資源簡介

高考生物一輪專題知識梳理
第10講　細胞的增殖
課標解讀 核心素養
1.描述細胞周期的概念和特征 2.描述細胞有絲分裂過程 3.活動:制作和觀察根尖細胞有絲分裂簡易裝片和永久裝片 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
科學思維 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,以及利用數學知識解答問題的能力
科學探究 通過觀察細胞有絲分裂,培養觀察現象并分析實驗結論的能力
考點一　細胞周期
1.細胞增殖。
(1)概念:細胞通過細胞分裂增加細胞數量的過程。
(2)過程:包括物質準備和細胞分裂兩個相連續的過程。
(3)意義:是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎。
2.細胞周期。
提醒　①只有連續分裂的細胞才有細胞周期,只分裂一次便不再分裂的細胞沒有細胞周期。
②進行減數分裂的細胞不具有細胞周期。
③一些外界因素,如溫度、pH等會影響細胞周期的長短,因此,同一細胞的細胞周期是可變的。
3.細胞不能無限長大。
細胞的大小影響物質運輸效率,即細胞越大,細胞的表面積與體積的比值越小,物質運輸的效率越低,不利于細胞與外界進行物質交換。
正誤判斷
(1)細胞越小,相對表面積也越小,這樣有利于提高物質運輸效率。 (×)
(2)同一生物體器官的大小主要取決于細胞數量的多少。 (√)
(3)同一生物的不同組織細胞都具有細胞周期。 (×)
(4)任何具有分裂能力的細胞都具有細胞周期。 (×)
(5)洋蔥的表皮細胞比分生區細胞的增殖周期長。 (×)
(6)多細胞生物體的生長依賴于細胞的生長和細胞的增殖。 (√)
長句突破
1.細胞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,為分裂期做準備;細胞有適度的生長,細胞體積增大。
2.細胞分裂期蛋白質合成的很少,原因是分裂期染色體中的DNA高度螺旋化,難以解旋,無法正常轉錄。
1.細胞周期的4種常用表示方法。
2.常和細胞周期聯系的5個“熱點”。
角度一 圍繞對細胞增殖與細胞周期概念的理解,考查生命觀念
1.(2023·武侯區模擬)下列關于細胞增殖和細胞周期的敘述,正確的是 (　　)
A.除成熟紅細胞外,人體細胞都能進行細胞增殖,都具有細胞周期
B.動物細胞分裂間期有蛋白質的合成和細胞器的產生
C.細胞分裂期是決定細胞增殖快慢的最關鍵時期
D.有絲分裂是所有細胞生物進行細胞分裂的主要方式
解析　人體細胞不是都能進行細胞增殖,如神經細胞不能進行增殖,只有能進行連續分裂的細胞才具有細胞周期,A項錯誤;動物細胞分裂間期有相關蛋白質的合成和細胞器(如中心體)的產生,B項正確;細胞分裂間期是決定細胞增殖快慢的最關鍵時期,C項錯誤;有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式,D項錯誤。
答案　B
2.高等生物體內的細胞可分為3類:①一直處于細胞周期中的細胞,這類細胞可持續分裂;②G0期細胞,這類細胞會暫時脫離細胞周期,一旦得到信號指示,會快速返回細胞周期;③終末分化細胞,這類細胞執行特定功能,終生不再分裂。下列相關敘述錯誤的是 (　　)
A.上皮組織的基底層細胞可以彌補表層細胞死亡脫落所造成的細胞數量損失,屬于①類細胞
B.成纖維細胞平時不分裂,一旦所在組織部位受到傷害,可產生大量的成纖維細胞,屬于②類細胞
C.成熟的白細胞、漿細胞均屬于③類細胞,該類型細胞的核DNA數目一般不再發生變化
D.哺乳動物的精原細胞在完成有絲分裂和減數分裂后產生的子細胞都屬于①類細胞
