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2022版高考生物一轮复习课时作业十一细胞的有丝分裂含解析新人教版
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这是一份2022版高考生物一轮复习课时作业十一细胞的有丝分裂含解析新人教版，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题:本题共10小题,每小题7分,共70分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2021·宿州模拟)下面关于植物细胞有丝分裂的叙述,不正确的是( )
A.在分裂间期,染色体复制,但数目不变
B.在分裂中期,染色体形态和数目最清晰
C.在分裂后期,着丝点分裂,DNA含量加倍
D.在分裂末期,染色体平均分配进入两个子细胞
【解析】选C。在有丝分裂后期,着丝点分裂,DNA含量不变。
2.(2021·广安模拟)下列关于高等动物细胞有丝分裂过程的叙述,正确的
是( )
A.间期结束时,染色体数和核DNA分子数都加倍
B.前期,两组中心粒和姐妹染色单体都发生分离
C.中期,每条染色体的着丝点都排列在一个平面上
D.末期,细胞板向内凹陷将细胞缢裂成两个部分
【解析】选C。有丝分裂间期结束时,核DNA分子数目加倍,而染色体数目不变,A错误;两组中心粒分离发生在有丝分裂前期,而姐妹染色单体分离发生在后期,B错误;有丝分裂中期,每条染色体的着丝点排列在赤道板上,C正确;动物细胞有丝分裂过程中不会出现细胞板,D错误。
3.(2021·郑州模拟)将一块3 cm×3 cm×6 cm的含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的正方体。将3块琼脂块放在装有NaOH溶液的烧杯内,淹没浸泡10分钟。下列说法正确的是( )
A.随琼脂块增大,NaOH扩散速率增大
B.随琼脂块增大,琼脂块的表面积与体积之比增大
C.随琼脂块增大,琼脂块中变红的体积增大
D.随琼脂块增大,琼脂块中变红的体积所占的比例增大
【解析】选C。在相同时间内,物质扩散进细胞的体积与细胞的总体积之比可以反映细胞的物质运输效率;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。随琼脂块增大,NaOH扩散速率不变,A错误。随琼脂块增大,琼脂块的表面积与体积之比变小,B错误。在一定时间内,随琼脂块增大,琼脂块中变红的体积所占的比例变小,D错误。随琼脂块增大,琼脂块中变红的体积增大,C正确。
4.(2021·咸阳模拟)如图表示某动物细胞在有丝分裂过程中染色体的行为变化,相关分析错误的是( )
A.a→b过程高尔基体活动活跃,有细胞板的形成
B.b→c表示在分裂间期发生了复制过程
C.c→d过程核膜逐渐解体
D.e时期染色体形态数目最清晰
【解析】选A。分析可知,a～b时期染色体解螺旋变成染色质,为有丝分裂末期,动物细胞有丝分裂末期不需要高尔基体的参与,无细胞板的形成,A错误;b～c时期染色质复制,表示有丝分裂间期,此时期完成DNA的复制,B正确;c→d过程表示有丝分裂前期,此时期核膜逐渐解体,C正确;d～e可表示有丝分裂中期,此时期染色体形态数目最清晰,D正确。
5.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”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、染色体着色很浅且不清楚、细胞分散且染色体着色清楚
B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散且染色体清楚
C.细胞重叠、染色体着色很浅且不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体
D.染色体着色很浅且不清楚、细胞分散且染色体不清楚、细胞分散且染色体清楚
【解析】选C。根据题意和表格分析可知:由于甲没有进行解离,所以细胞与细胞没有分离开来而重叠在一起;由于乙没有进行漂洗,解离液会与染色剂发生反应,导致染色效果不好,所以染色体着色很浅且不清楚;由于丙取材是在根尖5～7 mm处,此处已不是分生区,细胞不进行有丝分裂,所以染色质不会变成染色体,但操作过程正确,所以细胞着色清楚但看不到染色体。
【方法技巧】
关于实验中的错误点分析的解题方法
(1)认真读题,注意题目中的语言描述的细节性问题。如根尖的1～3 mm处与根尖的5～7 mm处,在本实验中有着本质的不同。
(2)明确实验原理以及每一操作步骤的原因。比如“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,取材、解离、漂洗、染色、制片和观察都有明确的要求与目的,当每一步出现错误时,都会出现相应的错误现象。在本实验中,要具体分析错误之处,找到相关证据,再分析实验结果。
