内容正文:
考情分析
考点 由高考知核心知识点 预测
细胞增殖 (2025·广东卷)有丝分裂中染色体的形态变化
(2023·广东卷)细胞增殖与细胞周期
(2022·广东卷)观察植物根尖细胞有丝分裂实验 题型:选择题、解答题
内容:
(1)考查有丝分裂的实验过程及原理、有丝分裂过程物质变化规律
(2)常结合减数分裂、细胞的衰老、分化、凋亡以及遗传变异综合考查
第11讲 细胞的增殖
1
2
细胞增殖和细胞周期
3
细胞的有丝分裂和无丝分裂
有丝分裂的图像和曲线分析
4
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
考点一 细胞增殖和细胞周期
一. 细胞增殖
1.细胞增殖
(1)概念: 细胞通过___________增加细胞数量的过程。
(2)方式:
真核生物: 。
原核生物: 。
(3)意义: 细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体_______、发育、_______、遗传的基础。
(4)过程: 包括___________和___________两个相连续的过程, 具有
________。
细胞分裂
生长
繁殖
物质准备
细胞分裂
周期性
有丝分裂、无丝分裂、减数分裂
二分裂
注: 病毒的增殖方式是 。
复制
2. 细胞周期
(1)细胞周期
连续分裂
下一次分裂
分裂间期
分裂期
(2)阶段:
分裂间期: 从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前。
分裂期: 在分裂间期结束之后,细胞就进入分裂期, 开始进行细胞分裂。
(3)说明: 细胞周期的大部分时间处于
___________;分裂间期为分裂期进行
_________________,完成_________________和有关_______________, 同时细胞有适度的
_______。
分裂间期
活跃的物质准备
DNA分子的复制
蛋白质的合成
生长
分裂间期又可划分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期),其主要变化如下:
(1)G1期: 完成DNA复制所需蛋白质的合成和核糖体的增生。
(2)S期: 完成DNA复制——每条染色体上1个DNA复制为2个DNA,且2个DNA位于2条染色单体上,2条染色单体由1个着丝粒连在一起,即
(3)G2期: 合成少量蛋白质和RNA
—主要是用于形成纺锤丝(星射线)。
a.分裂间期:
b.分裂期:
持续时间 ,不同生物的细胞时间差别 ;
人为地将其分为 四个时期。
短
不大
前期、中期、后期、末期
3.细胞周期的4种常用表示方法:
(1)扇形图法: ___________(用字母填写)表示一个细胞周期,
A→B→C→A
C→A→B→C不能表示一个细胞周期。
(2)直线图法: ____或____(用字母填写)表示一个细胞周期,
(3)坐标图法: (用字母填写)表示一个细胞周期。
a+b
c+d
a+b+c+d+e
b+c不能表示一个细胞周期。
(4)柱形图法:
A为G1期,细胞数最多;
B为S期;
C为G2期+M期。
G1期
S期
G2期
+M期
2.(必修表)下表表示不同细胞的细胞周期持续时间 ,
请据表分析并回答下列问题:
细胞类型 分裂间期 分裂期 细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3
小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3
人的肝细胞 21.0 1.0 22.0
人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22.0
(1)不同生物细胞的细胞周期持续时间_______________,同种生物
的不同细胞的细胞周期持续时间_____________。(填“相同”“不同”
或“不一定相同”)
不一定相同
不一定相同
(2)显微镜下观察某植物组织细胞的有丝分裂时,大部分细胞处
于分裂间期,这是因为__________________________________。
细胞周期中,分裂间期所占的时间长
(3)观察细胞的有丝分裂,最好选择小鼠十二指肠上皮细胞,理
由是______________________________________________________
___________________________________________________。
与其他几种细胞相比,小鼠十二指肠上皮细胞的细胞周期中分裂期所占时间相对较长,容易观察到处于分裂期的细胞
【易错警示】 走出细胞周期的有关误区
(1)误认为所有细胞都有细胞周期。
