内容正文:
专题四 细胞的生命历程
要点梳理一 植物细胞有丝分裂临时装片的制作
1、 重点知识
制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片
实验原理
盐酸能使植物细胞之间的果胶质层松散,使根尖细胞彼此容易分开;碱性染料可以使染色体着色
材料用具
盐酸、碱性染料(龙胆紫或醋酸洋红染液)、光学显微镜、盖玻片、载玻片等
实验步骤
操作
步骤说明
根尖培养
将洋葱底部接触清水,待根生长到2~5 cm时取用
装
片
制
作
取材
从洋葱基部取下整条根(注意取材时间)
解离
解离液:质量分数为10%的盐酸
时间:室温下3—5 min
目的:使组织中的细胞相互分离开来
漂洗
漂洗液:清水
时间:持续1 min
目的:洗去解离液,防止解离过度,影响染色
染色
染色液:0.01 g·mL-1的龙胆紫染液或0.02 g·mL-1的醋酸洋红染液
时间:1—2 min
目的:使染色体(或染色质)染色
制片
将整条根置于载玻片上吸去多余染液,用剪刀把根尖尖端的2~3 mm剪下,并轻轻压扁,加3~4滴清水,盖上盖玻片,用拇指垂直快速下压,将其压散成雾状
观察
先低倍镜观察:找到分生区细胞(方形、排列紧密)
后高倍镜观察:找出各时期细胞,观察特点并记录各时期的细胞数目
绘图
中期细胞绘图要点:植物细胞形态近方形、着丝粒排列在赤道面上;有染色单体、纺锤体;无核膜、核仁和中心体
2、 典型例题
1.在“制作和观察洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片”实验中,观察到如图所示的两个细胞。下列叙述正确的是( )
A.装片制作顺序为:解离→染色→漂洗→制片
B.用盐酸解离的目的是使染色体从细胞核中释放出来
C.甲处于分裂中期,染色体螺旋化程度最高
D.乙处于分裂后期,乙的核DNA分子数是甲的两倍
2.在制作大蒜根尖细胞有丝分裂临时装片时,装片的制作流程为( )
A.解离→染色→漂洗→制片
B.解离→漂洗→染色→制片
C.染色→解离→漂洗→制片
D.漂洗→染色→解离→制片
3.某同学用洋葱根尖作材料进行“观察植物细胞有丝分裂”实验。下列有关该实验操作的叙述,正确的是( )
A.制作装片的流程为:解离→漂洗→染色→制片
B.制作装片时,染色时间越长实验观察效果越好
C.制成的装片可直接放在高倍镜下观察
D.可选用根尖成熟区组织细胞来观察细胞的有丝分裂
4.某同学利用洋葱根尖制作临时装片来观察植物细胞有丝分裂的过程,观察到不同时期的细胞如下图所示,下列叙述正确的是( )
A.图1染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗形成纺锤体
B.图2为观察染色体形态和数目最好的时期
C.图3着丝粒分裂,核DNA数和染色体数加倍
D.图4细胞中央囊泡聚集形成了赤道板
5.下列关于“观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述,正确的是( )
A.实验中解离时间要尽量长,确保根尖细胞充分分散开
B.洋葱根尖各区域的细胞都可以作为观察材料
C.观察处于后期的细胞,可以见到细胞内有两套形态和数目相同的染色体
D.该实验制作装片流程为解离→染色→漂洗→制片
要点梳理二 细胞周期
1、 重点知识
(1)细胞周期
①研究对象:连续分裂的细胞;
②时间:从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止;
③两个阶段:分裂间期和分裂期,分裂间期占细胞周期的90%~95%;
④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。
细胞周期的表示方法
(1)扇形图表示法
(2)直线图表示法
(3)柱形图表示法
B组细胞内核DNA相对含量在2a到4a之间变化,说明该组细胞正处于核DNA复制时期,即分裂间期(S期);C组细胞中核DNA相对含量已经加倍,说明细胞处于分裂间期的G2期及分裂期(M期)。
“三看法”判断细胞周期
2、 典型例题
1.一个细胞周期中,细胞核中DNA复制的时期是( )
A.分裂间期 B.前期
C.中期 D.后期和末期
2.图为洋葱根尖细胞周期的示意图。下列说法正确的是( )
A.由B→A→B为一个完整的细胞周期
B.细胞周期大部分时间处于分裂期
C.DNA复制发生在A→B阶段
D.同一个体不同细胞的细胞周期相同
3.细胞增殖过程中,分裂间期完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,分裂期完成细胞分裂。肿瘤患者进行化疗时,药物会阻断癌细胞的DNA复制,从而抑制癌细胞的增殖,导致这些细胞停止在细胞周期的( )
A.分裂间期 B.前期 C.中期 D.后期
4.植物细胞有丝分裂的一个细胞周期包括( )
A.分裂间期和分裂期 B.前期和中期
C.中期和后期 D.后期和末期
5.下图表示某植物细胞连续分裂的两个细胞周期,一个细胞周期的表示方法是( )
A.a+b B.b+c C.a+c D.a+d
要点梳理三 有丝分裂过程
1、 重点知识
1 有丝分裂过程(以植物细胞为例)
植物细胞有丝分裂的过程和各时期分裂图
有
丝
分
裂
细胞周期
图示
染色体形态
分裂过程
分裂间期
①G1期:合成DNA复制所需的蛋白质和核糖体的增生;②S期(DNA合成期):DNA的复制;③G2期:合成M期所必需的蛋白质
分
裂
期
前期
核仁、核膜解体,染色体出现,纺锤体出现
中期
染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道面上,染色体缩短到最小程度(中期是观察染色体数目和形态的最佳时期)
后期
染色体的着丝粒一分为二,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,并被纺锤丝拉向两极
末期
染色体、纺锤体消失,核膜及核仁重新形成,胞质分裂
2、 典型例题
1.在植物细胞有丝分裂过程中,染色体、染色单体和DNA的数量比为1:2:2的时期是( )
A.前期和后期 B.前期和中期
C.中期和末期 D.后期和末期
2.洋葱根尖分生区细胞在细胞分裂过程中,DNA分子数目加倍和纺锤体形成的时期分别是( )
A.间期和间期 B.间期和前期 C.后期和间期 D.后期和前期
3.下图中①②③为某细胞有丝分裂3个时期示意图。相关叙述错误的是( )
A.图①处于前期,细胞中有同源染色体2对
B.图②处于中期,是观察染色体的最佳时期
C.图③处于后期,细胞中有染色单体8个
D.图①至③中纺锤丝均由中心体产生
4.如图为高倍显微镜下观察到的洋葱根尖细胞有丝分裂图像,其中①所示的细胞处于有丝分裂的( )
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
5.下列关于洋葱根尖分生区细胞有丝分裂的叙述,错误的是( )
A.在前期,染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体
B.在中期,每条染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.在后期,每个着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条染色体
D.在末期,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,把细胞缢裂成两部分
6.图中①~④为某植物细胞有丝分裂4个时期的示意图。按细胞分裂过程排序,正确的是( )
A.①→④→②→③ B.②→③→④→①
C.③→①→④→② D.④→①→③→②
7.通常,动物细胞有丝分裂区别于高等植物细胞的过程是( )
A.核膜、核仁消失 B.染色体平均分配
C.纺锤体形成过程 D.着丝粒分裂
8.下图为某高等生物有丝分裂某一时期的图像,相关叙述正确的是( )
A.该图可以表示高等植物细胞有丝分裂后期 B.该时期是计数染色体数量的适宜时期
C.移向细胞两极的两套染色体形态、数目相同 D.该图中含有8条姐妹染色单体
9.有丝分裂是真核细胞增殖的主要方式,是一个连续的过程。根据染色体的行为,可将其分为四个时期:前期、中期、后期、末期。下列属于有丝分裂后期特点的是( )
A.染色体解螺旋成为染色质丝
B.染色质丝螺旋缠绕成为染色体
C.着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
D.染色体的着丝粒排列在赤道板上
10.如图为显微镜下观察到的根尖细胞有丝分裂部分细胞图像,相关叙述错误的是( )
A.装片制作过程中根尖解离需要用到10%的盐酸
B.龙胆紫溶液能够使图示细胞中的染色体着色
C.箭头所指的细胞中不能看到核膜解体形成的小泡
D.箭头所指的细胞处于分裂期的中期
要点梳理四 动植物细胞有丝分裂的区别
1、 重点知识
植物细胞和动物细胞的有丝分裂过程基本相同,其不同点见下表:
项目
高等植物细胞
动物细胞
发生复制的结构不完全相同
DNA的复制和有关蛋白质的合成
除DNA的复制和有关蛋白质的合成外,还有中心体的复制
纺锤体形成方式不同
两极发出纺锤丝
中心体发出纺锤丝
胞质分裂方式不同
细胞中央出现细胞板
细胞在赤道面上向内凹陷,形成环沟
动物和高等植物细胞有丝分裂图像区分
时期
间期
前期
末期
植物细胞
动物细胞
2、 典型例题
1.通常情况下,植物细胞有丝分裂区别于动物细胞有丝分裂的特征是( )
A.核膜、核仁消失 B.形成纺锤体
C.形成新的细胞壁 D.着丝粒分裂
2.在有丝分裂过程中,下列哪种变化不会出现在高等植物细胞中( )
A.核膜和核仁周期性地消失和出现
B.中心粒发出星射线形成纺锤体
C.在分裂后期染色体的着丝粒分裂,导致染色体数目加倍
D.在分裂末期细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁
3.高等植物细胞与动物细胞的有丝分裂相比具有不同的特征,与之直接相关的结构是( )
①核膜 ②线粒体 ③中心体 ④高尔基体
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
4.有丝分裂末期,与动物细胞相比,高等植物细胞特有的变化是( )
A.纺锤体消失 B.细胞板形成
C.染色体解螺旋 D.出现两个细胞核
5.下列关于动、植物细胞有丝分裂相同点的叙述,正确的是( )
A.间期,染色体复制且数目加倍
B.前期,由中心粒周围发出星射线形成纺锤体
C.中期,染色体的着丝点排列在赤道板上,含染色单体
D.后期,每一个着丝点分裂成两个,染色体体数目不加倍
要点梳理一五 分裂过程中数量变化
1、 重点知识
有丝分裂过程中染色体和核DNA的变化规律(以二倍体生物为例)
根据染色单体变化判断各时期
●根据比例关系判断各时期
细胞增殖过程中染色体、姐妹染色单体、核DNA分子三者间的关系
2、 典型例题
1.下图表示的是进行有丝分裂细胞的细胞周期中某物质的数量变化,该物质是( )
A.染色体 B.染色单体 C.DNA D.纺锤体
2.下图为某同学绘制的某二倍体植物细胞有丝分裂四个时期染色体和核DNA的数量关系图。二者数量关系绘制错误的时期是( )
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
3.如图所示为有丝分裂过程中染色体的运动轨迹。曲线 A 表示染色体的着丝粒与纺锤体的相应的极之间的平均距离。则曲线 B 代表( )
A.细胞分裂中期染色体之间的平均距离
B.中心粒之间的距离
C.染色单体分开后形成的二条染色体之间的距离
D.同源染色体之间的平均距离
4.图是杨同学绘制的某种动物细胞有丝分裂中期模式图,图中染色体和DNA的数目依次分别是( )
A.4、4 B.4、8 C.8、4 D.8、8
5.如图表示细胞有丝分裂一个细胞周期中每条染色体上DNA含量的变化,下列叙述错误的是( )
A.bc段表示间期,发生DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
B.cd段细胞中的染色体有姐妹染色单体
C.de段发生染色体着丝粒的分裂
D.与母细胞相比,ef段细胞中染色体数目减半
要点梳理一六 细胞分化
1、 重点知识
(1)概念与意义
①概念:多细胞生物的细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程称为细胞分化。细胞分化是基因选择性表达的结果。
细胞分化中的变与不变
②意义:生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的。
(2)特点
特点
解释
持久性
发生在生物体的整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度
稳定性、不可逆性
细胞分化在生物体内一般是不可逆转的过程,是生物个体发育的基础
普遍性
在生物界中普遍存在
遗传物质不变性
一般情况下,分化后的细胞内遗传物质不改变
2、 典型例题
1.在同一高等植物中,表皮细胞和叶肉细胞在形态、结构和生理功能上存在明显差异,这是因为发生了( )
A.细胞分化 B.细胞坏死
C.细胞衰老 D.细胞凋亡
2.在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,称为( )
A.细胞坏死 B.细胞分化
C.细胞衰老 D.细胞凋亡
3.细胞分化是多细胞生物个体发育的基础,其实质是( )
