新高考生物一轮复习讲练课件：第11讲　细胞的增殖（含解析）

这是一份新高考生物一轮复习讲练课件：第11讲　细胞的增殖（含解析），共60页。PPT课件主要包含了素养目标，物质准备，细胞分裂，连续分裂，下一次分裂完成，分裂间期，分裂期，c+d，染色体，着丝粒等内容，欢迎下载使用。
一、细胞的增殖和细胞周期1.细胞增殖
生长、发育、繁殖、遗传
2.细胞周期(1)概念
(2)细胞周期4种常用的表示方法
旁栏边角(必修1,第111页,表6-1改编)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时,大部分细胞处于分裂间期,为什么?
提示 细胞周期中,分裂间期所占的时间长,分裂期所占的时间短,因此观察细胞有丝分裂时,大部分细胞处于分裂间期。
易错辨析基于对细胞周期的理解,判断下列表述是否正确。(1)同一生物的不同组织细胞的增殖都具有周期性。(　　)(2)细胞周期中细胞生长发生在分裂间期。(　　)(3)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,可将细胞周期阻断在分裂中期。(　　)(4)每个子细胞含有的染色体数目与亲代细胞的相等。分裂后的子细胞若继续分裂,就进入下一个细胞周期的分裂间期状态。(　　)
二、有丝分裂1.高等植物细胞有丝分裂过程
2.动植物细胞有丝分裂的主要区别
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　　　　　　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　　　　的稳定性。 
旁栏边角(必修1,第112页,图6-2改编)有丝分裂后期着丝粒的分裂是不是纺锤丝牵引的结果?如何验证你的结论?
提示 着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的结果。用秋水仙素处理分裂中的细胞,秋水仙素抑制纺锤体形成,后期染色体的着丝粒照样可以分裂,从而使细胞中染色体数目加倍,这说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果。
易错辨析基于对有丝分裂的理解,判断下列表述是否正确。(1)高等动物胚胎干细胞分裂过程中,染色体和纺锤体的出现可发生于同一时期。(　　)(2)真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物。(　　)(3)二倍体动物有丝分裂中期染色体排列在赤道板上,后期染色单体分离。(　　)(4)细胞中染色体的数目始终等于DNA分子的数目。(　　)(5)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。(　　)(6)低等植物细胞和动物细胞都含有中心体,有丝分裂前期,中心粒发出星射线形成纺锤体。(　　)
三、实验:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂1.实验原理
使组织中的细胞相互分离开来
旁栏边角1.(必修1,第116页,“探究·实践”改编)实验中首先要找出分裂中期的细胞,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.(必修1,第116页,“探究·实践”改编)实验中不能观察到一个细胞的连续分裂过程,原因是　　　　　　　　　　　　　,如果要找到处于不同时期的细胞,可以　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
分裂中期染色体数目比较清晰,形态比较稳定,便于观察
不断移动装片,在不同的视野中寻找
易错辨析基于对观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验的理解,判断下列表述是否正确。(1)若要观察处于细胞分裂中期的染色体,可用醋酸洋红液染色。(　　)(2)观察细胞有丝分裂时,在高倍镜的同一个视野中,可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形,排列紧密。(　　)(3)解离后即进行染色,然后漂洗。(　　)(4)显微镜下观察分生区细胞,处于分裂期的细胞数目多于处于分裂间期的细胞数目。(　　)
考向探究考向1细胞增殖与细胞周期1.(2022重庆适应性测试)下表是3种细胞的细胞周期持续时间(单位:h),以下叙述正确的是(　　)A.①与②纺锤体形成的方式相同B.①中分裂期细胞数所占比率低于12%C.②中T1≤T2D.③的分裂期进行细胞周期相关基因的转录
答案 B　解析 动物细胞的纺锤体是由中心体发出的星射线组成的,而植物细胞的纺锤体由两极发出的纺锤丝组成,A项错误;①中分裂期细胞数占的比例等于分裂期持续时间占细胞周期持续时间的比例,即2.0÷(15.3+2.0)≈11.6%, B项正确;细胞周期中,分裂间期比分裂期长,所以T1>T2,C项错误;分裂期,染色体高度螺旋,DNA难以解旋,因此分裂期一般不发生基因的转录,D项错误。