①只有连续分裂的细胞才有细胞周期,如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞、造血干细胞等干细胞、癌细胞。
②高度分化的细胞如神经细胞、表皮细胞无细胞周期。
③发生减数分裂的细胞无细胞周期。
(2)误认为细胞分裂产生的子细胞都将继续分裂。
细胞分裂产生的子细胞有三种去向:
①持续分裂: 始终处于细胞周期中。如癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞等。
②暂不分裂: 暂时脱离细胞周期,仍具有分裂能力,在一定条件下可回到细胞周期中。如肝脏细胞、记忆细胞等。
③永不分裂: 永远脱离细胞周期,处于分化状态直到死亡。如神经细胞、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞等。
【知识拓展1】
与细胞周期相联系的知识点
①基因突变:在 期,DNA复制时容易受到内外因素的干扰而 出现差错,可能发生基因突变;
②染色体变异:在 期,秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成,出现多倍体细胞;
③细胞癌变:治疗癌症的药物作用于癌细胞的分裂间期,其原理是 ;
④免疫:在细胞因子的作用下,被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂,使细胞周期 。
细胞分裂间
细胞分裂前
抑制DNA复制,可以抑制癌细胞的无限增殖
缩短
【知识拓展2】细胞周期检验点
③G2期末检验点:检验DNA是否正确复制,细胞中合成的物质是否足够多。使细胞由充足的时间对损伤的DNA得以修复。
①G1期末检验点:主要检验分裂后细胞是否足够大,DNA是否损伤;生长因子是否具备;营养物质是否充足。
②S期内检验点:检验DNA在S期复制过程中是否损伤。
⑤中-后期检验点:纺锤体组装检验点,染色体是否正确排列。
④DNA复制检验点(S/M期检验点):通过调整
复制叉移动的速度,调控DNA复制的速度和
S期内检验点一致。
【知识拓展3】细胞周期同步化
①DNA合成阻断法(TdR双阻断法):在细胞快速增殖的培养液中添加适量的DNA合成抑制剂,主要激活检测点 ,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
G2、M
S
TdR(胸腺嘧啶核苷):过量使用会抑制DNA复制,处于S期的细胞无法继续完成细胞周期,处于非S期的细胞均无法进入S期。
过量TdR施用培养,时间t1≥G2 +M+G1,使大部分细胞位于G1/S交界处,少部分位于S期内部。
洗脱TdR并继续培养,时间S< t2< G2+M+G1,将所有细胞“赶出”S期,使其处于其他各个时期。
过量TdR施用培养,时间t1≥G2+ M+G1,使所有细胞位于G1/S交界处。
②秋水仙素阻断法:在细胞快速增殖期的培养液中添加适量的 ,抑制纺锤体形成,经处理的细胞染色体数目 ,主要激活检验点 ,使细胞停滞于中期,即可实现细胞周期同步化。
③血清饥饿法:培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在 (填“间期”或“分裂期”),以实现细胞周期同步化。
秋水仙素
4
加倍
间期
【知识拓展3】细胞周期同步化
【检测】(2024·江西模拟)某植物细胞的细胞周期可分为 合成前期
(期,时长5小时)、合成期(期,时长7小时)、 合成后期
(期,时长3小时)、分裂期( 期,时长7小时)四个连续的时期。
能被期细胞摄入并掺进中抑制 合成,用于诱导细胞周期同
步化,洗脱 后细胞周期可继续正常进行。为诱导细胞周期同步化,进
行了以下操作:①在含高浓度培养基中培养至少7小时,洗脱 ;
②在含高浓度培养基中培养至少15小时,洗脱 ;③在普通培养基
中培养 小时;④在普通培养基中培养至少15小时。下列操作顺序能
达到实验目的的是( )。
B
A.①④① B.②③② C.③②③ D.④①④
【检测】对斑马鱼的成纤维细胞进行饥饿胁
迫处理、、、 ,并统计细胞
周期中各时期细胞数的比例,如下图所示。
下列有关叙述合理的是( )
注:期为合成做准备,期为 合
成期,期为合成后期, 期为细胞分裂期。
A.饥饿胁迫缩短了 期 B.饥饿胁迫下细胞增殖加快
C.纺锤体的形成受阻 D. 聚合酶的合成受阻
D
纺锤体的形成发生在M期的前期,DNA 聚合酶的合成为DNA合成做准备,发生在G_1期,推测细胞被阻滞在G_1期可能是因为DNA 聚合酶的合成受阻
【检测】分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融合后可能出现的情况是( )
A.来自G1期细胞的染色质开始复制
B.来自G1期细胞的染色质开始凝集
