新課程標準內容學科核心素養1.描述細胞通過不同的方式進行分裂、其中有絲分裂保證了遺傳信息在親代和子代細胞中的一致性。2.說明在個體發育過程中,細胞在形態、結構和功能方面發生特異性的分化,形成了復雜的多細胞生物體。3.描述在正常情況下,細胞衰老和死亡是一種自然的生理過程。1.生命觀念:本章主要形成生命的系統觀和信息觀。基于對細胞通過有絲分裂維持染色體數目穩定的理解,認同生命過程的精致和奇妙是通過信息進行調節和控制的,闡釋生命過程,形成生命的信息觀;細胞通過精確的細胞分裂,細胞數目增多進而構成組織、器官、系統、個體,構建生命的系統觀。2.科學思維:本章的思維方法主要有歸納與概括、模型與建模、批判性思維和創造性思維等。通過構建細胞分裂過程中染色體數量、核DNA含量變化等曲線模型,訓練科學思維。3.科學探究:本章科學探究的方法主要是觀察法。通過使用顯微鏡觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂過程,并能運用其他適宜材料設計實驗進行觀察,提高科學探究能力。4.社會責任:關注我國已經步入老齡化社會的現狀,關愛老年人。關注細胞的增殖、分化、衰老和凋亡的研究,闡明這些研究成果對于增進人類健康的重要意義。基于對細胞分化形成的不同組織細胞之間的分工合作、細胞凋亡對于個體有積極意義的理解,類比闡釋個人和集體、個人和社會的關系,認同人類的生存與延續,需要合作與奉獻。第1節細胞的增殖1.通過對細胞周期的學習,認識到細胞生命活動的周期性,培養學生的生命觀念。2.通過分析有絲分裂各時期的特點,掌握有絲分裂過程。構建染色體和核DNA數量變化模型,培養學生的科學思維。3.通過比較動植物細胞的有絲分裂過程,闡明動植物有絲分裂的異同,培養學生的科學思維。4.通過制作裝片并觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂過程,培養學生的科學探究精神。新知探究一細胞增殖資料1:新生兒體重一般只有3～4kg,成人體重一般有50～70kg。問題(1):從細胞水平上分析,在人體生長發育過程中,身高體重增長的主要原因是什么?提示:在人體生長發育過程中,身高體重的增長既靠細胞生長增大細胞的體積,也靠細胞分裂增加細胞的數量,但主要是通過分裂增加細胞數量實現的。問題(2):生物體在發育過程中,不斷有細胞衰老、死亡,需要通過細胞增殖進行補充,細胞增殖在生命活動中有何意義?提示:細胞增殖是重要的細胞生命活動,是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎。資料2:人體發育的起點是受精卵,成年人體細胞數量可達1014個,這些細胞都是受精卵分裂而來的。問題(3):正常情況下,人體細胞中的遺傳物質是否會減少?為什么?提示:不會減少。因為細胞在分裂之前,遺傳物質已經進行了復制。問題(4):細胞增殖有何特點?提示:細胞增殖包括物質準備和細胞分裂兩個連續的過程,表現為“物質準備—分裂—物質準備—再分裂……”,可見細胞增殖具有周期性。細胞的增殖(1)不同生物細胞大小差異不大,細胞的大小和個體的大小不成正比。(2)不同動植物同類器官或組織的細胞大小一般無明顯差異,器官大小主要取決于細胞數量的多少。(3)細胞在分裂之前要進行一定的物質準備,遺傳物質要進行復制。(4)細胞增殖包括物質準備和細胞分裂兩個連續的過程,具有周期性。1.下列與細胞分裂有關的敘述,錯誤的是(B)A.細胞在分裂之前會進行遺傳物質的復制B.不同動物同類器官或組織的細胞大小一般有明顯差異C.細胞增殖是多細胞生物發育的基礎D.生物體內細胞不斷衰老、死亡,需要通過細胞增殖加以補充解析:不同動物同類器官或組織的細胞大小一般無明顯差異。新知探究二細胞周期活動1:分析表格,回答下列問題。細胞類型分裂間期分裂期細胞周期蠶豆根尖分生區細胞15.32.017.3小鼠十二指腸上皮細胞13.51.815.3人的肝細胞21122人的宮頸癌細胞20.51.522問題(1):分析該表數據可以得出哪些結論?