内容正文:
实验16,观察植物植物根尖分生组织细胞的有丝分裂。实验目的,制作洋葱根尖细胞的有丝分裂装片,观察植物细胞的有丝分裂过程,识别有丝分裂的不同时期,比较细胞周期不同时期的长短,绘制植物细胞有丝分裂简图。实验材料,洋葱实验试剂,质量分数为15%的盐酸体积分数,为95%的酒精质量,浓度为0.01每毫升的龙胆紫溶液。蒸馏水实验器材,显微镜、培养皿、烧杯、剪刀、镊子、载玻片、盖玻片、带橡皮头的铅笔、吸水纸、滴管。方法步骤一,洋葱根尖培养实验前,先将洋葱放在一个盛有清水的烧杯里,底部要接触水约25摄氏度左右,培养3至4天。培养过程中注意换水至根长5厘米时即可剪下根尖制作临时装片,在培养皿中滴几滴体积分数为95%的酒精,再滴入等量的质量分数为15%的盐酸。将根尖剪下2至3毫米,放入培养皿中解离约3至5分钟。待根尖酥软后用镊子取出,放入盛有清水的培养皿中,漂洗约十分钟。取一片洁净的载玻片,将漂洗好的根尖取出,放置于载玻片中央,用镊子将根尖弄碎,滴入少许质量分数为0.0一克每毫升的龙胆紫溶液,染色约3至5分钟。染色后盖上盖玻片。吸去多余的汁液,并折叠吸水纸,将载玻片和盖玻片包盖起来,然后用拇指轻轻按压,再用铅笔上带橡皮的一端轻轻敲击,使细胞充分分散。细胞有丝分裂的临时装片就做好了。2、显微镜观察。先在低倍镜下找到分生区细胞,将其移到视野中央,转到高倍镜下,找到处于分裂期的细胞,移动装片找到分裂个体的细胞,观察其特点。实验结论,由于各个细胞的分裂是独立进行的,因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞,而细胞内的染色体容易被碱性染料着色,在高倍显微镜下可以清晰的观察。注意事项一根尖培养,培养时应经常换水,防止根细胞长期去一趟进行无氧呼吸,产生酒精而中毒腐烂。2、解离,一、通过解离将细胞杀死,使细胞停留在不同的分裂时期。2、解离时间不宜过长或过短,过长使根尖过分酥软且染色体成分被破坏,过短会使根尖细胞解离不充分,不能互相分离。3、漂洗一定要彻底,防止残留的解离液继续破坏细胞,同时盐酸液影响染色和腐蚀镜头。4、压片用力要恰当均匀,过重易压烂组织,过轻则细胞未分散开。5、观察,一、先在低倍镜下找到分生区细胞,其特点是呈正方形,排列紧密,有的细胞处于分裂状态,再换用高倍镜。2、因细胞已死亡,因此要不断移动载波频,寻找不同时期的细胞分裂图像。3、观察到的不同时期细胞数目的多少,反映出各时期经历时间的长短。
第2课时
有丝分裂的图像、曲线分析和实验
活动: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。
课标要求
内容索引
考点一 有丝分裂过程中染色体、核DNA等数目变化分析
考点二 活动:制作和观察根尖细胞有丝分裂的临时装片
重温高考 真题演练
课时精练
有丝分裂过程中染色体、
核DNA等数目变化分析
考点一
1.1个细胞周期内物质或结构的数量变化曲线
核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)
时期
项目 分裂
间期 分裂期
前期 中期 后期 末期
核DNA 2n→4n ____ 4n ____ 4n→2n
染色体 2n 2n ____ ____ 4n→2n
染色单体 0→4n ____ ____ 0 0
4n
4n
2n
4n
4n
4n
必备知识
整合
提醒 染色体的数目始终和着丝粒的数目相等;染色体加倍的原因是着丝粒分裂。
必备知识
整合
曲线解读:
项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因
核DNA S期___________,核DNA数目加倍 末期细胞一分为二,核______数目减半
染色体 后期_______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 S期DNA复制,_________形成 后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,_________消失
核DNA复制
DNA
着丝粒
染色单体
染色单体
必备知识
整合
2.有丝分裂中染色体数与核DNA数比值的变化曲线
(1)图中ef(BC)段表示______________,
染色单体形成。
(2)fg(CD)段表示含有_____________的
时期,即有丝分裂G2期、前期和中期。
(3)gh(DE)段表示有丝分裂后期_______
分裂,染色单体消失。
S期DNA的复制
姐妹染色单体
着丝粒
必备知识
整合
3.结合柱状图模型判断细胞分裂时期(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
有→G2期、前期、中期(____图)
无→后期、末期(____图)、G1期(____图)
甲
乙
丙
必备知识
整合
(2)根据(核DNA∶染色体∶染色单体)比例关系判断各时期
核DNA∶
染色体∶
染色单体
4n∶2n∶4n→_________________(甲图)
4n∶4n∶0→___________(乙图)
2n∶2n∶0→_______________(丙图)
G2期、前期、中期