C.融合细胞DNA含量是G1期细胞的2倍
D.融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转
B
分裂期细胞中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质,分裂期细胞与G1期细胞融合,来自G1期细胞染色质可能凝集为染色体,但不会发生复制(S期进行染色体复制)。
【检测】流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞。24小时后用流式细胞仪检测,结果如图。对检测结果的分析不正确的是( )
A.b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍
B.a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C.处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D.此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制
C
DNA的复制发生在间期,处于细胞分裂期的细胞中DNA是加倍的,所以处于分裂期的细胞均被计数在b峰中。
【检测】(2021·重庆卷)有研究表明,人体细胞中发生损伤时 蛋白能使细胞停止在细胞周期的间期并激活 的修复,修复后的细胞能够继续完成细胞周期的其余过程。据此分析,下列叙述错误的是( ) 。
C
A. 基因失活,细胞癌变的风险提高
B.P53蛋白参与修复的细胞,与同种正常细胞相比,细胞周期时间变长
C. 损伤修复后的细胞,与正常细胞相比,染色体数目发生改变
D.若组织内处于修复中的细胞增多,则分裂期的细胞比例降低
思维训练系列2 运用模型作解释
一. 细胞不能无限长大的原因
1. 细胞的大小影响_______________,即细胞越大,细胞的表面积与体积的比值越_____,物质运输的效率越_____, 不利于细胞与外界进行物质交换。
2.细胞不是越小越好, 因为细胞中有众多的必需物质和细胞器,细胞太小, 就没有足够的空间, 细胞就不能进行相应的生命活动,发挥出相应的生理功能。
物质运输效率
小
低
(即相对表面积)
边长(cm) 表面积(cm2) 体积(cm3) 表面积/体积
(即相对表面积) 扩散深度
(0.5cm) 扩散体积/总体积
(即物质运输效率)
2
4
8
24
96
384
8
64
512
3
1.5
0.75
0.5
0.5
0.5
0.875
0.58
0.33
物质运输速率: 随细胞体积的增大并 。
(取决于: ) 物质运输效率: 随细胞体积的增大而 。
(取决于: )
降低
相对表面积
不改变
单位时间物质扩散的深度
【易错点拨】物质运输效率≠物质运输速率
边长(cm) 表面积(cm2) 体积(cm3) 表面积/体积
(即相对表面积) 扩散深度
(0.5cm) 扩散体积/总体积
(即物质运输的效率)
2
4
8
24
96
384
8
64
512
3
1.5
0.75
0.5
0.5
0.5
0.875
0.58
0.33
【思考】制约细胞体积增大的因素:
①细胞表面积与体积的比(相对表面积)
②细胞核与它控制的细胞质的比(核质比)
考点二 有丝分裂和无丝分裂
一. 有丝分裂的过程
1.高等植物细胞有丝分裂的分裂期各时期的主要特点
时期 主要变化
前期 ①染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为________;
②核仁逐渐解体,______逐渐消失;
③从细胞的两极发出纺锤丝,形成一个梭形的
_________;
④________散乱分布于纺锤体中央
染色体
纺锤体
染色体
核膜
【易错警示】不分裂的细胞染色体始终呈染色质状态。
分裂期因染色体高度螺旋化,故不能进行DNA分子的复制和转录。
时期 主要变化
中期 纺锤丝牵引着_________运动, 使每条染色体的着丝粒排列在_________上
后期 过程: 每个着丝粒自动分裂成两个, _______________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;
结果: _____________加倍, 细胞的两极各有一套 _____________完全相同的染色体
染色体
赤道板
姐妹染色单体
染色体数目
形态和数目
【扩展】染色体的着丝粒与着丝点
着丝粒连接姐妹染色单体
着丝点是纺锤丝牵引的部位
【扩展】染色体的着丝粒与着丝点
着丝粒分裂,染色单体分离,成为两条子染色体,
纺锤丝牵引着丝点,使两条子染色体移向细胞两极。
【检测】在动物细胞有丝分裂中期,若从细胞的某一极方向观察,染色体的排列情况是( )
D
A.
