2020版高考生物复习第4单元细胞的生命历程第11讲细胞的有丝分裂学案.docx

第11讲细胞的有丝分裂考纲明细1.细胞的生长和增殖的周期性()2.细胞的有丝分裂()3.细胞的无丝分裂()4.实验：(1)观察细胞的有丝分裂(2)模拟探究细胞表面积和体积的关系考点1细胞的生长和细胞周期1细胞不能无限长大(1)模拟实验：细胞大小与物质运输效率之间的关系细胞模型：不同大小的琼脂块。运输效率表示法：。检测方法：酚酞遇NaOH变红色。实验结论：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低，因而限制了细胞的长大。(2)细胞不能无限长大的原因 2细胞分裂的主要方式(1)原核细胞：二分裂。(2)真核细胞有丝分裂：体细胞增殖的主要方式。减数分裂：生殖细胞产生的主要方式。无丝分裂：某些生物的部分体细胞的增殖方式。注：病毒的增殖方式是复制。3细胞增殖(1)为了防止细胞越分越小，物质越分越少，分裂前必须进行一定的物质准备，所以，物质准备细胞分裂细胞增殖。(2)意义：是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。4细胞增殖的周期性(1)细胞周期条件：连续分裂的细胞。起点：一次分裂完成时。终点：下次分裂完成时。特点：不同种类的细胞，细胞周期不同，分裂间期与分裂期所占比例也不同。阶段a分裂间期：持续时间长(填“长”或“短”)，不同生物的细胞变化较大。可以分为G1期(DNA合成前期)；S期(DNA合成期)；G2期(DNA合成后期)。特点：主要进行DNA分子的复制与有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。b分裂期：持续时间短(填“长”或“短”)，不同生物的细胞时间差别不大，为了研究的方便，人为地将其分为前期、中期、后期、末期四个时期。特点：主要是染色体的出现及平均分配。(2)细胞周期的4种常用表示方法特别提醒具备细胞周期的条件深挖教材细胞分裂后产生的子细胞仍继续分裂吗？提示细胞分裂后产生的子细胞有三种去向：持续分裂：始终处于细胞周期中。如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞。暂不分裂：暂时脱离细胞周期，仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中。如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞。永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡。如肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞。1(必修1 P111批判性思维)细胞体积不是越小越好，需要一定的体积，原因是细胞的各项功能完成至少需100种酶，每个酶促反应须占有直径约为50_nm的空间；每个核糖体直径为1020_nm。2(必修1 P112知识链接)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，它与有性生殖细胞的形成有关。1(必修1 P114技能训练P115拓展题T1改编)在有些个体较大的原生动物(如草履虫)的细胞中，会出现两个细胞核，有些原生动物的细胞中有用于收集和排泄废物的伸缩泡。下列分析不合理的是()A原生动物细胞中伸缩泡的形成能增大膜表面积与体积的比B细胞核所控制的细胞大小与细胞核的大小不成比例C草履虫有两个细胞核，与草履虫细胞较大是相适应的，这样可保证正常的核质比D某些动物的卵细胞可以长得比较大的原因是卵细胞中储存了大量的营养物质，卵裂初期所需营养物质由卵黄提供答案B解析细胞的相对表面积越大，细胞内物质的运输效率越高，原生动物为单细胞生物，且细胞较大，它们通过形成具有膜结构的伸缩泡来增大相对表面积，提高细胞的物质运输效率，A正确；细胞太大，细胞核的控制能力会减弱，草履虫有两个细胞核，与草履虫细胞较大是相适应的，B错误，C正确；动物的卵细胞长得较大的原因是自身储存了大量营养物质，D正确。2(必修1 P130技能应用改编)科学家用含15N的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞的分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的数据如下，则下列叙述正确的是()A一个细胞周期可以用019.3 h、19.338.6 h来表示B蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期有02 h、19.321.3 h、38.640.6 hC蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3 hD高尔基体、线粒体、叶绿体在蚕豆根尖细胞分裂过程中活动旺盛答案C解析一个细胞周期必需先有分裂间期，后有分裂期，故可以用其中第221.3 h、第21.340.6 h表示一个细胞周期，A错误；蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期为复制的时期，即分裂间期，应为第219.3 h、第21.338.6 h，B错误；据图示可知，蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3 h，C正确；蚕豆根尖细胞无叶绿体，D错误。