后期、末期
G1期、末期结束
必备知识
整合
1.如图为某二倍体植物细胞有丝分裂过程中有关数量的变化情况,据图分析,下列叙述正确的是
A.de时间段染色单体数是ab时间段的两倍
B.ab、bc、cd三个时间段细胞都有水生成,
并且来源完全相同
C.fg段染色体组数是该生物正常染色体组数的两倍
D.若用秋水仙素处理该植物,会抑制分裂后期着丝粒的分裂
√
关键能力
提升
de时间段每条染色体上有两条姐妹染色单体,
ab时间段核DNA还没有复制,不存在姐妹染
色单体,所以不存在倍数关系,A错误;
ab段是G1期,主要发生的是合成DNA复制所
需的蛋白质和核糖体的增生,此阶段主要是氨基酸的脱水缩合和核糖核苷酸形成单链产生水,bc段是S期,发生DNA的复制,此阶段主要是脱氧核糖核苷酸形成双链产生水,cd段是G2期,发生的是合成M
期所必需的一些蛋白质,此阶段主要是氨基酸的脱水缩合产生水,
关键能力
提升
所以ab、bc、cd三个时间段细胞都有水的生成,但来源并不完全相同,B错误;
秋水仙素抑制该植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成,从而导致染色体数目加倍,D错误。
关键能力
提升
2.(2021·全国乙,1改编)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.在分裂间期,DNA进行半保留复制,形成16个核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条染色体的着丝粒排列在赤道面上,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
√
关键能力
提升
一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期,分裂间期为细胞分裂进行物质准备,完成DNA分子的复制,DNA的复制方式为半保留复制,复制完成后DNA分子数目加倍,形成16个核DNA分子,A正确;
有丝分裂前期的染色体由于着丝粒未分开,每条染色体由2条姐妹染色单体组成,含2个DNA分子,B正确;
有丝分裂中期,所有着丝粒排列在细胞中央的赤道面上,此时的染色体高度螺旋化,形态比较稳定,数目比较清晰,易于观察,C正确;
关键能力
提升
有丝分裂后期,着丝粒一分为二,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,细胞中有16条染色体,有丝分裂过程中没有同源染色体分开的现象,D错误。
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关键能力
提升
活动:制作和观察根尖细胞
有丝分裂的临时装片
考点二
1.实验原理
(1)_____能破坏植物细胞之间的_____,用盐酸处理植物的根尖,可以使根尖细胞_____________。
(2)细胞核内的染色体(质)易被_________(龙胆紫染液)着色。
(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镜观察细胞内_______的存在状态,判断处于不同分裂时期的细胞。
盐酸
果胶
彼此容易分开
碱性染料
染色体
必备知识
整合
必备知识
整合
2.实验步骤
盐酸
3~5 min
软
解离液
1 min
龙胆紫染液
1~2 min
盖玻片
盖玻片
分散开
必备知识
整合
分生区
正方形
必备知识
整合
3.实验关键
(1)分裂间期细胞数目最多,因为分裂间期_________。
(2)观察到的都是死细胞,看不到动态变化。
(3)分裂全过程均存在同源染色体,但不联会、不分离;也不可直接看到完整的染色体组型。
历时最长
必备知识
整合
(4)有一位同学做制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装
片的实验时,在显微镜中观察到的图像如图所示。造
成这种情况的原因可能是:①图中细胞多处于未分裂
状态,表明细胞分裂不旺盛,可能是________不合适;
②图中部分细胞呈长方形,可能取自_______细胞,应该取分生区细胞,即取材位置不合适;③也有可能没有找到合适的观察视野。
取材时间
伸长区
必备知识
整合
实验操作的注意事项
必备知识
整合
归纳总结
(5)观察时应先找到呈正方形的分生区细胞,如图所示。
必备知识
整合
3.如图是显微镜下观察某植物根尖细胞有丝分裂装片图,下列叙述正确的是
A.制作临时装片的操作顺序是解离→染色→漂洗
→制片
B.显微镜下可看到一个细胞从⑤→④→②→③→
①的变化过程
C.②时期每条染色体的着丝粒与两极发出的纺锤丝相连
D.⑤时期的细胞核中发生DNA的复制和蛋白质的合成
√
关键能力
提升
制作临时装片的操作顺序是解离→漂洗→染色
→制片,A错误;
显微镜下无法观察到一个细胞连续分裂的全过
程,B错误;
⑤时期的细胞核中发生DNA的复制,蛋白质的合成是在细胞质的核糖体中,D错误。
关键能力
提升
4.已知洋葱根尖细胞有丝分裂一个细胞周期大约需要12 h,某学生研究该细胞周期,获得以下4组数据:
