课件55张PPT。第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖
第1课时 细胞增殖和有丝分裂一、生物的生长和细胞增殖
1.生物的生长:
(1)主要原因:通过细胞分裂增加细胞的_____。
(2)次要原因:通过_________增大细胞的体积。数量细胞生长2.细胞不能无限长大的原因:
(1)细胞的体积越大,表面积与体积的比值越_____。
(2)细胞的体积越大,相同时间内物质扩散的体积与整
个细胞体积的比值越___,即物质运输的效率越___。小小低3.细胞增殖:
(1)概念:通过_________增加细胞数量的过程。
(2)意义:生物体_____、_____、_____、_____的基础。细胞分裂生长发育繁殖遗传二、细胞分裂的过程
1.细胞周期:
(1)概念的理解。
①条件:_________的细胞。
②起点:一次分裂完成时。
③终点:_______________时。连续分裂下一次分裂完成(2)组成及特点。
①分裂间期:
a.范围:从细胞一次分裂结束到_______________。
b.特点:持续时间长,占整个细胞周期的_________。
c.主要变化:下一次分裂之前90%～95%②分裂期:
a.范围:细胞周期中分裂间期之后。
b.特点:持续时间短;是一个连续的过程,根据_______
的行为可分为前期、中期、后期、末期。染色体2.有丝分裂过程(以高等植物细胞为例):【激疑】
利用所学知识,分析细胞壁的形成可能与哪一细胞器有关?细胞壁中应含有哪些化学成分?
提示:细胞壁的形成与高尔基体有关;细胞壁中应含有纤维素和果胶。 知识点一 细胞周期的划分及表示方法
1.细胞周期的两种表示方法:2.细胞分裂间期的划分:
G1期:又称DNA合成前期,主要进行RNA和有关蛋白质的合成,为S期DNA的复制做准备。
S期:又称DNA合成期,主要进行DNA的复制。
G2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。【思考·讨论】
1.只要能进行细胞分裂的细胞均有细胞周期,这个说法对吗?(生命观念)
提示:不对。只有连续分裂的细胞才具有细胞周期,若分裂后的细胞停止分裂,则不具有细胞周期。 2.用显微镜观察某种植物的分生组织时,为什么视野中处于间期的细胞数目较多?(科学思维)
提示:在一个细胞周期中,分裂间期所占的时间长,分裂期所占的时间短。【素养案例】
如图表示细胞分裂一个细胞周期所用的时间,下列说法正确的是 ( )①甲→乙的过程表示分裂间期
②乙→甲的过程表示分裂期
③一个细胞周期是指甲→甲的全过程
④一个细胞周期是指乙→乙的全过程
A.①②④ B.④ C.③ D.①②③【解题导引】
(1)判断分裂间期和分裂期:根据一个细胞周期中分裂间期比分裂期经历的时间长,则图中占面积较大的是分裂间期,较小的是分裂期。
(2)判断细胞周期的起止点:根据图中箭头的方向,判断细胞周期从乙点开始,到乙点结束。 【解析】选B。甲→乙的过程表示分裂期,①错误;乙→甲的过程表示分裂间期,②错误;一个细胞周期是指乙→乙的全过程,分裂间期在前,分裂期在后,顺序不能颠倒,④正确、③错误。【方法规律】判断一个完整的细胞周期的方法
(1)“先长后短”:一个细胞周期一定要先经过一个长的间期,再经过一个短的分裂期。
(2)“终点到终点”:从完成时开始,到下一个完成时结束,为一个细胞周期。(3)“先复制后分裂”:一个细胞周期一定要先完成DNA的复制,才能完成细胞的分裂。【素养·探究】——情境迁移
近年来对细胞周期的研究取得了许多突破性进展,发
现并确立了细胞周期素(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖
性激酶(CDK)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI)
在真核生物细胞周期调控中的重要作用。其中,Cyclin
周期性积累与分解对细胞周期进程起着关键作用,而CKI通过在细胞周期适当时间点上抑制CDK的活性从而在细胞周期中起着重要作用。 思考问题:
(1)阅读上述材料,分析细胞周期的发生与哪些物质有关?(科学思维)
提示:细胞周期素(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI)。(2)谈谈你对细胞周期发生和控制物质之间关系的认识。(生命观念)
提示:细胞周期素激活细胞周期蛋白依赖性激酶,使细胞分裂发生,而细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子则会停止细胞周期蛋白依赖性激酶的作用。【素养·迁移】
如表是几种细胞的细胞周期持续时间/h,据表分析,下列分析正确的是( ) A.人所有细胞的细胞周期均为22个小时
B.与蚕豆根尖分生区细胞分裂密切相关的细胞器包括核糖体、中心体
C.小鼠十二指肠上皮细胞最适于观察动物细胞有丝分裂
D.不同温度下蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期相同【解析】选C。表中数据不能说明人所有细胞的细胞周期均为22个小时,A项错误;蚕豆属于高等植物,没有中心体,B项错误;三种动物细胞中,小鼠十二指肠上皮细胞的分裂期占细胞周期的比例最大,显微镜下分裂期细胞数目较多,适于观察动物细胞有丝分裂,C项正确;不同温度下酶的活性不同,蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期不同,D项错误。【补偿训练】
细胞周期中持续时间较长的是 ( )
A.分裂间期
B.分裂期
C.两个时期一样长
D.两个时期时间长短不确定 【解析】选A。细胞周期中分裂间期准备大量物质以便分裂,其持续时间较长。知识点二 细胞周期(以有丝分裂为例)过程中相关结构或物质的变化
1.细胞结构或物质的周期性变化:
染色体行为变化:2.核DNA、染色体、染色单体的数目变化:(1)当有染色单体时,染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2。
(2)当无染色单体(后期、末期)时,染色体∶DNA=1∶1。3.核DNA、染色体、染色单体数目变化曲线分析:
(1)曲线模型:(2)曲线解读:4.每条染色体上DNA含量及染色体数与核DNA数比值的变化曲线:(1)图中ef(BC)段变化的原因是S期DNA的复制,染色单体形成。
(2)fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期;gh(DE)段变化的原因是有丝分裂后期着丝粒分裂。5.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:
DNA∶染色体∶染色单体=【思考·讨论】
1.染色单体分别在什么时期形成和消失?在细胞周期的什么时期存在染色单体?(生命观念)
提示:染色单体形成于间期(染色体复制),消失于后期(着丝粒分裂)。细胞分裂的前期和中期均存在染色单体。 2.在有丝分裂过程中,细胞质中的遗传物质是否也能均等分配?(科学思维)
提示:一般不能均等分配,而是随机地分配到两个子细胞中。【素养案例】
图甲表示某高等植物细胞有丝分裂的相关图像,图乙表示细胞内染色体与核DNA数目比的变化关系,下列相关叙述正确的是( )A.图甲中①的中心体的活动很活跃,图乙ab段核糖体的活动很活跃
B.图甲中的②处于图乙中的ef段,属于分裂后期
C.图甲中的①处于图乙中的cd段,细胞中染色体数∶核DNA数∶染色单体数=1∶2∶2
D.着丝粒分裂发生在de段,是图甲中的②所示时期【解题导引】
(1)题干关键词:高等植物。
(2)纵坐标含义:染色体与核DNA数目比。 【解析】选C。图甲中的①是前期,②是末期。高等植
物细胞没有中心体,ab段可表示分裂间期中蛋白质的合
成时期,该时期核糖体活动活跃,A项错误;ef段包含后
期和末期,B项错误;cd段为DNA复制后,着丝粒未分开前,
包含前期、中期,所以染色体数∶DNA数∶染色单体数
=1∶2∶2,C项正确;de段染色体与核DNA数目比由0.5变
为1,是因为发生了着丝粒分裂,是后期的开始,D项错误。【素养·探究】——母题追问
(1)生命观念——结构与功能观
图乙中ab段主要发生在分子水平和细胞水平的变化分别是什么?