A.细胞形态结构的变化 B.细胞种类的增加
C.细胞数目的增加 D.基因的选择性表达
4.同一人体内的红细胞和肌细胞,形态、结构和功能有很大差异,主要原因是细胞发生了( )
A.分裂 B.癌变 C.分化 D.衰老
5.人体肌细胞与神经细胞在结构和功能上存在差异。下列关于差异原因的分析错误的是( )
A.细胞核内的基因不同
B.有关结构蛋白的种类不同
C.有关酶的种类不同
D.有关细胞器的数量不同
要点梳理七 细胞的全能性
1、 重点知识
细胞的全能性
(1)概念:已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
(2)不同生物细胞的全能性
①植物细胞
体现:高度分化的植物细胞仍有全能性;
技术:植物组织培养;
应用:花卉繁殖、拯救濒危物种。
②动物细胞
体现:已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性;
不足:目前,不能成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新个体。
(3)细胞全能性的原因
一般情况下,生物体每个细胞都含有本物种全套遗传物质。
(4)干细胞
①特点:具有分裂和分化能力;在动物和人体内数量很少;
②举例:人骨髓中有许多造血干细胞,它们能通过增殖和分化,不断产生红细胞、淋巴细胞和血小板。
判断细胞全能性的标志
①判断体细胞是否具有全能性的标志(看起点、终点)
②由种子发育成个体不能证明体细胞的全能性;由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。
2、 典型例题
1.胡萝卜根的韧皮部细胞在特定条件下可培养成完整植株,体现了植物细胞具有全能性。细胞具有全能性的根本原因是( )
A.细胞分化程度低
B.细胞含全部遗传信息
C.细胞具有旺盛的分裂能力
D.细胞遗传物质发生了改变
2.我国科学家将猴体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中,成功培育出世界上首批克隆猴“中中”和“华华”,这说明已分化的动物体细胞的细胞核具有( )
A.全能性 B.专一性 C.多样性 D.高效性
3.下列关于小鼠的细胞中,最容易表达全能性的是( )
A.心肌细胞 B.白细胞 C.受精卵细胞 D.小肠上皮细胞
4.下列实验或现象中,不能体现细胞全能性的是( )
A.胡萝卜韧皮部细胞培养成新植株
B.壁虎断尾后长出新尾巴
C.水稻花药离体培养得到单倍体植株
D.落地生根 (一种植物)叶缘长出新植株
5.胡萝卜根的韧皮部细胞在特定条件下可培养成完整植株,体现了植物细胞具有全能性。细胞具有全能性的根本原因是( )
A.细胞含全部遗传信息
B.细胞分化程度低
C.细胞具有旺盛的分裂能力
D.细胞遗传物质发生了改变
要点梳理八 细胞的衰老和凋亡
1、 重点知识
(1)细胞衰老的过程
细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的形态、结构和功能等发生变化。
(2)细胞衰老的原因
①内因
自由基假说:细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA和蛋白质,致使细胞衰老。
端粒假说:染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短,导致正常的DNA序列损伤,使细胞逐渐衰老;
②外因
与环境有密切的关系。以人为例,良好的外部环境和合理的饮食结构、生活习惯以及乐观的生活态度都有益于延缓体内细胞的衰老,从而益于延缓个体衰老。
(3)细胞凋亡
①概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种编程性死亡;
②机理:
③意义:对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
(2)细胞坏死
在种种不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
2、 典型例题
1.人的衰老是机体中众多细胞衰老引起的。老年人的皮肤上会长出“老年斑”,是因为( )
A.水分减少 B.细胞内色素积累
C.酶活性增强 D.细胞膜通透性提高
2.下列不属于细胞衰老特征的是( )
A.水分减少 B.细胞体积增大
C.色素积累 D.呼吸速率减慢
3.下列生命活动中,不存在细胞凋亡的是( )
A.机体清除某些被病原体感染的细胞
B.胎儿手指的发育
C.高温导致细胞正常代谢活动中断
D.蝌蚪尾部的消失
4.下列关于细胞死亡的叙述错误的是( )
A.细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死
B.细胞凋亡也叫程序性死亡,对生物体有利
C.细胞的自然更新是通过细胞凋亡来完成的
D.细胞坏死是细胞自动结束生命的过程
5.下列关于细胞衰老的叙述错误的是( )
A.衰老细胞的细胞核会变大
B.衰老细胞内的水分会减少
C.衰老细胞内酶的活性都会降低
D.单细胞生物细胞衰老就是个体衰老
要点梳理九 减数分裂过程
1、 重点知识
减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较
项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
间期染色体是否复制
复制
不复制
分裂过程中细胞名称
性原细胞经染色体复制形成初级性母细胞,再分裂形成次级性母细胞(或第一极体)
次级性母细胞(或第一极体)分裂形成精细胞或卵细胞与第二极体(或第二极体)
着丝粒变化
不分裂
分裂
染色体数目
2n→n(减半)
n→2n→n
DNA分子数目
2n→4n→2n
2n→n(减半)
染色体主要行为
有联会现象;四分体的非姐妹染色单体可能发生交叉互换;同源染色体分离,非同源染色体自由组合
着丝粒分裂,染色单体分开
染色单体
无(0)→有(4n)→有(2n)
有(2n)→无(0)
同源染色体
有(n对)→无(0)
无(0)
2、 典型例题
1.某动物的体细胞中两对基因在染色体上的位置如图所示,其中数字序号表示染色体,字母表示基因。下列关于该动物的一个原始生殖细胞减数分裂过程的叙述,正确的是( )
A.减数第一次分裂结束,①和④出现在同一细胞中的概率为1/4
B.减数第二次分裂中期,细胞中含有两个染色体组
C.减数第二次分裂后期,②和③一定移向细胞同一极
D.减数第二次分裂结束,Y和R出现在同一细胞中的概率为1/2
2.减数分裂过程中,同源染色体联会形成四分体。每个四分体( )
A.不含等位基因 B.含有4个DNA分子
C.含有4条染色体 D.含有8条染色单体
3.下列关于同源染色体的叙述,正确的是( )
A.来源相同的两条染色体 B.大小形状一定都相同
C.减数分裂过程中能联会 D.由一条染色体复制而来
4.下列关于减数分裂和受精作用的说法,错误的是( )
A.减数分裂形成的配子中染色体数目减半
B.减数分裂过程中染色体复制两次,细胞分裂一次
C.受精卵中的染色体一半来自父方,另一半来自母方
D.保证了生物前后代染色体数目的恒定
5.保证生物亲子代染色体数目恒定,维持生物遗传稳定性的生理过程是( )
A.无丝分裂、有丝分裂 B.无丝分裂、受精作用
C.减数分裂、受精作用 D.有丝分裂、减数分裂
6.减数分裂过程中每个四分体具有( )
A.4个着丝粒
B.4个DNA分子
C.2条姐妹染色单体
D.2对配对的同源染色体
7.如图为某动物细胞中部分染色体示意图,图中Ⅰ、Ⅱ表示染色体,①②③④表示染色单体。下列叙述错误的是( )
A.图中共含有4个四分体
B.①②为一对姐妹染色单体
C.③④之间可能发生非姐妹染色单体交换
D.此图发生在减数第一次分裂
8.下图为减数分裂过程中一对染色体的结构示意图,A/a、B/b表示基因,①②表示染色体,下列说法错误的是( )
A.染色体①和②为一对同源染色体
B.图中A和a,B和b为两对等位基因
C.图中有4条姐妹染色单体
D.同源染色体形态大小一定相同
9.下图是某雄性动物体内有关细胞分裂的一组图像,下列叙述错误的是( )
A.在精巢中可能同时出现以上细胞
B.图中属于减数分裂过程的有②④
C.①中有8条染色体,8个核DNA
D.③细胞处于有丝分裂中期,无同源染色体和四分体
10.如图是某二倍体动物精子形成过程中某时期的模式图。据图分析,该细胞( )
A.是精细胞
B.有2对同源染色体
C.有4条姐妹染色单体
D.处于减数分裂Ⅱ后期
要点梳理十 减数分裂的意义
1、 重点知识
减数分裂
对象
进行有性生殖的真核生物
时期
由原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中
特点
细胞连续分裂两次,而染色体只复制一次
结果
配子的染色体数目是原始的生殖细胞的一半
意义
①减数分裂和受精作用可保持生物染色体数目和遗传性状的相对稳定;②减数分裂为生物的变异提供了可能,有利于生物对环境的适应和进化
2、 典型例题
1.进行有性生殖的生物,能维持前后代体细胞中染色体数目恒定的是( )
A.有丝分裂 B.无丝分裂
C.细胞分化 D.减数分裂和受精作用
2.下列关于减数分裂和受精作用的叙述,错误的是( )
A.受精卵中的DNA一半来自卵细胞、一半来自精子
B.受精作用进行时,通常是精子头部进入卵细胞
C.通过减数分裂和受精作用产生的子代具有多样性
D.减数分裂是有性生殖的生物产生配子时的一种分裂方式
3.受精卵是人类个体生长发育的起点,其核DNA来自于( )
A.精子和精子 B.精子和卵细胞
C.卵细胞和卵细胞 D.以上都不对
4.下列关于减数分裂和受精作用的说法,错误的是( )
A.减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟的生殖细胞时的一种分裂方式
B.减数分裂过程中染色体复制两次,细胞分裂一次
C.受精卵中有一半的染色体来自精子,另一半来自卵细胞
D.减数分裂和受精作用保证了生物前后代染色体数目的恒定
5.有性生殖具有优越性,下列叙述不是其原因的是( )
A.减数分裂形成的配子具有多样性
B.精子与卵细胞结合具有随机性
C.多样性的后代具有更强的适应性
D.遗传物质在亲子代具有稳定性
要点梳理十一 精子和卵细胞的区别
1、 重点知识
①精子和卵细胞形成过程
②精子和卵细胞形成过程中染色体和DNA数目变化的规律
项目
精原细胞
初级精(卵)母细胞
次级精(卵)母细胞(前中期)
次级精(卵)母细胞(后期)
精(卵)细胞
时期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
染色体
2n
2n
n
2n
n
DNA
2a
4a
2a
2a
a
图示
常考点:①G1的柱状图和后期Ⅱ相同;②后期Ⅱ着丝粒已分开
③精子和卵细胞形成过程的异同点
项目
精子
卵细胞
不同点
场所
动物睾丸(或精巢)
动物卵巢
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
细胞质的分裂
两次都均等分裂
第一极体均等分裂,其他分裂都不均等
分裂结果
1个精原细胞形成4个精细胞
1个卵原细胞形成4个子细胞,其中1个是卵细胞,3个是极体(退化消失)
是否变形
4个精细胞变形后形成4个精子
不需变形
相同点
染色体的行为和数目的变化规律相同;染色体都在减数第一次分裂的间期复制;减数第一次分裂时都会发生同源染色体联会(可能发生交叉互换)、分离,非同源染色体自由组合;减数第二次分裂都是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开;产生的子细胞数目都是4个,且细胞中染色体数目均减半
2、 典型例题
1.人(2n=46)的精子和卵子在形成过程中有一定的区别,其中不包括( )
A.细胞质是否均等平分
B.配子中染色体数量不同
C.形成过程所在的器官不同
D.形成时配子是否需要变形
2.下列有关精子和卵细胞形成过程中的叙述,错误的是( )
A.精细胞形成过程中细胞分裂是均等的
B.卵细胞形成过程中细胞分裂是不均等的
C.精子中所含的性染色体是Y染色体
D.精子和卵细胞中染色体数目都是正常体细胞的一半
3.如图为某种高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是( )
A.图甲一定为次级精母细胞 B.图乙一定为初级卵母细胞
C.图丙为次级卵母细胞或极体 D.图丙中的M、m为一对同源染色体
4.一个精原细胞和一个卵原细胞通过减数分裂产生的精子和卵细胞的数目分别是( )
A.4、4 B.2、2 C.4、1 D.1、1
5.关于减数分裂形成精子和卵细胞的过程的描述正确的是( )
A.最终都形成4个生殖细胞
B.染色体行为不同
C.卵的形成过程中会出现细胞质的不均等分裂
D.卵细胞要经过变形
要点梳理十二 细胞分裂图像分辨方法
1、 重点知识
①根据染色体的特点辨别——“三看法”
【口诀】一看数,二看体,三看行为比一比。
②依据染色体行为判断
2、 典型例题
1.如图为某雌性动物的一个正在分裂的细胞示意图,下列叙述正确的是( )
A.该细胞为初级卵母细胞
B.该细胞含有同源染色体
C.该细胞含有3条染色体
D.该细胞正在进行有丝分裂
2.下图是某雌性哺乳动物细胞分裂的示意图,其中表示减数分裂Ⅰ后期的细胞是( )
A. B. C. D.
3.下图表示某种二倍体动物细胞分裂的过程。其中属于减数分裂的是( )
