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第一節(jié)　細(xì)胞通過分裂增殖
　描述細(xì)胞通過不同的方式進(jìn)行分裂,其中有絲分裂保證了遺傳信息在親代和子代細(xì)胞中的一致性。
　1.運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀,歸納總結(jié)植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的不同點(diǎn)和相同點(diǎn)。
　2.采用歸納與概括的方法概述有絲分裂各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)。
　3.運(yùn)用建模分析的方法,探究細(xì)胞不能無限長(zhǎng)大的原因。
　4.了解細(xì)胞癌變?cè)蚝吞攸c(diǎn),宣傳健康生活方式,預(yù)防癌癥發(fā)生。
課時(shí)1　細(xì)胞周期及有絲分裂過程中染色體的行為變化
一、細(xì)胞周期
1.含義
連續(xù)分裂的細(xì)胞從一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的整個(gè)過程。
2.組成
細(xì)胞周期包括分裂期(簡(jiǎn)稱M期)和分裂間期。
3.分裂間期
(1)G1期:發(fā)生的主要是合成DNA復(fù)制所需的蛋白質(zhì),以及核糖體的增生。
(2)S期:主要是DNA復(fù)制。
(3)G2期:合成M期所必需的一些蛋白質(zhì)。
4.特點(diǎn)
分裂間期的時(shí)間總是長(zhǎng)于分裂期。
二、模擬探究細(xì)胞的大小與擴(kuò)散作用的關(guān)系
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>通過建構(gòu)物理模型,推斷細(xì)胞大小與物質(zhì)擴(kuò)散的關(guān)系,領(lǐng)悟細(xì)胞不能無限長(zhǎng)大的原因。
2.方法步驟
(1)制備邊長(zhǎng)分別為3 cm、2 cm、1 cm的立方體瓊脂塊。
(2)將瓊脂塊分別放入燒杯內(nèi),加入0.1%的NaOH溶液將瓊脂塊淹沒,并不停翻動(dòng)瓊脂塊3 min。
(3)取出瓊脂塊,放在墊著吸水紙的培養(yǎng)皿中將瓊脂塊上的溶液吸干,將瓊脂塊切成兩半,觀察切面,記錄觀察結(jié)果,測(cè)量每一塊瓊脂塊上NaOH擴(kuò)散的深度。
1.所有的細(xì)胞分裂都具有周期性嗎
提示:并不是所有的細(xì)胞分裂都具有周期性。只有能連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期,如發(fā)育中的受精卵、分生區(qū)細(xì)胞、各種干細(xì)胞等;高度分化的細(xì)胞不具有細(xì)胞周期,如神經(jīng)細(xì)胞、葉肉細(xì)胞、精子、卵細(xì)胞等。
2.動(dòng)物受精卵的細(xì)胞周期的長(zhǎng)短是不變的嗎 為什么
提示:不是。細(xì)胞周期的長(zhǎng)短會(huì)受外界因素的影響,如溫度等,所以即使對(duì)于同一種細(xì)胞來說,其細(xì)胞周期的長(zhǎng)短也是會(huì)變化的。
三、染色體在有絲分裂過程中呈現(xiàn)規(guī)律性變化及有絲分裂的意義
1.動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂過程及主要特點(diǎn)
時(shí) 期 植物細(xì)胞 示意圖 動(dòng)物細(xì)胞 示意圖 主要特點(diǎn)
前 期 ①染色質(zhì)→染色體(排列散亂); ②核膜消失,核仁解體; ③形成紡錘體
中 期 ①每條染色體的著絲粒兩側(cè)均有紡錘絲牽引,著絲粒整齊排列在赤道面上; ②染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰
后 期 著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,一條染色體變成兩條染色體,移向細(xì)胞兩極
末 期 ①染色體→染色質(zhì); ②紡錘體消失; ③核膜、核仁重新出現(xiàn); ④細(xì)胞質(zhì)分裂
2.動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別
(1)動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中有一個(gè)中心體。G2期時(shí)細(xì)胞中已有一對(duì)中心體。前期,這一對(duì)中心體分開并移向細(xì)胞兩極,由中心體發(fā)出的紡錘絲形成紡錘體。
(2)動(dòng)物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂與植物細(xì)胞的不同,不形成細(xì)胞板,而是細(xì)胞在兩極之間的“赤道面”上向內(nèi)凹陷,形成環(huán)溝。環(huán)溝漸漸加深,最后縊裂為兩個(gè)子細(xì)胞。
