第3单元 第18讲 有丝分裂过程中的相关变化及观察实验(教参Word版)-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义（多选）

该高中生物学高考复习讲义聚焦有丝分裂过程中核DNA、染色体、染色单体的变化规律及观察实验核心考点，按“过程分析-曲线解读-实验操作”逻辑架构知识体系，通过必备知识复盘梳理变化机理、关键能力提升指导曲线与柱状图分析方法、真题研析强化高考题训练，帮助学生系统突破难点，体现复习的针对性。 资料以科学思维培养为核心，如引导学生通过归纳有丝分裂曲线变化规律建立数学模型，结合探究实践优化实验操作（如解离时间控制、细胞分散方法），设置分层练习（基础巩固、能力提升）并配合即时反馈，确保有限时间内高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第18讲　有丝分裂过程中的相关变化及观察实验 知识体系——定内容 核心素养——定能力 科学 思维 通过归纳有丝分裂过程中物质或结构的变化规律和相关曲线变式分析，培养利用逻辑思维分析问题的能力，利用数学知识解答问题的能力 科学 探究 通过观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验，培养实验探究能力和观察能力 考点　有丝分裂过程中的相关变化分析 [必备知识·复盘] 1．细胞周期中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析 (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，　姐妹染色单体分开　，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 3．根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(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 (2)根据比例关系判断各时期 ＝ 1．洋葱根尖细胞有丝分裂中期，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2。 (2024·浙江1月选考，4B改编)(√) 2．分裂间期S期DNA复制后染色体数目加倍，有利于染色体的平均分配。(×) 3．处于有丝分裂中期和有丝分裂末期的细胞中染色体数不同。(√) (情景探究)如图表示某细胞有丝分裂不同时期，各物质的数量关系。 请根据图中信息绘制相应的数量变化曲线。 答案： [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过细胞分裂中相关曲线的解读考查科学思维能力和综合应用能力　 1. 如图是某二倍体植物细胞有丝分裂过程中染色体、核DNA数量比值的变化曲线。下列有关说法正确的是(　　) A．核DNA的复制发生在A～B段 B．与核DNA复制相关酶的合成只发生在B～C段 C．染色体数目的加倍发生在D～E段 D．C～D段的染色体数是E～F段的两倍 解析：：C　[核DNA的复制发生在B～C段(S期)，A错误；与核DNA复制相关酶的合成应发生在A～B段(G1期)，B错误；染色体数目的加倍发生在D～E段，此时着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，C正确；E～F段表示有丝分裂后期、末期以及形成的子细胞，其中后期和末期染色体的数是C～D段的两倍，而子细胞中的染色体数与C～D段相同，D错误。] 2．图甲表示某生物(2n＝8)细胞分裂过程中的一条染色体(质)的变化过程，图乙表示该生物细胞分裂时有关物质或结构数量变化的相关曲线。下列叙述错误的是(　　) A．图甲可表示在细胞分裂过程中染色体(质)形态变化的完整过程 B．图乙中，a时可能没有同源染色体 C．若图乙曲线表示减数分裂中染色体数目变化的部分曲线，则n＝4 D．若图乙表示每条染色体的DNA数量变化，则图乙ab段可表示图甲③过程 解析：：A　[图甲不能表示一次细胞分裂过程中完整的染色体形态变化，因为最终染色体还会解螺旋形成染色质，A错误；图乙中，若代表分裂过程中染色体数目的变化，则a时可能表示减数分裂Ⅱ后期，因而可能没有同源染色体，B正确；若图乙曲线表示减数分裂中染色体数目变化的部分曲线，减数分裂过程中染色体数目的变化为2n→n→2n→n，则n＝4，C正确；若图乙表示每条染色体的DNA数量变化，则ab段形成的原因是着丝粒分裂，可对应于图甲③过程，D正确。] ◆[提升点2]　通过物质变化的柱状图和曲线考查信息提取能力与综合分析能力　 3．图甲、乙、丙为某二倍体雌性生物细胞分裂的相关示意图。图甲为细胞分裂某时期的模式图，图乙为每条染色体上的DNA相对含量在细胞分裂各时期的变化，图丙为细胞分裂各时期染色体与核DNA分子的相对含量。下列叙述不正确的是(　　) A．图甲细胞为第一极体，此时可能发生等位基因的分离 B．图甲所示细胞所处的时期可对应图乙的DE段和图丙的c时期 C．图甲细胞分裂后形成的子细胞可对应图乙的DE段和图丙的d时期 D．