A. B. C. D.
4.下图为某动物细胞的分裂图像,据图分析下列叙述正确的是( )
A.丙细胞的名称是初级精母细胞或初级卵母细胞
B.若甲、乙、丙细胞中存在性染色体,则丁细胞中不存在性染色体
C.以上细胞中染色体数与核DNA分子数之比为1:2的是丙细胞
D.丁细胞中的P、Q基因,在亲子代传递中遵循基因的自由组合定律
5.下图是某种动物不同细胞分裂的图像,下列与此相关的叙述中,错误的是( )
A.④细胞名称为次级精母细胞或极体,且不具有同源染色体
B.动物的卵巢或睾丸中有可能同时发现上述4种细胞
C.①②③细胞中均含有8条染色单体,8个DNA分子
D.图②所示细胞状态往往导致非同源染色体的自由组合
要点梳理十三 减数分裂模型的制作
1、 重点知识
①实验原理
● 模型解释生物学现象的优点:直观、简单、易懂。
● 减数分裂的特点:配对→同源染色体分离→着丝粒分裂。
②实验步骤
● 用橡皮泥先制作2条蓝色和2条红色的染色单体,每条长5 cm,粗细与铅笔相当。再用同样的方法,制作2条蓝色和2条红色的染色单体,每条长8 cm,粗细与铅笔相当;
● 把颜色和长短一样的两条染色单体并排放在一起,在两条长5 cm的染色单体中部用一根铁丝把它们扎起来,代表减数分裂开始时已复制完成的一条染色体,铁丝代表着丝粒。用同样的方法做出其他3条已复制的染色体模型;
● 在白纸上画出一个足够大的纺锤体,使之能够容下你所制作的4条染色体。让两条5 cm长的染色体配对,让两条8 cm长的染色体也配对,并放在赤道面上;
● 抓住着丝粒把配对的两条染色体分别拉向纺锤体相反的两极。一旦染色体移到了两极,减数的第一次分裂就算完成了;
● 在这张白纸上再画两个纺锤体。这两个纺锤体应以第一次分裂中的纺锤体的每一极为中心,且与第一个纺锤体垂直;
● 把每一极的染色体排列在新纺锤体的赤道面上。解开每条染色体上的“着丝粒”,抓住每一条染色单体上原先“着丝粒”所在的位置,把染色单体拉向纺锤体的两极。最后,在移动到一起的两条染色体的外围画一个圆圈,代表形成了新的细胞,共画4个圆圈。
2、 典型例题
1.在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中,某同学制作了如图所示模型。他模拟的时期是( )
A.减数分裂间期 B.减数分裂Ⅰ后期
C.减数分裂Ⅱ中期 D.减数分裂Ⅱ后期
2.某同学用橡皮泥制作二倍体的细胞减数分裂Ⅰ后期染色体变化模型。下列叙述错误的是( )
A.可用两种颜色的橡皮泥制作同源染色体
B.应体现出同源染色体分离并移向两极的趋势
C.需将大小相同的染色体放在细胞同一极
D.该模型有助于理解孟德尔遗传定律
3.某同学利用一些材料制作了一个细胞分裂模型如右图,下列有关这个模型的说法,正确的是( )
A.这个模型属于概念模型
B.该细胞目前处于减数第二次分裂后期
C.这是一个次级精母细胞
D.细胞中目前有两对同源染色体
4.在“减数分裂模型的制作研究”活动中,若要模拟果蝇精原细胞的减数分裂过程,下列叙述正确的是 ( )
A.模拟分裂全过程共需画3个纺锤体
B.需准备4种不同颜色的橡皮泥
C.需制备4种不同长度或形状的染色体
D.模拟减数分裂后期Ⅱ时应共解开4条染色体的铁丝
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专题四 细胞的生命历程
要点梳理一 植物细胞有丝分裂临时装片的制作
1、 重点知识
制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片
实验原理
盐酸能使植物细胞之间的果胶质层松散,使根尖细胞彼此容易分开;碱性染料可以使染色体着色
材料用具
盐酸、碱性染料(龙胆紫或醋酸洋红染液)、光学显微镜、盖玻片、载玻片等
实验步骤
操作
步骤说明
根尖培养
将洋葱底部接触清水,待根生长到2~5 cm时取用
装
片
制
作
取材
从洋葱基部取下整条根(注意取材时间)
解离
解离液:质量分数为10%的盐酸
时间:室温下3—5 min
目的:使组织中的细胞相互分离开来
漂洗
漂洗液:清水
时间:持续1 min
目的:洗去解离液,防止解离过度,影响染色
染色
染色液:0.01 g·mL-1的龙胆紫染液或0.02 g·mL-1的醋酸洋红染液
时间:1—2 min
目的:使染色体(或染色质)染色
制片
将整条根置于载玻片上吸去多余染液,用剪刀把根尖尖端的2~3 mm剪下,并轻轻压扁,加3~4滴清水,盖上盖玻片,用拇指垂直快速下压,将其压散成雾状
观察
先低倍镜观察:找到分生区细胞(方形、排列紧密)
后高倍镜观察:找出各时期细胞,观察特点并记录各时期的细胞数目
绘图
中期细胞绘图要点:植物细胞形态近方形、着丝粒排列在赤道面上;有染色单体、纺锤体;无核膜、核仁和中心体
2、 典型例题
1.在“制作和观察洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片”实验中,观察到如图所示的两个细胞。下列叙述正确的是( )
A.装片制作顺序为:解离→染色→漂洗→制片
B.用盐酸解离的目的是使染色体从细胞核中释放出来
C.甲处于分裂中期,染色体螺旋化程度最高
D.乙处于分裂后期,乙的核DNA分子数是甲的两倍
【答案】C
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:
解离(解离液为酒精和盐酸的混合溶液,目的是使组织细胞相互分离)→漂洗(洗去解离液,防止解离过度,便于染色)→染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料)→制片(该过程中压片的目的是使细胞分离)→观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
【详解】A、观察细胞有丝分裂实验中装片制作顺序为:解离→漂洗→染色→制片,A错误;
B、实验中解离时解离液为酒精和盐酸的混合溶液,目的是使组织细胞相互分离,B错误;
C、图中甲染色体的着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,此时染色体螺旋化程度最高,染色体形态固定,数目清晰,C正确;
D、图中乙染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色体数目加倍,处于有丝分裂后期,此时核DNA分子数与甲时期相同,D错误。
故选C。
2.在制作大蒜根尖细胞有丝分裂临时装片时,装片的制作流程为( )
A.解离→染色→漂洗→制片
B.解离→漂洗→染色→制片
C.染色→解离→漂洗→制片
D.漂洗→染色→解离→制片
【答案】B
【分析】观察细胞有丝分裂实验中,需要制作植物根尖细胞有丝分裂装片,制作装片的步骤为:解离→漂洗→染色→制片,最后再用显微镜观察。
【详解】观察植物细胞有丝分裂实验中需要制作临时装片,其制作过程为:解离(用酒精和盐酸的混合液对根尖进行解离,使组织细胞分离)→漂洗(洗去解离液,防止解离过度)→染色(用甲紫或醋酸洋红对染色体进行染色)→制片,ACD错误,B正确。
故选B。
3.某同学用洋葱根尖作材料进行“观察植物细胞有丝分裂”实验。下列有关该实验操作的叙述,正确的是( )
A.制作装片的流程为:解离→漂洗→染色→制片
B.制作装片时,染色时间越长实验观察效果越好
C.制成的装片可直接放在高倍镜下观察
D.可选用根尖成熟区组织细胞来观察细胞的有丝分裂
【答案】A
【分析】观察植物细胞有丝分裂实验制作装片的过程:
(1)解离:剪取根尖2-3mm,立即放入盛有盐酸和酒精混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min;
(2)漂洗:待根尖软化后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min;
(3)染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中,染色3-5min;
(4)制片:用镊子将染色的根尖取出,放在载玻片上,加一滴清水,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。
【详解】A、该实验制作装片流程为:解离→漂洗→染色→制片,A正确;
B、染色液的浓度和染色时间必须掌握好,若染色时间较长,会导致染色过深,视野中将无法观察到染色体,B错误;
C、用显微镜观察制成的临时装片时,要先用低倍镜观察,再用高倍镜观察,C错误;
D、在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞,故选择根尖分生区作为观察材料,D错误。
故选A。
4.某同学利用洋葱根尖制作临时装片来观察植物细胞有丝分裂的过程,观察到不同时期的细胞如下图所示,下列叙述正确的是( )
A.图1染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗形成纺锤体
B.图2为观察染色体形态和数目最好的时期
C.图3着丝粒分裂,核DNA数和染色体数加倍
D.图4细胞中央囊泡聚集形成了赤道板
【答案】B
【分析】有丝分裂不同时期的特点:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着丝粒(点)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、图1染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗形成染色体,A错误;
B、图2为中期,染色体缩短变粗,是观察染色体形态和数目最好的时期,B正确;
C、图3着丝粒分裂,染色体数加倍,核DNA数不变,C错误;
D、图4细胞中央囊泡聚集形成了细胞板,D错误。
故选B。
5.下列关于“观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述,正确的是( )
A.实验中解离时间要尽量长,确保根尖细胞充分分散开
B.洋葱根尖各区域的细胞都可以作为观察材料
C.观察处于后期的细胞,可以见到细胞内有两套形态和数目相同的染色体
D.该实验制作装片流程为解离→染色→漂洗→制片
【答案】C
【分析】观察植物细胞有丝分裂实验:
1、解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有盐酸和酒精混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min。
2、漂洗:待根尖软化后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
3、染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中,染色3-5min。
4、制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片,既制成装片。
5、观察:(1)低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞。(2)高倍镜观察找到分生区的细胞后,把低倍镜移走,直接换上高倍镜,用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮,直到看清细胞物像为止。
【详解】A、解离时间为3-5分钟,时间不宜过长防止解离过度,A错误;
B、在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞,故选择根尖分生区作为观察材料,B错误;
C、观察处于有丝分裂后期的细胞,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,纺锤丝牵引着分别移向细胞的两极,结果是细胞的两极各有一套形态和数目相同的染色体,C正确;
D、该实验制作装片流程为:解离→漂洗→染色→制片,D错误。
故选C。
要点梳理二 细胞周期
1、 重点知识
(1)细胞周期
①研究对象:连续分裂的细胞;
②时间:从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止;
③两个阶段:分裂间期和分裂期,分裂间期占细胞周期的90%~95%;
④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。
细胞周期的表示方法
(1)扇形图表示法
(2)直线图表示法
(3)柱形图表示法
B组细胞内核DNA相对含量在2a到4a之间变化,说明该组细胞正处于核DNA复制时期,即分裂间期(S期);C组细胞中核DNA相对含量已经加倍,说明细胞处于分裂间期的G2期及分裂期(M期)。
“三看法”判断细胞周期
2、 典型例题
1.一个细胞周期中,细胞核中DNA复制的时期是( )
A.分裂间期 B.前期
C.中期 D.后期和末期
【答案】A
【分析】细胞周期中不同时期的特点:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失.
