【生物】2020届一轮复习人教版细胞的增殖学案 16页

‎2020届 一轮复习 人教版 细胞的增殖 学案 见《自学听讲》P71‎ 学科素养 课程标准 学习指导 ‎1.生命观念:结构与功能观,细胞通过不同的方式进行分裂,其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。‎ ‎2.科学思维:模型建构,建构有丝分裂过程中染色体和DNA的数量变化模型,描述在有丝分裂过程中动植物细胞结构的规律性变化。‎ ‎3.科学探究:实验思路与分析,模拟探究细胞大小与物质运输的关系,体验制作装片并观察根尖分生组织细胞的有丝分裂过程。‎ ‎4.社会责任:运用细胞增殖原理解释日常生活中的现实问题。‎ ‎1.简述细胞的生长和增殖。‎ ‎2.描述细胞有丝分裂和无丝分裂的过程。‎ ‎3.使用显微镜观察细胞的有丝分裂并概述其过程。‎ ‎4.模拟探究细胞大小与物质运输的关系,探讨细胞不能无限长大的原因。‎ ‎1.通过探究细胞大小与物质运输效率之间的关系,理解细胞不能无限长大的原因。‎ ‎2.结合各种有丝分裂细胞周期图,正确理解细胞周期的概念。‎ ‎3.结合动植物细胞有丝分裂模式图,理解有丝分裂的过程,明确染色体、DNA和染色单体的行为变化,并归纳动植物细胞有丝分裂的异同。‎ 细胞不能无限长大 ‎　　1.　细胞分裂　能使细胞的数量增多,细胞的生长增大了细胞的体积;　表面积　与体积的关系限制了细胞的长大。细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输效率就越　低　。  ‎ ‎2.一般来说,细胞核中的　DNA　不会随着细胞体积的扩大而增加。如果细胞太大,细胞核的“负担”就会过重。  ‎ 有丝分裂 ‎　　1.细胞周期 观察染色体的形态与数目的最佳时期是　分裂中期　,原因是染色体　形态稳定,数目清晰,便于观察　。  ‎ ‎2.动植物细胞有丝分裂的不同点主要发生在分裂的　前期和末期　两个时期,主要体现在　纺锤体　的形成方式和产生子细胞的方式不同。 ‎ ‎3.细胞增殖及有丝分裂的意义:细胞增殖是生物体生长、发育、　繁殖和遗传　的基础。细胞有丝分裂过程中,亲代细胞的染色体经复制后平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了　遗传性状　的稳定性。 ‎ 无丝分裂 ‎　　无丝分裂的过程是　细胞核　先延长,且中部向内凹陷,缢裂为二,接着　整个细胞　也从中部缢裂为二,从而形成两个子细胞。特点是分裂过程中没有出现　染色体和纺锤丝　的变化。举例:蛙的红细胞。 ‎ ‎　　1.细胞周期概念的理解 ‎(1)不是所有细胞都有细胞周期,处于连续分裂状态的细胞才有,高度分化的细胞不具有。‎ ‎(2)细胞周期的起点是一次分裂完成时,终点是下一次分裂完成时,包括先后进行的分裂间期和分裂期,分裂间期所占的时间比分裂期长得多。‎ ‎(3)一个细胞完成一个细胞周期后即将进入的三种可能状态:继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。‎ ‎(4)同一个体中,细胞类型不同细胞周期长短也不同。‎ ‎　　2.无丝分裂和原核细胞的增殖方式 ‎ 虽然无丝分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化,但DNA也需要复制并平均分配。无丝分裂是真核细胞的分裂方式,原核细胞的主要分裂方式是二分裂,不存在无丝分裂。‎ ‎　　3.不能正确分辨有丝分裂过程中的“变化”‎ ‎(1)染色体经过复制后,形成的两条染色单体由一个着丝点连接,仍为一条染色体。两条染色单体完全相同(不考虑变异),称为姐妹染色单体。‎ ‎(2)染色体的数目是根据着丝点的数目来计数的,有几个着丝点就有几条染色体。‎ ‎(3)有丝分裂过程中,各个时期都有同源染色体存在,但它们既不配对也不分开。‎ ‎(4)染色体的形态、结构、数目和行为的变化 ‎①染色体的形态变化 ‎②染色体的结构变化 ‎③染色体的数目变化:2n→4n→2n,核DNA数量由2n→4n→2n,染色单体数量由0→4n→0,染色单体数可能为零。分裂间期虽然没有染色体,但其是以染色质的状态存在的。‎ ‎④染色体的行为变化 主要指染色体的位置移动,可分为两个阶段。第一阶段,染色体向细胞中央集中,直至所有染色体的着丝点都排列于赤道板平面上;第二阶段,着丝点断裂,姐妹染色单体分开,分别向细胞的两极移动直至移动到细胞的两极,着丝点断裂不是纺锤丝牵引的结果。‎ ‎　　4.观察有丝分裂实验的几个易错点 ‎(1)不清楚“解离”的作用原理,误认为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程。‎ ‎(2)不清楚细胞具有的相应结构,误认为赤道板也能观察到。‎ ‎(3)对取材原理不清楚,误认为根尖任何部位的细胞都可以作为观察对象,实际上只有分生区细胞才可以作为观察对象。一般在上午10时至下午2时剪取根尖进行实验,此时间段的洋葱根尖分生区细胞分裂旺盛,处于分裂期的细胞较多。‎ ‎(4)视野中,处于某时期细胞数目与该时期在细胞周期中所占时间长短呈正相关。‎ ‎(5)对显微镜的使用方法不熟悉。观察时,应先用低倍镜观察,再转换高倍镜观察,切忌直接使用高倍镜。‎ 见《自学听讲》P72‎ 细胞生长和细胞增殖的周期性 ‎　　1.细胞生长 ‎(1)模拟探究实验 ‎①细胞模型:不同大小的琼脂块。‎ ‎②物质运输效率表示法: ‎③检测原理:酚酞遇NaOH呈紫红色。‎ ‎(2)细胞不能无限长大的原因 ‎①细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输效率就越低,因而限制了细胞的长大。