处于图乙BC段的细胞中可能含有1条、2条或者4条X染色体 解析：：D　[图甲为减数分裂Ⅱ后期，因为图中显示的是某二倍体雌性生物细胞分裂的相关示意图且细胞质均等分裂，故只能为第一极体，若发生了互换或基因突变，此时可能发生等位基因的分离，A正确；图甲细胞处于减数分裂Ⅱ后期，与图丙中的c相对；即图甲所示细胞所处时期可对应图乙的DE段，以及图丙的c时期，B正确；图甲细胞分裂后形成的子细胞为第二极体，对应图乙的DE段和图丙的d时期，C正确；BC段每条染色体上的DNA数目为2，对应的分裂时期为有丝分裂前期和中期，减数分裂Ⅰ前期、中期、后期、末期，减数分裂Ⅱ前期和中期，细胞中不存在4条X染色体的情况，D错误。] 探究实践七　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂　　对应学生P98 1．实验原理 2．实验步骤 1．实验成功的关键及注意事项 实验 材料 的选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料 部分 选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区) 时间 必须在分裂旺盛的时间 操作注意事项 解离 时间 太短 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散 过长 导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色 漂洗 时间 适宜 洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色 染色 时间 太短 染色体或染色质不能完全着色 过长 使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体 压片 力度 过轻 细胞未分散开 过重 将组织压烂 显微 镜观察 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化 细胞数目 间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长 2.关于实验的3点提醒 (1)根尖中只有分生区细胞才分裂，伸长区和成熟区细胞不分裂。 (2)不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。 (3)“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。 3．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)。 4．洋葱在生物学实验中的“一材多用” 1．取材时为什么只能剪2～3 mm，而不能过长？ 答案：若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。 2．实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换？并说明原因。 答案：不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞上的解离液，有利于染色体被碱性染料着色，若二者顺序颠倒，解离液中的盐酸会影响染色的效果。 3．使细胞分散开的操作措施有哪三种？ 答案：①解离；②镊子尖弄碎根尖；③拇指按压盖玻片。 1．下列关于细胞有丝分裂的说法，正确的是(　　) A．动植物细胞有丝分裂的不同主要表现在前期和后期 B．细胞遗传物质复制后的平均分配是保证亲子代细胞之间遗传稳定的关键 C．在高倍镜下先找到分生区细胞，再寻找各时期分裂图像 D．细胞周期的调控出现异常可能导致细胞癌变 解析：：D　[动植物细胞有丝分裂的不同主要表现在前期和末期，A错误；染色体复制后的平均分配是保证亲子代细胞之间遗传稳定的关键，细胞质内的遗传物质不能平均分配，B错误；先在低倍镜下找到分生区细胞，再换高倍镜寻找各时期分裂图像，C错误；细胞癌变可能是细胞周期的调控出现异常导致的，D正确。] 2．下列关于“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂”实验的操作与效果的叙述，正确的是(　　) 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纺锤体 C．延长染色的时间，可以更好地观察染色体的形态 D．发现分裂中期的细胞，适当等待可观察到后期的出现 解析：：A　[遗漏了解离过程，这样细胞不能彼此分离，即相互重叠，因此实验结果很可能是无法清晰观察到分生区细胞，A正确；漂洗的作用是洗去解离液，便于染色，因此遗漏了漂洗过程，很可能无法清晰观察到染色体，B错误；延长染色的时间，会导致其他部位也被染成深色，无法分辨染色体，C错误；细胞经过解离，已经死亡，发现分裂中期的细胞，该细胞不能继续分裂，也就不能观察到后期的出现，D错误。] [真题研析]——浸润素养 [例]　(2024·浙江6月选考)某二倍体动物(2n＝4)精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲～丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如图所示。 