好 【解析】浸泡时不能用勺子挖动琼脂块表面，这样会影响实验结果，A错误；NaOH溶液在每块琼脂块中的扩散速率是相同的，B错误；细胞体积越大，相对表面积越小，C错误；细胞体积越小，相对表面积越大，物质运输效率越高，但细胞太小不利于细胞代谢的进行，D正确。 细胞周期与有丝分裂 【例题3】　[2023·宁波市九校联考]一般情况下，下列细胞具有细胞周期的是(　B　) ①根尖分生区细胞　②叶表皮细胞 ③胚胎干细胞　④哺乳动物成熟红细胞 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 【解析】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全过程称为一个细胞周期。①根尖分生区细胞能够进行分裂，具有细胞周期，①正确；②叶表皮细胞属于高度分化的细胞，不能继续分裂，无细胞周期，②错误；③胚胎干细胞能够进行分裂，具有细胞周期，③正确；④哺乳动物成熟红细胞属于高度分化的细胞，不能继续分裂，无细胞周期，④错误。故选B。 【例题4】　[2021·7浙江学考]观察细胞有丝分裂装片时，局部视野示意图如下。箭头所指细胞处于有丝分裂(　C　) 　　　　　　　　　　　　 A．前期 B．中期 C．后期 D．末期 【解析】有丝分裂的后期每1个着丝点分裂成2个，原来连接在同1个着丝点上的2条姐妹染色单体也随着分离开来，成为2条子染色体。纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动，这时细胞核内的全部染色体就平均地分配到了细胞的两极，使细胞的两极各有一套相同的染色体，C正确。 【例题5】　[2021·1浙江真题]下列关于植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是(　C　) A．前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍 B．后期，染色体的着丝粒分布在一个平面上 C．末期，含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板 D．亲代细胞的遗传物质平均分配到2个子细胞 【解析】由于间期时进行DNA的复制，在分裂前期核DNA已完成复制，但由于着丝点未分裂，染色体数目未加倍，A错误；有丝分裂中期时染色体的着丝粒分布在细胞中央的一个平面上，后期着丝粒分裂，分离的染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极，B错误；在植物细胞有丝分裂末期，细胞质开始分裂，含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板，之后发展成为新的细胞壁，C正确；在有丝分裂中，亲代细胞的细胞核内的染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，但细胞质中的遗传物质不一定平均分配到两个子细胞中，D错误。 【例题6】　[2018·11浙江真题]下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，正确的是(　C　) A．前期，一对中心粒分开并移到细胞的两极 B．中期，通常会发生染色体畸变和基因重组 C．后期，细胞的每一极都含有2条性染色体 D．末期，核膜向内不断凹陷并逐渐形成环沟 【解析】前期，一对中心体分开并移到细胞的两极，A错误；中期，可能会发生染色体畸变，通常不会发生基因重组，B错误；后期，细胞的每一极均含有与体细胞的染色体相同，因此都含有2条性染色体，C正确；末期，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，形成环沟，D错误。故选C。 【例题7】　[2020·7浙江学考]下图为某二倍体生物体细胞增殖的细胞周期示意图。下列叙述正确的是(　D　) A．完整的细胞周期依次为M期、G1期、S期和G2期 B．S期的主要变化是通过复制使染色体数目加倍 C．G2期的染色体和核DNA数目均为G1的2倍 D．M期会发生染色体数目的加倍和减半现象 【解析】细胞周期是指连续分裂的细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。每一个分裂周期包括一个分裂间期和分裂期，分裂间期主要进行充分的物质准备工作，主要包括DNA的复制和有关蛋白质的合成，其可以细分为G1期、S期和G2期，分裂期又称为M期，具体又可以分为前期、中期、后期和末期。完整的细胞周期应该依次为G1期、S期、G2期和M期，A错误；S期进行DNA的复制但并未使得染色体的数目加倍，B错误；G2期已经经历了DNA的复制，G1在DNA复制之前，因此G2期的核DNA数目是G1期的核DNA数目的两倍，但染色体数目并未加倍，因此G2期的染色体数目与G1期相同，C错误；M期中当着丝点分裂可以发生染色体数目加倍的现象，当细胞一分为二则发生染色体数目减半的情况，D正确。 【例题8】　[2023·杭州模拟检测]处于正常细胞周期中的体细胞，在细胞周期的循环中严格受到检验点的调控。检验点包括G1/S期检验点、S期内检验点、G2/M期检验点、S/M期检验点、M中－后期检验点。其中M中－后期检验点对应的事件最可能是(　B　) A．营养物质是否足够 B．纺锤体是否连在着丝粒上 C．DNA复制是否受阻 D．中心粒是否完成复制 【解析】营养物质是否足够出现在分裂间期，为细胞分裂做准备，A错误；纺锤体是否连在着丝粒上出现在M中－后期检验点，B正确；DNA复制是否受阻出现在S期内检验点，C错误；中心粒是否完成复制出现在分裂间期，S/M期检验点，D错误。 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片或观察其永久装片 【例题9】　[2023·6浙江卷]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，不正确的是(　D　) 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】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；细胞周期中，分裂间期比分裂期占比更大，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。 【例题10】　[2019·4浙江卷]在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中，观察到不同分裂时期的细胞如图所示： 下列叙述错误的是(　C　) A．装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色 B．观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜 C．图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成 D．图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了1倍 【解析】分析题图可得，甲图为植物有丝分裂前期的细胞，乙图为植物有丝分裂中期的细胞，丙图为植物有丝分裂后期的细胞，丁图为植物有丝分裂末期的细胞。