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第11講　細(xì)胞的增殖 考試說(shuō)明 1.細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖的周期性(Ⅱ)。 2.細(xì)胞的無(wú)絲分裂(Ⅰ)。 3.細(xì)胞的有絲分裂(Ⅱ)。 4.實(shí)驗(yàn):(1)觀察細(xì)胞的有絲分裂。 (2)模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系。 ??考點(diǎn)一　細(xì)胞增殖的周期性 ?? 1.細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大 (1)模擬探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系 ①細(xì)胞模型:不同大小的　　　　　。 ②運(yùn)輸效率表示方法:。 ③檢測(cè)方法:酚酞遇NaOH呈　　　　　。 (2)細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因 ①細(xì)胞體積越大,其相對(duì)表面積越　　　　,細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率就越　　　　,因而限制了細(xì)胞的長(zhǎng)大。 ②　　　　　是細(xì)胞的控制中心,細(xì)胞核中的DNA不會(huì)隨著細(xì)胞體積的擴(kuò)大而增加。如果細(xì)胞太大,會(huì)造成細(xì)胞核負(fù)擔(dān)過(guò)重。 2.細(xì)胞增殖的細(xì)胞周期 　　　圖4-11-1　 3.細(xì)胞通過(guò)分裂進(jìn)行增殖 (1)過(guò)程:包括物質(zhì)準(zhǔn)備和　　　　　　整個(gè)連續(xù)的過(guò)程。 (2)方式:真核細(xì)胞的分裂方式包括　　　　　　、　　　　　　和減數(shù)分裂。 (3)意義: ①單細(xì)胞生物:通過(guò)　　　　　而繁衍。 ②多細(xì)胞生物: (　　　　　的基礎(chǔ)) 親代生殖細(xì)胞(　　　　　的基礎(chǔ)) 理性思維 1.[歸納與概括] 測(cè)定細(xì)胞周期的長(zhǎng)短時(shí),通常需要考慮溫度因素,原因是什么? 2.[歸納與概括] 據(jù)下表分析,若用下面三種細(xì)胞觀察細(xì)胞的有絲分裂,你會(huì)選擇哪種細(xì)胞?說(shuō)明理由。 細(xì)胞 分裂間期 分裂期 細(xì)胞周期 十二指腸細(xì)胞 13.5 1.8 15.3 腫瘤細(xì)胞 18.0 0.5 18.5 成纖維細(xì)胞 19.3 0.7 20.0 1.只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才具有細(xì)胞周期,如人體皮膚生發(fā)層細(xì)胞、造血干細(xì)胞等干細(xì)胞、癌細(xì)胞、植物根尖分生區(qū)(莖尖生長(zhǎng)點(diǎn))細(xì)胞等。只分裂一次便不再分裂的細(xì)胞、減數(shù)分裂形成的細(xì)胞都不具有細(xì)胞周期。高度分化的細(xì)胞也不具有細(xì)胞周期。 2.細(xì)胞周期各時(shí)期的劃分 (1)分裂 間期 (2)分裂期(M期):前期、中期、后期、末期。 3.細(xì)胞周期的表示方法 方法名稱 表示方法 用字母表示細(xì)胞周期 扇形圖 　A→B→C→A為一個(gè)細(xì)胞周期 直線圖 　a+b或c+d為一個(gè)細(xì)胞周期 坐標(biāo)圖 　a+b+c+d+e為一個(gè)細(xì)胞周期 柱形圖 　B組細(xì)胞處于分裂間期的S期,正在進(jìn)行DNA復(fù)制,C組細(xì)胞處于G2期或分裂期 特別提醒 (1)不同種類生物的細(xì)胞周期有很大差別。 (2)細(xì)胞周期中,間期所占的時(shí)間長(zhǎng),分裂期所占的時(shí)間短,因此觀察細(xì)胞所處時(shí)期時(shí),大部分都處于間期。 (3)分裂產(chǎn)生子細(xì)胞的三種去向:繼續(xù)分裂、暫不分裂、不再分裂(細(xì)胞分化)。 角度1　考查細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因及實(shí)驗(yàn)探究 1.在“探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系(瓊脂塊模擬細(xì)胞)”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,測(cè)量結(jié)果及計(jì)算結(jié)果如下表所示。