①分裂期最多的一个视野中,共有30个细胞,其中前期5个,中期2个,后期2个,末期1个,其余为分裂间期。
②分裂期最少的一个视野,共有35个细胞,其中有中期细胞1个,其余为分裂间期。
③全部共观察了10个视野,平均每个视野有32个细胞。
④统计这些视野观察到的结果:前期细胞15个,中期12个,后期10个,末期8个。
关键能力
提升
下列对这4组数据的分析,正确的是
A.用第①组数据直接计算分裂期各期持续时间是最准确的
B.用第②组数据直接计算分裂间期持续时间产生的误差最大
C.①②组数据没有意义,不能用于细胞周期时各期所需时间的分析
D.③④组数据分析得到分裂间期持续时间大约是10.3 h
√
关键能力
提升
用第①组数据直接计算分裂期各期持续时间不是最准确的,因为存在偶然性,A错误;
只知道第①组和第②组的数据,其他8组数据不清楚,因此不能说明用第②组数据直接计算分裂间期持续时间产生的误差最大,B错误;
①②组数据能用于细胞周期各时期所需时间的分析,C错误;
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关键能力
提升
重温高考 真题演练
1.(2021·浙江6月选考,13)“制作和观察根尖细胞有丝分裂的临时装片”实验中,观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是
A.出现染色体,核膜开始解体
B.着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
C.染色体凝聚,着丝粒排列在赤道面上
D.纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞壁
√
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图中箭头所指为有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,在纺锤丝的牵引下向两极移动,上一时期为中期,中期的特点是染色体凝聚,着丝粒排列在赤道面上,故选C。
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2.(2019·浙江4月选考,18)在“制作和观察根尖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以便于染色
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
√
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图甲细胞处于有丝分裂前期,而DNA复制及相关蛋白质的合成发生在分裂间期,C错误。
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3.(2019·浙江1月选考,20)根据每个细胞中核DNA含量不同,将胡萝卜根尖细胞分成三组,每组细胞的数目如下图。据此分析,正确的是
A.甲组的每个细胞都有1对中心体
B.乙组细胞处于间隙期,正在进行DNA复制
C.丙组中有部分细胞处于染色体加倍状态
D.甲、乙、丙三组细胞均可作为染色体组型
分析的材料
√
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胡萝卜细胞属于高等植物细胞,不存在中心
体,A错误;
间隙期是G1和G2期,乙组细胞是处于S期,
B错误;
丙组细胞中有部分细胞处于分裂期的后期,
分裂后期染色体数目加倍,C正确;
丙组细胞中只有部分细胞能作为染色体组型分析的材料,D错误。
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4.(2023·浙江6月选考,10)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
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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合理;
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合理;
选用解离时间短分散性好的材料,有利于观察细胞的染色体变化,C合理;
细胞周期中,分裂间期比分裂期占比大,应该选用分裂间期细胞占比低的材料观察有丝分裂,D不合理。
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课时精练
一、选择题
1.(2023·宁波高三模拟)如图甲表示某二倍体动物细胞有丝分裂图像,图乙、丙、丁分别是对该动物细胞有丝分裂不同时期染色体数、染色单体数和核DNA分子数的统计(图乙、丙、丁中的a、b、c分别表示的含义相同)。
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下列有关叙述正确的是
A.该动物的体细胞中都含有4条染色体,图甲有4个染色体组
B.图乙中的a、b、c分别表示染色体、核DNA和染色单体