提示:細胞種類不同,細胞周期的長短一般不同;細胞周期的大部分時間處于分裂間期。問題(2):由表中數據可知,細胞分裂間期持續的時間遠大于分裂期,請推測可能的原因是什么?提示:分裂間期為分裂期進行充分的物質準備(或完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成)需要的時間較長。問題(3):是不是所有的細胞都有細胞周期?舉例說明。提示:不是,如人體內的皮膚表皮細胞、神經細胞、紅細胞等高度分化的細胞不進行細胞分裂,沒有細胞周期。活動2:如圖表示具有連續分裂能力的細胞周期,完成下列填空。問題(4):上一次細胞分裂的結束點是a點還是b點?下一次細胞分裂的開始點是a點還是b點?提示:b點;b點。問題(5):若“→”表示時間順序,請用“→”將a和b連接成一個完整的細胞周期。提示:b→a→b。(1)細胞周期的兩種常用表示方法①扇形圖細胞周期:A→A(或A→B→A);分裂間期:A→B;分裂期:B→A。②直線圖(a+b)或(c+d)各為一個完整的細胞周期。盡管(b+c)在時間上與(a+b)相同,但起、止點不符合要求,因此不能表示一個細胞周期。(2)細胞周期的特點:①細胞周期的大部分時間處于分裂間期,間期主要完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成。②細胞周期任何一個階段受阻,都將導致整個細胞周期無法完成。影響細胞周期的因素(1)內部因素:不同種類的細胞,細胞周期持續的時間不同。(2)外部因素:主要有溫度、pH、射線等,這些因素主要是通過影響酶的活性來影響細胞周期。因為DNA復制、有關蛋白質合成、能量供給等生理過程都需要酶的參與。2.下列關于細胞周期的敘述,正確的是(C)A.抑制DNA的合成,細胞將停留在分裂期B.細胞周期包括前期、中期、后期、末期C.細胞分裂間期為細胞分裂期進行物質準備D.同一生物體的細胞,細胞周期的時間均相同解析:抑制DNA的合成,細胞將停留在間期;細胞周期包括分裂間期和分裂期,分裂期又可分為前期、中期、后期、末期;細胞分裂間期為細胞分裂期進行物質準備;由于內外因素的影響,同一生物體的細胞,細胞周期的時間不一定相同。3.如圖表示細胞有絲分裂的一個細胞周期,下列說法不正確的是(D)A.乙→乙可表示一個細胞周期B.甲→乙之間可分四個階段C.乙→甲之間完成能量與物質準備D.甲→乙表示分裂期中的前期、中期、后期解析:細胞周期是指連續分裂的細胞從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止所經歷的全過程,所以乙→乙可表示一個細胞周期;甲→乙表示分裂期,分裂期可分前期、中期、后期、末期四個階段;乙→甲表示分裂間期,間期完成能量與物質準備。新知探究三有絲分裂活動1:閱讀教材P112～113,分析下列植物細胞的細胞分裂圖,并回答問題。(1)圖①處于分裂間期,此時期為分裂期進行活躍的物質準備,完成DNA的復制和有關蛋白質的合成,同時細胞還有適度的生長。(2)圖②處于前期,判斷的理由是染色體散亂排列。(3)觀察染色體最好的時期是⑤(填序號),該時期的染色體的形態和數目特點是形態比較穩定,數目比較清晰。(4)圖④中的染色體數目是其他細胞的兩倍,染色體數目加倍的原因是著絲粒分裂。(5)圖中植物細胞分裂過程的正確順序為①②⑤④③(填序號)。問題(1):染色質和染色體是什么關系?姐妹染色單體是怎樣形成的?提示:染色體與染色質是同一物質在細胞不同時期的兩種不同的存在狀態。染色體復制后,一個著絲粒連接兩個DNA分子,此時染色質絲螺旋纏繞,形成姐妹染色單體。問題(2):間期染色體復制后,細胞中染色體數目是否加倍,判斷的依據是什么?提示:不加倍;著絲粒的數量不變,細胞中染色體計數依據著絲粒的數目。問題(3):赤道板與細胞板的區別是什么?提示:赤道板不是真實存在的結構,只是一個位置,而細胞板則是分裂末期在這個位置出現的細胞結構。問題(4):每一個著絲粒上都會連接紡錘絲,意義是什么?提示:為了保證中期著絲粒能夠排列在赤道板上,并在后期著絲粒分裂后牽引著染色體向細胞兩極移動。