【详解】A、细胞周期中的分裂间期是物质准备时期,主要包括DNA复制和相关蛋白质的合成,A正确;
B、分裂前期染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体,这两条染色单体由一个共同的着丝粒连接着。核仁逐渐解体,核膜逐渐消失。从细胞的两极发出纺锤丝,形成一个梭形的纺锤体,B错误;
C、分裂中期染色体的着丝粒整齐地排列在细胞中央的一个平面上,过程中无DNA复制,C错误;
D、分裂后期主要发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动,分裂末期染色体逐渐变为染色质,核膜核仁重建,细胞逐渐分裂为两个子细胞,D错误。
故选A。
2.图为洋葱根尖细胞周期的示意图。下列说法正确的是( )
A.由B→A→B为一个完整的细胞周期
B.细胞周期大部分时间处于分裂期
C.DNA复制发生在A→B阶段
D.同一个体不同细胞的细胞周期相同
【答案】C
【分析】1、细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂完成为止,称为一个细胞周期,包括分裂间期和分裂期。
2、分析题图:图中A→B为分裂间期,B→A为分裂期,A→A表示一个细胞周期。
【详解】A、图中A→B为分裂间期,B→A为分裂期,A→B→A表示一个细胞周期,A错误;
B、细胞周期中大部分时间处于分裂间期,B错误;
C、图中A→B为分裂间期,B→A为分裂期,DNA复制发生在间期即A→B阶段,C正确;
D、同一个体不同细胞的细胞周期不一定相同,D错误。
故选C。
3.细胞增殖过程中,分裂间期完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,分裂期完成细胞分裂。肿瘤患者进行化疗时,药物会阻断癌细胞的DNA复制,从而抑制癌细胞的增殖,导致这些细胞停止在细胞周期的( )
A.分裂间期 B.前期 C.中期 D.后期
【答案】A
【分析】有丝分裂过程特点:
(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,即染色体的复制,DNA数目加倍,但染色体数目不变;
(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
(3)中期:染色体形态固定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期;
(4)后期:着丝点(粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,染色体数目加倍;
(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】肿瘤细胞具有无限增殖的能力,其增殖的方式是有丝分裂。在有丝分裂过程中,DNA的复制发生在间期,所以用化学药剂抑制肿瘤细胞的DNA复制,这些细胞就停留在分裂间期,A正确、BCD错误。
故选A。
4.植物细胞有丝分裂的一个细胞周期包括( )
A.分裂间期和分裂期 B.前期和中期
C.中期和后期 D.后期和末期
【答案】A
【分析】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次分裂完成时为止。
【详解】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次分裂完成时为止。 包分裂间期和分裂期,其中分裂期包括分裂前期、中期、后期和末期,BCD错误,A正确。
故选A。
5.下图表示某植物细胞连续分裂的两个细胞周期,一个细胞周期的表示方法是( )
A.a+b B.b+c C.a+c D.a+d
【答案】A
【分析】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,为一个细胞周期。
【详解】细胞周期中分裂间期时间更长,分裂期时间更短,因此a和c为分裂间期,b和d为分裂期,则一个细胞周期的表示方法为a+b或c+d,A正确,BCD错误。
故选A。
要点梳理三 有丝分裂过程
1、 重点知识
1 有丝分裂过程(以植物细胞为例)
植物细胞有丝分裂的过程和各时期分裂图
有
丝
分
裂
细胞周期
图示
染色体形态
分裂过程
分裂间期
①G1期:合成DNA复制所需的蛋白质和核糖体的增生;②S期(DNA合成期):DNA的复制;③G2期:合成M期所必需的蛋白质
分
裂
期
前期
核仁、核膜解体,染色体出现,纺锤体出现
中期
染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道面上,染色体缩短到最小程度(中期是观察染色体数目和形态的最佳时期)
后期
染色体的着丝粒一分为二,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,并被纺锤丝拉向两极
末期
染色体、纺锤体消失,核膜及核仁重新形成,胞质分裂
2、 典型例题
1.在植物细胞有丝分裂过程中,染色体、染色单体和DNA的数量比为1:2:2的时期是( )
A.前期和后期 B.前期和中期
C.中期和末期 D.后期和末期
【答案】B
【分析】有丝分裂的过程:
(1)分裂间期:DNA复制、蛋白质合成。
(2)分裂期:
1)前期:①出现染色体:染色质螺旋变粗变短的结果;②核仁逐渐解体,核膜逐渐消失;③纺锤丝形成纺锤体。
2)中期:染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。染色体形态、数目清晰,便于观察。
3)后期:着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,纺锤丝牵引分别移向两极。
4)末期:①纺锤体解体消失;②核膜、核仁重新形成;③染色体解旋成染色质形态;④细胞质分裂,形成两个子细胞(植物形成细胞壁,动物直接从中部凹陷)。
【详解】ACD、有丝分裂后期着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,纺锤丝牵引分别移向两极,所以有丝分裂后期和末期中不含染色单体,且染色体与DNA之比为1:1,ACD错误;
B、有丝分裂前期和中期,每条染色体含2条姐妹染色单体,细胞中染色体、染色单体和DNA的数量比为1:2:2,B正确。
故选B。
2.洋葱根尖分生区细胞在细胞分裂过程中,DNA分子数目加倍和纺锤体形成的时期分别是( )
A.间期和间期 B.间期和前期 C.后期和间期 D.后期和前期
【答案】B
【分析】有丝分裂一个细胞周期中各时期变化规律:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着丝点(粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】有丝分裂间期,细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,这会导致DNA数目加倍;有丝分裂前期,洋葱根尖分生区细胞两极产生纺锤丝形成纺锤体。B正确,ACD错误。
故选B。
3.下图中①②③为某细胞有丝分裂3个时期示意图。相关叙述错误的是( )
A.图①处于前期,细胞中有同源染色体2对
B.图②处于中期,是观察染色体的最佳时期
C.图③处于后期,细胞中有染色单体8个
D.图①至③中纺锤丝均由中心体产生
【答案】C
【分析】观察图可知, 图①处于有丝分裂前期,图②处于有丝分裂中期,图③处于有丝分裂后期。
【详解】A、 图①处于前期,在有丝分裂过程中,始终存在同源染色体。细胞中有同源染色体 2 对,A正确;
B、图②处于中期,染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体的最佳时期,B正确;
C、图③处于有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,染色单体数为 0而不是 8 个 ,C错误;
D、有丝分裂过程中,动物细胞的纺锤丝由中心体产生,所以图①至③中纺锤丝均由中心体产生这一说法正确,D正确。
故选C。
4.如图为高倍显微镜下观察到的洋葱根尖细胞有丝分裂图像,其中①所示的细胞处于有丝分裂的( )
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
【答案】C
【分析】据题意与图像分析:该细胞中的染色体的着丝点(粒)分裂,染色体数目加倍,为有丝分裂后期的特点。
【详解】A、若是有丝分裂前期,则核膜、核仁解体、染色质缩短变粗、高度螺旋化,出现染色体,A不符合题意;
B、若是有丝分裂中期,则每条染色体的着丝点(粒)排列在赤道板上,B不符合题意;
C、细胞中着丝点(粒)分裂,染色体数目加倍,是分裂后期,C符合题意;
D、若是有丝分裂末期,则会出现核膜、核仁重建,染色体解螺旋出现染色质等特点,D不符合题意。
故选C。
5.下列关于洋葱根尖分生区细胞有丝分裂的叙述,错误的是( )
A.在前期,染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体
B.在中期,每条染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.在后期,每个着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条染色体
D.在末期,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,把细胞缢裂成两部分
【答案】D
【分析】间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;
有丝分裂过程:(1)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(2)中期:染色体形态固定、数目清晰;(3)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(4)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、在前期,染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体,并且出现纺锤体,A正确;
B、在中期,每条染色体的着丝粒排列在赤道板(不是真实存在的)上,B正确;
C、在后期,每个着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,染色体数目暂时加倍,C正确;
D、末期赤道板中央出现细胞板向四周延伸形成新的细胞壁,进而分裂成两个子细胞,D错误。
故选D。
6.图中①~④为某植物细胞有丝分裂4个时期的示意图。按细胞分裂过程排序,正确的是( )
A.①→④→②→③ B.②→③→④→①
C.③→①→④→② D.④→①→③→②
【答案】D
【分析】分析题图,图中①~④是分裂中期、分裂末期、分裂后期、分裂前期。
【详解】根据细胞分裂过程中染色体的形态及位置可以判断出图中①~④是分裂中期、分裂末期、分裂后期、分裂前期。按细胞分裂过程排序为④→①→③→②,D正确,ABC错误。
故选D。
7.通常,动物细胞有丝分裂区别于高等植物细胞的过程是( )
A.核膜、核仁消失 B.染色体平均分配
C.纺锤体形成过程 D.着丝粒分裂
【答案】C
【分析】有丝分裂分裂期过程:①前期:染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体;出现纺锤体;核仁解体,核膜消失。②中期:每条染色体的着丝粒排列在赤道板上。③后期:每个着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动。④末期:染色体变成染色质丝,纺锤体消失,出现了新的核膜和核仁,一个细胞分裂成两个子细胞,每个子细胞中含有的染色体数目和亲代细胞相等。
【详解】A、动物细胞和高等植物细胞在有丝分裂前期,都会出现核仁解体、核膜消失的现象,A错误;
B、动物细胞和高等植物细胞在有丝分裂过程中,染色体均会平均分配到两个子细胞中,每个子细胞中含有的染色体数目和亲代细胞相等,B错误;
C、动物细胞和高等植物细胞在有丝分裂前期均会形成纺锤体,但动物细胞是中心粒发出星射线形成纺锤体;高等植物细胞是细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,C正确;
D、动物细胞和高等植物细胞在有丝分裂后期,均会每个着丝粒分裂成两个的现象,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,D错误。
故选C。
8.下图为某高等生物有丝分裂某一时期的图像,相关叙述正确的是( )
A.该图可以表示高等植物细胞有丝分裂后期 B.该时期是计数染色体数量的适宜时期
C.移向细胞两极的两套染色体形态、数目相同 D.该图中含有8条姐妹染色单体
【答案】C
【分析】细胞分裂周期:(1)分裂间期:DNA的复制和有关蛋白质的合成。(2)分裂期(以高等植物细胞有丝分裂为例):①前期:染色质丝螺旋化形成染色体,核仁解体,核膜消失,细胞两极发出纺缍丝,形成纺缍体。②中期:染色体的着丝粒排列在赤道板(赤道板只是一个位置,不是真实的结构,因此赤道板在显微镜下看不到)上。染色体的形态稳定,数目清晰,便于观察。这个时期是观察染色体的最佳时期。③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,分别移向细胞两极,分向两极的两套染色体形态和数目完全相同。④末期:染色体变成染色质,纺缍体消失,出现新的核膜和核仁,出现细胞板,扩展形成细胞壁,将一个细胞分成两个子细胞。
【详解】A、图示细胞没有细胞壁,属于动物细胞,A错误;
B、计数染色体数量最适宜的时期是有丝分裂中期,该细胞处于有丝分裂后期,B错误;
C、由于DNA复制后形成了完全相同的姐妹染色单体,姐妹染色单体分开移向两极,故移向两极的两套染色体形态、数目相同,C正确;
D、由于着丝粒分裂,图中没有姐妹染色单体,D错误。
故选C。
9.有丝分裂是真核细胞增殖的主要方式,是一个连续的过程。根据染色体的行为,可将其分为四个时期:前期、中期、后期、末期。下列属于有丝分裂后期特点的是( )
A.染色体解螺旋成为染色质丝
B.染色质丝螺旋缠绕成为染色体
C.着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
D.染色体的着丝粒排列在赤道板上
【答案】C
【分析】一个细胞周期中不同时期的特点:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、染色体解螺旋成为染色质丝发生在末期,A错误;
B、分裂前期,染色质丝螺旋缠绕形成染色体,且此时核膜、核仁解体,B错误;
C、着丝粒分裂,姐妹染色单体分开发生在有丝分裂后期,C正确;
D、染色体的着丝粒排列在赤道板上,D错误。
故选C。
10.如图为显微镜下观察到的根尖细胞有丝分裂部分细胞图像,相关叙述错误的是( )
A.装片制作过程中根尖解离需要用到10%的盐酸
B.龙胆紫溶液能够使图示细胞中的染色体着色
C.箭头所指的细胞中不能看到核膜解体形成的小泡
D.箭头所指的细胞处于分裂期的中期
【答案】C
【分析】观察有丝分裂装片制作流程为:解离-漂洗-染色-制片。
(1)解离:上午10时至下午2时,剪去洋葱根尖2-3mm,立即放入盛入有盐酸和酒精混合液(1:1)的玻璃皿中,在温室下解离。目的:用药液使组织中的细胞相互分离开来。
(2)漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛入清水的玻璃皿中漂洗。目的:洗去药液,防止解离过度。
