2020版高考生物复习第四单元第12讲细胞的有丝分裂讲义.docx

第12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.细胞的无丝分裂()3.细胞的有丝分裂()4.实验：(1)观察细胞的有丝分裂(2)模拟探究细胞表面积与体积的关系课前自主检测判断正误并找到课本原话1NaOH在每一琼脂块内扩散的速率不同。(P111实验讨论1)()2细胞越小，细胞表面积相对就越大，细胞的物质运输的效率就越高，细胞体积越小越好。(P111批判性思维)()3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。(P112知识链接)()4有丝分裂中期染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察。(P113正文)()5有丝分裂间期，染色体解开螺旋，呈细丝状。(P113思考题)()6有丝分裂后期，在纺锤丝的牵引下着丝点分裂成两个，姐妹染色单体分开。(P113正文)()7植物有丝分裂末期，细胞板从细胞中部向内扩展逐渐形成细胞壁。(P113正文)()8动物细胞有丝分裂过程中中心粒在间期倍增移向两极。(P113正文)()9解离时使用盐酸和酒精混合液，目的是使组织中的细胞相互分离开。(P116实验)()10制片过程：在盖玻片上再加一片载玻片，用拇指轻轻按压，使细胞分散开，有利于观察。(P116实验)()11分生区细胞呈正方形，排列紧密。(P116实验)()12有些个体较大的原生动物会出现两个细胞核的原因是保证正常的核质比，有些原生动物有伸缩泡的原因是增大膜表面积与体积之比。(P114技能训练)()(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。知识自主梳理一、细胞不能无限增殖1模拟探究实验(1)细胞模型：不同大小的琼脂块。(2)运输效率表示法：。(3)检测方法：酚酞遇NaOH呈紫红色。2细胞不能无限长大的原因(1)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。如果细胞太大，会造成细胞核负担过重。二、细胞的增殖1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：生殖细胞增殖的主要方式。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。2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。3细胞周期(1)概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。(2)阶段分裂间期：持续时间长，不同生物的细胞时间变化较大。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。分裂期：持续时间短，不同生物的细胞时间差别不大，为了研究方便，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。(3)细胞周期的表示方法4有丝分裂过程特别提醒具备细胞周期的条件细胞有无细胞周期理由胚胎干细胞有能够连续分裂神经细胞无成熟的体细胞不能继续分裂卵细胞无经减数分裂形成的生殖细胞不能再分裂茎的形成层细胞有能够连续分裂深入思考1植物细胞有丝分裂和动物细胞有丝分裂的相同点？提示分裂过程基本相同；染色体的行为、形态、数目的变化规律相同；分裂间期都完成了染色体的复制；分裂期都实现了染色体平均分配到两个子细胞中。2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，而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。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：细胞核先延长，核中部向内凹进，缢裂成为两个细胞核；接着，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34 d，待根长约5 cm。(2)装片的制作(3)观察低倍镜观察：根据根尖特点找到分生区细胞。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。3与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用？提示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动物、植物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 深入思考1分析选择洋葱根尖部位的原因？提示洋葱细胞含有染色体少，便于计数；洋葱分生区细胞分裂旺盛；分裂周期短且分裂期相对较长。2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。3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，细胞酥软。4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。5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。6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。7在你的观察结果中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？提示处于分裂间期的细胞最多，因为分裂间期在整个细胞周期中所占时间最长。8如何比较细胞周期不同时期的时间长短？提示可以数一数视野中5个不同时期的细胞数目，统计全部的结果。考点题型突破考点细胞的生长和细胞周期题型一 细胞不能无限长大的原因1(2018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。题后归纳 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。(4)NaOH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安徽黄山模拟)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ab段B一个完整的细胞周期是指乙的ab段或bc段C秋水仙素可作用于丙细胞的ab段D细胞中含有染色单体的时间段是M或b、d或ab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ba段，A错误；一个完整的细胞周期是指乙的ab段或cd段，B错误；秋水仙素能抑制细胞分裂前期纺锤体的形成，即ab段，C正确；图中M或b、d或ab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。3(2018北京海淀模拟)细胞分裂间期依次划分为G1、S和G2期，研究者将处于不同时期的细胞进行融合，实验结果如下图所示。其中灰色的部分是细胞核，黑点代表中心体。下列推断不合理的是()A引发中心体复制的物质持续存在到G2期B中心体和DNA复制可能同时进行CS期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质D中心体的复制始于G1期，在G2期复制完毕答案D解析据图可知，G1期的细胞含有1个中心体，S期和G2期的细胞含有两个中心体，G1期的细胞和G2期的细胞融合，G1期细胞可以完成中心体的复制，推测引发中心体复制的物质持续存在到G2期，A正确；G1期和S期的细胞融合，G1期细胞可以发育到S期，同时完成中心体的复制，B正确；根据B项推测S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质，C正确；中心体在S期即复制完毕，D错误。技法提升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. (2019长沙模拟)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)，用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的曲线如图所示。已知蚕豆有丝分裂周期为20 h。下列对结果的分析不正确的是()Ab点时，细胞正在大量合成RNABd点时，细胞中DNA含量达到最大值Cce阶段，细胞最容易发生基因突变D蚕豆有丝分裂周期中分裂期时间不超过6 h答案B解析b点时UdR(尿嘧啶核苷酸)大量利用，说明此时细胞大量合成RNA，A正确；d点时，细胞中合成DNA速率最快，但d点到e点，TdR(胸腺嘧啶核糖核苷酸)仍然被利用，说明该阶段合成DNA，e点时细胞中DNA含量达到最大值，B错误；基因突变最容易发生在DNA复制过程中，即ce段，C正确；间期主要的特点完成DNA的复制和蛋白质的合成，在图中分裂间期大约有14 h，细胞周期大约为20 h，则分裂期时间不超过6 h，D正确。