問題(5):后期著絲粒的分裂是紡錘絲牽引引起的嗎?提示:不是。著絲粒是自動分裂的,與紡錘絲的牽引無關。有絲分裂各時期的主要特點(1)①染色質絲螺旋纏繞,縮短變粗,成為(2)①紡錘絲牽動著(3)①每個著絲粒(4)①染色體變為染色質絲核DNA、染色體、染色單體三者之間的關系(如圖)①當有染色單體存在時,染色體∶染色單體∶核DNA=1∶2∶2。②當無染色單體時,染色體∶核DNA=1∶1。活動2:基于對細胞有絲分裂過程的學習,回答下列問題。問題(6):以二倍體生物(染色體數為2n、核DNA含量為2c)為例,建立坐標系,以曲線的形式表示有絲分裂過程中染色體和核DNA的數量變化。提示:問題(7):根據問題(6)的坐標曲線,說明染色體、核DNA數量變化的原因是什么?提示:DNA含量加倍的原因是DNA復制,染色體數目加倍的原因是著絲粒分裂;核DNA與染色體減半的原因都是細胞分裂為2個子細胞。問題(8):根據問題(6)曲線中染色體、核DNA數量的前后變化,說明有絲分裂在生命活動中的重要意義。提示:將親代細胞的染色體經過復制(關鍵是DNA的復制)之后,精確地平均分配到兩個子細胞中。由于染色體上有遺傳物質DNA,因而在細胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩定性。有絲分裂過程中的曲線模型及分析①a→b,p→q的變化原因都是DNA分子復制。②g→h,r→s的變化原因都是著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,形成子染色體。③c→d,r→s的曲線變化很相似但時期不同。前者為細胞分裂為2個子細胞,后者為著絲粒分裂。活動3:比較動植物細胞有絲分裂的區別。動植物細胞有絲分裂的過程基本相同,如圖是動物細胞有絲分裂過程圖,結合圖示,回答下列問題。問題(9):與植物細胞有絲分裂相比,動物細胞有絲分裂的過程中,其染色體行為、染色體和核DNA數量的變化規律是否相同?提示:相同。問題(10):結合動植物細胞結構的不同點,思考動物細胞有絲分裂過程與植物細胞有什么不同?提示:①紡錘體的形成:動物細胞有絲分裂的前期,在兩組中心粒的周圍,發出大量放射狀的星射線形成紡錘體;植物細胞由兩極發出紡錘絲形成紡錘體。②子細胞形成方式:動物細胞有絲分裂末期細胞膜從細胞的中部向內凹陷,細胞縊裂成為兩個子細胞;植物細胞有絲分裂末期在赤道板位置出現細胞板,向四周擴展形成新的細胞壁,最后形成兩個子細胞。問題(11):動物細胞有絲分裂過程中,中心粒的倍增發生在什么時期?提示:間期。問題(12):若觀察到某細胞有絲分裂前期由中心體發出星射線,能否確定該細胞一定是動物細胞?為什么?提示:不一定,也可能是低等植物細胞。比較動植物細胞的細胞周期項目植物細胞有絲分裂動物細胞有絲分裂不同間期無中心體的復制發生中心體的復制前期細胞兩極發出紡錘絲形成紡錘體由中心粒發出星射線,形成紡錘體末期細胞中部形成細胞板,擴展形成細胞壁,結果形成兩個子細胞細胞膜從中部向內凹陷,細胞質縊裂成兩部分,一個細胞分裂成兩個子細胞相同點(1)染色體變化規律相同(2)分裂間期染色體(DNA)復制(3)分裂期實現染色體精確地平均分配到兩個細胞中(1)“三看法”界定動植物細胞有絲分裂圖像:(2)細胞的無絲分裂4.(不定項)如圖表示某人體細胞(部分染色體)及洋蔥根尖細胞的有絲分裂模式圖,據圖分析下列敘述不正確的是(ACD)A.甲為人體細胞的分裂前期,此時染色體已縮小到最小程度B.①在間期已經復制完成,前期時作用于②,從而影響染色體的移動C.③④均為細胞膜,兩種細胞的細胞質分裂方式不同D.⑤由前期時核膜解體形成的小泡組成,最終聚集成細胞板解析:細胞分裂中期時,染色體才縮短到最小程度;①中心體在間期已經復制完成,前期時作用于②染色體的著絲粒,從而影響染色體的移動;題圖中③表示細胞膜,④表示細胞壁;⑤是由高爾基體形成的小泡組成,聚集成細胞板。5.如圖甲是某高等生物細胞進行有絲分裂的簡圖,據圖回答下列問題。(1)圖甲是(填“植物”或“動物”)細胞有絲分裂簡圖,其分裂順序依次是(用字母表示)。