3.有絲分裂的意義
將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中,由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA,染色體的復(fù)制實(shí)質(zhì)上是DNA的復(fù)制,因而在生物的親代細(xì)胞和子代細(xì)胞之間保證了遺傳性狀的穩(wěn)定性。
間期染色體復(fù)制后,其數(shù)目是否加倍 判斷的依據(jù)是什么
提示:否;計(jì)數(shù)染色體以著絲粒數(shù)為標(biāo)準(zhǔn),間期染色體復(fù)制后,著絲粒數(shù)量不變。
四、制作和觀察根尖細(xì)胞有絲分裂臨時(shí)裝片,或觀察其永久裝片
1.實(shí)驗(yàn)原理
(1)鹽酸能夠破壞細(xì)胞間的果膠,使根尖細(xì)胞在后續(xù)的操作中彼此容易被分開。
(2)堿性染料可以使染色體著色。
(3)鹽酸會(huì)影響染色劑染色的效果,要用清水把處理根尖的鹽酸充分沖洗干凈。
2.方法步驟
1.如圖為洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂顯微照片,請(qǐng)按照有絲分裂的過程排序。
提示:圖2→圖3→圖1→圖4→圖5。
2.在制作和觀察根尖細(xì)胞有絲分裂臨時(shí)裝片活動(dòng)中使細(xì)胞分散開的操作措施有哪些
提示:①解離,鹽酸能夠破壞細(xì)胞間的果膠,使根尖細(xì)胞在后續(xù)的操作中彼此容易被分開。②制片時(shí)把根尖輕輕壓扁。③壓片可使細(xì)胞盡可能呈單層鋪展。
[自主學(xué)習(xí)檢測(cè)]——教材基礎(chǔ)熟記于心
1.同一生物各種組織的細(xì)胞周期長(zhǎng)短相同,但G1、S、G2和M期長(zhǎng)短不同。(　×　)
提示:同一生物各種組織的細(xì)胞周期長(zhǎng)短往往不同。
2.有絲分裂中染色體的數(shù)目始終和著絲粒的數(shù)目相等,間期DNA復(fù)制時(shí),著絲粒數(shù)目不變,染色體數(shù)目不加倍。(　√　)
3.動(dòng)植物細(xì)胞中的中心體在間期復(fù)制,前期移向兩極并發(fā)出紡錘絲形成紡錘體,末期平均分到子細(xì)胞。(　×　)
提示:中心體(動(dòng)物細(xì)胞、低等植物細(xì)胞)間期復(fù)制,前期移向兩極并發(fā)出紡錘絲形成紡錘體,末期平均分到子細(xì)胞。
4.根據(jù)NaOH在瓊脂塊中的擴(kuò)散距離相同可以知道,NaOH在瓊脂塊中的擴(kuò)散速率是相等的。(　√　)
5.解離完畢要進(jìn)行漂洗,而且一定要徹底,這樣處理的目的是防止殘留的解離液(鹽酸)繼續(xù)破壞細(xì)胞,同時(shí)也防止鹽酸影響染色。(　√　)
6.將洋蔥表皮細(xì)胞經(jīng)解離、漂洗、染色、制片后,可觀察到細(xì)胞內(nèi)的染色體。(　×　)
提示:洋蔥表皮細(xì)胞高度分化,不進(jìn)行有絲分裂,不能觀察到染色體。
7.中期染色體凝聚變短,全部整齊地排列在細(xì)胞板上。(　×　)
提示:中期染色體的著絲粒整齊地排列在赤道面上。
8.細(xì)胞有絲分裂的不同時(shí)期之間存在明顯界限。(　×　)
提示:有絲分裂的過程是連續(xù)的,不存在明顯界線,不同時(shí)期是人為劃分的。
9.時(shí)間允許的情況下,在觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)中可以觀察到一個(gè)細(xì)胞從間期到末期的連續(xù)分裂過程。(　×　)
提示:經(jīng)過解離細(xì)胞已死亡,不能觀察到一個(gè)細(xì)胞的連續(xù)有絲分裂過程。
10.細(xì)胞有絲分裂實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞中所有物質(zhì)的平均分配,保證了親子代遺傳性狀的穩(wěn)定性。(　×　)
提示:有絲分裂實(shí)現(xiàn)了核遺傳物質(zhì)的平均分配,其他物質(zhì)不一定均分。
任務(wù)一　探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系
[任務(wù)突破]
探究細(xì)胞表面積與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)操作與分析
[遷移應(yīng)用]
[典例1] (2022·紹興高一期末調(diào)測(cè))在“模擬探究細(xì)胞的大小與擴(kuò)散作用的關(guān)系”活動(dòng)中,將含酚酞的瓊脂塊切成三塊邊長(zhǎng)分別為1 cm、2 cm、3 cm的立方體,把3塊瓊脂塊放在裝有0.1% NaOH溶液的燒杯內(nèi),淹沒浸泡并用塑料勺不停地翻動(dòng)3分鐘。下列敘述正確的是(　C　)
A.隨邊長(zhǎng)增大,瓊脂塊的表面積與體積之比增大
B.隨邊長(zhǎng)增大,NaOH在瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的速率增大