根據(jù)表格分析,下列說(shuō)法正確的是 (　　) 瓊脂塊的 邊長(zhǎng)(cm) 比值(表面 積/體積) NaOH擴(kuò)散 的深度(cm) 比值(NaOH擴(kuò) 散的體積/整個(gè) 瓊脂塊的體積) 1 6 X a 2 3 Y b 3 2 Z c 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.X=Y=Z B.X>Y>Z C.a=b=c D.ab>c。 2.B　[解析] 題圖甲中,a和c段表示分裂間期,b和d段表示分裂期,其中a+b或c+d表示一個(gè)細(xì)胞周期,適宜濃度的秋水仙素使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍,可作用于b時(shí)期,A正確中。題圖甲中,a+b可表示一個(gè)細(xì)胞周期;圖乙中,按箭頭方向B→B表示一個(gè)細(xì)胞周期,B錯(cuò)誤。因體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,故處于圖甲、圖乙的細(xì)胞在各時(shí)期都有同源染色體,C正確。處于圖甲、圖乙的細(xì)胞在各時(shí)期都要消耗ATP,D正確。 考點(diǎn)二 【知識(shí)梳理】 1.①DNA復(fù)制　有關(guān)蛋白質(zhì)?、谏L(zhǎng) ①核膜、核仁?、谌旧w?、奂?xì)胞兩極　中心體 ①著絲點(diǎn)?、诜€(wěn)定 ①著絲點(diǎn)　姐妹染色單體?、谝葡騼蓸O ①核膜、核仁?、谌旧|(zhì)?、奂忓N體?、芗?xì)胞板　細(xì)胞膜 2.紡錘絲　中心體　細(xì)胞板　縊裂 3.染色體　遺傳性狀 4.染色體　紡錘體　蛙的紅細(xì)胞　細(xì)胞核　中部 正誤辨析 1.　2.　3.　4.√　5. [解析] 1.在動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂前期能觀察到由星射線形成的紡錘體。 2.在植物細(xì)胞有絲分裂末期形成了細(xì)胞板。 3.無(wú)絲分裂也是真核細(xì)胞所特有的分裂方式。 5.動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中染色體的形態(tài)、數(shù)目變化相同。 理性思維 ①~⑤細(xì)胞中,精子(圖①)經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生,其細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目只有體細(xì)胞的一半,減數(shù)分裂不具有周期性。 【命題角度】 1.B　[解析] 染色單體形成于間期,消失于后期,A正確;菠菜是高等植物,其細(xì)胞中不含有中心體,B錯(cuò)誤;在有絲分裂間期進(jìn)行DNA復(fù)制,此時(shí)外界不利因素容易引起基因突變,C正確;植物細(xì)胞有絲分裂末期,高爾基體與細(xì)胞壁的形成有關(guān),D正確。 2.D　[解析] 女性色盲患者的體細(xì)胞分裂后期含有4個(gè)Xb基因,A錯(cuò)誤;同源染色體的聯(lián)會(huì)和交叉互換發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期,B錯(cuò)誤;處于分裂中期的細(xì)胞中染色體數(shù)目與體細(xì)胞的相同,處于分裂后期的細(xì)胞中染色體數(shù)目為體細(xì)胞的兩倍,C錯(cuò)誤;有絲分裂間期,DNA復(fù)制,核DNA數(shù)目為92個(gè),細(xì)胞中DNA分布在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中,因此有絲分裂后期,一個(gè)細(xì)胞中的DNA分子數(shù)多于92個(gè),D正確。 3.C　[解析] a表示前期,核仁逐漸解體,核膜逐漸消失,f表示間期,b、e都表示有絲分裂末期,但植物細(xì)胞有絲分裂末期出現(xiàn)細(xì)胞板,細(xì)胞膜不向內(nèi)凹陷,故細(xì)胞b的圖像錯(cuò)誤,c、d都表示有絲分裂后期,高等植物細(xì)胞沒(méi)有中心體,故細(xì)胞d的圖像錯(cuò)誤。正確的細(xì)胞分裂順序是f→a→c→e。秋水仙素作用于前期,抑制紡錘體的形成,使染色體數(shù)目加倍。 4.D　[解析] 由題圖可知,該生物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁,不是植物細(xì)胞;乙細(xì)胞中染色體數(shù)、染色單體數(shù)與DNA分子數(shù)比例為1∶0∶1;中心體在間期倍增,而甲細(xì)胞處于前期。 