2.(2022山东滨州一模)细胞周期沿着G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)4个阶段有条不紊地运行,离不开细胞周期中关卡和调控因子的作用。关卡能够检测核DNA复制及染色体分配质量,只有相应的过程进行完全,细胞才能顺利通过关卡进入下一个时期。上图为细胞周期中的3个主要关卡。下列有关说法错误的是(　　)A.连续分裂的细胞中调控因子呈现周期性变化B.关卡1和3可负责检测DNA是否有损伤C.DNA复制不完全的细胞不能通过关卡2D.染色体未全部与纺锤体相连的细胞不能通过关卡3
答案 B　解析 连续分裂的细胞有细胞周期,调控因子也随细胞周期呈周期性变化,A项正确;DNA复制发生在S期,关卡2是检测DNA是否有损伤,关卡3是检测分裂是否正常,B项错误;DNA复制不完全的细胞不能进入到分裂期,即不能通过关卡2,C项正确;染色体没有全部和纺锤体相连导致分裂后期的染色体没有移向两极,细胞分裂不正常,不通过关卡3,D项正确。
考向2细胞周期相关实验探究3.(2022湖南长沙模拟)科学家在研究蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期时,分别用放射性同位素3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H-TdR)、32P标记尿嘧啶核糖核苷酸(32P-UdR),把两种核苷酸被细胞利用的速率绘成图1所示的曲线。已知蚕豆根尖细胞的细胞周期为20 h。培养20 h后,根据细胞中的DNA相对含量不同,将细胞分为3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.蚕豆根尖细胞的细胞周期中,分裂期时间不超过6 h
答案 C　解析 图1中AC段细胞利用32P-UdR的速率较快,说明细胞正在进行RNA的合成,细胞中RNA聚合酶活性高,此时细胞处于DNA复制前的间期,细胞中DNA含量为2c,属于图2中的甲组细胞,A项正确;图1中CE段细胞利用3H-TdR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,细胞中DNA含量为2c~4c,属于图2中的乙组细胞,B项正确;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项错误;由图1可知,分裂间期时间大于14 h,而整个细胞周期为20 h,所以有丝分裂期时间不超过6 h,D项正确。
方法突破1.细胞分裂后产生的子细胞有3种去向
2.与细胞周期相联系的知识
考向探究考向1有丝分裂的过程及特点1.(2022天津河东模拟)将核DNA链均被3H标记的水稻(2n=24)幼根转到普通培养基中培养,定期检测根尖细胞中的放射性。下列叙述错误的是(　　)A.处于第一次分裂后期的细胞,细胞中每条染色体都有放射性B.处于第二次分裂中期的细胞,细胞中每条染色体都有放射性C.若某个细胞中没有放射性,则至少是经过两次分裂后形成的D.根尖分生区的一个细胞中含有放射性的染色体最多有24条
答案 D　解析 DNA半保留复制一次产生的子代DNA都是一条链含3H、一条链不含3H,每条染色体的单体均带有3H标记,在第一次有丝分裂的前、中、后、末期的染色体均有3H标记,A项正确。经过第二次DNA复制后的前期、中期,细胞中每条染色体的两个DNA分子,其中一个DNA分子的一条链有3H标记,另一个DNA分子的两条链均无3H标记,因此第二次分裂中期的细胞,细胞中每条染色体都有放射性,B项正确。第一次有丝分裂的各个时期的染色体都有放射性标记;第二次有丝分裂的前、中期的染色体都有放射性标记,后期有一半染色体有放射性标记,移向一极的有放射性标记的染色体条数在0~2n,因此若某个细胞中没有放射性,则至少是经过两次分裂后形成的,C项正确。第一次有丝分裂后期,所有染色体均有标记,此时染色体数目是48条,因此根尖分生区的一个细胞中含有放射性的染色体最多有48条,D项错误。
2.(2022全国乙)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述,错误的是(　　)A.在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子B.在前期,每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子C.在中期,8条染色体的着丝粒排列在赤道板上,易于观察染色体D.在后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体
答案 D　解析 在有丝分裂间期,DNA进行半保留复制,数目由8个变为16个,A项正确;在有丝分裂前期,染色质高度螺旋化形成染色体,此时染色体已经完成复制,每条染色体包括2条姐妹染色单体,含2个DNA分子,B项正确;在有丝分裂中期,染色体已经完成复制,但数量不变,仍为8条,此时着丝粒排列在赤道板上,染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,是观察染色体的最佳时期,C项正确;在有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目由8条变为16条,同源染色体一般在减数第一次分裂后期分开,有丝分裂不涉及同源染色体的变化,D项错误。
