第6章細胞的生命歷程 考綱導讀 第1節(jié) 細胞的增殖 一 模擬探究細胞大小與物質運輸效率的關系1 實驗原理 用含有酚酞的大小不同的瓊脂塊模擬不同大小的細胞 以NaOH溶液模擬被細胞吸收的物質 探究細胞表面積與體積之比與 的關系 2 探究材料 邊長分別為3cm 2cm 1cm的正方體瓊 脂塊 物質運輸效率 3 實驗結果 邊長越長 NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊 的體積比就 越小 4 實驗結論 細胞的體積越大 表面積與體積之比就 細胞物質運輸效率就 二 細胞的增殖和細胞的生長 1 細胞周期 1 條件 的細胞 2 起點 一次分裂完成時開始 3 終點 下一次分裂完成時為止 越小 越低 連續(xù)分裂 細胞的表面積與體積 細胞核 2 細胞的生長 1 時間 分裂間期 2 特點 細胞不能無限長大 物質準備 的關系限制了細胞的長大 的控制作用有限所致 3 真核細胞增殖的方式 過程和意義 1 方式 無絲分裂 有絲分裂和減數(shù)分裂 2 過程 包括 和細胞分裂整個連續(xù)的過程 3 意義 是生物體 的基礎 生長 發(fā)育 繁殖 遺傳 三 細胞的有絲分裂 DNA的復制 有關蛋白質的合成 1 高等植物細胞有絲分裂的過程 染色質絲螺旋化形成染色體 核仁解體 核膜消失 細胞兩極發(fā)出紡錘絲 形成紡錘體 續(xù)表 染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上 染色體形態(tài)穩(wěn)定 數(shù)目清晰 著絲點 姐妹染色單體 續(xù)表 紡錘絲消失 形成新的核膜 核仁 細胞板 染色體解螺旋變成染色質 1 細胞板與赤道板 赤道板是細胞中央與紡錘體的中軸垂直的一個平面 只表示一個位置 不是真實存在的 在顯微鏡下觀察不到 細胞板是植物細胞有絲分裂末期 在赤道板位置通過高爾基體密集而形成的一種結構 它向四周擴展形成新的細胞壁 在顯微鏡下能觀察到該結構 它是植物細胞所特有的 是區(qū)別于動物細胞的標志 2 后期著絲點分裂不是紡錘絲牽引的結果 有絲分裂后期 染色體著絲點一分為二 是受生物體內遺傳物質控制的一種生理活動 并不是由紡錘絲牽引所致 2 動 植物細胞有絲分裂的區(qū)別 紡錘絲 中心體 星射線 細胞板 細胞膜 3 動物細胞與植物細胞在有絲分裂不同時期的圖像區(qū)別 3 與細胞有絲分裂有關的細胞器 染色體 遺傳性狀 4 有絲分裂的意義 將親代細胞的 經(jīng)過復制之后 精確地平均分配到兩個子細胞中 因而在細胞的親代和子代之間保持了 的穩(wěn)定性 延長 細胞核 染色體 四 無絲分裂1 過程 細胞核 核的中部向內凹進 縊裂成兩個 整個細胞從中部縊裂成兩個子細胞 2 特點 沒有出現(xiàn) 和紡錘絲的變化 3 實例 蛙紅細胞的分裂 判斷正誤 1 隨著細胞的生長 細胞表面積與體積的比值越來越大 2 有絲分裂過程中 同源染色體的配對通常發(fā)生在分裂前 期 3 無絲分裂過程核膜不消失 4 在細胞周期中 分裂間期的持續(xù)時間通常比分裂期的短 5 動物細胞分裂間期有DNA和中心體的復制 答案 1 2 3 4 5 考點一 細胞周期的表示方法 考點梳理 續(xù)表 高考探究 考向 細胞周期與細胞分裂期 典例1 2017年新課標 卷 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(xiàn)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(shù)生長期的培養(yǎng)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(xù)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(shù)生長期的培養(yǎng)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(xiàn)細胞周期同步化 