题组细胞不能无限长大的原因1下列有关细胞不能无限长大的原因中，不正确的是()受生物体大小的限制细胞核的控制范围是有一定限度的细胞体积过大不利于细胞内外的物质交流细胞内各种细胞器的数目和种数限制A B C D答案C解析细胞不能无限长大的原因有两个：(1)表面积与体积比。细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与外界的物质交换效率就越低。(2)核质比。细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA一般不会随着细胞体积的增大而增加，即细胞核控制的细胞质范围是有限的。2.(2018湖北黄冈质检)在探究细胞大小与物质运输关系的实验中，用NaOH溶液浸泡不同边长的含酚酞的琼脂立方块一定时间后，取出立方块切成两半。其剖面如图所示，其中x为NaOH扩散的深度，y为立方块的边长，阴影代表紫红色。则()A该实验的自变量为x，因变量为yBx的值随y值的增大而增大CNaOH扩散的体积为(yx)3Dy值越小，扩散体积的比例越大答案D解析该实验的目的为探究细胞大小与物质运输的关系，即自变量为y，因变量为NaOH扩散的体积占琼脂立方块体积的比例，A错误；x为NaOH扩散的深度，与y(立方块的边长)没有关系，B错误；NaOH扩散的体积应为y3(y2x)3，C错误；y值越小，琼脂立方块的相对表面积越大，扩散体积的比例越大，D正确。题组细胞周期的判定3.如图表示细胞周期，下列叙述不正确的是()A按箭头所示方向由aa或由bb表示一个细胞周期B染色体的平均分配发生于ab段C细胞中DNA含量的加倍发生在ba段D将癌细胞的细胞周期阻断在ba段可以治疗癌症答案A解析细胞周期指从上一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止，分裂间期远长于分裂期。图中ba、ab分别表示分裂间期和分裂期，细胞周期应表示为bb，A错误；ab表示分裂期，其中后期染色体平均分配，B正确；ba表示分裂间期，完成DNA分子复制，DNA含量加倍，C正确；ba表示分裂间期，将癌细胞的细胞周期阻断在分裂间期可以治疗癌症，D正确。4下列据图描述细胞周期的相关说法正确的是()A甲图中的S期位于丙图中的ab段B一个完整的细胞周期是指乙的ab段或bc段C用秋水仙素作用于丙细胞可使细胞分裂停留在ab段D细胞中含有染色单体的时间段是甲的M或乙的b、d或丙的ab段答案C解析甲图中的S期属于间期，而丙图中的ab段是分裂期，A错误；一个完整的细胞周期是指乙的ab段或cd段，B错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使细胞分裂停留在ab段，C正确；甲的M或乙的b、d或丙的ab段均表示分裂期，分裂期的后期和末期无染色单体，间期的G2期已形成染色单体，D错误。5科研人员利用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸标记进行有丝分裂的某一动物细胞，在不同间隔时间下进行放射性自显影，得到如图所示结果(A开始观察，细胞已被标记，B标记细胞开始进入分裂期，C观察到的图像为细胞分裂后期的图像，D开始观察到两个细胞被标记，E标记细胞开始进入分裂期，F观察到被标记的细胞分裂成两个子细胞)。以下说法错误的是()A实验中采用的研究方法之一是同位素标记法B该细胞可能是干细胞C该细胞的细胞周期为22 hD3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸可存在于该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中答案D解析由题意可知，用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸标记进行有丝分裂的某一动物细胞，应用了同位素标记法，A正确；该细胞能连续分裂，可能是干细胞，B正确；根据题意，D时期开始观察到两个细胞被标记，说明细胞进入了分裂末期，从这次分裂末期到下一次分裂末期为一个细胞周期，即图中的D到F，故细胞周期为22 h，C正确；动物细胞无叶绿体，D错误。技法提升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。考点2有丝分裂过程及相关结构和数量的变化1有丝分裂过程深挖教材后期着丝点的分裂是纺锤丝牵引引起的吗？提示不是。着丝点是自动分裂的，与纺锤丝的牵引无关，比如用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝牵引，细胞中染色体的数目仍可加倍。2动植物细胞有丝分裂的异同3与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用4有丝分裂的意义将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。5无丝分裂1有丝分裂过程中细胞结构的变化(1)染色体行为变化规律(2)纺锤体的变化：形成时期为前期，消失时期为末期。(3)核膜、核仁的变化：解体时期为前期，重建时期为末期。(4)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞)间期复制前期移向两极并形成纺锤体末期平均分到子细胞。