提示:分子水平上主要发生了DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,细胞水平上发生染色体的复制。 (2)科学思维——分析与综合
有丝分裂过程中染色体、核膜、核仁周期性变化有何意义?
提示:有利于染色体的平均分配。【素养·迁移】
如图是植物有丝分裂过程中染色体形态示意图,下列叙述正确的是 ( ) A.乙图与丁图细胞内染色体数量相等
B.甲图细胞内含有8个DNA分子、8条染色单体
C.丙图细胞内有8条姐妹染色单体
D.细胞分裂的顺序为乙、丁、甲、丙【解析】选B。乙图中有4条染色体,丁图中有8条染色体,A错误。甲图中每条染色体上都有姐妹染色单体,共有8个DNA分子、8条染色单体,B正确。丙图处在末期,已经没有染色单体了,C错误。细胞分裂的正确顺序是前期乙、中期甲、后期丁、末期丙,D错误。【补偿训练】
细胞进行有丝分裂时,染色体发生有规律的变化,这些变化的正确顺序是 ( )
①染色质丝缩短变粗成染色体 ②染色体变细伸长成染色质丝 ③组成染色体的DNA复制 ④染色体排列在赤道板上 ⑤着丝粒分裂,染色体移向两极 A.③①④⑤② B.③④①⑤②
C.①③④⑤② D.①④③⑤②【解析】选A。染色体在分裂间期主要进行染色体复制,包括DNA的复制和有关蛋白质的合成;前期是染色质丝缩短变粗成染色体;中期是染色体的着丝粒排列在赤道板上;后期是染色体的着丝粒分开,染色体数目加倍;末期是染色体解螺旋成为染色质丝。综上所述:细胞进行有丝分裂时,染色体发生有规律的变化顺序是③①④⑤②。【课堂回眸】课件51张PPT。第2课时
动植物细胞有丝分裂的区别和观察根
尖分生区组织细胞的有丝分裂 一、动植物细胞有丝分裂的区别从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体由细胞膜向内凹陷,将细胞缢裂成两部分【激疑】
若观察到某细胞有丝分裂前期由中心体发出星射线,能否确定该细胞一定是动物细胞?为什么?
提示:不一定,也可能是低等植物细胞。 二、有丝分裂的特征、意义及无丝分裂
1.特征:亲代细胞的_______经过复制之后,精确地_____
_____到两个子细胞中。
2.意义:由于染色体上有遗传物质____,因而在细胞的亲
代和子代之间保持了_____的稳定性。染色体平均分配DNA遗传3.三、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理:
(1)植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。
(2)有丝分裂各个时期细胞内_______行为变化不同,据
此可判断细胞所处的有丝分裂时期。
(3)细胞核内的染色体易被_____染料着色。染色体碱性2.实验步骤:
(1)洋葱根尖的培养:实验前3～4 d,将洋葱放在装满清水的广口瓶上,底部接触清水,置于温暖处培养,待根长至约5 cm。(2)装片的制作:(3)观察：
(4)绘图:绘制植物细胞有丝分裂中期简图。【激疑】
显微镜下的分生区细胞中,大多数细胞处于哪一时期?为什么?
提示:分裂间期,原因是分裂间期持续时间较长。 知识点一 动植物细胞有丝分裂的区别
1.“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像:2.与细胞分裂有关的细胞器及其生理作用:【思考·讨论】
菠菜根尖分生区细胞有丝分裂过程中能进行复制的成分或结构有哪些?动物细胞呢?(生命观念)
提示:DNA分子;动物细胞中有DNA分子和中心体。 【素养案例】
甲、乙图都是某种动物细胞分裂过程中部分染色体行为示意图,两个细胞均来自同一个体;丙图是该动物某种细胞分裂过程中染色体数目变化(部分时期)。下列叙述正确的是( )A.甲、乙图中染色体和DNA数分别是4、8和4、8
B.甲、乙图细胞中都含有姐妹染色单体
C.丙图中bc段形成的原因是DNA复制使染色体数目加倍
D.丙图处于de段的细胞会出现细胞膜向内凹陷的现象【解题导引】
(1)题干信息:两个细胞均来自同一个体。
(2)解题关键:甲、乙图根据染色体的行为判断细胞分裂时期;丙图中后期(cd段)染色体数目加倍。 【解析】选D。甲图细胞处于有丝分裂中期,有4条染色体,8个DNA分子;乙图细胞处于有丝分裂后期,有8条染色体,8个DNA分子,A项错误;甲图细胞有姐妹染色单体,乙图细胞没有姐妹染色单体,B项错误;丙图中bc段染色体含量加倍,是因为着丝粒的分裂,C项错误;丙图中de段应是有丝分裂的末期,即会出现细胞膜向内凹陷的现象,D项正确。【素养·探究】——母题追问
(1)科学思维——比较与分析
如果甲图表示高等植物细胞,则怎样改进此图?
提示:高等植物细胞没有中心体,应将甲图的中心体去掉;高等植物细胞具有细胞壁,图中没有画出,应该补充。 (2)科学思维——模型与建模
据丙图所示,若将纵坐标的含义换为染色体数目/DNA数目,请画出相应的曲线变化。提示:【素养·迁移】
如图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像,对图像的描述正确的是 ( )
A.该生物可能是低等植物
B.甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2
C.甲细胞进行中心体复制,发出星射线,形成了纺锤体
D.甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期【解析】选D。图中细胞没有细胞壁、含有中心体,应是动物细胞,A项错误;图乙中没有染色单体,B项错误;甲细胞中中心体已经完成了复制,C项错误;图甲中染色体散乱排布,是有丝分裂前期,图乙中着丝粒分裂,染色体数目加倍,是有丝分裂后期,图丙中染色体的着丝粒排列在一个平面上,是有丝分裂中期,D项正确。【补偿训练】
如图为植物细胞有丝分裂各时期图像,下列叙述错误的是 ( ) A.有丝分裂的分裂期,细胞出现的先后顺序是①⑤②③
B.图中M为赤道板、N为核仁、P为星射线
C.有丝分裂过程中,核DNA的复制与染色体复制是同步进行的
D.细胞④内有蛋白质的合成,且合成场所为一种无膜结构的细胞器 【解析】选B。图中①～⑤分别指前期、后期、末期、
间期、中期,其中分裂期细胞出现的先后顺序是:①前
期、⑤中期、②后期、③末期,A项正确;因图中没有中
心体,所以纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的,图中M为细胞板、N为核仁,P为纺锤丝,B项错误;染色体
主要由DNA和蛋白质组成,所以核DNA的复制与染色体复制同步进行,C项正确;细胞④对应的时期为有丝分裂间期,该时期的最大特点是进行DNA分子的复制以及相关蛋白质的合成,蛋白质的合成场所是核糖体,核糖体没有膜结构,D项正确。知识点二 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.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:选取分裂旺盛的部位(如根尖、芽尖的分生区)。
(3)时间:必须在分裂旺盛的时间。2.操作注意事项:3.显微镜观察:【思考·讨论】
1.取材时为什么只能剪取根尖2～3 mm,而不能过长?(科学探究)
提示:若剪得过长会包括伸长区,伸长区无细胞分裂,增加了寻找分裂细胞的难度。 2.为什么不能对一个细胞的有丝分裂过程进行连续观察?如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞?(生命观念、科学思维)
提示:解离结束后细胞已经死亡,观察到的是处于固定状态的各时期的细胞;如果要找到各个分裂时期的细胞,要不断地移动装片,在不同的视野中寻找。【素养案例】
如图是关于观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验的部分操作,下列叙述合理的是( )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【解题导引】
(1)明确观察根尖细胞有丝分裂的实验步骤及其操作目的。
(2)根据细胞形态判断⑧中各细胞在根尖中的位置。 【解析】选C。根尖2～3 mm的区域属于分生区,A项错误;在②和③之间应增加清水漂洗这一环节,而在③和⑤之间的清水漂洗环节应删除,B项错误;分生区的细胞呈正方形,细胞经解离已死亡,C项正确;b区域的细胞属于分生区细胞,其液泡较小,渗透作用不明显,用于观察质壁分离与复原时,现象不明显,D项错误。【素养·探究】——母题追问
(1)科学探究——观察能力
若将上题图中b区域的细胞移到视野中央,应如何移动装片?
