必修 分子與細胞 第六章 細胞的生命歷程,第一講 細胞的增殖,課前自主學習,課堂互動探究,1細胞類型與細胞周期 (1)只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，如植物形成層細胞，根尖分生區(qū)細胞，動物皮膚生發(fā)層細胞。 (2)高度分化的細胞，如神經(jīng)細胞、表皮細胞等沒有細胞周期。 (3)發(fā)生減數(shù)分裂的細胞無細胞周期。,細胞周期的理解,S期：完成DNA復制每條染色體上1個DNA復制為2個DNA，且兩個DNA位于兩條染色單體上，兩條染色單體由一個著絲點連在一起，即： G2期：合成蛋白質(zhì)主要是用于形成紡錘絲(星射線)。,3影響細胞周期的因素 (1)內(nèi)部因素：不同種類的細胞，細胞周期持續(xù)的時間不同，間期和分裂期所占的比例也不同。 (2)外界因素：溫度、pH、射線、生理和病理狀況等通過影響酶的活性影響細胞周期。,4細胞周期的不同表示方法,1(2013·安徽高考)下列關于高等動植物連續(xù)分裂細胞的細胞周期的敘述，正確的是( ) A用蛋白質(zhì)合成抑制劑處理G1期細胞，不影響其進入S期 BS期細胞的染色體數(shù)目已增加一倍 CG2期細胞的核DNA含量已增加一倍 D用秋水仙素處理細胞群體，M期細胞的比例會減少,解析：蛋白質(zhì)合成抑制劑處理G1期細胞，使蛋白質(zhì)無法合成，從而影響了染色體的復制，使細胞無法進入S期；S期DNA復制加倍，染色體復制出現(xiàn)姐妹染色單體，但數(shù)目不加倍；秋水仙素抑制紡錘體的形成，使染色體加倍，M期細胞比例增大。 答案：C,2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)。下圖標注了甲動物(體細胞染色體數(shù)為12)腸上皮細胞的細胞周期各階段的時長及DNA含量。請回答下列問題：,(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA復制的原料之一)短期培養(yǎng)甲動物腸上皮細胞后，處于S期的細胞都會被標記。洗脫含放射性同位素的胸苷，換用無放射性的新鮮培養(yǎng)液培養(yǎng)，定期檢測。預計最快約_h后會檢測到被標記的M期細胞。 (2)從被標記的M期細胞開始出現(xiàn)到其所占M期細胞總數(shù)的比例達到最大值時，所經(jīng)歷的時間為_期的時間，處于該期的一個細胞中染色體數(shù)目的變化情況是_。,(3)若向甲動物腸上皮細胞培養(yǎng)液中加入過量胸苷，處于S期的細胞立刻被抑制，而處于其他時期的細胞不受影響。預計加入過量胸苷約_h后，細胞都將停留在S期。 (4)乙動物腸上皮細胞的細胞周期時長為24 h，M期時長為1.9 h。若要在顯微鏡下觀察細胞有絲分裂過程中染色體形態(tài)的變化，選用_(填“甲”或“乙”)動物腸上皮細胞更合適。 (5)在光學顯微鏡下觀察，同處于分裂末期的動物腸上皮細胞與洋蔥根尖細胞，形態(tài)上最主要的區(qū)別是_。,解析：(1)細胞分裂周期中S期與M期之間間隔G2期，因而最快檢測到被標記的M期細胞的時間即為G2期的時間(2.2小時)。(2)從被標記的M期細胞開始出現(xiàn)至其所占M期細胞總數(shù)的比例達到最大值(細胞分裂完成，細胞數(shù)量最多)，即完成了一個分裂期，經(jīng)歷的時間為1.8小時，M期(分裂期)經(jīng)歷了前期、中期、后期和末期，一個細胞中染色體數(shù)目的變化是122412。