‎ ‎②细胞核是细胞的控制中心,细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加。如果细胞太大,会造成细胞核负担过重。‎ ‎　　2.细胞周期的同步化 ‎(1)秋水仙素阻断法:在细胞培养液中添加适量的秋水仙素,能够抑制纺锤体的形成,阻止染色体移向两极,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被阻断在后期。‎ ‎(2)DNA合成阻断法:通过抑制DNA合成将细胞同步于同一时期的方法。高浓度TdR(胸腺嘧啶核苷)可以抑制DNA的合成,而不影响其他时期细胞的运转,最终可将细胞群阻断在S 期或G1 /S 交界处,使细胞同步化。实验测得体外培养的某动物细胞的细胞周期各阶段时间(单位:h)如下表所示:‎ 周期 G1‎ S G2‎ M 合计 时长(h)‎ ‎10‎ ‎7‎ ‎3.5‎ ‎1.5‎ ‎22‎ ‎　　若在上述细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂,处于S期的细胞立刻被抑制,再培养15 h,则其余细胞都将被抑制在G1/S期交界处;去除抑制剂,更换新鲜培养液,细胞将继续沿细胞周期运行,在所有细胞达到G1期终点前,再加入DNA合成抑制剂,则全部细胞都被阻断在G1/S期交界处,即实现细胞周期同步化。S期的启动需要一种蛋白质分子作为启动信号,这种蛋白质在S期之前合成并存在于S期全过程。若将S期和G1期细胞融合,则G1期细胞进入S期的时间将提前。‎ ‎　　1.判断一个完整细胞周期的方法 ‎(1)细胞周期以分裂间期为起点,而不能以分裂期为起点。‎ ‎(2)分裂间期的时间远远长于分裂期。‎ ‎(3)核DNA数量加倍的时间在细胞分裂间期,染色体数目加倍的时间在分裂期。‎ ‎　　2.对细胞周期的理解 ‎(1)不同种类生物的细胞周期有很大差别。‎ ‎(2)观察细胞分裂过程中染色体形态、数目的变化时,应选择细胞周期短、分裂期相对较长的细胞;由于分裂间期远比分裂期长,视野中处于间期的细胞数目更多。‎ ‎ (3)分裂产生的子细胞的三种去向 ‎①继续分裂:始终处于细胞周期中,保持连续分裂状态,如动物造血干细胞、植物形成层细胞等。‎ ‎②暂不分裂:仍具分裂能力,在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂,如记忆细胞等。‎ ‎③不再分裂(细胞分化):失去分裂能力,分化为其他组织、器官或细胞,如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞等。‎ ‎　　3.与细胞周期相联系的重要知识点 ‎(1)基因突变:在细胞分裂间期,DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错,即发生基因突变。‎ ‎(2)染色体变异:在细胞分裂前期,秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成,使多倍体细胞出现。‎ ‎(3)细胞癌变:药物作用于癌细胞的分裂间期,使其DNA分子不能复制,可抑制癌细胞的无限增殖。‎ 例1　将一块3 cm×3 cm×6 cm的含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的正方体。将3块琼脂块放在装有NaOH溶液的烧杯内,淹没浸泡10分钟。下列说法错误的是(　　)。‎ A.随着琼脂块的增大,NaOH溶液扩散速率不变 B.随着琼脂块的减小,琼脂块中变红的体积增大 C.随着琼脂块的减小,琼脂块的表面积与体积之比增大 D.随着琼脂块的增大,琼脂块中变红的体积所占的比例减小 解析　相同时间内大小不同的琼脂块上NaOH溶液扩散的深度相同,即NaOH溶液扩散速率相同,A项正确;随着琼脂块的增大,琼脂块中变红的体积增大,B项错误;随着琼脂块的减小,琼脂块的表面积与体积之比增大,C项正确;随着琼脂块的增大,琼脂块中变红的体积所占的比例减小,D项正确。‎ 答案　B 例2　(2018年唐山模拟)下图表示细胞周期,下列叙述不正确的是(　　)。‎ ‎　　‎ A.按箭头所示方向由a→a或由b→b表示一个细胞周期 B.染色体的平均分配发生于a→b段 C.细胞中核DNA含量的加倍发生在b→a段 D.将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可以治疗癌症 解析　连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。据图可知,a→b段为细胞分裂期,b→a段为分裂间期,故细胞周期可以表示为b→b,a→a则不能表示一个细胞周期,A项错误;染色体平均分配发生在细胞分裂的后期,即a→b段,B项正确;b→a段为细胞分裂间期,该时期完成DNA的复制,细胞中核DNA含量加倍,C项正确;将癌细胞的细胞周期阻断在细胞分裂间期,即b→a段,可抑制癌细胞的增殖,能达到治疗癌症的目的,D项正确。‎ 答案　A 有丝分裂 ‎1.有丝分裂中相关物质和结构的变化规律 ‎(1)有丝分裂中相关结构的变化规律 细胞结构 变化规律 纺锤体 形成(前期)→消失(末期)‎ 核膜、核仁 消失(前期)→重建(末期)‎ 中心体 倍增(间期)→移向两极(前期)→平均分配(末期)‎ ‎(2)有丝分裂过程中的“加倍”‎ 成分或结构 时期 原因 核DNA 间期 DNA复制 染色体 后期 着丝点分裂 中心体 间期 中心体复制 细胞核 末期 新核膜已经形成,细胞质尚未分裂 ‎(3)与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 细胞器名称 细胞类型 作用时期 生理作用 核糖体 动植物 间期(主要)‎ 有关蛋白质的合成 中心体 动物、低等植物 前期 纺锤体的形成 高尔基体 植物 末期 细胞壁的形成 线粒体 动植物 整个细胞周期 提供能量 ‎　　(4)染色体的形态和计数 ‎①染色体的形态:一条染色体包含一个着丝点b和1~2个臂a、c(染色体的臂有长有短,着丝点的位置可位于染色体的不同部位)。