(3)在复习实验的过程中要注意回扣教材,也要注意实验过程中出现的特殊情况并进行分析。
6.(创新性·促进核仁解体的蛋白质)科研人员在研究细胞周期调控机制时,发现了一种能促使核仁解体的蛋白质。下列叙述正确的是( )
A.该蛋白质在细胞分裂间期活性最高
B.该蛋白质有利于核糖体的形成
C.衰老细胞中该蛋白质合成速率变快
D.抑制癌细胞中该蛋白质的合成能延长细胞周期
【解析】选D。在细胞周期中核仁解体在前期,该蛋白质在细胞分裂前期活性最高,A项错误;核糖体的形成与核仁有关,该蛋白质能促使核仁解体,因此该蛋白质不利于核糖体的形成,B项错误;衰老细胞中核仁不解体,因此衰老细胞中不合成该蛋白质,C项错误;抑制癌细胞中该蛋白质的合成,细胞不能进入分裂前期,能延长细胞周期,D项正确。
7.(创新性·药物X和药物D的作用)已知药物X对细胞增殖有促进作用,药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组,分别置于培养液中培养,培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物),每隔一段时间测定各组细胞数,结果如图所示。据图分析,下列相关叙述不合理的
是( )
A.乙组加入了药物X后再进行培养
B.丙组先加入药物X,培养一段时间后加入药物D,继续培养
C.乙组先加入药物D,培养一段时间后加入药物X,继续培养
D.若药物X为蛋白质,则药物D可能改变了药物X的空间结构
【解析】选C。甲组为空白对照组,与甲组曲线相比,乙组细胞数目增加较快,说明乙组中加入了促进细胞增殖的药物X,A正确;丙组细胞数目增加较甲组快,说明加入了促进细胞增殖的药物X,培养一段时间后丙组细胞数目增加又较乙组慢,说明丙组又加入了抑制药物X作用的药物D,B正确;如果乙组先加入药物D,因培养液中无药物X,培养一段时间后,乙组前期细胞数目不应高于甲组,C错误;药物D可抑制药物X的作用,若药物X为蛋白质,则药物D的作用机理很可能是改变了药物X的空间结构,D正确。
8.(2021·泰安模拟)科学家用被32P标记的磷酸盐溶液浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如图所示,以下说法正确的是 ( )
A.图中数据显示,蚕豆根尖细胞分裂时,其细胞周期为19.3 h
B.用32P的磷酸盐作为标记物,主要是标记蚕豆幼苗细胞中的蛋白质和DNA
C.若蚕豆根尖细胞的染色体数为2N,则该蚕豆根尖细胞有丝分裂后期染色单体数为4N
D.蚕豆根尖分生区细胞分裂间期比分裂期时间短
【解析】选A。题图中b～d为一个细胞周期,可知蚕豆根尖细胞分裂时,其细胞周期为19.3 h,A正确;用32P的磷酸盐作为标记物,主要是标记蚕豆幼苗细胞中的DNA,B错误;蚕豆根尖细胞有丝分裂后期无染色单体,C错误;蚕豆根尖分生区细胞分裂间期比分裂期时间长,D错误。
9.(2021·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(15N-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如图1所示的曲线。已知蚕豆根尖细胞有丝分裂周期为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6 h
【解析】选C。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G1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15N-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,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,所以分裂期时间不超过6 h,D项正确。
【方法技巧】
“四步法”分析有丝分裂过程曲线问题
第一步 识标:“识标明变量”。认识到图1中分别是胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸的变化曲线。二者与DNA和RNA的组成相联系。图2中是DNA相对含量变化曲线,与DNA的复制以及细胞分裂有关。
第二步 析线:“析线理变化”。分析胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸的变化曲线的升降与细胞中合成DNA和RNA有关。进而想到间期内细胞的变化就是DNA的复制和有关蛋白质的合成,而蛋白质的合成又与转录和翻译过程相关。
第三步 明点:“抓点探原因”。根据题目中的曲线变化规律,分析其特定的时间内曲线变化的原因,这里主要包括以下几个方面的分析:什么物质发生了变化?在什么时间内变化的?变化的原因是什么?