C.隨邊長(zhǎng)增大,瓊脂塊中變紅的體積增大
D.若時(shí)間允許,瓊脂塊浸泡時(shí)間越長(zhǎng)越好
解析:隨瓊脂塊邊長(zhǎng)增大,瓊脂塊的表面積與體積之比減小;不同大小的瓊脂塊上NaOH擴(kuò)散的深度相同,即擴(kuò)散速率相同;不同大小的瓊脂塊上NaOH擴(kuò)散的深度相同,因此隨瓊脂塊邊長(zhǎng)的增大,瓊脂塊中變紅的體積增大;探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系時(shí),瓊脂塊在NaOH溶液中的浸泡時(shí)間必須相同且適宜,如果浸泡時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)導(dǎo)致NaOH擴(kuò)散體積與瓊脂塊體積之比均為1。
任務(wù)二　理解細(xì)胞周期的概念,明確有絲分裂各時(shí)期的特征
[任務(wù)突破1]
構(gòu)建細(xì)胞周期4種常用表示方法的概念模型
[遷移應(yīng)用]
[典例2-1] (2022·金華十校高一期末)科學(xué)家追蹤蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞連續(xù)分裂,得到的數(shù)據(jù)如下。據(jù)此判斷,蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞周期的時(shí)間為(　B　)
A.2 h B.19.3 h C.21.3 h D.38.6 h
解析:細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期,間期較長(zhǎng),分裂期較短,其中第2 h～第21.3 h、第21.3 h～第40.6 h表示一個(gè)細(xì)胞周期,時(shí)長(zhǎng)為19.3 h。
[任務(wù)突破2]
利用胸苷(TdR)雙阻斷法進(jìn)行細(xì)胞周期同步化的操作
步驟一:培養(yǎng)液中加入過量胸苷。處于S期的細(xì)胞均被抑制,其他時(shí)期不受影響,因此,培養(yǎng)后可獲得S期和G1/S期交界處的細(xì)胞,此過程的培養(yǎng)時(shí)間應(yīng)不少于G2+M+G1時(shí)長(zhǎng)。
步驟二:洗脫胸苷。所有時(shí)期細(xì)胞均可正常進(jìn)行分裂。交界處的細(xì)胞在該培養(yǎng)液中培養(yǎng)時(shí)間應(yīng)不短于S期時(shí)長(zhǎng),小于G2+M+G1時(shí)長(zhǎng)。
步驟三:再次加入過量胸苷。處理后所有細(xì)胞均處于G1/S期。此階段培養(yǎng)時(shí)間應(yīng)大于G2+M+G1時(shí)長(zhǎng)。
[遷移應(yīng)用]
[典例2-2] 利用一定的方法,使細(xì)胞群體處于細(xì)胞周期的同一階段,稱為細(xì)胞周期同步。高濃度TdR(胸腺嘧啶核苷)雙阻斷法是常用的同步化方法,它可逆地起作用,且不影響其他時(shí)期細(xì)胞的活動(dòng),最終可使細(xì)胞停留在S期或G1/S交界處。研究人員利用胡蘿卜細(xì)胞,經(jīng)如圖過程的處理,成功將所有細(xì)胞阻斷在G1/S交界處。下列敘述正確的是(　A　)
細(xì)胞群體洗脫轉(zhuǎn)移檢測(cè)
注:胡蘿卜細(xì)胞周期中G1為1.3 h,S為2.7 h,G2為2.9 h,M為0.6 h。
A.t1≥4.8 h B.t2≤2.7 h
C.t3≥4.6 h D.t1+t2+t3=7.5 h
解析:經(jīng)過t1時(shí)間處理,G2、M、G1期細(xì)胞被抑制在G1/S期交界處,處理時(shí)間不少于G2+M+G1之和,故t1≥2.9+0.6+1.3=4.8(h);正常處理時(shí)既要保證G1/S期交界處細(xì)胞經(jīng)過S期,又要保證S期細(xì)胞不能再進(jìn)入S期,故t2應(yīng)不短于S期時(shí)間,且小于G2+M+G1期時(shí)間,故4.8 h>t2≥2.7 h;t3與t1時(shí)間處理原理相同,故t3≥4.8 h;綜上所述,t1≥4.8 h,4.8 h>t2≥2.7 h,t3≥4.8 h,故t1+t2+t3≥12.3 h。
[任務(wù)突破3]
有絲分裂過程中幾種結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的變化規(guī)律
項(xiàng)目 變化規(guī)律
DNA DNA復(fù)制含量加倍(S期)→恢復(fù)為正常狀態(tài)(末期細(xì)胞分裂)
染 色 體 形 態(tài) 變 化
行 為 變 化 →→→ →
紡錘體 形成(前期)→消失(末期)
核仁、 核膜 消失(前期)→重建(末期)
核糖體 增生(G1期)
中心體 復(fù)制加倍(間期)→移向兩極(前期) →平均分配(末期)
細(xì)胞壁 囊泡(聚集)→細(xì)胞板(末期)→細(xì)胞壁
[遷移應(yīng)用]
[典例2-3] (2022·金華十校高一期末)高等動(dòng)物有絲分裂過程中,發(fā)生在同一時(shí)期的是(　B　)
