有丝分裂及其变异专题20250822

有丝分裂 20250820 核心素养 1.生命观念：统一性 2.科学思维：有丝分裂过程中的染色体行为和数目变化模型； 3.科学研究：观察根尖细胞的有丝分裂的实验 4.社会责任：细胞周期和癌症的关系；细胞周期同步化； 重点内容 细胞周期定义，细胞周期同步化和调控； 分裂期染色体的形态变化-行为变化-数目变化; 观察有丝分裂和有丝分裂的真实照片识别； 有丝分裂和DNA同位素标记计算； 有丝分裂的异常； 起点：上一次有丝分裂的终点； 终点：本次有丝分裂的终点； 模型-1.细胞周期定义 下列细胞是否有细胞周期？ 典型例题-1 变式训练 课本130页，非选择题-1 绿皮：112页，3T 变式训练 （2022年6月·浙江·高考真题）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 B （笔记） 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。回答下列问题： (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，处于________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________期，以达到细胞周期同步化的目的。 (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____________________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞_________(填“会”或“不会”)被阻断在间期。 (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。分裂间期的特点是______________(答出1点即可)。 模型-2.细胞周期同步化 答案：(1)分裂　分裂间　(2)纺锤体形成　不会　(3)完成DNA的复制和有关蛋白质的合成(或细胞有适度的生长) 胸苷（TdR）双阻断法可使细胞周期同步化，若G1、S、G2、M期依次为10h、7h、3h、1h，经第一次阻断，S期细胞立刻被抑制，其余细胞最终停留在G1/S交界处；洗去TdR可恢复正常的细胞周期，若要使所有细胞均停留在G1/S交界处，第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后___________h进行。 典型例题 答案 7-14小时 变式训练 绿皮：106页，1T （2020年江苏省高考生物试卷·29）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。请据图回答下列问题： （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__________。 模型-3.细胞周期调控 （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__________。 答案：(1)染色体数不变，核DNA数加倍　(2)染色体正确复制和平均分配　①②　5　(3)细胞无限增殖　2　纺锤体　4 （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；后者可用秋水仙碱抑制__________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)染色体正确复制和平均分配　①②　5　(3)细胞无限增殖　2　纺锤体　4 变式训练 绿皮：107页，2，3T 预习作业 请根据染色体形态判断时期： 模型-4.染色体形态变化 1和2的关系？ 有丝分裂期间，1和2分开的时间？ 1和3的关系？ 有丝分裂期间，1和3拉向同一细胞的时间？ 有丝分裂期间，1和3会分开吗？ 模型-4.染色体行为变化（笔记） 间期 前期 中期 后期 末期 染色体： 纺锤体： 核膜、核仁： 染色单体： 前期出现→末期消失 前期出现→末期消失 前期消失→末期重现 间期形成 (因复制) → 前期出现 → 后期消失 (因着丝粒断裂) 拓展思考：周期性变化的结构 模型-5.染色体数目变化 思考题 A-B：染色体的行为； B-C：染色体的行为； C-D：染色体的行为； D-E：染色体的行为； 请判断甲乙丙的时期 间期 0 4N 2N 前期 中期 后期 末期 染色体数量变化（一个细胞中） Administrator () - 思考 计算数目时，认为染色质=染色体； 一个细胞中 VS 一个细胞核中； 有丝分裂的前期和中期认为是一个细胞核。 间期 0 4N 2N 前期 中期 后期 末期 核DNA数量变化（一个细胞中） 间期 0 1 0.5 前期 中期 后期 末期 变化原因？ DNA复制 变化原因？ 着丝粒分裂 染色体与DNA数目之比 (2021·河北石家庄调研)下图甲表示细胞分裂的不同时期每条染色体上DNA含量的变化情况，图乙表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中错误的是(　　) A．图甲中AB段形成的原因是DNA分子复制 B．图甲中CD段时染色体平均分配到了两个子细胞中 C．图乙细胞中含有8条染色体、8个核DNA分子、0条染色单体 D．图乙细胞的前一时期中着丝粒排列在赤道板上，对应图甲BC段 B　 绿皮，109，1T 绿皮，110，3T，4T 针对训练-5 模型-5.观察有丝分裂 思考（激情朗读） 1.为什么要选择分生区的细胞？ 2.判断细胞所处的有丝分裂时期的依据？ 3.解离的目的是什么？ 4.漂洗的目的是什么？ 5.染色体的染色剂有哪些？ 6.观察时用高倍镜还是低倍镜？ 7.分生区细胞的特点？ 8.处于哪个时期的细胞数量最多？ 9.是否能观察到某个细胞连续分裂的过程？ 间期 前期 后期 末期 中期 模型-5.观察有丝分裂 典型例题 （2025·广东·高考真题）某同学用光学显微镜观察网球花胚乳细胞分裂，视野中（如图）可见 A．细胞质分离 B．等位基因分离 C．同源染色体分离 D．