提示:向右上方移动装片。 (2)生命观念——结构与功能观
上题图中c区域和d区域的细胞是否会被染色?是否能清楚地观察到染色体?为什么?
提示:会被染色,但不能观察到染色体。因为其细胞核中含有易被碱性染料染色的染色质。染色质为细长的丝状,没有螺旋变粗,所以不会看到清晰的染色体。【素养·迁移】
在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如表所示(“+”表示操作,“-”表示未操作):则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是 ( )
A.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚
B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚
C.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体D.染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚【解析】选C。解离的目的是使细胞分散开,甲未解离,细胞相互重叠;漂洗的目的是洗去解离液,便于染色,乙未漂洗,影响染色效果,染色体着色很浅不清楚;丙根尖5～7 mm处为伸长区,伸长区细胞已失去分裂能力,染色体呈染色质状态,故观察不到染色体。【补偿训练】
蛔虫是观察细胞有丝分裂的适宜材料,受精后的蛔虫其子宫中游离着许多处于有丝分裂不同时期的受精卵。某同学进行“观察蛔虫受精卵有丝分裂”的实验,下列相关叙述错误的是 ( ) A.与观察根尖细胞有丝分裂相比,不需要用甲紫溶液等进行染色
B.与观察根尖细胞有丝分裂相比,不需要解离、漂洗实验操作
C.与观察根尖细胞有丝分裂不同,实验过程中可能用到生理盐水D.与观察根尖细胞有丝分裂相比,观察过程仍需要先使用低倍镜 【解析】选A。观察有丝分裂需要用甲紫溶液或醋酸洋红液对染色体进行染色,A项错误;由题干信息可知,蛔虫子宫中处于有丝分裂不同时期的受精卵处于游离状态,因此不需要解离和漂洗,B项正确;观察动物细胞有丝分裂时,滴加生理盐水可以维持细胞的正常形态,C项正确;用显微镜观察现象需要先用低倍镜找到细胞再用高倍镜仔细观察,D项正确。【课堂回眸】课堂检测·素养达标
【概念·诊断】
1.真核细胞的增殖具有周期性,主要是通过有丝分裂进行的。下列相关表述,不正确的是______________________。?
①不同生物的细胞大小和数目不同,但细胞周期长短相同
②同一生物各种组织的细胞周期长短相同,但分裂期和分裂间期的长短不同
③若在分裂前期加入DNA合成抑制剂,则有丝分裂后期染色体数目和体细胞相同
④机体内所有的体细胞都处于细胞周期中
⑤成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期
【解析】选①②③④⑤。不同生物的细胞大小和数目一般是不同的,它们的细胞周期长短一般也不相同,①错误;同一生物体内的各种组织的细胞周期长短往往不同,分裂期和分裂间期的长短也不相同,②错误;在有丝分裂前期加入DNA合成抑制剂后,不影响DNA分子的复制,③错误;只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期,有些已经分化的细胞不再进行有丝分裂因而无细胞周期,④错误;成熟的生殖细胞不再分裂,无细胞周期,⑤错误。
2.细胞增殖过程中与DNA加倍发生在同一时期的是 ( )
A.中心粒加倍 B.染色体数目加倍
C.细胞数目加倍 D.纺锤体形成时
【解析】选A。DNA加倍和中心粒加倍均发生在分裂间期;染色体数目加倍发生在后期;细胞数目加倍发生在末期形成两个子细胞时;纺锤体在前期形成。
3.下列关于细胞周期的叙述,正确的是 ( )
A.抑制DNA的合成,细胞将停留在分裂期
B.细胞周期包括前期、中期、后期、末期
C.细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础
D.不同生物细胞的细胞周期持续时间相同
【解析】选C。分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,抑制DNA的合成,细胞将停留在分裂间期,A错误;细胞周期包括分裂间期和分裂期,其中分裂期又可分为前期、中期、后期和末期,B错误;分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,为细胞分裂期提供物质基础,C正确;不同生物细胞的细胞周期持续时间不同,D错误。
4.(2019·北京高考)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。
5.在高等植物细胞有丝分裂过程中,直接参与细胞分裂活动的细胞器有 ( )
A.高尔基体和核糖体
B.高尔基体和中心体
C.叶绿体和核糖体
D.中心体、高尔基体和核糖体
【解析】选A。高尔基体与植物细胞有丝分裂末期细胞壁的形成有关,核糖体直接参与分裂间期蛋白质的合成,A正确;高等植物细胞中不含中心体,B、D错误;叶绿体是光合作用的场所,不参与细胞有丝分裂,C错误。
【思维·跃迁】
6.正常玉米的体细胞中有20条染色体。下列关于玉米根尖分生区细胞有丝分裂的说法,正确的是 ( )
A.细胞分裂间期完成了中心体的复制
B.细胞分裂后期染色体和DNA数目均加倍
C.细胞分裂末期赤道板形成新的细胞壁
D.有丝分裂后期一个细胞中的DNA分子数多于40个
【解析】选D。玉米是高等植物,无中心体,A错误;细胞分裂后期染色体加倍,DNA数目不变,B错误;细胞分裂末期细胞板形成新的细胞壁,C错误;有丝分裂后期一个细胞中的DNA分子数多于40个,细胞质内也有少量的DNA,D正确。
7.如图表示细胞周期(图中的M表示分裂期,G1、G2表示RNA及蛋白质合成期,S表示DNA合成期),某人为确定DNA合成期的长度,在处于连续分裂的细胞中加入以3H标记的某化合物,下列化合物中最适合的是 ( )
A.多糖 B.蛋白质
C.鸟嘌呤 D.胸腺嘧啶
【解析】选D。根据题意分析可知,3H标记的某种化合物应该是DNA具有,RNA不具有的物质,而多糖是DNA和RNA都不具有的物质,A错误;DNA和RNA都不含蛋白质,B错误;鸟嘌呤是DNA和RNA共有的含氮碱基,C错误;胸腺嘧啶是DNA特有的碱基,RNA不含胸腺嘧啶,D正确。
8.如图为某植物细胞有丝分裂四个时期示意图,请据图回答:
(1)存在染色单体的图是______________________(填字母),A图中染色体数目加倍的原因是________________________________________。?
