2022年高考生物一轮考点复习 第四单元细胞的生命历程 第1课 细胞的增殖

第四单元细胞的生命历程

第1课细胞的增殖

【课标要求】

1.描述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.制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片,或观察其永久装片。

【素养目标】

1.理解细胞周期概念和动植物细胞有丝分裂的过程。(生命观念、科学思维)

2.了解细胞的无丝分裂。(生命观念)

3.掌握制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片的实验原理和操作方法。(科学探究)

【主干·梳理与辨析】

一、细胞增殖及细胞周期

1.细胞增殖:

(1)概念:细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。

(2)意义:是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

2.细胞周期:

3.分裂间期的特征:

分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,同时细胞有适度的生长。可分为以下三个时期:

(1)G

期:又称DNA合成前期,主要进行RNA和有关蛋白质(如DNA聚合酶等)的合成,为S期DNA的复制1

做准备。

(2)S期:又称DNA合成期,主要进行DNA的复制。

(3)G

期:又称DNA合成后期,主要进行RNA和蛋白质的合成,特别是微管蛋白的合成,为分裂期做准备。

2

【思考辨析】

1.细胞越小,其相对表面积也越小,这有利于提高物质交换效率。(×)

分析:细胞越小,其相对表面积越大。

2.多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖。(√)

3.同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期。(×)

分析:不连续分裂的细胞没有细胞周期。

二、细胞的增殖

1．细胞周期：

2.高等动植物细胞有丝分裂的主要区别:

3.细胞增殖过程中细胞结构或物质的周期性变化:

(1)染色体行为变化:

①当有染色单体(分裂间期的G

2

期,分裂期的前期、中期)时,染色体数目∶染色单体数目∶核DNA数目=1∶2∶2。

②当无染色单体(分裂间期的G

1

期,分裂期的后期、末期)时,染色体数目∶核DNA数目=1∶1。(2)核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例):

项目分裂

间期

分裂期

前期中期后期末期

核DNA 2n→4n4n4n4n4n→2n

染色体2n2n2n4n4n→2n

染色单体0→4n4n4n0 0

4.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,保持了细胞的亲子代之间遗传的稳定性。

【思考辨析】

1.分裂间期细胞核内的主要变化是进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。(×)

分析:蛋白质的合成发生在核糖体上。

2.前期随着染色质逐渐螺旋化形成了染色单体。(×)

分析:染色单体形成于分裂间期,前期随着染色质逐渐螺旋化形成显微镜下可见的染色体。

3.赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构。(×)

分析:赤道板是想象的一个面,不是结构而是位置。

三、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂(实验)

1.实验原理:

2.实验操作步骤:

【思考辨析】

1.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。(√)

2.根尖分生区细胞呈长方形,且排列紧密。(×)

分析:根尖分生区细胞呈正方形,排列紧密。

3.解离液中起解离作用的是95%的酒精。(×)

分析:解离液中95%的酒精起固定作用,15%的盐酸起解离作用。

4.解离后应立即进行染色,然后漂洗。(×)

分析:解离后应先漂洗,再进行染色。

5.显微镜下观察分生区细胞,处于分裂期的细胞数目多于处于分裂间期的细胞数目。(×)

分析:由于分裂间期持续时间较长,显微镜下观察到的处于分裂间期的细胞数目较多。

【教材·挖掘与延伸】

1.图表探究(必修1 P111):据下表分析:

细胞类型分裂间期/h 分裂期/h 细胞周期/h

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 1 22

人的宫颈癌细胞20.5 1.5 22

(1)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗?同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗? 都不一定相同。

(2)若用上述四种细胞观察细胞的有丝分裂,应选择小鼠十二指肠上皮细胞,原因是什么?