解析　表層細胞會持續死亡脫落,因此上皮組織的基底層細胞通過持續不斷地分裂,增加細胞數量,是處于細胞周期中的細胞,A項正確;成纖維細胞平時并不分裂,一旦所在組織部位受到傷害,可產生大量的成纖維細胞,說明成纖維細胞暫時脫離了細胞周期,屬于G0期細胞,B項正確;人成熟的白細胞、漿細胞屬于終末分化的細胞,由于不進行分裂,因此這類細胞的核DNA數目一般不會再發生變化,C項正確;哺乳動物的精原細胞進行減數分裂后將產生精細胞,精細胞不再具有持續分裂能力,不屬于①類細胞,D項錯誤。
答案　D
角度二 借助細胞周期調控,考查科學思維能力和解決問題的能力
3.(不定項)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)。下圖標注了某動物(2n=12)甲種細胞細胞周期各階段的時長及核DNA含量,若向該種細胞的培養液中加入過量胸苷,處于S期的細胞立刻被抑制,處于其他時期的細胞不受影響。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.處于M期的染色體數目變化是12→24→12
B.加入過量胸苷11.9 h后,甲種細胞都將停留在S期
C.G1期發生的變化主要是DNA的復制和有關蛋白質的合成
D.若乙種細胞周期為24 h,M期為1.9 h,選擇甲種細胞觀察有絲分裂染色體變化更合適
解析　M期的前期和中期染色體數目為12,后期染色體數目加倍為24條,而分裂結束又恢復12條,A項正確;加入過量的胸苷后,核DNA的復制被抑制,而復制剛結束的(G2期細胞)經過2.2+1.8+3.4=7.4(h)進入S期,分裂過程被抑制,所以加入過量胸苷7.4 h后,甲種細胞都將停留在S期,B項錯誤;從圖中看出DNA的復制發生在S期,C項錯誤;觀察有絲分裂染色體變化應該選擇分裂期比例較大的細胞,而甲細胞分裂期的比例為1.8/(3.4+7.9+2.2+1.8),而乙細胞分裂期的比例為1.9/24,甲細胞分裂期比例較大,所以選擇甲種細胞觀察有絲分裂染色體變化更合適,D項正確。
答案　BC
4.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”)被阻斷在分裂間期。
(3)血清饑餓法:培養液中缺少血清可以使細胞周期停滯在分裂間期,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;DNA合成被阻斷后,分裂期不受影響,分裂間期受影響。(2)秋水仙素通過抑制紡錘體的形成來使細胞中染色體數目加倍,而紡錘體形成于有絲分裂前期,因此不會被阻斷在分裂間期。(3)分裂間期細胞的特點是進行DNA的復制和有關蛋白質的合成、細胞體積略有增大。
答案　(1)分裂　分裂間　(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,細胞有適度的生長
利用DNA合成抑制劑實現細胞周期的同步化
(1)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)。假設一個細胞周期時長=G1+S+G2+M=10+7+3.5+1.5=22(h)。
(2)向細胞的培養液中加入過量的DNA合成抑制劑,處于S期的細胞立刻被抑制。
(3)再培養G2+M+G1=3.5+1.5+10=15(h),則處于G2、M、G1期的細胞都將被抑制在G1/S期交界處。
(4)除去抑制劑,更換新鮮培養液,細胞將繼續沿細胞周期運行,運行時間既要保證處于G1~S期交界處的細胞經過S期(7 h)進入G2期,又要保證處于S期的細胞不能再次進入S期,即運行時間應控制在7~15 h。
