5.1 细胞通过分裂实现增殖（分层作业）生物沪科版必修1

5.1细胞通过分裂实现增殖 目 录 A组 巩固过关 B组 能力进阶 C组 拓展培优 1．如图是某细胞进行有丝分裂的简图，据图回答： （1）图1是___________（植物/动物）细胞有丝分裂简图，其分裂顺序依次是___________（用字母和箭头表示）。 （2）图1作为一个细胞周期还缺少处于___________期的细胞简图，该时期细胞主要是进行活跃的物质准备，即进行 ___________和 ___________。 （3）染色体数目加倍发生在图___________（A/B/C/D）所示时期，其原因是___________。 （4）观察染色体的最佳时期是图________________（A/B/C/D），图B所处时期的最明显变化是___________。 （5）细胞中央出现细胞板的图示是___（A/B/C/D）。细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成___。 （6）图1的细胞分裂结束后，子细胞内含___________条染色体。 （7）DNA分子数与染色体数之比为1：1的是图__________（A/B/C/D）。 （8）图2表示细胞周期，一个完整的细胞周期可表示为 。 A．甲→乙 B．乙→甲 C．甲→乙→甲 D．乙→甲→乙 【答案】（1） 植物 B→C→A→D （2） 间 DNA复制 蛋白质合成 （3） A 每条染色体的姐妹染色单体在着丝粒部位分开，形成两组形态结构和数目相同的染色体 （4） C 核膜核仁消失、染色质高度螺旋化为染色体 （5） D 细胞壁 （6）4 （7）A、D （8）C 【分析】图1中A为后期，B为前期，C为中期，D为末期，且末期存在细胞板，该细胞为植物细胞； 图2为细胞周期示意图，a为间期，bcde分别为分裂期的各个时期。 【详解】（1）图1中末期D存在细胞板，可知为植物细胞。分裂顺序为B前期→C中期→A后期→D末期。 （2）图1包含了分裂期，对于一个细胞周期还缺少间期。间期主要进行DNA复制和蛋白质合成。 （3）染色体数目加倍发生在分裂后期A，此时每条染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分离形成两条一样的染色体，导致染色体数目加倍。 （4）观察观察染色体的最佳时期是中期C，中期的染色体形态稳定、数目清晰，便于观察。B（前期）发生的变化是：核膜、核仁消失，染色质高度螺旋化为染色体，细胞两极放出纺锤丝形成纺锤体。 （5）D（末期）细胞中央出现细胞板，细胞板扩展最终形成细胞壁，使细胞一分为二，分裂成子细胞。 （6）图1的细胞中，正常染色体数量为4条，后期短暂翻倍后为8条，分裂为子细胞后又恢复为4条。 （7）DNA分子数与染色体数之比为1：1的是后期和末期，即A、D。 （8）一个完整的细胞周期是从分裂期结束到下一个分裂期结束，所以是甲→乙→甲，C正确，ABD错误。 故选C。 2．连续增殖的细胞具有细胞周期，图1为蚕豆根尖细胞的某分裂期模式图，图2为细胞周期模式图。请据图回答。 （1）图1细胞正处于细胞分裂期的________期，此时细胞中染色单体________条。 （2）图1细胞所处的时期，在图2中位于________ A．a-b段 B．b-c段 C．c-d段 D．d-a段 （3）图1细胞后续即将发生的变化是________ A．染色体着丝粒分裂 B．着丝粒排列在赤道面 C．两组染色体移向细胞两极 D．细胞内核膜、核仁解体消失 （4）下列关于图2细胞周期各阶段的描述，正确的是________ A．a→b段是G2期，可以合成组成纺锤丝的蛋白质 B．c→d段是G1期，可以合成与DNA复制有关的酶 C．b→c段表示分裂期 D．d→a段完成DNA复制 （5）在细胞周期中，DNA复制和染色体加倍分别发生的时期是________ A．间期和前期 B．间期和后期 C．间期和间期 D．前期和末期 （6）在高等植物和动物细胞有丝分裂过程中，都会发生的变化有________ A．核膜、核仁消失 B．形成纺锤体 C．着丝粒分裂 D．出现细胞板 利用蚕豆根尖可以观察细胞有丝分裂，图3是某同学实验时拍摄的细胞分裂图。①-⑤是处于细胞周期不同时期的细胞。 （7）若检测到一个正处于分裂中期的蚕豆细胞中有24个DNA分子，则正常情况下蚕豆体细胞中的染色体数目是________。 A．12条 B．