第四步 判断:“综合明是非”。根据两个图中的曲线变化以及以上分析,作出准确的判断。联系有关细胞周期和基因突变的相关知识再进行具体分析从而得出结论。
10.(2021·赣州模拟)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
D.DNA分子和染色体数目的加倍发生在AB段
【解析】选D。根据题意和图示分析可知:图1是植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内染色体及DNA数量变化曲线图,其中虚线是染色体数目变化曲线,实线是DNA含量变化曲线,AB段表示间期,BC段表示前期,CD段表示中期,DE段表示后期,EF段表示末期。图2细胞中着丝点分裂,染色体移向细胞两极,所以细胞处于有丝分裂后期。图1中实线在间期含量加倍,所以表示DNA含量的变化,A正确;图2所示细胞着丝点分裂,染色体数目加倍,处于有丝分裂后期,对应图1中DE段,B正确;中期染色体形态稳定,数目清晰,所以观察染色体形态和数目的最佳时期是CD段,C正确;DNA分子数目的加倍发生在AB段,染色体数目的加倍发生在DE段,D错误。
二、非选择题:本题共2小题,共30分。
11.(14分)如图所示为动、植物细胞有丝分裂的模式图,顺序已经打乱。回答下列问题:
(1)图中表示植物细胞有丝分裂的正确顺序是__________(填序号)。图中细胞⑥内染色单体数及染色体数分别为__________。中心粒的复制是在细胞分裂的________期完成的。染色体主要由________________组成。
(2)题表为培养液中某种动物细胞数目和培养时间的关系。
连续分裂的细胞,从一次分裂__________时开始,到__________时为止,为一个细胞周期。该细胞完成一个细胞周期需要________h。
(3)现有某种药物能专一性地抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,则使用此药物后,细胞的分裂将停留在细胞分裂的__________期。如果用洋葱根尖作实验材料来探究该药物抑制纺锤体形成的最适浓度,请写出简要的设计思路:__
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿__。
【解析】(1)根据染色体的行为可判断图中①～⑩分别处于有丝分裂中期、间期、中期、前期、末期、后期、末期、后期、前期、间期。由于细胞壁的存在,植物细胞呈方形,图中表示植物细胞有丝分裂顺序的是②→⑨→①→⑧→⑤。图中⑥为处于有丝分裂后期的动物细胞,此时细胞内染色单体数及染色体数分别为0、8。中心粒的复制是在有丝分裂间期完成的。染色体主要由DNA和蛋白质组成。(2)细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。一个细胞周期持续的时间为细胞数目加倍所需要的时间,表格中细胞数目加倍所需时间为30-10=50-30=70-50=20(h)。(3)细胞分裂过程中,纺锤体虽形成于前期,但其作用是牵引着姐妹染色单体分开形成的子染色体向细胞两极移动,子染色体向两极移动发生于后期,故题中药物处理后的细胞将停留在后期。探究药物抑制纺锤体形成的最适浓度时,需设置不同浓度梯度的药物,分别对洋葱根尖细胞进行处理,然后制成临时装片观察并比较染色体数目的变化,显微镜下处于后期的细胞数目最多的药物浓度就是抑制纺锤体形成的最适浓度。
答案:(1)②⑨①⑧⑤ 0、8 间 DNA和蛋白质
(2)完成 下一次分裂完成 20
(3)后 设置不同浓度梯度的该药物,分别对洋葱根尖细胞进行处理,然后制成临时装片观察并比较染色体数目的变化
12.(16分)(2021·昆明模拟)生物学的发展离不开研究技术的进步。放射性同位素自显影技术被用于研究细胞有丝分裂过程中核的变化。如图表示洋葱根尖处于有丝分裂各阶段细胞中DNA和信使RNA的含量变化。请结合图示回答有关问题:
(1)用放射性同位素标记时,为区别DNA和mRNA,最好分别选择标记的物质依次是胸腺嘧啶脱氧核苷酸和__________________。
(2)在细胞周期的a时期,细胞中的mRNA主要用于指导合成____________________________(填“与分裂期有关的蛋白质”或“与DNA复制有关的蛋白质”)。细胞处于分裂期时,细胞中的mRNA含量较低的原因可能是__。
(3)依据图示,细胞中核糖体功能旺盛的分裂时期可能是____________(填图中字母)。图中细胞核DNA减半的原因是________________。
【解析】(1)DNA和RNA分别特有胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸,所以应该标记这些核苷酸。
(2)在图示细胞周期的a时期属于分裂间期的G1期,为分裂间期的S期进行物质准备,合成与DNA复制有关的蛋白质。分裂期细胞核内DNA存在于高度螺旋化的染色体中,不能解旋、不能转录,故分裂期的mRNA含量低。