(5)再加入DNA合成抑制劑,則可實現全部細胞都被阻斷在G1~S期交界處,實現細胞周期同步化。
考點二　有絲分裂過程及相關變化
1.有絲分裂——以高等植物細胞為例。
2.動植物細胞有絲分裂的主要區別。
提醒　有絲分裂過程中中心體經復制后,均等分配到兩個子細胞中,而線粒體、葉綠體等細胞器隨機、不均等分配到兩個子細胞中。
3.有絲分裂的特征和意義。
4.無絲分裂的過程及特點。
提醒　無絲分裂也為真核生物體細胞的分裂方式,不同于細菌的二分裂,不利于遺傳物質的均等分配。
正誤判斷
(1)在細胞周期中,染色單體數量隨著染色體數量的加倍而加倍。 (×)
(2)間期細胞核中的主要變化是DNA分子的復制和有關蛋白質的合成。 (×)
(3)著絲粒分裂一定導致DNA數目加倍。 (×)
(4)動物細胞分裂時,紡錘體、染色單體均形成于分裂前期,消失于分裂后期。 (×)
(5)有絲分裂后期和末期,核DNA分子數與染色體數相同。 (√)
(6)在一個細胞周期中,DNA的復制和中心粒的倍增可發生在同一時期。 (√)
(7)有絲分裂中染色體數目加倍和核DNA數目加倍發生在同一時期。 (×)
教材微點
(必修1 P113“正文信息”)有絲分裂的絲:對于高等植物,絲指紡錘絲;對于動物和低等植物,絲指星射線。它的作用是牽引染色體的運動(中期牽引染色體著絲粒排列在赤道板上,后期牽引因著絲粒分裂形成的子染色體移向細胞兩極)。
長句突破
(科學探究)為研究中心體在動物細胞分裂過程中是否起關鍵作用,以海拉細胞為實驗材料,并以染色體倍性細胞占細胞總數的百分比(可指示細胞分裂是否變化)為觀測指標。
實驗材料:海拉細胞懸液,細胞培養瓶等(要求與說明:①中心體可用激光處理破壞;②染色體倍性細胞占細胞總數的百分比可用流式細胞術測量;③實驗思路涉及的具體操作過程不做要求)。
寫出實驗思路:①將海拉細胞懸液均分為A、B兩組,置于細胞培養瓶中在適宜且相同的條件下培養;②用流式細胞術測量染色體倍性細胞占細胞總數的百分比,并記錄;③用激光破壞A組中部分細胞的中心體;B組不做相應處理,作為對照;④將A、B組置于相同且適宜的環境中培養相同時間后,重復步驟②;⑤對所得數據進行處理與分析。
1.有絲分裂過程中核DNA、染色體、染色單體含量變化曲線分析。
(1)曲線模型一。
曲線解讀
項目 上升段的變化原因 下降段的變化原因
核DNA 間期(S期)DNA復制,DNA數目加倍 末期細胞一分為二,DNA數目減半
染色體 后期著絲粒分裂,染色體數目加倍 末期細胞一分為二,染色體數目減半
染色單體 間期(S期)DNA復制,染色單體形成 后期著絲粒分裂,姐妹染色單體分離,染色單體消失
(2)曲線模型二。
　
圖1 圖2
2.根據柱狀圖判斷細胞分裂時期的規律(以二倍體生物為例)。
角度一 圍繞有絲分裂的過程及特點,考查分析判斷能力
1.(2021·浙江1月選考)下列關于植物細胞有絲分裂的敘述,正確的是 (　　)
A.前期,核DNA已完成復制且染色體數目加倍
B.后期,染色體的著絲粒分布在一個平面上
C.末期,含有細胞壁物質的囊泡聚集成細胞板
D.親代細胞的遺傳物質平均分配到兩個子細胞
解析　前期染色體數不加倍,后期加倍,A項錯誤;后期,染色體的著絲粒一分為二,分離的染色體以相同速率被紡錘絲拉向兩極,B項錯誤;植物細胞在有絲分裂末期,含有細胞壁物質的囊泡聚集成細胞板,C項正確;親代細胞的染色體或細胞核內的遺傳物質平均分配到兩個子細胞,D項錯誤。
答案　C
2.(2021·全國乙卷)果蠅體細胞含有8條染色體。下列關于果蠅體細胞有絲分裂的敘述,錯誤的是 (　　)
A.在間期,DNA進行半保留復制,形成16個DNA分子
B.在前期,每條染色體由2條染色單體組成,含2個DNA分子
C.在中期,8條染色體的著絲粒排列在赤道板上,易于觀察染色體