小鼠十二指肠上皮细胞的细胞周期中分裂期相对较长(分裂期占细胞周期的比例大)。

2.图形探究(必修1 P117):如图为用显微镜观察洋葱根尖分生区细胞视野中看到的图像。

大部分细胞处于分裂间期,其原因是细胞周期中分裂间期所占的时间长,分裂期所占的时间短。

3.习题改编(必修1 P117):如图为进行有丝分裂细胞的细胞周期中染色体和核DNA的数量变化曲线:

由图分析,ab段曲线变化的原因是间期DNA复制,gh段曲线变化的原因是后期着丝粒分裂。

★考点1 细胞增殖的周期性

【核心·归纳与整合】

1. 细胞周期的表示方法:

方法

名称

表示方法用字母表示细胞周期

扇形图A→B→C→D→E→A为一个细胞周期,其中A→E为分裂间期,DNA复制发生于图中S期,蛋白质合成主要发生在图中G

1

、G

2

期

直

线

图

(a+b)或(c+d)为一个细胞周期

坐

标

图

(a+b+c+d+e)为一个细胞周期

柱形图B组细胞处于分裂间期,正在进行DNA复制,C组细胞多数处于分裂期,A组细胞数目最多,处于分裂间期,分裂间期时间最长

2.分裂产生子细胞的三种去向:

继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。

3.关注与细胞周期相联系的知识点:

(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出现差错,可能发生基因突变。

(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,出现染色体数目加倍的细胞。

(3)细胞癌变:正常细胞的分裂过程中原癌基因和抑癌基因发生突变导致发生癌变,细胞无限增殖。

(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,使细胞周期缩短。

【拓展延伸】动物细胞周期同步化的三种方法:

(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,处于分裂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间期,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,秋水仙素能够抑制纺锤体形成,使细胞周期被阻断,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间期,以实现细胞周期同步化。

【深度思考】细胞周期的“有”与“没有”

(1)只有具有连续分裂能力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等。

(2)高度分化的细胞,如神经细胞、表皮细胞等没有细胞周期。

(3)发生减数分裂的细胞没有细胞周期。

(2022·武汉模拟)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情况,分裂间期又分为G

1

期、S期和G

2

期。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(检验点4监控中期)。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。下列说法正确的是( )

A.与G

1期细胞相比,G

2

期①细胞中染色体数、核DNA数均加倍

B.检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极②,从而决定细胞质是否分裂的检验点是5

C.DNA合成阻断法诱导细胞同步化③主要激活检验点1,将细胞阻滞在S期

D.可用秋水仙素抑制纺锤体的形成④,主要激活检验点4使细胞停滞于前期

【题眼破译】提升信息转化能力

信息转化信息(对接问题)

图形五个检验点及其意义

信息①已完成DNA分子复制

信息②末期

信息③S期

信息④前期

【解析】选B。与G

1期相比,G

2

期已经完成了DNA的复制,其DNA数目加倍,形成的姐妹染色单体连在

同一个着丝粒上,所以染色体数目没有加倍,A错误;细胞质分裂的时期是在细胞分裂的末期,因此为

检验点5,B正确;DNA合成阻断法阻止DNA的复制,而DNA的复制是在S期,所以主要激活检验点2,C 错误;秋水仙素抑制纺锤体的形成,作用于前期,检验点4监控中期,D错误。

【变式延伸】提升长句应答能力

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主要检验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,着丝粒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。

1.(2022·十堰模拟)细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制,当细胞周期中某一节点出现“异常事件”,调节机制就被激活,排除“故障”或使细胞周期中断。如 G

2

期末检验点主要检测复制后的 DNA 是否损伤,细胞中合成的物质是否够多,细胞的体积是否足够大;纺锤体组装检验点(SAC)能够检查纺锤体是否正确组装,纺锤丝是否正确连接在染色体的着丝粒上。下列相关叙述不正确的是( )