(3)染色:把根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液)的玻璃皿中染色。目的:染料能使染色体着色。
(4)制片:用镊子将这段根尖取出来,放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在拇指轻轻地按压载玻片。目的:使细胞分散开来,有利于观察。
【详解】A、盐酸使植物细胞之间的果胶质层松散,用盐酸处理植物的根尖,可以使根尖细胞彼此容易分开,装片制作过程中根尖的解离需要用到10%的盐酸,A正确;
B、用水洗去盐酸后,再用碱性染料染色(如龙胆紫溶液),能够使染色体着色,B正确;
C、核膜解体形成的小泡在有丝分裂整个过程中几乎都可看到,C错误;
D、图中箭头所指的细胞中染色体的着丝粒位于细胞中央的一个平面上,故该细胞处于分裂期的中期,D正确。
故选C。
要点梳理四 动植物细胞有丝分裂的区别
1、 重点知识
植物细胞和动物细胞的有丝分裂过程基本相同,其不同点见下表:
项目
高等植物细胞
动物细胞
发生复制的结构不完全相同
DNA的复制和有关蛋白质的合成
除DNA的复制和有关蛋白质的合成外,还有中心体的复制
纺锤体形成方式不同
两极发出纺锤丝
中心体发出纺锤丝
胞质分裂方式不同
细胞中央出现细胞板
细胞在赤道面上向内凹陷,形成环沟
动物和高等植物细胞有丝分裂图像区分
时期
间期
前期
末期
植物细胞
动物细胞
2、 典型例题
1.通常情况下,植物细胞有丝分裂区别于动物细胞有丝分裂的特征是( )
A.核膜、核仁消失 B.形成纺锤体
C.形成新的细胞壁 D.着丝粒分裂
【答案】C
【分析】1、有丝分裂前期:植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,动物细胞已复制的两中心体分别移向两极,周围发出星射,形成纺锤体。2、有丝分裂末期 :植物细胞赤道板出现细胞板,扩展形成新细胞壁,将细胞一分为二;动物细胞细胞膜中部向内凹陷,将细胞一分为二。
【详解】据题干分析可知,植物细胞有丝分裂区别于动物细胞有丝分裂的特征是:高等植物细胞末期在细胞中央形成细胞板,逐渐向四周扩展成细胞壁;动物细胞细胞膜从中央向内凹陷,缢裂成两个子细胞,C正确,ABD错误。
故选C。
2.在有丝分裂过程中,下列哪种变化不会出现在高等植物细胞中( )
A.核膜和核仁周期性地消失和出现
B.中心粒发出星射线形成纺锤体
C.在分裂后期染色体的着丝粒分裂,导致染色体数目加倍
D.在分裂末期细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁
【答案】B
【分析】有丝分裂不同时期的特点:
(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;
(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;
(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、前期核膜和核仁消失,末期核膜和核仁出现,A正确;
B、高等植物细胞无中心粒,B错误;
C、在分裂后期染色体的着丝粒分裂,导致染色体数目加倍,C正确;
D、在分裂末期细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁,D正确。
故选B。
3.高等植物细胞与动物细胞的有丝分裂相比具有不同的特征,与之直接相关的结构是( )
①核膜 ②线粒体 ③中心体 ④高尔基体
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【答案】B
【分析】动、植物细胞有丝分裂过程的区别主要在前期和末期。前期,植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。动物细胞是已复制的两中心体分别移向两极,周围发出星射线,形成纺锤体;末期植物细胞赤道板位置出现细胞板,扩展形成新细胞壁,并把细胞分为两个,动物细胞中部出现细胞膜内陷,把细胞质缢裂为两部分,形成两个子细胞。
【详解】根据分析可知,动、植物细胞有丝分裂过程的区别主要在前期和末期。前期由于高等植物细胞不含中心体,则由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体;末期植物细胞赤道板位置出现细胞板,扩展形成新细胞壁,而高尔基体与植物细胞壁的形成有关,因此与动植物细胞分裂不同直接相关的结构是中心体和高尔基体,即B正确,ACD错误。
故选B。
4.有丝分裂末期,与动物细胞相比,高等植物细胞特有的变化是( )
A.纺锤体消失 B.细胞板形成
C.染色体解螺旋 D.出现两个细胞核
【答案】B
【分析】植物细胞 与动物细胞有丝分裂的不同表现在:
1、前期纺锤体的来源不同 :植物细胞由细胞两极发纺锤丝形成纺锤体 ,动物细胞由复制的两中心体分别移向两极,周围发出星射,形成纺锤体。
2、末期细胞一分为二的方式不同 :植物 细胞赤道板出现细胞板,扩展形成新细胞壁,并把细胞分为两个;动物细胞 细胞中部出现细胞内陷,把细胞质隘裂为二,形成两个子细胞
【详解】A、动植物细胞有丝分裂末期都有纺缍体消失,A不符合题意;
B、动植物细胞有丝分裂末期细胞质的分裂方式不同,动物细胞是中部向内凹陷,最后隘裂成两个子细胞,而植物细胞是中央出现细胞板,向四周延伸形成细胞壁,并把细胞分为两个,B符合题意;
C、动植物细胞有丝分裂末期都有染色体解螺旋变为染色质,C不符合题意;
D、动植物细胞有丝分裂末期都会出现两个细胞核,D不符合题意。
故选B。
5.下列关于动、植物细胞有丝分裂相同点的叙述,正确的是( )
A.间期,染色体复制且数目加倍
B.前期,由中心粒周围发出星射线形成纺锤体
C.中期,染色体的着丝点排列在赤道板上,含染色单体
D.后期,每一个着丝点分裂成两个,染色体体数目不加倍
【答案】C
【分析】动、植物细胞有丝分裂过程的异同:
植物细胞
动物细胞
间期
相同点
染色体复制(蛋白质合成和DNA的复制)
前期
相同点
核仁、核膜消失,出现染色体和纺锤体
不同点
由细胞两极发纺锤丝形成纺锤体
已复制的两中心体分别移向两极,周围发出星射,形成纺锤体
中期
相同点
染色体的着丝点,连在两极的纺锤丝上,位于细胞中央,形成赤道板
后期
相同点
染色体的着丝点分裂,染色单体变为染色体,染色单体为0,染色体加倍
末期
不同点
赤道板出现细胞板,扩展形成新细胞壁,并把细胞分为两个
细胞中部出现细胞内陷,把细胞质隘裂为二,形成两个子细胞
相同点
纺锤体、染色体消失,核仁、核膜重新出现
【详解】A、动植物细胞有丝分裂间期,都有DNA的复制,且经过复制后DNA含量加倍,染色体数目不加倍,A错误;
B、动物细胞有丝分裂前期,中心粒周围出现星射线,形成纺锤体,而高等植物细胞有丝分裂前期,细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,B错误;
C、有丝分裂中期,动植物细胞中染色体的着丝点都排列在赤道板上,都含染色单体,C正确;
D、有丝分裂后期,动植物细胞中着丝点都一分为二,染色体数都加倍,且都不含染色单体,D错误。
故选C。
要点梳理一五 分裂过程中数量变化
1、 重点知识
有丝分裂过程中染色体和核DNA的变化规律(以二倍体生物为例)
根据染色单体变化判断各时期
●根据比例关系判断各时期
细胞增殖过程中染色体、姐妹染色单体、核DNA分子三者间的关系
2、 典型例题
1.下图表示的是进行有丝分裂细胞的细胞周期中某物质的数量变化,该物质是( )
A.染色体 B.染色单体 C.DNA D.纺锤体
【答案】C
【分析】分析曲线图:图示物质在间期由2n变为4n,在末期由4n变为2n。
【详解】图中OA段该物质由2n变为4n,数目加倍,在DE段数目减半,所以该物质是DNA,DNA在细胞分裂间期由于复制加倍。
故选C。
2.下图为某同学绘制的某二倍体植物细胞有丝分裂四个时期染色体和核DNA的数量关系图。二者数量关系绘制错误的时期是( )
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
【答案】A
【分析】有丝分裂过程:
(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,核DNA复制后数目加倍,但是染色体数目不变;
(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;此时染色体仍然为2n,但是核DNA数目为4n;
(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;此时染色体仍然为2n,但是核DNA数目为4n;
(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极,染色体数目加倍为4n,此时一条染色体上有一个DNA分子;
(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失,有丝分裂结束后形成的子细胞中染色体与核DNA数目减半为2n水平。
【详解】A、图中表示前期染色体数目∶核DNA分子数目=2∶1,核DNA为2n,前期时DNA分子已完成复制,且着丝粒尚未分裂,一条染色体上有2条姐妹染色单体,即2个DNA分子,故此时染色体数目∶核DNA分子数目=1∶2,且此时染色体数目为2n,核DNA数目为4n,A错误;
B、图中表示中期染色体数目∶核DNA分子数目=1∶2,染色体数目为2n,核DNA为4n,此时DNA分子已完成复制,且着丝粒尚未分裂,一条染色体上有2条姐妹染色单体,即2个DNA分子,核DNA数目加倍为4n,染色体数目仍然为2n,故此时染色体数目∶核DNA分子数目=1∶2,B正确;
C、有丝分裂后期染色体的着丝粒分裂,染色体数目加倍,此时染色体与核DNA数目均为4n,此时一条染色体上有1个DNA分子,因此图中后期染色体数目∶核DNA分子数目=1∶1,且染色体和核DNA数目均达到4n水平上, C正确;
D、有丝分裂的末期结束后形成的子细胞中染色体和核DNA数目均减半为2n,此时一条染色体上有1个DNA分子,故该时期染色体数目∶核DNA分子数目=1∶1,且染色体和核DNA数目均为2n,D正确。
故选A。
3.如图所示为有丝分裂过程中染色体的运动轨迹。曲线 A 表示染色体的着丝粒与纺锤体的相应的极之间的平均距离。则曲线 B 代表( )
A.细胞分裂中期染色体之间的平均距离
B.中心粒之间的距离
C.染色单体分开后形成的二条染色体之间的距离
D.同源染色体之间的平均距离
【答案】C
【分析】从图中看出曲线A表示从10min开始距离逐渐减小,曲线B则表示距离逐渐增大。
【详解】 有丝分裂过程中,后期的主要特征在于着丝粒分裂,已复制的两条染色单体分开与同侧纺锤丝相连,被拉向两极.很明显,染色单体与同侧极的距离逐渐减小,而姐妹染色单体的距离则逐渐增大,ABD错误,C正确。
故选C
4.图是杨同学绘制的某种动物细胞有丝分裂中期模式图,图中染色体和DNA的数目依次分别是( )
A.4、4 B.4、8 C.8、4 D.8、8
【答案】B
【分析】染色体数目根据着丝点(粒)进行判断,染色体复制后一条染色体含有两条染色单体。
【详解】染色体数目根据着丝点(粒)进行判断,染色体复制后一条染色体含有两条染色单体,由图可知,图中含有4条染色体,已完成复制,含有8条染色单体,8个DNA分子,ACD错误,B正确。
故选B。
5.如图表示细胞有丝分裂一个细胞周期中每条染色体上DNA含量的变化,下列叙述错误的是( )
A.bc段表示间期,发生DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
B.cd段细胞中的染色体有姐妹染色单体
C.de段发生染色体着丝粒的分裂
D.与母细胞相比,ef段细胞中染色体数目减半
【答案】D
【分析】分析曲线图:图示表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化。bc段形成的原因是DNA的复制,cd段表示有丝分裂前期和中期,de段形成的原因是着丝粒分裂,ef段表示有丝分裂后期和末期。
【详解】A、题图表示一个细胞周期中每条染色体上的DNA含量的变化,其中bc段完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,A正确;
B、cd段表示有丝分裂前期和中期,有姐妹染色单体,B正确;
C、de段形成的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开形成子染色体,每条染色体上DNA由2条变为1条,C正确;
D、细胞有丝分裂复制一次,分裂一次,最终ef段细胞中染色体数目与母细胞一致,D错误。
故选D。
要点梳理一六 细胞分化
1、 重点知识
(1)概念与意义
①概念:多细胞生物的细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程称为细胞分化。细胞分化是基因选择性表达的结果。
细胞分化中的变与不变
②意义:生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的。
(2)特点
特点
解释
持久性
发生在生物体的整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度
稳定性、不可逆性
细胞分化在生物体内一般是不可逆转的过程,是生物个体发育的基础
普遍性
在生物界中普遍存在
遗传物质不变性
一般情况下,分化后的细胞内遗传物质不改变
2、 典型例题
1.在同一高等植物中,表皮细胞和叶肉细胞在形态、结构和生理功能上存在明显差异,这是因为发生了( )
A.细胞分化 B.细胞坏死
C.细胞衰老 D.细胞凋亡
【答案】A
【分析】细胞分化是指细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的变化过程,分化的实质是基因的选择性表达。
【详解】细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的变化过程称为细胞分化,故在同一高等植物中,表皮细胞和叶肉细胞在形态、结构和生理功能上存在明显差异,这是因为发生了细胞分化,A正确。
故选A。
2.在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,称为( )
A.细胞坏死 B.细胞分化
C.细胞衰老 D.细胞凋亡
【答案】B
【分析】在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫细胞分化。细胞分化是一种持久性的变化,一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
【详解】在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫细胞分化,B正确,ACD错误。
故选B。
3.细胞分化是多细胞生物个体发育的基础,其实质是( )
A.细胞形态结构的变化 B.细胞种类的增加
C.细胞数目的增加 D.基因的选择性表达
【答案】D
【分析】细胞分化是生物在个体发育中,由一个或多个细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生一系列稳定性差异的过程。
【详解】AB、细胞分化的表现是细胞形态结构的变化和细胞种类的增加,AB错误;
C、细胞数目的增加是通过细胞分裂实现的,C错误;
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达,D正确。
故选D。
4.同一人体内的红细胞和肌细胞,形态、结构和功能有很大差异,主要原因是细胞发生了( )
A.分裂 B.癌变 C.分化 D.衰老
【答案】C
【分析】细胞分化的概念是指起源相同的一种或一类细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