(2)A图对应的分裂时期为______________________期,细胞内染色体和核DNA的数量分别为______________________。?
(3)核仁解体、核膜逐渐消失发生在图______________________对应的时期,图中正确的分裂顺序为______________________(用字母和箭头表示)。?
【解析】(1)存在染色单体的图是B前期、C中期,A图中染色体的着丝粒一分为二,染色体数目加倍。
(2)A图对应的分裂时期为后期,细胞内染色体有8条,核DNA分子有8个。
(3)核仁解体、核膜逐渐消失发生在图B前期,题图正确的分裂顺序为B前期→C中期→A后期→D末期。
答案:(1)B、C 着丝粒一分为二 (2)后 8,8
(3)B B→C→A→D
【拓展·探究】
9.如图显示有丝分裂过程中的姐妹染色单体及着丝粒、动粒结构,其中动粒有驱动染色体分离的作用,据图回答问题:
(1)如图所示染色体正处于细胞分裂的哪个时期 ( )
A.间期 B.前期 C.中期 D.末期
(2)细胞分裂时,染色体中被纺锤丝捕获的结构是______________________(填“着丝粒”或“动粒”),当纺锤丝变短时,染色体出现的行为是什么?____。?
(3)根尖成熟区细胞是否会出现动粒结构?原因是什么?
?______________________________________________________________。?
【解析】(1)分析题图可知,图中染色体的着丝粒的两侧有纺锤丝牵引,并且染色体高度螺旋化,因此该染色体正处于细胞分裂的中期。
(2)细胞分裂时,染色体中被纺锤丝捕获的结构是动粒,当纺锤丝变短时,染色体出现的行为是在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动。
(3)根尖成熟区细胞不能进行细胞分裂,而动粒只出现在细胞分裂过程中,所以根尖成熟区细胞不会出现动粒结构。
答案:(1)C (2)动粒 染色体在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动 (3)否;根尖成熟区细胞,不能进行细胞分裂,而动粒只出现在细胞分裂过程中,所以根尖成熟区细胞不会出现动粒结构
课堂检测·素养达标
【概念·诊断】
1.关于细胞增殖的下列说法,正确的是______________________。?
①高等植物和动物细胞分裂间期的变化不完全相同
②原核细胞进行无丝分裂
③有丝分裂过程中实现了细胞中DNA的平均分配
④观察根尖细胞有丝分裂时,使用酒精可以使细胞解离
⑤使染色体着色,应使用碱性染料
【解析】选①⑤。动物细胞分裂间期存在中心体的复制,高等植物无中心体,①正确;无丝分裂是真核细胞的增殖方式,原核细胞进行简单的二分裂,②错误;有丝分裂过程中实现了细胞中染色体的平均分配,③错误;观察根尖细胞有丝分裂时,酒精起到固定细胞的作用,④错误;使染色体着色,应使用碱性染料,⑤正确。
2.下列关于动、植物细胞有丝分裂相同点的叙述,错误的是 ( )
A.在分裂间期,DNA复制后含量加倍
B.在分裂前期,由中心粒周围发出纺锤丝形成纺锤体
C.在分裂中期,染色体的着丝粒排列在赤道板上,含染色单体
D.在分裂后期,每一个着丝粒分裂成两个,染色体数目加倍,不含染色单体
【解析】选B。动、植物细胞有丝分裂过程中染色体的变化是相同的,分裂间期进行复制,中期染色体的着丝粒排列在赤道板上,后期染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,平均分到两个子细胞中去;分裂前期动、植物细胞形成纺锤体的方式不同,植物细胞由两极发出纺锤丝形成纺锤体,动物细胞由中心粒周围发出星射线形成纺锤体。
3.如图为某一高等生物的细胞进行有丝分裂某一时期的图像,下列叙述不正确的是 ( )
A.该生物为一种植物
B.该细胞中含有8条染色单体
C.该细胞处于有丝分裂后期
D.该细胞含有8条染色体
【解析】选B。图中细胞具有细胞壁,是植物细胞;细胞中正在发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,形成的子染色体在纺锤丝的牵引下正向两极移动,该细胞处于有丝分裂的后期;染色体数目以着丝粒为准,图中有8个着丝粒即含有8条染色体,没有染色单体存在。
4.如图表示某生物细胞增殖(以有丝分裂为例)过程中细胞DNA分子含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是 ( )
A.O～a段表示分裂间期,染色体复制,DNA含量加倍
B.动物细胞中,只有在b～d段含有两组中心粒
C.c～d段细胞核中染色体∶染色单体∶DNA数量比为1∶2∶2
D.细菌与b～c段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁
【解析】选A。图中O～a段表示分裂间期,DNA进行复制,含量加倍;动物细胞中,在a～e段含有两组中心粒;在c～d段细胞核中没有染色单体;细菌与b～c段细胞均没有核膜和核仁。
5.依据动植物细胞有丝分裂的不同点,鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞,最可靠的方法是检查它的 ( )
A.DNA是否进行复制
B.是否出现星射线
C.细胞质分成两部分的方式
D.自身的蛋白质合成的方式
【解析】选C。分裂末期植物细胞在赤道板位置出现一个细胞板,最终形成新的细胞壁,将一个细胞分裂为两个子细胞。动物细胞在有丝分裂末期,细胞膜从细胞中部向内凹陷,最终缢裂成两个子细胞。动物和低等植物细胞有丝分裂过程中都有星射线出现。
【思维·跃迁】
6.现有未贴标签且染色体数目相同的三个细胞有丝分裂的两个时期的6块装片,编成1～6号,且已知1、3号确定为同一细胞有丝分裂的两个时期,其他4块装片分别表示另两个细胞有丝分裂的两个时期,某同学按顺序观察结果如下:
编号
观察结果
1与5
中心粒发出星射线,染色体散乱排列
2
细胞中部凹陷
3与6
细胞中部形成了细胞板
4
细胞两极发出纺锤丝,染色体散乱排列
则其中表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是 ( )
A.1、3号 B.4、6号 C.5、2号 D.4、2号
【解析】选C。1号与5号细胞中含有中心体,可能为动物细胞或低等植物细胞;2号细胞中部凹陷,为动物细胞;3号和6号细胞中部形成细胞板,为植物细胞;4号细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,为植物细胞。根据题干信息“1号、3号为同一细胞有丝分裂的两个时期,其他4块装片分别表示另两个细胞有丝分裂的两个时期”可知,1号也为植物细胞。因此,可表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是5号和2号。
7.图甲表示某植物细胞的一个细胞周期各时期的图像,图乙表示细胞中DNA分子的数目变化情况,请据图回答:
(1)图甲中细胞有丝分裂的正确顺序是_________________________________
__________________________________________。?
(2)图乙中可表示一个完整细胞周期的是______________________段。?