如图1所示。‎ ‎②染色体计数:计算染色体的数目时,以着丝点的数目为依据,有一个着丝点,就是一条染色体。如图2所示。‎ ‎(5)核DNA、染色体及染色单体数目变化规律(以二倍体为例):‎ 间期 前期 中期 后期 末期 染色体 ‎2N ‎2N ‎2N ‎4N ‎4N→2N 染色单体 ‎0→4N ‎4N ‎4N ‎0‎ ‎0‎ 核DNA ‎2N→4N ‎4N ‎4N ‎4N ‎4N→2N ‎(6)一个细胞中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 ‎①a→b、l→m变化原因都是DNA分子复制。‎ ‎②g→h、n→o变化原因都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,形成子染色体。‎ ‎③染色单体在细胞周期中的起点数目为0,终点也为0。‎ ‎　　2.细胞有丝分裂过程中典型图形所处时期的识别技巧 图1为间期,与图2前期的主要区别是前期出现纺锤体;图3中期一般容易识别,染色体的着丝点排列在赤道板上,实际上着丝点基本处于一个平面上,图3是从侧面观察到的,所有着丝点画在一条线上;图4后期与图5末期的区别主要看图中的核膜与细胞板,染色体用圆圈圈定的及细胞中央有一线条的(如图5)为末期。严格意义上的末期是从子染色体到达两极开始至形成两个子细胞为止,此期的主要过程是子细胞核的形成和细胞质的分裂。‎ ‎　　3.动植物细胞有丝分裂的区别 比较项目 动物细胞 植物细胞 前期纺锤体的形成方式 中心体发出星射线,形成纺锤体 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 末期细胞质的分裂方式 细胞膜从中部向内凹陷,细胞缢裂成两部分 赤道板位置出现细胞板,并扩展形成新的细胞壁,细胞一分为二 有丝分裂中DNA含量变化曲线的两种变式(方法模型)‎ ‎1.学会图文转换 ‎(1)图2表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线,图中ef段表示分裂间期,fg段表示含有姐妹染色单体的时期,即有丝分裂的前期和中期,hi段表示有丝分裂的后期和末期。‎ ‎(2)图3是图2的变式,在有染色单体时,染色体与核DNA数目之比为1∶2,不存在染色单体的时期,染色体数与核DNA数之比为1∶1。图中AC段表示分裂间期,CD段表示有丝分裂前期和中期,EF段为有丝分裂的后期和末期。‎ ‎(3)图2和图3还可表示减数分裂过程中染色体数与核DNA含量变化曲线图,其中fg(CD)段表示减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期。‎ ‎2.应用方法技巧 ‎ ‎(1)分析DNA分子含量变化曲线时,要看清纵坐标代表的含义是细胞核中DNA分子含量变化、每条染色体上DNA含量变化,还是染色体与核DNA数的比值。‎ ‎(2)解答此类问题时,要注意分析曲线变化的原因,并能与细胞分裂的各个时期相对应。熟记各时期染色体、核DNA和染色单体的数量关系是解题的关键。‎ 例3　(2018年成都模拟)图1表示细胞有丝分裂不同时期染色体数与核DNA数比例的变化关系;图2、图3分别表示高等动物甲、高等植物乙细胞有丝分裂的部分图像。请回答下列问题:‎ ‎(1)细胞增殖包括　　　　和细胞分裂整个连续的过程。 ‎ ‎(2) 图1中AD段完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有　　　　　　　　　。EF段形成的原因是　　　　　　　　。图2、图3分别处于图1中的　　　　、　　　　(填字母)段。 ‎ ‎(3)图2细胞的下一时期,细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA数等于　　　　　　　　　　。与图2相比,此时期乙植物细胞有丝分裂的主要区别为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)图3结构H为　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 解析　(1)细胞的增殖包括物质准备和细胞分裂两个过程。细胞增殖是生物体的一项重要生命活动,是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。(2)因细胞在AD段完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,所以细胞在此时期表现为适度生长;据图分析可知,EF段形成的原因是着丝点分裂;图2、图3分别处于有丝分裂的中期和末期,故对应图1 的DE段和FG段。(3)图2细胞的染色体均由纺锤丝牵引,为中期,下一时期为后期,后期细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA数等于1∶0∶1。与甲动物细胞相比,此时期乙植物细胞有丝分裂的主要区别为纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成。