第19讲 有丝分裂过程中相关物质、
结构的变化规律和观察细胞的有丝分裂
[课标要求]
1.比较有丝分裂过程中物质或结构的变化规律,培养逻辑思维能力。
2.活动: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。
考点一 有丝分裂过程中相关物质、结构的变化规律
1.细胞周期中染色体、染色单体和核DNA的关系
(1)当有染色单体(分裂前期、中期)时,染色体∶染色单体∶核DNA=1∶2∶2。
(2)无染色单体(后期、末期)时,染色体∶核DNA=1∶1。
2.核DNA含量、染色体数、染色单体数的变化(以二倍体生物为例)
(1)核DNA含量、染色单体数、染色体数变化规律。
项目 间期 前期 中期 后期 末期
核DNA含量 4c 4c 4c→2c
染色单体数 0→4n 4n 4n 0
染色体数 2n 2n 2n 4n→2n
(2)核DNA含量、染色体数、染色单体数、每条染色体上DNA含量变化曲线。
①a→b、l→m、p→q变化原因都是 。
②g→h、n→o、r→s变化原因都是 ,染色体数目加倍。
③c→d、r→s的变化很相似,但原因不同,c→d的变化原因是
。
(3)根据柱状图判断细胞分裂时期的规律。
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=
能力1 围绕细胞有丝分裂过程中相关物质、结构的变化,考查模型构建与分析能力
1.(2024·广东茂名模拟)如图为某动物细胞(2n=6)有丝分裂过程示意图。下列叙述错误的是( )
[A] 图甲细胞正在发生染色质高度螺旋化成为染色体过程
[B] 图乙和图丙细胞的染色体数相等,染色体上DNA数也相等
[C] 图丁细胞内有两套形态和数目相同的染色体
[D] 图戊细胞的细胞膜从细胞中部向内凹陷,将细胞缢裂成两部分
2.(2024·山西晋城模拟)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时期对应图1中的AB段,c时期对应图1中的EF段
[D] 有丝分裂过程不会出现图2中d时期所示的情况
关注有丝分裂的细胞周期中的“加倍”
考点二 活动:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理
2.方法步骤
【点拨】 (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)不能观察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。
1.实验操作的注意事项
2.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)=×细胞周期(T)。
能力2 围绕实验原理和操作,考查科学思维
3.(2024·重庆月考)下列关于洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察的叙述错误的是( )
[A] 甲过程所用的解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制而
成的
[B] 乙过程的主要目的是洗去药液,防止解离过度
[C] 在显微镜下可以看到一个细胞连续分裂的过程
[D] 在低倍镜下找到分生区细胞后,可以换用高倍镜继续观察
4.(2022·湖南卷,6)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是( )
[A] a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离
[B] b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个
[C] 根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
[D] 根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
考向 从科学探究的角度,考查有丝分裂的观察实验
1.(2024·浙江1月选考,4)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞,如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述,正确的是( )
[A] 细胞①处于间期,细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成
[B] 细胞②处于中期,染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2
[C] 细胞③处于后期,同源染色体分离并向细胞两极移动
[D] 细胞④处于末期,细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