B.
C.
D.
(2)有丝分裂后期着丝粒的分裂是不是纺锤丝牵引的结果? 如何
验证你的结论? ___________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
不是。用秋水仙素处理分裂中的细胞,秋水仙素
抑制纺锤体的形成,后期染色体的着丝粒照样可以分裂,从而使细
胞中染色体数目加倍,这说明着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的结果
时期 主要变化
末期 ①染色体变成___________, 纺锤丝消失;
②出现新的 _______、_______, 形成两个新的细胞核;
③_________的位置出现一个细胞板, 细胞板逐渐扩展, 形成新的_________
染色质丝
核膜
核仁
赤道板
细胞壁
【易错警示】赤道板不是真实的结构,只表示一个位置,在光学显微镜下看不到;细胞板是一真实结构,在光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。
1. 间期
①完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
②细胞中DNA数目加倍,染色体数目不变
2.前期
②核膜消失,核仁消失
①染色体出现,纺锤体出现
③染色体散乱地分布在纺锤体中央
②染色体形态固定,数目清晰
①染色体的着丝粒排列在赤道板上
3.中期
①着丝粒分裂,染色体数加倍
②纺缍丝牵引染色体移向两极
4.后期
5.末期
②染色体消失, 纺缍体消失
①核膜出现, 核仁出现
③细胞板形成新的细胞壁,细胞分裂成两个子细胞
间期
前期
中期
后期
末期
2.动物细胞和植物细胞有丝分裂的异同
3.动植物细胞有丝分裂的不同点:
②纺锤体形成方式不同
③子细胞形成方式不同,即细胞质分裂方式不同
①是否有中心粒复制
5.有丝分裂细胞的细胞周期中细胞结构及有关数量的变化
(1)相关结构的变化规律
细胞结构 变化规律
纺锤体 形成 消失
( )期 ( )期
核膜、核仁 消失 形成
( )期 ( )期
中心体 倍增 移向两极 平均分配
( )期 ( )期 ( )期
染色体
染色单体 染色单体形成于____期,出现于____期,消失于____期
前
末
前
末
间
前
末
(_______ 期)
( _________期)
间、末
前、中、后
间
前
后
(2)染色体行为的变化规律
着丝粒
1 : 2
1:2
1:2→1:1
1 : 1
6. 与细胞分裂有关的细胞器及其生理作用
①中心体经复制后,均等分配到两个子细胞中。
②线粒体等细胞器随机分配到两个子细胞中。
细胞器 细胞类型 作用时期 生理作用
动物、植物
整个时期
各种蛋白质的合成
动物、低等植物
前期
纺锤体的形成
植物
末期
细胞壁的形成
动物、植物
整个时期
提供能量
核糖体
中心体
高尔基体
线粒体
7.有丝分裂的意义:
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,保持了细胞的亲代和子代之间 的稳定性。
遗传性状
8.无丝分裂
特别提醒
(1)分裂过程核膜不解体, 无纺锤丝的形成, 但有遗传物质的复制。
(2)原核细胞的分裂也没有纺锤丝的形成,但不能叫无丝分裂,而是二分裂。
(1)过程:
(2)特点:
(3)实例:
细胞核延长
缢裂成两个细胞核
整个细胞缢裂成两个子细胞
在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化, 但有DNA的复制。
蛙的红细胞
【检测】依据细胞生理特点,鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞,最可靠的方法是检查它的( )
A. DNA自我复制的方式
B. 是否出现星射线
C. 细胞质分成两部分的方式
D. 自身的蛋白质合成的方式
C
【解析】低等植物细胞有中心体,也会产生星射线。区分动、植物细胞有丝分裂最可靠的方法——子细胞的形成方式、细胞板的出现,纺锤丝、星射线、中心体都不可靠。
动、植物细胞有丝分裂的区别要注意特例:
①细胞分裂过程中出现中心体的不一定是动物细胞,低等植物细胞的有丝分裂过程中,纺锤体的形成也与中心体有关;
②细胞分裂过程中不出现中心体的不一定是植物细胞,也有可能是进行无丝分裂或者二分裂的细胞;