(3)研究染色体形态数目最好的时期,相当于图乙中的__________________段,此时细胞内染色体、DNA、染色单体数目之比为_______________________
__________________________。?
(4)在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中,染色剂为_________
__________________,该染料可以将细胞核中的________________________
______________染成深色。?
【解析】(1)根据图甲中每个细胞染色体行为变化及细胞结构变化特点分析,A为后期,B为末期,C为中期,D为两个子细胞,E为分裂间期,F为前期,所以其分裂的顺序为:F→C→A→B→D。(2)图乙能表示一个完整细胞周期的是Oe段。(3)细胞有丝分裂中期染色体形态稳定,数目清晰,是观察研究染色体的最好时期,相当于图乙曲线中的bc段,此时细胞中染色体、DNA、染色单体数目之比为1∶2∶2。(4)细胞中染色体是易被碱性染料染色的物质,在观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂的临时装片实验中,常用的染色剂是甲紫溶液或醋酸洋红液。
答案:(1)F→C→A→B→D (2)Oe (3)bc 1∶2∶2
(4)甲紫溶液(或醋酸洋红液) 染色体
【拓展·探究】
8.以下是几位同学在做观察植物细胞有丝分裂实验时的操作情况:
甲同学截取5 cm左右的根尖后按规范操作,结果在一个视野中未能找到分生区细胞,他耐心等待后,最终还未能观察到。
乙同学截取根尖2～3 mm解离后立即染色,结果实验效果很差。
丙同学将已染色的实验材料立即放在载玻片上观察,也看不清细胞。
丁同学上课认真听讲并勤于思考,经过努力做出了符合要求的装片。
(1)请分析指出甲、乙、丙三位同学操作过程中存在的问题及改正措施。
?________________________________________________。?
(2)猜测丁同学在视野中看到最多的细胞是处于哪个阶段的,并说出理由。
?_________________________________________________。?
【解析】(1)甲同学截取的根尖太长,以至于不容易找到根尖分生区细胞,应重新截取根尖,长度为2～3 mm;或者移动标本。乙同学从解离液中取出材料后没有经过漂洗就立即染色,这样会影响染色,导致实验效果较差。应该重新做实验。丙同学将已染色的材料立即放在载玻片上观察,没有滴加清水,也没有压片,这会导致细胞彼此重叠,不易观察。应压片并加清水。
(2)细胞周期中分裂间期时间长,因此大部分细胞都处于细胞周期的分裂间期。
答案:(1)甲:截取根尖太长,一般为2～3 mm;重新取材或移动标本。乙:没有漂洗;重新做实验。丙:没有滴加清水并压片;压片并加清水
(2)分裂间期;分裂间期占细胞周期90%～95%的时间,大部分细胞处于分裂间期
课时素养评价 二十一
细胞增殖和有丝分裂
(20分钟·70分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分)
1.下列关于细胞周期的说法,不正确的是 ( )
A.细胞周期长短与外界条件无关
B.细胞周期的大部分时间处于分裂间期
C.细胞的种类不同,一个细胞周期的时间也可能不相同
D.一个细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成开始到下次分裂完成为止
【解析】选A。细胞周期长短受外界条件的影响,A错误。细胞周期的大部分时间进行物质的准备,即分裂间期时间占整个细胞周期的大部分,B正确。不同细胞的细胞周期时间往往不同,C正确。连续分裂的细胞从一次分裂完成开始到下次分裂完成为止为一个细胞周期,D正确。
2.如图a～d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列有关叙述不正确的是
( )
A.植物细胞在b段形成赤道板,向四周扩展,将细胞一分为二
B.c段结束核DNA含量增加一倍
C.c和d为一个细胞周期
D.核遗传物质的平分一般发生在b、d段
【解析】选A。图示中a+b或c+d可表示一个细胞周期,其中a、c可表示分裂间期,b、d表示分裂期;赤道板是细胞中类似地球赤道的一个平面,并不是细胞的真实结构;细胞分裂间期,DNA复制,含量加倍;有丝分裂过程中,核遗传物质的平分发生在分裂期,即b、d段。
3.下列关于豌豆细胞有丝分裂过程的叙述,正确的是 ( )
A.分裂后期,着丝粒分裂,染色体和DNA数目加倍
B.分裂前期,两组中心粒之间发出星射线形成纺锤体
C.分裂间期,进行DNA的复制和有关蛋白质的合成
D.分裂末期,染色体形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察
【解析】选C。着丝粒分裂,染色体数目加倍,DNA数目不变,A错误。分裂前期,由两极发出纺锤丝形成纺锤体,B错误。分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,C正确。分裂中期,染色体形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察,D错误。
4.某同学在光学显微镜下观察洋葱根尖细胞有丝分裂并绘制出如图所示结构。据此推测高尔基体的活动明显增强的是 ( )
【解析】选D。A、B、C、D四个图依次表示有丝分裂的前期、中期、后期、末期。在末期高尔基体的活动明显增强,以形成新的细胞壁。
5.处于分裂间期的洋葱根尖分生区细胞,发生在细胞核中的生理过程最准确的描述是 ( )
A.DNA的复制
B.蛋白质和RNA的合成
C.DNA的复制和RNA的合成
D.DNA的复制和有关蛋白质的合成
【解析】选C。分裂间期洋葱根尖分生区细胞主要发生染色体复制,包括DNA复制,RNA的合成以及蛋白质的合成,其中发生在细胞核中的有DNA的复制和RNA的合成,蛋白质的合成发生在细胞质中,C正确。
6.正常情况下,有丝分裂产生的子细胞与母细胞相比,保持不变的是 ( )
A.蛋白质的含量 B.染色体的数量
C.细胞器的数量 D.RNA的含量
【解析】选B。分裂间期染色体进行复制,后期着丝粒分裂,染色体加倍,在纺锤丝牵引下均分到细胞两极,产生的两个子细胞中含有与母细胞相同的染色体数目。
7.如图为细胞周期中某时期细胞核的变化示意图。此过程 ( )
A.发生在分裂间期,染色体正在复制
B.发生在细胞分裂的末期,核膜、核仁重新出现
C.发生在细胞分裂的中期,染色体螺旋变粗
D.发生在细胞分裂的前期,核膜逐渐消失
【解析】选D。根据题图可知,图示不是发生在分裂间期,因为染色体已完成复制,形成了染色单体,A错误;不是发生在细胞分裂的末期,因为着丝粒还没有分裂,B错误;不是发生在细胞分裂的中期,因为仍有核膜结构,C错误;发生在细胞分裂的前期,染色质螺旋变粗,核膜逐渐消失,D正确。
8.如图为某同学绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图,其中不正确的是 ( )
【解析】选C。图示中A、B、D三图都能表示各时期细胞内染色体的变化特点,C图中染色体的形状错误,着丝粒分裂后,形成的子染色体在纺锤丝的牵引下,向两极移动,着丝粒部位首先移动,染色体臂移动稍慢,即着丝粒在前,染色体臂在后。
9.在细胞增殖过程中,染色体和核DNA都有复制和加倍的过程,下列相关叙述错误的是 ( )
A.染色体复制后其数量是之前的两倍
B.细胞中b、d过程发生在细胞分裂间期
C.细胞中a过程发生在细胞分裂间期,c过程发生在细胞分裂后期
D.染色体复制的实质是核DNA数量加倍
【解析】选A。染色体复制后其数量不变;细胞分裂间期,核DNA分子进行复制,且复制后核DNA分子数目加倍;a表示染色体的复制,发生在分裂间期,c表示染色体数目加倍,其原因是着丝粒分裂,发生在有丝分裂后期;染色体主要由核DNA和蛋白质组成,染色体复制的实质是遗传物质核DNA数量加倍。
10.在植物细胞有丝分裂的一个细胞周期中,以下变化可能发生于同一时期的是
( )
①DNA分子的复制 ②染色体数目加倍
③着丝粒的分裂 ④细胞板的出现
⑤核膜的消失 ⑥纺锤体的形成
A.①和② B.②和③
C.④和⑤ D.④和⑥
【解析】选B。①DNA分子的复制发生于分裂间期;②染色体数目加倍与③着丝粒的分裂均发生于后期;④细胞板出现在末期;⑤核膜的消失与⑥纺锤体的形成均发生于前期。
二、非选择题(共2小题,共30分)
11.(16分)图1表示某高等植物细胞增殖(进行有丝分裂)过程中染色体数与核DNA数之比的变化曲线;图2表示该植物细胞有丝分裂过程中的细胞分裂图像。回答下列问题:
(1)图1中,BC段细胞内发生的主要变化是________;DE段形成的原因是____________________________。?