2.(2023·湖北卷,10)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5位同学观察细胞并
计数,结果如下表(单位:个)。关于表中记录结果的分析,下列叙述错误的是( )
学生 分裂 间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
[A] 丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆
[B] 五位同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分
[C] 五位同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
[D] 戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
第19讲 有丝分裂过程中相关物质、结构的变化规律和观察细胞的有丝分裂
考点一 有丝分裂过程中相关物质、结构的变化规律
必备知识·梳理
2.(1)2c→4c 4c 0 4n (2)①DNA分子复制 ②着丝粒分裂,姐妹染色单体分开 ③一个亲代细胞分裂成两个子代细胞 (3)①G2期、前期、中期 ②G2期、前期、中期
4n∶4n∶0
关键能力·提升
能力1
1.A 图甲细胞处于有丝分裂前的间期,而染色质高度螺旋化成为染色体的过程发生在前期;图乙细胞处于前期,图丙细胞处于中期,这两个时期细胞中的染色体数相等,染色体上DNA数也相等;图丁细胞中着丝粒分裂,此时细胞内有两套形态和数目相同的染色体;图戊细胞处于末期,此时细胞的细胞膜从细胞中部向内凹陷,将细胞缢裂成两部分。
2.C 图1中的CD段表示G2期、前期和中期,中期是观察染色体形态和数目的最佳时期;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;图2中a时期表示有丝分裂后期、末期,对应图1中的EF段,c时期为G1期,对应图1中的AB段;图2中d时期染色体含量∶核DNA含量=2∶1,有丝分裂过程中不存在这种情况。
考点二 活动:观察根尖分生区
组织细胞的有丝分裂
实验基础·整合
1.碱性 着色
2.使组织中的细胞相互分离开 洗去药液,防止解离过度 甲紫 使细胞分散开来,有利于观察
关键能力·提升
能力2
3.C 解离后,细胞已经被杀死,所以不可能看到一个细胞连续分裂的过程。
4.B 题图所示细胞为洋葱根尖细胞的有丝分裂图,有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象;b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上,细胞处于有丝分裂中期,且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条),有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同,但核DNA分子数加倍,故b细胞含染色体16条,核DNA分子32个;各期细胞数目所占比例与其在细胞周期中所占时间比例相同,故已知细胞周期时间,根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间,但应统计多个视野中的比例,题图中只有一个视野,无法准确推算;间期的S期进行DNA分子复制,若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,细胞停滞在间期,故分裂间期细胞所占比例升高。
研练真题·感悟高考
考向
1.B 细胞①处于间期,细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,并且细胞有适度地生长,但蛋白质的合成不在细胞核,而在核糖体;细胞②处于中期,染色体已在间期复制完成,因此染色体数目没有改变,但一条染色体上有两条染色单体,一条染色体上有两个核DNA,染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2;细胞③处于后期,姐妹染色单体分离,并向细胞两极移动,有丝分裂不会出现同源染色体分离的情况;细胞④处于末期,题图中为植物细胞,植物细胞末期的特点之一是高尔基体分泌的囊泡形成细胞板,由细胞板发展成为新的细胞壁,动物细胞膜末期是细胞膜向内凹陷将细胞一分为二。
2.C 有丝分裂是一个连续的过程,人们根据染色体的行为,把它们分为四个时期:前期、中期、后期、末期,丙、丁计数的差异可能是因为某些细胞所处时期易混淆,如分裂间期和有丝分裂末期;有丝分裂中期,染色体整齐排列在细胞中央,易区分,故五位同学记录的中期细胞数一致;五位同学记录的间期细胞数不多,是由于只统计了一个视野中的细胞,样本数量较少,不具有代表性;戊统计的细胞数量较多,可能与该同学的细胞计数规则有关,戊的细胞计数规则可能与其他同学不同。(共51张PPT)