姐妹染色单体分离 【答案】D （2022·湖南·高考真题）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 B （2019浙江4月选考·18）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 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一倍 【答案】C 玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。 对此图像的观察与分析，错误的是 A．先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范 B．可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁 C．在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞 D．细胞不同结构成分与该染料结合能力不同 1.基因突变 2.基因重组 3.染色体数目变异 4.染色体结构变异 模型-6 . 有丝分裂异常分析 1.基因突变 甲图为二倍体生物的某细胞处于细胞分裂某时期的示意图，乙图表示处于一个细胞周期中各个时期细胞数目的变化（用特殊的方法在一个培养基中测得的），下列相关叙述中，错误的是 A. 甲图的生物正常体细胞中的染色体数目为 4 条 B. 乙图用特殊方法处理的目的是使细胞分裂同步 C. 甲图细胞中 D. d 的来源只可能是基因突变 答案：B 2.基因重组 除减数分裂外，在某些体细胞的有丝分裂中也会发生同源染色体配对，其非姐妹染色单体也可发生片段交换，该现象称为有丝分裂交换，如图所示（其中 D 和 d、E 和 e、F 和 f 表示同源染色体上的三对等位基因）。下列相关叙述正确的是（ ） A.如果该图是产生体细胞时发生的过程，则其子细胞基因型可能相同，也可能不同 B.该现象发生在有丝分裂和减数分裂，对于后代遗传多样性的影响是相同的 C.如果该图是产生精细胞时发生的过程，则该精原细胞会产生2种基因型共4个精子 D.无论是发生在有丝分裂还是减数分裂，交换后的同源染色体均分离进入子细胞中 D （2021辽宁高考真题）基因型为AaBb的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，一对同源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如右图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过程中未发生任何变异，则减数第一次分裂产生的子细胞中，基因组成为AAbb的细胞所占的比例是（　　） A．1/2 B．1/4 C．1/8 D．1/16 3.染色体数目变异 （2025·广东·高考真题）临床发现一例特殊的特纳综合征患者，其体内存在3种核型：“45，X”“46，XX”“47，XXX”（细胞中染色体总数，性染色体组成）。导致该患者染色体异常最可能的原因是（    ） A．其母亲卵母细胞减数分裂Ⅰ中X染色体不分离 B．其母亲卵母细胞减数分裂Ⅱ中X染色体不分离 C．胚胎发育早期有丝分裂中1条X染色体不分离 D．胚胎发育早期有丝分裂中2条X染色体不分离 【答案】C 4.染色体结构变异 （2020·山东卷）在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是（ ） A. 可在分裂后期观察到“染色体桥”结构 B. 其子细胞中染色体的数目不会发生改变 C. 其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段 D. 若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞 【答案】C 易位 模型-7 . 有丝分裂+同位素标记 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中连续分裂2次，在第二次分裂中期，其染色体的放射性标记分布情况是(　　) A．每条染色体的两条单体都被标记 B．每条染色体中都只有一条单体被标记 C．只有半数的染色体中一条单体被标记 D．每条染色体的两条单体都不被标记 例题：（2019年4月·浙江）在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是（ ） A. 1/2的染色体荧光被抑制 B. 1/4的染色单体发出明亮荧光 C. 全部DNA分子被BrdU标记 D. 3/4的DNA单链被BrdU标记 55 【答案】D 小结 预习作业 例如，在学习“细胞增殖”一节时，教师提出问题： 染色体为什么会运动？是什么引起染色体的运动？ 并展示有丝分裂图片，讲述有丝分裂过程，引导学生 分析染色体的位置变化。在学生说出染色体的行为 变化特点后，教师追问：是什么引起染色体运动？引 导学生按照科学探究的一般过程进行分析讨论。 ① 提出假设：纺锤丝的牵引导致染色体运动的。 ② 实验方法：破坏分裂过程中的纺锤丝。 ③ 查阅资料：查找文献资料，哪些条件或者试剂使纺锤丝解体或阻止纺锤丝的形成（低温、秋水仙素或Ca2+均能抑制纺锤丝的形成）。 ④ 出现障碍：若按照教材中的实验步骤进行解 离、漂洗、染色、制片后，植物细胞已经死亡，无法完成 后续实验。能否找到不经解离、漂洗、染色、制片等实 验步骤直接观察细胞中的染色体运动状态？ ⑤ 查阅文献：可以利用相差显微镜解决这个问 题。⑥ 设计实验：将洋葱根尖纵切成一个薄片，利用 相差显微镜观察一个分裂周期所需的时间，然后在盖 玻片的一侧滴加一定浓度的秋水仙素，用吸水纸在另 一侧吸引。将制作好的临时装片置于秋水仙素溶液 一段时间，待纺锤丝解体后，用一个分裂周期的时间 观察染色体的运动情况。 ⑦ 预测实验结果：若染色体的运动是由于纺锤丝 的牵引形成的，那么纺锤丝解体后，染色体将不再运 动，不能完成细胞分裂。若染色体的运动不是由于纺 锤丝的牵引形成的，那么纺锤丝解体后，染色体能够 发生正常的运动，并且能完成一个细胞周期的分列过 程。⑧ 实施实验，并得出结论 案例1：有丝分裂（模型构建） 有丝分裂的重要特征：染色体复制后均分。模型建构需要母细胞，子细胞，母细胞到子细胞三个。提升科学思维能力 $