D,在后期,成對的同源染色體分開,細胞中有16條染色體
解析　一個細胞周期包括兩個階段:分裂間期和分裂期,分裂間期為細胞分裂進行物質準備,完成DNA分子的復制,DNA的復制方式為半保留復制,復制完成后DNA分子數目加倍,形成16個DNA分子,A項正確;有絲分裂前期的染色體由于著絲粒未分開,每條染色體由2條姐妹染色單體組成,含2個DNA分子,B項正確;有絲分裂中期,所有著絲粒排列在細胞中央的赤道板上,此時的染色體高度螺旋化,形態比較穩定,數目比較清晰,易于觀察,C項正確;有絲分裂后期,著絲粒一分為二,姐妹染色單體分開,染色體數目加倍,細胞中有16條染色體,有絲分裂過程中沒有同源染色體分開的現象,D項錯誤。
答案　D
關注細胞周期中的“加倍”
角度二 結合有絲分裂的圖像或曲線,考查科學思維能力
3.如圖是某動物細胞分裂模式圖,下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.上述細胞分裂的順序是甲、丁、乙、丙
B.丁細胞中染色體、染色單體與DNA分子數比例為1∶2∶2
C.開始出現染色體的時期是丁,染色體開始轉變成染色質形態的時期是丙
D.若某藥物可抑制紡錘體形成,則它極可能是作用于丙圖
解析　甲細胞處于間期,乙細胞處于后期,丙細胞處于末期,丁細胞處于前期,所以上述細胞分裂的順序是甲、丁、乙、丙,A項正確;丁細胞表示前期,每條染色體上含有2條姐妹染色單體,因此前期染色體、染色單體與DNA分子數比例為1∶2∶2,B項正確;染色體出現于分裂前期,即丁時期,染色體解螺旋形成染色質的時期是末期,即丙時期,C項正確;紡錘體形成于分裂前期,即丁時期,若某藥物可抑制紡錘體形成,則它極可能是作用于丁圖,D項錯誤。
答案　D
4.(不定項)圖甲和圖乙表示有絲分裂不同時期染色體和核DNA的數量關系,下列有關敘述不正確的是 (　　)
甲 乙
A.觀察染色體形態和數目的最佳時期處于圖甲的CD段
B.圖甲中DE段的細胞染色體數目加倍,但核DNA含量不變
C.圖乙中a時期對應圖甲中的AB段,c時期對應圖甲中的EF段
D.有絲分裂過程會出現圖乙中d時期所示的情況
解析　圖甲中的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,A項正確;圖甲中DE段形成的原因是著絲粒分裂,此時細胞中染色體數目加倍,但核DNA含量不變,B項正確;圖乙中a時期表示有絲分裂后期、末期,對應圖甲中的DE或EF段,c時期染色體與核DNA的量比a時期減少一半,對應圖甲中的AB段,C項錯誤;圖乙中d時期表示染色體∶DNA=2∶1,有絲分裂過程中不存在這種情況,D項錯誤。
答案　CD
與有絲分裂有關的細胞器及其生理作用
名稱 生物類型 作用時期 生理作用
核糖體 動物、植物 主要是間期 合成相關蛋白質
線粒體 動物、植物 整個細胞周期 提供能量
高爾基體 植物 末期 與細胞壁(板) 的形成有關
中心體 動物、低 等植物 前期 與紡錘體的 形成有關
考點三　觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂
1.實驗原理。
2.實驗步驟。
教材深挖
(必修1 P116“探究·實踐”)為什么不能對細胞有絲分裂過程進行連續觀察 如何才能找到細胞分裂各個時期的細胞
提示　①解離過程中細胞已經死亡,觀察到的只是一個固定時期。②如果要找到各個分裂時期的細胞,要不斷移動裝片,在不同的視野中尋找。
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
部分 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