(2)若圖甲所示為一個細胞周期,還缺少處于期的細胞簡圖。

(3)染色體數目加倍發生在圖甲中[]期。

(4)圖甲A～D中,對應圖乙中be段的是。

(5)圖甲A中染色體數為條,染色單體數為。

(6)觀察染色體形態和數目的最佳時期是。

解析:(1)圖甲細胞不含中心體,出現了細胞板,屬于高等植物細胞有絲分裂簡圖;由圖甲可知,A處于后期,B處于前期,C處于中期,D處于末期,因此正常的分裂順序為B、C、A、D。(2)細胞周期包括分裂間期和分裂期,圖甲所示細胞均處于分裂期,還缺少處于分裂間期的細胞簡圖。(3)A有絲分裂后期,著絲粒分裂,染色體數目加倍。(4)圖乙中的be段表示有絲分裂前期、中期、后期和末期,對應圖甲中的B、C、A、D。(5)圖甲A細胞中含有8條染色體,此時著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,因此不含染色單體。(6)有絲分裂中期染色體形態和數目清晰,是觀察染色體形態和數目的最佳時期。答案:(1)植物B、C、A、D(2)分裂間(3)A后(4)B、C、A、D(5)80(6)中期新知探究四細胞不能無限長大活動:閱讀教材P115“思維訓練”,思考下列問題。問題(1):通過計算,你發現細胞的表面積和體積的比值與細胞的大小有什么關系?提示:細胞越大,表面積和體積的比值越小。問題(2):“細胞”中物質擴散的體積與整個“細胞”體積的比值是否可以類比為物質運輸的效率?提示:可以。問題(3):從物質運輸的效率看,細胞為什么不能太大?提示:細胞越大,需要與外界環境交流的物質越多;但是細胞體積越大,其相對表面積越小,細胞與周圍環境之間物質交流的面積相對越小,所以物質運輸的效率越低,無法滿足細胞的物質需求,因此細胞不能太大。細胞不能無限長大的兩個主要原因(1)物質運輸效率的限制:細胞越大,相對表面積越小,物質運輸效率越低。因此,當細胞達到一定的大小后就會分裂或停止生長。(2)細胞核的控制范圍有限:細胞核是細胞遺傳和代謝的控制中心,細胞核的控制范圍是有限的,細胞核的控制范圍是限制細胞不能無限長大的重要原因。6.下列關于細胞相對表面積、細胞的物質運輸效率和細胞新陳代謝強度之間關系的敘述,正確的是(A)A.細胞的相對表面積越大,物質運輸效率越高,細胞新陳代謝越旺盛B.細胞的相對表面積越大,物質運輸效率越低,細胞新陳代謝越緩慢C.細胞的相對表面積越小,物質運輸效率越高,細胞新陳代謝越緩慢D.細胞的相對表面積越小,物質運輸效率越低,細胞新陳代謝越旺盛解析:細胞表面積與體積的關系限制了細胞的長大,細胞體積越大,其相對表面積越小,細胞的物質運輸效率就越低,細胞新陳代謝越緩慢。反之,細胞的相對表面積越大,物質運輸效率越高,細胞新陳代謝越旺盛。新知探究五觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂1.實驗原理(1)高等植物根尖、莖尖等分生區細胞能進行有絲分裂。問題(1):分生區細胞有什么樣的特點?提示:分生區細胞呈正方形,排列整齊緊密,細胞較小,細胞核較大。(2)各個細胞的分裂是獨立進行的,在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時期的細胞。(3)在高倍顯微鏡下,可根據細胞內染色體的存在形態,判斷該細胞處于有絲分裂的哪個時期。(4)染色體容易被堿性染料(如甲紫溶液,舊稱龍膽紫溶液)著色。2.實驗試劑(1)解離液:由質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精按1∶1配制而成。(2)甲紫溶液(或醋酸洋紅液):使染色體著色。(3)漂洗液:清水,洗去組織中的解離液。3.實驗步驟(1)裝片的制作:(2)觀察:先使用低倍鏡找到根尖分生區的細胞,然后換上高倍鏡,仔細觀察并找到有絲分裂各個時期的細胞。問題(2):為什么要將解離過的洋蔥根尖先漂洗后再染色?