③区分动、植物细胞有丝分裂最可靠的方法——子细胞的形成方式、细胞板的结构,纺锤丝、星射线、中心体都不可靠。
39
【检测】(2022·天津卷)用荧光标记技术显示细胞中心体和 ,获得有丝分裂某时期荧光图。有关叙述正确的是( ) 。
C
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 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
【检测】如图①②③④为果蝇(4条染色体)体内某细胞在分裂过程中染色质(体)出现的四种状态图。下列叙述正确的是( )
A.图示①→②时期细胞中合成的蛋白质能与DNA结合形成染色体
B.④对应细胞中有4条染色单体、8个核DNA
C.若图示发生在体细胞中,则②→③和③→②的变化发生于同一时期
D.果蝇体细胞增殖过程产生的子细胞一定能继续进行细胞分裂
A
图中①→②发生在间期。
③→④发生于中期,④对应细胞中有8条染色单体、8个核DNA。
②→③发生在前期,③→②发生于末期。
果蝇体细胞增殖过程产生的子细胞不一定继续进行细胞分裂,有可能进行细胞分化。
【检测】真核细胞分裂过程中,姐妹染色单体分离的机制如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.黏连蛋白是在细胞质合成后经核孔运往细胞核内发挥作用的
B.黏连蛋白复合体主要是在细胞分裂的前期合成的
C.分离酶只在有丝分裂的后期发挥作用
D.黏连蛋白复合体的分裂是纺锤丝的牵引导致的结果
A
黏连蛋白是一种蛋白质,蛋白质在细胞质中的核糖体上合成,然后经过核孔进入细胞核发挥作用。
黏连蛋白复合体主要是在细胞分裂间期合成的,为细胞分裂期做准备。
分离酶不只是在有丝分裂后期发挥作用,在减数分裂过程中也会发挥作用。
黏连蛋白复合体的分裂是分离酶降解黏连蛋白导致的结果,而不是纺锤丝的牵引。
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体
染色单体
8
4
8
8
8
8 4
一个细胞中
的数目变化
✱核DNA数目变化及原因:
①有丝分裂前的间期,DNA复制,核DNA数目加倍。
②有丝分裂末
期结束,细胞一
分为二,核DNA
数目减半。
考点三 有丝分裂的图像和曲线分析
1. 细胞中DNA、染色体、染色单体数目变化(以二倍体生物2N=4为例):
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体
染色单体
4
8
4
4
4
8
8
8
8 4
一个细胞中
的数目变化
8 4
✱染色体数目变化及原因:
①有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍。
②有丝分裂末期结束,细胞一分为二,染色体数目减半。
4 8
考点三 有丝分裂的图像和曲线分析
1. 细胞中DNA、染色体、染色单体数目变化(以二倍体生物2N=4为例):
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体
染色单体
4
8
4
8
0
4
4
8
8
8
8
8
0
8 4
一个细胞中
的数目变化
8 4
✱染色单体数目变化及原因:
①有丝分裂前的间期(S期) DNA复制,染色单体形成。
②有丝分裂后期着丝粒分裂, 姐妹染色单体分开,染色单体变成子染色体。
4 8
8 0
考点三 有丝分裂的图像和曲线分析
1. 细胞中DNA、染色体、染色单体数目变化(以二倍体生物2N=4为例):
2.DNA个数(不含质DNA)、染色体条数、染色单体条数、同源染色体对数、染色体组数的变化规律
项 目 间期 前期 中期 后期 末期
DNA数(2C)
染色体数(2N)
染色单体数
间
前
后
末
中
一个细胞中的数目变化
2N
2N
2N
4C
4C
4N
4N
4C
2C
4N
0
2C
4C
2N
4N
0
4N
4C
4N
2N
0
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
DNA、染色体、染色单体数目的变化规律图像
DNA
染色体
染色
单体
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体
染色单体
2N
2N
2N
4C
4C
4N
4N
4C
2C
4N
0
一个细胞中的数目变化
2C
4C
2N
4N
0
4N
4C