24条 C．48条 D．96条 （8）图3中的细胞①所处的时期是________。 A．间期 B．前期 C．中期 D．末期 （9）图3中的细胞②所处的时期是________。 A．间期 B．前期 C．中期 D．末期 （10）图3中的细胞③所处的时期是________。 A．间期 B．前期 C．中期 D．末期 （11）图3中的细胞④所处的时期是________。 A．前期 B．中期 C．后期 D．末期 （12）图3中的细胞⑤所处的时期是________。 A．前期 B．中期 C．后期 D．末期 （13）图3中最适合观察染色体形态和数目的细胞是________（填图中编号）。 【答案】（1） 中 8 （2）B （3）AC （4）ABCD （5）B （6）ABC （7）A （8）A （9）C （10）D （11）A （12）C （13）② 【详解】（1）图1细胞中着丝粒整齐的排列在赤道板上，细胞处于有丝分裂中期，此时细胞中染色体有4条，染色单体8条。 （2） 细胞周期分为分裂期和分裂间期，分裂间期由G1期、S期和G2期构成。由方向可知，a-b段为G2期，b-c段为M期（分裂期），c-d段为G1期，d-a段为S期，图1细胞处于有丝分裂中期，在图2中位于b-c段，B正确，ACD错误。 （3） 图1细胞此时处于有丝分裂中期，后续将进入有丝分裂后期，即将发生变化是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，AC符合题意。 （4） A、a→b段为G2期，下一时期为分裂前期（纺锤体在前期形成），G2期可以合成组成纺锤丝的蛋白质，A正确； B、c→d 段为G1 期，可以合成与 DNA 复制有关的酶，在S期进行DNA复制，B正确； C、细胞周期分为分裂期和分裂间期，分裂期时间短，分裂间期时间长，因此b→c段表示分裂期，C正确； D、d→a 段为S期，进行DNA的复制，D正确。 （5）在细胞周期中，DNA 复制发生在有丝分裂间期，染色体加倍发生在后期，B符合题意。 （6） A、高等植物和动物细胞在有丝分裂前期都会发生核膜、核仁消失，A符合题意； B、高等植物和动物细胞在有丝分裂前期都会形成纺锤体，B符合题意； C、高等植物和动物细胞在有丝分裂后期都会发生着丝粒分裂，C符合题意； D、高等植物细胞在有丝分裂末期会出现细胞板，而动物细胞没有细胞板，D不符合题意。 （7）处于分裂中期的蚕豆细胞中DNA已经发生复制，此时体细胞中有 24 个DNA 分子，则正常情况下蚕豆体细胞中含有12个DNA，12条染色体，A符合题意。 （8）细胞①中存在染色质，处于分裂间期，A符合题意。 （9）细胞②中着丝粒排列在赤道板上，所处的时期为中期，C符合题意。 （10）细胞③形成新的核膜，所处的时期为末期，D符合题意。 （11）细胞④中染色体分布散乱，所处的时期为前期，A符合题意。 （12）细胞⑤中染色体移向两极，所处的时期为后期，C符合题意。 （13） 中期染色体数目清晰、形态稳定，最适合观察染色体形态和数目，细胞②处于中期，故图3中最适合观察染色体形态和数目的细胞是②。 3．下图1中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域，图2是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的模式图。请据图回答下列问题：    （1）观察根尖有丝分裂时应选择图1中的______（填字母）区细胞，请按细胞有丝分裂过程排列图2中细胞A、B、C、D的准确顺序（用字母和箭头表示）：________________________。 （2）细胞是独立分裂的，但不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程，原因是________________________。 （3）某同学在显微镜下观察到了图2中A图像，发现了赤道板，请你评价他的观察结果：__________________。 （4）观察细胞质壁分离时可选择图1中______（填字母）区细胞。③和④过程中细胞核遗传物质______（填“发生”或“不发生”）改变。 （5）图2中C图像细胞核的变化是_______________，解释这种变化具有的意义_________________。 科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下。    （6）细胞分裂具有周期性，请在数轴上画出一个细胞周期，并用箭头和文字标出开始和结束的位置。____________。 （7）蚕豆根尖细胞分裂时，细胞周期的时间为______，分裂间期的时间为______。 【答案】（1） b B→A→D→C （2）制作装片标本时细胞经解离已经死亡 （3）观察结果不准确，赤道板只是一个位置，不是真实结构，因此赤道板是看不到的。 （4） d 不发生 基因选择性表达 （5） 核膜、核仁重建，染色体解螺旋变为染色质 细胞核将携带遗传信息的染色质与细胞的其他部分隔开，使DNA复制、转录等过程免受细胞内其它各种生命活动的干扰 （6）       （7） 19.3小时/19.3h 17.3小时/17.3h 【详解】（1）分析图1可知，根尖细胞由上到下依次是d成熟区细胞、c伸长区细胞、b分生区细胞、a根冠细胞；其中b分生区细胞可以进行有丝分裂，是观察根尖细胞有丝分裂的适宜部位。图2中A细胞着丝粒（点）排列在赤道板上，可推知A处于有丝分裂中期；B细胞染色体散乱分布在细胞中，开始形成纺锤体，可推知B处于有丝分裂前期；C细胞核膜重建，细胞中央出现细胞板，可推知C处于有丝分裂末期；D细胞中着丝粒（点）分裂，染色单体移向两极，可推知D处于有丝分裂后期，因此细胞A、B、C、D的准确顺序是B→A→D→C。 （2）在制作根尖细胞临时装片时，根尖细胞需要经过解离过程，此后细胞已经死亡，因此不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程。 （3）其观察结果不准确，因为赤道板只是人类为了观察细胞方便而假想的一个板，并不是真实存在的结构，因此无法观察到。 （4）只有具有中央大液泡的植物细胞才能在高浓度外界溶液中观察到质壁分离现象，在根尖各个区域细胞中，只有d成熟区细胞具有中央大液泡，因此可以用于观察质壁分裂现象。由图1可知，过程①细胞体积变大，可推知过程①代表细胞生长，过程②细胞数目由一个变为两个，可推知过程②代表细胞（有丝）分裂，过程③细胞体积变大，因此③代表细胞生长过程，此过程中细胞核遗传物质未改变，过程④细胞分化为成熟区细胞，在细胞分化过程中，基因发生了选择性表达，但是细胞核遗传物质没有发生改变。 （5）图2中C细胞中核膜、核仁重建，染色体逐渐解螺旋重新变为染色质。细胞核的重新出现可以将携带遗传信息的染色质与细胞的其它部分隔开，使DNA复制、转录等过程免受细胞内其它各种生命活动的干扰。 （6）连续分裂的细胞，从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。细胞周期的大部分时间处于分裂间期，约占细胞周期的90%~95%，其余时间为分裂期，分裂间期为细胞分裂做物质准备，因此分裂间期在前，分裂期在后，图中0→2表示分裂期，2→19.3表示分裂间期，19.3→21.3也表示分裂期，21.3→38.6表示分裂间期，38.6-40.6表示分裂期，因此2→21.3表示一个细胞周期，21.3→40.6表示一个细胞周期。在数轴上可表示为下图      （7）由上面分析可知，2→19.3表示分裂间期；21.3→38.6表示分裂间期，则分裂间期为19.3-2=38.6-21.3=17.3（小时）；2→21.3表示一个细胞周期，21.3→40.6表示一个细胞周期，则细胞周期为21.3-2=40.6-21.3=19.3（小时）。 4．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。 （1）据图可知，一个细胞周期所经历的时期依次是__________（用图中字母和箭头表示）。 （2）与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是__________。 （3）下列细胞中，有细胞周期的是__________。（编号选填）①根尖成熟区细胞 ②洋葱表皮细胞 ③神经细胞 ④癌细胞 ⑤干细胞 （4）细胞癌变与细胞周期调控异常有关。为了治疗癌症，常采用的方法主要有两种：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；后者抑制纺锤体的形成，主要激活检验点________，使癌细胞停滞于中期。 