(4)图3结构H为细胞板,其作用是由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁。‎ 答案　(1)物质准备　(2)适度生长　着丝点分裂　DE　FG　(3)1∶0∶1　纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成　(4)细胞板　由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁 例4　(2018年济南模拟)图甲为细胞核及其周围部分结构示意图;图乙为有丝分裂过程中一个细胞核中DNA含量变化曲线。下列相关叙述正确的是(　　)。‎ A.图甲中结构③的数目在图乙的ab区间加倍 B.图甲中的结构④⑤在图乙中的de区间开始消失 C.细菌不具有图甲所示结构,但细菌分裂过程中也会出现DNA复制 D.图乙中染色体与DNA数目之比为1∶1的时期在cd和hi区间 解析　图甲中结构③为染色体(质),图乙的ab区间为分裂间期,此时细胞中主要进行染色体的复制,但染色体数目不变,A项错误;图甲中④为核仁,⑤为核膜,两者在分裂前期逐渐解体消失,即图乙中的bc或gh区间,B项错误;细菌属于原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,即不具有图甲所示结构,但细菌分裂过程中也会出现DNA复制,C项正确;图乙中de和ij区间代表有丝分裂后期,且染色体与DNA数目之比为1∶1,D项错误。‎ 答案　C ‎(实验)观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 ‎　　1.实验原理 ‎(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。‎ ‎(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(如龙胆紫溶液)染成深色。‎ ‎(3)由于各个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显微镜观察细胞内染色体的存在状态,判断处于不同分裂时期的细胞。‎ ‎　　2.实验材料的选择 ‎(1)类型:选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料。‎ ‎(2)部位:应选分裂旺盛的部位(如根尖的分生区)。‎ ‎(3)时间:在分裂旺盛的时候进行实验。‎ 本实验一般选择生长旺盛、带有分生区的洋葱根尖,且一般在上午10时至下午2时进行实验,此时洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多。‎ ‎　　3.关于实验的深度思考 ‎(1)取材时为什么只能剪2~3 mm,而不能过长?‎ 提示　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)解离和染色时间要严格控制的原因是什么?‎ 提示　①若解离时间太短,则压片时细胞不易分散开;时间过长,则细胞分离过度、过于酥软,无法取出根尖进行染色和制片。②若染色时间太短,则染色体不能完全着色;若染色时间过长,则使细胞核等其他部位充满染色剂,无法分辨染色体。‎ ‎(3)实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换?说明原因。‎ 提示　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,则解离液中的盐酸会影响染色的效果。‎ ‎(4)在制片时两次用到载玻片,作用分别是什么?‎ 提示　第一次是放置根尖;第二次是在盖玻片上加一片载玻片,然后用拇指轻轻按压,目的是使细胞均匀分散,避免压碎盖玻片。‎ ‎(5)为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察?如何才能找到细胞有丝分裂各个时期的细胞?‎ 提示　①解离过程中细胞已经死亡,观察到的只是一个固定时期。②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。‎ ‎(6)使细胞分散开的操作措施有哪三种?‎ 提示　①解离;②用镊子尖弄碎根尖;③用拇指按压载玻片。‎ ‎　　1.巧记有丝分裂各个时期的特点 时期 口诀 注释 间期 D复蛋合单体现 DNA复制,蛋白质合成,染色单体出现 前期 两消两现一散乱 核膜、核仁消失,染色体、纺锤体出现,染色体的着丝点散乱排列 中期 丝牵点排赤道板 纺锤丝牵引着丝点排列在赤道板上 后期 点裂体增移两端 着丝点分裂,染色体加倍,且在纺锤丝的牵引下移向细胞两极 末期 两消两现与前反 染色体、纺锤体消失,核膜、核仁重新出现 ‎　　2.要计算细胞周期中某时期的时间长短,则可利用以下式子进行计算:‎ 某时期的时间=细胞周期的时间×‎ 例5　用不同浓度的药物X处理洋葱根尖分生区细胞若干天后,分别制片观察统计有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)=分裂期细胞数/观察细胞数×100%],结果如图所示,相关叙述正确的是(　　)。‎ A.药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%,是由于大多数细胞没有进入细胞周期 B.制作装片过程中使用解离液的主要目的是固定细胞的形态 C.高浓度的药物X严重抑制根尖分生区细胞有丝分裂 D.