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
2.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)=×細胞周期(T)。
角度一 結合實驗原理與過程,考查實驗技能與操作能力
1.(2021·浙江6月選考) “制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片”實驗中,觀察到的一個視野如圖所示。下列屬于箭頭所指細胞分裂期的上一時期的特點是 (　　)
A.出現染色體,核膜開始解體
B.著絲粒分裂,姐妹染色單體分離
C.染色體凝聚,著絲粒排列在赤道板上
D.紡錘體消失,細胞板擴展形成新的細胞壁
解析　圖中箭頭所指細胞處于有絲分裂后期,著絲粒分裂,姐妹染色單體分離,在紡錘絲的牽引下向兩極移動,上一時期為中期,染色體凝聚,著絲粒排列在赤道板上,故選C。
答案　C
2.在“觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂”實驗中,三位實驗人員制作洋蔥根尖裝片的操作步驟如下表所示(“+”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1~3 mm處 - + + +
乙 根尖1~3 mm處 + - + +
丙 根尖5~7 mm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　解離的目的是用藥液使細胞分散開,甲未解離,細胞相互重疊;漂洗的目的是洗去藥液,防止解離過度影響染色,乙未漂洗,影響染色效果,染色體著色很淺不清楚;根尖 5~7 mm處為伸長區細胞,已失去分裂能力,染色體呈染色質狀態,觀察不到染色體。
答案　C
實驗異常現象的原因分析
角度二 借助實驗拓展應用,考查科學探究能力
3.為獲得玉米多倍體植株,采用以下技術路線。據圖回答:
(1)可用　　　　　　對圖中發芽的種子進行誘導處理。
(2)篩選鑒定多倍體時,剪取幼苗根尖固定后,經過解離、漂洗、染色、制片,觀察　　　　區的細胞。若裝片中的細胞均多層重疊,原因是　　　　　　　　　。統計細胞周期各時期的細胞數和細胞染色體數。下表分別為幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的統計結果。
幼苗 計數項目 細胞周期
間期 前期 中期 后期 末期
甲株 細胞數 x1 x2 x3 x4 x5
細胞染色體數 / / y 2y /
乙株 細胞染色體數 / / 2y 4y /
可以利用表中數值　　　　和　　　　　　　　　,比較甲株細胞周期中的間期與分裂期的時間長短。
(3)依表結果,繪出形成乙株的過程中,誘導處理使染色體數加倍的細胞周期及下一個細胞周期的染色體數變化曲線。
解析　(1)據題意“為獲得玉米多倍體植株”可用秋水仙素對萌發的種子進行處理,抑制有絲分裂前期紡錘體的形成,導致細胞內的染色體數目加倍,從而得到多倍體玉米。(2)篩選鑒定多倍體時,需要觀察染色體的數目,取玉米幼苗的根尖固定后,經過解離、漂洗、染色、制片過程,進行觀察。由于只有根尖的分生區進行細胞分裂,因此可觀察分生區細胞的染色體數目。在進行有絲分裂實驗中,解離是使細胞相互分離開,壓片是進一步使細胞相互分散開,如果解離不充分或壓片不充分,均會使細胞多層重疊。在觀察細胞分裂時,材料經過解離已經死亡。觀察到的某一狀態的細胞數量越多,說明該時期持續時間越長。因此可用x1表示甲株細胞周期中的間期時間長短,用x2+x3+x4+x5來表示甲株細胞周期中的分裂期的時間長短。(3)秋水仙素誘導導致幼苗在有絲分裂前期不出現紡錘體,因此后期染色體加倍后細胞不會分裂為兩個子細胞,進而使細胞內的染色體數目是誘導之前染色體數目的兩倍。再進行下一次細胞分裂時,按照加倍后的染色體數目進行正常的有絲分裂。