4N
2N
0
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
一个
核中
的数
目变
化
一个
细胞
中的
数目
变化
DNA数目的变化规律图像
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
DNA、染色体、染色单体数目的变化规律图像
DNA
染色体
染色
单体
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体
染色单体
2N
2N
2N
4C
4C
4N
4N
4C
2C
4N
0
一个细胞中的数目变化
2C
4C
2N
4N
0
4N
4C
4N
2N
0
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
一个
细胞
中的
数目
变化
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
一个
核中
的数
目变
化
染色体数目的变化规律图像
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
DNA、染色体、染色单体数目的变化规律图像
DNA
染色体
染色
单体
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数目
染色体
染色单体
2N
2N
2N
4C
4C
4N
4N
4C
2C
4N
0
一个细胞中的数目变化
2C
4C
2N
4N
0
4N
4C
4N
2N
0
A
B
C
D
E
CD段:
表示着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
如果
表示
有丝
分裂
AB段:
BC段:
DE段:
时期
时期
时期
有丝分裂前的间期
前、中
后、末
图中BC段表示____期DNA的复制,染色单体形成;CD段表示含姐妹染色单体的时期,即______期、有丝分裂______期和______期;EF 段表示有丝分裂______期和______期,因着丝粒分裂,染色单体变成子染色体
S
G2
前
中
后
末
a→b 变化的原因是DNA分子复制。
g→h变化的原因都是着丝粒分裂。
c→d 形成的原因是细胞一分为二。
l→m变化的原因都是DNA分子复制。
n→o变化的原因都是着丝粒分裂。
①AB、JK的变化原因是 ;
②FG、LM的变化原因是
;
③CD、LM的曲线变化很相似,但原因不同;
④CD、HI的变化原因是 。
DNA分子的复制
着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色体数目加倍
一个亲代细胞分裂成两个子代细胞
【检测】图1和图2是两种生物细胞有丝分裂模式图,图3是细胞增殖过程中染色体与核 DNA 数目比的变化曲线。
(1)图1细胞为 (填“动物”或“植物”)细胞,其染色体数:染色单体数:核 DNA数为 。该细胞在末期分裂成2个子细胞时,不同于图2细胞的特点是 。
(2)图2处于图3中的 段(用字母表示)。其中结构 M的名称是 。
(3)若图3表示图1细胞的染色体与核 DNA 数目变化,则DE 段形成的原因是
,E 点染色体条数是 。BC 段发生的分子水平变化是 。
(4)有丝分裂能保持细胞的亲代和子代之间的遗传稳定性的原因是 。
动物
1∶2∶2
细胞膜从细胞中部向内凹陷,把细胞缢裂成两部分。
EF 细胞板
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体
8
完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中
3. 根据柱状图判断细胞周期中各时期的规律(以二倍体生物为例)
根据染色单体变化判断各时期
染色单体
有→
无→
G2期、前期、中期(甲图)
后期、末期【一个细胞时】(乙图);
G1期、末期【一个核时】(丙图)
G2期、前期、中期
后期、末期
G1期、末期
根据比例关系判断各时期
染色体:DNA:染色单体=
2n :4n : 4n→
4n : 4n : 0 →
2n : 2n : 0 →
G2期、前期、中期(甲图)
后期、末期【一个细胞时】(乙图)
G1期、末期【一个核时】(丙图)
3. 根据柱状图判断细胞周期中各时期的规律(以二倍体生物为例)