5.D　[解析] 癌細(xì)胞的分裂方式為有絲分裂,核DNA含量為2n的細(xì)胞處于有絲分裂G1期,核DNA含量為2n~4n的細(xì)胞正在進(jìn)行DNA復(fù)制,處于有絲分裂S期,核DNA含量為4n的細(xì)胞處于有絲分裂的G2期和前、中、后、末期,若抑制DNA復(fù)制,核DNA含量為4n的細(xì)胞所占比例會(huì)減少。 6.C　[解析] 圖甲中的C→D段包括有絲分裂G2期、前期和中期,中期是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期,A正確;圖甲中D→E段形成的原因是著絲點(diǎn)分裂,此時(shí)細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍,但核DNA含量不變,B正確;圖乙中a表示有絲分裂后期、末期,對(duì)應(yīng)圖甲中的E→F段,c時(shí)期染色體與核DNA的量比a時(shí)期減少一半,對(duì)應(yīng)圖甲中的A→B段,C錯(cuò)誤;圖乙中d表示染色體∶DNA=2∶1,有絲分裂過(guò)程中不存在這種情況,D正確。 考點(diǎn)三 思維拓展 1.顯微鏡下觀察到的都是死細(xì)胞,不能看到細(xì)胞分裂的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。若視野中找不到某一時(shí)期的細(xì)胞,可通過(guò)移動(dòng)裝片從鄰近的區(qū)域中尋找。 2.間期歷時(shí)長(zhǎng),分裂期歷時(shí)短。 3.中期染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰,是觀察染色體的最佳時(shí)期。 【命題角度】 1.D　[解析] 甲過(guò)程為解離,所用試劑用15%鹽酸和95%酒精按1∶1比例混合制成,A錯(cuò)誤;醋酸洋紅液將染色體染成紅色,B錯(cuò)誤;蓋上蓋玻片還要再加一塊載玻片,再用拇指按壓,C錯(cuò)誤;分裂間期占細(xì)胞周期的大部分時(shí)間,分裂期占細(xì)胞周期的少部分時(shí)間,所以在顯微鏡下觀察只有少數(shù)呈正方形的細(xì)胞能看到染色體,D正確。 2.C　[解析] 該實(shí)驗(yàn)中未找到發(fā)生分裂的細(xì)胞,說(shuō)明原因不是染色體著色不深,A錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)中觀察到細(xì)胞排列不夠緊密,可見(jiàn)細(xì)胞沒(méi)有重疊在一起,說(shuō)明原因不是裝片未制作好,B錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)中觀察到的細(xì)胞體積較大且排列不夠緊密,可見(jiàn)其觀察到的不是分生區(qū)細(xì)胞,C正確;細(xì)胞周期中分裂間期所占時(shí)間更長(zhǎng),但仍然可以找到分生區(qū)的細(xì)胞,D錯(cuò)誤。 歷年真題明考向 1.C　[解析] 本題考查細(xì)胞周期和減數(shù)分裂的相關(guān)知識(shí)。等位基因的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期,A項(xiàng)錯(cuò)誤。植物細(xì)胞有絲分裂中紡錘絲出現(xiàn)在分裂前期,B項(xiàng)錯(cuò)誤。染色體高度螺旋化使DNA分子不容易解旋復(fù)制,C項(xiàng)正確。細(xì)胞周期中間期時(shí)間長(zhǎng),分裂期時(shí)間短,染色體存在于分裂期,染色質(zhì)存在于分裂間期,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.C　[解析] 二倍體生物細(xì)胞進(jìn)行著絲點(diǎn)分裂時(shí),細(xì)胞處于有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期,前者細(xì)胞中存在同源染色體,A項(xiàng)錯(cuò)誤。著絲點(diǎn)分裂導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍,但DNA數(shù)目不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤。DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制,則DNA中一定有一條母鏈和一條子鏈,C項(xiàng)正確。