高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者学案

微专题(四)　与有丝分裂过程相关的图像和曲线分析

一、细胞周期中核DNA、染色体、染色单体数目变化曲线分析

1．曲线模型

2．曲线解读

例1　下图所示为体细胞增殖过程中核DNA数目、染色体数目的变化曲线，下列有关叙述不正确的是(　　)

A．图甲和图乙的纵坐标分别为核DNA数目和染色体数目

B．图甲中ac段过程和图乙中ac段过程代表细胞有丝分裂的同一时期

C．图乙中b点到c点是着丝粒分裂的结果

D．图甲中的cd段和图乙中的de段表示的是同一个过程

答案　B

解析　图甲中ac过程表示分裂间期、有丝分裂的前期、中期和后期，图乙中ac过程代表分裂间期、有丝分裂的前期、中期，B错误。

例2　如图是某动物体内连续进行有丝分裂的细胞中，核DNA数目与染色体数目的变化曲线。下列叙述错误的是(　　)

A．图示过程中，核DNA分子复制仅发生在bc段

B．图中hi段，每条染色体上含有1个DNA分子

C．de段形成的原因是末期细胞分裂成为两个子细胞

D．gh段形成的原因是着丝粒分裂、姐妹染色单体分开

答案　A

解析　根据题图分析可知，核DNA分子复制可发生在ac段和fg段，A错误。

二、细胞周期中染色体数与核DNA数比值的变化曲线

1．曲线模型

图中ef(BC)段表示间期DNA分子的复制，染色单体形成，fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期，即前期和中期，gh(DE)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体消失。

2．曲线解读

(1)当有染色单体(前期、中期)时，染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝1∶2∶2。

(2)当无染色单体(后期、末期)时，染色体数∶核DNA数＝1∶1。

例3　细胞分裂是生物体重要的一项生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。假设某高等雄性动物肝脏里的一个细胞分裂如图①，结合图②分析下列叙述不正确的是(　　)

A．图①对应在图②中的bc段

B．图①细胞中染色体着丝粒排列在赤道板上

C．图①时期DNA复制活动旺盛

D．图②中c→d形成的原因与着丝粒的分裂有关

答案　C

解析　有丝分裂中期染色体高度螺旋化，不再进行DNA复制，C错误。

例4　图甲表示某高等植物细胞周期中的相关图像，图乙表示细胞内染色体与核DNA数目比的变化关系，下列相关叙述正确的是(　　)

A．图甲中的①中心体的活动很活跃，图乙ab段核糖体的活动很活跃

B．图甲中的②处于图乙中的ef段，属于分裂后期

C．图甲中的①处于图乙中的cd段，细胞中染色体数∶核DNA数∶染色单体数＝1∶2∶2

D．着丝粒分裂发生在de段，是图甲中的②所示时期

答案　C

解析　高等植物细胞没有中心体，ab段可表示分裂间期中蛋白质的合成时期，该时期核糖体的活动活跃，A项错误；图甲中的②出现细胞板，属于分裂末期，B项错误；cd段为DNA复制后，着丝粒未分开前，包含DNA复制后的分裂间期、分裂前期、分裂中期，所以染色体数∶核DNA数∶染色单体数＝1∶2∶2，C项正确；de段染色体与核DNA数目比由0.5变为1，是因为发生了着丝粒的分裂，是分裂后期的开始，D项错误。

三、细胞周期各时期相关图像的判断方法

1．动、植物细胞分裂图像的识别

(1)图像画成方形或图像中有细胞板结构而无中心体结构，一般为高等植物细胞图；图像画成圆形或图像中有中心体结构而无细胞板结构，通过缢裂方式平分细胞，一般为动物细胞图。

(2)图像中既出现中心体，又出现细胞板结构，一般是某些低等植物细胞图。

2．细胞周期中各时期的判断

(1)根据染色体(质)的形态判断

(2)根据柱状图判断

①根据染色单体变化判断各时期

染色单体

②根据比例关系判断各时期

核DNA分子数∶染色体数∶染色单体数＝

例5　现有未贴标签且染色体数目相同的三个细胞有丝分裂的两个时期的6块装片，编成1～6号，且已知1、3号确定为同一细胞有丝分裂的两个时期，其他4块装片分别表示另两个细胞有丝分裂的两个时期，某同学按顺序观察结果如下：

则其中表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是(　　)

A．1、3号   B．4、6号

C．5、2号   D．4、2号

答案　C

解析　根据动、植物细胞有丝分裂特点可知，3、4、6为高等植物细胞分裂，2为动物细胞分裂末期，因1、3为同一细胞分裂，可知1为低等植物细胞分裂前期，5为动物细胞分裂前期。

例6　下图表示某种生物有丝分裂过程中不同时期染色体和核DNA数量的关系，下列叙述正确的是(　　)

