第四單元細胞的生命歷程第一講細胞的增殖知識體系——定內容核心素養——定能力生命觀念通過理解細胞周期的概念和有絲分裂的基本過程，能夠掌握細胞周期的動態變化和物質準備過程，并形成生命在于運動的觀點理性思維通過歸納有絲分裂過程中物質或結構的變化規律和相關曲線變式分析，培養利用邏輯思維分析問題的能力，利用數學知識解答問題的能力[基礎知識·系統化]知識點一細胞生長與細胞周期1．細胞不能無限長大的原因2．細胞周期知識點二細胞的有絲分裂1．有絲分裂過程2．動物細胞與高等植物細胞有絲分裂的主要區別3．細胞有絲分裂的意義將親代細胞的染色體經過復制之后，精確地平均分配到兩個子細胞中去。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性狀的穩定性。知識點三細胞的無絲分裂[基本技能·問題化]1．回答下列與細胞生長與細胞周期有關的問題(1)判斷下列哪些細胞具有細胞周期：A．根尖分生區細胞B．植物形成層細胞C．神經細胞D．人表皮細胞E．哺乳動物成熟紅細胞F．干細胞G．生發層細胞H．洋蔥表皮細胞I．漿細胞①具有細胞周期的是：A、B、F、G(填序號)。②判斷的理由：這些細胞都是連續分裂的細胞。(2)圖中按箭頭方向表示一個完整細胞周期是B→B(或B→A→B)。其中B→A表示分裂間期，A→B表示分裂期。(3)據下表分析：細胞分裂間期分裂期細胞周期十二指腸細胞13.51.815.3腫瘤細胞18.00.518.5成纖維細胞19.30.720.0若用上述三種細胞觀察細胞的有絲分裂，應選擇十二指腸細胞。原因是細胞周期中分裂期相對較長。2．高等植物有絲分裂的時期及其圖像主要特點(連線)3．據下面三幅不同生物細胞有絲分裂圖回答問題(1)A圖表示植物細胞(填“動物細胞”或“植物細胞”)。理由是：①具有細胞壁，②無中心體。(2)B圖細胞處于分裂期的后期，圖中有染色單體eq\a\vs4\al(0)條。該圖與它的前一時期相比，相同的是核DNA分子數，不同的是染色體數。(3)C圖表示的是動物細胞進行有絲分裂的后期，此期細胞內發生的主要變化是著絲點分裂，染色單體分開成為兩條子染色體，在紡錘絲牽引下移向細胞兩極。考點一細胞增殖的周期性1．理清細胞周期的兩大時期(1)分裂間期：①G1期(DNA合成前期)：主要合成RNA和蛋白質，DNA數為2n。②S期(DNA合成期)：完成DNA復制，DNA數為2n→4n。③G2期(DNA合成后期)：主要合成蛋白質，DNA數為4n。(2)分裂期(M期)：前期、中期、后期、末期。2．對有絲分裂細胞周期理解的四點提醒(1)只有連續分裂的細胞才有細胞周期，不分裂或暫不分裂的細胞無細胞周期。(2)不同種類生物的細胞周期有很大差別。(3)細胞周期中，分裂間期所占的時間長，分裂期所占的時間短，因此觀察細胞所處時期時，大部分都處于分裂間期。(4)分裂產生的子細胞的三種去向：繼續分裂、暫不分裂、不再分裂(細胞分化)。[對點落實]1．判斷有關細胞分裂周期敘述的正誤(1)細胞體積增大，與外界物質交換效率提高(×)(2)生物所有的細胞都有細胞周期(×)(3)人體所有細胞的細胞周期持續時間相同(×)(4)細胞周期中，間期時間較短，分裂期時間較長(×)(5)在一個細胞周期中，DNA的復制和中心粒的倍增可能發生在同一時期(√)(6)發生減數分裂的細胞沒有細胞周期(√)2．(2016·海南高考)下列與細胞周期有關的敘述，正確的是()A．等位基因的分離發生在細胞周期的分裂間期B．在植物細胞的細胞周期中紡錘絲出現在分裂間期C．細胞周期中染色質DNA比染色體DNA更容易復制D．肝細胞的細胞周期中染色體存在的時間比染色質的長解析：選C等位基因的分離發生在減數分裂過程中，減數分裂沒有細胞周期；紡錘絲出現在有絲分裂前期；DNA復制需要解螺旋，染色體高度螺旋化，難以解旋；染色體存在于分裂期，分裂期的時間遠小于分裂間期。[歸納拓展]與細胞周期相聯系的三個重要知識點基因突變在細胞分裂間期，DNA復制時容易受到內外因素的干擾而發生差錯，即發生基因突變染色體變異在細胞分裂前期，秋水仙素或低溫都可抑制紡錘體的形成，出現多倍體細胞細胞癌變藥物作用于癌細胞的分裂間期，使DNA分子不能復制，可抑制癌細胞的無限增殖[典型圖示]細胞周期的四種表示方法表示方法名稱圖形問題設計扇形圖A→B→C→A為一個細胞周期(用圖中字母和箭頭表示)線段圖a＋b或c＋d為一個細胞周期坐標圖a＋b＋c＋d＋e為一個細胞周期柱狀圖A：DNA合成前期(G1期)B：DNA合成期(S期)C：DNA合成后期(G2期)及分裂期(M期)[對點落實]3．科學家用含15N的硝酸鹽作為標記物浸泡蠶豆幼苗，并追蹤蠶豆根尖細胞的分裂情況，得到蠶豆根尖分生區細胞連續分裂的數據如下，下列據圖所做的推測正確的是()A．在19.3～21.3h這個時間段，根尖細胞內可發生基因重組現象B．蠶豆根尖細胞周期中染色體存在的時間比染色質存在的時間長C．在0～2h這個時間段，蠶豆根尖細胞的DNA分子結構穩定性最低D．蠶豆根尖細胞分裂的一個細胞周期為19.3h解析：選D根尖細胞只能進行有絲分裂，有絲分裂過程中細胞內不會發生基因重組；在細胞分裂過程中，染色質絲螺旋纏繞成染色體，在分裂末期，染色體解螺旋恢復為染色質狀，間期也以染色質形成存在，故染色質存在的時間比染色體長；0～2h時間段細胞處于分裂期，此時不會進行DNA復制，DNA分子結構較穩定；細胞周期是從一次分裂完成時開始到下一次分裂完成時為止，即為21.3－2＝19.3(h)。4．下列與細胞周期有關的敘述，正確的是()A．同源染色體的分離發生在細胞周期的分裂后期B．細胞周期中染色質形成染色體后，可實現遺傳物質的精確分配C．能進行細胞增殖的細胞都具有細胞周期D．正常情況下在分裂間期細胞中可發生染色體數目變化解析：選B同源染色體的分離發生在減數第一次分裂后期，進行減數分裂的細胞不具有細胞周期；細胞周期中，實現遺傳物質精確分配的條件之一是染色質形成染色體；只有連續增殖的細胞才具有細胞周期；正常情況下，在分裂間期細胞主要完成DNA復制和有關蛋白質合成，核DNA含量加倍，而染色體數目不發生變化。考點二有絲分裂過程和相關結構、物質變化規律1．關注有絲分裂的五個易混點(1)處于間期的細胞，核糖體和線粒體的活動都很旺盛。(2)細胞周期必須是分裂間期在前，分裂期在后，不能顛倒，且分裂間期的時間遠長于分裂期。(3)只有處于分裂狀態的細胞(如分生組織細胞)才能看到染色體，才能作為觀察染色體的材料，否則不能作為觀察染色體的材料，如成熟植物細胞、人的口腔上皮細胞均不能作為觀察染色體的材料。(4)細胞板是真實存在的結構，赤道板是虛擬的平面，二者不同。(5)著絲點本身先分裂，之后由紡錘絲牽拉移向細胞兩極。2．理清染色體、染色單體和DNA的關系①當有染色單體(前、中期)時，染色體∶染色單體∶DNA＝1∶2∶2②當無染色單體(后、末期)時，染色體∶DNA＝1∶1[對點落實]1．判斷有關細胞分裂敘述的正誤(1)紡錘體形成于分裂前期，消失于分裂后期(×)(2)染色單體形成于分裂前期，消失于分裂后期(×)(3)赤道板是細胞有絲分裂過程中出現的一種結構(×)(4)有絲分裂中期，發生聯會的同源染色體排列在赤道板上(×)(5)在植物細胞有絲分裂末期高爾基體參與細胞壁的形成(√)(6)動植物細胞有絲分裂過程中染色體的形態變化不同(×)(7)動物細胞有絲分裂過程中細胞板在末期形成(×)2．下圖是某生物體細胞有絲分裂的不同分裂時期的圖像，對圖像的描述正確的是()A．該生物可能是低等植物B．甲、乙、丙三細胞內染色體、染色單體與DNA分子數比例都為1∶2∶2C．甲細胞進行中心粒倍增，發出星射線，形成了紡錘體D．甲、乙、丙三細胞分別處于有絲分裂的前期、后期和中期解析：選D題圖所示細胞沒有細胞壁應是動物細胞；乙細胞中沒有染色單體；中心粒倍增發生在間期，甲細胞中中心粒已經完成了倍增；甲細胞染色體散亂排布且中心粒移向兩極，處于有絲分裂前期，乙細胞著絲點分裂染色體數目加倍，處于有絲分裂后期，丙細胞染色體著絲點排列在一個平面上，處于有絲分裂中期。