A.G

2

期末检验通过后,说明具备分裂条件,细胞将进入分裂期

B.SAC 检验未通过,细胞中 DNA 将不加倍

C.细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用

D.有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期,不进行增殖

【解析】选B。细胞周期的顺序是G

1→S→G

2

→M,G

2

期末检验通过后,说明G

2

期正常且具备分裂条件,

细胞将进入分裂期,A正确;纺锤体的形成是在有丝分裂的前期,若SAC检验未通过,细胞将停留在分裂前期,而细胞中 DNA加倍发生在间期复制后,因此SAC检验未通过,细胞中 DNA 也加倍了,B错误;题干信息当细胞周期中某一节点出现“异常事件”,调节机制就被激活,排除“故障”或使细胞周期中断可知,细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用,C正确;有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期,暂时不分裂,如B细胞,当受到抗原刺激时,继续进行细胞增殖,D正确。

2.细胞周期在调控因子的严格调控下沿着G

1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G

2

期(DNA合成后

期)和M期(细胞分裂期)四个阶段有条不紊地运行。为了探究细胞周期运行的调控机制,研究人员取不同时期的细胞进行了融合实验,获得如下结果。下列推论错误的是( )

细胞融合的组合方式融合细胞中的现象

M期细胞和G

1期细胞原G

1

期细胞中染色质出现凝缩

M期细胞和G

2期细胞原G

2

期细胞中染色质出现凝缩

S期细胞和G

1期细胞原G

1

期细胞核中DNA进行复制

S期细胞和G

2期细胞原G

2

期细胞核中DNA没有启动复制

A.M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子

B.S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子

C.将M期细胞和S期细胞融合,原M期细胞染色体DNA不会复制

D.将M期细胞和S期细胞融合,原S期细胞中染色质不会凝缩

【解析】选D。本题主要考查细胞分裂。M期和G

1、G

2

期细胞融合后,原G

1

、G

2

期细胞中染色质出现凝

缩,说明M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子,A正确;S期和G

1期细胞融合后,原G

1

期细胞核中DNA进行复制,说明S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子,B正确;将M期细胞和S期细胞融合,由于M期细胞中染色体已经高度螺旋,所以原M期细胞染色体DNA不会复制,C正确;将M期细胞和S期细胞融合,由于M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子,所以,原S期细胞中染色质会发生凝缩,D错误。

【加固训练·拔高】

细胞增殖严格有序地进行与细胞内的周期蛋白依赖性激酶(CDK)密切相关,CDK的活性受周期蛋白(Cyclin)的调节。CDK在连续分裂的细胞中一直存在,Cyclin的含量在细胞周期中呈现规律性变化:

细胞分裂间期积累,分裂期消失。如图所示为Cyclin含量与CDK活性变化的曲线,有关叙述正确的是( )

(说明:G

1期主要进行RNA和有关蛋白质的合成;S期主要进行DNA的复制;G

2

期为分裂准备期,有一些

RNA和有关蛋白质的合成;M期为分裂期)

A.Cyclin在G

2

期开始合成

B.CDK可能具有促进染色质凝缩的作用

C.CDK持续保持较高活性的细胞,细胞周期会缩短

D.CDK的活性下降是Cyclin在M期不能合成所致

【解析】选B。由图示可知,Cyclin在S期开始合成,A错误;图中CDK的活性在分裂准备期(G

2

期)急剧上升,在分裂期急剧下降,这段时间是染色质凝缩程度最高的时期,说明CDK可能具有促进染色质凝缩的作用,B正确;CDK持续保持较高活性时,可能会使染色质一直处于高度凝缩状态,不利于进行DNA 复制(分裂间期),则细胞周期可能会一直处于分裂期,不会使细胞周期缩短,C错误;CDK的活性与Cyclin含量呈现大致同步的变化,且略滞后于Cyclin含量变化,说明CDK活性下降可能是Cyclin在M 期含量急剧减少所致,而不是“不能合成”,D错误。

★考点2 细胞的有丝分裂过程

“坐标图”解读有丝分裂过程

1.细胞周期过程中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析:

(1)曲线模型:

(2)曲线解读:

项目上升段的变化原因下降段的变化原因

核DNA 间期(S期)DNA复制,核DNA数目加倍末期细胞一分为二,核DNA数目减半

染色体后期着丝粒分裂,染色体数目加倍末期细胞一分为二,染色体数目减半

染色单体间期(S期)DNA复制,染色单体形成后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分离成为两条子染色体,染色单体消失