經(jīng)秋水仙素處理的細胞 填 會 或 不會 被阻斷在間期 3 血清饑餓法 培養(yǎng)液中缺少血清可以使細胞周期停滯在間期 以實現(xiàn)細胞周期同步化 分裂間期的特點是 答出一點即可 解析 1 DNA復制發(fā)生在細胞分裂間期 DNA合成被阻斷后 處于分裂期的細胞不受影響 處于分裂間期的細胞受影響 2 秋水仙素通過抑制紡錘絲的形成來使染色體數(shù)目加倍 而紡錘絲形成于有絲分裂前期 經(jīng)秋水仙素處理的細胞不會被阻斷在間期 3 分裂間期的特點是相關蛋白合成 染色體進行復制 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 1 細胞分裂能力與細胞分化程度成負相關 早期胚胎細胞具有較強的分裂能力 成熟的細胞一般不分裂 不具細胞周期 2 減數(shù)分裂不具有周期性 考向預測 1 2016年浙江卷 下列關于高等動物細胞增殖的敘述 錯 誤的是 A 有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期 都進行1次染色質DNA的復制B 細胞周期的G2期已經(jīng)形成了1對中心體 在有絲分裂前期形成紡錘體C 染色體數(shù)為2n 24的性原細胞進行減數(shù)分裂 M 中期染色體數(shù)和染色體DNA分子數(shù)分別為12和24D 若在G2期某染色質的1個DNA分子發(fā)生片段缺失 則該細胞有絲分裂產(chǎn)生的2個子細胞均含有該異常DNA 解析 有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期 DNA都只復制一次 A正確 動物細胞在G2期已經(jīng)能觀察到一對中心體 前期彼此分離發(fā)出紡錘絲形成紡錘體 B正確 體細胞中染色體數(shù)為24 則減數(shù)第二次分裂的中期染色體數(shù)為12條 DNA有24個 C正確 G2期DNA已經(jīng)復制好 一條染色體上有2個DNA分子 如果其1個DNA分子發(fā)生片段缺失 則有絲分裂形成的2個子細胞只有一個細胞含有異常DNA D錯誤 答案 D 2 2017年湖南長沙模擬 下表所列為不同細胞的細胞周期 持續(xù)時間 h 據(jù)表分析可以得出的結論是 A 分裂期和細胞周期均最短的是腫瘤細胞B 分裂期占細胞周期時間比例最小的是十二指腸細胞C 不同種類細胞的細胞周期持續(xù)時間不同D 不同種類細胞的分裂都是同步進行的 解析 由表格可直接確定 A B都不正確 從信息中無法 得出不同種類細胞的分裂是同步的 D不正確 答案 C 3 在一個細胞周期中 可能發(fā)生在同一時期的變化是 A DNA復制和中心粒復制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 著絲點的分裂和同源染色體的分離解析 DNA復制和中心粒復制都發(fā)生在同一時期 間期 A正確 染色體加倍在后期 染色單體形成在間期 DNA復制后 兩者不在同一時期 B錯誤 細胞板出現(xiàn)是在末期 紡錘體出現(xiàn)是在前期 兩者不在同一時期 C錯誤 在減數(shù)分裂過程中 著絲點分裂是在減數(shù)第二次分裂后期 同源染色體分離是在減數(shù)第一次分裂后期 兩者不在同一時期 D錯誤 答案 A 4 下列據(jù)圖描述細胞周期的相關說法正確的是 甲 乙 丙 A 誘導細胞的基因突變可使用物理或化學方法 作用于 甲的S期或丙的a b段 B 一個完整的細胞周期是指乙的a b段或b c段 C 