[類題通法](1)動、植物細胞分裂圖像的識別：(2)根據染色體的行為判斷有絲分裂各時期：①染色體散亂排列，無聯會現象，有同源染色體→有絲分裂前期。②著絲點排列在赤道板上，有同源染色體→有絲分裂中期。③染色體移向兩極，每一極都有同源染色體→有絲分裂后期。1．總結細胞有絲分裂中相關結構的變化規律細胞結構變化規律紡錘體形成(前期)→消失(末期)核膜、核仁消失(前期)→重建(末期)中心體倍增(間期)→移向兩極(前期)→平均分配(末期)2．區分有絲分裂過程中細胞器的作用與分配(1)與有絲分裂有關的細胞器及其生理作用：細胞器名稱細胞類型作用時期生理作用核糖體動、植物間期(主要)有關蛋白質的合成中心體動物、低等植物前期紡錘體的形成高爾基體植物末期細胞壁的形成線粒體動、植物整個細胞周期提供能量(2)有絲分裂過程中細胞器的分配：①中心粒經倍增后，均等分配到兩個子細胞中。②線粒體、葉綠體等細胞器隨機地分配到兩個子細胞中。3．歸納有絲分裂過程中的“加倍”成分或結構時期原因DNA間期DNA復制染色體后期著絲點分裂中心體間期中心粒倍增細胞核末期新核膜已經形成，細胞質尚未分裂[對點落實]3.如圖為細胞周期中細胞核的變化，此過程()A．發生在細胞分裂期的末期，核膜再度合成B．發生在細胞周期的分裂間期，染色質復制C．發生在細胞分裂期的前期，核膜逐漸解體D．發生在細胞分裂期的中期，染色體螺旋變粗解析：選C圖中核膜正在消失或者重建，發生在細胞分裂期的前期或者末期，但從染色體的形態上可以看出，一條染色體上含有兩條染色單體，這符合前期的特征。4．下列關于動物細胞增殖及增殖過程的一些數量變化，敘述正確的是()A．細胞增殖都具有周期性B．中心粒在前期倍增，成為兩組C．著絲點分裂會導致染色單體消失D．核DNA隨染色體增倍而增倍解析：選C減數分裂也是細胞增殖的一種方式，但是沒有周期性；中心粒在間期復制倍增，成為兩組；著絲點分裂會導致染色單體消失；核DNA在間期DNA復制時倍增，而染色體在有絲分裂后期著絲點分裂時倍增。[典型圖示]有絲分裂染色體、DNA數量變化曲線及其變式[問題設計](1)圖1中①表示有絲分裂中核DNA數量變化曲線，②表示染色體數量變化曲線，其中ab段變化的原因是DNA復制，ef段數量變化的原因是著絲點分裂，姐妹染色單體分開。(2)圖2表示有絲分裂過程中每條染色體上DNA含量變化曲線，圖中ef段表示間期，fg段表示含有姐妹染色單體的時期，即有絲分裂的前期和中期，hi段表示有絲分裂的后期和末期。(3)圖3是圖2的變式，在有染色單體時，染色體與核DNA數目之比為1∶2，不存在染色單體的時期，染色體數與核DNA數之比為1∶1。圖中BC段表示S期，CD段表示有絲分裂G2期、前期和中期，EF段為有絲分裂的后期和末期。(4)圖2和圖3還可表示減數分裂過程中每條染色體上DNA含量變化曲線圖，其中fg(CD)段表示減數第一次分裂和減數第二次分裂的前期和中期。(5)請在右圖中畫出有絲分裂間期染色體數量變化曲線。答案：[對點落實]5．下圖甲、乙為某生物的體細胞有絲分裂染色體行為變化示意圖，圖1和圖2為DNA含量變化圖。有關敘述錯誤的是()A．甲圖對應圖1中曲線的CD段，對應圖2中曲線的FG段B．乙圖為細胞分裂后期圖，這一時期兩曲線有不同的變化C．甲圖所示變化在光學顯微鏡下難以觀察到D．觀察組織細胞有絲分裂時，可用同一細胞來觀察甲、乙兩種時期解析：選D甲圖表示染色體的復制，DNA含量加倍，對應圖1中曲線的CD段，對應圖2中曲線的FG段；有絲分裂后期每條染色體上DNA含量減少一半，但一個細胞中核DNA含量沒有減少；染色體復制發生在間期，在光學顯微鏡下觀察不到；在顯微鏡下不能觀察到細胞有絲分裂的動態變化，因為材料經解離后，細胞已經死亡。6．如圖1和圖2表示有絲分裂不同時期染色體和核DNA的數量關系，下列有關敘述錯誤的是()A．觀察染色體形態和數目的最佳時期處于圖1的CD段B．圖1中DE段的細胞染色體數目加倍，但核DNA含量不變C．圖2中a對應圖1中的AB段，c對應圖1中的EF段D．有絲分裂過程不會出現圖2中d所示的情況解析：選C圖1中的CD段包括有絲分裂G2期、前期和中期，中期是觀察染色體形態和數目的最佳時期；圖1中DE段形成的原因是著絲點分裂，此時細胞中染色體數目加倍，但核DNA含量不變；圖2中a表示有絲分裂后期、末期，對應圖1中的EF段，c時期染色體與核DNA的量比a時期減少一半，對應圖1中的AB段；圖2中d表示染色體∶DNA＝2∶1，有絲分裂過程中這種情況不存在。[類題通法]柱狀圖中有絲分裂各時期的判斷方法(1)根據染色單體變化判斷各時期：有無染色單體時期對應圖示有G2期、前期、中期甲圖無后期、末期乙圖G1期丙圖(2)根據比例關系判斷各時期：DNA∶染色體∶染色單體時期對應圖示4N∶2N∶4NG2期、前期、中期甲圖4N∶4N∶0后期、末期乙圖2N∶2N∶0G1期丙圖[真題集訓——驗能力]1．(2016·浙江高考)下列關于高等動物細胞增殖的敘述，錯誤的是()A．有絲分裂前的間期和減數分裂前的間期，都進行1次染色質DNA的復制B．細胞周期的G2期已經形成了1對中心體，在有絲分裂前期形成紡錘體C．染色體數為2n＝24的性原細胞進行減數分裂，中期Ⅱ染色體數和染色體DNA分子數分別為12和24D．若在G2期某染色質的1個DNA分子發生片段缺失，則該細胞有絲分裂產生的2個子細胞均含有該異常DNA解析：選D有絲分裂間期與減數分裂前的間期，都進行1次DNA復制。動物細胞中心體的復制發生在分裂間期的G2期，有絲分裂前期從細胞兩極發出紡錘絲，形成紡錘體。染色體數為24的性原細胞在減數第二次分裂中期(中期Ⅱ)時，染色體數為12，染色體DNA分子數為24。分裂間期的G2期DNA已經完成復制，若此時某染色質的1個DNA分子發生片段缺失，說明該染色質的一個DNA分子正常、另一個DNA分子異常，則該細胞經有絲分裂產生的2個子細胞，一個含有正常DNA，另一個含有異常的DNA。2．(2015·浙江高考)下列有關細胞周期和細胞分裂的敘述，正確的是()A．不同生物的細胞大小和數目不同，但細胞周期長短相同B．同一生物各種組織的細胞周期長短相同，但G1、S、G2和M期長短不同C．若在G2期加入DNA合成抑制劑，則有絲分裂前期每條染色體仍含有2條染色單體，子細胞染色體數目與母細胞的相同D．減數分裂前期Ⅰ同源染色體配對，每條染色體含有4條染色單體，子細胞染色體數目為母細胞的一半解析：選C不同生物的細胞大小和數目不同，且細胞周期的長短也往往不同。同一種生物各種組織的細胞周期長短也往往不同，且細胞周期中的各個時期也不會長短相同。DNA復制發生于S期，因而在G2期加入DNA合成抑制劑不影響DNA的合成，細胞仍能完成一次正常的有絲分裂，經有絲分裂產生的子細胞中的染色體數目與母細胞中的相同。減數第一次分裂的前期發生同源染色體的聯會，形成的每個四分體含有4條染色單體，但每條染色體上只含有2條染色單體。3．(2015·北京高考)流式細胞儀可根據細胞中DNA含量的不同對細胞分別計數。研究者用某抗癌藥物處理體外培養的癌細胞，24小時后用流式細胞儀檢測，結果如下圖。對檢測結果的分析不正確的是()A．b峰中細胞的DNA含量是a峰中的2倍B．a峰和b峰之間的細胞正進行DNA復制C．處于分裂期的細胞均被計數在a峰中D．此抗癌藥物抑制了癌細胞DNA的復制解析：選C從圖中可以看出，a峰中細胞DNA相對含量是40，b峰中細胞DNA相對含量是80，即b峰中細胞的DNA含量是a峰中的2倍，聯想細胞分裂中的DNA復制，可推知a峰與b峰之間的細胞正處于細胞分裂間期DNA復制的過程中，b峰中細胞處于細胞分裂的分裂期。實驗組b峰中細胞數目明顯減少的原因是某抗癌藥物有效抑制了癌細胞在細胞分裂間期的DNA復制，使得進入分裂期的細胞明顯減少。4.(2014·江蘇高考)右圖為動物細胞分裂中某時期示意圖，下列相關敘述正確的是()A．甲在分裂前期倍增并移向細胞兩極B．乙和丙在組成成分上差異很大C．該時期細胞中染色體數是體細胞染色體數的兩倍D．該時期通過核孔進入細胞核的物質減少解析：選B題圖為動物細胞分裂的中期。