有絲分裂后期染色體數(shù)目增加,是體細(xì)胞染色體數(shù)目的2倍,減數(shù)第二次分裂后期,染色體數(shù)也暫時(shí)加倍,但與體細(xì)胞中染色體數(shù)相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.B　[解析] 圖示細(xì)胞中甲是中心體,它在間期復(fù)制倍增,有絲分裂前期移向細(xì)胞兩極,A項(xiàng)錯(cuò)誤。乙是染色體,其成分是DNA和蛋白質(zhì),丙是星射線,其成分為蛋白質(zhì),所以二者組成成分差異大,B項(xiàng)正確。圖示該時(shí)期著絲點(diǎn)都排在赤道板上且有同源染色體,判定細(xì)胞處于有絲分裂中期,所以該時(shí)期細(xì)胞中染色體數(shù)目和體細(xì)胞染色體數(shù)目相同,C項(xiàng)錯(cuò)誤。核膜在有絲分裂前期就已經(jīng)解體,圖示中期細(xì)胞物質(zhì)無(wú)須經(jīng)過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞核,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.B　[解析] 赤道板不是細(xì)胞結(jié)構(gòu),是一個(gè)假想的平面,故A錯(cuò)誤;有絲分裂間期DNA復(fù)制需要解旋酶,故B正確;有絲分裂過(guò)程中同源染色體不會(huì)發(fā)生聯(lián)會(huì),故C錯(cuò)誤;在細(xì)胞周期中分裂間期大約占90%~95%,故D錯(cuò)誤。 5.A　[解析] 本題考查細(xì)胞有絲分裂的相關(guān)內(nèi)容,屬于理解能力。細(xì)胞分裂間期有DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白質(zhì)的合成,動(dòng)物細(xì)胞還有中心體的復(fù)制,A項(xiàng)正確;分裂間期DNA復(fù)制,其含量加倍,分裂后期著絲點(diǎn)分裂,染色體組數(shù)加倍,B項(xiàng)錯(cuò)誤;紡錘體形成于分裂前期,消失于分裂末期,C項(xiàng)錯(cuò)誤;染色單體形成于分裂間期染色體復(fù)制時(shí),消失于分裂后期著絲點(diǎn)分裂時(shí),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6.(1)分裂　間(或S) (2)紡錘體形成　不會(huì) (3)完成DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,為分裂期準(zhǔn)備物質(zhì) [解析] (1)DNA的復(fù)制發(fā)生在分裂間期,用DNA合成可逆抑制劑處理細(xì)胞,DNA的復(fù)制終止,停留在分裂間期。但分裂期的細(xì)胞不受影響而繼續(xù)細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn),直至下一個(gè)細(xì)胞周期的間期時(shí)停滯。(2)秋水仙素的作用原理是抑制分裂前期細(xì)胞中紡錘體的形成,用秋水仙素處理的細(xì)胞不會(huì)被阻斷在分裂間期。(3)分裂間期時(shí)長(zhǎng)大約占整個(gè)細(xì)胞周期時(shí)長(zhǎng)的90%~95%,為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備,完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,同時(shí)細(xì)胞有適度的生長(zhǎng)。 1.下列有關(guān)細(xì)胞周期的說(shuō)法,正確的是 (　　) A.誘導(dǎo)細(xì)胞的基因突變可使用物理或化學(xué)方法,作用于甲的S期或丙的A→B段 B.一個(gè)完整的細(xì)胞周期是指乙的a+b段或b+c段 C.用秋水仙素作用于細(xì)胞可使細(xì)胞分裂停留在圖丙的A→B段 D.細(xì)胞中含有染色單體的時(shí)間段是M或b、d或A→B段 [解析] C　誘導(dǎo)細(xì)胞的基因突變可使用物理或化學(xué)方法,作用于甲的S期或丙的B→A段;一個(gè)完整的細(xì)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(xì)胞分裂不能順利進(jìn)行,從而使細(xì)胞不能一分為二;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。 