A.核糖體的增生和環(huán)溝的形成
B.染色體的出現(xiàn)和紡錘體的出現(xiàn)
C.染色單體的形成和著絲粒的分裂
D.中心體的復(fù)制和染色體數(shù)的加倍
解析:核糖體的增生發(fā)生在間期,環(huán)溝的形成發(fā)生在末期;染色體的出現(xiàn)和紡錘體的出現(xiàn)都在前期;染色單體的形成發(fā)生在間期,著絲粒的分裂發(fā)生在后期;中心體的復(fù)制發(fā)生在間期,染色體數(shù)的加倍發(fā)生在后期。
[任務(wù)突破4]
比較動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂異同
(1)列表比較動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂過程異同。
項(xiàng)目 植物細(xì)胞 動(dòng)物細(xì)胞
不 同 點(diǎn) 間 期 無中心體的復(fù)制 一個(gè)中心體復(fù)制成一對(duì)中心體
前 期 細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體 由中心體發(fā)出紡錘絲形成紡錘體
末 期 細(xì)胞中央出現(xiàn)細(xì)胞板,并發(fā)展成為新的細(xì)胞壁 細(xì)胞在兩極之間的“赤道面”上向內(nèi)凹陷,形成環(huán)溝,環(huán)溝漸漸加深,縊裂為2個(gè)子細(xì)胞
相 同 點(diǎn) ①分裂過程均包括間期和分裂期;②細(xì)胞核內(nèi)染色體的行為、形態(tài)、數(shù)目變化規(guī)律相同;③分裂間期都完成了DNA復(fù)制(或完成染色體復(fù)制);④染色體平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中
(2)基于“三看法”界定動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂圖像。
[遷移應(yīng)用]
[典例2-4] 下列關(guān)于動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂相同點(diǎn)的敘述,不正確的是(　B　)
A.在分裂間期,核DNA復(fù)制含量加倍
B.在分裂前期,由中心體周圍發(fā)出的紡錘絲形成紡錘體
C.在分裂中期,染色體的著絲粒排列在赤道面上,含染色單體
D.在分裂后期,染色體的著絲粒分為兩個(gè),染色體數(shù)目加倍,不含染色單體
解析:動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂間期,都進(jìn)行核DNA的復(fù)制,且復(fù)制后核DNA含量都加倍;動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂前期紡錘體的形成方式不同,動(dòng)物細(xì)胞中紡錘體是由中心體發(fā)出紡錘絲形成的,高等植物細(xì)胞中紡錘體是由細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成的;動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂中期,染色體的著絲粒都排列在赤道面上,且都含染色單體;動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂后期,染色體的著絲粒都分為兩個(gè),染色體數(shù)目加倍,不含染色單體。
[典例2-5] 如圖為動(dòng)物和高等植物細(xì)胞的有絲分裂示意圖,下列據(jù)圖分析錯(cuò)誤的是(　D　)
A.甲細(xì)胞在分裂前期時(shí),一對(duì)①分開,其間有紡錘絲相連
B.乙細(xì)胞在分裂前期時(shí),無①出現(xiàn),但仍有紡錘絲出現(xiàn)形成紡錘體
C.甲細(xì)胞在分裂末期時(shí),③向內(nèi)凹陷,形成環(huán)溝
D.乙細(xì)胞在分裂末期時(shí),⑤聚集發(fā)展成新的細(xì)胞膜
解析:甲細(xì)胞為動(dòng)物細(xì)胞,①為中心體,②為著絲粒,③為細(xì)胞膜。動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂前期,一對(duì)中心體分開移向兩極,其間有紡錘絲相連;乙細(xì)胞為高等植物細(xì)胞,細(xì)胞中不存在中心體,由細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體;動(dòng)物細(xì)胞在分裂末期時(shí),細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷形成環(huán)溝;高等植物細(xì)胞在分裂末期時(shí),⑤聚集發(fā)展成新的細(xì)胞壁。
任務(wù)三　制作并觀察有絲分裂臨時(shí)裝片
[任務(wù)突破]