甲為中心體，在分裂間期倍增，前期移向細胞兩極。乙為染色體，組成成分為DNA和蛋白質，丙為紡錘絲，組成成分主要是蛋白質，可見兩者在組成成分上的差異很大。題圖如果為有絲分裂中期，細胞中染色體數與體細胞染色體數相同，如果為減數第二次分裂中期，細胞中染色體數是體細胞染色體數的一半。該時期核膜解體、核仁消失，無細胞核，故不存在物質通過核孔進入細胞核的情況。5．(2014·天津高考)二倍體生物細胞正在進行著絲點分裂時，下列有關敘述正確的是()A．細胞中一定不存在同源染色體B．著絲點分裂一定導致DNA數目加倍C．染色體DNA一定由母鏈和子鏈組成D．細胞中染色體數目一定是其體細胞的2倍解析：選C二倍體生物細胞正在進行著絲點分裂，說明該細胞正處于有絲分裂后期或減數第二次分裂后期。若該細胞處于減數第二次分裂后期，則細胞中無同源染色體，若該細胞處于有絲分裂后期，則細胞中有同源染色體；著絲點分裂，姐妹染色單體分開導致染色體數目加倍，但DNA數目不變；DNA復制的特點是半保留復制，以親代DNA的兩條鏈為模板合成子代DNA，在減數分裂和有絲分裂過程中DNA只復制一次，處于有絲分裂后期和減數第二次分裂后期的染色體DNA一定由母鏈和子鏈組成；若該細胞處于有絲分裂后期，則該細胞中染色體數目是其體細胞的2倍，若該細胞處于減數第二次分裂后期，則該細胞中染色體數目與其體細胞相同。6．(2013·海南高考)關于細胞有絲分裂的敘述，正確的是()A．赤道板是細胞有絲分裂過程中出現的一種結構B．有絲分裂間期DNA復制的過程需要解旋酶參與C．有絲分裂中期，發生聯會的同源染色體排列在赤道板上D．在細胞周期中，分裂間期的持續時間通常比分裂期的短解析：選B赤道板不是細胞結構，是一個定義的假想平面。有絲分裂間期DNA復制時首先進行解旋，氫鍵斷裂，需要解旋酶。同源染色體聯會發生在減數分裂過程中，有絲分裂中期是染色體的著絲點排列在赤道板上。在細胞周期中間期占90%～95%，分裂間期長，分裂期短。7．(2017·全國卷Ⅲ)利用一定方法使細胞群體處于細胞周期的同一階段，稱為細胞周期同步化。以下是能夠實現動物細胞周期同步化的三種方法。回答下列問題：(1)DNA合成阻斷法：在細胞處于對數生長期的培養液中添加適量的DNA合成可逆抑制劑，處于________期的細胞不受影響而繼續細胞周期的運轉，最終細胞會停滯在細胞周期的________期，以達到細胞周期同步化的目的。(2)秋水仙素阻斷法：在細胞處于對數生長期的培養液中添加適量的秋水仙素，秋水仙素能夠抑制________________，使細胞周期被阻斷，即可實現細胞周期同步化。經秋水仙素處理的細胞_______(填“會”或“不會”)被阻斷在間期。(3)血清饑餓法：培養液中缺少血清可以使細胞周期停滯在間期，以實現細胞周期同步化。分裂間期的特點是_________________________________(答出1點即可)。解析：(1)DNA復制發生在細胞分裂間期，添加適量的DNA合成可逆抑制劑后，DNA合成被阻斷，使細胞停滯于間期(S期)，而處于分裂期的細胞暫時不受影響。(2)秋水仙素通過抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，從而阻斷細胞周期，而紡錘體形成于分裂前期，因此經秋水仙素處理的細胞不會被阻斷在間期。(3)分裂間期的特點是完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，為分裂期進行活躍的物質準備，同時細胞有適度的生長。答案：(1)分裂間(或答S)(2)紡錘體形成不會(3)完成DNA復制和有關蛋白質的合成，為分裂期準備物質[課下檢測——查缺漏]一、選擇題1．(2018·柳州一模)下列關于細胞分裂的敘述，正確的是()A．分裂期的動物細胞中含有兩組中心粒B．大腸桿菌通過無絲分裂產生新細胞C．植物細胞有絲分裂時，經過DNA復制后染色體數目加倍D．秋水仙素能抑制植物葉肉細胞紡錘體形成從而使染色體數目加倍解析：選A分裂間期動物細胞的中心體復制，在分裂期出現兩組中心粒；大腸桿菌進行的是二分裂；植物細胞有絲分裂時，DNA復制后加倍，染色體數目在后期才加倍；葉肉細胞大都不分裂，秋水仙素作用于分裂的植物細胞，抑制紡錘體形成從而使染色體數目加倍。2．在洋蔥根尖細胞分裂過程中，當染色體數∶染色單體數∶核DNA分子數＝1∶2∶2時，該細胞可能會發生()A．兩組中心粒周圍發出星射線形成紡錘體B．配對的同源染色體彼此分離移向細胞的兩極C．染色質絲正在高度螺旋化形成染色體D．著絲點全部排列在細胞的細胞板上解析：選C有絲分裂前期和中期，細胞中的染色體數∶染色單體數∶核DNA分子數＝1∶2∶2。洋蔥屬于高等植物，其根尖細胞中不含中心體結構；洋蔥根尖細胞只進行有絲分裂，不進行減數分裂，所以不可能出現配對的同源染色體彼此分離移向細胞兩極的現象；在有絲分裂前期，染色質絲正在高度螺旋化形成染色體；有絲分裂中期，著絲點排列在赤道板上，而細胞板出現在分裂末期。3．下面是動物細胞有絲分裂不同時期染色體數目(a)、核DNA分子數目(b)的直方圖，有關敘述正確的是()A．①時期染色體還未復制，核DNA已完成了復制B．③時期核膜、核仁重建，細胞中部出現細胞板C．①→②表示著絲點分裂，染色體數目加倍，但核DNA分子數目不變D．②→③表示同源染色體相互分離，染色體和核DNA分子數目也隨之減半解析：選C圖①可表示有絲分裂前期和中期，圖②可表示有絲分裂后期，圖③可表示有絲分裂G1期。有絲分裂的前期和中期，DNA已復制，染色體也完成了復制，但染色體數目不變。動物細胞分裂過程中不形成細胞板。有絲分裂過程中不會發生同源染色體分離現象。①→②表示由中期到后期，著絲點分裂，染色體數目加倍，但核DNA分子數目不變。4．科學家在研究細胞周期調控機制時，發現了一種促使核仁解體的蛋白質。下列敘述正確的是()A．該蛋白質是一種水解酶，在分裂間期活性最高B．衰老的細胞中該蛋白質合成速率變快C．核仁解體后，細胞內不發生轉錄和翻譯D．抑制癌細胞中該蛋白質的合成，可降低其分裂速度解析：選D由題干信息可知，該蛋白質可以促進核仁的解體，說明該蛋白質具有催化作用，是一種酶，核仁的解體發生在分裂期的前期，故此時該酶的活性最高；衰老的細胞不再進行細胞分裂，細胞內決定該蛋白質的基因不能表達；DNA轉錄主要是在細胞核中進行的，而翻譯是在細胞質中的核糖體；該蛋白質與細胞的分裂有關，若抑制該蛋白質的合成，則會降低癌變細胞的分裂速度。5．(2018·岳陽一模)下列關于人體細胞有絲分裂的說法正確的是()A．女性色盲患者的體細胞分裂后期含有兩個Xb基因B．同源染色體的聯會和交叉互換發生在分裂前期C．分裂中期和后期的染色體數目為體細胞的兩倍D．有絲分裂后期，一個細胞中的DNA分子數多于92個解析：選D女性色盲患者的體細胞進行有絲分裂時，分裂后期含有4個Xb基因；同源染色體的聯會和交叉互換發生在減數分裂過程中；有絲分裂中期的染色體數目和體細胞相同，后期的染色體數目是體細胞的兩倍；人體細胞有絲分裂后期的核DNA分子數是92個，人體細胞線粒體中還有DNA，故有絲分裂后期一個細胞中DNA分子數多于92個。6．(2018·南昌一模)在大蒜根尖分生區細胞的一個細胞周期中，在同一時期發生的變化是()A．中心體的移動和紡錘體的形成B．DNA雙鏈解旋和蛋白質的合成C．DNA數目加倍和染色體數目加倍D．核膜、核仁的消失和赤道板的形成解析：選B大蒜是高等植物，細胞中不含中心體；DNA雙鏈解旋和蛋白質的合成都發生在分裂間期；DNA數目加倍發生在分裂間期，染色體數目加倍發生在分裂后期；核膜、核仁的消失發生在前期，而赤道板不是真實存在的結構，不會形成。7．真核細胞中的細胞周期蛋白A可促進DNA的復制。細胞中某種特異性siRNA(一種雙鏈RNA)可以導致細胞周期蛋白A的mRNA降解。下列分析錯誤的是()A．細胞周期蛋白A可能需進入細胞核發揮作用B．這種特異性siRNA內一定含有氫鍵C．細胞周期蛋白A的合成會受此種siRNA影響D．