细胞分裂间期开始时与分裂结束时相比,物质运输效率相同 解析　药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%,是由于只有少数细胞处于分裂期,而大多数细胞处于分裂间期,而不是没有进入细胞周期;解离的主要目的是将植物细胞分离开来;图中显示随着药物X浓度的增大,有丝分裂指数逐渐减小,即处于分裂期的细胞数逐渐减少,这说明药物X抑制细胞的有丝分裂;细胞分裂间期开始时细胞的体积略微增大,与分裂结束时相比,细胞的相对表面积较小,物质的运输效率较低。‎ 答案　C 例6　为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂,某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞有丝分裂和种子萌发影响的实验探究,结果如表。请回答:‎ 可可碱浓度 ‎(mmol/L)‎ 根尖细胞有丝分裂 种子发 芽率(%)‎ 有丝分裂 指数(%)‎ 分裂期细胞占比(%)‎ 前期和 中期 后期和 末期 ‎0‎ ‎3.73‎ ‎3.04‎ ‎0.69‎ ‎81.5‎ ‎0.1‎ ‎2.90‎ ‎2.16‎ ‎0.74‎ ‎68.1‎ ‎0.5‎ ‎2.10‎ ‎1.72‎ ‎0.38‎ ‎18.6‎ ‎1.0‎ ‎1.96‎ ‎1.72‎ ‎0.24‎ ‎2.3‎ ‎　　注:有丝分裂指数=分裂期细胞数/观察细胞的总数×100%‎ ‎(1)本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片,制作过程中根尖解离需要用到的试剂是　　　　　　　　　。下图为显微镜下观察到的部分细胞图像,箭头所指的细胞处于分裂期的　　　　期。 ‎ ‎(2)实验结果显示,与对照组相比,当可可碱浓度达到1.0 mmol/L时,在分裂期的细胞中,后期和末期的细胞数目相对　　　　　　。产生这种结果的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,导致染色体无法移向细胞两极。  ‎ ‎(3)实验结果表明,随着可可碱浓度的升高,种子发芽率　　　　　　。为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因,某同学提出假设:可可碱会降低种子中赤霉素的水平。现欲通过实验检验上述假设,请写出实验设计的基本思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ‎ 解析　(1)制作根尖细胞有丝分裂装片过程中根尖解离需要用到的试剂是盐酸和酒精,图中箭头所指的细胞中染色体的着丝点排列在赤道板上,处于分裂期的中期。(2)实验数据中可可碱浓度达到1.0 mmol/L时,在分裂期的细胞中,后期和末期的细胞数目占比为0.24%,而对照组为0.69%。产生这种结果可能的原因是可可碱能够抑制纺锤体的形成,导致染色体无法移向细胞两极。(3)实验结果表明,随着可可碱浓度的升高,种子发芽率降低。可通过测定种子中的赤霉素的含量来验证假设。该实验的自变量应为一定浓度梯度的可可碱溶液,实验结果(因变量)为种子中赤霉素的含量。实验设计的基本思路为以不同浓度的可可碱分别处理多组等量的鬼针草种子,在其他条件相同且适宜的环境中培养一段时间后,测定各组种子中赤霉素的含量,分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系。‎ 答案　(1)盐酸和酒精　中　(2)减少　可可碱能够抑制纺锤体的形成　(3)降低　以不同浓度的可可碱处理鬼针草种子,一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量,分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系 ‎1.(2018年全国Ⅰ高考)已知药物X对细胞增殖有促进作用,药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组,分别置于培养液中培养,培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物),每隔一段时间测定各组细胞数,结果如图所示。据图分析,下列相关叙述不合理的是(　　)。‎ A.乙组加入了药物X后再进行培养 B.丙组先加入药物X,培养一段时间后加入药物D,继续培养 C.乙组先加入药物D,培养一段时间后加入药物X,继续培养 D.若药物X为蛋白质,则药物D可能改变了药物X的空间结构 解析　根据图示,相同时间内,乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组,由于甲组未加药物,且药物X对细胞增殖有促进作用,所以甲组为对照组,乙组和丙组为加入药物X组,丙组后半段的细胞数目低于乙组,药物D可抑制药物X的作用,说明丙组培养一段时间后又加入了药物D,因此乙组加入了药物X,丙组先加入药物X,后加入药物D,故A、B项正确,C项错误;若药物X为蛋白质,药物D可抑制药物X的作用,则药物D可能改变了药物X的空间结构,使得药物X失去活性,D项正确。 ‎ 答案　C ‎2.(2017年全国Ⅰ高考)下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是(　　)。‎ A.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D.斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色 解析　细胞膜具有选择透过性,而台盼蓝染色剂是细胞不需要的有机物,若细胞膜完整,则台盼蓝无法进入细胞,而细胞膜被破坏后台盼蓝可以进入,A项正确;氨基酸不含有肽键,而双缩脲试剂是用来检测蛋白质中的肽键的,B项错误;要观察细胞中的染色体,可以用醋酸洋红液或龙胆紫溶液或改良的苯酚品红溶液染色,C项正确;斐林试剂是碱性溶液,含有Cu2+,葡萄糖具有还原性,斐林试剂与葡萄糖在水浴加热下可生成砖红色的氧化亚铜沉淀,D项正确。‎ 答案　B ‎3.(2017年全国Ⅲ高考)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)。 ‎ 答案　(1)分裂　间(或答:S或GIS)　(2)纺锤体形成　不会　(3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成,为分裂期准备物质 见《高效训练》P29‎ ‎1.在真核生物的细胞周期中,核膜有规律地解体和重建。观察核膜被3H标记的变形虫的一个细胞周期,发现分裂期形成许多带放射性的单层小囊泡,分裂完成后,原有的放射性标记全部平均分配到大小与亲代细胞核基本相等的两个子细胞的核膜中。下列相关分析中正确的是(　　)。‎ A.核膜在间期裂解为许多小膜泡 B.子细胞的核膜完全来自旧的核膜碎片 C.末期在核膜重建过程中,某些部位会发生内外膜的融合 D.分裂过程中放射性的小囊泡随机分配到细胞两极 解析　核膜是在有丝分裂前期解体的,A项错误;细胞分裂完成后,子细胞核与母细胞核大小相近,故子细胞的核膜不是只来自旧的核膜碎片,应含有新的成分,B项错误;‎ 在由单层小囊泡相互融合以重建核膜的过程中,必然进行着核孔的构建,核孔部位的内外膜是相互融合的,C项正确;由题干“分裂完成后,原有的放射性标记全部平均分配到大小与亲代细胞核基本相等的两个子细胞的核膜中”可知,要达到原有核膜的“平均分配”,必然会有某种特定的、严格的机制进行分配,而不是随机地分配到细胞两极,D项错误。‎ 答案　C ‎2.下图表示动物细胞分裂各阶段染色体数与核DNA数的比例关系(用实线表示)和细胞质中mRNA含量的变化(用虚线表示)。下列分析合理的是(　　)。‎ A.a、c阶段活动旺盛的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 B.c、d段存在姐妹染色单体,d、e之间的比例关系改变是由着丝点分裂引起的 C.c阶段细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 D.b阶段原癌基因发生突变的频率增加,一旦原癌基因发生突变就会导致细胞癌变 解析　本题旨在考查细胞分裂的相关知识。a表示G1期,c表示G2期,细胞主要进行RNA和蛋白质的合成,细胞中活动旺盛的细胞器有核糖体、线粒体,A项错误;c时期已经出现了姐妹染色单体,d时期每条染色体上都含有2个DNA分子,存在姐妹染色单体,而e时期每条染色体上只含一个DNA分子,所以d、e之间的比例关系改变是由着丝点分裂、姐妹染色单体分离引起的,B项正确;动物细胞由中心体发出星射线形成纺锤体,C项错误;b阶段表示DNA的复制,此时期原癌基因发生突变的频率增加,但是基因突变不一定会导致细胞癌变,D项错误。‎ 答案　B ‎3.(2018年黄冈质检)下面是某动物细胞有丝分裂模式图,有关叙述错误的是(　　)。‎ A.上述细胞有丝分裂的顺序是甲→丁→乙→丙 B.乙图细胞中染色体、染色单体、DNA的数量比为8∶8∶8‎ C.丁时期开始出现染色体,丙时期染色体转变成染色质 D.丁时期的细胞中含有四对姐妹染色单体 解析　上述细胞有丝分裂的顺序是甲(间期)→丁(前期)→乙(后期)→丙(末期),A项正确;乙图中不含染色单体,B项错误;前期染色质螺旋缩短、变粗形成染色体,末期染色体解螺旋成为染色质,C项正确;丁时期的细胞中有四条染色体,每条染色体上有一对姐妹染色单体,D项正确。‎ 答案　B ‎4.(2018年宜昌月考)下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖分生区细胞的细胞周期各阶段时间。‎ 周期 G1‎ S G2‎ M 合计 时间(h)‎ ‎1.3‎ ‎2.7‎ ‎2.9‎ ‎0.6‎ ‎7.5‎ 下列叙述正确的是(　　)。‎ A.胡萝卜根尖分生区处于G2期的细胞数目最多 B.用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后,细胞都被阻断在S期 C.G2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体,导致染色体数目加倍 D.胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同,但G1、S、G2和M期的时间长短不同 解析　表中信息显示,胡萝卜根尖分生区细胞的细胞周期中,G2期所占时间最长,因此处于该时期的细胞数目最多,A项正确;用含DNA合成抑制剂的培养液培养细胞,细胞中DNA复制被抑制,但已经完成复制的G2期和M期的细胞不能被阻断,B项错误;复制后的染色体含有染色单体,但染色体数目不变,C项错误;同一个体不同组织的细胞周期时间长短存在差异,D项错误。‎ 答案　A ‎5.某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料,开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题:‎ ‎(1)将剪取的芹菜幼根置于2 mmol/L的8-羟基喹啉溶液中处理,以提高根尖细胞中有丝分裂的　　　　　　期细胞的比例,便于染色体观察、计数。 ‎ ‎(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞,目的是　　　　　　　　　　　　。