答案　(1)秋水仙素(或低溫)
(2)分生　解離不充分或壓片不充分　x1　x2+x3+x4+x5
(3)如圖
1.經典重組　判斷正誤
(1)真核細胞染色體和染色質中都存在DNA—蛋白質復合物。(2018·全國卷Ⅰ,2A) (√)
(2)若要觀察處于細胞分裂中期的染色體可用醋酸洋紅液染色。(全國卷Ⅰ,2C) (√)
(3)細胞中染色體的數目始終等于DNA的數目。(海南卷,23A) (×)
(4)細胞周期中染色質DNA比染色體DNA更容易復制。(海南卷,6C) (√)
2.(2022·浙江1月選考)某多細胞動物具有多種細胞周期蛋白(cyclin)和多種細胞周期蛋白依賴性激酶(CDK),兩者可組成多種有活性的CDK cyclin復合體,細胞周期各階段間的轉換分別受特定的CDK cyclin復合體調控。細胞周期如圖所示,下列敘述錯誤的是 (　　)
A.同一生物個體中不同類型細胞的細胞周期時間長短有差異
B.細胞周期各階段的有序轉換受不同的CDK cyclin復合體調控
C.抑制某種CDK cyclin復合體的活性可使細胞周期停滯在特定階段
D.一個細胞周期中,調控不同階段的CDK cyclin復合體會同步發生周期性變化
解析　同一生物個體中不同類型細胞的細胞周期的持續時間一般不同,A項正確;根據題意“細胞周期各階段間的轉換分別受特定的CDK cyclin復合體調控”,可知細胞周期各階段的有序轉換受不同的CDK cyclin復合體調控,B項正確;由于細胞周期各階段間的轉換分別受特定的CDK cyclin復合體調控,因此抑制某種CDK cyclin復合體的活性可使對應階段的轉換受抑制,從而使細胞周期停滯在特定階段,C項正確;由于一個細胞周期中,不同階段的變化不是同步的,因此調控不同階段的CDK cyclin復合體不會同步發生周期性變化,D項錯誤。
答案　D
3.(2022·湖南卷)洋蔥根尖細胞染色體數為8對,細胞周期約12小時。觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂,拍攝照片如圖所示。下列分析正確的是 (　　)
A.a為分裂后期細胞,同源染色體發生分離
B.b為分裂中期細胞,含染色體16條,核DNA分子32個
C.根據圖中中期細胞數的比例,可計算出洋蔥根尖細胞分裂中期時長
D.根尖培養過程中用DNA合成抑制劑處理,分裂間期細胞所占比例降低
解析　圖示細胞為洋蔥根尖細胞的分裂圖,有絲分裂過程中無同源染色體的分離現象,A項錯誤;b細胞著絲粒整齊排列在赤道板上,細胞處于有絲分裂中期,且洋蔥根尖細胞染色體數為8對(16條),有絲分裂中期染色體數目與體細胞相同,但核DNA分子加倍,故b細胞含染色體16條,核DNA分子32個,B項正確;各時期細胞數目所占比例與其分裂周期所占時間成正相關,故已知細胞周期時間,根據各時期細胞數目所占比例可計算各時期的時間,但應統計多個視野中的比例,圖中只有一個視野,無法準確推算,C項錯誤;間期時的S期進行DNA分子復制,若根尖培養過程中用DNA合成抑制劑處理,細胞停滯在間期,故分裂間期細胞所占比例升高,D項錯誤。
答案　B
4.(2018·全國卷Ⅰ)已知藥物X對細胞增殖有促進作用,藥物D可抑制藥物X的作用。某同學將同一瓶小鼠皮膚細胞平均分為甲、乙、丙三組,分別置于培養液中培養,培養過程中進行不同的處理(其中甲組未加藥物),每隔一段時間測定各組細胞數,結果如圖所示。據圖分析,下列相關敘述不合理的是 (　　)
A.乙組加入了藥物X后再進行培養