(2)图2中,甲、乙细胞分别会出现在图1曲线中的__________(用字母表示)时期。?
(3)图2中,甲细胞有__________条染色体,染色体数∶染色单体数∶DNA分子数=________;乙细胞的下一个时期会出现__________重现。?
【解析】图1中,BC段形成的原因是DNA分子的复制;CD段表示有丝分裂前期和中期;DE段形成的原因是着丝粒的分裂;EF段表示有丝分裂后期和末期;分析图2:甲细胞处于有丝分裂中期,细胞内有6条染色体;乙细胞处于有丝分裂后期,细胞内有12条染色体。
(1)由以上分析可知,图1中,BC段表示分裂间期,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;DE段形成的原因是着丝粒分裂,染色单体分开,染色体数目(暂时)加倍。
(2)图2中甲、乙细胞分别处于有丝分裂的中期和后期,对应图1中的 CD(段)、EF(段)。
(3)图2中甲细胞有6条染色体,此时每条染色体均含姐妹染色单体,故染色体数∶染色单体数∶DNA分子数=1∶2∶2;乙细胞的下一个时期是有丝分裂末期,会出现核膜、核仁重现。
答案:(1)DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
(2)CD(段)、EF(段)
(3)6 1∶2∶2 核膜、核仁
【方法规律】判断曲线表示的是DNA还是染色体的方法
(1)依据:曲线中的“斜线”有无。
(2)判断:
①曲线中有“斜线”——DNA。
②曲线中无“斜线”——染色体。
12.(14分)A、B两图是不同生物细胞有丝分裂图,据图回答下列问题:
(1)A图细胞染色体数目是________条,DNA分子有________个,该细胞有丝分裂的结果是形成________个子细胞,每个子细胞中染色体数有________条。?
(2)B图细胞中有染色单体________条。该图与它的前一时期相比,相同的是________,不同的是________。?
(3)B图的下一时期是________,此时期除染色体形态发生变化外,细胞结构将发生哪些变化?_______________________________________________________
_________________________________。?
【解析】(1)A图中正由染色质形成染色体且散乱分布在细胞中,由细胞两极发出纺锤丝正在形成纺锤体,因此该细胞是植物细胞有丝分裂前期图,染色体条数以着丝粒为准,图中有6条染色体,由于在分裂间期已完成了DNA复制,DNA数目已加倍,该细胞中DNA分子有12个,该细胞发生一次有丝分裂将形成两个子细胞,每个子细胞中的染色体数目与母细胞相同,都是6条。(2)B图中染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,形成的子染色体正在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动,该细胞是有丝分裂后期图,此时细胞染色体已加倍,染色单体消失,DNA分子数目与上一时期相比不变。(3)B图的下一时期是有丝分裂末期,此时期细胞中除了染色体变成染色质外,在细胞结构上还有以下变化:一是纺锤体消失;二是核膜、核仁重新出现。
答案:(1)6 12 两 6 (2)0 DNA分子数 染色体数 (3)末期 ①纺锤体消失;②核膜、核仁重新形成
(10分钟·30分)
1.(6分)图甲为某植物根尖细胞处于有丝分裂某一阶段的模式图,图乙是不同浓度氯化镉对该植物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,下列有关分析不正确的是 ( )
A.该植物根尖处于分裂间期细胞核内合成的生物大分子有DNA和蛋白质
B.图甲所示细胞中出现核膜、核仁和细胞板,判断处于有丝分裂的末期
C.对照组有丝分裂指数较低,说明一个细胞周期中大部分细胞处于分裂间期
D.图乙显示,氯化镉可能对该植物根尖细胞有丝分裂的抑制程度随浓度升高而增大
【解析】选A。蛋白质在细胞质中的核糖体上合成,A项错误;图甲细胞中已完成细胞核的分裂,细胞中央出现细胞板,将伸展形成新的细胞壁,将细胞质分隔开,处于有丝分裂的末期,B项正确;细胞周期中分裂期持续时间较短,所以氯化镉浓度为0时,分裂指数也较低,C项正确;据图乙可知,有丝分裂指数随氯化镉浓度升高而降低,说明氯化镉对该植物根尖细胞有丝分裂的抑制程度随浓度升高而增大,D项正确。
2.(6分)科学家将处于分裂间期的细胞与分裂期的细胞进行融合,结果发现:在融合完成的初期,细胞内出现染色体和细胞核并存的现象,随后核膜开始解体,染色质缩短变粗,成为染色体。对该实验的分析,错误的是 ( )
A.融合过程依赖于细胞膜的流动性
B.该结果表明分裂期细胞中有能使核变化的物质
C.融合细胞内染色体与DNA数量比为1∶2
D.染色质凝缩成染色体,其化学成分并未发生改变
【解析】选C。细胞融合包括细胞膜融合,以细胞膜的流动性为基础,A正确。根据题干信息“在融合完成的初期,细胞内出现染色体和细胞核并存的现象,随后核膜开始解体,染色质缩短变粗,成为染色体”可知,分裂期细胞中有能使核变化的物质,B正确。不确定分裂期的细胞的具体时期,因此融合细胞内染色体与DNA数量比无法确定,C错误。染色体与染色质是同一种物质,因此染色质凝缩成染色体,其化学成分并未发生改变,D正确。
3.(18分)图甲是一个细胞分裂周期示意图,其中a、b、c、d、e代表不同时期;图乙～丁为某高等植物细胞有丝分裂中细胞质的分裂过程模式图,请回答:
(1)在细胞周期的e期中因复制而加倍的物质是____________,b表示有丝分裂的____________期,c期染色体、细胞核DNA与染色单体三者的数目比为____________。?
(2)在纺锤丝的牵引下,[____]____________抵达细胞两极,逐渐解开螺旋;[2]____________重新出现,来自____________的小泡向细胞中央集中,在赤道板位置彼此融合,小泡中的多糖物质用来制造新的细胞壁,小泡的膜则在其两侧形成新的[3]____________。两个子细胞之间留有细胞质相通的管道,这就是[4]____________,用以实现高等植物细胞之间的信息交流。?