考点有丝分裂过程及相关结构和数量的变化题型一 有丝分裂过程及图像分析1(2018合肥质检)右图是某同学实验时拍摄的洋葱根尖分生区细胞分裂图，表示不同的细胞分裂时期。下列叙述正确的是()A时期整个细胞的DNA与染色体数量之比等于1B时期染色体的着丝点都排列在细胞中央的细胞板上C时期细胞内两组中心粒发出纺锤丝形成纺锤体D细胞周期中各时期的顺序是答案D解析图中所处的分裂时期分别为分裂后期、分裂中期、分裂末期、分裂前期、分裂间期，所以细胞周期中各时期的顺序是，D正确；时期核DNA与染色体数量之比等于1，整个细胞的DNA(包括细胞核中的DNA和细胞质中的DNA)与染色体数量之比大于1，A错误；细胞板是植物细胞分裂末期在细胞中央赤道板上形成的结构，时期细胞中没有细胞板，该时期细胞中的染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板上，B错误；洋葱为高等植物，细胞中无中心体，C错误。2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eB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ceabdD观察和计数染色体数目的最佳时期是e答案D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caebd，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。3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答案D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，作用的时期应是前期(丁时期)，D错误。技法提升1.“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像2.有丝分裂过程中相关物质的变化规律题型二 有丝分裂过程相关数量变化分析4如图甲、乙是某哺乳动物(含2N条染色体)的体细胞一次细胞分裂过程曲线图，纵坐标表示一个细胞核中染色体或DNA的相对含量。下列说法错误的是()A甲图可能是DNA含量变化，乙图可能是染色体数目变化BEF、CD段均与新核形成有关CMN段与着丝点断裂有关DBC段只包含前期和中期，NE段包括后期答案D解析分析曲线图，若无斜线代表染色体变化，有斜线代表DNA变化，因此甲图表示有丝分裂过程中DNA含量变化曲线，乙图表示有丝分裂过程中染色体数目变化规律，A正确；EF、CD段均表示分裂末期，此时细胞中核膜和核仁重建，B正确；MN段染色体数目加倍的原因是着丝点断裂，C正确；BC段应包括G2期、前期、中期、后期，D错误。技法提升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.柱形图有丝分裂各时期的判断方法(以一个细胞核为例)(1)区别染色体、DNA、染色单体染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以柱形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。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染色单体41(2018山东枣庄十八中段测)如图甲表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系，图乙表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中正确的是()A图甲中CD段形成的原因是细胞分裂B图甲中DE段包含有丝分裂末期，染色体平均分到两个子细胞中C图乙中细胞处于图甲中的BC段D图乙中细胞含8条染色体、8个DNA分子、16条染色单体答案B解析图甲中CD段形成的原因是着丝点的分裂，A错误；图甲中DE段可表示有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂后期和末期，染色体平均分到两个子细胞中，B正确；图乙中细胞处于有丝分裂后期，对应于图甲中的DE段，C错误；图乙中细胞着丝点分裂，含8条染色体、8个DNA分子，没有染色单体，D错误。42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间期的G2期、前期和中期，图表示有丝分裂后期，图可表示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；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。实验观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1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23 mm，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和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，实验现象明显答案C解析洋葱根尖23 mm的区域属于分生区，A不合理；实验过程中在和之间应增加清水漂洗这一环节，而和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。2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：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答案C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57 mm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。方向真题体验1(2018全国卷)生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是()A真核细胞染色体和染色质中都存在DNA蛋白质复合物B真核细胞的核中有DNA蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有C若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶D若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶答案B解析真核细胞的染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在形式，主要是由DNA和蛋白质组成，都存在DNA蛋白质复合物，A正确；真核细胞的核中含有染色体或染色质，存在DNA蛋白质复合物，原核细胞的拟核中也可能存在DNA蛋白质复合物，如拟核DNA进行复制或者转录的过程中都存在DNA与酶(成分为蛋白质)的结合，也能形成DNA蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，因此复合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶，C正确；若复合物中正在进行RNA的合成，属于转录过程，转录需要RNA聚合酶等，因此复合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶，D正确。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发生在减数第一次分裂后期，减数分裂没有细胞周期，A错误；纺锤丝出现在有丝分裂前期，B错误；DNA复制需要解螺旋，染色体高度螺旋化，难以解旋，C正确；染色体存在于分裂期，分裂期的时间远小于分裂间期，肝细胞是高度分化的细胞，不分裂，无细胞周期，D错误。3(2018天津高考)为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答：(1)可用_对图中发芽的种子进行诱导处理。(2)筛选鉴定多倍体时，剪取幼苗根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察_区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是_。统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗中的甲株和幼苗中的乙株的统计结果。可以利用表中数值_和_，比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。(3)依表结果，绘出形成乙株的过程中，诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线。答案(1)秋水仙素(或低温)(2)分生解离不充分或压片不充分x1