用秋水仙素作用于丙細胞可使細胞分裂停留在a b段D 細胞中含有染色單體的時間段是M或b d或a b段解析 誘導細胞的基因突變可使用物理或化學方法 作用于甲的S期或丙的b a段 一個完整的細胞周期是指乙的a b段或c d段 秋水仙素能抑制紡錘體的形成 使細胞分裂停留在a b段 圖中M或b d或a b段均表示分裂期 分裂期中 只有前期和中期存在染色單體 答案 C 考點二 有絲分裂過程中相關結構和數(shù)目的變化 考點梳理 1 細胞周期中幾種細胞結構的變化 1 紡錘體的變化 形成 前期 解體 末期 2 核膜 核仁的變化 解體 前期 重建 末期 3 有絲分裂過程中染色體行為的規(guī)律 2 有絲分裂各時期中DNA 染色體等的變化規(guī)律 1 數(shù)量變化 以二倍體生物為例 2 曲線變化 a b l m p q的變化原因都是DNA分子復制 g h n o r s的變化原因都是著絲點分裂 姐妹染 色單體分開 形成子染色體 c d i j的變化原因都是末期細胞一分為二 高考探究 考向 有絲分裂過程中細胞結構的變化 典例2 2014年江蘇卷 下圖為動物細胞分裂中某時期示意 圖 下列相關敘述正確的是 A 甲在分裂前期倍增并移向細胞兩極B 乙和丙在組成成分上差異很大C 該時期細胞中染色體數(shù)是體細胞染色體數(shù)的兩倍D 該時期通過核孔進入細胞核的物質減少 解析 圖示中甲為中心體 在分裂間期倍增 前期移向細胞兩極 A錯誤 乙為染色體 組成成分主要為DNA和蛋白質 丙為紡錘絲 組成成分主要是蛋白質 二者差異很大 B正確 由于有同源染色體存在 并且染色體整齊地排列在赤道板上 可以判斷該圖像處于有絲分裂中期 故該時期細胞中染色體數(shù)與體細胞相等 C錯誤 該時期核膜已解體 D錯誤 答案 B 考向預測 5 2017年江蘇卷 假如下圖是某生物體 2n 4 正常的細胞 分裂示意圖 下列有關敘述錯誤的是 A 該細胞處于減數(shù)第二次分裂后期B 若染色體 有基因A 則 有基因A或aC 若圖中的 表示X染色體 則 表示Y染色體D 該細胞產(chǎn)生的子細胞中有2對同源染色體 解析 該生物的體細胞有4條染色體 該細胞中有8條染色體 后者是前者的兩倍 說明該細胞處于有絲分裂后期 A錯誤 染色體 和 是同源染色體 其上有相同基因或等位基因 染色體 有基因A 則 上有基因A或a B正確 染色體 和 是同源染色體 但二者形態(tài)不同 則 和 為X染色體或Y染色體 若 表示X染色體 則 表示Y染色體 C正確 有絲分裂產(chǎn)生的子細胞與親代細胞相同 含有2對同源染色體 D正確 答案 A 6 2017年安徽蕪湖一模 下列3個圖表示有絲分裂細胞中不同時期染色體和DNA的數(shù)量關系 下列有關敘述不正確的 是 圖1 圖2 圖3 A 處于圖2中B C段的包含圖1所示細胞 圖1細胞中 有8條染色單體 B 完成圖2中C D段變化的細胞分裂時期是后期C 有絲分裂過程中不會出現(xiàn)圖3中d所示的情況 D 圖3中a可對應圖2中的B C段 圖3中c對應圖2 中的A B段 解析 圖1表示細胞有絲分裂中期 有8條染色單體 圖2表示每條染色體的DNA分子數(shù) A B段為間期的S期 B C段為間期的G2期 前期 中期 D E段為后期 末期 A正確 圖2中C D段變化的原因是著絲點分裂 B正確 染色體數(shù) DNA數(shù)為1 1或1 2 不會出現(xiàn)圖3中d所示的情況 C正確 圖3中a表示有絲分裂后期和末期 c表示間期的G1期 DNA復制之前 D錯誤 答案 D 7 2016年福建福州期中 下圖是某二倍體生物體細胞的不 同分裂圖像 對圖像的描述正確的是 A 甲 乙 丙細胞分別處于有絲分裂的前期 后期和中期B 甲 乙 丙細胞染色體 染色單體與DNA分子數(shù)比例都為1 2 1C 甲細胞進行中心體復制 發(fā)出星射線 