不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是(　　) A．该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂 B．4个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组 C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换 D．4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32P [关键信息点] ① 精原细胞DNA中的P均为32P，在不含32P的培养液中培养 ② 1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数分裂Ⅰ后，产生4个细胞 解析：：C　[图中的细胞是一个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后产生的，据图所示，这些细胞含有染色单体，说明着丝粒没有分裂，因此该精原细胞经历了2次DNA复制，1次着丝粒分裂，A错误；4个细胞还没有进入减数第二次分裂后期(着丝粒分裂)，因此可能处于减数第二次分裂前期、中期，且均含有一个染色体组，B错误；精原细胞进行一次有丝分裂后，产生的子细胞每个DNA上有一条链含有32P，减数分裂完成复制后，每条染色体上有1个单体含有32P，另一个单体不含32P，减数第一次分裂结束，每个细胞中应该含有2条染色体，4个染色单体，其中有2个单体含有放射性，但乙细胞含有3个染色单体含有放射性，原因是形成乙的过程中发生了同源染色体的配对和交叉互换，C正确；甲、丙、丁完成减数第二次分裂至少产生3个含32P的细胞，乙细胞有3个单体含有32P，完成减数第二次分裂产生的2个细胞都含有32P，因此4个细胞完成分裂形成8个细胞，至多有3个细胞不含32P，D错误。] [真题品悟]——厚积素养 [考向1]　细胞分裂中的相关变化曲线　 1．(经典高考题)玉米花药培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株，如图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下列叙述错误的是(　　) A．a～b过程中细胞不会发生基因变化 B．c～d过程中细胞内发生了染色体数加倍 C．c点后细胞内各染色体组的基因组成相同 D．f～g过程中同源染色体分离，染色体数减半 解析：：D　[a～b过程处于有丝分裂的分裂期，不会发生基因变化，A正确；c～d段之前用秋水仙素处理过，而秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，所以c～d过程中细胞内发生了染色体数加倍，B正确；秋水仙素处理单倍体形成二倍体植株，属于纯合子，c点后细胞内各染色体组的基因组成均相同，C正确；该细胞进行有丝分裂，不会发生同源染色体分离的现象，f～g段DNA含量减半的原因是细胞一分为二，D错误。] [考向2]　细胞有丝分裂实验　 2．(2025·江苏卷)用秋水仙素处理大花葱(2n＝16)，将其根尖制成有丝分裂装片，图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是(　　) A．解离时间越长，越有利于获得图甲所示的分裂相 B．取解离后的根尖，置于载玻片上，滴加清水并压片 C．图乙是有丝分裂后期的细胞分裂相 D．由于秋水仙素的诱导，图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍 解析：：C　[解离时间过长，会使细胞过于酥软，导致细胞结构被破坏，不利于观察到如图甲所示的清晰分裂相，A错误；解离后的根尖，应先进行漂洗，洗去解离液，然后置于载玻片上，滴加清水并压片，B错误；图乙中细胞的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，分别向细胞两极移动，符合有丝分裂后期的特征，C正确；图甲细胞不处于有丝分裂后期，且明显看出染色体数目多于16条，是秋水仙素诱导染色体数目加倍的结果，而图乙细胞处于正常的有丝分裂后期，着丝粒分裂导致其染色体数目加倍，并不是秋水仙素诱导的结果，D错误。] 3．(2023·浙江高考)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 解析：：D　[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；本实验主要是观察有丝分裂前、中、后、末期的细胞，所以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。] 学科网（北京）股份有限公司 $