提示:漂洗的目的是洗去根尖組織中的鹽酸,有利于堿性染料著色,否則解離液中的鹽酸會影響染色效果。問題(3):能不能通過對一個細胞的有絲分裂持續觀察,而觀察到全部有絲分裂過程?為什么?如何才能找到細胞分裂各個時期的細胞?提示:不能,解離結束后細胞已經死亡,觀察到的是處于固定狀態的死細胞。要移動裝片,在不同的視野中尋找各個時期的細胞。問題(4):在顯微鏡下觀察到哪個時期的細胞數目最多?為什么?提示:分裂間期的細胞數目最多,因為細胞周期中分裂間期歷時最長。實驗操作的注意事項解離時間太短細胞間質未被完全溶解,壓片時細胞不易分散過長導致細胞解離過度、根尖過于酥軟,影響染色漂洗時間適宜洗去多余的鹽酸,防止解離過度而影響染色染色時間太短染色體或染色質不能完全著色過長使其他部分也被染成深色,無法分辨染色體壓片力度過輕細胞未分散開過重將組織壓爛關于實驗的4點提醒(1)根尖中只有分生區細胞才可以進行分裂,伸長區和成熟區細胞不能分裂。(2)不能通過觀察一個細胞而看到全部的有絲分裂過程,因為解離時細胞已死亡,可以尋找處于不同時期的細胞,連起來體現出細胞分裂的連續過程。(3)細胞板是一個真實的結構,赤道板不是真實存在的結構,而是人為定義的位置。(4)“解離→漂洗→染色→制片”的步驟順序不能顛倒、不能缺失,否則不易觀察到預期現象。7.若圖1、圖2、圖3是某同學做觀察有絲分裂實驗時,在光學顯微鏡下觀察到的圖像,下列有關說法正確的是(C)A.圖1是在低倍顯微鏡下所觀察到的植物根尖分生區細胞圖像B.圖1轉為圖2的操作步驟是移動裝片→轉動轉換器→調節視野亮度→轉動粗準焦螺旋C.圖3是根尖經過解離、漂洗、染色、制片后,在高倍鏡下所觀察到的圖像D.制作裝片的過程是解離→染色→漂洗→制片解析:圖1中細胞明顯是長方形而不是正方形,所以不是分生區的細胞;圖1轉為圖2的操作步驟是移動裝片→轉動轉換器→調節視野亮度→轉動細準焦螺旋;圖3中細胞呈單層分布且能看到有絲分裂的各個時期,說明是根尖經過解離、漂洗、染色、制片后,在高倍鏡下所觀察到的圖像。8.在“觀察植物細胞的有絲分裂”實驗中,三位實驗人員制作洋蔥根尖裝片的操作步驟如表所示(“+”表示操作,“-”表示未操作):實驗人員操作取材解離漂洗染色制片甲根尖1～3mm處-+++乙根尖1～3mm處+-++丙根尖5～7mm處++++則甲、乙、丙觀察到的實驗現象分別是(C)A.細胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細胞分散染色體清楚B.細胞分散但看不到染色體、染色體著色清楚、細胞分散染色體清楚C.細胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細胞著色清楚但看不到染色體D.染色體著色很淺不清楚、細胞分散染色體清楚、細胞分散染色體清楚解析:解離的目的是使細胞分散開,甲未解離,細胞相互重疊;漂洗的目的是洗去解離液,以免影響染色體著色,乙未漂洗,影響染色效果,染色體著色很淺不清楚;根尖5～7mm處為伸長區,伸長區細胞已失去分裂能力,染色體呈染色質絲狀態,觀察不到染色體。[科學實驗探究情境]細胞周期可分為分裂間期和分裂期(M期),根據DNA合成情況,分裂間期又分為G1期、S期(DNA合成期)和G2期。為了保證細胞周期的正常運轉,細胞自身存在著一系列監控系統(檢驗點),對細胞周期的過程是否發生異常加以檢測,部分檢驗點如圖所示。只有當相應的過程正常完成,細胞周期才能進入下一個階段。探究:(1)哪個檢驗點是檢驗發生分離的染色體是否正確到達細胞兩極,從而決定胞質是否分裂的檢驗點?判斷的依據是什么?提示:檢驗點5。染色體到達細胞兩極處于分裂后期;據圖推測檢驗點5應為后期。(2)細胞癌變與細胞周期調控異常有關。有些癌癥采用放射性治療效果較好,放療前用藥物使癌細胞同步化,治療效果會更好。誘導細胞同步化的方法主要有兩種:DNA合成阻斷法、分裂中期阻斷法。DNA合成阻斷法可用藥物特異性抑制DNA合成,主要激活哪個檢驗點?