考向2细胞分裂的图像分析3.(2022江西上饶模拟)下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像,下列对图像的描述,正确的是(　　)A.该生物可能是低等植物B.甲、乙、丙3个细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2C.甲细胞进行中心体复制,发出星射线,形成了纺锤体D.甲、乙、丙3个细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
答案 D　解析 题图细胞中没有细胞壁、含有中心体,应是动物细胞,A项错误;乙细胞中没有染色单体,B项错误;甲细胞中中心体已经完成了复制,C项错误;甲细胞中染色体散乱排布,处于有丝分裂前期,乙细胞中着丝粒分裂,染色体数目加倍,处于有丝分裂后期,丙细胞中染色体的着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,D项正确。
考向3有丝分裂的曲线图和柱形图分析4.图1、图2为某生物的体细胞有丝分裂染色体行为变化示意图,曲线①②为DNA含量变化图。下列叙述不正确的是(　　)A.图1对应曲线①上的CD段,对应曲线②上的FG段B.图2为细胞分裂后期图,这一时期两曲线有不同的变化C.图1所示变化在光学显微镜下可以观察到D.观察组织细胞有丝分裂时,不能用同一细胞来观察图1、图2两种时期
答案 C　解析 图1表示染色体的复制,DNA含量加倍,对应曲线①上的CD段,对应曲线②上的FG段,A项正确;有丝分裂后期每条染色体上DNA含量减少一半,但一个细胞中的核DNA含量没有减少,B项正确;有丝分裂过程中,染色体复制发生在间期,在光学显微镜下很难观察到,C项错误;材料经解离后,细胞已经死亡,在显微镜下不能观察到细胞有丝分裂的动态变化,D项正确。
方法突破1.有丝分裂过程中细胞结构或物质的周期性变化(1)染色体行为变化
(2)核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)
2.有丝分裂过程中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析(以二倍体生物为例)(1)曲线模型
3.有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量、染色体与核DNA数目比值的变化曲线
4.根据柱形图判断细胞有丝分裂时期(以二倍体生物为例)
考向探究考向1实验原理与过程1.(2020北京)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响,用聚乙二醇溶液模拟干旱条件,处理白刺花的根尖,制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异(畸变)的情况,细胞图像如下图。相关叙述正确的是(　　)A.制片需经甲紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤B.直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体C.染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期D.观察结果表明该细胞染色体发生了变异
答案 D　解析 制片的步骤包括解离→漂洗→染色等,A项错误;显微镜下观察细胞结构不能直接在高倍镜下寻找,需先用低倍镜观察找到目标,将目标细胞移至视野中央,再换高倍镜观察,B项错误;据题图可知,细胞中有明显的染色体,且染色体正移向细胞两极,细胞正处于有丝分裂后期,C项错误;据题图可知,该细胞发生了染色体片段的断裂,这属于染色体结构变异,D项正确。
考向2实验拓展应用2.哺乳动物受精卵的前几次分裂异常可能导致子细胞出现多核现象。经研究发现,受精卵分裂时,首先形成两个相对独立的纺锤体,之后二者夹角逐渐减小,形成一个统一的纺锤体。科研人员用药物N处理部分小鼠(2n=40)受精卵,观察受精卵第一次分裂,结果如下图所示。以下有关实验的分析,合理的是(　　)A.两个纺锤体可能分别牵引来自双亲的两组染色体,最终合二为一B.细胞A最终可能将分裂成为1个双核细胞、1个单核细胞C.细胞B最终形成的子细胞中每个核的染色体条数为40D.药物N能抑制两个纺锤体的相互作用,可能是秋水仙素
答案 B　解析 两个纺锤体共同牵引来自双亲的两组染色体,最终合二为一,A项错误;细胞B的两个纺锤体完全分开,形成的子细胞都会出现每个细胞核含20条染色体的双核,C项错误;秋水仙素能抑制纺锤体的形成,而药物N抑制两个纺锤体的相互作用,这一过程与秋水仙素的作用原理不同,D项错误。