2有丝分裂过程中可“加倍”的结构或物质3有丝分裂过程中DNA、染色体及染色单体数目变化规律(以二倍体生物为例)(1)数量变化(2)曲线模型模型解读ab、lm变化的原因都是DNA分子复制。gh 、no变化的原因都是着丝点分裂。cd形成的原因是细胞完成分裂。染色单体的变化规律是：0核DNA数0(核DNA未复制时为0，复制后与核DNA一样多，着丝点分裂后又降为0)。(3)柱状图模型根据染色单体变化判断各时期染色单体根据比例关系判断各时期DNA染色体染色单体(4)有丝分裂中染色体数与核DNA数比值的变化曲线图1中ab段表示S期，bc段表示含有姐妹染色单体的时期，即有丝分裂G2期、前期和中期，de段表示有丝分裂的后期和末期。图1中，在有染色单体时，染色体与核DNA数目之比为12；不存在染色单体的时期，染色体与核DNA数目之比为11。图2中BC段表示间期的S期，CD段表示有丝分裂的G2期、前期和中期，EF段为有丝分裂的后期和末期。 题组有丝分裂各时期特点及细胞分裂图像的识别1下面相关染色体行为变化与下图中有丝分裂的时期相对应的是()染色体呈细丝状，数目加倍染色体散乱排布所有染色体的着丝点排列在细胞板上着丝点分裂，染色单体移向两极染色体变为染色质A BC D答案A解析染色体数目加倍发生在有丝分裂后期，错误；细胞板出现在植物有丝分裂的末期，中期染色体的着丝点排列在赤道板上，错误；着丝点分裂，染色体移向两极，错误。2(2018西安一中二模)某同学观察根尖有丝分裂实验后，绘制的各时期细胞图，如图所示。下列叙述错误的是()A有丝分裂的分裂期，细胞出现的先后顺序是B图中M为赤道板、N为核仁、P为星射线C有丝分裂过程中，核DNA的复制与染色体复制是同步进行的D细胞内有蛋白质的合成，且合成场所为一种无膜结构的细胞器答案B解析图中分别指代有丝分裂的前期、后期、末期、间期、中期，其中分裂期包括前期、中期、后期、末期，A正确；因图示为根尖细胞的有丝分裂，所以纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，图中M为细胞板、P为纺锤丝，B错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，核DNA的复制与染色体复制同步进行，C正确；细胞对应的时期为有丝分裂间期，该时期的最大特点是完成DNA的复制以及有关蛋白质的合成，蛋白质的合成场所是核糖体，核糖体没有膜结构，D正确。3如图是细胞有丝分裂模式图或部分结构图，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丁一定是动物细胞有丝分裂前期答案D解析甲为间期，乙为后期，丙为末期，丁为前期，故图中细胞有丝分裂的顺序为甲、丁、乙、丙，A正确；细胞周期中，间期历时最长，显微镜下观察到最多的细胞处于间期，B正确；细胞有丝分裂中，染色体出现在前期，消失转变为染色质在末期，C正确；丁也可能是低等植物细胞，D错误。技法提升“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像题组有丝分裂DNA、染色体含量变化曲线图分析4如图是植物细胞有丝分裂过程中不同时期染色体和DNA变化曲线图及细胞分裂图像。下列相关叙述中不正确的是()A图1中实线表示DNA含量的变化B图2所示细胞对应图1中DE段C观察染色体形态和数目的最佳时期是CD段时期DDNA分子和染色体数目的加倍发生在AB段时期答案D解析图1中实线表示DNA含量变化，虚线表示染色体数目变化，A正确；DE段为有丝分裂后期，可用图2表示，B正确；观察染色体形态和数目的最佳时期是中期，即CD段时期，C正确；间期AB段DNA复制，DNA数目加倍，但染色体数目在有丝分裂后期(DE段)加倍，D错误。变式训练41如图表示有丝分裂过程中细胞核内染色体数目的变化曲线，下列相关分析正确的是()AAB段细胞内有4条染色体，4个核DNA分子B中心体的复制发生在AB段C细胞中核DNA分子数目的减半和染色体数目的减半是同步的D体细胞中含有8个核DNA分子答案C解析图中AB段为细胞有丝分裂的前期，该时期细胞内有4条染色体，8个核DNA分子，A错误；中心体的复制发生在细胞有丝分裂的间期，B错误；核DNA分子数目和染色体数目的减半都发生在有丝分裂末期，C正确；体细胞中含有4个核DNA分子，D错误。42如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体数目(a)、核DNA分子数目(b)的柱形图，下列叙述正确的是()A时期染色体还未复制，核DNA已完成了复制B时期核膜、核仁重建，细胞中部出现细胞板C表示着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变D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答案C解析图可表示有丝分裂G2期、前期和中期，图可表示有丝分裂后期，图可表示有丝分裂G1期、末期。有丝分裂的G2期、前期和中期，DNA已复制，染色体也完成了复制，但数目不变，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；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。技法提升迅速识别柱形图中的染色体、染色单体和DNA(1)先看染色单体：染色单体可能是0，而染色体和DNA不可能是0。(2)再看DNA和染色体：DNA可能是染色体的2倍，而染色体不可能是DNA的2倍。