【解析】(1)e表示分裂间期,在细胞周期的e期中因复制而加倍的物质是DNA,b表示有丝分裂的中期,c是后期,该时期染色体、核DNA与染色单体三者的数目比为1∶1∶0。
(2)在纺锤丝的牵引下,[1]染色体抵达细胞两极,逐渐解开螺旋;[2]核膜重新出现,高尔基体与细胞壁的形成有关,故来自高尔基体的小泡向细胞中央集中,在赤道板位置彼此融合,小泡中的多糖物质用来制造新的细胞壁,小泡的膜则在其两侧形成新的[3]细胞膜。两个子细胞之间留有细胞质相通的管道,这就是[4]胞间连丝,用以实现高等植物细胞之间的信息交流。
答案:(1)DNA 中 1∶1∶0 (2)1 染色体 核膜 高尔基体 细胞膜 胞间连丝
课时素养评价 二十二
动植物细胞有丝分裂的区别和观察根尖
分生区组织细胞的有丝分裂
(20分钟·70分)
一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分)
1.菠菜根的分生区细胞在分裂过程中不会出现的是 ( )
A.细胞分裂间期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
B.细胞分裂中期,染色体形态较稳定、数目较清晰
C.细胞分裂前期,核膜和核仁逐渐消失
D.细胞分裂末期,高尔基体参与细胞壁的形成
【解析】选A。着丝粒分裂,姐妹染色单体分离发生在后期,A错误;有丝分裂中期,染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体的最佳时期,B正确;有丝分裂前期,核膜和核仁逐渐解体消失,出现染色体和纺锤体,C正确;植物细胞有丝分裂末期,细胞中央出现细胞板,细胞板向四周延伸形成细胞壁,而细胞壁的形成与高尔基体有关,D正确。
2.(2019·江苏高考)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
【解析】选C。从生长旺盛的部位取材,包括芽尖、形成层、根尖等部分,均可以观察到有丝分裂,A项错误;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项错误;在观察有丝分裂的实验中,滴加清水能使实验材料充盈在水环境中,处于比较舒展的状态,以及弄碎根尖、压片都可使细胞分离开,因此三者都有利于细胞的分散,C项正确;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有丝分裂间期的细胞,D项错误。
3.要统计某种生物细胞中染色体的数目,所选择的细胞应处于有丝分裂的
( )
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
【解析】选B。在显微镜下观察统计染色体数目,需要选择有丝分裂中期,因为在此时期染色体形态稳定,数目清晰。
4.动物细胞有丝分裂过程中,下列事件与染色体均分无关的是 ( )
A.细胞膜向内凹陷缢裂成子细胞
B.染色质高度螺旋为染色体
C.核膜的周期性消失与重建
D.中心粒发出星射线形成纺锤体
【解析】选A。细胞膜向内凹陷缢裂成子细胞,与染色体均分无关,A错误;染色质高度螺旋为染色体,便于后期着丝粒分裂,染色体均分两极,B正确;前期核膜的消失与染色质形成染色体有关,末期核膜的重现与染色体解螺旋成染色质有关,C正确;中心粒发出星射线形成纺锤体,牵引染色体,使染色体均分两极,D正确。
5.取生长健壮的小麦根尖,经过解离、漂洗、染色、制片过程,制成临时装片,放在显微镜下观察。欲观察到细胞有丝分裂的前、中、后、末几个时期( )
A.应该选一个处于分裂间期的细胞,持续观察它从分裂间期到末期的全过程
B.如果在低倍镜下看不到细胞,可改用高倍镜继续观察
C.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.如果视野过暗,可以转动细准焦螺旋增加视野的亮度
【解析】选C。在观察根尖分生区组织细胞有丝分裂实验中,经过解离后根尖细胞已死亡,分生区的不同细胞都处在各自不同的时期,因此不能观察到一个细胞不同时期的连续变化;显微镜的使用必须是先使用低倍镜,找到物像后,再换用高倍物镜;若在一个视野中找不全各个分裂时期的细胞,可移动装片变换视野在周围细胞中寻找;调节显微镜视野亮度,可换用较大光圈或利用反光镜的凹面镜。
6.处于有丝分裂过程中的动物细胞,细胞内的染色体数(a)、染色单体数(b)、核DNA分子数(c)可表示为如图所示的关系,此时细胞内可能发生着 ( )
A.中心体移向两极
B.着丝粒分裂
C.细胞膜向内凹陷
D.DNA分子进行复制
【解析】选A。在动物细胞有丝分裂前期时,中心体会发出星射线形成纺锤体,此时细胞中染色体∶染色单体∶核DNA分子数之比为1∶2∶2,与图示相符,A正确;染色体着丝粒分裂发生在有丝分裂后期,并且着丝粒分裂后,染色单体消失为0,核DNA和染色体数目之比为1∶1,与图示不符,B错误;动物细胞分裂过程中细胞膜向内凹陷为末期的特征,末期时没有染色单体,C错误;DNA复制发生在分裂间期,在复制过程中,DNA数目由2n逐渐加倍到4n,不能保证核DNA分子的数量是染色体数量的2倍,D错误。
【补偿训练】
用药物处理哺乳动物细胞并培养,所测得细胞有丝分裂中DNA含量与细胞数的变化如图,判断该药物可能的作用是 ( )
A.通过抑制DNA的复制,抑制细胞分裂
B.通过促进DNA的复制,促进细胞分裂
C.通过抑制纺锤体的形成,抑制细胞分裂
D.通过促进着丝粒分裂,促进细胞分裂
【解析】选C。从图中可看出,正常培养的细胞能正常分裂,产生DNA含量正常(DNA=2N)的细胞数量多;而药物处理的细胞产生DNA含量正常(DNA=2N)的细胞数量少,产生DNA含量加倍(DNA=4N)的细胞数量多,说明药物抑制了细胞的分裂而没有影响DNA的复制,所以药物的作用是通过抑制纺锤体的形成,从而抑制细胞分裂。
7.如图表示细胞增殖(以有丝分裂为例)过程中每条染色体中DNA含量变化曲线,下列有关叙述正确的是 ( )
A.该细胞在BC时期始终有染色单体存在
B.若是植物细胞,在BC时期会出现赤道板,由C到D会出现细胞板
C.DE时期不能表示细胞有丝分裂的后期
D.用电镜观察马蛔虫受精卵细胞,会发现中心粒倍增和移向细胞两极发生在AB段
【解析】选A。图中BC时期表示每条染色体中都含有两个DNA分子,所以包括了前期、中期,但不包括后期;若图中曲线表示植物细胞,细胞板则出现在DE段,赤道板是一个平面,并不是细胞的真实结构;DE段表示每条染色体中含有一个DNA分子,可以表示有丝分裂后期;图中AB段表示分裂间期,动物细胞中心粒的倍增发生在分裂间期,倍增的中心粒移向细胞两极发生在前期。
8.如图是某实验小组观察1 000个处于有丝分裂的分裂期的洋葱根尖细胞而绘制的统计图。据图对洋葱根尖细胞有丝分裂可作出的正确判断是 ( )
A.洋葱根尖细胞大多数处在细胞周期的分裂期
B.洋葱根尖细胞有丝分裂各时期相对持续时间的长短是前期>末期>中期>后期
C.在图中细胞数目最多的时期是观察染色体最清晰的时期
D.细胞有丝分裂过程中染色单体数量和DNA含量最多的时期是后期
【解析】选B。洋葱根尖细胞大多数处在细胞周期的分裂间期,A错误。有丝分裂各时期时间越长,处于该时期的细胞数目越多,故洋葱根尖细胞有丝分裂各时期相对持续时间的长短是前期>末期>中期>后期,B正确。观察染色体最清晰的时期是中期,中期细胞不是最多,C错误。细胞有丝分裂后期着丝粒分裂,染色单体消失,D错误。
【补偿训练】
下面是动物细胞增殖(以有丝分裂为例)不同时期染色体(a)数目、核DNA分子(b)数目的柱形统计图。下列对该图的分析正确的是 ( )
A.①时期染色体还未复制,核DNA已完成了复制
B.③时期核膜、核仁重建,细胞中部出现细胞板
C.①→②表示着丝粒分裂,染色体数目加倍,核DNA分子数目也随之加倍
D.②→③表示染色体平均分配到两个子细胞中,核DNA分子也随之平均分配
【解析】选D。图①表示有丝分裂间期DNA完成复制后、前期和中期,染色体已完成了复制,只是着丝粒未分裂。③表示有丝分裂末期,核膜、核仁重建,动物细胞分裂过程中无细胞板出现。①→②表示由中期进入后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,但核DNA分子数目不再增加。②→③表示由后期进入末期,染色体与核DNA分子平均分配到两个子细胞中。
【互动探究】本题图中②与①相比,二者出现差异的原因是什么?图①对应细胞分裂的哪几个时期?