第19讲
有丝分裂过程中相关物质、结构的变化规律和观察细胞的有丝分裂
[课标要求]
1.比较有丝分裂过程中物质或结构的变化规律,培养逻辑思维能力。
2.活动: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。
有丝分裂过程中相关物质、结构的变化规律
考点一
1.细胞周期中染色体、染色单体和核DNA的关系
(1)当有染色单体(分裂前期、中期)时,染色体∶染色单体∶核DNA=1∶2∶2。
(2)无染色单体(后期、末期)时,染色体∶核DNA=1∶1。
2.核DNA含量、染色体数、染色单体数的变化(以二倍体生物为例)
(1)核DNA含量、染色单体数、染色体数变化规律。
项目 间期 前期 中期 后期 末期
核DNA含量 4c 4c 4c→2c
染色单体数 0→4n 4n 4n 0
染色体数 2n 2n 2n 4n→2n
2c→4c
4c
0
4n
(2)核DNA含量、染色体数、染色单体数、每条染色体上DNA含量变化曲线。
①a→b、l→m、p→q变化原因都是 。
②g→h、n→o、r→s变化原因都是 ,染色体数目加倍。
③c→d、r→s的变化很相似,但原因不同,c→d的变化原因是
。
DNA分子复制
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
一个亲代细胞分裂成
两个子代细胞
(3)根据柱状图判断细胞分裂时期的规律。
①根据染色单体变化判断各时期:
②根据比例关系判断各时期:
G2 期、前期、中期
G2期、前期、中期
能力1 围绕细胞有丝分裂过程中相关物质、结构的变化,考查模型构建与分析能力
1.(2024·广东茂名模拟)如图为某动物细胞(2n=6)有丝分裂过程示意图。下列叙述错误的是( )
[A] 图甲细胞正在发生染色质高度螺旋化成为染色体过程
[B] 图乙和图丙细胞的染色体数相等,染色体上DNA数也相等
[C] 图丁细胞内有两套形态和数目相同的染色体
[D] 图戊细胞的细胞膜从细胞中部向内凹陷,将细胞缢裂成两部分
A
【解析】 图甲细胞处于有丝分裂前的间期,而染色质高度螺旋化成为染色体的过程发生在前期;图乙细胞处于前期,图丙细胞处于中期,这两个时期细胞中的染色体数相等,染色体上DNA数也相等;图丁细胞中着丝粒分裂,此时细胞内有两套形态和数目相同的染色体;图戊细胞处于末期,此时细胞的细胞膜从细胞中部向内凹陷,将细胞缢裂成两部分。
2.(2024·山西晋城模拟)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时期对应图1中的AB段,c时期对应图1中的EF段
[D] 有丝分裂过程不会出现图2中d时期所示的情况
C
【解析】 图1中的CD段表示G2期、前期和中期,中期是观察染色体形态和数目的最佳时期;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;图2中a时期表示有丝分裂后期、末期,对应图1中的EF段,c时期为G1期,对应图1中的AB段;图2中d时期染色体含量∶核DNA含量=2∶1,有丝分裂过程中不存在这种情况。
归纳总结
关注有丝分裂的细胞周期中的“加倍”
考点二
活动:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理
碱性
着色
使组织中的细胞相互分离开
洗去药液,防止解离过度
甲紫
使细胞分散开来,有利于观察
2.方法步骤
【点拨】 (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)不能观察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。
1.实验操作的注意事项
2.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。
能力2 围绕实验原理和操作,考查科学思维
3.(2024·重庆月考)下列关于洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察的叙述错误的是( )
[A] 甲过程所用的解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制而成的
[B] 乙过程的主要目的是洗去药液,防止解离过度
[C] 在显微镜下可以看到一个细胞连续分裂的过程
[D] 在低倍镜下找到分生区细胞后,可以换用高倍镜继续观察
C
【解析】 解离后,细胞已经被杀死,所以不可能看到一个细胞连续分裂的过程。
4.(2022·湖南卷,6)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是( )