C.图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、染色单体和核DNA的
数量关系
D.图丁所示细胞正处于有丝分裂后期,此时同源染色体对数也加倍
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甲细胞处于有丝分裂后
期,此时细胞中染色体
数目是体细胞的2倍,因
此该动物的体细胞中含
有4条染色体,但不是所有细胞都含有4条染色体,如哺乳动物成熟的红细胞中不含染色体,A错误;
染色单体会出现和消失,因此b为染色单体,每条染色体含有1或2个DNA分子,因此图乙中的a、b、c分别表示染色体、染色单体和核DNA,B错误;
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丙中没有染色单体,染
色体∶核DNA=1∶1,
且染色体数目是体细胞
的2倍,处于有丝分裂后
期、末期,因此图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、核DNA和染色单体的数量关系,C正确;
丁中没有染色单体,染色体∶核DNA=1∶1,且染色体数目与体细胞相同,应处于有丝分裂G1期或末期结束时,D错误。
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2.(2024·衢州高三期中)胚胎干细胞分裂过程中染色体与核DNA数目比值的变化如图所示。下列叙述错误的是
A.a~b时期的细胞中发生DNA聚合酶的合成
B.b~c时期的细胞中发生染色单体的形成
C.c~d时期的细胞中可能发生了同源染色体
分离
D.e~f时期的细胞中染色体可能正在移向细胞两极
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a~b时期是有丝分裂的G1期,发生DNA聚
合酶的合成,为S期进行DNA的复制作准
备,A正确;
b~c时期进行染色体复制,形成染色单体,
B正确;
同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期,题图是胚胎干细胞的分裂过程图,胚胎干细胞只发生有丝分裂,不发生减数分裂,C错误;
d~e发生着丝粒分裂,因此e~f时期的细胞中染色体可能正在移向细胞两极,D正确。
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3.如图是某同学在“制作和观察根尖细胞有丝分裂的临时装片”实验中拍摄的显微照片,下列有关叙述正确的是
A.细胞①中每条染色体的着丝粒排列在细胞板上
B.细胞②中染色体被平均分配移向细胞两极
C.细胞①和细胞②中染色体数目与核DNA含量均相同
D.继续观察,该同学将会看到细胞①变成细胞②状态
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细胞①处于有丝分裂中期,每条染色体的着丝粒排
列在赤道面上,细胞板出现在末期,A错误;
细胞②处于有丝分裂后期,由于着丝粒分裂,细胞
中的染色体数目为细胞①中的2倍,但核DNA含量
相同,C错误;
在解离过程中,细胞已死亡,因此连续观察,细胞状态不会发生改变,D错误。
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4.(2022·天津,6)用荧光标记技术显示细胞中心体和DNA,获得有丝分裂某时期荧光图。有关叙述正确的是
A.中心体复制和染色体加倍均发生在图示时期
B.图中两处DNA荧光标记区域均无同源染色体
C.图中细胞分裂方向由中心体位置确定
D.秋水仙素可促使细胞进入图示分裂时期
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该图为有丝分裂某时期荧光图,中心体的复制发生
在分裂间期,有丝分裂过程中染色体加倍发生在有
丝分裂后期,A错误;
由于该图为有丝分裂某时期荧光图,在有丝分裂过程没有同源染色体联会,但是存在同源染色体,B错误;
中心体的位置决定了染色体移动的方向,将分裂开的子染色体拉向细胞两极,从而决定细胞分裂的方向,C正确;
秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,D错误。
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5.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
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图1表示有丝分裂过程中染色体与核DNA数量之比,其中BC段表示每条染色体上DNA含量由1个变为2个,是由于分裂间期DNA的复制;CD段表示每条染色体含有2个DNA分子,处于有丝分裂前期和中期;DE段表示每条染色体上的DNA由2个变为1个,是由于后期着丝粒的分裂;EF段表示有丝分裂后期和末期。图2中a、c表示染色体∶核DNA=1∶1;