制作和觀察有絲分裂臨時(shí)裝片實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)及注意事項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)材料的選擇 類型 選取細(xì)胞分裂期占細(xì)胞周期比例相對(duì)較大的材料
部位 選取細(xì)胞分裂旺盛的部位(如根尖、芽尖的分生區(qū))
時(shí)間 選擇細(xì)胞分裂旺盛的時(shí)間
續(xù)　表
操作注意事項(xiàng) 解離 時(shí)間 太短 細(xì)胞間質(zhì)未被完全溶解,壓片時(shí)細(xì)胞不易分散
過長(zhǎng) 細(xì)胞解離過度、根尖過于酥軟,影響染色
漂洗 時(shí)間 適宜 洗去多余的解離液,防止解離過度而影響染色
染色 時(shí)間 太短 染色體或染色質(zhì)不能完全著色
過長(zhǎng) 使其他部分也被染成深色,無法分辨染色體
壓片 過輕 細(xì)胞未分散開
過重 將組織壓爛
顯微鏡觀察 細(xì)胞狀態(tài) 顯微鏡觀察的都是死細(xì)胞,不能看到動(dòng)態(tài)變化
細(xì)胞數(shù)目 處于間期的細(xì)胞數(shù)目最多,原因是間期歷時(shí)最長(zhǎng)
[遷移應(yīng)用]
[典例3] (2022·寧波高一期末)“制作和觀察根尖細(xì)胞有絲分裂臨時(shí)裝片,或觀察其永久裝片”活動(dòng)中,觀察到不同分裂時(shí)期的細(xì)胞如圖所示。下列敘述正確的是(　C　)
A.解離時(shí)間要盡量長(zhǎng),保證組織中的細(xì)胞充分分離開
B.裝片制作過程中需要用體積分?jǐn)?shù)95%的酒精洗去解離液
C.圖乙細(xì)胞的染色體數(shù)是圖丙細(xì)胞的一半,但二者的核DNA數(shù)量相等
D.圖丁細(xì)胞中正在形成赤道面,即將擴(kuò)展成新的細(xì)胞壁
解析:解離時(shí)間一般在3～5 min,時(shí)間過長(zhǎng),根尖過于酥軟,不利于用鑷子取出進(jìn)行漂洗及染色等;裝片制作過程中需要用清水洗去解離液;圖乙細(xì)胞表示中期,圖丙細(xì)胞表示后期,后期著絲粒分裂,故中期的染色體數(shù)是后期的一半,但二者的核DNA數(shù)量相等;赤道面是一個(gè)假想平面,圖丁細(xì)胞處于末期,細(xì)胞中正在形成細(xì)胞板,即將擴(kuò)展成新的細(xì)胞壁。
基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練
1.(2022·衢州高一質(zhì)量檢測(cè))下列細(xì)胞不具有細(xì)胞周期的是(　C　)
A.狗受精卵 B.癌細(xì)胞
C.根毛細(xì)胞 D.形成層細(xì)胞
解析:連續(xù)分裂的細(xì)胞才具有細(xì)胞周期,根毛細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞,不能再分裂,因此不具有細(xì)胞周期。
2.(2022·溫州高一期末)動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂過程中都會(huì)發(fā)生的是(　B　)
A.中心體的復(fù)制 B.紡錘體的出現(xiàn)
C.細(xì)胞板的形成 D.細(xì)胞膜的內(nèi)陷
解析:動(dòng)物細(xì)胞在有絲分裂間期中心體復(fù)制,高等植物沒有中心體,則沒有中心體復(fù)制;動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂都會(huì)形成紡錘體,只是高等植物細(xì)胞由細(xì)胞兩極發(fā)出的紡錘絲形成紡錘體,而動(dòng)物細(xì)胞由中心體發(fā)出的紡錘絲形成紡錘體;植物細(xì)胞在分裂的末期,中部形成細(xì)胞板擴(kuò)展形成細(xì)胞壁,將一個(gè)細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞,動(dòng)物細(xì)胞不會(huì);動(dòng)物細(xì)胞在分裂的末期細(xì)胞膜從中部向內(nèi)凹陷,把細(xì)胞縊裂成兩個(gè)子細(xì)胞,植物細(xì)胞不會(huì)。
3.如圖是某高等植物細(xì)胞周期圖。下列敘述正確的是(　C　)
A.一個(gè)細(xì)胞周期是指甲→甲的全過程
B.乙→甲的過程中會(huì)發(fā)生染色體數(shù)目的加倍
C.甲→乙的過程會(huì)發(fā)生核膜的解體與重建
D.在甲時(shí)期,細(xì)胞中有一對(duì)中心體
解析:一個(gè)細(xì)胞周期是指乙→乙的全過程;乙→甲的過程中會(huì)進(jìn)行DNA的復(fù)制,發(fā)生核DNA數(shù)量加倍、核糖體增生和蛋白質(zhì)的合成,但染色體數(shù)目不加倍;甲→乙的過程為分裂期,會(huì)發(fā)生核膜的解體與重建;高等植物細(xì)胞中沒有中心體。
4.細(xì)胞與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的效率,主要取決于細(xì)胞的(　D　)