[A] a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离
[B] b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个
[C] 根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
[D] 根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
B
【解析】 题图所示细胞为洋葱根尖细胞的有丝分裂图,有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象;b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上,细胞处于有丝分裂中期,且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条),有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同,但核DNA分子数加倍,故b细胞含染色体16条,核DNA分子32个;各期细胞数目所占比例与其在细胞周期中所占时间比例相同,故已知细胞周期时间,根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间,但应统计多个视野中的比例,题图中只有一个视野,无法准确推算;间期的S期进行DNA分子复制,若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,细胞停滞在间期,故分裂间期细胞所占比例升高。
考向 从科学探究的角度,考查有丝分裂的观察实验
1.(2024·浙江1月选考,4)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,某同学在显微镜下找到①～④不同时期的细胞,如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述,正确的是( )
[A] 细胞①处于间期,细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成
[B] 细胞②处于中期,染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2
[C] 细胞③处于后期,同源染色体分离并向细胞两极移动
[D] 细胞④处于末期,细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
研练真题·感悟高考
B
【解析】 细胞①处于间期,细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,并且细胞有适度地生长,但蛋白质的合成不在细胞核,而在核糖体;细胞②处于中期,染色体已在间期复制完成,因此染色体数目没有改变,但一条染色体上有两条染色单体,一条染色体上有两个核DNA,染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2;细胞③处于后期,姐妹染色单体分离,并向细胞两极移动,有丝分裂不会出现同源染色体分离的情况;细胞④处于末期,题图中为植物细胞,植物细胞末期的特点之一是高尔基体分泌的囊泡形成细胞板,由细胞板发展成为新的细胞壁,动物细胞膜末期是细胞膜向内凹陷将细胞一分为二。
2.(2023·湖北卷,10)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,某同学制作的装片效果非常好,他将其中的某个视野放大拍照,发给5位同学观察细胞并计数,结果如下表(单位:个)。
学生 分裂 间期 分裂期 总计
前期 中期 后期 末期
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
关于表中记录结果的分析,下列叙述错误的是( )
C
[A] 丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程,某些细胞所处时期易混淆
[B] 五位同学记录的中期细胞数一致,原因是中期染色体排列在细胞中央,易区分
[C] 五位同学记录的间期细胞数不多,原因是取用的材料处于旺盛的分裂
阶段
[D] 戊统计的细胞数量较多,可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
【解析】 有丝分裂是一个连续的过程,人们根据染色体的行为,把它们分为四个时期:前期、中期、后期、末期,丙、丁计数的差异可能是因为某些细胞所处时期易混淆,如分裂间期和有丝分裂末期;有丝分裂中期,染色体整齐排列在细胞中央,易区分,故五位同学记录的中期细胞数一致;五位同学记录的间期细胞数不多,是由于只统计了一个视野中的细胞,样本数量较少,不具有代表性;戊统计的细胞数量较多,可能与该同学的细胞计数规则有关,戊的细胞计数规则可能与其他同学不同。