b表示染色体∶核DNA=1∶2;d表示染色体∶核DNA=2∶1(这种情况不存在)。有丝分裂中期,染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,对应图1的CD段,A正确;
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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表示有丝分裂后期和末期,对应图1中的EF段,c表示G1期,对应图1中的AB段,C错误。
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6.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的有丝分裂
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
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有丝分裂指数是10%的含义是处于分裂期的细胞数占所观察细胞数的10%,说明90%左右的细胞处于分裂间期,A正确;
解离液的作用是使细胞彼此分离,B错误。
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7.(2023·金华高三模拟)向海拉细胞培养液中加入用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸,使已处于DNA复制期不同阶段的全部细胞中DNA被3H标记,处于其他时期的细胞则不带标记。洗去3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。不同时间取样做细胞放射性自显影,找出正处于分裂期的细胞,计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。得到如图所示结果(图中横轴为时间,纵轴为带标记细胞占有丝分裂细胞的百分数,细胞分裂产生的细胞数忽略不计)。
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下列叙述错误的是
A.a时刻开始检测到带标记的分裂期细胞,O~a段
表示G2期时长
B.b时刻带标记细胞的百分数达到最大值,a~b段
表示分裂期时长
C.c时刻带标记细胞的百分数开始下降,a~c段表示S期和分裂期总时长
D.d时刻带标记的细胞全部完成一次有丝分裂
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如果a时刻开始检测到带标记的分裂期细胞,则
O~a段表示分裂期的上一个时期,即G2期时长,
A正确;
b点带3H标记分裂期细胞数开始达到最大值,说
明此时细胞已经分裂结束,则a~b段表示分裂期时长,B正确;
c时刻带标记细胞的百分数开始下降,表示有丝分裂末期,则a~c段表示S期总时长,C错误;
d时刻带标记细胞占有丝分裂细胞的百分数为0 ,说明所有带标记的细胞都已经完成一次有丝分裂,D正确。
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8.(2023·杭州高三模拟)如图是关于观察洋葱根尖分生区组织细胞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,甲、乙属于分生区的细胞,细胞已死亡
D.统计图⑧中处于分裂期的细胞数目可计算细胞周期的长短
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洋葱根尖2~3 mm的区域属于分生区,A错误;
在②和③之间应增加清水漂洗这一环节,而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除,B错误;
统计处于分裂期的细胞数目,无法计算细胞周期的长短,D错误。
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9.(2024·舟山高三期中)如图甲、乙为某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。下列叙述错误的是
A.图甲对应曲线①中的CD段,对应曲线②的FG段
B.图乙对应的时期,两曲线有不同的变化
C.图甲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时,可用同一细胞来观察甲、乙两种时期
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图甲表示DNA分子的复制,对应曲线①中的CD段,对应曲线②中的FG段,A正确;
图乙为着丝粒分裂,是细胞有丝分裂后期图,这一时期曲线①一个细胞中的核DNA含量不变,而曲线②一条染色体上的DNA分子数量减半,两曲线有不同的变化,B正确;