提示:二者出现差异的原因是染色体的着丝粒分裂。图①对应有丝分裂的间期DNA复制后、前期和中期。
二、非选择题(共2小题,共38分)
9.(18分)某植物体细胞中有4条染色体,某生物兴趣小组将该植物根尖分生组织制成临时装片,观察并画出了四种细胞有丝分裂简图(图甲)。图乙表示该植物细胞在细胞增殖(以有丝分裂为例)过程中每条染色体上的DNA含量变化。
回答问题:
(1)选取根尖分生组织作实验材料的理由是____________________。在实验过程中需要用盐酸和酒精的混合液处理根尖分生组织,目的是________________
________________。?
(2)观察时发现绝大多数细胞处于图乙中的AC段,AC段在分子水平上发生的变化是________________________。图乙中DE段发生变化的原因是___________
_________________。?
(3)研究染色体形态和数目的最佳时期是图甲中的____________(填字母),理由是____________________________________。?
【解析】(1)根尖细胞分裂比较旺盛,适宜用来观察有丝分裂。实验中,用解离液处理是为了使组织细胞分散开。
(2)一个细胞周期包括分裂间期和分裂期,其中分裂间期占的时间比较长,故观察到大多数细胞处于分裂间期即AC段,分裂间期细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。图乙中DE段,主要进行着丝粒的分裂,每条染色体上的DNA减半,整个细胞内的染色体加倍。
(3)中期染色体的形态和数目比较清晰,便于观察。对应图甲中的C图。
答案:(1)根尖分生组织细胞分裂旺盛 使组织中的细胞相互分离 (2)完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 着丝粒分裂 (3)C 此时期染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察
10.(20分)如图A表示某生物细胞增殖(以有丝分裂为例)过程中核DNA含量的变化过程,图B为有丝分裂某时期图像,仔细分析图中曲线变化和图像特点,回答问题。
(1)图B中有__________条染色体,__________个DNA分子,__________条染色单体。该生物体细胞中含有__________条染色体。?
(2)图B表示的分裂时期相当于图A中______________段,图中m所在位置哪种细胞器较多?__________。①和②两条染色体是经过__________和__________所形成的。?
(3)上述细胞分裂全过程中,参加分裂的细胞器除(2)题中提到的外还有______________。?
【解析】(1)图B中由于着丝粒已经分裂,所以不存在染色单体,每条染色体上有一个DNA分子,故共有8条染色体和8个DNA分子,该细胞分裂后的子细胞是体细胞,有4条染色体。
(2)图B是动物细胞有丝分裂后期的图像,相当于图A中的c～d段,由于细胞分裂需要消耗能量,所以图B中m处线粒体较多,①②两条染色体是由同一条染色体复制成两条染色单体后,在后期因着丝粒分裂而形成的两条完全相同的染色体。
(3)该细胞为动物细胞,核糖体参与分裂间期蛋白质的合成,中心体参与纺锤体的形成。
答案:(1)8 8 0 4 (2)c～d 线粒体 复制 着丝粒分裂 (3)核糖体、中心体
(10分钟·30分)
1.(6分)如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法不正确的是( )
A.若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则c→d过程细胞中DNA含量不变
B.若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量,则e点时一条染色体中DNA的含量与a点相同
C.若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则a→c过程染色体数目变化
D.若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量,则a→c过程染色体数目不变
【解析】选D。若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则ab表示DNA复制,cd表示着丝粒分裂,染色体数目加倍,但细胞中DNA含量不变;若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量,则ab表示DNA复制,cd表示细胞分裂成两个子细胞的过程,着丝粒分裂发生在bc段,因此D项中a→c过程中包含有丝分裂后期染色体数目加倍的时期。
2.(6分)用不同浓度的药物X处理大蒜根尖分生区细胞3 d、5 d后,分别制片观察有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)=分裂期细胞数/观察细胞数×100%]如图所示,以下相关叙述错误的是 ( )
A.药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%,表明多数细胞处于分裂间期
B.制作装片过程中使用解离液的目的是固定细胞的形态
C.高浓度的药物X严重抑制了根尖分生区细胞有丝分裂指数
D.随着处理时间的延长,根尖细胞有丝分裂指数呈下降趋势
【解析】选B。有丝分裂指数为10%的含义是处于分裂期的细胞占10%,说明90%左右的细胞处于分裂间期,A项正确;解离液的作用是使细胞相互分离开,B项错误;据图分析可知,高浓度药物X抑制了细胞有丝分裂,使根尖分生区细胞有丝分裂指数减少,C项正确;据图分析可知,随着处理时间的延长,根尖细胞有丝分裂指数呈下降趋势,D项正确。
【实验·探究】
3.(18分)为了寻找更为理想的“观察植物细胞有丝分裂”的实验材料以及探究不同材料适宜的取材时间,科研人员进行了如下实验:
步骤1 剔除大蒜蒜瓣和红葱的老根,置于装有适量清水的烧杯中,在20～25 ℃下培养,每2 d更换一次清水。步骤2 待大蒜和红葱的须根长出后,每24 h测量须根长度,记录并处理数据,结果如图1。
步骤3 若干天后,从8:00～16:00,每2 h取生长健壮的须根根尖制成临时装片,观察时随机选取30个视野,统计各视野中分裂期细胞数以及细胞总数,并计算细胞分裂指数(分裂期细胞数/细胞总数),结果如图2。分析回答:
(1)绘制图1所依据的数据,应该是同一时间测得的须根长度的____________。?
(2)步骤3中,制作根尖临时装片的解离液是____________。?
(3)若以洋葱为材料进行本实验,解离的目的是__________。视野中观察到的大部分细胞处于____________期,如果要观察染色体数目,则最好选择____________期的细胞。?
(4)根据本实验结果,最适宜的材料及取材时间是____________、____________。?
【解析】(1)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。
(2)解离液是盐酸和酒精混合液。
(3)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,植物细胞之间的胞间层主要成分是果胶,解离的目的是使细胞彼此分离,容易观察。视野中观察到的大部分细胞处于分裂间期,如果要观察染色体数目,则最好选择分裂中期的细胞。
(4)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。
答案:(1)平均值
(2)盐酸和酒精混合液
(3)使细胞彼此分离,容易观察 分裂间 分裂中
(4)红葱 上午10:00左右