G2期、前期、中期
后期、末期
G1期、末期
【检测】(2025·辽宁三模)下图1和图2表示某同学绘制的有丝分裂不同时期染色体与核 的数量关系,下列叙述正确的是( ) 。
图1
图2
A.图1中 段动植物细胞中都会发生染色体复制和中心体复制
B.图1中 段会发生同源染色体分离,染色体数目加倍
C.图1中段对应图2中的时期,点时每条染色体上有1个
D.植物细胞在图2的 过程同时伴随细胞板扩展形成细胞壁的过程
C
解析 中心体复制发生在动物细胞和低等植物细胞中,A错误;图1中 段可表示有
丝分裂前期和中期,同源染色体分离是减数分裂过程中特有的行为,染色体数目加
倍发生在有丝分裂后期,即图中的段,B错误;图1中 段表示着丝粒分裂,染色
体数目暂时加倍,可对应图2中的时期,点时每条染色体上有1个 ,C正确;
植物细胞在图2的过程中同时伴随细胞板扩展形成细胞壁的过程,图2中 状态
实际上是不存在的,D错误。
【检测】如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体数目(a)、核DNA分子数目(b)的直方图,下列叙述正确的是( )
A.①时期染色体还未复制,核DNA已完成了复制
B.③时期核膜、核仁重建,细胞中部出现细胞板
C.①→②表示着丝粒分裂,染色体数目加倍,但核DNA分子数目也随之加倍
D.②→③表示染色体平均分配到两个
子细胞中,核DNA分子也随之平均分配
D
图①细胞中染色体数:DNA数= 1:2,表示有丝分裂前期或中期,此时染色体(核DNA )已完成了复制。
③细胞中染色体数:DNA数= 1:1,且含量均与体细胞相同,可表示有丝分裂末期。末期核膜、核仁重建,动物细胞分裂过程中无细胞板出现。
核DNA分子数目不增加。
解析 中心体复制发生在动物细胞和低等植物细胞中,A错误;图1中 段可表示有
丝分裂前期和中期,同源染色体分离是减数分裂过程中特有的行为,染色体数目加
倍发生在有丝分裂后期,即图中的段,B错误;图1中 段表示着丝粒分裂,染色
体数目暂时加倍,可对应图2中的时期,点时每条染色体上有1个 ,C正确;
植物细胞在图2的过程中同时伴随细胞板扩展形成细胞壁的过程,图2中 状态
实际上是不存在的,D错误。
实验8 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1. 实验原理
(1)高等植物_____________细胞有丝分裂较旺盛。
(2)细胞核内的染色体(质)易被__________(如甲紫溶液)染成深色。
(3)细胞的分裂是________进行的,在同一分生组织中可以通过____________观察细胞内________的存在状态,判断处于不同分裂时期的细胞。
分生区组织
碱性染料
独立
高倍显微镜
染色体
2~3
质量分数为15%的盐酸+体积分数为95%的酒精
使组织中的细胞相互分离开
解离液
甲紫溶液
染色体或染色质
使细胞分散,有利于观察
低倍镜
分生区
各时期
2. 实验步骤
一般在上午10时至下午2时左右,此时分生区细胞分裂旺盛。
或醋酸洋红液
观察的都是死细胞,不能看到动态变化
分生区细胞特点:细胞呈正方形,排列紧密,有
很强的分裂能力
3.实验结果
间期
前期
前期
中期
中期
后期
后期
末期
末期
中期
3. 实验结果
【实验结果】
某一时期的时间= ×细胞周期时长
(1)取材时为什么只能剪根尖2~3 mm,而不能过长?
若剪得过长会包括伸长区,伸长区细胞不分裂,增加了寻找观察细胞的难度。
(2)试从解离目的角度分析解离时需要严格控制时间的原因。
解离时间过短,解离不充分,细胞在压片时不易分散开;
解离时间过长,解离过度,会破坏染色体的结构。
【注意】应该严格按照操作步骤进行:
取材→解离→漂洗→染色→制片。
某一时期的细胞数
计数细胞的总数
(3)实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换?并说明原因。
不能
漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸,有利于碱性染料的着色,若二者顺序颠倒,解离液中的盐酸会影响染色的效果。
(4)为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察?如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞?