A.大小 B.質(zhì)膜面積
C.細(xì)胞周期 D.表面積與體積之比
解析:細(xì)胞體積越小,其相對(duì)表面積越大,越有利于物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和交換,因此細(xì)胞與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的效率主要取決于細(xì)胞相對(duì)表面積的大小,即細(xì)胞的表面積與體積之比。
5.下列關(guān)于“制作和觀察大蒜根尖有絲分裂臨時(shí)裝片”的活動(dòng),敘述正確的是(　B　)
A.操作步驟為“解離→染色→制片”
B.用堿性染料可使染色體著色
C.可觀察一個(gè)細(xì)胞連續(xù)分裂的過程
D.取根尖2～3 cm進(jìn)行制片觀察
解析:操作步驟為“解離→漂洗→染色→制片→觀察”;用堿性染料如龍膽紫染液,可使染色體著色;解離時(shí)會(huì)殺死細(xì)胞,故不能觀察一個(gè)細(xì)胞連續(xù)分裂的過程;取根尖尖端2～3 mm進(jìn)行制片觀察。
6.(2022·紹興高一期末)月季莖的形成層細(xì)胞不斷進(jìn)行有絲分裂使莖加粗。下列敘述正確的是(　D　)
A.分裂間期,染色體復(fù)制后數(shù)目加倍
B.前期,中心體參與形成紡錘體
C.中期,著絲粒排列在細(xì)胞板上
D.后期,染色體以相同的速率移向兩極
解析:分裂間期,DNA復(fù)制后每條染色體上含有兩個(gè)DNA,染色體數(shù)不加倍;月季為高等植物,細(xì)胞內(nèi)沒有中心體;細(xì)胞板出現(xiàn)在末期,中期時(shí)所有染色體的著絲粒排列在赤道面上;后期著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,在紡錘絲的牽引下以相同的速率移向兩極。
7.馬蛔蟲體細(xì)胞中有4條染色體,如圖為其有絲分裂中期的示意圖,圖示細(xì)胞(　C　)
A.含有2個(gè)中心粒
B.含有8條染色體
C.著絲粒排列在赤道面上
D.在顯微鏡下可以看到核仁和核膜
解析:圖示細(xì)胞含有2個(gè)中心體,4個(gè)中心粒;圖示細(xì)胞含有4條染色體,8條染色單體;圖示細(xì)胞中著絲粒都排列在赤道面上;圖示細(xì)胞處于有絲分裂中期,核膜和核仁在前期已經(jīng)消失,因此該時(shí)期在顯微鏡下觀察不到核膜和核仁。
8.(2022·溫州高一期末)觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂臨時(shí)裝片的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示,按照細(xì)胞周期進(jìn)行排序,下列正確的是(　D　)
A.⑤→④→①→③→②
B.⑤→④→①→②→③
C.④→⑤→②→①→③
D.④→⑤→①→③→②
解析:根據(jù)染色體(質(zhì))的行為判斷,①是有絲分裂中期,②是末期,③是后期,④是間期,⑤是前期。所以按細(xì)胞周期的排序?yàn)棰堋荨佟邸凇?br/>9.下列關(guān)于細(xì)胞周期的敘述中,正確的是(　A　)
A.分裂間期總是長(zhǎng)于分裂期
B.間期復(fù)制的DNA連在一起,數(shù)量未加倍
C.細(xì)胞周期從前期開始,至末期結(jié)束
D.中心體在G2期倍增
解析:細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期,分裂間期的時(shí)間總是長(zhǎng)于分裂期;分裂間期進(jìn)行DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,復(fù)制后的DNA數(shù)量加倍;細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期,是指連續(xù)分裂的細(xì)胞從一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的整個(gè)過程;中心體是在細(xì)胞周期的S期倍增,在G2期已有一對(duì)中心體。
10.利用洋蔥根尖分生區(qū)組織細(xì)胞制成臨時(shí)裝片觀察有絲分裂過程,得到下圖所示圖像。下列敘述錯(cuò)誤的是(　B　)
A.該細(xì)胞處于有絲分裂的中期
B.該細(xì)胞所含的紡錘體由中心體發(fā)出的紡錘絲形成
C.細(xì)胞中染色體的排列與紡錘絲的牽引有關(guān)
D.觀察之前需要用堿性染料對(duì)染色體進(jìn)行染色
解析:圖示細(xì)胞所有染色體的著絲粒都排列在赤道面上,為有絲分裂中期;洋蔥為高等植物細(xì)胞,不含中心體;圖示染色體是在紡錘絲的牽引下整齊地排列在赤道面上的;染色體易被堿性染料染成深色,觀察之前需要用堿性染料對(duì)染色體進(jìn)行染色,便于觀察。
11.在“制作和觀察根尖細(xì)胞(2n=4)有絲分裂臨時(shí)裝片”活動(dòng)中,觀察到不同分裂時(shí)期的細(xì)胞如圖所示。