形成了紡錘體D 該生物可能是低等植物細胞 解析 根據(jù)題圖的分析 甲 乙 丙細胞分別處于有絲分裂的前期 后期和中期 A正確 甲 丙兩細胞內染色體 染色單體與DNA分子數(shù)比例都為1 2 2 乙細胞中無染色單體 染色體 DNA 1 1 B錯誤 甲細胞處于有絲分裂前期 而中心體的復制發(fā)生在間期 C錯誤 該生物含有中心體 但無細胞壁 屬于動物細胞 D錯誤 答案 A 8 下圖是細胞有絲分裂過程中每條染色體上的DNA含量 變化圖解 下列敘述正確的是 A 在A B段主要進行蛋白質的合成 細胞生長速度快B 出現(xiàn)C D段變化的原因是細胞質分裂C 該細胞中 在B C段始終有染色單體存在D 若該細胞是植物細胞 則C D段高爾基體和內質網(wǎng)活動非?；钴S 解析 A B段主要進行DNA的復制 出現(xiàn)C D段的原因是著絲點分裂 姐妹染色單體成為子染色體 每條染色體上只含有1個DNA分子 B C段每條染色體上始終有2個DNA分子 說明每條染色體始終有2條姐妹染色單體 若該細胞是植物細胞 C D段為有絲分裂后期 而不是末期 末期時高爾基體和內質網(wǎng)活動才開始活躍 答案 C 9 下面圖1和圖2分別表示某一生物體內細胞有絲分裂圖像與圖解 其中字母表示時間點 O F時間段表示一個完整的細胞周期 請據(jù)圖回答問題 1 圖1所示的細胞變化發(fā)生在圖2中的 填字母 時期 圖1這種以圖畫形式直觀表達認識對象的特征的模型是 模型 2 O B時段為細胞有絲分裂的 期 此時細胞內發(fā)生的活動主要是 和 其中后者的發(fā)生與核糖體有直接關系 3 觀察植物細胞有絲分裂實驗中 需要用到的堿性染料是 持續(xù)觀察圖1所示的細胞 填 能 或 不能 觀察到下一個時期 4 圖中B C時段細胞核DNA 染色體與染色單體數(shù)目比例為 這種比例將持續(xù)到圖2的 點才可能開始變化 5 觀察染色體的形態(tài) 數(shù)目的最佳時期位于圖2中的具體時段是 請在圖3的虛線方框內畫出該時期高等植物細胞 正常體細胞染色體數(shù)目為4條 有絲分裂模式圖 答案 1 D E 物理 2 間 DNA復制 相關蛋白質合 成 3 醋酸洋紅液或龍膽紫溶液 不能 4 2 1 2 D 5 C D 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂1 實驗原理 1 在高等植物體內 有絲分裂常見于根尖 芽尖等分生區(qū)細胞 由于各個細胞的分裂是獨立進行的 因此在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時期的細胞 2 染色體容易被堿性染料 如龍膽紫溶液 著色 通過在高倍顯微鏡下觀察各個時期細胞內染色體 或染色質 的存在狀態(tài) 就可判斷這些細胞各處于有絲分裂的哪個時期 3 解離液 鹽酸和酒精的混合液 使組織中的細胞相互分離 開來 同時將細胞殺死并固定 2 實驗流程 1 洋蔥根尖的培養(yǎng) 實驗前3 4d 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5cm時 取生長健壯的根尖制成臨時裝片觀察 2 裝片的制作 3 實驗注意事項 1 選材時 需選分裂期在細胞周期中所占比例大的植物品種 剪取根尖時不宜過長 保證選取的是分生區(qū)細胞 2 解離時間要嚴格控制 解離時間不能太短 否則細胞間果膠未溶解 壓片時細胞不易分散 達不到效果 時間過長則細胞分離過度 過于酥軟 無法取出根尖進行染色和制片 3 控制染色時間和壓片的力量 染色時間太短 染色體或染色質不能完全著色 時間過長則使細胞核等其他部分充滿染色劑無法分辨染色體 壓片時用力必須恰當 過重時會將組織壓爛 過輕則細胞未分散 二者都影響觀察效果 4 