判斷的依據是什么?提示:檢驗點2。S期進行DNA合成,檢驗點2位于S期。課堂小結完善概念圖關鍵語句1.只有連續分裂的細胞才有細胞周期,如根尖分生區細胞和皮膚生發層細胞。2.有絲分裂各時期主要特點記憶口訣:間期復制又合成,前期膜仁消失現兩體,中期形定數清赤道齊,后期粒裂數加均兩極,末期兩消兩現重開始。3.有絲分裂中DNA加倍在間期,染色體數目暫時加倍在后期。4.無絲分裂過程沒有出現紡錘絲和染色體的變化,但有DNA分子復制和核DNA的平均分配。5.洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片制作的流程為解離→漂洗→染色→制片。6.甲紫溶液或醋酸洋紅液的作用是使染色體著色,解離液的作用是使組織中的細胞相互分離開來。隨堂反饋1.下列哪一項敘述,表明動物細胞正在進行有絲分裂(C)A.核糖體合成活動加強B.線粒體產生大量ATPC.細胞膜從細胞中部向內凹陷,縊裂成兩部分D.高爾基體數目顯著增多解析:核糖體合成活動加強和線粒體產生大量ATP只能說明細胞代謝旺盛,不一定進行有絲分裂;在動物細胞中,高爾基體與細胞分泌物的加工運輸有關,高爾基體數目增多,說明細胞分泌活動加強,與動物細胞有絲分裂無直接關系;動物細胞有絲分裂末期,細胞膜從細胞中部向內凹陷,最后把細胞縊裂成兩部分。2.如圖為某植物根尖細胞分裂過程中染色質與染色體規律性變化的模式圖。下列判斷不正確的是(A)A.①→②過程發生在分裂間期,此時細胞內核膜消失、核仁解體B.④→⑤過程中染色單體的分開導致了染色體數目加倍C.⑤→⑥過程處于有絲分裂后期,細胞中的染色體移向細胞兩極D.⑥→⑦過程中染色體解螺旋變為細絲狀的染色質解析:由題圖可知,①→②表示的是分裂間期,而核膜消失、核仁解體發生在有絲分裂前期;④→⑤過程中發生著絲粒分裂,染色單體分開,導致染色體數目加倍;⑤→⑥過程處于有絲分裂后期,在紡錘絲牽引下細胞中的染色體移向細胞兩極;⑥→⑦過程處于有絲分裂末期,此時高度螺旋化的染色體解旋為細絲狀的染色質。3.依據細胞生理特點鑒別一個正在進行有絲分裂的細胞是植物細胞還是動物細胞,若僅利用光學顯微鏡,最可靠的方法是檢查它的(C)A.DNA自我復制的方式 B.是否出現星射線C.細胞質分成兩部分的方式 D.自身的蛋白質合成的方式解析:DNA自我復制的方式都相同,且光學顯微鏡下無法觀察到;有絲分裂前期,動物細胞出現星射線,植物細胞兩極發出紡錘絲,但通過顯微鏡觀察,無法區分;植物細胞有絲分裂過程中,在末期赤道板的位置形成細胞板,并向四周擴展形成新的細胞壁,將細胞分成兩個子細胞,而動物細胞在分裂末期時,細胞膜從細胞中部向內凹陷,將細胞縊裂成兩個子細胞;蛋白質合成的方式相同。4.(不定項)用不同濃度的藥物X處理洋蔥根尖一段時間后,分別制片觀察分生區細胞有絲分裂各個時期特點,并統計有絲分裂指數[有絲分裂指數(%)=分裂期細胞數/觀察細胞數×100%],結果如圖所示。下列相關敘述正確的是(AD)A.在制作裝片過程中,使用解離液的目的是使組織細胞相互分離開B.不用藥物X處理的細胞有絲分裂中期的染色體數目與后期相同C.藥物X濃度為0時的結果出現的原因是多數細胞沒有進入細胞周期D.藥物X能抑制根尖細胞有絲分裂,且隨藥物X濃度的增加,抑制程度增大解析:在制作裝片過程中,使用解離液的目的是使組織細胞相互分離開;不用藥物X處理的細胞有絲分裂后期的染色體數目是有絲分裂中期染色體數目的兩倍;藥物X濃度為0時,有絲分裂指數為9%,表明多數細胞處于分裂間期,而不是沒有進入細胞周期;據題圖分析,隨著藥物X濃度的增加,細胞有絲分裂指數減小,說明藥物X抑制根尖分生區細胞的有絲分裂,且在圖示濃度范圍內,隨藥物X濃度的增加,抑制程度增大。5.如圖A是某生物細胞內的核DNA含量隨時間變化的曲線,圖B表示在上述細胞分裂過程中的某個時期染色體變化模式圖,請分析并回答相關問題。(1)一個完整的細胞周期從開始到結束。(用圖A中字母表示)