B.丙組先加入藥物X,培養一段時間后加入藥物D,繼續培養
C.乙組先加入藥物D,培養一段時間后加入藥物X,繼續培養
D.若藥物X為蛋白質,則藥物D可能改變了藥物X的空間結構
解析　根據圖示,相同時間內,乙和丙兩組中的細胞數目都大于甲組,由于甲組未加藥物,而藥物X對細胞增殖有促進作用,所以甲組為對照組,乙組和丙組為加入藥物X組,丙組后半段的細胞數目低于乙組,藥物D可抑制藥物X的作用,說明丙組培養一段時間后又加入了藥物D,因此乙組加入了藥物X,丙組先加入藥物X,后加入藥物D,故A、B兩項正確,C項錯誤;若藥物X為蛋白質,藥物D可抑制藥物X的作用,因此藥物D可能改變了藥物X的空間結構,使得藥物X失去活性,D項正確。
答案　C
5.(2020·江蘇卷)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運行。請據圖回答下列問題:
(1)與G1期細胞相比,G2期細胞中染色體及核DNA數量的變化是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)細胞有絲分裂的重要意義在于通過　　　　　　　　　,保持親子代細胞之間的遺傳穩定性。圖中檢驗點1、2和3的作用在于檢驗DNA分子是否　　　　(填序號:①損傷和修復、②完成復制);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是　　　　。
(3)細胞癌變與細胞周期調控異常有關,癌細胞的主要特征是　　　　　　　　。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。前者可用藥物特異性抑制DNA合成,主要激活檢驗點　　　　,將癌細胞阻滯在S期;后者可用秋水仙堿抑制　　　　的形成,主要激活檢驗點　　　　,使癌細胞停滯于中期。
解析　據圖分析,檢驗點1位于細胞分裂間期的G1期,檢驗點2位于細胞分裂間期的S期,檢驗點3位于細胞分裂間期的G2期,檢驗點4大概位于細胞分裂中期,檢驗點5大概位于細胞分裂后期至末期的過程中。(1)細胞分裂間期包括G1期、S期和G2期,細胞從G1期經過S期到G2期,在S期會進行核DNA的復制,使核DNA數加倍,形成染色單體,兩條染色單體由一個著絲粒連接,故染色體數不變。(2)細胞有絲分裂的重要意義是將親代細胞的染色體經過復制(實質是核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性狀的穩定性。圖中檢驗點1、2和3分別位于G1期即將結束處、S期過程中和G2期即將結束處,通過對細胞分裂間期的3次檢驗可以判斷DNA在復制過程中是否出現了損傷和修復以及DNA復制是否完成。細胞分裂后期染色體的著絲粒分裂,姐妹染色單體分離并開始移向細胞兩極,因此在檢驗點5處(細胞分裂的后期至末期)可以檢驗染色體是否正確到達細胞兩極,從而決定胞質是否分裂。(3)癌細胞的主要特征是能夠無限增殖。DNA合成阻斷法可以阻止癌細胞中DNA的復制,檢驗點2位于細胞分裂間期的S期,主要激活檢驗點2,將癌細胞阻滯在S期。紡錘體在分裂前期形成,分裂中期阻斷法可用秋水仙堿抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成,主要激活檢驗點4,使癌細胞分裂停滯在中期。
答案　(1)染色體數不變,核DNA數加倍
(2)染色體正確復制和平均分配　①②　檢驗點5
(3)細胞無限增殖　2　紡錘體　4
(七)　利用證據和邏輯評價論點
通過確鑿、典型的事例證明、評價生物學觀點的方法,叫例證法。這種方法既可以使用它進行論證,也可以與其他方法結合起來進行論證。事實與觀點的一致,是這種方法的邏輯力量之所在。例證是支持概念的事例,任何一個生物學概念的形成都需要有豐富的事例來支撐。