2.细胞周期中染色体数与核DNA数比值的变化曲线:

图中EF(BC)段表示S期DNA的复制,染色单体形成,FG(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期,即G2期、有丝分裂前期和中期,GH(DE)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂,染色单体消失。

3.根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例):

(1)根据染色单体变化判断各时期,染色单体。

(2)根据比例关系判断各时期。

核DNA∶染色体∶染色单体=

高考警示钟细胞周期中相关成分或结构“加倍”与“不变”

(1)分裂间期,染色体复制(DNA复制和有关蛋白质合成),核DNA数目加倍,染色体数目不变。

(2)有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,核DNA数目不变。

(2021·全国乙卷)果蝇体细胞含有8条染色体①。下列关于果蝇体细胞有丝分裂②的叙述,错误的是( )

A.在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子

B.在前期,每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子

C.在中期,8条染色体的着丝点(粒)排列在赤道板上,易于观察染色体

D.在后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体

【题眼破译】提升信息转化能力

信息转化信息(对接问题)

信息①体细胞含8条染色体,8个DNA分子,间期复制后,8条染色体上有16个DNA分子

信息②体细胞进行有丝分裂,不存在同源染色体分离的行为

【解析】选D。本题主要考查细胞周期中间期、前期、中期、后期的特点。在间期,DNA进行半保留复制而数量加倍,形成16个DNA分子,A正确;在间期DNA(或染色体)复制,在前期出现姐妹染色单体,每条染色体具有2条姐妹染色单体和2个DNA分子,B正确;在中期,每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上,是观察染色体的最佳时期,C正确;在后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,染色体数目加倍,细胞中含有16条染色体,但有丝分裂过程中没有同源染色体的分开,D错误。

【变式延伸】提升长句应答能力

果蝇体细胞有丝分裂时,染色体的着丝粒分裂前,8条染色体的着丝粒均需整齐排列在细胞中央的赤道板上,其生物学意义是:着丝粒分裂后,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,在纺锤丝牵引下同时移向细胞的两极,确保分裂得到的两个子细胞染色体数目相同。

1.如图是某动物细胞分裂模式图,下列叙述错误的是( )

A.上述细胞进行分裂的顺序是图1→图4→图2→图3

B.在图2时期,细胞中的核DNA数目不变,但染色体数目加倍

C.若某药物可抑制纺锤体形成,则它极可能作用于图2细胞所属时期

D.开始出现染色体的时期是图4,染色体开始转变成染色质丝形态的时期是图3

【解析】选C。分析题图可知,图1细胞处于细胞周期的间期;图2细胞中着丝粒分裂,应处于有丝分裂后期;图3细胞的细胞膜从细胞中部向内凹陷,应处于有丝分裂末期;图4细胞中出现染色体,且染色体分布散乱,应处于有丝分裂前期。由以上分析可知,上述细胞分裂的顺序是图1→图4→图2→图3,A 正确。图2细胞处于有丝分裂后期,此时细胞中的核DNA数目不变,但着丝粒分裂,姐妹染色单体分离成为两条子染色体,使染色体数目加倍,B正确。纺锤体的形成发生在有丝分裂前期,即图4细胞所属

时期;若某药物可抑制纺锤体的形成,则它极可能作用于图4细胞所属时期,C错误。染色体出现于有丝分裂前期,即图4细胞所处时期,染色体解螺旋形成染色质丝的时期是有丝分裂末期,即图3细胞所处时期,D正确。

2.如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系,下列有关叙述错误的是( )

A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段

B.图1中DE段的细胞染色体数目加倍,但核DNA含量不变

C.图2中a对应图1中的AB段,c对应图1中的EF段

D.有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况

期、有丝分裂前期和中期,中期是观察染色体形态和数目的最佳【解析】选C。图1中的CD段包括G

2

时期,A正确;图1中DE段形成的原因是着丝粒分裂,此时细胞中染色体数目加倍,但核DNA含量不变,B 正确;图2中a可表示有丝分裂后期,对应图1中的EF段,c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半,对应图1中的AB段,C错误;图2中d表示染色体∶核DNA=2∶1,有丝分裂过程中不存在这种情况,D 正确。