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图甲表示DNA分子的复制,处于分裂间期,此时为松散的染色质状态,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,在解离时细胞已经死亡,不能用同一细胞来观察甲、乙两种时期,D错误。
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10.(2022·湖南,6)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
√
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图示细胞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面上,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;
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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;
分裂间期时的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,细胞停滞在分裂间期,故分裂间期细胞所占比例升高,D错误。
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11.科学家在研究蚕豆根尖分生区细胞的有丝分裂周期时,分别用放射性同位素15N标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸(15N-TdR),用32P标记尿嘧啶核糖核苷酸(32P-UdR),把两种核苷酸被细胞利用的速率绘成曲线如图所示。已知蚕豆有丝分裂周期为20 h。下列对结果的分析不正确的是
A.b点时,细胞正在大量合成RNA
B.d点时,细胞中DNA含量达到最
大值
C.ce阶段,细胞最容易发生基因突变
D.蚕豆有丝分裂周期中分裂期时间不超过6 h
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d点时利用脱氧核苷酸的速率最大,但d点到e点,15N—TdR仍然被利用,说明该阶段仍合成DNA,e点时细胞中DNA含量最高。
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二、非选择题
12.(2024·温州高三质检)有资料表明胃癌细胞中有胃泌素相关基因的表达,而且外源性胃泌素对胃癌细胞有明显促进生长的作用。某科研人员为验证外源性胃泌素的上述作用,以及进一步研究丙谷胺对其作用的影响,进行了以下实验研究。请完善实验思路,并根据实验结果进行分析。
(要求与说明:用细胞流式测定仪测定细胞周期分布;实验结果测定的具体操作不作要求;培养过程中培养液变化忽略不计;实验条件适宜)
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(1)完善实验思路:
①将X型胃癌细胞培养3天后制备细胞悬液备用。用细胞培养液配制适宜浓度的胃泌素溶液和丙谷胺溶液。
②取适量等量细胞悬液加入4组培养瓶中待继续培养,每组若干,各组处理如下:
甲组:_________________________________;
乙组:50 μL丙谷胺溶液+50 μL细胞培养液;
丙组:________________________________;
丁组:100 μL细胞培养液。
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50 μL胃泌素溶液+50 μL细胞培养液
50 μL胃泌素溶液+50 μL丙谷胺溶液
③将上述样品在适宜条件下进行培养。48 h后取部分样品测定_________
_________________________,并记录。
④_______________________________________,并记录。
⑤对实验数据进行统计分析,结果如下。
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细胞周期
分布(或各时期细胞百分比)
72 h后取剩余样品(在570 nm波长)测定OD值
表:胃泌素和丙谷胺对X型胃癌细胞增殖及细胞周期的影响
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组别 72 h,570 nm 48 h,各时期细胞百分比(%)
OD值 G1 S G2+M
甲 0.767±0.025 55.60 25.20 19.20
乙 0.559±0.020 70.10 20.05 9.85
丙 0.585±0.022 68.60 21.10 10.30
丁 0.561±0.026 70.00 20.00 10.00
注:OD值大小可体现细胞增殖情况;丁组细胞的细胞周期T=20 h。
(2)实验分析与讨论:
①用OD值作为检测细胞增殖指标的依据是__________________________