,(3)加入過量胸苷后，處于S期的細胞立刻被抑制，其他時期的細胞不受影響，則對于一個連續(xù)分裂的細胞，細胞都將停留在S期，所需的時間是G2期、M期、G1期三個時期的總和，即2.21.83.47.4小時。(5)植物細胞與動物細胞在有絲分裂末期的區(qū)別主要是植物細胞在赤道板附近形成細胞板，最終形成新的細胞壁；動物細胞是細胞膜向內(nèi)凹陷，縊裂成兩個子細胞。 答案：(1)2.2 (2)M 122412 (3)7.4 (4)甲 (5)動物腸上皮細胞膜凹陷，細胞縊裂；洋蔥根尖細胞形成細胞板,1染色體、染色單體、DNA三者之間的關系,有絲分裂過程,(1)當有染色單體存在時，染色體染色單體DNA122。 (2)當無染色單體存在時，染色體DNA11。,2染色體形態(tài)、數(shù)目及DNA數(shù)目變化規(guī)律,3.與有絲分裂有關的細胞器及其生理作用,4.相關細胞結構的變化規(guī)律,5.(高等)動、植物細胞有絲分裂的區(qū)別,3.關于右圖的敘述不正確的是( ) A因為該細胞無細胞壁有中心體，所以可以判定該細胞為動物細胞,B是一條染色體，包含兩條染色單體和，它們通過著絲點相連 C細胞中含有兩對同源染色體，其中和為一對同源染色體 D在有絲分裂后期時，移向同一極的染色體均為非同源染色體,解析：此圖中無細胞壁有中心體，為動物細胞圖像，圖中有兩對同源染色體，且染色體的著絲點排列在赤道板上，為有絲分裂中期的圖像；為一條染色體，是兩條染色單體；形態(tài)大小基本相同，為一對同源染色體；在有絲分裂后期，移向同一極的染色體既有同源染色體，也有非同源染色體。 答案：D,4如圖1、圖2分別表示某種生物細胞有絲分裂過程中某一時期的模式圖，圖3表示有絲分裂過程中不同時期每條染色體上DNA分子數(shù)目的變化，圖4表示有絲分裂中不同時期染色體和核DNA數(shù)量的關系。下列有關敘述不正確的是( ),A圖1所示細胞中共有4條染色體，8個DNA分子；圖2所示細胞中無姐妹染色單體 B處于圖3中BC段的是圖1所示細胞，完成圖3中CD段變化的細胞的分裂時期是后期 C有絲分裂過程中不會出現(xiàn)圖4中d所示的情況 D圖4中a可對應圖3中的BC段，圖4中c可對應圖3中的AB段,解析：圖1中1條染色體中包含2條姐妹染色單體；圖2中染色單體分離后就不再稱為染色單體，只能稱為染色體，故A正確。圖3中縱坐標的含義是“每條染色體上DNA分子數(shù)”，BC段的1條染色體上有2個DNA分子，對應圖1，CD段的變化表示染色體上DNA分子由2個變成1個，表示后期著絲點分裂的過程，故B正確；,圖4中d表示細胞中核DNA含量為2N，染色體數(shù)目為4N，不可能出現(xiàn)這種情況，故C正確；圖4中a可對應有絲分裂后期，圖4中b可對應有絲分裂前、中期，圖4中c可對應有絲分裂末期，故D錯誤。 答案：D,實驗技能提升,觀察細胞的有絲分裂 1實驗原理 (1)植物的分生組織細胞有絲分裂較為旺盛。 (2)有絲分裂各個時期細胞內(nèi)染色體行為變化不同，根據(jù)各個時期內(nèi)染色體的變化情況，識別該細胞處于有絲分裂的哪個時期。 (3)細胞核內(nèi)的染色體(質(zhì))易被堿性染料染色。,2實驗流程 (1)洋蔥根尖的培養(yǎng)：實驗前34 d，將洋蔥放在裝滿水的廣口瓶上，底部接觸水，把裝置放在溫暖的地方，經(jīng)常換水，以防爛根，待根長到5 cm時，取生長健壯的根尖制成臨時裝片觀察。,(2)裝片的制作：,(3)觀察：使用低倍鏡找到根尖分生區(qū)的細胞，然后換成高倍鏡，觀察分生區(qū)的各個細胞，并找到有絲分裂各個時期的細胞。 (4)繪圖：給出植物細胞有絲分裂中期簡圖。,3實驗注意事項 (1)取材時，剪取根尖應為23 mm，過長會包括伸長區(qū)，無細胞分裂； (2)解離時間不宜過長，否則根尖細胞的結構會遭到破壞； (3)漂洗是為洗去細胞內(nèi)部的鹽酸，因此要保證足夠的時間，否則會影響對染色體(質(zhì))的染色；,(4)壓片時要掌握好力度，過輕，細胞分散不開；過重，會壓壞玻片。 (5)對細胞有絲分裂的過程觀察不可能看到連續(xù)的分裂過程，因為在解離過程中細胞已經(jīng)死亡，觀察到的只是一個固定的時期，要不斷地移動裝片，在不同的視野中找到各個時期的分裂圖像，所以在制作裝片時要讓細胞分散成一層細胞，這樣才能找到各個分裂時期的細胞。,5(2012·山東高考)某小組進行觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂的實驗，下列關于該實驗的敘述正確的是( ) A鹽酸和酒精混合液主要起固定作用 B堿性染料吡羅紅(派洛寧)可用于染色體染色 C觀察到分裂末期細胞內(nèi)細胞板向四周擴展形成新的細胞壁 D細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)可作為判斷有絲分裂各時期的依據(jù),解析：鹽酸和酒精混合液主要起解離作用；吡羅紅可用于RNA染色，染色體的染色應用堿性染料龍膽紫或醋酸洋紅；此實驗中，細胞已失去活性，無法觀察到分裂末期細胞內(nèi)細胞板向四周擴展形成新的細胞壁的動態(tài)過程；通過在高倍顯微鏡下觀察各個時期細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)，可以判斷這些細胞分別處于細胞分裂的哪個時期。 答案：D,6取洋蔥根尖臨時裝片，欲在顯微鏡下觀察到細胞有絲分裂的前、中、后、末幾個時期，下列敘述正確的是( ) A應選一個處于間期的細胞，持續(xù)觀察它從間期到末期的全過程 B如果在低倍鏡下看不到細胞，可改用高倍鏡繼續(xù)尋找 C如果視野過暗，可轉(zhuǎn)動細準焦螺旋增加視野的亮度 D如果在一個視野中不能看全各個時期，可移動裝片從周圍細胞中尋找,解析：在顯微鏡下觀察細胞有絲分裂時，看到的是處于不同分裂時期的死細胞，所以選一個處于間期的細胞，并不能觀察到細胞進行持續(xù)分裂的全過程；低倍鏡下看到的視野范圍大，所以要先在低倍鏡下找到目標；通過調(diào)節(jié)光圈或反光鏡來調(diào)節(jié)視野亮度。 答案：D,7洋蔥(2n16)為二倍體植物。為比較不同處理方法對洋蔥根尖細胞分裂指數(shù)(即視野內(nèi)分裂期細胞數(shù)占細胞總數(shù)的百分比)的影響，某研究性學習小組進行了相關實驗，實驗步驟如下： 將洋蔥的老根去除，經(jīng)水培生根后取出。 將洋蔥分組同時轉(zhuǎn)入質(zhì)量分數(shù)為0.01%、0.1%秋水仙素溶液中，分別培養(yǎng)24 h、36 h、48 h；秋水仙素處理停止后再轉(zhuǎn)入清水中分別培養(yǎng)0 h、12 h、24 h、36 h。,剪取根尖，用Carnoy固定液(用3份無水乙醇、1份冰乙酸混勻)固定8 h，然后將根尖浸泡在1 mol/L鹽酸溶液中58 min。 將根尖取出，放入盛有清水的培養(yǎng)皿中漂洗。 用石炭酸品紅試劑染色。 制片、鏡檢；計數(shù)、拍照。,實驗結果：不同方法處理后的細胞分裂指數(shù)(%)如下表。,請分析上述實驗，回答有關問題： (1)步驟中，“將根尖浸泡在1 mol/L鹽酸溶液中”的作用是_。 (2)步驟為了獲得相應的觀察視野，鏡檢時正確的操作方法是_。 (3)根據(jù)所學的知識推測，石炭酸品紅試劑是一種_性染料。 (4)為了統(tǒng)計數(shù)據(jù)更加科學，計數(shù)時應采取的方法是_。,(5)根據(jù)上表結果可以得出如下初步結論： 質(zhì)量分數(shù)為_秋水仙素溶液誘導后的細胞分裂指數(shù)較高； 本實驗的各種處理中，提高細胞分裂指數(shù)的最佳方法是_。,解析：(1)步驟中鹽酸的作用是使組織中細胞相互分離開來。(2)步驟中鏡檢的正確操作方法是先在低倍鏡下觀察，緩慢移動裝片，當發(fā)現(xiàn)較為理想的視野后，停止移動裝片，換上高倍鏡再進行觀察。(3)步驟中使用石炭酸品紅試劑作為染色體的染色劑，故該試劑為堿性染料。(4)為了統(tǒng)計更科學，可在每組裝片觀察多個視野進行計數(shù)，取平均值。(5)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，使用質(zhì)量分數(shù)為0.01%的秋水仙素溶液處理細胞，細胞分裂指數(shù)較高。本實驗的各種處理中，提高細胞分裂指數(shù)的最佳方法是用0.01%的秋水仙素溶液誘導24 h，再在清水中培養(yǎng)36 h。,答案：(1)使組織中細胞相互分離開來 (2)先在低倍鏡下觀察，緩慢移動裝片，發(fā)現(xiàn)理想視野后換用高倍鏡 (3)堿 (4)每組裝片觀察多個視野進行計數(shù)，并取平均值 (5)0.01% 0.01%秋水仙素溶液誘導24 h，再在清水中培養(yǎng)36 h,1(2013·合肥檢測)與高等植物細胞有絲分裂相比，下列敘述中不是動物細胞有絲分裂顯著特點的是( ) A染色體經(jīng)過復制后精確均分到兩個子細胞中 B中心體周圍發(fā)射出星射線 C在細胞分裂末期，細胞縊裂成兩部分 D在細胞分裂前期，兩組中心粒分別移向細胞兩極,解析：高等植物細胞中沒有中心體，動物細胞中有中心體，在動物細胞有絲分裂前期，兩組中心粒分別移向細胞兩極，并發(fā)射出星射線形成紡錘體；末期縊裂形成兩個子細胞；不論是動物細胞的有絲分裂還是植物細胞的有絲分裂，都會將復制后的染色體精確均分到兩個子細胞中。 答案：A,2圖甲中，ab表示一個細胞周期，cd表示另一個細胞周期；按箭頭方向圖乙表示細胞周期。據(jù)圖分析，不正確的是( ),A處于圖甲、圖乙的細胞不會出現(xiàn)同源染色體分離 B處于圖甲a時期和圖乙BA時期的細胞可進行DNA復制 C處于圖甲、圖乙各時期的細胞一定有同源染色體的存在 D處于圖甲b時期的細胞，若著絲點分裂，染色體數(shù)目一定加倍,解析：圖甲中a和c、圖乙中BA時期都為細胞有絲分裂的間期，圖甲中b和d、圖乙中AB時期都為細胞有絲分裂的分裂期；在細胞的有絲分裂過程中，間期完成DNA復制和有關蛋白質(zhì)的合成，后期著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍；若某單倍體生物的體細胞進行有絲分裂，細胞中不一定有同源染色體存在。 答案：C,3.(2013·廈門模擬)右圖是蛙的紅細胞無絲分裂過程，和有絲分裂相比，下列敘述正確的是( ),A沒有DNA和染色體的復制 B分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘體和染色體的變化 C分裂過程中細胞核縊裂成兩個細胞核，因此子細胞中染色體減少一半 D無絲分裂只發(fā)生在原核生物的細胞分裂中，有絲分裂只發(fā)生在真核生物的細胞分裂中,解析：由無絲分裂產(chǎn)生的子細胞遺傳特性與親代細胞一樣，所以在分裂開始時也有DNA和染色質(zhì)的復制，只是分裂過程中沒有染色體和紡錘體的出現(xiàn)。 