【加固训练·拔高】

1.如图甲表示细胞分裂的不同时期每条染色体上DNA含量变化情况,图乙表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中错误的是( )

A.图甲中AB段形成的原因是DNA分子复制

B.图甲中CD段染色体平均分配到了两个子细胞中

C.图乙细胞中含有8条染色体、8个核DNA分子、0条染色单体

D.图乙细胞的前一时期中着丝粒排列在赤道板上,对应图甲BC段

【解析】选B。图甲中经过AB段每条染色体上DNA含量加倍,说明DNA分子进行了复制,A正确;图甲中CD段一条染色体上DNA含量由2变为1,这是有丝分裂后期着丝粒分裂的结果,B错误;图乙细胞中着丝粒分裂,细胞中含有8条染色体、8个核DNA分子、0条染色单体,C正确;图乙细胞表示有丝分裂后期,它的前一时期即中期应该是着丝粒排列在赤道板上,对应图甲BC段(某一部分),D正确。

2.如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阶段可能在进行DNA聚合酶的合成

B.b阶段可发生于减数第二次分裂过程中

C.b段末形成的姐妹染色单体所含基因不会发生差异

D.d~e段二者比例的变化是同源染色体的分离所导致

期,DNA聚合酶的合成发生在此阶段,A正确;b表示S期,该阶段不可能发生于【解析】选A。a表示G

1

减数第二次分裂过程中,B错误;b段末形成的姐妹染色单体所含基因可能会发生差异,如基因突变,C 错误;d~e段二者比例的变化是着丝粒分裂所致,D错误。

★考点3 观察根尖分生组织细胞的有丝

分裂(实验)

关于实验的注意事项

1.实验操作中的注意事项:

(1)解离时间要严格控制:

(2)漂洗时间要适宜。

漂洗是为了洗去多余的盐酸,防止解离过度而影响对染色体(质)的染色,因此要保证足够的时间。

(3)染色时间要严格控制:

(4)压片力度要合适。

用力过轻→细胞未分散开

用力过重→易将组织压烂、染色体丢失

(5)镜头的使用顺序要合适:先低倍镜后高倍镜:

2.关于实验的4点提醒:

(1)根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂,伸长区和成熟区细胞不能分裂。

(2)观察不到一个细胞的连续分裂过程,因为解离时细胞已死亡,可以寻找处于不同时期的细胞,连起来体现出细胞分裂的连续过程。

(3)“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失,否则不易观察到预期现象。

(4)细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算。

①细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。

②某时期持续时间(t)=处于该时期细胞数

观察细胞总数×细胞周期(T)。

(2020·北京等级考)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响,用聚乙二醇溶液模拟干旱条件,处理白刺花的根尖,制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异(畸变)的情况,细胞图像如图。相关叙述正确的是( )

A.制片需经甲紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤①

B.直接使用高倍物镜②寻找分生区细胞来观察染色体

C.染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期

D.观察结果表明该细胞染色体发生了变异(畸变)

【题眼破译】提升信息转化能力

信息转化信息(对接问题)

题图染色体正向细胞两极移动,表明细胞正处于分裂后期;断裂的染色体片段表明细胞染色体发生了变异

信息①制作装片的步骤:解离→漂洗→染色→制片

信息②先用低倍物镜观察,找到要观察的细胞图像后更换为高倍物镜

【解析】选D。观察根尖细胞有丝分裂图像的实验中,需经过解离(盐酸+酒精1∶1混合液)→漂洗→染色(甲紫溶液)→制片等步骤,A错误;应先在低倍物镜下找到分生区细胞并移至视野中央,再换高倍物镜仔细观察,B错误;由图示染色体的形态和位置,表明该细胞正处于有丝分裂的后期,C错误;由于图示中出现了断裂的染色体片段,表明该细胞染色体的结构发生了变异(畸变),D正确。

【变式延伸】提升长句应答能力

将题干中白刺花的根尖细胞换成白刺花的叶肉细胞,处理条件相同,制片后能否用显微镜观察到染色体变异情况?