再用低浓度的KCl处理一段时间,使细胞适度膨胀,便于细胞内的　　　　　更好地分散,但处理时间不能过长,以防细胞　　　　　　。 ‎ ‎(3)图1是　　　　　　细胞的染色体,判断的主要依据是　　　　　　。 ‎ ‎(4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的　　　　　进行人工配对;根据图1、图2能确定该品种细胞中未发生的变异类型有　　　　(填下列序号)。 ‎ ‎①基因突变　②单体　③基因重组　④三体 解析　 (1)有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期。(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故用纤维素酶和果胶酶混合液,能去除根尖、花粉母细胞的细胞壁,使组织间细胞相互分离开来。由于根尖、花粉母细胞已被除去细胞壁,则在低浓度的KCl溶液中,会吸水适度膨胀,使细胞内染色体更好地分散。但处理时间不能过长,否则无细胞壁的细胞会吸水涨破。(3)图1是花粉母细胞的染色体,判断的主要依据是同源染色体联会。(4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的同源染色体进行人工配对;由于光学显微镜下不能观察到基因突变和基因重组,故不能判断是否发生了上述变异,根据图1、图2细胞中染色体数目正常能确定该品种细胞中未发生的变异类型有②④。‎ 答案　(1)中　(2)去除细胞壁(使细胞分离)　染色体　吸水涨破　(3)花粉母　同源染色体联会　(4)同源染色体　②④‎ ‎6.下面图1和图2分别表示某一生物体内细胞有丝分裂过程中某一时期的图像与有丝分裂过程中每条染色体上DNA数目变化的图解,其中字母表示时间点,O→F时间段表示一个完整的细胞周期。请据图回答问题:‎ ‎(1)图1所示的细胞变化发生在图2中的　　　　　　时间段。(用字母和箭头表示) ‎ ‎(2)O→B时间段为细胞有丝分裂的　　　　期,此时细胞内发生的活动主要是　　　　　　　　和　　　　　　　　　　,其中后者的发生与核糖体有直接关系。  ‎ ‎(3)观察植物细胞有丝分裂的实验中,需要用到的碱性染料是　　　　　　;持续观察图1所示的细胞,　　　　(填“能”或“不能”)观察到下一个时期。  ‎ ‎(4)图中B→C时间段细胞核DNA、染色体与染色单体数目比例为　　　　　　,这种比例将持续到图2的　　点才开始变化。  ‎ ‎(5)观察染色体的形态、数目的最佳时期是图2中的　　　　　　。(用字母和箭头表示)  ‎ 解析　(1)图1表示有丝分裂后期,与图2中的D→E时间段对应。(2)O→B时间段为细胞有丝分裂的间期,此时细胞内发生的主要变化是DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。(3)观察植物细胞有丝分裂实验中,需要用到的碱性染料是醋酸洋红液或龙胆紫溶液;持续观察图1所示的细胞,不能观察到下一个时期,因为在解离阶段细胞已死亡。(4)图中B→C时间段表示分裂前期,此时细胞核DNA、染色体与染色单体数目比例为2∶1∶2,中期时这个比例与前期相同,后期由于着丝点的分裂,染色单体为0,此比例发生改变,图2中D→E时间段为后期。(5)观察染色体的形态、数目的最佳时期是中期,即图2中的C→D时间段。‎ 答案　(1)D →E　(2)间　DNA分子的复制　有关蛋白质的合成　(3)醋酸洋红液或龙胆紫溶液或改良的苯酚品红溶液　不能　(4)2∶1∶2　D　(5)C→D ‎7.(2018年黄冈质检)在观察根尖分生区细胞的有丝分裂实验中,下列处理及其目的恰当的是(　　)。‎ A.选择根尖2~3 mm作为实验材料,是因为该区域大多数细胞处于分裂期 B.用盐酸和酒精混合液解离细胞,使细胞破裂有利于染色剂进入 C.染色后需要用清水洗去浮色然后观察 D.如果在一个视野中不能看全各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找 解析　选择根尖2~3 mm作为实验材料,是因为该区域含有分生区,分生区中有的细胞正在分裂,但分生区的大多数细胞处于分裂间期,A项错误;用盐酸和酒精混合液解离细胞的目的是使组织细胞相互分离开来,B项错误;解离后需用清水洗去药液,染色后不需要用清水清洗,C项错误;由于各个细胞的分裂是不同步的,因此如果在一个视野中不能看全各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找,D项正确。‎ 答案　D ‎8.(2018年赤峰月考)细胞周期蛋白A可促进DNA的复制,细胞中某种特异性siRNA(一种双链RNA)可致细胞周期蛋白A的mRNA降解。下列分析错误的是(　　)。‎ A.该种特异性siRNA含有氢键 B.细胞周期蛋白A的合成会受该种siRNA影响 C.细胞周期蛋白A可能需进入细胞核发挥作用 ‎ D.该种siRNA可能会使细胞周期变短 解析　siRNA是一种双链RNA,双链间通过氢键连接,A项正确;siRNA可致细胞周期蛋白A的mRNA降解,进而不能合成细胞周期蛋白A,致使DNA复制不能完成,影响细胞分裂,B项正确、D项错误;DNA的复制主要发生在细胞核中,因此细胞周期蛋白A可能需进入细胞核发挥作用,C项正确。‎ 答案　D ‎9.用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链,再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用,则相关叙述不正确的是(　　)。‎ A.秋水仙素可抑制纺锤体的形成,但不影响着丝点的正常分裂 B.