(1)制作過程中需用　　　 　漂洗已解離的根尖,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)觀察過程中先用低倍鏡找到　　　 　　細(xì)胞,該區(qū)細(xì)胞近似呈　　　　,排列緊密。
(3)圖乙細(xì)胞所處時(shí)期為　　　　,判斷依據(jù)是　　　　　　　　　。
(4)圖丙細(xì)胞中染色體數(shù)是　　 　,核DNA數(shù)是　　 　。
解析:(1)裝片制作過程中需要用清水漂洗根尖,目的是洗去解離液,防止解離過度影響染色。
(2)觀察過程中先用低倍鏡找到分生區(qū)細(xì)胞,該區(qū)細(xì)胞近似呈正方形,排列緊密。
(3)圖乙細(xì)胞染色體的著絲粒整齊地排列在赤道面上,所處時(shí)期為有絲分裂中期。
(4)據(jù)題圖可知,丙細(xì)胞處于后期,染色體數(shù)目暫時(shí)加倍,此時(shí)細(xì)胞中染色體數(shù)目為8,核DNA分子數(shù)為8。
答案:(1)清水　洗去解離液,防止解離過度影響染色
(2)分生區(qū)　正方形
(3)中期　染色體的著絲粒排列在赤道面上
(4)8　8
綜合提升練
12.(2022·紹興高一期末調(diào)測(cè))在制作和觀察植物細(xì)胞有絲分裂臨時(shí)裝片的活動(dòng)中,甲～丙三位同學(xué)剪取洋蔥根尖后,立即進(jìn)行如表所示的操作步驟,下列敘述錯(cuò)誤的是(　D　)
學(xué)生 操作步驟
解離 漂洗 染色 制片 觀察
甲 + - + + +
乙 + + - + +
丙 + + + + +
注:其中“+”表示進(jìn)行了該項(xiàng)操作,“-”則表示沒有進(jìn)行。
A.實(shí)驗(yàn)中可使用10%的鹽酸進(jìn)行解離
B.甲、乙兩位同學(xué)觀察不到染色體都是因?yàn)槿旧w未被著色
C.丙同學(xué)觀察到視野中處于分裂期的細(xì)胞數(shù)目少于不分裂的細(xì)胞
D.如果時(shí)間足夠長(zhǎng),丙同學(xué)就能看到一個(gè)細(xì)胞連續(xù)分裂的全過程
解析:用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸解離可使植物細(xì)胞間的果膠質(zhì)層松散,使得細(xì)胞分離開來;甲同學(xué)沒有進(jìn)行漂洗,而漂洗的目的是洗去解離液,便于染色體著色,故甲同學(xué)觀察不到染色體是因?yàn)槿旧w未被著色。乙同學(xué)沒有對(duì)染色體進(jìn)行染色,故乙同學(xué)觀察不到染色體也是因?yàn)槿旧w未被著色;在細(xì)胞周期中,分裂期所占時(shí)間較短,故視野中處于分裂期的細(xì)胞數(shù)目少于不分裂的細(xì)胞;經(jīng)過解離操作后細(xì)胞已死亡,不會(huì)再出現(xiàn)連續(xù)分裂的變化過程。
13.如圖為某同學(xué)進(jìn)行“制作和觀察根尖細(xì)胞有絲分裂臨時(shí)裝片”實(shí)驗(yàn)的操作步驟,下列敘述錯(cuò)誤的是(　C　)
A.解離液通常使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸溶液
B.龍膽紫染液的作用是將細(xì)胞中的染色體(染色質(zhì))染成紫色
C.制作臨時(shí)裝片時(shí)壓片的目的是使細(xì)胞間的果膠質(zhì)層松散
D.圖中操作步驟的順序正確
解析:解離液通常使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸;龍膽紫染液的作用是將細(xì)胞中的染色體(染色質(zhì))染成紫色;制作臨時(shí)裝片時(shí)壓片的目的是使細(xì)胞彼此分散開,解離的目的是使細(xì)胞間果膠質(zhì)層松散;該實(shí)驗(yàn)的步驟為解離、漂洗、染色、制片和觀察,因此題圖中操作步驟的順序
正確。
14.(2022·衢州高一質(zhì)量檢測(cè))用帶放射性標(biāo)記的胸苷培養(yǎng)細(xì)胞,處于S期的細(xì)胞都會(huì)被標(biāo)記,再將細(xì)胞換到無放射性的培養(yǎng)液中培養(yǎng)并定期檢測(cè),得到如圖所示結(jié)果。若加入過量胸苷,S期的細(xì)胞立刻被抑制,而其他時(shí)期的細(xì)胞不受影響。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　B　)
A.預(yù)計(jì)最快約2.2 h后會(huì)檢測(cè)到被標(biāo)記的M期細(xì)胞
B.M期出現(xiàn)被標(biāo)記的細(xì)胞開始計(jì)時(shí)到其占M期比例最大時(shí),用時(shí)約
7.9 h
C.M期被標(biāo)記的細(xì)胞比例達(dá)到最大時(shí)開始計(jì)時(shí),6.1 h后其比例開始
下降
D.若加入過量胸苷,則大約在7.4 h后細(xì)胞都停留在S期