1.(不定項)(2023·山東濟南模擬)圖甲裝置是科學家最新研制的一種海藻燈,其上部裝有藍細菌培養液,下部裝有蓄電池和LED燈。白天,使用者向燈內吹氣,僅需很少的陽光便可產生發光的電能。這種海藻燈可在自然災難、野營以及電力供給中斷時使用。圖乙為海藻燈中的藍細菌利用光能的過程示意圖。下列敘述錯誤的是 (　　)
甲 乙
A.白天,使用者需要向海藻燈中吹氣,可為圖乙中②過程提供CO2
B.定期從加料口加入水即可延長海藻燈的使用壽命
C.圖乙中葉綠素分子分布的結構相當于植物細胞的類囊體膜
D.由圖可知,光能被吸收后的去向有電能、熱能、熒光、活躍化學能
解析　使用者需要向海藻燈中吹氣,而呼出的氣體中含有CO2,可以為暗反應提供原料,但②屬于光反應階段,不需要CO2,A項錯誤;由于藍細菌細胞在生長過程中不斷消耗水和無機鹽,因此為了延長“海藻燈”的使用壽命,即要保證一定量的藍細菌細胞的存在,還需要定期從加料口加入水和無機鹽,B項錯誤;植物細胞中的葉綠素分子分布在葉綠體的類囊體薄膜上,所以圖乙中的葉綠素分子分布的結構相當于植物細胞的類囊體膜,C項正確;從圖乙可以看出,在海藻燈中葉綠素吸收的光能有四個去向:轉化為電能儲存在蓄電池中、以熱能形式散失、轉化為熒光放出、轉化為活躍化學能儲存在ATP和NADPH中,D項正確。
答案　AB
2.細胞增殖嚴格有序地進行與細胞內的周期蛋白依賴性激酶(簡稱CDK)密切相關,CDK的活性受周期蛋白(簡稱cyclin)的調節,CDK在連續分裂的細胞中一直存在,cyclin的含量在細胞周期中呈現有規律的變化,細胞分裂間期積累,分裂期消失,如圖表示在細胞周期中cyclinB含量與CDK1活性調節的過程。
注:CDK1是CDK的一種;cyclinB是cyclin的一種。
(1)關于細胞周期各時期與發生的生理過程對應關系正確的是　　　　。
A.G1期:合成與DNA復制有關的酶
B.S期:DNA的精確復制
C.G2期:合成組裝紡錘體的蛋白質
D.M期:同源染色體分離
(2)據圖分析,cyclinB先開始合成,CDK1后合成,說明CDK1活性隨cyclinB含量增強而　　　　 ;CDK1活性與cyclinB含量呈正相關,M期時,cyclinB被降解,導致 CDK1活性　　　　。
(3)根據圖中信息,請結合細胞有絲分裂各個時期的特點,如果細胞內CDK1活性持續增強,細胞周期該如何變化,請推斷結果并闡明原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)G1期主要合成與DNA復制有關的酶和核糖體的增生,A項正確;S期主要進行DNA的精確復制,B項正確;G2期主要合成組裝紡錘體的蛋白質,C項正確;同源染色體分離發生在減數分裂過程中,D項錯誤。(2)對題圖分析可知, cyclinB先開始合成,CDK1后合成,說明CDK1活性隨cyclinB含量增強而增強;CDK1活性與cyclinB含量呈正相關,M期時,cyclinB被降解,導致 CDK1活性下降為零。(3)圖中CDK1在S期開始合成,其活性在S期開始升高,在分裂期活性逐漸下降,說明CDK1是細胞由DNA復制后進入分裂期的主要酶。若CDK1活性持續增強,則細胞周期可能會一直處于分裂期,使細胞周期延長。
答案　(1)ABC　(2)增強　下降為零　(3)圖中CDK1活性在S期開始升高,分裂期活性逐漸下降,是細胞由DNA復制后進入分裂期的主要酶。若CDK1活性持續增強,則細胞周期可能會一直處于分裂期,使細胞周期延長

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