实验8观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1实验原理(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料染成深色。(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。2实验步骤深挖教材(1)取材时为什么只能剪根尖23 mm，而不能过长？提示若剪得过长会包括伸长区，伸长区细胞不分裂，增加了寻找观察细胞的难度。(2)试从解离目的角度分析解离时需要严格控制时间的原因。提示解离时间过短，细胞不能分离开，解离时间过长，根尖酥软。(3)在制片时两次用到载玻片，作用分别是什么？提示一次是放置根尖；另一次是在盖玻片上加一片载玻片，然后用拇指轻轻按压，目的是使细胞均匀分散，避免压碎盖玻片。(4)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。(5)为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？提示解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断移动装片，在不同的视野中寻找。1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答案C解析质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精组成的解离液，用于解离洋葱根尖，起分散细胞的作用，A错误；碱性染料龙胆紫溶液或醋酸洋红液可用于染色体染色，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。2如图表示洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察，下列相关叙述中，不正确的是()Ab过程的主要目的是洗去盐酸，避免对染色的影响Ba过程时间太久会使根尖过于酥软，难以制片C在显微镜下可以看到一个细胞连续的分裂过程D在低倍镜下找到清晰的物像后，可以换用高倍镜继续观察答案C解析ae过程分别表示解离、漂洗、染色、制片和观察。漂洗的目的是洗去解离液，以便染色，A正确；解离时间不能太久，否则解离过度导致根尖过于酥软，难以制片，B正确；由于在解离过程中细胞已经被杀死，所以用显微镜观察时看不到一个细胞连续的分裂过程，C错误；为了更清晰地看到染色体的数目、形态和分布，要用高倍镜继续进行观察，D正确。3.(2015安徽高考)如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片，下列叙述正确的是()A甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上B乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极C甲和乙细胞中的染色体数目相等，DNA含量相同D统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短答案B解析图中甲细胞处于有丝分裂中期，每条染色体的着丝点排列在赤道板上，A错误；乙细胞处于有丝分裂后期，着丝点分裂后形成的两套染色体平均分配，分别移向细胞两极，B正确；设洋葱体细胞的染色体数目为2N，则甲、乙细胞的染色体数目分别为2N和4N，核DNA含量均为4N，C错误；统计处于分裂期的细胞数和处于分裂间期的细胞数可用于比较分裂期、分裂间期时间的长短，但不能计算出细胞周期的时长，D错误。题后归纳观察根尖分生组织细胞有丝分裂的关键及注意事项高考热点突破1(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答案B解析解离洋葱根尖组织时需要用盐酸溶液，盐酸可使细胞相互分离开来，同时杀死细胞，固定细胞形态，解离小鼠骨髓细胞则需要用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶，A错误；观察细胞有丝分裂装片时，需要先用低倍镜观察，找到分裂细胞，然后再换用高倍镜仔细观察，B正确；在有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，可观察到染色体数目加倍，C错误；植物细胞在有丝分裂末期形成细胞板，动物细胞不形成细胞板，而是细胞膜从细胞中部向内凹陷，D错误。2(2016海南高考)下列与细胞周期有关的叙述，正确的是()A等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期B在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂间期C细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制D肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长答案C解析等位基因的分离一般发生在减后期，A错误；在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂前期，B错误；高度螺旋化状态的染色体DNA不易解旋，DNA复制较为困难，C正确；细胞周期中染色体存在的时间比