_________________________________________。甲组与丁组数据比较,说明甲组的处理最可能是促进了S期细胞的__________,从而促进胃癌细胞增殖。乙、丁组数据几乎没有差异,但甲、丙组数据差异明显,可见丙谷胺具有________________________的作用。
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细胞密度与(细胞悬液的)OD
值呈正比(或线性关系或OD值越大细胞数越多)
DNA复制
对抗(或抑制)外源性胃泌素
实验分析如下:由于细胞密度与(细胞悬液的)OD值呈正比,故可用OD值的大小表示细胞数目的多少。甲组与丁组数据比较,处于S期的细胞的占比高于丁组,说明甲组胃泌素的处理最可能是促进了S期细胞的DNA复制,进而加快了后续的分裂过程,从而促进胃癌细胞增殖。比较发现乙、丁组数据几乎没有差异,但甲、丙组数据差异明显,由此可推测丙谷胺具有对抗(或抑制)外源性胃泌素的作用。
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②据表中数据,在下列坐标系中画出丁组细胞中核DNA含量的周期性变化曲线,并将坐标系补充完整。
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答案 如图所示
绘图过程中需要根据表中的数据来绘制,故需要计算出细胞周期中各时期的长短,题意显示丁组细胞的周期为20 h,则G1期经历时间为20×70%=14(h),此时期进行DNA复制前的准备阶段,合成DNA复制所需的蛋白质;S期经历时间为20×20%=4(h),此时期进行DNA分子的复制,故此时期后核DNA含量加倍;G2+M经历时间为20×10%=2(h),此时期后形成新的子细胞,其中的核DNA含量与原来亲代细胞的核DNA数目相同,据此绘图。
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13.如图所示为动植物细胞的细胞周期模式图,顺序已经打乱。请回答下列问题:
(1)图中表示植物细胞的细胞周期的正确细胞分裂顺序是____________(填序号)。图中细胞⑥内染色单体数及染色体数分别为______,中心粒的复制是在_______
期完成的。染色体主要由_____________组成。
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②⑨①⑧⑤
0、8
分裂间
DNA和蛋白质
分析题图:①植物细胞处于有丝分裂中期;②植物细胞处于分裂间期;③动物细胞处于有丝分裂中期;④动物细胞处于有丝分裂前期;⑤植物细胞处于有丝分裂末期;⑥动物细胞处于有丝分裂后期;⑦动物细胞处于有丝分裂末期;⑧植物细胞处于有丝分裂后期;⑨植物细胞处于有丝分裂前期;
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⑩动物细胞处于分裂间期。根据分析可知,图中表示植物细胞有丝分裂的正确细胞分裂顺序是②⑨①⑧⑤,图中动物细胞⑥处于有丝分裂后期,染色单体数为0,染色体数为8。中心粒的复制是在分裂间期完成的。染色体主要由DNA和蛋白质组成。
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(2)下表为培养液中某种动物细胞数目和培养时间的关系。连续分裂的细胞,从一次分裂______,到________________所经历的整个过程,为一个细胞周期。该细胞完成一个细胞周期需要_____h。
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培养时间/h 10 20 30 40 50 60 70
培养液中细胞数目/千个 25 35 50 70 100 145 200
结束
下一次分裂结束
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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,为一个细胞周期。由表可知,每隔20 h培养液细胞数目加倍,故该细胞完成一个细胞周期需要20 h。
(3)现有某种药物能专一性地抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成。如果用洋葱根尖作实验材料来探究该药物抑制纺锤体形成的最适浓度,请写出简要的设计思路:_______________________________________________
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设置不同浓度的药物,分别对洋葱根尖细胞进行处理,
然后制成临时装片观察并比较染色体数目的变化
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③④组数据分析得到分裂间期持续时间为× 12≈10.3(h),D正确。
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