觀察時不可能看到連續(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 繪制細胞分裂后期圖像應注意三點 移向兩極的染色體位置不能畫反 正確的應為染色體臂朝向中央 著絲點靠近兩極 上下對應的兩條子染色體的大小 形狀 顏色應完全相同 每一極同源染色體都應成對存在 二倍體生物 典例 2015年江蘇卷 中國水仙 Narcissustazettavar chinensis 是傳統(tǒng)觀賞花卉 由于其高度不育 只能進行無性繁殖 因而品種稀少 為了探究中國水仙只開花不結實的原因 有研究者開展了染色體核型分析實驗 先制作了臨時裝片進行鏡檢 拍照 再對照片中的染色體進行計數(shù) 歸類 排列 主要步驟如下 請回答下列問題 1 選取新生根尖作為實驗材料的主要原因是 2 實驗過程中用1mol L 1 HCl解離的目的是 3 該實驗采用卡寶品紅作為染色劑 與卡寶品紅具有相似作用的試劑有 填序號 雙縮脲試劑 醋酸洋紅液 龍膽紫溶液 秋水仙 素溶液 4 鏡檢時 應不斷移動裝片 以尋找處于 期且染 色體 的細胞進行拍照 5 由下圖核型分析結果 得出推論 中國水仙只開花不結實的原因是 根尖的臨時裝片 用1mol L 6 為了進一步驗證上述推論 可以優(yōu)先選用 填序號 作為實驗材料進行顯微觀察 花萼 花瓣 雌蕊 花藥 花芽 解析 1 本實驗研究的是水仙細胞的染色體核型 最好選擇處于分裂中期的細胞進行染色體觀察 實驗材料選取水仙新生根尖 因為新生根尖分生區(qū)細胞分裂旺盛 2 制作水仙新生 1 HCl解離的目的是使組織細胞相 互分離 3 制作臨時裝片過程中 染色的目的是使染色體 或染色質 著色 常用染色劑除卡寶品紅外 還有龍膽紫溶液和醋酸洋紅液 4 光學顯微鏡下觀察細胞中的染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期是有絲分裂中期 5 從圖中水仙染色體核型可以看出 水仙的體細胞中含有三個染色體組 應屬于三倍體 3N 30 植物 水仙在開花期間進行減數(shù)分裂的過程中出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會紊亂現(xiàn)象 極難產(chǎn)生含有完整染色體組的可育配子 所以中國水仙只開花不結實 6 通過直接顯微觀察能進行減數(shù)分裂的生物材料 可以進一步驗證上述推論 在提供的生物材料中 花萼 花瓣 花芽都不能進行減數(shù)分裂 雌蕊子房里的胚珠內與雄蕊的花藥內都有減數(shù)分裂發(fā)生 而觀察減數(shù)分裂使用的材料最好是雄性生殖器官 雄蕊 因為其雄配子多 容易觀察 植物雌蕊進行減數(shù)分裂的細胞數(shù)目很少 用它們作為實驗材料 不容易找到正在進行減數(shù)分裂的細胞 答案 1 新生根尖分生區(qū)細胞分裂旺盛 2 使組織細胞相互分離 3 4 中 分散良好 5 中國水仙是三倍體 減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂 不能產(chǎn)生正常生殖細胞 6 舉一反三 2017年山東日照調研 某小組進行觀察洋蔥根 尖分生組織細胞有絲分裂的實驗 下列敘述正確的是 A 鹽酸和酒精混合液主要起固定作用B 用堿性染料吡羅紅對染色體染色C 觀察到細胞分裂后期細胞板逐漸形成新的細胞壁D 細胞內染色體的存在狀態(tài)可作為判斷分裂時期的依據(jù) 解析 鹽酸和酒精混合液主要起解離作用 使用堿性染料龍膽紫溶液或醋酸洋紅液對染色體進行染色 在解離時細胞已經(jīng)死亡 因此 不能觀察到細胞板逐漸形成新的細胞壁 此外 細胞板是在末期形成的 在分裂期的前期 中期 后期和末期 染色體的存在狀態(tài)不同 因此 細胞內染色體的存在狀態(tài)可作為判斷分裂時期的依據(jù) 答案 D