不能,白刺花的叶肉细胞高度分化,不具有分裂能力,不能再进行有丝分裂,所以观察不到染色体是否发生变异。

1.(经典考题)在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中,观察到不同分裂时期的细胞如图所示:

下列叙述错误的是( )

A.装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色

B.观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜

C.图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成

D.图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍

【解析】选C。装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖以便于染色,A正确;使用显微镜进行观察时,应先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜,B正确;图甲细胞处于有丝分裂前期,DNA复制和相关蛋白质合成发生在分裂间期,C错误;图丙细胞处于有丝分裂后期,染色体数目比中期细胞(图乙)增加了一倍,D正确。

2.(2022·武汉模拟)为寻找“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的适宜材料及其最佳取材时间,有人测定了大蒜和红葱的生根情况和根尖分生区细胞分裂指数(分裂期细胞数/细胞总数×100%),结果如图。下列分析错误的是( )

A.图1所示的数据,应该是同一时间测得的须根长度的平均值

B.测定细胞分裂指数时,制作临时装片的流程为:解离→染色→漂洗→制片

C.图2所测得的细胞分裂指数均低于14%,原因是分裂期持续时间较短

D.依据实验结果,红葱是适宜的实验材料,且最佳取材时间是上午10:00左右

【解析】选B。本题为教材“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的拓展探究,实验中要对所得数据计算平均值,排除偶然因素的影响,确保实验结果的可靠性,所以图1所示的数据,应该是同一时间测得的须根长度的平均值,A正确;测定细胞分裂指数时,制作临时装片的流程为:解离→漂洗→染色→制片,B错误;细胞分裂过程中,分裂间期占的时间更长,占细胞周期的90%~95%,由于分裂期持续时间较短,图2所测得的细胞分裂指数均低于14%,C正确;根据本实验结果,最适宜的材料是红葱,最适宜的取材时间是上午10:00左右,因为此时红葱细胞分裂指数最大,D正确。

【加固训练·拔高】

1.玉米根尖纵切片经碱性染料染色,用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。对此图像的观察与分析,错误的是( )

A.先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范

B.可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁

C.在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞

D.细胞不同结构成分与该染料结合能力不同

【解析】选B。本题考查用显微镜观察根尖有丝分裂的实验。先用低倍镜观察,再换高倍镜观察,这是显微镜的正确使用方法,A项正确;箭头所指细胞处于有丝分裂后期,此时已没有核膜和核仁,所以观察不到细胞核,B项错误;图像中存在有丝分裂各个时期的细胞,包括处于前期的细胞,C项正确;图像中存在颜色深浅不同的结构,说明细胞不同结构成分与该染料结合能力不同,D项正确。

2.如图是关于观察洋葱有丝分裂实验的部分操作,下列评价合理的是( )

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

【解析】选C。洋葱根尖2~3 mm的区域属于分生区,细胞有丝分裂旺盛,A错误;该实验步骤中③和④顺序颠倒了,B错误;在观察的图像中,b属于分生区的细胞,在解离步骤细胞已死亡,C正确;图中b区域为分生区,没有大液泡,不能用于观察质壁分离和复原实验,D错误。

角度一从生命观念角度,考查有丝分裂过程

1.(2021·浙江选择考)“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中,观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是( )

A.出现染色体,核膜开始解体

B.着丝粒分裂,姐妹染色单体分离

C.染色体凝聚,着丝粒排列在赤道板上

D.纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞壁

突破口:视野中箭头所指细胞的分裂特点:染色体移向两极。

【解析】选C。箭头所指细胞处于有丝分裂的后期,上一时期是中期,该时期染色体形态和数目清晰,每条染色体的着丝粒排列在赤道板上,因此C正确。A、B、D分别是前期、后期和末期的特点。