【答案】（1）G1→S→G2→M期 （2）染色体数目不变，核DNA数目加倍 （3）④⑤ （4） 2 4 【分析】细胞周期中的检验点有五个，检验点1主要检验DNA是否损伤，细胞外环境是否适宜，细胞体积是否足够大；检验点2主要检查DNA复制是否完成；检验点3主要是检验DNA是否损伤，细胞体积是否足够大；检验点4主要检验纺锤体组装完成，着丝点是否正确连接到纺锤体上；检验点5主要检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极。 【详解】（1）一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，依次经过G1→S→G2→M期。 （2）G2期细胞已完成DNA复制和组蛋白合成，其每条染色体含有两条染色单体，每个染色单体含有一个DNA，染色体数目不变，DNA加倍。 （3）①根尖成熟区细胞是高度分化的细胞，不再分裂，无细胞周期，①不符合题意； ②洋葱表皮细胞是高度分化的细胞，不再分裂，无细胞周期，②不符合题意； ③神经细胞是高度分化的细胞，不再分裂，无细胞周期，③不符合题意； ④癌细胞可以无限增殖，具有细胞周期，④符合题意； ⑤干细胞可以连续分裂，具有细胞周期，⑤符合题意。 故选④⑤。 （4）DNA合成阻断法是用药物特异性抑制癌细胞的DNA合成，主要激活检验点2，将癌细胞阻断在S期；分裂中期阻断法可用秋水仙素抑制纺锤体的形成，染色体不能移向两极，故主要激活检验点4，使癌细胞停滞于中期。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1细胞通过分裂实现增殖 目 录 A组 巩固过关 B组 能力进阶 C组 拓展培优 1．如图是某细胞进行有丝分裂的简图，据图回答： （1）图1是___________（植物/动物）细胞有丝分裂简图，其分裂顺序依次是___________（用字母和箭头表示）。 （2）图1作为一个细胞周期还缺少处于___________期的细胞简图，该时期细胞主要是进行活跃的物质准备，即进行 ___________和 ___________。 （3）染色体数目加倍发生在图___________（A/B/C/D）所示时期，其原因是___________。 （4）观察染色体的最佳时期是图________________（A/B/C/D），图B所处时期的最明显变化是___________。 （5）细胞中央出现细胞板的图示是___（A/B/C/D）。细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成___。 （6）图1的细胞分裂结束后，子细胞内含___________条染色体。 （7）DNA分子数与染色体数之比为1：1的是图__________（A/B/C/D）。 （8）图2表示细胞周期，一个完整的细胞周期可表示为 。 A．甲→乙 B．乙→甲 C．甲→乙→甲 D．乙→甲→乙 2．连续增殖的细胞具有细胞周期，图1为蚕豆根尖细胞的某分裂期模式图，图2为细胞周期模式图。请据图回答。 （1）图1细胞正处于细胞分裂期的________期，此时细胞中染色单体________条。 （2）图1细胞所处的时期，在图2中位于________ A．a-b段 B．b-c段 C．c-d段 D．d-a段 （3）图1细胞后续即将发生的变化是________ A．染色体着丝粒分裂 B．着丝粒排列在赤道面 C．两组染色体移向细胞两极 D．细胞内核膜、核仁解体消失 （4）下列关于图2细胞周期各阶段的描述，正确的是________ A．a→b段是G2期，可以合成组成纺锤丝的蛋白质 B．c→d段是G1期，可以合成与DNA复制有关的酶 C．b→c段表示分裂期 D．d→a段完成DNA复制 （5）在细胞周期中，DNA复制和染色体加倍分别发生的时期是________ A．间期和前期 B．间期和后期 C．间期和间期 D．前期和末期 （6）在高等植物和动物细胞有丝分裂过程中，都会发生的变化有________ A．核膜、核仁消失 B．形成纺锤体 C．着丝粒分裂 D．出现细胞板 利用蚕豆根尖可以观察细胞有丝分裂，图3是某同学实验时拍摄的细胞分裂图。①-⑤是处于细胞周期不同时期的细胞。 （7）若检测到一个正处于分裂中期的蚕豆细胞中有24个DNA分子，则正常情况下蚕豆体细胞中的染色体数目是________。 A．12条 B．24条 C．48条 D．96条 （8）图3中的细胞①所处的时期是________。 A．间期 B．前期 C．中期 D．