此種siRNA會使細胞分裂速度加快解析：選D細胞周期蛋白A可促進DNA的復制，DNA的復制在細胞核中進行；siRNA是一種雙鏈RNA，一定含有氫鍵；siRNA可以導致細胞周期蛋白A的mRNA降解，不能形成周期蛋白A(可促進DNA的復制)，故此種siRNA不會使細胞分裂速度加快。8．(2017·煙臺期末)小鼠睪丸中存在間質細胞和實質細胞，實質細胞就是精原細胞，間質細胞是為實質細胞提供營養物質和相關激素的細胞。科學家用顯微鏡觀察從睪丸中所取的部分組織。下列有關說法正確的是()A．實質細胞和間質細胞因遺傳信息不同而功能不同B．間質細胞產生的激素不需要通過體液運輸到靶細胞C．觀察到染色體條數最多的細胞不含姐妹染色單體D．顯微鏡下能看到染色體的細胞最多含兩條性染色體解析：選C實質細胞和間質細胞都是由同一個受精卵有絲分裂形成的，都含有相同的遺傳信息，兩者功能不同的原因是基因的選擇性表達；間質細胞產生的激素需要通過體液運輸到靶細胞；觀察到染色體條數最多的細胞應處于有絲分裂后期，此時細胞中不含姐妹染色單體；顯微鏡下能看到染色體的細胞最多含4條性染色體，即有絲分裂后期。9．下圖為動物和植物細胞的有絲分裂圖，據圖分析正確的是()A．甲為分裂間期、乙為分裂末期，⑤聚集成為赤道板B．①由微管組成，在前期較晚時形成紡錘體作用于②C．甲細胞中無同源染色體，甲產生的子細胞為生殖細胞D．③、④均為細胞膜，兩種細胞的胞質分裂方式相同解析：選B甲為分裂前期、乙為分裂末期，⑤聚集成為細胞板；①為中心體，是由微管組成，在前期較晚時形成紡錘體作用于②著絲點；甲細胞中無同源染色體，但其產生的子細胞不一定為生殖細胞，甲也可能是雄蜂體細胞的有絲分裂；③為細胞膜，④為細胞壁，兩種細胞的胞質分裂方式不同。10．研究人員為測定細胞周期時間長短，進行如下實驗：用含3H-TdR(3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷)的原料培養某動物細胞，數分鐘至半小時后獲得細胞群體甲；隨后將3H-TdR洗脫，轉換至不含3H-TdR培養液并繼續培養得到細胞群體乙，則細胞群體乙()A．所有細胞均被3H-TdR標記B．最先進入M期的標記細胞是S期最晚期細胞C．培養液中缺乏氨基酸供應，細胞停留在S期D．培養液中加入秋水仙素，M期細胞比例減少解析：選B細胞群體甲所有細胞均被3H-TdR標記，細胞群體乙多次分裂后細胞不一定含有3H-TdR標記；S期進行了DNA的復制，故最先進入M期的標記細胞是S期最晚期細胞；S期進行了DNA的復制，培養液中缺乏脫氧核苷酸供應，細胞停留在S期；培養液中加入秋水仙素，抑制了紡錘體的形成，M期細胞比例增加。11.(2018·湖南十三校一模)如圖表示植物細胞新細胞壁的形成過程，據圖分析下列有關敘述錯誤的是()A．該細胞處于有絲分裂的末期，圖中D表示內質網B．圖中C是高爾基體，圖中E的主要成分是加工后的多肽鏈C．該細胞的核基因在有絲分裂后期不能轉錄，但是在該時期能夠進行翻譯D．該過程體現了生物膜的結構特點解析：選B植物細胞壁形成于有絲分裂末期；圖中C是高爾基體，圖中E的主要成分是纖維素；有絲分裂后期，DNA在高度螺旋化的染色體上，不易解旋進行轉錄過程，但細胞質中仍存在原來合成的mRNA，能夠進行翻譯合成蛋白質；該過程體現了生物膜的結構特性，即具有一定的流動性。12．使用特定的方法可以抑制蠶豆根尖細胞的分裂，使細胞停留在分裂的某一階段，如下表所示，“—”表示停留時期。由表不能得出的結論是()時期處理方法間期前期中期后期末期加入過量的胸苷—秋水仙素—低溫(2～4℃)—————A.胸苷不能直接作為DNA復制的原料B．秋水仙素可能通過抑制紡錘體的形成使細胞停留在中期C．低溫主要抑制細胞分裂中有關酶的活性D．加入過量的胸苷使細胞停留在間期可能的原因是抑制了RNA合成解析：選D胸苷是胸腺嘧啶脫氧核苷的簡稱，在細胞內可代謝生成胸腺嘧啶脫氧核苷酸，胸腺嘧啶脫氧核苷酸是DNA復制的原料；秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，從而使細胞停留在中期；低溫處理可使細胞停留在細胞分裂的各個時期，原因是低溫抑制細胞分裂中有關酶的活性；加入過量的胸苷抑制了DNA合成，使細胞停留在間期。二、非選擇題13．(2017·哈爾濱二模)細胞周期包括分裂間期(分為G1期，S期和G2期)和分裂期(M期)。下表為不同植物根尖分生區細胞的細胞周期持續時間(h)，請回答有關問題：細胞類型細胞周期G1SG2M洋蔥12.71.56.52.42.3蠶豆16.53.58.32.81.9小麥14.0110.02.01注：G1期：DNA合成前期，合成DNA復制所需的RNA和蛋白質等；S期：DNA合成期；G2期：DNA合成后期，DNA合成終止，大量合成RNA和蛋白質，為M期作準備。(1)根據表格數據分析，觀察有絲分裂的最佳實驗材料為______________________。(2)繪出小麥根尖細胞在細胞周期中的核DNA含量變化曲線并注明各期名稱。(體細胞核DNA含量為2C)(3)誘變育種時，誘變劑主要作用于________期細胞；多倍體育種時，秋水仙素主要作用于________期細胞，從而形成多倍體細胞。(填“G1”“S”“G2”或“M”)(4)腫瘤細胞由于遺傳物質發生變化而成為連續分裂的惡性增殖細胞，有人稱惡性腫瘤為細胞周期病，原因是調節細胞周期的________基因發生突變。科學家嘗試從阻斷細胞周期的角度分析藥物治療腫瘤的原理：若藥物可抑制RNA合成，則可將癌細胞阻斷在________期。(填“G1”“S”“G2”或“M”)解析：(1)觀察有絲分裂過程時實驗材料的分裂期時間占整個細胞周期的比例越大越好。三種材料中，洋蔥分裂期占整個細胞周期的比例最大。(2)有絲分裂過程中，DNA分子的復制發生在細胞分裂間期的S期，之后一直到分裂末期完成時細胞核DNA含量才減半，據此可畫出對應的核DNA含量變化圖。(3)誘變育種原理是基因突變，因此誘變劑主要作用于DNA復制時期即S期細胞。多倍體育種時，秋水仙素可抑制紡錘體的形成，主要作用于分裂前期細胞。(4)癌細胞是由于原癌基因和抑癌基因發生突變形成的，負責調節細胞周期的是原癌基因。RNA合成發生在轉錄過程中，時間是G1或G2期，因此，若藥物可抑制RNA合成，則可將癌細胞阻斷在G1或G2期。答案：(1)洋蔥根尖細胞(或洋蔥)(2)(3)SM(4)原癌G1或G214．如圖為某高等植物細胞有絲分裂中細胞質的分裂過程模式圖，請回答：(1)在紡錘絲的牽引下，[1]________抵達細胞兩極，逐漸解螺旋；[2]________重建，形成兩個新的細胞核。(2)來自________的小泡向細胞中央集中，在赤道板位置彼此融合，小泡中的多糖物質用來制造新的細胞壁，小泡的膜則在其兩側形成新的[3]________。兩個子細胞之間留有細胞質相通的管道，就是[4]________，用以實現高等植物細胞之間的相互連接。(3)與題圖不同，動物細胞在有絲分裂末期細胞質的分裂方式是__________________。(4)若將該種植物的親代細胞(2N＝16)的DNA雙鏈用3H標記后，再轉移到不含放射性的培養基中繼續培養至圖甲所示時期，則細胞中含放射性的核DNA共________個。請在圖中畫出該種植物細胞有絲分裂過程中同源染色體的對數變化。解析：(1)分析圖示可知，[1]為染色體，[2]為核膜。(2)圖中的小泡參與細胞壁的形成，而高爾基體與植物細胞壁的形成有關，因此圖中的小泡來自高爾基體。丙圖中的[3]與細胞膜相連，因此小泡的膜在細胞壁兩側形成新的[3]細胞膜。高等植物細胞之間通過胞間連絲相連，所以兩個子細胞之間留有細胞質相通的管道，就是[4]胞間連絲。(3)動物細胞在有絲分裂末期，細胞膜從細胞的中部向內凹陷，將細胞縊裂為兩部分。(4)依據DNA分子的半保留復制方式，此時每個核DNA分子均有1條鏈含3H標記，1條鏈不含3H標記，即細胞中含放射性的核DNA共有32個。依題意可知，親代細胞中含有16條染色體，8對同源染色體，在有絲分裂后期，著絲點分裂，細胞中染色體數加倍，即含有32條染色體，16對同源染色體。