答案：B,4(2013·啟東模擬)細胞周期的運轉(zhuǎn)是十分有序的，是基因有序表達的結果?；虻挠行虮磉_，使進行有絲分裂的細胞按G1SG2M時期的順序周而復始地進行。下圖為細胞周期中的某種生理變化的發(fā)生與其對應時期的關系，其中表示正確的是( ),解析：細胞體積的增大發(fā)生在細胞分裂的間期、DNA的復制發(fā)生在細胞分裂間期的S期。染色體著絲點分裂和染色單體的分離發(fā)生在分裂期。一個細胞周期應從上一次分裂完成開始，到下一次分裂結束為止。 答案：B,5在一個細胞周期中，最可能發(fā)生在同一時期的是( ) A著絲點的分裂和細胞質(zhì)的分裂 B染色體數(shù)加倍和染色單體形成 C細胞板的出現(xiàn)和紡錘體的出現(xiàn) D染色體復制和中心粒復制,解析：著絲點的分裂發(fā)生在細胞分裂后期，細胞質(zhì)的分裂發(fā)生在細胞分裂末期；染色體數(shù)加倍發(fā)生在細胞分裂后期，染色單體形成發(fā)生在細胞分裂間期DNA復制時；細胞板的出現(xiàn)發(fā)生在細胞分裂末期，紡錘體的出現(xiàn)發(fā)生在細胞分裂前期；染色體復制和中心粒復制發(fā)生在細胞分裂間期。 答案：D,6下圖是同一細胞不同分裂時期的圖像，據(jù)圖分析，下列判斷正確的是 ( ) A圖表示一個完整的細胞周期 B若按分裂的先后順序排列，應為 C該細胞圖中有中心體、線粒體和高爾基體參與活動 D該細胞圖中有同源染色體的配對，圖過程發(fā)生了基因重組,解析：圖示僅為植物細胞分裂時期，不包括分裂間期，不能代表一個完整的細胞周期，故A錯誤；為分裂前期、為分裂末期、為分裂后期、為分裂中期，則細胞分裂的先后順序為，故B正確；該細胞圖中無中心體參與活動，故C錯誤；有絲分裂過程中，無同源染色體配對，無基因重組，故D錯誤。 答案：B,7(2013·鄭州模擬)下列關于動物細胞有絲分裂過程的敘述，錯誤的是( ) A分裂間期，完成了DNA分子的復制，細胞有適度的生長 B分裂前期，染色質(zhì)螺旋化形成染色體，此時，每條染色體上有兩條姐妹染色單體 C分裂后期，著絲點分裂，但細胞內(nèi)的DNA數(shù)目不變 D分裂末期，在赤道板的位置出現(xiàn)細胞板，細胞板逐漸形成新的細胞壁,解析：動物細胞分裂間期，完成DNA分子的復制，細胞有適度的生長；分裂前期，染色質(zhì)螺旋化形成染色體，此時，每條染色體上有兩條姐妹染色單體；分裂后期，著絲點分裂，但細胞內(nèi)的DNA數(shù)目不變；分裂末期，細胞膜中央向內(nèi)凹陷形成兩個子細胞，而植物細胞則在赤道板的位置出現(xiàn)細胞板，細胞板逐漸形成新的細胞壁。 答案：D,8(2013·江西六校聯(lián)考)下圖1表示美國J.Craig Venter研究所創(chuàng)造“人造生命”的過程，圖2是山羊細胞(假設2N4)的部分生命過程，請據(jù)圖回答問題。,(1)山羊細胞與山羊支原體細胞在結構上的根本區(qū)別是 _。 用甲基綠吡羅紅對山羊細胞進行染色，呈現(xiàn)紅色的部位是_。,(2)圖中子代細胞的遺傳物質(zhì)的基本組成單位是_。 (3)“人造生命”細胞具有的細胞器是_。 (4)圖2中C細胞所處的細胞分裂時期為_，含有_個染色體組，B細胞的子細胞是_ _。 (5)F、G細胞在形態(tài)和細胞內(nèi)_的種類和數(shù)量上出現(xiàn)了穩(wěn)定性差異，其根本原因是_ _。,解析：(1)山羊細胞是真核細胞，山羊支原體細胞是原核細胞，真核細胞有核膜包被的細胞核，原核細胞沒有。用甲基綠吡羅紅對山羊細胞進行染色，呈現(xiàn)紅色的部位是含有RNA的部位，即細胞質(zhì)。 (2)圖1中子代細胞的遺傳物質(zhì)是DNA，基本組成單位是脫氧核糖核苷酸。 (3)人造細胞用的是原核細胞，只是注入了DNA，其細胞器只有核糖體。,(4)圖2中C細胞所處的細胞分裂時期為有絲分裂的后期，含有4個染色體組。B細胞不均等分裂，且含有染色單體，是初級卵母細胞，子細胞是第一極體和次級卵母細胞。 (5)F、G細胞在形態(tài)和細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量上(不能答結構，結構不存在種類和數(shù)量)出現(xiàn)了穩(wěn)定性差異，其根本原因是基因的選擇性表達。,答案：(1)山羊細胞具有核膜包被的細胞核，而山羊支原體不具有 細胞質(zhì) (2)脫氧核糖核苷酸 (3)核糖體 (4)有絲分裂的后期 四 第一極體和次級卵母細胞 (5)蛋白質(zhì) 基因的選擇性表達,9如圖甲表示某生物細胞有絲分裂的模式圖，圖乙表示有絲分裂過程中不同時期每條染色體上DNA含量的變化，圖丙表示有絲分裂過程中某一時期染色體、染色單體和DNA'的關系，據(jù)圖回答：,(1)圖甲中有_對同源染色體，_個染色體組，所處時期位于圖乙的_段中，圖中m所在位置哪種細胞器較多？_。 (2)細胞分裂過程中需要利用大量的胸腺嘧啶脫氧核苷酸來完成_，此時細胞處于圖乙中_段，若用秋水仙素作用于圖乙中_段的某一時期，可使染色體數(shù)目加倍。,(3)圖丙對應圖乙中_段的某一時期，處于此分裂時期動植物細胞的區(qū)別主要是_形成的方式不同。 (4)若圖甲中移向細胞一極的染色體上分別有A、B、a和b四個基因，則圖甲細胞的基因型可表示為_，分裂后子細胞基因型為AaBb的概率為_(不考慮基因突變)。,解析： (1)圖甲屬于有絲分裂后期圖，位于圖乙的EF段中，由于著絲點的分裂，同源染色體對數(shù)和染色體組數(shù)均加倍，圖中有4對同源染色體，4個染色體組。由于細胞分裂需要消耗能量，所以甲中m處線粒體較多。(2)胸腺嘧啶脫氧核苷酸是DNA的基本組成單位之一，細胞分裂過程中需要利用大量的胸腺嘧啶脫氧核苷酸來完成DNA的復制，此時細胞處于有絲分裂間期，對應圖乙中BC段。秋水仙素能抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍，其作用的時期是有絲分裂前期，對應圖乙中CD段。,(3)圖丙中染色體、染色單體和DNA數(shù)量之比為122，處于細胞有絲分裂前期或中期，對應圖乙中的CD段。此時期植物細胞和動物細胞的主要區(qū)別是紡錘體形成的方式不同，植物細胞由細胞的兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體，動物細胞由中心體發(fā)出星射線形成紡錘體。(4)圖甲中移向細胞一極的染色體上分別有A、B、a和b四個基因，移向另一極的染色體上也有A、B、a和b四個基因，因而圖甲細胞的基因型可表示為AAaaBBbb。如不考慮基因突變，分裂后子細胞與親代細胞基因型相同，因而子細胞基因型為AaBb的概率為100%。,答案： (1)4 4 EF 線粒體 (2) DNA的復制 BC CD (3)CD 紡錘體 (4)AAaaBBbb 100%,