A．b时期染色体的着丝粒都排列在细胞板上

B．a、b时期的细胞中染色单体数相等

C．c→b时期可能发生DNA分子的复制

D．a→b时期可能发生着丝粒的分裂

答案　C

解析　b表示有丝分裂前期和中期，其中只有中期染色体的着丝粒都排列在赤道板上，A错误；a时期细胞中不含染色单体，而b时期细胞中含有染色单体，因此这两个时期的细胞中染色单体数不相等，B错误；c→b时期每条染色体上的DNA分子数目加倍，可能是由于发生了DNA分子的复制，C正确；b→a时期可能发生着丝粒的分裂，D错误。

1．如图甲是植物细胞的细胞周期中不同时期染色体数和核DNA含量变化曲线图，图乙是细胞分裂图像，下列相关叙述中正确的是(　　)

A．图乙含有8条染色单体

B．图乙所示细胞对应图甲中de段

C．图甲中实线表示染色体的数量变化

D．核DNA含量和染色体数目的加倍均发生在ab段所示时期

答案　B

2．下图是细胞的细胞周期中每条染色体上DNA含量的变化图解，下列叙述中正确的是(　　)

A．在ab段主要进行蛋白质的合成，细胞生长速率快

B．出现cd段变化的原因是细胞质分裂

C．该细胞中，在bc段始终有染色单体存在

D．若该细胞是植物细胞，则cd段高尔基体和内质网活动非常活跃

答案　C

解析　ab段每条染色体中的DNA含量由1变为2，表示的是DNA的复制，A错误；出现cd段的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成两条染色体，每条染色体上只含有1个DNA分子，B错误；bc段每条染色体上始终有2个DNA分子，说明始终有2条姐妹染色单体，C正确；若该细胞是植物细胞，则cd段为有丝分裂后期，而不是末期，末期时高尔基体和内质网活动才开始活跃，D错误。

3．如图表示动物细胞的细胞周期中DNA含量的变化。下列相关叙述正确的是(　　)

A．两图中ab段的变化原因相同

B．两图中cd段的变化原因相同

C．两图中的de段均会在两个新细胞间出现细胞板

D．两图中bc段中染色体数与核DNA分子数之比保持1∶2

答案　A

解析　两图中ab段变化原因相同，都是DNA的复制，A正确；两图中cd段变化原因不相同，前者是着丝粒分裂，后者是细胞分裂成两个子细胞，B错误；动物细胞不形成细胞板，C错误；两图中bc段中，染色体与核DNA分子数之比前者保持1∶2，后者在着丝粒分裂后为1∶1，D错误。

4．如图1和图2表示体细胞增殖不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述不正确的是(　　)

A．观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段

B．处于图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变

C．图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段

D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况

答案　C

5．下图甲表示某动物细胞的细胞周期中，处于不同时期的细胞内染色体数、染色单体数和所有染色体上DNA分子数之间的关系；图乙为该动物细胞有丝分裂某时期的示意图。请据图回答下列问题：

(1)图甲中，a、b分别表示____________、__________；为清晰地观察染色体形态和数目，所选用细胞中a、b、c数量关系应与图甲中________(填数字)一致。

(2)在一个细胞周期中，Ⅲ→Ⅰ过程细胞内发生的分子水平变化是______________________；高等动、植物有丝分裂的主要区别可以在图甲________(填数字)时期得到体现。

(3)图乙处于图甲中的________(填数字)时期，判断理由是_____________________________。

答案　(1)染色单体数　染色体数　Ⅰ　(2)DNA分子的复制和有关蛋白质的合成　Ⅰ、Ⅲ　(3)Ⅱ　着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成两条染色体，染色体数目加倍

6．Ⅰ.如图A、图B分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，图C表示有丝分裂中不同时期每条染色体上DNA分子数变化。请据图回答下列问题：

(1)图A为________(填“植物”或“动物”)细胞有丝分裂________期图。

(2)图A所示细胞中共有________条染色体，________个DNA分子；图B所示细胞中共有________条染色单体。

(3)处于图C中B→C段的是________(填“图A”“图B”或“图A和图B”)所示细胞；完成图C中C→D段变化的细胞分裂时期是______期(答具体时期而非图中字母)。

Ⅱ.有关“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的问题如下，请回答：

(4)该实验要观察的区域是根尖________区。

(5)该实验要用到解离液，它由两种试剂配制而成。对这两种试剂的名称及浓度描述正确的选项是________。

A．质量分数为15%的盐酸、质量分数为95%的酒精

B．体积分数为15%的盐酸、体积分数为95%的酒精

C．质量分数为15%的盐酸、体积分数为95%的酒精

D．体积分数为15%的盐酸、质量分数为95%的酒精

答案　(1)动物　中　(2)4　8　0　(3)图A　后

(4)分生　(5)C

解析　(1)由图A中有中心体、无细胞壁可知，图A为动物细胞，由着丝粒排列在赤道板上可知该图为有丝分裂中期的细胞。(2)图A所示细胞中共有4条染色体，8个DNA分子；图B所示细胞中由于着丝粒已经分裂，没有染色单体。(3)处于图C中B→C段的细胞中，每条染色体上有2个DNA分子，对应图A所示细胞；图C中C→D段变化为着丝粒分裂，细胞所处的分裂时期是后期。(4)由于根尖分生区的细胞分裂增殖能力强，该实验要观察的区域是根尖分生区。(5)解离液是由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制而成的。