【详解】由题意知,红细胞和肌细胞来源相同,但它们的形态、结构与功能出现了很大差异,这是由于细胞分化的结果,C正确,ABD错误。
故选C。
5.人体肌细胞与神经细胞在结构和功能上存在差异。下列关于差异原因的分析错误的是( )
A.细胞核内的基因不同
B.有关结构蛋白的种类不同
C.有关酶的种类不同
D.有关细胞器的数量不同
【答案】A
【分析】人体肌细胞与神经细胞是细胞分化形成的,细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达,所以不同细胞所含的mRNA和蛋白质有所区别。
【详解】A、人体的肌细胞和神经细胞的遗传物质相同,细胞核内基因相同,A错误;
B、人体的肌细胞和神经细胞的差异的直接原因是蛋白质种类和数量不同,B正确;
C、这两种细胞结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达,形成的RNA不同,所含有关酶的种类不同,C正确;
D、由于基因选择性表达,所以人体的肌细胞和神经细胞的细胞器种类和数量不同,D错误。
故选A。
要点梳理七 细胞的全能性
1、 重点知识
细胞的全能性
(1)概念:已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
(2)不同生物细胞的全能性
①植物细胞
体现:高度分化的植物细胞仍有全能性;
技术:植物组织培养;
应用:花卉繁殖、拯救濒危物种。
②动物细胞
体现:已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性;
不足:目前,不能成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新个体。
(3)细胞全能性的原因
一般情况下,生物体每个细胞都含有本物种全套遗传物质。
(4)干细胞
①特点:具有分裂和分化能力;在动物和人体内数量很少;
②举例:人骨髓中有许多造血干细胞,它们能通过增殖和分化,不断产生红细胞、淋巴细胞和血小板。
判断细胞全能性的标志
①判断体细胞是否具有全能性的标志(看起点、终点)
②由种子发育成个体不能证明体细胞的全能性;由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。
2、 典型例题
1.胡萝卜根的韧皮部细胞在特定条件下可培养成完整植株,体现了植物细胞具有全能性。细胞具有全能性的根本原因是( )
A.细胞分化程度低
B.细胞含全部遗传信息
C.细胞具有旺盛的分裂能力
D.细胞遗传物质发生了改变
【答案】B
【分析】一般来说,细胞全能性高低与细胞分化程度有关,分化程度越高,细胞全能性越低。植物细胞全能性高于动物细胞,而生殖细胞全能性高于体细胞,在所有细胞中受精卵的全能性最高。
【详解】胡萝卜根的韧皮部细胞是由受精卵细胞经过分裂和分化形成的,遗传物质与受精卵相同,因此也能向受精卵一样发育为完整个体,因此细胞具有全能性的根本原因是细胞内至少含有一套本物种个体发育所需要的全部遗传信息,B正确,ACD错误。
故选B。
2.我国科学家将猴体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中,成功培育出世界上首批克隆猴“中中”和“华华”,这说明已分化的动物体细胞的细胞核具有( )
A.全能性 B.专一性 C.多样性 D.高效性
【答案】A
【分析】体细胞克隆技术即体细胞核移植技术,将体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞,使其重组并发育成个新胚胎,最终发育为个体。
【详解】动物体细胞克隆能说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,BCD错误,A正确。
故选A。
3.下列关于小鼠的细胞中,最容易表达全能性的是( )
A.心肌细胞 B.白细胞 C.受精卵细胞 D.小肠上皮细胞
【答案】C
【分析】细胞的全能性指已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
【详解】心肌细胞、白细胞和小肠上皮细胞的分化程度均高于受精卵,受精卵的分化程度较低,全能性最高,最易表达出全能性,ABD错误,C正确。
故选C。
4.下列实验或现象中,不能体现细胞全能性的是( )
A.胡萝卜韧皮部细胞培养成新植株
B.壁虎断尾后长出新尾巴
C.水稻花药离体培养得到单倍体植株
D.落地生根 (一种植物)叶缘长出新植株
【答案】B
【分析】细胞全能性是指已经分裂分化的细胞仍具有发育成完整有机体或其他各种细胞的潜能和特性。
【详解】A、胡萝卜韧皮部细胞(高度分化的细胞)培养成新植株(完整的有机体)能体现细胞全能性,A不符合题意;
B、壁虎断尾后长出新尾巴并未得到完整有机体或其他各种细胞,不能体现细胞全能性,B符合题意;
C、水稻花药(高度分化的细胞)离体培养得到单倍体植株(完整有机体)能体现细胞全能性,C不符合题意;
D、落地生根 (一种植物)叶缘长出新植株,体现了已经分化的细胞发育成完整有机体,能体现细胞全能性,D不符合题意。
故选B。
5.胡萝卜根的韧皮部细胞在特定条件下可培养成完整植株,体现了植物细胞具有全能性。细胞具有全能性的根本原因是( )
A.细胞含全部遗传信息
B.细胞分化程度低
C.细胞具有旺盛的分裂能力
D.细胞遗传物质发生了改变
【答案】A
【分析】一般来说,细胞全能性高低与细胞分化程度有关,分化程度越高,细胞全能性越低。植物细胞全能性高于动物细胞,而生殖细胞全能性高于体细胞,在所有细胞中受精卵的全能性最高。
【详解】细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体或分化成其他任何细胞的潜能,细胞具有全能性的根本原因是细胞含有全部遗传信息,A正确,BCD错误。
故选A。
要点梳理八 细胞的衰老和凋亡
1、 重点知识
(1)细胞衰老的过程
细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的形态、结构和功能等发生变化。
(2)细胞衰老的原因
①内因
自由基假说:细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA和蛋白质,致使细胞衰老。
端粒假说:染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短,导致正常的DNA序列损伤,使细胞逐渐衰老;
②外因
与环境有密切的关系。以人为例,良好的外部环境和合理的饮食结构、生活习惯以及乐观的生活态度都有益于延缓体内细胞的衰老,从而益于延缓个体衰老。
(3)细胞凋亡
①概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以它是一种编程性死亡;
②机理:
③意义:对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
(2)细胞坏死
在种种不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
2、 典型例题
1.人的衰老是机体中众多细胞衰老引起的。老年人的皮肤上会长出“老年斑”,是因为( )
A.水分减少 B.细胞内色素积累
C.酶活性增强 D.细胞膜通透性提高
【答案】B
【分析】细胞衰老的特征:(1)细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢速率减慢;(2)细胞内多种酶的活性降低;(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐累积;(4)细胞内呼吸速度减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深;(5)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低。
【详解】进入老年后,细胞代谢机能减退,体内脂肪容易发生氧化,产生老年色素;细胞内脂褐素等色素不能排出体外,随着细胞的衰老而逐渐积累,从而形成老年斑。
故选B。
2.下列不属于细胞衰老特征的是( )
A.水分减少 B.细胞体积增大
C.色素积累 D.呼吸速率减慢
【答案】B
【分析】衰老细胞的特征:①细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;②细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;③细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;④有些酶的活性降低;⑤呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】AB、细胞衰老后,细胞内水分减少,细胞萎缩,细胞体积减小,A不符合题意,B符合题意;
C、细胞内色素积累,老年人出现老年斑,C不符合题意;
D、细胞衰老后,细胞呼吸速率减慢,D不符合题意。
故选B。
3.下列生命活动中,不存在细胞凋亡的是( )
A.机体清除某些被病原体感染的细胞
B.胎儿手指的发育
C.高温导致细胞正常代谢活动中断
D.蝌蚪尾部的消失
【答案】C
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、机体清除某些被病原体感染的细胞属于细胞凋亡,A不符合题意;
B、胎儿发育过程中,手指间的细胞死亡属于细胞凋亡,B不符合题意;
C、高温导致细胞代谢中断属于细胞坏死,C符合题意;
D、蝌蚪发育成青蛙时尾部消失属于细胞凋亡,D不符合题意。
故选C。
4.下列关于细胞死亡的叙述错误的是( )
A.细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死
B.细胞凋亡也叫程序性死亡,对生物体有利
C.细胞的自然更新是通过细胞凋亡来完成的
D.细胞坏死是细胞自动结束生命的过程
【答案】D
【分析】细胞凋亡是指由基因控制的细胞自动结束生命的过程,又称为细胞编程性死亡,细胞凋亡有利于生物个体完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰,而细胞坏死是在种种不利因素影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤或死亡,是一种病理性过程。
【详解】A、细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死,A正确;
B、细胞凋亡是指由基因控制的细胞自动结束生命的过程,又称为细胞编程性死亡,细胞凋亡有利于生物个体完成正常发育,B正确;
C、细胞的自然更新是正常的生命历程,是通过细胞凋亡完成的,C正确;
D、细胞坏死是由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤或死亡,是一种病理性过程,D错误。
故选D。
5.下列关于细胞衰老的叙述错误的是( )
A.衰老细胞的细胞核会变大
B.衰老细胞内的水分会减少
C.衰老细胞内酶的活性都会降低
D.单细胞生物细胞衰老就是个体衰老
【答案】C
【分析】衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、衰老细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深,A正确;
B、衰老细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,B正确;
C、衰老细胞中有些酶的活性降低,并不是所有酶的活性都会降低,C错误;
D、对于单细胞生物而言,单个细胞的衰老就是个体的衰老,D正确。
故选C。
要点梳理九 减数分裂过程
1、 重点知识
减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较
项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
间期染色体是否复制
复制
不复制
分裂过程中细胞名称
性原细胞经染色体复制形成初级性母细胞,再分裂形成次级性母细胞(或第一极体)
次级性母细胞(或第一极体)分裂形成精细胞或卵细胞与第二极体(或第二极体)
着丝粒变化
不分裂
分裂
染色体数目
2n→n(减半)
n→2n→n
DNA分子数目
2n→4n→2n
2n→n(减半)
染色体主要行为
有联会现象;四分体的非姐妹染色单体可能发生交叉互换;同源染色体分离,非同源染色体自由组合
着丝粒分裂,染色单体分开
染色单体
无(0)→有(4n)→有(2n)
有(2n)→无(0)
同源染色体
有(n对)→无(0)
无(0)
2、 典型例题
1.某动物的体细胞中两对基因在染色体上的位置如图所示,其中数字序号表示染色体,字母表示基因。下列关于该动物的一个原始生殖细胞减数分裂过程的叙述,正确的是( )
A.减数第一次分裂结束,①和④出现在同一细胞中的概率为1/4
B.减数第二次分裂中期,细胞中含有两个染色体组
C.减数第二次分裂后期,②和③一定移向细胞同一极
D.减数第二次分裂结束,Y和R出现在同一细胞中的概率为1/2
【答案】A
【分析】减数分裂是生物体在形成生殖细胞时的一种特殊分裂方式,其核心特征是染色体复制一次而细胞连续分裂两次,最终产生的子细胞染色体数目仅为母细胞的一半。
【详解】A、在减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合。①和②是一对同源染色体,③和④是一对同源染色体。①和④是非同源染色体,它们组合到同一细胞中的概率为1/4。因为减数第一次分裂时,非同源染色体的组合有四种可能,①和④组合是其中一种,所以①和④出现在同一细胞中的概率为1/4,A正确;
B、减数第一次分裂结束后,细胞中染色体数目减半,染色体组也减半。减数第二次分裂中期,细胞中只含有一个染色体组,B错误;
C、减数第二次分裂后期,姐妹染色单体分离,②的姐妹染色单体分离后分别移向细胞两极,③的姐妹染色单体分离后也分别移向细胞两极,②和③不一定移向细胞同一极,C错误;
D、Y和y位于一对同源染色体(①和②)上,R和r位于另一对同源染色体(③和④)上。在减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合。Y与R所在的非同源染色体组合到同一细胞的概率为1/4,经过减数第二次分裂结束,Y和R出现在同一细胞中的概率为1/4,D错误。
故选A。
2.减数分裂过程中,同源染色体联会形成四分体。每个四分体( )
A.不含等位基因 B.含有4个DNA分子
C.含有4条染色体 D.含有8条染色单体
【答案】B
【分析】减数分裂Ⅰ(减数第一次分裂)开始不久,细胞中的同源染色体联会,联会后的每对同源染色体含有4条染色单体,叫作四分体。
【详解】A、等位基因是指位于一对同源染色体的相同位置上、控制相对性状的基因。每个四分体包含一对同源染色体,可能含有等位基因,A错误;
BD、每个四分体含有4条染色单体,而每条染色单体含有1个DNA分子,因此每个四分体含有4个DNA分子,B正确,D错误;
C、每个四分体含有2条染色体,C错误。
故选B。
3.下列关于同源染色体的叙述,正确的是( )
A.来源相同的两条染色体 B.大小形状一定都相同
C.减数分裂过程中能联会 D.由一条染色体复制而来
【答案】C
【分析】同源染色体是指减数分裂过程中配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方。
【详解】A、同源染色体一条来自父方,一条来自母方,来源不相同,A错误;
B、同源染色体的大小、形态一般相同,X和Y是一对同源染色体,但大小不同,B错误;