方法突破实验操作的注意事项
细胞周期的调控知识必备细胞周期的调控细胞周期是一个多因子参与的、高度准确和有组织的时序调控过程,多个因素相互协调共同操作形成了一个调节网络。
专项突破典例.(2020山东)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如右图所示。
下列说法错误的是(　　)A.正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体C.感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期D.M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
答案 C　解析 正常细胞中DNA复制未完成时,CDK1发生磷酸化,即去磷酸化过程受到抑制,A项正确;正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,使细胞进入分裂期,染色质螺旋化形成染色体,B项正确;由曲线可知,感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平较正常细胞高,说明磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制,可推测M蛋白通过抑制CDK1的去磷酸化而影响细胞周期,C项错误;M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞中磷酸化的CDK1的去磷酸化受到抑制,不能进入分裂期而被阻滞在分裂间期,D项正确。
专项训练1.(2022山东济南一模)科学家发现一种成熟促进因子(MPF),这种因子在细胞分裂期活性明显增强。MPF由CDK1激酶和细胞周期蛋白组成。在G1期和S期,由于酶Weel使CDK1激酶磷酸化,使MPF失去活性。在G2期转变为分裂期时,CDK1激酶在CDC25蛋白的作用下去磷酸化从而激活MPF。下列叙述错误的是(　　)A.在正常细胞的分裂过程中,MPF不影响DNA的复制B.MPF可能促进染色质高度螺旋化为染色体C.抑制CDC25蛋白的活性,细胞进入分裂期会受阻D.抑制酶Weel基因的表达可以有效地抑制癌细胞的增殖
答案 D　解析 DNA复制发生在S期,在此期间MPF失去活性,因此不影响DNA复制,A项正确;MPF在细胞分裂期活性明显增强,所以可能促进染色质高度螺旋化为染色体,B项正确;若抑制CDC25的活性,将无法激活MPF,细胞将停留在G2阶段,无法进入分裂期,C项正确;促进酶Weel基因的表达可以使MPF失去活性,从而抑制癌细胞的增殖,D项错误。
2.(2022山东临沂期末)一般培养条件下,群体中的细胞处于不同的细胞周期时相中。为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡,常需采取一些方法使细胞处于细胞周期的同一时相,这就是细胞同步化技术。下图是动物细胞周期同步化的方法之一,
下列叙述正确的是(　　)A.阻断Ⅰ需在培养液中添加毒性较强的DNA复制抑制剂,不可逆地抑制DNA复制B.解除阻断时应更换正常的新鲜培养液,培养的时间应控制在大于S即可C.阻断Ⅱ处理与阻断Ⅰ相同,经过处理后,所有细胞都停留在S期D.可根据染色体形态和数目比较各时相细胞的百分比来检测是否实现细胞周期同步化
答案 C　解析 阻断Ⅰ需在培养液中添加DNA复制可逆抑制剂,抑制DNA复制,去除DNA复制抑制剂后,DNA复制可继续进行,A项错误;解除阻断时应更换正常的新鲜培养液,培养的时间应控制在大于S,小于G2+M+G1期时间,使S期的细胞都离开S期并且没有再进入S期,B项错误;阻断Ⅱ处理与阻断Ⅰ相同,都是通过抑制DNA复制,经过两次处理后,所有细胞就都停留在S期的起始点,C项正确;因为理论上所有细胞就都停留在S期的起始点,其他时期几乎没有细胞存在,所以不能根据染色体形态和数目比较各时相细胞的百分比来检测是否实现细胞周期同步化,D项错误。
3.(2022山东日照模拟)在细胞周期中有一系列的检验点对细胞增殖进行严密监控,确保细胞增殖有序进行。周期蛋白cyclinB与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后,被激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期;周期蛋白cyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后,被激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期。上述调控过程中MPF的活性和周期蛋白的浓度变化如下图所示。
有关叙述不正确的是(　　)A.抑制cyclinB基因的表达或CDK1的活性都可使细胞周期停滞在G2/M检验点B.cyclinE可能与细胞内染色质螺旋化和纺锤体的形成密切相关C.若将G2期和M期细胞融合,则G2期细胞进入M期的时间会提前D.蛋白激酶CDK2可能参与了中心体复制的起始调控