(2)圖A表示細胞的有絲分裂過程,d點開始表示細胞分裂進入期,染色體變化的主要特點是。

(3)細胞內核DNA含量加倍發生在(用圖中字母表示)段,紡錘體出現是在(用圖中字母表示)段,最易辨認染色體形態和數目的時期是(用圖中字母表示)段。

(4)圖B表示的細胞分裂期相當于圖A中(用圖中字母表示)段,該時期有條染色單體,有個DNA分子,分裂后形成的子細胞中含有條染色體。

(5)從圖A可以看出,經過有絲分裂產生的子細胞與母細胞具有相同數量的DNA分子,所以細胞的有絲分裂對于生物有重要意義。

解析:(1)細胞周期是指能連續分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止,由圖A可知從f點到k點是一個細胞周期。(2)由圖A分析可知,ab段是分裂間期的一部分,bc段是前期,cd段是中期,de段是后期,后期染色體著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,成為子染色體,并在紡錘絲牽引下移向細胞兩極。(3)核DNA含量加倍發生在分裂間期,即圖A中的ab或fg段。紡錘體出現是在分裂前期即圖A中的bc或gh段。最易辨認染色體形態和數目的是分裂中期,即圖A中的cd或hi段。(4)圖B著絲粒整齊排列在赤道板上,處于有絲分裂中期,對應圖A中cd或hi段。根據圖示,該時期細胞中有8條染色單體,8個DNA分子,分裂后形成的子細胞中有4條染色體。(5)細胞的有絲分裂保證了親子代之間遺傳的穩定。答案:(1)fk(2)后著絲粒分裂,姐妹染色單體分離,染色體數目加倍,染色體在紡錘絲的牽引下移向兩極(3)ab或fgbc或ghcd或hi(4)cd或hi884(5)遺傳(或保持遺傳的穩定性)課時作業1.在進行有絲分裂的一個細胞周期中,以下變化可能發生于同一時期的是(A)A.核膜的消失和紡錘體的形成B.染色單體形成和細胞板的出現C.著絲粒的分裂和紡錘絲的消失D.DNA分子的復制和染色體數目加倍解析:核膜的消失和紡錘體的形成都發生在前期;染色單體形成于間期,細胞板的出現發生在高等植物細胞有絲分裂末期;著絲粒的分裂發生在后期,紡錘絲的消失在末期;DNA分子的復制發生在間期,染色體數目加倍在后期。2.以下有關細胞大小和分裂的敘述,正確的是(D)A.細胞體積越小,表面積也越小,物質運輸效率越低B.原核細胞只能通過無絲分裂增加數目C.人的成熟紅細胞可以進行有絲分裂,蛙的紅細胞能進行無絲分裂D.細胞不能無限長大的原因之一是細胞核中的DNA不會隨著細胞體積的增大而增加,細胞核控制范圍有限解析:細胞體積越小,其相對表面積越大,物質運輸效率越高;無絲分裂是真核生物的一種細胞分裂方式;人的成熟紅細胞不能發生細胞分裂,蛙的紅細胞能進行無絲分裂;細胞核中的DNA不會隨著細胞體積的增大而增加,細胞核控制范圍有限,這是細胞不能無限長大的原因之一。3.下列關于“觀察洋蔥根尖分生區組織細胞的有絲分裂”實驗的敘述,正確的是(C)A.裝片的制作流程是解離→染色→漂洗→制片B.顯微鏡下觀察到處于有絲分裂中期的細胞最多C.通過觀察細胞內染色體的存在狀態判斷細胞所處的時期D.顯微鏡下觀察到的分生區細胞呈長方形,細胞會繼續分裂解析:裝片的制作流程是解離→漂洗→染色→制片;顯微鏡下觀察到處于有絲分裂間期的細胞最多,因為細胞周期的間期時間最長;有絲分裂不同時期,細胞中染色體的形態存在一定差異,因此細胞內染色體的存在狀態可作為判斷有絲分裂各時期的依據;顯微鏡下觀察到的分生區細胞呈正方形,由于解離時細胞已經死亡,細胞不能繼續分裂。4.動物細胞與高等植物細胞有絲分裂過程的差異可以體現在(B)A.動物細胞由細胞兩極發出紡錘絲形成紡錘體B.動物細胞中心粒在間期倍增,成為兩組C.高等植物細胞由中心體發出星射線形成紡錘體D.高等植物細胞分裂末期,由赤道板直接形成新的細胞壁解析:動物細胞由中心體發出星射線形成紡錘體;動物細胞中心粒在間期倍增,成為兩組,在前期時移向細胞兩極;高等植物細胞中不含中心體,由細胞兩極發出紡錘絲形成紡錘體;高等植物細胞分裂末期,由細胞板向四周延伸形成新的細胞壁,最終將細胞一分為二。5.如圖甲表示某動物細胞的有絲分裂圖像,圖乙、丙、丁分別是對該動物細胞有絲分裂不同時期染色體數、染色單體數和核DNA分子數的統計(圖乙、丙、丁中的a、b、c表示的含義相同)。下列有關敘述中正確的是(C)A.該動物的體細胞中都含有4條染色體B.圖乙中的a、b、c分別表示染色體、核DNA和染色單體C.圖丙可以最恰當地表示圖甲所示時期的染色體、染色單體和核DNA的關系D.圖丁所示細胞正處于有絲分裂后期解析:圖甲所示細胞處于有絲分裂后期,有8條染色體,因此該二倍體動物體細胞中有4條染色體,但當其處于有絲分裂后期時,體細胞內有8條染色體;據題意和圖示分析可知,圖丙與圖丁均不含b,說明b表示染色單體,圖乙中a∶c是1∶2,說明a表示染色體,則c表示核DNA分子,因此圖乙中的a、b、c分別表示染色體、染色單體和核DNA;圖甲所示時期是有絲分裂后期,而圖丙中的條形圖可代表的時期是有絲分裂后期或末期,因此圖丙可以最恰當地表示圖甲所示時期的染色體、染色單體和核DNA的關系;圖丁所示細胞a∶c=1∶1且a的數量沒有加倍,故丁可表示間期或末期結束產生的子細胞。6.在高等植物細胞有絲分裂相關過程中,直接參與細胞分裂活動的細胞器有(A)A.高爾基體和核糖體B.高爾基體和中心體C.葉綠體和核糖體D.中心體、高爾基體和核糖體解析:高爾基體與植物細胞有絲分裂末期細胞壁的形成有關,核糖體直接參與分裂間期蛋白質的合成。7.如圖表示某種哺乳動物細胞分別在正常培養和藥物處理培養時,所測得的細胞中DNA含量與細胞數的變化。推測該藥物的作用可能是(A)A.通過抑制紡錘體的形成抑制細胞分裂B.通過促進DNA的復制促進細胞分裂C.通過抑制DNA的復制抑制細胞分裂D.通過促進著絲粒分裂促進細胞分裂解析:由條形圖可知,正常培養時DNA含量為2n的細胞數遠多于4n的細胞,即處于分裂間期復制前的細胞多。藥物處理后,DNA含量為4n的細胞數遠多于2n的細胞,即DNA完成了復制而加倍,且細胞不分裂而保持DNA在4n,紡錘體不形成時細胞就不分裂,故推測該藥物的作用是通過抑制紡錘體的形成,抑制細胞分裂。8.如圖是對連續分裂的某動物胚胎細胞在不同時期核DNA含量的測定結果,請據圖回答下列問題。(1)細胞體積不能無限增大的原因是和。(2)圖中fh段表示的時期是,該時期細胞內的主要代謝活動是