C、同源染色体在减数第一次分裂前期会发生联会,C正确;
D、同源染色体是来自父方和母方的,一般大小、形态相同的两条染色体,不是由一条染色体复制而来,D错误。
故选C。
4.下列关于减数分裂和受精作用的说法,错误的是( )
A.减数分裂形成的配子中染色体数目减半
B.减数分裂过程中染色体复制两次,细胞分裂一次
C.受精卵中的染色体一半来自父方,另一半来自母方
D.保证了生物前后代染色体数目的恒定
【答案】B
【分析】减数分裂和受精作用的意义:减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。
【详解】AB、减数分裂过程中,染色体复制一次,细胞连续分裂两次,减数分裂的结果是,成熟的生殖细胞(配子)中,染色体数目比原始的生殖细胞中减少一半,A正确,B错误;
CD、受精卵中的染色体数目通过受精作用又恢复到了体细胞中的数目,保证了物种染色体数目的稳定,其中一半的染色体来自精子(父方),一半来自卵细胞(母方),CD正确。
故选B。
5.保证生物亲子代染色体数目恒定,维持生物遗传稳定性的生理过程是( )
A.无丝分裂、有丝分裂 B.无丝分裂、受精作用
C.减数分裂、受精作用 D.有丝分裂、减数分裂
【答案】C
【分析】受精作用的结果:(1)受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目,其中有一半的染色体来自精子(父亲),一半的染色体来自卵细胞(母亲)。(2)细胞质主要来自卵细胞。
【详解】减数分裂产生的精子和卵细胞中染色体数目减半,而受精作用通过精卵细胞的结合使细胞中染色体恢复到亲代个体体细胞中染色体数目,故减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传稳定性,C正确,ABD错误。
故选C。
6.减数分裂过程中每个四分体具有( )
A.4个着丝粒
B.4个DNA分子
C.2条姐妹染色单体
D.2对配对的同源染色体
【答案】B
【分析】联会后的每对同源染色体含有四个染色单体,四个DNA分子,因此称为四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条染色单体。一个四分体=一对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。
【详解】A、一个四分体包含2条染色体,即两个着丝粒,A错误;
B、一个四分体包含4条染色单体,4个双链DNA分子,B正确;
C、一个四分体包含联会后每对同源染色体中的四条染色单体,C错误;
D、一个四分体包含一对同源染色体,D错误。
故选B。
7.如图为某动物细胞中部分染色体示意图,图中Ⅰ、Ⅱ表示染色体,①②③④表示染色单体。下列叙述错误的是( )
A.图中共含有4个四分体
B.①②为一对姐妹染色单体
C.③④之间可能发生非姐妹染色单体交换
D.此图发生在减数第一次分裂
【答案】A
【分析】分析题图:图中Ⅰ和Ⅱ为同源染色体,①和②为姐妹染色单体,③和④为同源染色体上的非姐妹染色单体。
【详解】A、据图可知,图中共有2对同源染色体,构成了2个四分体,A错误;
B、①②为一对姐妹染色单体,B正确;
C、互换通常发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,③和④为同源染色体上的非姐妹染色单体,C正确;
D、图中正发生同源染色体联会,处于减数第一次分裂前期,D正确。
故选A。
8.下图为减数分裂过程中一对染色体的结构示意图,A/a、B/b表示基因,①②表示染色体,下列说法错误的是( )
A.染色体①和②为一对同源染色体
B.图中A和a,B和b为两对等位基因
C.图中有4条姐妹染色单体
D.同源染色体形态大小一定相同
【答案】D
【分析】图中所示为一对同源染色体,4条染色单体,4个DNA分子。
【详解】A、图中①②染色体形态、大小相同,颜色互补,两条染色体的相同位置为一对等位基因A/a或B/b,二者是一对同源染色体,A正确;
B、图中A/a或B/b位于同源染色体的相同位置,控制一对相对性状,是等位基因,B正确;
C、图中每条染色体上都有两条姐妹染色单体,共有四条姐妹染色单体,C正确;
D、同源染色体形态大小一般相同,但性染色体XY或ZW不相同,D错误。
故选D。
9.下图是某雄性动物体内有关细胞分裂的一组图像,下列叙述错误的是( )
A.在精巢中可能同时出现以上细胞
B.图中属于减数分裂过程的有②④
C.①中有8条染色体,8个核DNA
D.③细胞处于有丝分裂中期,无同源染色体和四分体
【答案】D
【分析】分析题图:①细胞处于有丝分裂后期,②细胞处于减数分裂Ⅰ后期,③细胞处于有丝分裂中期,④细胞处于减数分裂Ⅱ后期。
【详解】A、在图像中既有有丝分裂,又有减数分裂的图像,而在精巢中的精原细胞既能进行有丝分裂完成自我增殖,又能进行减数分裂产生精子,A正确;
B、①②③④图像分别是有丝分裂后期、减数分裂Ⅰ后期、有丝分裂中期、减数分裂Ⅱ后期,故图中属于减数分裂过程的有②④,B正确;
C、①为有丝分裂后期,细胞中有8条染色体,8个核DNA分子,C正确;
D、③为有丝分裂中期图,有同源染色体,但有丝分裂无联会行为,所以无四分体,D错误。
故选D。
10.如图是某二倍体动物精子形成过程中某时期的模式图。据图分析,该细胞( )
A.是精细胞
B.有2对同源染色体
C.有4条姐妹染色单体
D.处于减数分裂Ⅱ后期
【答案】B
【分析】分析题图:图示是某二倍体动物精子形成过程中的模式图,该细胞中有同源染色体,且含姐妹染色单体,是同源染色体分离,处于减数分裂Ⅰ后期,称为初级精母细胞。
【详解】A、该细胞中有同源染色体,且含姐妹染色单体,是同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,称为初级精母细胞,A错误;
B、由图可知,该二倍体动物细胞中有4条染色体,有2对同源染色体,B正确;
C、图示时期为减数分裂Ⅰ后期图,细胞中每条染色体含有2条染色单体,因此此细胞人有8条染色单体,C错误;
D、由于此细胞中发生的是同源染色体分离向两极移动,为减数分裂Ⅰ后期,D错误。
故选B。
要点梳理十 减数分裂的意义
1、 重点知识
减数分裂
对象
进行有性生殖的真核生物
时期
由原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中
特点
细胞连续分裂两次,而染色体只复制一次
结果
配子的染色体数目是原始的生殖细胞的一半
意义
①减数分裂和受精作用可保持生物染色体数目和遗传性状的相对稳定;②减数分裂为生物的变异提供了可能,有利于生物对环境的适应和进化
2、 典型例题
1.进行有性生殖的生物,能维持前后代体细胞中染色体数目恒定的是( )
A.有丝分裂 B.无丝分裂
C.细胞分化 D.减数分裂和受精作用
【答案】D
【分析】亲子代生物之间染色体数目保持稳定的原因:减数分裂是进行有性生殖的生物,在形成成熟生殖细胞进行的细胞分裂,在分裂过程中,染色体复制一次,而细胞连续分裂两次。因此减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。通过受精作用,受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目,这就保证了亲子代生物之间染色体数目的稳定。
【详解】减数分裂使得配子中染色体数目减半,而受精作用使受精卵细胞中染色体数目又恢复到体细胞水平上。因此减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。
综上所述,ABC错误,D正确。
故选D。
2.下列关于减数分裂和受精作用的叙述,错误的是( )
A.受精卵中的DNA一半来自卵细胞、一半来自精子
B.受精作用进行时,通常是精子头部进入卵细胞
C.通过减数分裂和受精作用产生的子代具有多样性
D.减数分裂是有性生殖的生物产生配子时的一种分裂方式
【答案】A
【分析】1、减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异具有重要的作用;
2、受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
【详解】A、受精卵中的核DNA一半来自卵细胞、一半来自精子,但细胞质中的DNA几乎全部来自卵细胞,所以受精卵中的DNA并非一半来自卵细胞、一半来自精子,A错误;
B、受精作用进行时,通常是精子头部(主要含细胞核)进入卵细胞,尾部留在外面,B正确;
C、减数分裂过程中会发生基因重组等变异,受精时雌雄配子随机结合,通过减数分裂和受精作用产生的子代具有多样性,C正确;
D、减数分裂是进行有性生殖的生物产生配子时的一种分裂方式,会使染色体数目减半,D正确。
故选A。
3.受精卵是人类个体生长发育的起点,其核DNA来自于( )
A.精子和精子 B.精子和卵细胞
C.卵细胞和卵细胞 D.以上都不对
【答案】B
【分析】在人类的生殖过程中,精子和卵细胞分别携带了来自父母双方的遗传信息。当精子和卵细胞结合形成受精卵时,这个新形成的细胞将包含来自父母的全部遗传信息,从而成为人类个体生长发育的起点。
【详解】在受精过程中,精子的细胞核进入卵细胞,与卵细胞的细胞核融合,形成一个新的细胞核。这个新的细胞核中的DNA就来自于精子和卵细胞,B正确,ACD错误。
故选B。
4.下列关于减数分裂和受精作用的说法,错误的是( )
A.减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟的生殖细胞时的一种分裂方式
B.减数分裂过程中染色体复制两次,细胞分裂一次
C.受精卵中有一半的染色体来自精子,另一半来自卵细胞
D.减数分裂和受精作用保证了生物前后代染色体数目的恒定
【答案】B
【分析】1、受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合,使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目,其中有一半来自精子有一半来自卵细胞。
2、减数分裂使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半,而受精作用使染色体数目又恢复到体细胞的数目。因此对于进行有性生殖的生物体来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于遗传和变异都很重要。
【详解】A、减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂,最终生成的生殖细胞中染色体数是体细胞的一半,A正确;
B、减数分裂是特殊的有丝分裂,其特殊性表现在:从分裂过程上看:(在减数分裂全过程中)连续分裂两次,染色体只复制一次,B错误;
C、受精卵中的染色体上的遗传物质一半来自父方,一半来自母方,C正确;
D、减数分裂使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半,而受精作用使染色体数目又恢复到体细胞的数目,所以受精作用和减数分裂对于维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定具有重要意义,D正确;
故选B。
5.有性生殖具有优越性,下列叙述不是其原因的是( )
A.减数分裂形成的配子具有多样性
B.精子与卵细胞结合具有随机性
C.多样性的后代具有更强的适应性
D.遗传物质在亲子代具有稳定性
【答案】D
【分析】1、减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
2、受精作用:精子和卵细胞融合成受精卵的过程叫受精作用。减数分裂和受精作用的意义:减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。
【详解】A、在有性生殖过程中,减数分裂形成的配子,其染色体组合具有多样性,导致了不同配子遗传物质的差异,A正确;
B、受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,使同一双亲的后代呈现基因多样性,B正确;
C、多样性有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性,C正确;
D、遗传物质在亲子代具有稳定性不是有性生殖具有优越性的特点,有丝分裂的特点之一是遗传物质在亲子代具有稳定性,D错误。
故选D。
要点梳理十一 精子和卵细胞的区别
1、 重点知识
①精子和卵细胞形成过程
②精子和卵细胞形成过程中染色体和DNA数目变化的规律
项目
精原细胞
初级精(卵)母细胞
次级精(卵)母细胞(前中期)
次级精(卵)母细胞(后期)
精(卵)细胞
时期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
染色体
2n
2n
n
2n
n
DNA
2a
4a
2a
2a
a
图示
常考点:①G1的柱状图和后期Ⅱ相同;②后期Ⅱ着丝粒已分开
③精子和卵细胞形成过程的异同点
项目
精子
卵细胞
不同点
场所
动物睾丸(或精巢)
动物卵巢
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
细胞质的分裂
两次都均等分裂
第一极体均等分裂,其他分裂都不均等
分裂结果
1个精原细胞形成4个精细胞
1个卵原细胞形成4个子细胞,其中1个是卵细胞,3个是极体(退化消失)
是否变形
4个精细胞变形后形成4个精子
不需变形
相同点
染色体的行为和数目的变化规律相同;染色体都在减数第一次分裂的间期复制;减数第一次分裂时都会发生同源染色体联会(可能发生交叉互换)、分离,非同源染色体自由组合;减数第二次分裂都是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开;产生的子细胞数目都是4个,且细胞中染色体数目均减半
2、 典型例题
1.人(2n=46)的精子和卵子在形成过程中有一定的区别,其中不包括( )
A.细胞质是否均等平分
B.配子中染色体数量不同
C.形成过程所在的器官不同
D.形成时配子是否需要变形
【答案】B
【分析】减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的,人和其他哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。
【详解】A、精子形成过程中细胞质均等分裂,卵细胞形成过程中细胞质存在不均等分裂,A正确;
B、精原细胞经减数分裂形成的精子和卵原细胞经减数分裂形成的卵细胞中染色体数目均为23条,B错误;
C、精子形成场所在睾丸,卵细胞的形成场所在卵巢,C正确;
D、精子形成过程需要变形,卵细胞形成过程不需要变形,D正确。
故选B。
2.下列有关精子和卵细胞形成过程中的叙述,错误的是( )
A.精细胞形成过程中细胞分裂是均等的
B.卵细胞形成过程中细胞分裂是不均等的
C.精子中所含的性染色体是Y染色体
D.精子和卵细胞中染色体数目都是正常体细胞的一半
【答案】C
【分析】卵细胞形成过程区别于精子形成过程的特点包括初级卵母细胞、次级卵母细胞均发生不均等分裂,且产生的四个子细胞中只有一个为生殖细胞,其余3个为体积较小、最终退化的极体,且卵细胞无需变形。
【详解】A、精细胞形成的过程中不管是减数第一次分裂还是减数第二次分裂细胞都是均等分裂的,A正确;
B、卵细胞形成过程中细胞分裂是不均等的,减数第一次分裂末期初级卵母细胞不均等分裂产生次级卵母细胞和极体,减数第二次分裂末期次级卵母细胞不均等分裂产生卵细胞和极体,B正确;
C、精原细胞通过减数分裂产生的精子一半含X性染色体,一半含Y性染色体,其比值为1:1,C错误;
D、形成精子和卵细胞的过程中由于减数第一次分裂后期同源染色体分离,导致最终细胞中染色体数量减半,D正确。
故选C。