(时间:30分钟 满分:32分)
基础强化练
选择题:1～6题,每题2分。
1.(有丝分裂过程中的物质含量变化|2024·南阳月考)如图是细胞中某两种物质的含量在有丝分裂相关过程中的变化情况。下列叙述错误的是( )
[A] 图中的虚线所代表的物质有两种不同的表现形式
[B] 图中的b～c段会发生着丝粒分裂
[C] 叶肉细胞中会出现如图所示变化,而细菌细胞中不会出现
[D] a～b段细胞中有蛋白质和RNA的合成
C
【解析】 叶肉细胞是高度分化的植物细胞,不能进行有丝分裂。
2.(有丝分裂物质变化规律|2024·广东期末)如图是某生物体细胞有丝分裂不同分裂时期的图像,下列对图像的叙述正确的是( )
[A] 甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
[B] 该生物可能是植物
[C] 甲细胞中正在发生染色体的复制
[D] 甲、乙、丙三个细胞内染色体、染色单体、核DNA分子数的比例都为1∶2∶2
A
【解析】 甲细胞染色体散乱分布处于前期,乙细胞染色体着丝粒分裂处于后期,丙细胞着丝粒整齐地排列在赤道板上处于中期;由于该生物体细胞不含细胞壁,因此该生物不可能是植物;甲细胞处于有丝分裂前期,染色体在间期已复制完成; 甲、丙两细胞中,细胞核中均含有4条染色体,每条染色体含2条姐妹染色单体、含2个DNA,故染色体∶染色单体∶核DNA分子数的比例为1∶2∶2,乙细胞中染色体∶染色单体∶核DNA分子数比例为1∶0∶1。
3.(显微照片|2025·深圳月考)如图是观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂各时期的显微照片。下列叙述正确的是( )
a b c d
[A] 有丝分裂过程中,核DNA的复制与染色体复制不是同步进行的
[B] 细胞a中每条染色体的着丝粒排列在细胞板上
[C] 图中核DNA、染色体、染色单体三者数量比为2∶1∶2的时期有a、b细胞
[D] 图中有丝分裂过程的排序应为b→a→d→c,d期为观察染色体最佳时期
C
【解析】 染色体主要由核DNA和蛋白质组成,所以核DNA的复制与染色体复制应同步进行;细胞a处于有丝分裂中期,此时还没有形成细胞板,每条染色体的着丝粒排列在赤道板上;题图中细胞a(中期)、b(前期)含有染色单体,核DNA、染色体、染色单体三者数量比为2∶1∶2;题图中依次为有丝分裂的a中期、b前期、c末期、d后期,故题图中有丝分裂过程的排序应为b→a→d→c,a中期染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体的最佳时期。
a b c d
4.(有丝分裂的物质变化规律|2024·重庆期中)如图为某种高等植物根尖细胞分裂过程中染色质与染色体规律性变化的模式图。下列相关判断正确的是
( )
[A] ①→②过程是分裂间期,细胞核内染色体复制,但数量不变
[B] ②→③过程中进行中心粒的复制,并发出星射线形成纺锤体
[C] ④→⑤过程中染色体的着丝粒分裂,核DNA的含量加倍
[D] ⑥→⑦过程中细胞中部向内凹陷形成细胞板将细胞一分为二
A
【解析】 ①→②过程是分裂间期,细胞核内染色体复制,每条染色体上有2条姐妹染色单体,染色体数量不变;高等植物根尖细胞中无中心粒,且②→③过程是前期,中心粒在分裂间期复制;④→⑤过程中染色体的着丝粒分裂,染色体数目加倍,但核DNA分子含量不变;⑥→⑦过程表示末期,此时期细胞中央出现细胞板,并不是向内凹陷形成的,细胞板逐渐扩展形成细胞壁,最终细胞一分为二。
5.(染色体和核DNA数量关系|2024·内江模拟)图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图,图3表示有丝分裂中一个细胞内不同时期核DNA分子数的变化,图4表示有丝分裂中一个细胞内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] 图1所示细胞中共有4条染色体,8个核DNA分子;图2所示细胞中共有0条姐妹染色单体
[B] 图1所示细胞处于图3中BC段,完成图3中CD段变化的细胞分裂时期是后期
[C] 有丝分裂过程中不会出现如图4中d所示的情况
[D] 图4中a可表示有丝分裂后期,b可对应有丝分裂前期或中期
B
【解析】 图3中BC段核DNA分子数为体细胞的2倍,可以表示有丝分裂的前期、中期、后期,可对应于图1和图2,图3中CD段变化的原因是一个亲代细胞分裂成两个子细胞。
6.(有丝分裂实验操作|2024·南阳模拟)在制作和观察植物细胞有丝分裂临时装片的活动中,甲、乙、丙三名同学剪取洋葱根尖后,立即进行如下表所示的操作步骤。
学生 操作步骤
解离 漂洗 染色 制片 观察
甲 + - + + +
乙 + + - + +
丙 + + + + +