答案：(1)染色體核膜(2)高爾基體細胞膜胞間連絲(3)細胞膜從細胞的中部向內凹陷，把細胞縊裂為兩部分(只要出現“縊裂”即可)(4)32如圖所示：15．小腸干細胞通過增殖分化使小腸上皮細胞得到更新，科研人員對此進行研究。(1)小腸干細胞以________分裂方式進行增殖，并分化為潘氏細胞和________細胞，如圖1。潘氏細胞能合成并分泌溶菌酶等抗菌物質，抵抗外來病原體，參與小腸微環境的__________(填“特異性”或“非特異性”)免疫反應。(2)小腸干細胞特異性地表達L蛋白，并且每個細胞中的表達量基本一致。科研人員利用________酶和DNA連接酶將綠色熒光蛋白基因與L蛋白基因連接，轉入小鼠受精卵細胞中。從轉基因小鼠體內分離小腸干細胞進行離體培養，定期從培養液中取樣，測定樣品的綠色熒光強度，檢測結果可反映出小腸干細胞________的多少。(3)科研人員在上述小腸干細胞培養液中加入藥物T，幾天后洗去藥物，轉入新的培養液中培養(記為第0天)，定期取樣并測定樣品的綠色熒光強度，結果如圖2。藥物T處理使蛋白L的合成量下降，藥物T處理停止后0～4天，小腸干細胞中蛋白L的含量仍較低。結合實驗數據推測，蛋白L對小腸干細胞的凋亡有________作用。(4)研究發現，蛋白L含量較低時，小腸干細胞會分泌W因子，并作用于周圍的小腸干細胞。據此推測，上述實驗中第4天后熒光強度逐步恢復的原因是W因子_______________。(5)綜合上述研究分析，小腸受到外界環境刺激時，能通過多種調節作用維持小腸干細胞數目的________。解析：(1)小腸干細胞的分裂方式是有絲分裂，可以分化形成小腸上皮細胞和潘氏細胞。溶菌酶等抗菌物質屬于免疫系統的第二道防線，參與的是非特異性免疫。(2)L蛋白基因是目的基因，導入小鼠受精卵細胞前需要用限制酶進行切割，并用DNA連接酶將之與綠色熒光蛋白基因連接。綠色熒光蛋白基因相當于標記基因，所以小腸干細胞離體培養的培養液中綠色熒光強度可反映出小腸干細胞數目的多少。(3)藥物T處理使綠色熒光強度降低，即蛋白L的合成量下降，藥物T處理停止后0～4天，小腸干細胞中蛋白L的含量仍較低，即小腸干細胞的含量多，說明蛋白L對小腸干細胞的凋亡有抑制作用。(4)已知蛋白L含量較低時，小腸干細胞會分泌W因子，并作用于周圍的小腸干細胞。圖示4天時L蛋白的含量最低，而后熒光強度逐步增加，說明W因子促進周圍的小腸干細胞增殖，使小腸干細胞數目恢復。(5)小腸受到外界環境刺激時，能通過多種調節作用維持小腸干細胞數目的相對穩定。答案：(1)有絲小腸上皮非特異性(2)限制數目(3)抑制(4)促進周圍的小腸干細胞增殖，使小腸干細胞數目恢復(5)穩態(或“相對穩定”)第二講觀察根尖分生組織的有絲分裂(實驗課)1．實驗原理原理選材高等植物的分生組織細胞有絲分裂較旺盛染色細胞核內的染色質(體)易被堿性染料(龍膽紫溶液)染成深色時期確定在同一分生組織中可以通過觀察細胞內染色體的存在狀態，判斷處于不同分裂時期的細胞2．方法步驟1．實驗成功的關鍵及注意事項實驗材料的選擇類型選取分裂期占細胞周期比例相對較大的材料部位選取分裂旺盛的部位(如根尖、莖尖的分生區)時間必須在分裂旺盛的時間操作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過輕細胞未分散開過重將組織壓爛顯微鏡觀察細胞狀態顯微鏡觀察的都是死細胞，不能看到動態變化細胞數目間期的細胞數目最多，原因是間期歷時最長易錯提醒(1)不清楚“解離”的作用原理，誤認為可以觀察細胞有絲分裂的動態變化過程(2)不清楚細胞具有的相應結構，誤認為赤道板也能觀察到(3)對取材原理不清楚，誤認為根尖任何部位的細胞都可作為觀察對象，實際上只有分生區細胞才可以作為觀察對象2．關注洋蔥在實驗中的“一材多用”取材部位實驗名稱取材原因葉鱗片葉植物細胞的質壁分離和復原外表皮細胞含紫色大液泡使用高倍顯微鏡觀察細胞的多樣性細胞較大，外表皮細胞有大液泡，內表皮細胞有明顯的細胞核觀察DNA和RNA在細胞中的分布內表皮細胞近于無色管狀葉葉綠體中色素的提取和分離色素含量多根觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂材料易得，且分生區細胞分裂能力強，染色體數目少，易于觀察低溫誘導植物染色體數目的變化材料易得，且低溫(4℃)下根尖也能分裂生長，誘導染色體變異率較高命題點(一)考查實驗材料的選擇和試劑的作用1．(2017·北京高考)洋蔥根尖和小鼠骨髓細胞都能用于觀察細胞有絲分裂，比較實驗操作和結果，敘述正確的是()A．都需要用鹽酸溶液使細胞相互分離B．都需要用低倍鏡找到分裂細胞再換高倍鏡觀察C．在有絲分裂中期都能觀察到染色體數目加倍D．在有絲分裂末期都能觀察到細胞板解析：選B解離洋蔥根尖組織時需要用到鹽酸溶液，鹽酸可使細胞相互分離開來，同時殺死細胞，固定細胞形態；分離小鼠骨髓細胞則需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶。觀察細胞有絲分裂裝片時，需要先用低倍鏡觀察，找到分裂細胞，然后再換用高倍鏡仔細觀察。在有絲分裂后期，姐妹染色單體分開，可觀察到染色體數目加倍。植物細胞在有絲分裂末期形成細胞板，動物細胞不形成細胞板，而是細胞膜從細胞中部向內凹陷。2．(2014·全國卷Ⅰ)回答下列問題：(1)在觀察大蒜根尖細胞有絲分裂的實驗中，常用鹽酸酒精混合液處理根尖，用龍膽紫溶液染色。實驗中，鹽酸酒精混合液的作用是__________________________；龍膽紫溶液屬于________性染料，能夠使細胞中的________著色。(2)用光學顯微鏡觀察細胞，可以看到細胞核。細胞核的功能可概括為：____________________________________________________________________________。解析：(1)在觀察植物細胞有絲分裂實驗中，染色體能夠被堿性染料龍膽紫溶液染成深色，從而便于在光學顯微鏡下進行觀察。實驗中鹽酸和酒精混合液的作用是將組織中的細胞相互分離。(2)細胞核內含有遺傳物質DNA，細胞核是細胞內遺傳物質儲存、復制和轉錄的主要場所，是細胞代謝和遺傳的控制中心。答案：(1)使組織中的細胞相互分離堿染色體(2)細胞核是細胞內遺傳物質儲存、復制和轉錄的主要場所，是細胞代謝和遺傳的控制中心[歸納拓展]歸納鹽酸和酒精的“同材異用”(1)不同濃度酒精的用途：酒精濃度用途體積分數為50%在脂肪檢測中用于洗浮色體積分數為70%在土壤小動物類群豐富度調查實驗中用于殺死并保存小動物；消毒體積分數為95%與質量分數為15%的鹽酸混合用于有絲分裂實驗中的解離低溫誘導染色體加倍實驗中的沖洗卡諾氏液無水乙醇用于光合作用色素的提取(2)鹽酸在不同實驗中的應用：實驗名稱鹽酸的作用觀察DNA和RNA在細胞中的分布①改變膜的通透性，加速染色劑進入細胞②使染色質中DNA與蛋白質分離，有助于DNA與染色劑結合觀察根尖有絲分裂，低溫誘導質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精按1∶1混合成解離液，使組織中的細胞相互分離命題點(二)考查實驗操作過程及實驗結果分析3．在觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗中，下列處理及其目的恰當的是()A．剪取根尖2～3cm，進行制片處理B．根尖放入鹽酸和酒精混合液中解離，目的是使細胞分散開C．染色后，需用清水漂洗去浮色再觀察D．制片時需在蓋玻片上再放上一片載玻片，防止壓碎蓋玻片解析：選D在觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗中，剪取根尖2～3mm，進行制片處理；根尖放入鹽酸和酒精混合液中解離，目的是使細胞分離開；用清水漂洗后，才可用堿性染料染色；制片時需在蓋玻片上再放上一片載玻片進行壓片，防止壓碎蓋玻片。4.