角度二从科学探究的角度,考查有丝分裂的观察实验

2.(经典考题)下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述,正确的是( )

A.只有从新生的根尖上取材,才能观察到有丝分裂

B.解离时间要尽量长,以确保根尖组织细胞充分分离

C.滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散

D.临时装片镜检时,视野中最多的是处于分裂中期的细胞

突破口:只有……,才能……;解离时间要尽量长(会导致解离过度);视野中最多(应为分裂间期的细胞)。

【解析】选C。从生长旺盛的部位取材,包括茎尖、形成层、根尖等部分,均可以观察到有丝分裂,A 错误;解离时间一般在3~5 min,时间过长,细胞过于酥软,不利于漂洗且染色体易被破坏,因此解离的时间不宜过长,B错误;在观察有丝分裂的实验中滴加清水,可以更容易将盖玻片盖上,盖好盖玻片后实验材料会充盈在水环境中,处于比较舒展状态,有利于细胞的分散,弄碎根尖、压片可使细胞分离开,因此三者都有利于细胞的分散,C正确;由于细胞分裂间期的时间最长,因此临时装片镜检时,视野中最多的是处于分裂间期的细胞,D错误。

角度三从科学思维的角度,考查细胞周期调控

3.(2020·江苏高考)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情况,分裂间期又分为G

1

期、S期和G

2

期。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。请据图回答下列问题:

(1)与G

1期细胞相比,G

2

期细胞中染色体及核DNA数量的变化是____________。

(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过___________________,保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否____________(填序号:①损伤和修复、②完成复制);检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分裂的检验点是____________。(3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关,癌细胞的主要特征是____________。有些癌症采用放射性治疗效果较好,放疗前用药物使癌细胞同步化,治疗效果会更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种: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;后者可用秋水仙碱(素)抑制____________的形成,主要激活检验点________,使癌细胞停滞于中期。

突破口: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。

【解析】本题主要考查细胞周期中分裂间期的染色体及DNA的变化,分裂期的规律及癌细胞的特征。

(1)G

2

期细胞已完成DNA复制和蛋白质合成,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,核DNA数加倍。

(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过间期的染色体正确复制和分裂期的平均分配,保证亲子代细胞

的遗传物质保持一致,保持遗传的稳定性。题图中检验点1、2和3依次处在间期的G

1-S、S、G

2

-M,其

主要作用在于检验DNA分子是否损伤和修复,DNA是否完成复制;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,从而决定胞质是否分裂。

(3)癌细胞的主要特征是细胞无限增殖,细胞表面糖蛋白减少,失去接触抑制;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,将癌细胞阻滞在S期;分裂中期阻断法可用秋水仙碱(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。

答案:(1)染色体数不变,核DNA数加倍

(2)染色体正确复制和平均分配①②检验点5

(3)细胞无限增殖 2 纺锤体 4

工业废水对洋葱根尖细胞分裂的影响

为探究工业污水对洋葱根尖分生区细胞有丝分裂的影响及其致畸效应,科研人员使用清水和工业污水分别对洋葱根尖进行处理,经甲紫(龙胆紫)染液染色后观察细胞有丝分裂指数(分裂期细胞数/观察的细胞总数×100%)及染色体畸变率(染色体畸变率=畸变细胞数/分裂期细胞数×100%)的特点,结果如表。

不同条件下洋葱根尖细胞有丝分裂分裂指数及畸变率

处理组洋葱数量

(根尖数量)

观察细胞

数/个

分裂期细

胞数/个

异常细胞

数/个

有丝分裂

指数/%

染色体畸

变率/%

清水5头(每头至

少5个根尖)

1 077 151 0 14.0

2 0

工业污水5头(每头至

少5个根尖)

1 081 149 1

2 13.38 8.05…

注:与清水组进行比较,…表示P<0.01,存在极显著差异。

1.相比清水处理组,工业污水处理会__________洋葱根尖细胞有丝分裂指数。【解析】相比清水处理组,工业污水处理会降低洋葱根尖细胞有丝分裂指数; 答案:降低