2.圖①表示某動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞周期各階段的時(shí)長(zhǎng)及DNA含量的變化,圖②表示從細(xì)胞周期中的某個(gè)時(shí)刻取出若干個(gè)細(xì)胞,測(cè)定出的每個(gè)細(xì)胞的DNA含量。下列分析不正確的是 (　　) A.圖②中乙組細(xì)胞所處的時(shí)期相當(dāng)于圖①中細(xì)胞周期的S期 B.用適宜濃度的秋水仙素處理一段時(shí)間后,圖②中丙組細(xì)胞數(shù)目將增加 C.圖②丙組中只有部分細(xì)胞的染色體數(shù)目是正常體細(xì)胞的兩倍 D.若用藥物阻斷細(xì)胞周期的S期,則圖②中丙組細(xì)胞將增多 [解析] D　圖①中S期為DNA復(fù)制期,圖②中乙組細(xì)胞正在進(jìn)行DNA復(fù)制,A項(xiàng)正確;秋水仙素抑制紡錘體的形成,使細(xì)胞內(nèi)染色體不能均分到細(xì)胞兩極,細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍,所以用秋水仙素處理會(huì)導(dǎo)致圖②中丙組細(xì)胞數(shù)目增加,B項(xiàng)正確;圖②中丙組細(xì)胞處于G2期或分裂期,G2期、前期與中期時(shí),一條染色體含有兩條染色單體、2個(gè)DNA分子,此時(shí)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)與正常體細(xì)胞相同,只有處于后期和末期的細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍,是正常體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)的兩倍,C項(xiàng)正確;用藥物阻斷S期,丙組細(xì)胞減少,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.某些有毒物質(zhì)能誘導(dǎo)真核細(xì)胞在分裂過(guò)程中產(chǎn)生微核。微核是由斷裂的染色體形成的橢圓形異常結(jié)構(gòu),游離于細(xì)胞核之外,光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)。某生物小組為了探究香煙焦油能否誘導(dǎo)微核產(chǎn)生,完成了如下實(shí)驗(yàn): 第一步:萃取獲得香煙中的焦油,用醋酸丙酯將其溶解后,再用蒸餾水稀釋,配制成一系列濃度的焦油溶液。各取等量溶液分別加入燒杯A、B、C、D中。將醋酸丙酯與蒸餾水混合后取等量加入燒杯E中。取等量蒸餾水加入燒杯F中。 第二步:將6個(gè)狀況相同、幼根已培養(yǎng)至1 cm的洋蔥,分別置于上述6個(gè)燒杯中培養(yǎng)較長(zhǎng)且相同時(shí)間,然后從每個(gè)洋蔥上隨機(jī)取根尖(2~3 mm)數(shù)根制作臨時(shí)裝片。 第三步:鏡檢,并記錄出現(xiàn)微核的細(xì)胞所占的比例(微核率),計(jì)算每組平均值。結(jié)果如下表所示: 燒杯編號(hào) A B C D E F 焦油濃度(μg/mL) 50 100 200 300 0 0 平均微核率(‰) 12.55 14.93 17.32 20.14 3.58 3.59 (1)用洋蔥根尖制作臨時(shí)裝片的一般步驟為　　　　　　　　　　　　　　。 (2)對(duì)A、B、C、D四組而言,E組與F組哪組是對(duì)照組?　　　　。將E組與F組比較,作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)該實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 [答案] (1)解離→漂洗→染色→制片 (2)E組　排除醋酸丙酯的影響 (3)香煙焦油能誘導(dǎo)微核產(chǎn)生,且濃度越高誘導(dǎo)作用越強(qiáng) [解析] 制作洋蔥根尖臨時(shí)裝片的一般步驟為解離→漂洗→染色→制片。該實(shí)驗(yàn)的自變量是不同濃度的焦油,但焦油溶解在醋酸丙酯中,為了排除溶劑醋酸丙酯對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,設(shè)立了F組作為對(duì)照組。通過(guò)分析表格中的數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是香煙焦油能誘導(dǎo)微核產(chǎn)生,且濃度越高誘導(dǎo)作用越強(qiáng)。