末期 （9）图3中的细胞②所处的时期是________。 A．间期 B．前期 C．中期 D．末期 （10）图3中的细胞③所处的时期是________。 A．间期 B．前期 C．中期 D．末期 （11）图3中的细胞④所处的时期是________。 A．前期 B．中期 C．后期 D．末期 （12）图3中的细胞⑤所处的时期是________。 A．前期 B．中期 C．后期 D．末期 （13）图3中最适合观察染色体形态和数目的细胞是________（填图中编号）。 3．下图1中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域，图2是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的模式图。请据图回答下列问题：    （1）观察根尖有丝分裂时应选择图1中的______（填字母）区细胞，请按细胞有丝分裂过程排列图2中细胞A、B、C、D的准确顺序（用字母和箭头表示）：________________________。 （2）细胞是独立分裂的，但不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程，原因是________________________。 （3）某同学在显微镜下观察到了图2中A图像，发现了赤道板，请你评价他的观察结果：__________________。 （4）观察细胞质壁分离时可选择图1中______（填字母）区细胞。③和④过程中细胞核遗传物质______（填“发生”或“不发生”）改变。 （5）图2中C图像细胞核的变化是_______________，解释这种变化具有的意义_________________。 科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下。    （6）细胞分裂具有周期性，请在数轴上画出一个细胞周期，并用箭头和文字标出开始和结束的位置。____________。 （7）蚕豆根尖细胞分裂时，细胞周期的时间为______，分裂间期的时间为______。 4．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。 （1）据图可知，一个细胞周期所经历的时期依次是__________（用图中字母和箭头表示）。 （2）与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是__________。 （3）下列细胞中，有细胞周期的是__________。（编号选填）①根尖成熟区细胞 ②洋葱表皮细胞 ③神经细胞 ④癌细胞 ⑤干细胞 （4）细胞癌变与细胞周期调控异常有关。为了治疗癌症，常采用的方法主要有两种：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；后者抑制纺锤体的形成，主要激活检验点________，使癌细胞停滞于中期。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1细胞通过分裂实现增殖 1．（1） 植物 B→C→A→D （2） 间 DNA复制 蛋白质合成 （3） A 每条染色体的姐妹染色单体在着丝粒部位分开，形成两组形态结构和数目相同的染色体 （4） C 核膜核仁消失、染色质高度螺旋化为染色体 （5） D 细胞壁 （6）4 （7）A、D （8）C 2．（1） 中 8 （2）B （3）AC （4）ABCD （5）B （6）ABC （7）A （8）A （9）C （10）D （11）A （12）C （13）② 3．（1） b B→A→D→C （2）制作装片标本时细胞经解离已经死亡 （3）观察结果不准确，赤道板只是一个位置，不是真实结构，因此赤道板是看不到的。 （4） d 不发生 基因选择性表达 （5） 核膜、核仁重建，染色体解螺旋变为染色质 细胞核将携带遗传信息的染色质与细胞的其它部分隔开，使DNA复制、转录等过程免受细胞内其它各种生命活动的干扰 （6）       （7） 19.3小时/19.3h 17.3小时/17.3h 4．（1）G1→S→G2→M期 （2）染色体数目不变，核DNA数目加倍 （3）④⑤ （4） 2 4 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $