届高考生物一轮复习第12讲细胞的有丝分裂培优学案Word文件下载.docx

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用字母表示细胞周期

扇形图

A→B→C→A为一个细胞周期

直线图

a＋b或c＋d为一个细胞周期

续表

坐标图

a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期

柱形图

B组细胞处于分裂间期，正在进行DNA复制，C组细胞多数处于分裂期，A组细胞为细胞分裂末期和未进行DNA复制的细胞

3．有丝分裂过程

4．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用

名称

生物类型

作用时期

生理作用

核糖体

动物、植物

主要是间期

合成相关蛋白质

线粒体

整个细胞周期

提供能量

高尔

基体

植物

末期

与细胞壁（板）

的形成有关

中心体

动物、低

等植物

前期

与纺锤体的

形成有关

5．有丝分裂的意义

亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间遗传性状的稳定性。

6．无丝分裂

（1）过程：

细胞核延长，核中部向内凹进，缢裂成为两个细胞核，整个细胞从中部缢裂为两个子细胞。

（2）特点：

没有出现染色体和纺锤丝的变化。

（3）实例：

蛙红细胞的无丝分裂。

三、观察植物细胞有丝分裂

1．实验原理

（1）用高倍显微镜观察高等植物体分生区细胞的有丝分裂，并根据各个时期内染色体的变化情况，识别细胞处于有丝分裂的哪个时期。

（2）细胞核内的染色体容易被碱性染料染色，便于观察。

2．实验步骤

（1）洋葱根尖的培养：

实验前3～4d，待根长约5cm。

（2）装片的制作

（3）观察

①低倍镜观察：

根据根尖特点找到分生区细胞。

②高倍镜观察：

先找中期，再找前、后、末期细胞，最后找间期细胞。

（4）绘图：

绘制植物细胞有丝分裂中期简图。

◆　深入思考

1．着丝点分裂是由于纺锤丝牵拉的结果吗？

提示　不是。

例如教材中秋水仙素会抑制纺锤体形成，但在后期着丝点一样会分裂，染色体数加倍。

2．实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换？

并说明原因。

提示　不能。

漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸，有利于碱性染料的着色，若二者顺序颠倒，解离液中的盐酸会影响染色的效果。

3．在制片时两次用到载玻片，作用分别是什么？

提示　第一次放置根尖；

第二次是在盖玻片上加载玻片。

用拇指轻轻按压，目的是使细胞均匀分散，避免压碎盖玻片。

◆　自查诊断

1．细胞体积增大，与外界物质交换效率提高。

（　　）

答案　×

2．赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构。

3．无丝分裂发生在原核细胞中，且无DNA复制。

4．在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期。

答案　√

5．动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态变化不同。

板块二　考点·

题型突破

考点1

细胞的生长和细胞周期

[2015·

浙江高考]下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述，正确的是（　　）

A．不同生物的细胞大小和数目不同，但细胞周期长短相同

B．同一生物各种组织的细胞周期长短相同，但G1、S、G2和M期长短不同

C．若在G2期加入DNA合成抑制剂，则有丝分裂前期每个染色体仍含有2条染色单体，子细胞染色体数目与母细胞的相同

D．减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对，每个染色体含有4条染色单体，子细胞染色体数目为母细胞的一半

[解析]　不同生物的细胞大小和数目不同，细胞周期长短也不同，A错误；

同一生物各组织的细胞周期长短不同，G1、S、G2和M期长短不同，B错误；

DNA的复制发生在S期，在G2期加入DNA合成抑制剂对细胞分裂无影响，C正确；

减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对，每个染色体有2条染色单体，D错误。

[答案]　C

题型一　细胞不能无限长大的原因

1．[2017·

南昌模拟]以下有关细胞大小和分裂的叙述，正确的是（　　）

A．细胞体积越小，表面积也越小，物质运输效率越低

B．原核细胞只能通过无丝分裂增加数目

C．人的成熟红细胞可以进行有丝分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂

D．细胞不能无限长大的原因之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加

答案　D

解析　细胞体积越小，表面积也越小，但相对表面积越大，物质运输效率越高，A错误；

原核细胞可通过二分裂增加数目，无丝分裂是真核细胞的分裂方式，B错误；

人的成熟红细胞为高度分化的细胞且没有细胞核，不能再进行分裂，C错误；

细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，这是细胞不能无限长大的原因之一，D正确。

技法提升

　模拟探究细胞表面积与体积关系的相关说明

（1）琼脂块大小模拟细胞大小，NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。

（2）物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。

3在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内“扩散的速率”是相同的。

4NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。

5实验结论,细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间物质交流的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。

题型二　细胞周期的判断

2．[2018·

成都七中零诊]如图是某高等动物细胞有丝分裂周期图，下列说法不正确的是（　　）

A．A→A可表示一个细胞周期

B．A→C过程中细胞内核糖体、线粒体活动活跃

C．A处形成的子细胞多数进入下一次有丝分裂

D．植物根尖分生区细胞不具有细胞周期

解析　细胞周期是连续分裂的细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂完成为止，分析题图可知，由A→A表示一个细胞周期，A正确；

A→C过程表示分裂间期，主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，所以细胞内核糖体、线粒体活动活跃，B正确；

有丝分裂形成的子细胞大多数会立即进入下一个细胞周期，C正确；

植物根尖分生区细胞有较强的分裂能力，可以连续进行有丝分裂，故具有细胞周期，D错误。

3．[2017·

黄山模拟]下列据图描述细胞周期的相关说法，正确的是（　　）

A．诱导细胞的基因突变可使用物理或化学方法，作用于甲的S期或丙的a→b段

B．一个完整的细胞周期是指乙的a＋b段或b＋c段

C．秋水仙素可作用于丙细胞的a→b段

D．细胞中含有染色单体的时间段是M或b、d或a→b段

答案　C

解析　诱导细胞的基因突变可使用物理或化学方法，作用于甲的S期或丙的b→a段，A错误；

一个完整的细胞周期是指乙的a＋b段或c＋d段，B错误；

秋水仙素能抑制细胞分裂前期纺锤体的形成，即a→b段，C正确；

图中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单体，D错误。

1.判断一个完整的细胞周期的方法

（1）“先长后短”：

一个细胞周期一定要先经过一个长的间期，再经过一个短的分裂期。

（2）“终点到终点”：

从完成时开始，到完成时结束，为一个细胞周期。

（3）“先复制后分裂”：

一个细胞周期一定要先完成DNA的复制，才能完成细胞的分裂。

2．解答有关细胞周期的三个技巧

（1）只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，高度分化的体细胞（如神经、肌肉细胞）和减数分裂产生的生殖细胞不具有细胞周期。

（2）细胞周期的长短由遗传物质决定，同时受环境因素影响。

（3）在观察有丝分裂时，应选择分裂期相对较长的材料，有利于观察到处于不同分裂时期的图像。

3．细胞周期中的三种变化分析策略

（1）基因突变：

在细胞分裂间期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。

（2）染色体变异：

在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。

（3）细胞癌变：

用药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。

题型三　细胞周期同位素标记问题

4．科学家在研究蚕豆根尖分生区细胞的有丝分裂周期时，分别用放射性同位素15N标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸（15NTdR）、32P标记尿嘧啶核糖核苷酸（32PUdR），把两种核苷酸被细胞利用的速率绘成如图1所示的曲线。

已知蚕豆根尖细胞有丝分裂周期为20h。

培养20h后，根据细胞核中的DNA相对含量不同，将细胞分为三组，每组的细胞数如图2所示。

下列对结果的分析，不正确的是（　　）

A．图1中处于ac段的细胞属于图2中的甲组细胞，此时RNA聚合酶活性高

B．图2中乙组细胞处于图1中ce段，此阶段细胞最容易发生基因突变

C．图2丙组细胞中只有部分细胞的细胞膜从中部向内凹陷

D．蚕豆根尖细胞有丝分裂周期中，分裂期时间不超过6h

解析　图1中ac段细胞利用32PUdR的速率较快，说明细胞在进行RNA的合成，细胞中RNA聚合酶活性高，此时细胞处于G1期，细胞中DNA含量为2C，属于图2中的甲组细胞，A正确；

图1中ce段细胞利用15NTdR的速率较快，说明细胞正在进行DNA复制，此阶段细胞最容易发生基因突变，此时细胞处于S期，细胞中DNA含量为2C～4C，属于图2中的乙组细胞，B正确；

图2丙组细胞中DNA含量为4C，即DNA含量已加倍，说明细胞可能处于G2期、前期、中期及后期，由于蚕豆根尖细胞是植物细胞，故不存在细胞膜从中部向内凹陷的现象，C错误；

由图1可知分裂间期时间大于14h，而整个细胞周期为20h，所以分裂期时间不超过6h，D正确。

考点2

有丝分裂过程及相关结构和数量的变化

[江苏高考]如图为动物细胞分裂中某时期示意图，下列相关叙述正确的是（　　）

A．甲在分裂前期倍增并移向细胞两极

B．乙和丙在组成成分上差异很大

C．该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍

D．该时期通过核孔进入细胞核的物质减少

[解析]　甲（中心体）的倍增发生在间期，A错误；

乙（染色体，主要由DNA和蛋白质组成）与丙（纺锤丝，由蛋白质组成）在组成成分上差异很大，B正确；

该细胞处于有丝分裂中期，其染色体数与体细胞染色体数相同，C错误；

该细胞所处时期没有核膜和核孔，D错误。

[答案]　B

题型一　有丝分裂过程及各时期特征分析

1．在细胞增殖过程中，染色体和DNA都有复制和加倍的过程，下列相关叙述不正确的是（　　）

A．染色体复制后其数量是之前的二倍

B．细胞中b、d过程发生在细胞分裂间期

C．细胞中a过程发生在细胞分裂间期，c过程发生在细胞分裂后期

D．染色体复制的实质是DNA数量的加倍

答案　A

解析　染色体复制前含一个DNA分子，复制后含两个DNA分子，着丝点数目并不增加，复制前后都是一条染色体，因此，通过复制染色体的数量并不增加，而DNA分子的数量加倍，A错误，D正确；

DNA的复制与加倍是同一过程，发生在细胞分裂间期，B正确；

染色体复制发生在间期，后期着丝点一分为二，染色体数目加倍，C正确。

2．关于细胞有丝分裂的叙述，正确的是（　　）

A．赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构

B．有丝分裂间期DNA复制的过程需要解旋酶的参与

C．有丝分裂中期，发生联会的同源染色体排列在赤道板上

D．在细胞周期中，分裂间期的持续时间通常比分裂期的短

答案　B

解析　有丝分裂过程中提到的赤道板只是个位置，没有真正的结构存在，A错误；

细胞在有丝分裂间期进行的DNA分子复制需要解旋酶的参与，B正确；

有丝分裂过程中没有同源染色体的联会，C错误；

在细胞分裂周期中间期占的比例较大，D错误。

易错警示

　有丝分裂过程中相关物质的变化规律

细胞结构

变化规律

纺锤体

形成（前期）→消失（末期）

核膜、核仁

消失（前期）→重建（末期）

染色体

出现（前期）→消失（末期）

染色单体

形成（间期）→出现（前期）→消失（后期）

题型二　细胞图像分析

3．如图所示，有关细胞有丝分裂的描述正确的是（　　）

A．具有姐妹染色单体的只有e

B．在b时期实现了细胞中的DNA和染色体数目的加倍

C．细胞有丝分裂的顺序是c→e→a→b→d

D．观察和计数染色体数目的最佳时期是e

解析　图中a、e时期均含姐妹染色单体，A错误；

b时期染色体数目加倍，c时期DNA数目加倍，B错误；

细胞有丝分裂顺序应为c→a→e→b→d，C错误；

观察和计数染色体数目的最佳时期是有丝分裂中期，即e，D正确。

4．下图是某动物细胞有丝分裂模式图，有关叙述不正确的是（　　）

A．上述细胞有丝分裂的顺序是甲、丁、乙、丙

B．显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期

C．开始出现染色体的时期是丁；

染色体开始转变成染色质形态的时期是丙

D．若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能是作用于丙图

解析　题图中甲为间期，乙为后期，丙为末期，丁为前期，所以图中细胞有丝分裂的顺序是甲、丁、乙、丙，A正确；

间期持续的时间长，所以显微镜下观察到最多的细胞处于间期（甲时期），B正确；

开始出现染色体的时期是前期（丁时期），染色体开始解螺旋转变成染色质形态的时期是末期（丙时期），C正确；

纺锤体形成于前期，若某药物可抑制纺锤体形成，作用的应是前期（丁时期），D错误。

　“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像

题型三　有丝分裂过程中DNA、染色体含量变化的曲线图

5．[2017·

浙江名校联考]如图为某二倍体植物细胞有丝分裂过程中有关数量的变化情况，据图分析以下叙述正确的是（　　）

A．DE时间段染色单体数是AB时间段的两倍

B．AB、BC、CD三个时间段细胞都有水生成，并且来源完全相同

C．FG段染色体组数是该生物正常染色体组数的两倍

D．若用秋水仙素处理该植物，会抑制分裂后期着丝点的分裂

解析　DE时间段每条染色体上有两条姐妹染色单体，AB时间段DNA还没有复制，不存在姐妹染色单体，所以不存在倍数关系，A错误；

三个阶段都有有氧呼吸产生的水，AB段是DNA复制之前，此阶段进行RNA和有关蛋白质的合成，此阶段生成的水主要是氨基酸的脱水缩合和核糖核苷酸形成单链产生的水，BC段是DNA复制，此阶段生成的水主要是脱氧核糖核苷酸形成链产生的水，CD段是有丝分裂前期，主要是有氧呼吸产生水，故AB、BC、CD三个时间段都有水生成，并且来源不完全相同，B错误；

FG段属于有丝分裂后期，染色体组数是正常体细胞的两倍，C正确；

秋水仙素抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍，D错误。

6．[2017·

湖北重点中学联考]右图为与有丝分裂相关的坐标曲线。

相关说法错误的是（　　）

A．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则c→d过程细胞中核DNA含量不变

B．若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则e点时一条染色体中DNA的含量与a点相同

C．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则a→c过程染色体数目不变

D．若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则a→c过程染色体数目不变

解析　若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则a→b表示DNA复制，c→d表示着丝点分裂，着丝点分裂后染色体数目加倍，但细胞中核DNA含量不变，a→c段染色体数目不变，A、C正确；

若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则a→b表示DNA复制，c→d表示细胞分裂成两个子细胞的过程，着丝点分裂发生在b→c段，因此a→c过程含有丝分裂后期染色体数目加倍的时期，D错误；

若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，e点与a点，每条染色体都含有1个DNA，B正确。

1.模型法表示有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的数量变化

2．有丝分裂中DNA含量变化的两种曲线变式

（1）图2表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线，图中ef段处于间期，fg段表示含有姐妹染色单体的时期，即有丝分裂的G2期、前期和中期，hi段表示有丝分裂的后期和末期。

（2）图3是图2的变式，在有染色单体时，染色体与核DNA数目之比为1∶2，不存在染色单体的时期，染色体数与核DNA数之比为1∶1。

图中BC段处于间期，CD段表示有丝分裂G2期、前期和中期，EF段为有丝分裂的后期和末期。

（3）图2和图3还可表示减数分裂过程中每条染色体上DNA含量变化，减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期处于fg（CD）段。

题型四　利用柱形图辨识有丝分裂过程

7．如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体（a）数目、核DNA分子（b）数目的柱形统计图，下列叙述正确的是（　　）

A．①时期染色体还未复制，核DNA已完成了复制

B．③时期核膜、核仁重建，细胞中部出现细胞板

C．①→②表示着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变

D．②→③表示同源染色体相互分离，染色体和核DNA分子数目也随之减半

解析　图①可表示有丝分裂间期的G2期、前期和中期，图②表示有丝分裂后期，图③可表示G1期和末期。

G2期、前期和中期，DNA已复制，染色体也完成了复制，但并不加倍，A错误；

动物细胞分裂过程中不形成细胞板，B错误；

有丝分裂过程中不会发生同源染色体分离现象，D错误；

①→②表示由中期到后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变，C正确。

8．如图为某生物细胞有丝分裂过程中染色体数（a）、染色单体数（b）和核DNA分子数（c）的统计图。

下列解释一定不正确的是（　　）

A．图①可以用于表示细胞分裂的前期

B．染色体螺旋化程度最高时，可用图①表示三者的数量关系

C．间期用图②表示最恰当

D．图③可表示细胞分裂完成

解析　①图中染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2，可表示有丝分裂的前、中两个时期，A正确；

有丝分裂中期染色体螺旋化程度最高，处于①时，①可以用来表示有丝分裂中期，B正确；

间期过程中进行染色体复制，染色体数目不变，DNA含量加倍，②中染色体∶染色单体∶DNA＝2∶0∶2，说明着丝点分裂，染色体数目加倍，染色单体消失，表示有丝分裂的后期，C错误；

③中染色体∶染色单体∶DNA＝1∶0∶1，可表示细胞分裂完成，D正确。

　柱状图中有丝分裂各时期的判断方法

（1）区别染色体、DNA、染色单体

①染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以直方图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体，b为染色单体。

②根据有染色单体时，DNA和染色单体数量相同，如果没染色单体时，DNA和染色体数量相同，则a为染色体，c为DNA。

（2）根据染色单体变化判断各时期

实验八

观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

[2017·

北京高考]洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂，比较实验操作和结果，叙述正确的是（　　）

A．都需要用盐酸溶液使细胞相互分离

B．都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察

C．在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍

D．在有丝分裂末期都能观察到细胞板

[解析]　在观察动、植物细胞有丝分裂实验中，盐酸和酒精的混合液只能使植物细胞相互分离，A错误；

有丝分裂中期每条染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上，着丝点没有断裂，染色体数目不加倍，C错误；

只有植物细胞在有丝分裂末期出现细胞板，D错误；

观察细胞有丝分裂时，都需要用低倍镜找到分裂细胞再换用高倍镜观察，B正确。

漳州八校联考]在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤（“＋”表示操作，“－”表示未操作）如下表所示：

实验人员

操作

取材

解离

漂洗

染色

压片

甲

根尖1～3mm处

－

＋

乙

丙

根尖5～7mm处

则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是（　　）

A．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚

B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚

C．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体

D．染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚

解析　解离的目的是使细胞分散开，甲未解离，细胞相互重叠；

漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；

根尖5～7mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体，C正确。

2．[2017·

宁夏育才中学月考]某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验，下列叙述正确的是（　　）

A．盐酸和酒精混合液主要起固定作用

B．碱性染料吡罗红可用于染色体染色

C．染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据

D．观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁

解析　15%的盐酸和95%的酒精组成的解离液，用于解离洋葱根尖，分散细胞的作用，A错误；

碱性染料龙胆紫或醋酸洋红可用于染色体染色，B错误；

有丝分裂不同时期，细胞中染色体的形态存在一定差异，因此细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据，C正确；

观察的细胞在解离时已被杀死，不可能观察到细胞板向四周扩展的过程，D错误。

3．下面是关于观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验的部分操作示意图，有关评价合理的是（　　）

A．剪取洋葱根尖2～3mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛

B．该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节

C．在观察的图像中，b区域属于分生区的细胞，细胞已死亡

D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显

解析　洋葱根尖2～3mm的区域属于分生区，A不合理；

实验过程中在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除，B不合理；

分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡，C合理；

b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，用来观察质壁分离和复原时，实验现象不明显，D不合理。

1.实验材料的选择要求

（1）类型：

选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料。

（2）部位：

应选分裂旺盛的部位（如根尖的分生区）。

（3）时间：

必须在分裂旺盛的时间。

本实验一般选择生长旺盛、带有分生区的洋葱根尖，且一般在上午10时至下午2时进行实验，此时洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多。

2．实验成功的关键及注意事项

（1）步骤

①先漂洗再染色，两步骤不能颠倒。

②解离时间太短，压片时细胞不