注:“+”表示进行了该项操作,“-”则表示没有进行。
下列叙述错误的是( )
D
[A] 实验中解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
[B] 甲、乙两名同学观察不到染色体都是因为染色体未被着色
[C] 丙同学观察到视野中处于分裂期的细胞数目少于分裂间期的细胞数目
[D] 漂洗的目的是洗去浮色,便于观察
【解析】 甲同学没有进行漂洗,而漂洗的目的是洗去药液,防止解离过度,便于染色体着色,故甲同学观察不到染色体是因为染色体解离过度未被着色,乙同学没有对染色体进行染色,故乙同学观察不到染色体也是因为染色体未被着色;在细胞周期中,分裂期所占时间较短,故视野中处于分裂期的细胞数目少于分裂间期的细胞数目。
选择题:7～8题,每题4分。
7.(姐妹染色单体分离机制|2025·北京模拟)分离酶是一种蛋白酶,在有丝分裂前期和中期,
Securin蛋白与分离酶形成复合物,复制后的染色体由粘连蛋白复合物连接在一起;到了后期,Securin蛋白降解,分离酶释放出来,通过切割粘连蛋白复合物触发姐妹染色单体的分离。下列说法错误的是( )
[A] 有丝分裂前的间期能够合成分离酶等蛋白质
[B] 分离酶在整个细胞周期都保持高活性
[C] 分离酶功能障碍可能会引起子细胞染色体数异常
[D] 伴随Securin蛋白降解,导致细胞中染色体数目加倍和核DNA数目不变
B
能力提升练
【解析】 依据题意,分离酶是一种蛋白酶,在有丝分裂前期和中期,Securin蛋白与分离酶形成复合物,据此可推测,有丝分裂前的间期能够合成分离酶等蛋白质;在有丝分裂前期和中期,Securin蛋白与分离酶形成复合物,此时的分离酶没有活性;在有丝分裂后期,Securin蛋白降解,分离酶释放出来,通过切割粘连蛋白复合物触发姐妹染色单体的分离,分离酶功能障碍会引起着丝粒分裂异常,进而导致子细胞染色体数异常;伴随着Securin蛋白降解,着丝粒分裂,染色体数目加倍,但核DNA数目不变。
8.(染色体移向两极的机制|2024·合肥模拟)细胞分裂过程中染色体移向两极的机制有三种假说:假说1认为该现象是由微管发生中心端微管解聚引起,假说2认为该现象是由动粒端微管解聚引起,假说3认为该现象是由微管发生中心端和动粒端微管同时解聚引起。用不同荧光标记纺锤丝和染色体如图1,用激光使纺锤丝上箭头处的荧光淬灭(不影响其功能)如图2,一段时间后结果如图3。下列相关叙述错误的是( )
[A] 图示过程发生在高等植物细胞中,纺锤丝的主要成分是蛋白质
[B] 图2处于有丝分裂后期,细胞中有4对同源染色体
[C] 纺锤丝的牵引导致着丝粒分裂,染色体移向细胞两极
[D] 实验结果表明染色体移向两极是由动粒端微管解聚引起的
C
【解析】 题图所示细胞纺锤丝由细胞两极发出,其主要成分是蛋白质,说明该过程发生在高等植物细胞中;图2着丝粒已分裂,姐妹染色单体分开形成子染色体,处于有丝分裂后期,细胞中有4对同源染色体;着丝粒分裂与纺锤丝的牵引无关,染色体移向细胞两极是由纺锤丝牵引的;由图3可知,一段时间后,动粒端荧光标记的纺锤丝长度明显缩短,而中心端微管荧光标记的纺锤丝长度几乎不变,说明染色体移向两极是由动粒端微管解聚引起的。
9.(12分)(观察细胞有丝分裂实验的应用|2024·重庆模拟)龙葵是一种一年生草本中药材,如图甲表示龙葵(2n)根尖细胞处于有丝分裂不同时期的模式图;图乙是不同浓度氯化镉(CdCl2)对龙葵根尖细胞有丝分裂指数(处于分裂期的细胞占细胞总数的百分比)的影响。请回答下列问题。
(1)在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”的实验过程中,使用的甲紫溶液是一种 染料,其作用是使 着色。
碱性
染色体
【解析】 (1)染色体能被碱性染料染色,在观察有丝分裂的实验时,要用碱性染料(如醋酸洋红液或甲紫溶液),使细胞中染色体着色。
(2)图甲中细胞A处于有丝分裂 期,此时细胞中染色体数量为 。细胞D处于有丝分裂 期,细胞壁的形成与
(填细胞器)有关。
后
4n
末
高尔基体(或高尔基体、
线粒体)
【解析】 (2)据题图分析,图甲中细胞A着丝粒分裂,姐妹染色单体分开变成染色体,移向细胞两极,故细胞A处于有丝分裂后期,染色体数目加倍由2n变为4n。图甲中细胞D染色体已经移向两极,细胞中间出现细胞板,处于有丝分裂末期。植物细胞壁的形成与高尔基体直接相关。
(3)分析图乙可知,CdCl2能将细胞周期抑制在 (填“分裂间期”或“分裂期”),依据是
。
分裂间期
随着CdCl2浓度的增加,细胞有丝分裂指数降低,
即处于分裂期的细胞数目减少,处于分裂间期的细胞数目增多
【解析】 (3)由图乙可知,与对照组相比,随着CdCl2浓度增加,细胞有丝分裂指数(处于分裂期的细胞占细胞总数的百分比)降低,即处于分裂期的细胞数目减少,处于分裂间期的细胞数目增多,说明CdCl2能将细胞周期抑制在分裂间期。第19讲 有丝分裂过程中相关物质、结构的变化规律和观察细胞的有丝分裂
(时间:30分钟 满分:32分)
基础强化练
选择题:1~6题,每题2分。
1.(有丝分裂过程中的物质含量变化|2024·南阳月考)如图是细胞中某两种物质的含量在有丝分裂相关过程中的变化情况。下列叙述错误的是( )
[A] 图中的虚线所代表的物质有两种不同的表现形式
[B] 图中的b~c段会发生着丝粒分裂
[C] 叶肉细胞中会出现如图所示变化,而细菌细胞中不会出现
[D] a~b段细胞中有蛋白质和RNA的合成
2.(有丝分裂物质变化规律|2024·广东期末)如图是某生物体细胞有丝分裂不同分裂时期的图像,下列对图像的叙述正确的是( )
[A] 甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
[B] 该生物可能是植物
[C] 甲细胞中正在发生染色体的复制
[D] 甲、乙、丙三个细胞内染色体、染色单体、核DNA分子数的比例都为1∶2∶2
3.(显微照片|2025·深圳月考)如图是观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂各时期的显微照片。下列叙述正确的是( )
a b c d
[A] 有丝分裂过程中,核DNA的复制与染色体复制不是同步进行的
[B] 细胞a中每条染色体的着丝粒排列在细胞板上
[C] 图中核DNA、染色体、染色单体三者数量比为2∶1∶2的时期有a、b细胞
[D] 图中有丝分裂过程的排序应为b→a→d→c,d期为观察染色体最佳时期
4.(有丝分裂的物质变化规律|2024·重庆期中)如图为某种高等植物根尖细胞分裂过程中染色质与染色体规律性变化的模式图。下列相关判断正确的是( )
[A] ①→②过程是分裂间期,细胞核内染色体复制,但数量不变
[B] ②→③过程中进行中心粒的复制,并发出星射线形成纺锤体
[C] ④→⑤过程中染色体的着丝粒分裂,核DNA的含量加倍
[D] ⑥→⑦过程中细胞中部向内凹陷形成细胞板将细胞一分为二
5.(染色体和核DNA数量关系|2024·内江模拟)图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图,图3表示有丝分裂中一个细胞内不同时期核DNA分子数的变化,图4表示有丝分裂中一个细胞内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] 图1所示细胞中共有4条染色体,8个核DNA分子;图2所示细胞中共有0条姐妹染色单体
[B] 图1所示细胞处于图3中BC段,完成图3中CD段变化的细胞分裂时期是后期
[C] 有丝分裂过程中不会出现如图4中d所示的情况
[D] 图4中a可表示有丝分裂后期,b可对应有丝分裂前期或中期
6.(有丝分裂实验操作|2024·南阳模拟)在制作和观察植物细胞有丝分裂临时装片的活动中,甲、乙、丙三名同学剪取洋葱根尖后,立即进行如下表所示的操作步骤。下列叙述错误的是( )
学生 操作步骤
解离 漂洗 染色 制片 观察
甲 + - + + +
乙 + + - + +
丙 + + + + +
注:“+”表示进行了该项操作,“-”则表示没有进行。
[A] 实验中解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
[B] 甲、乙两名同学观察不到染色体都是因为染色体未被着色
[C] 丙同学观察到视野中处于分裂期的细胞数目少于分裂间期的细胞数目
[D] 漂洗的目的是洗去浮色,便于观察
能力提升练
选择题:7~8题,每题4分。
7.(姐妹染色单体分离机制|2025·北京模拟)分离酶是一种蛋白酶,在有丝分裂前期和中期,Securin蛋白与分离酶形成复合物,复制后的染色体由粘连蛋白复合物连接在一起;到了后期,Securin蛋白降解,分离酶释放出来,通过切割粘连蛋白复合物触发姐妹染色单体的分离。下列说法错误的是( )
[A] 有丝分裂前的间期能够合成分离酶等蛋白质
[B] 分离酶在整个细胞周期都保持高活性
[C] 分离酶功能障碍可能会引起子细胞染色体数异常
[D] 伴随Securin蛋白降解,导致细胞中染色体数目加倍和核DNA数目不变
8.(染色体移向两极的机制|2024·合肥模拟)细胞分裂过程中染色体移向两极的机制有三种假说:假说1认为该现象是由微管发生中心端微管解聚引起,假说2认为该现象是由动粒端微管解聚引起,假说3认为该现象是由微管发生中心端和动粒端微管同时解聚引起。用不同荧光标记纺锤丝和染色体如图1,用激光使纺锤丝上箭头处的荧光淬灭(不影响其功能)如图2,一段时间后结果如图3。下列相关叙述错误的是( )
[A] 图示过程发生在高等植物细胞中,纺锤丝的主要成分是蛋白质
[B] 图2处于有丝分裂后期,细胞中有4对同源染色体
[C] 纺锤丝的牵引导致着丝粒分裂,染色体移向细胞两极
[D] 实验结果表明染色体移向两极是由动粒端微管解聚引起的
9.(12分)(观察细胞有丝分裂实验的应用|2024·重庆模拟)龙葵是一种一年生草本中药材,如图甲表示龙葵(2n)根尖细胞处于有丝分裂不同时期的模式图;图乙是不同浓度氯化镉(CdCl2)对龙葵根尖细胞有丝分裂指数(处于分裂期的细胞占细胞总数的百分比)的影响。请回答下列问题。
(1)在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”的实验过程中,使用的甲紫溶液是一种
染料,其作用是使 着色。
(2)图甲中细胞A处于有丝分裂 期,此时细胞中染色体数量为 。细胞D处于有丝分裂 期,细胞壁的形成与 (填细胞器)有关。
(3)分析图乙可知,CdCl2能将细胞周期抑制在 (填“分裂间期”或“分裂期”),依据是 。
第19讲 有丝分裂过程中相关物质、结构的变化规律和观察细胞的有丝分裂
1.C 叶肉细胞是高度分化的植物细胞,不能进行有丝分裂。
2.A 甲细胞染色体散乱分布处于前期,乙细胞染色体着丝粒分裂处于后期,丙细胞着丝粒整齐地排列在赤道板上处于中期;由于该生物体细胞不含细胞壁,因此该生物不可能是植物;甲细胞处于有丝分裂前期,染色体在间期已复制完成; 甲、丙两细胞中,细胞核中均含有4条染色体,每条染色体含2条姐妹染色单体、含2个DNA,故染色体∶染色单体∶核DNA分子数的比例为1∶2∶2,乙细胞中染色体∶染色单体∶核DNA分子数比例为1∶0∶1。
3.C 染色体主要由核DNA和蛋白质组成,所以核DNA的复制与染色体复制应同步进行;细胞a处于有丝分裂中期,此时还没有形成细胞板,每条染色体的着丝粒排列在赤道板上;题图中细胞a(中期)、b(前期)含有染色单体,核DNA、染色体、染色单体三者数量比为2∶1∶2;题图中依次为有丝分裂的a中期、b前期、c末期、d后期,故题图中有丝分裂过程的排序应为b→a→d→c,a中期染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体的最佳时期。
4.A ①→②过程是分裂间期,细胞核内染色体复制,每条染色体上有2条姐妹染色单体,染色体数量不变;高等植物根尖细胞中无中心粒,且②→③过程是前期,中心粒在分裂间期复制;④→⑤过程中染色体的着丝粒分裂,染色体数目加倍,但核DNA分子含量不变;⑥→⑦过程表示末期,此时期细胞中央出现细胞板,并不是向内凹陷形成的,细胞板逐渐扩展形成细胞壁,最终细胞一分为二。
5.B 图3中BC段核DNA分子数为体细胞的2倍,可以表示有丝分裂的前期、中期、后期,可对应于图1和图2,图3中CD段变化的原因是一个亲代细胞分裂成两个子细胞。
6.D 甲同学没有进行漂洗,而漂洗的目的是洗去药液,防止解离过度,便于染色体着色,故甲同学观察不到染色体是因为染色体解离过度未被着色,乙同学没有对染色体进行染色,故乙同学观察不到染色体也是因为染色体未被着色;在细胞周期中,分裂期所占时间较短,故视野中处于分裂期的细胞数目少于分裂间期的细胞数目。
7.B 依据题意,分离酶是一种蛋白酶,在有丝分裂前期和中期,Securin蛋白与分离酶形成复合物,据此可推测,有丝分裂前的间期能够合成分离酶等蛋白质;在有丝分裂前期和中期,Securin蛋白与分离酶形成复合物,此时的分离酶没有活性;在有丝分裂后期,Securin蛋白降解,分离酶释放出来,通过切割粘连蛋白复合物触发姐妹染色单体的分离,分离酶功能障碍会引起着丝粒分裂异常,进而导致子细胞染色体数异常;伴随着Securin蛋白降解,着丝粒分裂,染色体数目加倍,但核DNA数目不变。
8.C 题图所示细胞纺锤丝由细胞两极发出,其主要成分是蛋白质,说明该过程发生在高等植物细胞中;图2着丝粒已分裂,姐妹染色单体分开形成子染色体,处于有丝分裂后期,细胞中有4对同源染色体;着丝粒分裂与纺锤丝的牵引无关,染色体移向细胞两极是由纺锤丝牵引的;由图3可知,一段时间后,动粒端荧光标记的纺锤丝长度明显缩短,而中心端微管荧光标记的纺锤丝长度几乎不变,说明染色体移向两极是由动粒端微管解聚引起的。
9.【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)碱性(1分) 染色体
(2)后(1分) 4n 末(1分) 高尔基体(或高尔基体、线粒体)
(3)分裂间期(1分) 随着CdCl2浓度的增加,细胞有丝分裂指数降低,即处于分裂期的细胞数目减少,处于分裂间期的细胞数目增多
【解析】 (1)染色体能被碱性染料染色,在观察有丝分裂的实验时,要用碱性染料(如醋酸洋红液或甲紫溶液),使细胞中染色体着色。(2)据题图分析,图甲中细胞A着丝粒分裂,姐妹染色单体分开变成染色体,移向细胞两极,故细胞A处于有丝分裂后期,染色体数目加倍由2n变为4n。图甲中细胞D染色体已经移向两极,细胞中间出现细胞板,处于有丝分裂末期。植物细胞壁的形成与高尔基体直接相关。(3)由图乙可知,与对照组相比,随着CdCl2浓度增加,细胞有丝分裂指数(处于分裂期的细胞占细胞总数的百分比)降低,即处于分裂期的细胞数目减少,处于分裂间期的细胞数目增多,说明CdCl2能将细胞周期抑制在分裂间期。