(2018·泉州質檢)在“觀察洋蔥根尖分生區細胞的有絲分裂”實驗中，某同學觀察到的一個視野圖像如右。已知洋蔥根尖分生區細胞一個細胞周期約12h。下列有關敘述最合理的是()A．裝片制作時使用甲基綠吡羅紅混合染色劑進行染色B．向左上方移動裝片可使該視野中M細胞移到視野中央C．計算該視野中分裂后期細胞所占的比例，乘以12h，得出分裂后期的時長D．降低顯微鏡的放大倍數，有助于更精確比較不同分裂時期的時間長短解析：選D有絲分裂觀察實驗中，應用龍膽紫溶液或者醋酸洋紅溶液進行染色；圖中M細胞位于右下方，要將M細胞移到視野的中央，應該將裝片向右下方移動；該視野中各個時期細胞數量較少，不足以計算各個時期細胞所占的比例和各時期時間的長短；降低顯微鏡的放大倍數，視野中的細胞數量變多，有助于更精確比較不同分裂時期的時間長短。命題點(三)考查細胞周期中各時期的計算5．回答與觀察細胞染色體實驗有關的問題：(1)右圖表示洋蔥根尖細胞的細胞周期。假設洋蔥根尖細胞的細胞周期大多開始于夜晚22：00時，若要觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂過程，取材的最佳時間是____________。(2)某同學檢查了洋蔥根尖6000個處于有絲分裂中的細胞，其中有692個處于前期，105個處于中期，35個處于后期，168個處于末期。據此判斷下列有關敘述錯誤的是()A．分裂期中各時期相對持續時間是前期＞末期＞中期＞后期B．細胞周期中分裂期持續的時間比分裂間期要短C．分裂期中前期持續的時間最短D．分裂中期持續的時間約為0.21h解析：(1)分裂間期是一個新的細胞周期的開始，觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂過程主要是觀察分裂期的各期圖像，結合題干信息和題圖計算得出：分裂期是次日8：00～10：00。(2)由題干可知處于前期的細胞數目＞處于末期的細胞數目＞處于中期的細胞數目＞處于后期的細胞數目，根據細胞數目推測細胞有絲分裂期中各個時期的時間關系為前期＞末期＞中期＞后期。分裂中期持續時間為：105/6000×12＝0.21h。答案：(1)次日8：00～10：00(2)C[歸納拓展]細胞分裂時期與所觀察細胞數目的關系及計算(1)細胞周期中不同時期持續時間長短與處于該時期的細胞數呈正相關。(2)某時期持續時間(t)＝eq\f(處于該時期細胞數,觀察細胞總數)×細胞周期(T)1．(2014·海南高考)下列植物細胞中，適合觀察細胞有絲分裂的是()A．蠶豆葉肉細胞 B．洋蔥鱗片葉表皮細胞C．蠶豆根尖分生區細胞 D．洋蔥根尖伸長區細胞解析：選C在四個選項中只有C項的細胞具有分裂能力，其他細胞都不能進行細胞分裂。2．下列屬于“制作植物細胞有絲分裂的臨時裝片”實驗的操作是()A．用層析液解離 B．用清水洗去解離液C．用蘇丹Ⅲ染色 D．用50%的乙醇洗去浮色解析：選B層析液用于綠葉中色素的分離；制作植物細胞有絲分裂的臨時裝片時用清水洗去解離液；蘇丹Ⅲ用來檢測脂肪；檢測脂肪時用50%的乙醇洗去浮色。3．關于“觀察植物細胞有絲分裂”實驗的說法，正確的是()A．制作臨時裝片的流程是解離→染色→漂洗→制片B．漂洗時，可以直接用清水洗去細胞表面的解離液C．制片時，蓋上蓋玻片后還要再加一片蓋玻片，然后壓片D．觀察時，找到前期細胞后可持續觀察其分裂的過程解析：選B制作臨時裝片的流程是解離→漂洗→染色→制片；漂洗時，用清水洗去細胞表面的解離液；制片時，蓋上蓋玻片后還要再加一片載玻片，然后壓片，目的是讓細胞分散開，有利于實驗觀察；解離時細胞已經死亡，不能觀察到一個細胞的連續分裂過程。4．為了觀察小鼠細胞的染色體，某興趣小組對小鼠進行適當處理后，取出骨髓中的活細胞制成細胞懸液，經過低滲溶液處理(使染色體散開)、固定、染色后制片并觀察。下列有關分析錯誤的是()A．骨髓中含有造血干細胞，適合作為觀察染色體的材料B．制備細胞懸液時，需使用鹽酸和酒精混合液進行解離C．低滲溶液的濃度比細胞質濃度低，導致細胞滲透吸水膨脹D．最好選擇有絲分裂中期的細胞觀察染色體數目和形態特征解析：選B骨髓中含有造血干細胞，造血干細胞可以進行有絲分裂，適合作為觀察染色體的材料；植物細胞的解離用鹽酸和酒精混合液，制備動物細胞的懸液可使用胰蛋白酶；低滲溶液的濃度比細胞質濃度低，導致細胞滲透吸水膨脹；有絲分裂中期細胞內染色體的形態比較穩定，數目比較清晰，便于觀察。5.(2018·宣城模擬)右圖為實驗小組同學探究月季莖尖細胞分裂的實驗過程中在顯微鏡下拍攝的一張照片，莖尖取材時間為上午10時。下列相關說法錯誤的是()A．上午10時取材是因為此時細胞分裂旺盛，處于分裂期細胞多B．制片時漂洗的目的是洗去解離液，防止解離過度，便于著色C．①細胞處于分裂中期，②細胞中同源染色體正在分離D．據圖可推測在月季細胞周期中分裂后期時間長于分裂中期解析：選C一天當中上午10時分生區細胞分裂旺盛，處于分裂期的細胞多；制片時漂洗的目的是洗去解離液，防止解離過度，便于著色；①②細胞進行的是有絲分裂，同源染色體分離發生在減數分裂中；有絲分裂各時期的長短與有絲分裂各時期細胞的數目呈正相關，持續時間較長的分裂時期細胞數目多。6.如圖為洋蔥根尖結構示意圖。相關敘述錯誤的是()A．在觀察植物細胞有絲分裂的實驗中，需用鹽酸和酒精處理使細胞分離開來B．觀察細胞質壁分離現象的最佳區域是①C．經低溫處理后，③處可出現染色體數目改變的細胞D．增加根尖細胞數目的主要區域是②解析：選D圖中①②③④分別是根毛區、伸長區、分生區、根冠，分生區進行細胞分裂，故增加細胞數目的主要區域是③，低溫處理分生區的細胞，會抑制細胞中紡錘體的形成，導致細胞中染色體數目加倍。7．如圖是關于觀察洋蔥有絲分裂實驗的部分操作，下列敘述合理的是()A．剪取洋蔥根尖2～3mm，因為該區域屬于根毛區，細胞有絲分裂旺盛B．該實驗步驟中唯一的錯誤是在②和③之間缺少用清水漂洗這一環節C．在觀察的圖像中，b屬于分生區的細胞，細胞已死亡D．若用圖中b區域的細胞觀察質壁分離和復原，實驗現象明顯解析：選C根尖2～3mm的區域屬于分生區。在②和③之間應增加清水漂洗這一環節，而③和⑤之間的清水漂洗環節應刪除。分生區的細胞呈正方形，細胞經解離已死亡。b區域的細胞屬于分生區細胞，其液泡較小，滲透作用不明顯。8．(2018·漳州八校聯考)在“觀察植物細胞有絲分裂”實驗中，三位實驗人員制作洋蔥根尖裝片的操作步驟(“＋”表示操作，“－”表示未操作)如下表所示：實驗人員操作取材解離漂洗染色壓片甲根尖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()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：選C解離的目的是使細胞分離開，甲未解離，細胞相互重疊；漂洗的目的是洗去解離液，便于染色，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，染色體呈染色質狀態，觀察不到染色體。9．(2017·濰坊期末)某生物學習小組做了觀察蒜的根尖分生區細胞有絲分裂的實驗，觀察到處于不同時期的細胞如圖。請回答有關問題：(1)圖E中箭頭所指結構為新形成的細胞壁，將以上各圖像依次排列為__________(填字母)可表示一個細胞周期。(2)為了保證能夠清楚地觀察細胞分裂圖像，制備臨時裝片的過程應該嚴格遵守的操作步驟依次是__________，視野中B圖所示細胞數量最多的原因是_________________。(3)觀察細胞中染色體數目最好選擇F圖所示時期的細胞，原因是______________。如果人體細胞處于B圖所示的分裂時期，則細胞中活動旺盛的細胞器主要有________________。解析：(1)圖E中箭頭所指結構為新形成的細胞壁；圖中A為前期，B為間期，C為末期，D為后期，E為末期，F為中期，因此正確順序為EBAFDCE。(2)制備臨時裝片的操作步驟依次是解離、漂洗、染色、制片(壓片)；由于細胞周期的大部分時間處于分裂間期，因此視野中間期細胞數量最多。