通过对细胞中不含染色单体时的染色体进行染色并计数,可推测DNA复制的次数 C.通过检测DNA链上3H标记出现的情况,可推测DNA的复制方式 D.细胞中DNA第二次复制完成时,每条染色体的单体均带有3H标记 解析　秋水仙素能抑制纺锤体的形成,但不影响着丝点的正常分裂,从而使染色体数目加倍,A项正确;细胞中不含染色单体时的染色体数目等于核DNA分子数目,1个DNA分子复制n次后,DNA数目为2n个,所以通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数,可推测DNA复制的次数,B项正确;通过检测DNA链上3H标记出现的情况,可推测DNA的复制方式,C项正确;细胞中DNA第二次复制完成时,每条染色体的单体中只有一条带有3H标记,D项错误。‎ 答案　D ‎10.(2018年长沙月考)下图表示某生物(甲)细胞处于有丝分裂各阶段细胞核中DNA和细胞质中mRNA含量变化,以及细胞周期各阶段的时长,请回答下列问题:‎ ‎(1)b时期细胞主要进行的活动是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)着丝点分裂,染色体数目加倍发生在　　　　期。(用图中字母表示) ‎ ‎(3)若用放射性同位素标记的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养上述细胞后,所有处于b期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快可在　　　　h内检测到被标记的分裂期细胞。 ‎ ‎(4)另有某种生物(乙)的细胞周期时长为24 h,分裂期时长为1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用　　　　(填“甲”或“乙”)细胞更合适,因为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 解析　(1)b表示S期,主要完成DNA复制。(2)着丝点分裂,染色体数目加倍发生在后期,后期包含在d期,分开的两条染色体被纺锤丝(体)牵引着移向细胞的两极。(3)若用放射性同位素标记的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养上述细胞后,所有处于b期的细胞都会被标记,洗脱含放射性同位素标记的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测,预计最快约2.2 h后会检测到被标记的分裂期细胞,因为处于b期的细胞最快进入分裂期也要经过c期(2.2 h)。(4)若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,最好选用分裂期占细胞周期比例大的,故选用甲细胞更合适。‎ 答案　(1) DNA的复制　(2)d　(3)2.2　(4)甲　甲细胞分裂期占细胞周期比例比乙大 ‎11.中国水仙是传统观赏花卉,由于其高度不育,只能进行无性繁殖,因而品种稀少。为了探究中国水仙只开花不结实的原因,有研究者开展了染色体核型分析实验,先制作了临时装片进行镜检、拍照,再对照片中的染色体进行计数、归类、排列,主要步骤如下:‎ 剪取新生的根尖→卡诺氏固定液固定→1 mol/L HCl解离→清水漂洗→卡宝品红染色→制片压片→镜检拍照→核型分析 请回答下列问题:‎ ‎(1)选取新生根尖作为实验材料的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)实验过程中用1 mol/L HCl解离的目的是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)该实验采用卡宝品红作为染色剂,与卡宝品红具有相似作用的试剂有　　　　(填序号)。 ‎ ‎①双缩脲试剂　②醋酸洋红液　③龙胆紫溶液　④秋水仙素溶液 ‎(4)镜检时,应不断移动装片,以寻找处于　　　　期且染色体分散良好的细胞进行拍照。 ‎ ‎(5)由下图核型分析结果,得出推论:中国水仙只开花不结实的原因是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)为了进一步验证上述推论,可以优先选用　　　　(填序号)作为实验材料进行显微观察。 ‎ ‎①花萼　②花瓣　③雌蕊　④花药　⑤花芽 解析　本题综合考查染色体核型和观察植物细胞有丝分裂的实验的相关知识,意在考查学生将所学知识进行迁移运用来分析解决实际问题的能力。(1)欲分析染色体核型,需能清晰地观察到染色体,进行分裂的细胞中才会出现染色体,实验材料选用新生根尖是因为其分生区细胞分裂旺盛。(2)解离的作用是使组织中的细胞相互分离开来。(3)本实验用卡宝品红使细胞核中染色体着色,醋酸洋红液和龙胆紫溶液都属于能使染色体着色的碱性染料。(4)观察染色体形态和数目的最佳时期是有丝分裂的中期,应选择染色体分散较好的中期细胞进行拍照,以免染色体重叠影响统计。(5)题图核型显示,中国水仙体细胞中含三个染色体组,为三倍体,减数分裂时联会紊乱,不能产生正常的生殖细胞。(6)欲进一步确定水仙只开花不结实的原因是其不能通过减数分裂产生正常的生殖细胞,可选用花药作为实验材料制片,而后用显微镜观察其处于减数分裂前期(同源染色体联会紊乱)的细胞。‎ 答案　(1)新生根尖分生区细胞分裂旺盛　(2)使组织细胞相互分离　(3)②③　(4)分裂中　(5)中国水仙是三倍体,减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常生殖细胞　(6)④‎