。

(3)圖中表示染色體數目加倍的時期是段或段,若要觀察該細胞的染色體數目和形態,最好選擇段或段的細胞。

(4)動物細胞和植物細胞有絲分裂過程的不同主要表現在和。(填時期)

解析:(1)細胞體積不能無限增大的原因是細胞核的控制范圍有限和物質運輸效率的限制。(2)據題圖分析可知,圖中fh段表示分裂間期,該時期細胞內主要完成DNA的復制和有關蛋白質的合成。(3)染色體數目加倍的時期是有絲分裂后期,即對應圖中的de段或jk段,有絲分裂中期染色體整齊排列在赤道板上,形態穩定、數目清晰,是觀察該細胞的染色體數目和形態的最佳時期,故最好選擇cd段或ij段的細胞。(4)動物細胞和植物細胞有絲分裂過程的不同主要表現在前期紡錘體形成方式不同和末期細胞質分裂方式不同。答案:(1)細胞核的控制范圍有限物質運輸效率的限制(2)分裂間期完成DNA的復制和有關蛋白質的合成(3)dejkcdij(4)前期末期9.CDK1是推動細胞由分裂間期進入分裂期的關鍵蛋白。在DNA復制開始后,CDK1發生磷酸化導致其活性被抑制,當細胞中的DNA復制完成且物質準備充分后,磷酸化的CDK1發生去磷酸化而被激活,使細胞進入分裂期。大麥黃矮病毒(BYDV)的M蛋白通過影響細胞中CDK1的磷酸化水平而使農作物患病。正常細胞和感染BYDV的細胞中CDK1的磷酸化水平變化如圖所示。下列說法錯誤的是(C)A.正常細胞中DNA復制未完成時,磷酸化的CDK1的去磷酸化過程受到抑制B.正常細胞中磷酸化的CDK1發生去磷酸化后,染色質螺旋化形成染色體C.感染BYDV的細胞中,M蛋白通過促進CDK1的磷酸化而影響細胞周期D.M蛋白發揮作用后,感染BYDV的細胞被阻滯在分裂間期解析:據題干可知,在DNA復制開始后,CDK1發生磷酸化導致其活性被抑制,當細胞中的DNA復制完成且物質準備充分后,磷酸化的CDK1發生去磷酸化而被激活,使細胞進入分裂期,據此推測,正常細胞中DNA復制未完成時,磷酸化的CDK1的去磷酸化過程受到抑制;正常細胞中,磷酸化的CDK1發生去磷酸化而被激活,使細胞進入分裂期,細胞進入分裂期后,染色質螺旋化形成染色體;據圖可知,在CDK1磷酸化水平的上升過程中,感染BYDV的細胞CDK1磷酸化的水平與正常細胞相似,但去磷酸化過程受阻,說明M蛋白通過抑制磷酸化的CDK1發生去磷酸化而影響細胞周期;M蛋白發揮作用后,感染BYDV的細胞無法進入分裂期,即被阻滯在分裂間期。10.如圖甲表示在一個細胞周期中核DNA含量的變化曲線,圖乙表示處于一個細胞周期中各個時期細胞數目的變化(用特殊的方法在一個培養基中測得),下列敘述錯誤的是(C)A.圖甲的G1、G2時期細胞中都有相關蛋白質的合成B.圖乙中的核DNA含量為2C～4C的細胞,處在圖甲的S期C.用DNA合成抑制劑處理,圖乙中核DNA含量為4C的細胞數目會增加D.圖乙中核DNA含量為4C細胞中只有部分細胞的染色體數目是正常體細胞的兩倍解析:分裂間期會在G1期、G2期進行有關蛋白質的合成,在S期進行DNA的復制;由圖甲可知,S期細胞中核DNA含量為2C～4C;由于DNA合成抑制劑會抑制DNA復制過程,所以2C的細胞會增多,4C的細胞會減少;核DNA含量為4C時,該細胞可能處于G2期、有絲分裂前期、有絲分裂中期和有絲分裂后期,只有有絲分裂后期染色體數目是正常體細胞的兩倍。11.(不定項)細胞分裂間期依次劃分為G1、S和G2期,研究者將處于不同時期的細胞進行融合實驗,結果如圖所示。其中灰色的部分是細胞核,黑點代表中心體。下列推斷合理的是(ABC)A.引發中心體復制