(3)F表示有絲分裂中期，此時染色體形態穩定、數目清晰，是觀察染色體形態和數目的最佳時期；B圖細胞處于有絲分裂間期，此時細胞中主要進行DNA的復制和有關蛋白質的合成，若為動物細胞，此時期還進行中心體的復制，其中蛋白質的合成場所是核糖體，所需能量主要由線粒體提供。答案：(1)EBAFDCE(2)解離、漂洗、染色、制片(壓片)細胞周期的大部分時間處于分裂間期(3)中期染色體形態比較穩定，數目比較清晰，便于觀察核糖體、線粒體、中心體10．(2015·福建高考)為了研究從植物中提取的可可堿是否可以作為除草劑，某科研小組開展了可可堿對鬼針草根尖細胞有絲分裂和種子萌發影響的實驗探究，結果如下表。請回答：可可堿濃度(mmol·L－1)根尖細胞有絲分裂種子發芽率(%)有絲分裂指數(%)分裂期細胞占比(%)前期和中期后期和末期03.733.040.6981.50.12.902.160.7468.10.52.101.720.3818.61.01.961.720.242.3注：有絲分裂指數＝(分裂期細胞數/觀察細胞的總數)×100%。(1)本實驗需要制作根尖細胞有絲分裂裝片，制片過程中根尖解離需要用到的試劑是________。右圖為顯微鏡下觀察到的部分細胞圖像，箭號所指的細胞處于分裂期的________期。(2)實驗結果顯示，與對照組相比，當可可堿濃度達到1.0mmol·L－1時，在分裂期的細胞中，后期和末期的細胞數目相對________。產生這種結果的原因可能是____________________________，導致染色體無法移向細胞兩極。(3)實驗結果表明，隨著可可堿濃度的升高，種子發芽率________。為探究可可堿影響種子發芽率的可能原因，某同學提出假設：可可堿會降低種子中赤霉素的水平。現欲通過實驗檢驗上述假設，請寫出實驗設計的基本思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在制作植物根尖細胞有絲分裂裝片的過程中，解離液是體積分數為95%的酒精和質量分數為15%的鹽酸的混合液(1∶1)。圖中箭號所指細胞的染色體都集中在赤道板上，可知該細胞處于有絲分裂中期。(2)由表格中數據可知，與對照組相比，可可堿濃度為1.0mmol·L－1時，在分裂期的細胞中，后期和末期的細胞所占百分比小，原因可能是可可堿抑制了紡錘體的形成，從而導致染色體無法移向細胞兩極。(3)由表格中數據可知，隨著可可堿濃度的升高，種子發芽率逐漸降低。赤霉素可解除種子的休眠，與種子的發芽有關。要探究可可堿是否降低了種子中赤霉素的含量，從而影響了發芽率，可用等量的鬼針草種子設置不同實驗組，這些實驗組分別用不同濃度的可可堿(自變量)溶液處理，一段時間后測定各組種子中赤霉素的含量，從而分析可可堿濃度與赤霉素含量的關系。為了使實驗更嚴謹，還應設置空白對照組。答案：(1)鹽酸(或鹽酸和酒精)中(2)減少可可堿能夠抑制紡錘體的形成(3)降低以不同濃度的可可堿處理鬼針草種子，一段時間后測定各組種子中赤霉素的含量，分析可可堿濃度與赤霉素含量的關系第三講減數分裂與受精作用知識體系——定內容核心素養——定能力生命觀念通過比較減數分裂的過程及精卵細胞形成過程，理解細胞生命活動的動態變化并建立辯證統一的觀點理性思維通過總結配子多樣性的原因和分析細胞分裂中染色體、DNA數量變化及分裂圖像辨析，培養利用邏輯思維分析問題的能力科學探究通過觀察細胞的減數分裂，掌握實驗的操作技能[基礎知識·系統化]知識點一減數分裂1．減數分裂的過程——精細胞的形成過程2．減數分裂的過程——卵細胞形成過程3．精子和卵細胞形成過程的異同點比較項目精子形成過程卵細胞形成過程場所睪丸卵巢細胞質分裂方式均等分裂不均等分裂是否變形變形不變形結果一個精原細胞↓eq\a\vs4\al(4)個精子一個卵原細胞↓eq\a\vs4\al(1)個卵細胞、eq\a\vs4\al(3)個極體4．對減數分裂概念的理解知識點二受精作用[基本技能·問題化]1．據圖回答下列問題(1)圖1中1和2、3和4各是一對同源染色體，1和3、1和4、2和3、2和4是非同源染色體。(2)圖1中共含有eq\a\vs4\al(2)個四分體，1個四分體中含有eq\a\vs4\al(4)個DNA分子，eq\a\vs4\al(8)條脫氧核苷酸鏈。(3)圖2表現交叉互換現象，從時間上看，該過程發生于減數第一次分裂前期，從范圍上看，發生在同源染色體的非姐妹染色單體之間。(4)由圖2可知，等位基因可位于同源染色體和姐妹染色單體上。2．精子形成過程中各時期的圖像及主要特點(連線)3．精子和卵細胞形成過程圖像辨析(1)圖中可能屬于精子形成過程中的圖像是B、C。(2)圖中可能屬于卵細胞形成過程中的圖像是A、C、D。(3)圖A分裂后產生的子細胞是卵細胞和極體，圖C分裂后產生的子細胞可能是精細胞或極體。考點一減數分裂過程與受精作用1．關注同源染色體的三個易錯點(1)同源染色體的形態、大小一般都相同，但也有大小不同的，如男性體細胞中的X染色體和Y染色體是同源染色體，X染色體較大，Y染色體較小。(2)著絲點分裂后，染色單體變成的染色體盡管大小、形狀相同，但不叫同源染色體，這兩條染色體是經復制形成的，其上的基因相同，若不同則可能是由基因突變或同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換造成的。(3)同源染色體的存在：體細胞中也存在同源染色體，只是在有絲分裂過程中不出現聯會、分離等現象。2．辨析減數第一次分裂與減數第二次分裂的區別名稱項目減數第一次分裂減數第二次分裂著絲點不分裂分裂染色體2n→n，減半n→2n→n，不減半DNA數目4n→2n，減半2n→n，減半染色體主要行為同源染色體聯會、分離姐妹染色單體分開同源染色體有無3．圖解識記精子和卵細胞形成過程的異同4．明確受精作用的兩個細胞學基礎和一個誤區(1)兩個細胞學基礎：①細胞膜信息交流功能——不同物種的精卵不識別，這也是生殖隔離形成的原因。②細胞膜的結構特點——具有一定的流動性。精卵融合為一個受精卵，首先要發生細胞膜的融合。(2)一個誤區：受精卵中遺傳物質并非一半來自父方，一半來自母方，原因是細胞質DNA幾乎全部來自母方，這也是母系遺傳的細胞學基礎。[對點落實]1．判斷有關同源染色體敘述的正誤(1)形態、大小相同的染色體一定是同源染色體(×)(2)形態、大小不同的染色體一定不是同源染色體(×)(3)同源染色體攜帶的遺傳信息一定相同(×)(4)在減數分裂中配對的兩條染色體是同源染色體(√)2．判斷有關受精作用與受精卵敘述的正誤(1)受精卵中的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方(×)(2)受精的實質是精子進入卵細胞中(×)(3)減數分裂和受精作用能夠維持每種生物前后代體細胞中染色體數目的恒定，對于生物的遺傳和變異有重要意義(√)(4)受精卵中的染色體一半來自父方，一半來自母方(√)3．假定某動物細胞染色體數目2N＝4，據圖判斷下列有關敘述正確的是()A．⑤內有4個四分體，②內有2個四分體B．②③④⑤均含同源染色體C．②③④分別為減數第一次分裂前、中、后期D．⑥是次級精母細胞或第一極體解析：選B②是減數第一次分裂前期，③是有絲分裂中期，④是減數第一次分裂后期，細胞質均等分裂，所以④是初級精母細胞，⑤是有絲分裂后期，⑥是減數第二次分裂后期，只能是次級精母細胞。③～⑥都不含四分體。有絲分裂和減數第一次分裂都含有同源染色體。4．下面為高等動物的細胞分裂示意圖。相關敘述正確的是()A．圖甲一定為次級精母細胞B．圖乙一定為初級精母細胞C．圖丙為次級卵母細胞或極體D．圖丙中的M、m為一對同源染色體解析：選B圖甲處于減數第二次分裂后期，其細胞質是均等分裂的，可能為次級精母細胞或第一極體；圖乙處于減數第一次分裂后期，其細胞質是均等分裂的，所以應是初級精母細胞；圖丙處于減數第二次分裂后期，其細胞質是不均等分裂的，應是次級卵母細胞，不可能為極體；圖丙中的M、m不是同源染色體，應是姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體。