解析:加入放射性的胸苷后,S期細(xì)胞被標(biāo)記,S期的細(xì)胞經(jīng)G2期變化后變?yōu)镸期細(xì)胞,故最短經(jīng)歷的時(shí)間為G2期的時(shí)間,即2.2 h;M期出現(xiàn)被標(biāo)記的細(xì)胞開始計(jì)時(shí)到其占M期比例最大時(shí),經(jīng)歷的時(shí)間為分裂期(M期)的時(shí)間,為1.8 h;當(dāng)最早進(jìn)入M期的S期細(xì)胞剛結(jié)束M期時(shí),M期被標(biāo)記的細(xì)胞比例達(dá)到最大,此時(shí)開始計(jì)時(shí),當(dāng)最晚進(jìn)入M期的S期細(xì)胞進(jìn)入M期時(shí),M期被標(biāo)記的細(xì)胞比例開始下降,經(jīng)歷的時(shí)間為7.9-1.8=6.1 h;加入過量胸苷后,只有處于S期的細(xì)胞被抑制,剛結(jié)束S期的細(xì)胞,經(jīng)過G2、M、G1期后再次到達(dá)S期后受到抑制,經(jīng)歷時(shí)間為2.2+1.8+3.4=7.4 h,其他各時(shí)期細(xì)胞達(dá)到S期的時(shí)間均短于該時(shí)間,故加入過量胸苷,7.4 h后細(xì)胞都停留在S期。
15.(2022·嘉興高一期末)土壤中的重金屬污染會(huì)影響植物的生長(zhǎng),例如鎘(Cd)影響植物細(xì)胞分裂、幼苗生長(zhǎng)等。細(xì)胞的分裂經(jīng)歷細(xì)胞周期,包括分裂間期和分裂期(簡(jiǎn)稱M期)。分裂間期包括遺傳物質(zhì)的合成期(簡(jiǎn)稱S期)以及前后的G1期和G2期。科學(xué)家探究了Cd對(duì)大豆細(xì)胞周期從G1期進(jìn)入S期(以G1/S表示)和從G2期進(jìn)入M期(以G2/M表示)的影響。實(shí)驗(yàn)時(shí)用不同濃度的Cd處理甲、乙兩品種大豆種子,待萌發(fā)一段時(shí)間后取根尖,分離獲得甲、乙兩品種大豆的細(xì)胞核,并分別檢測(cè)核內(nèi)遺傳物質(zhì)含量(大豆成熟體細(xì)胞中核內(nèi)遺傳物質(zhì)含量為2C),結(jié)果如圖所示。
回答下列問題。
(1)圖中遺傳物質(zhì)含量為2C的細(xì)胞處于　　　　期,含量為4C的細(xì)胞處于　　　　期。
(2)實(shí)驗(yàn)中選擇以大豆根尖細(xì)胞為檢測(cè)對(duì)象的原因是　　　　　　　。
(3)若將分離得到的細(xì)胞核經(jīng)染色后進(jìn)行顯微鏡觀察,觀察不到染色體,因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?
(4)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,Cd影響甲品種大豆細(xì)胞周期的G1/S期,理由是隨著Cd濃度增大,甲品種處于G1期的細(xì)胞比例增加。影響乙品種大豆細(xì)胞周期的G2/M期,理由是　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
(5)現(xiàn)欲探究Cd對(duì)細(xì)胞周期中分裂間期和分裂期占比的影響,用不同濃度的Cd處理甲(或乙)品種大豆種子,待萌發(fā)一段時(shí)間后取根尖,經(jīng)解離漂洗染色后制片,觀察并記錄顯微鏡視野中　　　　　　　　　,統(tǒng)計(jì)并分析。
解析:(1)核遺傳物質(zhì)含量為2C的細(xì)胞,說明核遺傳物質(zhì)沒有復(fù)制,處于G1期;由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?核遺傳物質(zhì)含量為4C的細(xì)胞,遺傳物質(zhì)已經(jīng)完成復(fù)制,應(yīng)處于G2期。(2)本實(shí)驗(yàn)需要觀察分裂的細(xì)胞,根尖分生區(qū)細(xì)胞分裂旺盛可作為檢測(cè)對(duì)象。(3)染色體和染色質(zhì)是同種物質(zhì)在不同時(shí)期呈現(xiàn)的兩種不同的形態(tài),若將分離得到的細(xì)胞核經(jīng)染色后進(jìn)行顯微鏡觀察,觀察不到染色體,可能是因?yàn)槿旧w仍處于松散的染色質(zhì)狀態(tài)。(4)通過Cd對(duì)甲品種大豆細(xì)胞周期的影響可推測(cè)對(duì)乙品種大豆影響的理由是隨著Cd濃度增大,乙品種處于G2期的細(xì)胞比例增加。(5)通過統(tǒng)計(jì)分析不同濃度的Cd處理甲(或乙)品種大豆種子,待萌發(fā)一段時(shí)間后取根尖,經(jīng)解離漂洗染色后制片,觀察并記錄顯微鏡視野中處于分裂期的細(xì)胞數(shù)和總細(xì)胞數(shù),由此可以反映出Cd對(duì)細(xì)胞周期中分裂間期和分裂期占比的影響。
答案:(1)G1　G2　(2)根尖細(xì)胞分裂旺盛 (3)染色體仍處于松散的染色質(zhì)狀態(tài)　(4)隨著Cd濃度增大,乙品種處于G2期的細(xì)胞比例增加
(5)處于分裂期的細(xì)胞數(shù)和總細(xì)胞數(shù)

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