3.如图为某种高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是( )
A.图甲一定为次级精母细胞 B.图乙一定为初级卵母细胞
C.图丙为次级卵母细胞或极体 D.图丙中的M、m为一对同源染色体
【答案】B
【分析】1、在有丝分裂中,亲代细胞的染色体复制后平均分配到两个子细胞,保持了亲代与子代细胞之间遗传性状的稳定性。在有丝分裂前期,染色质成为染色体,核仁解体、核膜消失,形成纺锤体;在有丝分裂中期,纺锤丝附在着丝点两侧,牵引着染色体排列在赤道板上;在有丝分裂后期,每个着丝点分裂成两个,姐妹染色单体分开成染色体,由纺锤丝牵引分别移向细胞两极;在有丝分裂末期,染色体纺锤体消失,核仁、核膜重新出现,成为两个子细胞。
2、减数分裂染色体复制一次,细胞连续分裂两次,子细胞染色体数目减半。在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体联会,形成四分体;在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离、非同源染色体自由组合。经历减数分裂Ⅰ后,染色体减半。在减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成染色体,移向细胞两极。初级和次级卵母细胞的分裂都是不均等分裂,第一极体均等分裂。
【详解】A、分析题图可知,图甲细胞处于减数第二次分裂后期,其细胞质均等分裂,可能为次级精母细胞或第一极体,A错误;
B、图乙细胞处于减数第一次分裂后期,其细胞质不均等分裂,应是初级卵母细胞,B正确;
C、图丙细胞处于减数第二次分裂后期,其细胞质不均等分裂,应为次级卵母细胞,不可能为极体,C错误;
D、图丙细胞中的M、m不是同源染色体,而是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体,D错误。
故选B。
4.一个精原细胞和一个卵原细胞通过减数分裂产生的精子和卵细胞的数目分别是( )
A.4、4 B.2、2 C.4、1 D.1、1
【答案】C
【分析】精子的形成与卵细胞的形成过程的比较: (1)形成部位不同,精子在精巢或睾丸中形成,而卵细胞在卵巢中形成;(2)形成过程不同,精子的形成需要变形,而卵细胞不需要变形;精子形成过程中两次分裂都是均等的,而卵细胞形成过程中的两次分裂均表现为细胞质不均等分裂。 (3)生成的细胞数不同,一个初级精母细胞最终形成四个精子,而一个初级卵母细胞最终形成一个卵细胞。
【详解】 精原细胞和卵原细胞减数分裂都形成4个子细胞,一个精原细胞形成4个精细胞,一个卵原细胞形成1个卵细胞和3个极体,C正确;
故选C。
5.关于减数分裂形成精子和卵细胞的过程的描述正确的是( )
A.最终都形成4个生殖细胞
B.染色体行为不同
C.卵的形成过程中会出现细胞质的不均等分裂
D.卵细胞要经过变形
【答案】C
【分析】1、卵细胞的形成过程:卵原细胞体积增大,染色体进行复制,成为初级卵母细胞,初级卵母细胞中的同源染色体进行联会,出现四分体。接着,完成第一次分裂,分裂成的两个细胞,大小不等,大的叫做次级卵母细胞,小的叫做极体。次级卵母细胞再经过一次分裂,形成一个大的细胞,这就是卵细胞,同时还形成一个小的细胞,这叫做第二极体。
2、精子的形成过程:初级精母细胞中的同源染色体两两配对,形成四分体。随后,即联会的同源染色体彼此分开,各受所附着的纺锤丝的牵引,分别向细胞的两极移动。接着,细胞分裂开来,一个初级精母细胞分裂成为两个次级精母细胞。两个次级精母细胞中每个染色体的着丝点分裂为二,两个姐妹染色单体完全分开,各有一个着丝点。由于纺锤丝的牵动,这样的两个染色体分别向细胞的两极移动。接着,细胞分裂开来,两个次级精母细胞分裂成为四个细胞,这四个细胞就是精子细胞,它们只含有原来数目减少一半的染色体。精子细胞经过变形,形成精子。
【详解】A、一个卵原细胞经过减数分裂形成1个卵细胞和3个极体,而一个精原细胞最终形成4个精子,A错误;
B、减数分裂形成精子和卵细胞的过程中,都发生同源染色体联会和分离,着丝点分裂后染色体移向细胞两极,B错误;
C、卵细胞的形成过程中,初级卵母细胞和次级卵母细胞发生细胞质的不均等分裂,极体发生细胞质的均等分裂,C正确;
D、精子的形成需要经过变形阶段,但卵细胞的形成不需要经过变形阶段,D错误。
故选C。
要点梳理十二 细胞分裂图像分辨方法
1、 重点知识
①根据染色体的特点辨别——“三看法”
【口诀】一看数,二看体,三看行为比一比。
②依据染色体行为判断
2、 典型例题
1.如图为某雌性动物的一个正在分裂的细胞示意图,下列叙述正确的是( )
A.该细胞为初级卵母细胞
B.该细胞含有同源染色体
C.该细胞含有3条染色体
D.该细胞正在进行有丝分裂
【答案】C
【分析】分析该图可知,图中显示的是雌性动物一个正在分裂的细胞,该细胞中含有三条染色体,这三条染色体形态、结构完全不同,因此为非同源染色体,每条染色体上含有两个染色单体,散乱的分布在细胞质中,由此可判断该细胞处于减数分裂Ⅱ前期。
【详解】A、由图可知,该雌性动物细胞中这三条染色体形态结构完全不同,因此为非同源染色体,而初级卵母细胞中应该具有同源染色体,因此该细胞不是初级卵母细胞,A错误;
B、由上面分析可知,这三条染色体为非同源染色体,B错误;
C、根据着丝粒数目可知,该细胞含有3条染色体,C正确;
D、由上面分析可知,该细胞不具有同源染色体,可推知其已经发生同源染色体分离,有丝分裂过程中不发生同源染色体分离,因此该细胞正在进行减数分裂,不是有丝分裂,D错误。
故选C。
2.下图是某雌性哺乳动物细胞分裂的示意图,其中表示减数分裂Ⅰ后期的细胞是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】减数分裂Ⅰ后期对应的染色体行为:同源染色体分离和非同源染色体自由组合。
【详解】A、细胞中含有同源染色体,且姐妹染色单体分开移向两极,表示的是有丝分裂后期,A错误;
B、细胞质不均等分裂,且出现了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合行为,表示的是减数分裂Ⅰ后期,B正确;
C、细胞内不含有同源染色体且染色体排列整齐,表示的是减数第二次分裂中期,C错误;
D、细胞质均等分裂,不含有同源染色染体,姐妹染色单体分开移向两极,表示的是减数第二次分裂后期,D错误。
故选B。
3.下图表示某种二倍体动物细胞分裂的过程。其中属于减数分裂的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】据图分析,A细胞处于减数第二次分裂中期,B处于有丝分裂前期,C处于有丝分裂中期,D处于有丝分裂后期。
【详解】A、细胞不含同源染色体,着丝点排列在赤道板上,处于减数第二次分裂中期,A正确;
B、染色体散乱分布,含有同源染色体,处于有丝分裂前期,B错误;
C、细胞中含同源染色体,着丝点排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,C错误;
D、细胞中着丝粒分裂,每一极都有同源染色体,处于有丝分裂后期,D错误。
故选A。
4.下图为某动物细胞的分裂图像,据图分析下列叙述正确的是( )
A.丙细胞的名称是初级精母细胞或初级卵母细胞
B.若甲、乙、丙细胞中存在性染色体,则丁细胞中不存在性染色体
C.以上细胞中染色体数与核DNA分子数之比为1:2的是丙细胞
D.丁细胞中的P、Q基因,在亲子代传递中遵循基因的自由组合定律
【答案】D
【分析】根据题意和图示分析可知:图示为某二倍体动物细胞分裂图象,其中甲细胞含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期;乙细胞处于分裂间期;丙细胞含有同源染色体,且同源染色体正在分离,处于减数第一次分裂后期;丁细胞不含同源染色体,处于减数第二次分裂中期。
【详解】A、丙细胞处于减数第一分裂后期,细胞质均等分裂,为初级精母细胞,A错误;
B、丁为减数第二次分裂的中期,由于减数第一次分裂后期同源染色体分离,则丁细胞中只含有一条性染色体,B错误;
C、每条染色体含有两条染色单体时,染色体数与核DNA分子数之比为1:2,对应图中的丙和丁,C错误;
D、丁细胞中的P、Q基因为非同源染色体上的非等位基因,遵循基因的自由组合定律,D正确。
故选D。
5.下图是某种动物不同细胞分裂的图像,下列与此相关的叙述中,错误的是( )
A.④细胞名称为次级精母细胞或极体,且不具有同源染色体
B.动物的卵巢或睾丸中有可能同时发现上述4种细胞
C.①②③细胞中均含有8条染色单体,8个DNA分子
D.图②所示细胞状态往往导致非同源染色体的自由组合
【答案】C
【分析】分析题图:①细胞含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期;②细胞含有同源染色体,且同源染色体成对地排列在赤道板上,处于减数第一次分裂中期;③细胞含有同源染色体,且着丝点都排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;④细胞不含同源染色体,其着丝点分裂,处于减数第二次分裂后期。
【详解】A、④细胞不含同源染色体,其着丝点分裂,处于减数第二次分裂后期,细胞质分裂均等,故可能为次级精母细胞或极体,A正确;
B、只有原始生殖细胞能同时进行有丝分裂和减数分裂,因此动物的卵巢或睾丸中有可能同时发现上述4种细胞,B正确;
C、①所示的细胞不存在染色单体,C错误;
D、图②处于减数第一次分裂中期,此时的状态往往导致非同源染色体的自由组合,D正确。
故选C。
要点梳理十三 减数分裂模型的制作
1、 重点知识
①实验原理
● 模型解释生物学现象的优点:直观、简单、易懂。
● 减数分裂的特点:配对→同源染色体分离→着丝粒分裂。
②实验步骤
● 用橡皮泥先制作2条蓝色和2条红色的染色单体,每条长5 cm,粗细与铅笔相当。再用同样的方法,制作2条蓝色和2条红色的染色单体,每条长8 cm,粗细与铅笔相当;
● 把颜色和长短一样的两条染色单体并排放在一起,在两条长5 cm的染色单体中部用一根铁丝把它们扎起来,代表减数分裂开始时已复制完成的一条染色体,铁丝代表着丝粒。用同样的方法做出其他3条已复制的染色体模型;
● 在白纸上画出一个足够大的纺锤体,使之能够容下你所制作的4条染色体。让两条5 cm长的染色体配对,让两条8 cm长的染色体也配对,并放在赤道面上;
● 抓住着丝粒把配对的两条染色体分别拉向纺锤体相反的两极。一旦染色体移到了两极,减数的第一次分裂就算完成了;
● 在这张白纸上再画两个纺锤体。这两个纺锤体应以第一次分裂中的纺锤体的每一极为中心,且与第一个纺锤体垂直;
● 把每一极的染色体排列在新纺锤体的赤道面上。解开每条染色体上的“着丝粒”,抓住每一条染色单体上原先“着丝粒”所在的位置,把染色单体拉向纺锤体的两极。最后,在移动到一起的两条染色体的外围画一个圆圈,代表形成了新的细胞,共画4个圆圈。
2、 典型例题
1.在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中,某同学制作了如图所示模型。他模拟的时期是( )
A.减数分裂间期 B.减数分裂Ⅰ后期
C.减数分裂Ⅱ中期 D.减数分裂Ⅱ后期
【答案】B
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程(类似于有丝分裂)。
【详解】A.减数分裂间期有核膜核仁,没有染色体和纺锤体,A错误;
B.减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,细胞膜凹陷,B正确;
C.减数分裂Ⅱ中期所有染色体的着丝粒排列在赤道板上,无同源染色体,C错误;
D.减数分裂Ⅱ后期没有同源染色体,且着丝粒分裂,D错误。
故答案为:B
2.某同学用橡皮泥制作二倍体的细胞减数分裂Ⅰ后期染色体变化模型。下列叙述错误的是( )
A.可用两种颜色的橡皮泥制作同源染色体
B.应体现出同源染色体分离并移向两极的趋势
C.需将大小相同的染色体放在细胞同一极
D.该模型有助于理解孟德尔遗传定律
【答案】C
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、可用两种颜色的橡皮泥制作同源染色体,一般大小、形态相似,A正确;
B、细胞减数分裂Ⅰ后期染色体变化之一为同源染色体分离并移向两极,B正确;
C、大小相同的染色体为同源染色体,故需将大小相同的染色体放在细胞不同极,C错误;
D、该模型有助于理解孟德尔遗传定律(遗传因子随同源染色体的分离而分离,非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合),D正确。
故选C。
3.某同学利用一些材料制作了一个细胞分裂模型如右图,下列有关这个模型的说法,正确的是( )
A.这个模型属于概念模型
B.该细胞目前处于减数第二次分裂后期
C.这是一个次级精母细胞
D.细胞中目前有两对同源染色体
【答案】B
【分析】模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的。包括物理模型、概念模型和数学模型。
【详解】A、这个模型是以实物的形式直观地表达认识对象的特征,故属于物理模型,A错误;
B、该细胞中无同源染色体,发生姐妹染色单体的分离,所以该细胞目前处于减数第二次分裂后期,B正确;
C、该细胞中无同源染色体,发生姐妹染色单体的分离,细胞质均等分裂,故可能是次级精母细胞或第一极体,C错误;
D、细胞中没有同源染色体,上下形态相同的是姐妹染色单体分离形成的相同染色体,D错误。
故选B。
4.在“减数分裂模型的制作研究”活动中,若要模拟果蝇精原细胞的减数分裂过程,下列叙述正确的是 ( )
A.模拟分裂全过程共需画3个纺锤体
B.需准备4种不同颜色的橡皮泥
C.需制备4种不同长度或形状的染色体
D.模拟减数分裂后期Ⅱ时应共解开4条染色体的铁丝
【答案】A
【分析】减数分裂模型的制作研究:
1. 用橡皮泥先制作 2 条蓝色和 2 条红色的染色单体,每条长 5 cm,粗细与铅笔相当;再用同样的方法,制作 2 条蓝色和 2 条红色的染色单体,每条长8 cm,粗细与铅笔相当。
2. 把颜色和长短一样的两条染色单体并排放在一起,在两条长 5 cm 的染色单体中部用一根铁丝把它们扎起来,代表减数分裂开始时已复制完成的一条染色体,铁丝代表着丝粒。用同样的方法做出其他 3 条已复制的染色体模型。
3. 在白纸上画出一个足够大的纺锤体,使之能够容下你所制作的 4 条染色体。让两条 5 cm 长的染色体配对,让两条 8 cm 长的染色体也配对,并放在赤道面上。
4. 抓住着丝粒把配对的两条染色体分别拉向纺锤体相反的两极。一旦染色体移到了两极,减数的第一次分裂就算完成了。
5. 在这张白纸上再画两个纺锤体。这两个纺锤体应以第一次分裂中的纺锤体的每一极为中心,且与第一个纺锤体垂直。
6. 把每一极的染色体排列在新纺锤体的赤道面上。解开每条染色体上的“着丝粒”,抓住每一条染色单体上原先“着丝粒”所在的位置,把染色单体拉向纺锤体的两极。最后,在移动到一起的两条染色体的外围画一个圆圈,代表形成了新的细胞,共画 4 个圆圈。
【详解】A、据题意可知,如要模拟减数分裂的全过程,要经历两次分裂产生四个子细胞,纺锤体共要画3个,分别是MⅠ画1个,MⅡ每个次级精母细胞画1个,共3个,A正确;
B、该模拟活动,橡皮泥的颜色代表同源染色体中哪条是来自父方,哪条来自母方,故只要准备2种不同颜色的橡皮泥即可,B错误;
C、雄果蝇的精原细胞含4对同源染色体,其中一对是XY性染色体,故细胞中共有5种不同长度或形状的染色体,C错误;
D、减数分裂后期Ⅱ,每个次级精母细胞共含8条染色体,需解开来自中期的4条染色体的着丝粒(铁丝),由于次级精母细胞共2个,故共需解开8条染色体的铁丝,D错误。
故选A。
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