觀察細胞的減數分裂[對點落實]5．(2018·鐵嶺第一次聯考)下列關于觀察減數分裂實驗的敘述，錯誤的是()A．可用蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片觀察減數分裂過程B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的裝片容易觀察到減數分裂現象C．能觀察到減數分裂現象的裝片中，可能觀察到同源染色體聯會現象D．用洋蔥根尖制成裝片，能觀察到同源染色體聯會現象解析：選D蝗蟲的精母細胞能進行減數分裂，可用來作為觀察減數分裂的材料；觀察減數分裂時選擇植物雄蕊較雌蕊易觀察到減數分裂現象；聯會現象發生在減數分裂過程中，因此能觀察到減數分裂現象的裝片中，可能觀察到同源染色體聯會現象；洋蔥根尖細胞進行的是有絲分裂，不能觀察到同源染色體聯會現象。6．小鼠常被用作研究人類遺傳病的模式動物。請填充觀察小鼠細胞減數分裂的實驗步驟。供選材料及試劑：小鼠的腎臟、睪丸、肝臟，蘇丹Ⅲ染液、醋酸洋紅染液、詹納斯綠B(健那綠)染液，解離固定液。(1)取材：用________作實驗材料。(2)制片：①取少量組織低滲處理后，放在________________溶液中，一定時間后輕輕漂洗。②將漂洗后的組織放在載玻片上，滴加適量________。③一定時間后加蓋玻片，________。(3)觀察：①用顯微鏡觀察時，發現幾種不同特征的分裂中期細胞。若它們正常分裂，產生的子細胞是________________。②下圖是觀察到的同源染色體(A1和A2)的配對情況。若A1正常，A2發生的改變可能是________。解析：觀察減數分裂應選取生殖器官，本題應選取睪丸。制片過程為“解離→漂洗→染色→壓片”。精原細胞通過有絲分裂實現自我增殖，通過減數分裂形成成熟生殖細胞，故中期細胞可能是有絲分裂中期、減Ⅰ中期、減Ⅱ中期。A1正常，則A2為缺失，若A2正常，則A1為重復。答案：(1)(小鼠)睪丸(2)①解離固定液②醋酸洋紅染液③壓片(只要有壓片的操作均可)(3)①次級精母細胞，精細胞，精原細胞②缺失[易錯提醒](1)宜選用雄性個體生殖器官如植物的花藥、動物的精巢作為觀察減數分裂實驗材料的原因：①雄性個體產生精子的數量多于雌性個體產生卵細胞的數量。②在動物卵巢內的減數分裂沒有進行徹底，排卵時排出的僅僅是次級卵母細胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能繼續完成減數第二次分裂。(2)精巢內精原細胞既進行有絲分裂，又進行減數分裂，因此可以觀察到染色體數為N、2N、4N的不同細胞分裂圖像。考點二減數分裂中相關數量變化與配子多樣性[典型圖示]減數分裂中染色體、DNA數量變化曲線[問題設計](1)甲為性原細胞；乙為初級性母細胞；丙、丁為次級性母細胞；戊為性細胞。(2)曲線①表示減數分裂過程中DNA數量變化，曲線②表示染色單體數量變化，曲線③表示染色體數量變化。(3)染色體數目減半發生在MⅠ末期，是由同源染色體分開平均進入兩個子細胞造成的，減數第二次分裂時染色體數變化為n→2n→n，沒有減半。(4)MⅡ后期染色體數、DNA數都與正常體細胞相同，不同的是沒有同源染色體。(5)染色體/DNA變化規律及原因：1∶1eq\o(→,\s\up7(染色體復制),\s\do5(間期))1∶2eq\o(→,\s\up7(著絲點分裂),\s\do5(MⅡ后期))1∶1[對點落實]1.如圖表示細胞分裂過程中染色體、核DNA變化相對值。有關a～c段(不含a、c點)的敘述，正確的是()A．細胞中始終存在染色單體B．細胞中始終存在同源染色體C．細胞中染色體和核DNA數之比由1∶2變為1∶1D．此段中染色體行為是生物變異的根本來源解析：選A據圖可知，圖中虛線數目加倍一次，但連續減半兩次，因此表示減數分裂過程中DNA的變化相對值，實線表示染色體的變化相對值，其中O～a段表示減數第一次分裂前的間期，a～c段中b為減數第一次分裂末期的終點，同源染色體彼此分離進入兩個子細胞中，b～c段無同源染色體；c點為染色單體彼此分離形成子染色體的過程，a～c段(不含a、c點)細胞中始終存在染色單體；細胞中染色體和核DNA數之比一直為1∶2；a～c段中，一般不會發生基因突變，可進行基因重組與染色體變異，而生物變異的根本來源為基因突變。2．(2018·鐵嶺協作體聯考)下圖為某動物(體細胞染色體為2N)細胞分裂過程中不同時期每個細胞DNA、染色體和染色單體的數量關系圖。下列有關說法錯誤的是()A．乙→丙和戊→丁所發生的主要變化均為著絲點分裂B．基因重組發生在戊時期，基因突變主要發生在丙→戊過程中C．丙可以代表體細胞，甲只能代表精子或卵細胞D．處于丁和戊時期的細胞一定存在同源染色體解析：選C乙→丙和戊→丁所發生的主要變化均為著絲點分裂，染色體數目加倍；在動物細胞內，基因重組發生在減數第一次分裂時期，即戊時期，此時每條染色體含有兩條染色單體，基因突變發生在丙→戊過程(DNA復制)中；丙可以代表體細胞，甲中染色體只有丙的一半，可能代表精子、卵細胞或極體；丁和戊時期分別是有絲分裂后期和減數第一次分裂，處于丁和戊時期的細胞一定存在同源染色體。[易錯提醒]常考易混的相關物質或結構變化的原因相關物質或結構變化原因DNA加倍染色單體形成(由0→4N)染色體與DNA數目之比由1∶1→1∶2DNA分子復制染色單體消失(變為零)染色體數目加倍(2N→4N或N→2N)染色體與DNA數目之比由1∶2→1∶1著絲點分裂染色體數目減半同源染色體分離分別進入2個子細胞染色體或DNA分別進入2個子細胞數量減半(4N→2N或2N→N)細胞一分為二1．歸納總結具有n對同源染色體的個體產生配子情況(不考慮交叉互換)可能產生配子的種類實際能產生配子的種類1個精原細胞2n種2種1個次級精母細胞1種1種1個雄性個體2n種2n種1個卵原細胞2n種1種1個次級卵母細胞1種1種1個雌性個體2n種2n種2．配子來源的判斷方法(以精細胞為例)配子染色體特點來源簡記方法兩精細胞染色體完全相同同一次級精母細胞同為同一次兩精細胞染色體“互補”同一初級精母細胞分裂產生的兩個次級精母細胞補為同一初兩精細胞染色體有的相同，有的互補同一個體的不同精原細胞同、補同一體[對點落實]3．某種生物三對等位基因分布在三對同源染色體上，如圖表示該生物的精細胞，試根據細胞內基因的類型，判斷這些精細胞至少來自幾個精原細胞(不考慮交叉互換)()A．2個 B．3個C．4個 D．5個解析：選C來自一個精原細胞的精細胞基因組成相同或“互補”，根據這一點可以判斷①④可來自一個精原細胞，②⑥可來自一個精原細胞，③來自一個精原細胞，⑤來自一個精原細胞，因此這些精細胞至少來自4個精原細胞。4．(2017·沈陽模擬)下圖甲表示某動物精原細胞中的一對同源染色體，在減數分裂過程中該對同源染色體發生了交叉互換，結果形成了①～④所示的四個精細胞：這四個精細胞中，來自同一個次級精母細胞的是()A．①與② B．①與③C．②與③ D．②與④解析：選C同源染色體交叉互換是指一對同源染色體在四分體時期非姐妹染色單體之間互換一部分片段，即一條染色體上有一條姐妹染色單體發生互換，另一條沒有發生互換。因此，在減數第二次分裂時，移向兩極的染色體中的一條發生了互換，另一條沒有發生互換，則由形成的四個精細胞可知，②和③來自同一個次級精母細胞，①和④來自另一個次級精母細胞。考點三減數分裂與有絲分裂圖像的判斷及相關物質的變化(一)“三結合”法圖析細胞分裂的方式和特點1．結合不同分裂時期特點判斷細胞分裂方式及時期2．結合染色體的奇、偶數識別細胞分裂方式3．結合細胞質的分裂情況作出判斷[對點落實]1．如圖為某動物體內有關細胞分裂的一組圖像，下列相關敘述錯誤的是()A．圖②與圖③表示的是同一細胞分裂過程中不同時期的圖像B．圖①發生在圖③所示過程之后C．圖⑤所表示的時期可以是有絲分裂或減數第一次分裂前的間