解离过程中细胞已经死亡,观察到的只是一个固定时期。如果要找到各个分裂时期的细胞,要不断移动装片,在不同的视野中寻找。
【检测】某同学在用光学显微镜“观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,可观察到的现象是( )
A. 绝大多数细胞中能观察到染色体
B. 不同细胞的染色体数目可能不相等
C. 清晰地看到中心体和染色体
D. 某一细胞由中期逐渐过渡到后期
B
绝大多数细胞在间期,还有不分裂的细胞,都呈染色质。
后期开始细胞中染色体数目增倍。
洋葱细胞无中心体。
解离后的细胞为死细胞,停留在某个时期。
E.观察洋葱根尖细胞的有丝分裂分生区细胞呈正方形,多数细胞中呈紫色的染色体形态清晰
少数细胞
【检测】如图所示是关于观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验的部分操作,下列评价正确的是( )
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,b属于分生区的细胞,细胞已死亡
D. 若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原,实验现象明显
C
根尖2~3 mm的区域属于根尖分生区。
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。
分生区的细胞呈正方形,细胞经解离已死亡。
区域的细胞属于分生区细胞,其液泡较小,渗透作用不明显。
【检测】为探究丁草胺对植物细胞有丝分裂的影响,某同学用丁草胺处理植物幼苗根尖后,制成临时装片在显微镜下观察,观察细胞并计数,计算分裂指数(分裂细胞数目÷ 总细胞数目×100% ),结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
A.制作装片过程需用盐酸酒精混合液解离根尖
B.制作装片过程需要洗去解离液防止解离过度
C.为达到实验目的,应设置对照组和更多的实验组
D.随丁草胺浓度增加,抑制细胞分裂作用逐渐增强
D
因为缺乏不加丁草胺的对照组,并且只做了2个浓度的实验,实
验的浓度梯度设置太少,仅根据现有实验数据不能得出“丁草胺对根尖细胞有丝分裂有抑制作用,且随着浓度增加,抑制作用逐渐增强”的结论。
【检测】(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
D
图中没有出现细胞板,不处于末期,故没发生细胞质分离
等位基因分离发生在减数分裂过程中,胚乳细胞不能进行减数分裂,且等位基因显微镜下不可见
同源染色体分离发生在减数分裂过程中,胚乳细胞不能进行减数分裂
图中染色体均匀分布在细胞两极,可知着丝粒已经分裂,姐妹染色单体形成的染色体在分离
1.高中生物实验中洋葱的 “一材多用”
洋葱
管状叶片
鳞片叶外
表皮
根尖
绿叶中色素的提取和分离实验
1.观察植物细胞的质壁分离和复原实验
2.观察叶绿体和细胞质的流动
1.观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
2.低温诱导植物染色体数目的变化
2.酒精在生物学教材实验中的“同材异用”
酒精浓度 用途
50% 在脂肪检测中用于洗浮色
70% 在土壤小动物类群丰富度调查实验中用于杀死并保存小动物;消毒
95% 与质量分数为15%的盐酸混合用于有丝分裂实验中的解离
低温诱导染色体加倍实验中的冲洗卡诺氏液
无水乙醇 用于光合色素的提取
观察用甲紫溶液染色的洋葱表皮细胞,看不到染色体的原因是
______________________________________________________________
__________________________。
只有处于分裂状态的细胞(如分生区组织细胞)才能看到染色体,洋葱表皮细胞不进行细胞分裂
(1)观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片。( )
√
(2)观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可用甲紫溶液使其着色。( )
√
【思考】实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换?并说明原因。
不能
漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸,有利于碱性染料的着色,若二者顺序颠倒,解离液中的盐酸会影响染色的效果。
A.两种根尖都要用有分生区的区段进行制片
B.装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞
C.在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞
D.四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等,是②的4倍,③的2倍
【检测】(2022·江苏卷,T7)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后,分别制作有丝分裂装片,镜检、观察。下图为二倍体根尖细胞的照片。下列相关叙述错误的是( )。
D
【检测】(2022·广东卷,T4)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,下图表示光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是( )。
C
A.根尖解离后立即用甲紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
【检测】(2023·广东·高考真题)下列叙述中,能支持将线粒体用于生物进化
研究的是( )
A.线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律
B.线粒体DNA复制时可能发生突变
C.线粒体存在于各地质年代生物细胞中
D.线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖
B
孟德尔遗传定律适用于真核生物核基因的遗传,线粒体基因属于质基因
线粒体DNA复制时可能发生突变,为生物进化提供原材料
地球上最早的生物是细菌,属于原核生物,没有线粒体
有丝分裂是真核细胞的分裂方式,线粒体不能通过有丝分裂的方式增殖
【检测】(2022·广东·高考真题)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝
分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是( )
A.根尖解离后立即用甲紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
C
根尖解离后需要先漂洗,洗去解离液后再进行染色
需要用拇指轻轻按压载玻片,使细胞分散开,再进行观察
向左上方移动装片
$