装片在制作时需要先用盐酸和酒精混合液解离，在染色前需要用清水漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度便于染色，A正确；观察过程需要从低倍镜开始，找到分生区细胞后再换高倍镜观察，B正确；图甲为有丝分裂前期的细胞，正在处于核膜消失，形成染色体的阶段，而间期已经完成了DNA的复制和相关蛋白质的合成，C错误；图乙为有丝分裂中期的细胞，染色体数与普通体细胞相等，图丙为有丝分裂后期的细胞，由于着丝粒分裂，使染色体暂时加倍，故图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了1倍，D正确。 【例题11】　[2022·7浙江学考]二倍体水稻体细胞含有24条染色体。有丝分裂过程中的某个水稻细胞中央具有细胞板，两侧各有1个细胞核，如图所示。这个细胞中的染色体数、染色体组数和同源染色体对数分别为(　B　) A．48、2、24 B．48、4、24 C．24、2、12 D．24、4、12 【解析】由题意“二倍体水稻体细胞含有24条染色体”“有丝分裂过程中的某个水稻细胞中央具有细胞板，两侧各有1个细胞核”，结合图示可知，该细胞中的染色体数：24＋24＝48，染色体组数：2＋2＝4，同源染色体对数：24/2＋24/2＝24，故选B。 细胞分化与癌变 【例题12】　[2021·1浙江卷]秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1090个，而发育成熟后体细胞只有959个。体细胞减少的原因是(　A　) A．细胞凋亡 B．细胞衰老 C．细胞癌变 D．细胞分裂 【解析】细胞凋亡是正常的生命现象，秀丽新小杆线虫个体发育过程中有细胞凋亡发生。秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1090个，而发育成熟后体细胞只有959个，体细胞减少是细胞凋亡导致的，A正确；细胞衰老会导致细胞大小和形态改变，但细胞数目不会减少，衰老细胞的清除是通过细胞凋亡实现的，B错误；癌变的细胞会导致细胞具有无限增殖的能力，导致细胞数目增多而非减少，C错误；细胞分裂会导致细胞数目增多而非减少，D错误。 【例题13】　[2021·7浙江学考]医学上可采用骨髓移植治疗白血病，移植到患者体内的造血干细胞能产生红细胞、血小板和白细胞等。造血干细胞分裂产生的子细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程属于(　　) A．细胞分化 B．细胞凋亡 C．细胞癌变 D．细胞坏死 【解析】细胞分化指的是细胞分裂产生的子细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程。细胞凋亡是指由某种基因引发的，严格受基因调控的死亡，是细胞发育过程中的必然步骤，属于正常的生理性变化，不同于病变或伤害导致的病理性死亡。正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程称为癌变。细胞坏死是指因病理而产生的被动死亡，如物理性或化学性的损害因子及缺氧与营养不良等均导致细胞死亡等。所以造血干细胞分裂产生的子细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程属于细胞分化，A正确。 【例题14】　[2018·4浙江卷]下列关于细胞癌变及癌细胞的叙述，正确的是(　C　) A．癌细胞的分裂失去控制，但其增殖是有限的 B．癌细胞表面粘连蛋白的增加，使其易扩散转移 C．有些物理射线可诱发基因突变，导致细胞癌变 D．癌变是细胞异常分化的结果，此分化大多可逆 【解析】癌细胞的分裂失去控制，能够无限增殖，A错误；癌细胞表面粘连蛋白的减少，使其易扩散转移，B错误；有些物理射线属于物理致癌因子，可诱发基因突变，导致细胞癌变，C正确；癌变是细胞异常分化的结果，此分化不可逆，D错误。 【例题15】　[2022·7浙江学考]人体内的各种血细胞均起源于造血干细胞，造血干细胞增殖失控、分化障碍等会引发白血病。骨髓移植是目前治疗白血病的有效方法，原因是植入的造血干细胞可在患者体内(　D　) A．迅速发生衰老并凋亡 B．癌变成无限增殖的细胞 C．不断长大成为巨型细胞 D．增殖并分化出各种血细胞 【解析】正常的造血干细胞可以增殖并分化出各种血细胞，癌变的造血干细胞因增殖失控、分化障碍等会引发白血病，故选D。 易错点1：不清楚细胞周期中相关物质变化及mRNA形成的两个高峰期内涵。 有丝分裂各阶段细胞中DNA和细胞质中mRNA的含量变化，如下图所示曲线，图中a、b、c依次对应G1期、S期、G2期。 (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：S期为DNA复制期，是细胞周期的最关键期，此时大量消耗“T”；S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。 易错点2：误认为有丝分裂后期着丝点分裂是纺锤丝牵引的结果。 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。 实验佐证：用秋水仙素破坏纺锤体形成，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。 易错点3：不清楚根尖结构，混淆“根尖”与“根尖分生区”进而导致不明确有丝分裂装片制作适宜取材部位或不能正确进行观察结果评价。 (1)洋葱根尖可包括根冠、分生区、伸长区、成熟区，其中分生区细胞呈正方形、排列紧密细胞分裂旺盛，适宜作有丝分裂观察材料，而其他区域细胞已分化，不进行分裂，故不宜选作有丝分裂观察材料。 (2)分生区根尖：根尖长度一般选5cm左右，而分生区只在其最前端的2～3mm(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3mm左右即可，不能过长，否则看到的大多数是伸长区的细胞。 (3)细胞解离后已被杀死，从而观察不到动态分裂过程，因此要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。 易错点4：误认为原癌基因和抑癌基因是“坏基因”。 正常细胞中既有原癌基因，又有抑癌基因，其中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，抑癌基因则主要是阻止组织细胞不正常的增殖。致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变，从而导致正常细胞畸形分化为恶性增殖细胞，即癌细胞。 易错点5：误认为只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因，且只要有一个基因突变即可引发细胞癌变。 人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因——原癌基因和抑癌基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。 学科网（北京）股份有限公司 $$