(3)核糖体是合成蛋白质的场所,其功能旺盛的时期是mRNA相对含量较多的时期。分裂期由于染色体平均分配到两个子细胞中,故而细胞核DNA减半。
答案:(1)尿嘧啶核糖核苷酸
(2)与DNA复制有关的蛋白质 分裂期细胞核内DNA存在于高度螺旋化的染色体中,影响解旋、转录形成mRNA
(3)a、c 染色体平均分配到两个子细胞中去实验
操作人
取材
解
离
漂
洗
染
色
压
片
甲
根尖1～3 mm处
-
+
+
+
乙
根尖1～3 mm处
+
-
+
+
丙
根尖5～7 mm处
+
+
+
+
培养时间
(单位:h)
10
20
30
40
50
60
70
培养液中细胞
数目/千个
25
35
50
70
100
145
200
一、选择题:本题共10小题,每小题7分,共70分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2021·宿州模拟)下面关于植物细胞有丝分裂的叙述,不正确的是( )
A.在分裂间期,染色体复制,但数目不变
B.在分裂中期,染色体形态和数目最清晰
C.在分裂后期,着丝点分裂,DNA含量加倍
D.在分裂末期,染色体平均分配进入两个子细胞
【解析】选C。在有丝分裂后期,着丝点分裂,DNA含量不变。
2.(2021·广安模拟)下列关于高等动物细胞有丝分裂过程的叙述,正确的
是( )
A.间期结束时,染色体数和核DNA分子数都加倍
B.前期,两组中心粒和姐妹染色单体都发生分离
C.中期,每条染色体的着丝点都排列在一个平面上
D.末期,细胞板向内凹陷将细胞缢裂成两个部分
【解析】选C。有丝分裂间期结束时,核DNA分子数目加倍,而染色体数目不变,A错误;两组中心粒分离发生在有丝分裂前期,而姐妹染色单体分离发生在后期,B错误;有丝分裂中期,每条染色体的着丝点排列在赤道板上,C正确;动物细胞有丝分裂过程中不会出现细胞板,D错误。
3.(2021·郑州模拟)将一块3 cm×3 cm×6 cm的含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的正方体。将3块琼脂块放在装有NaOH溶液的烧杯内,淹没浸泡10分钟。下列说法正确的是( )
A.随琼脂块增大,NaOH扩散速率增大
B.随琼脂块增大,琼脂块的表面积与体积之比增大
C.随琼脂块增大,琼脂块中变红的体积增大
D.随琼脂块增大,琼脂块中变红的体积所占的比例增大
【解析】选C。在相同时间内,物质扩散进细胞的体积与细胞的总体积之比可以反映细胞的物质运输效率;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。随琼脂块增大,NaOH扩散速率不变,A错误。随琼脂块增大,琼脂块的表面积与体积之比变小,B错误。在一定时间内,随琼脂块增大,琼脂块中变红的体积所占的比例变小,D错误。随琼脂块增大,琼脂块中变红的体积增大,C正确。
4.(2021·咸阳模拟)如图表示某动物细胞在有丝分裂过程中染色体的行为变化,相关分析错误的是( )
A.a→b过程高尔基体活动活跃,有细胞板的形成
B.b→c表示在分裂间期发生了复制过程
C.c→d过程核膜逐渐解体
D.e时期染色体形态数目最清晰
【解析】选A。分析可知,a～b时期染色体解螺旋变成染色质,为有丝分裂末期,动物细胞有丝分裂末期不需要高尔基体的参与,无细胞板的形成,A错误;b～c时期染色质复制,表示有丝分裂间期,此时期完成DNA的复制,B正确;c→d过程表示有丝分裂前期,此时期核膜逐渐解体,C正确;d～e可表示有丝分裂中期,此时期染色体形态数目最清晰,D正确。
5.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”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、染色体着色很浅且不清楚、细胞分散且染色体着色清楚
B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散且染色体清楚
C.细胞重叠、染色体着色很浅且不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体
D.染色体着色很浅且不清楚、细胞分散且染色体不清楚、细胞分散且染色体清楚
【解析】选C。根据题意和表格分析可知:由于甲没有进行解离,所以细胞与细胞没有分离开来而重叠在一起;由于乙没有进行漂洗,解离液会与染色剂发生反应,导致染色效果不好,所以染色体着色很浅且不清楚;由于丙取材是在根尖5～7 mm处,此处已不是分生区,细胞不进行有丝分裂,所以染色质不会变成染色体,但操作过程正确,所以细胞着色清楚但看不到染色体。
【方法技巧】
关于实验中的错误点分析的解题方法
(1)认真读题,注意题目中的语言描述的细节性问题。如根尖的1～3 mm处与根尖的5～7 mm处,在本实验中有着本质的不同。
(2)明确实验原理以及每一操作步骤的原因。比如“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,取材、解离、漂洗、染色、制片和观察都有明确的要求与目的,当每一步出现错误时,都会出现相应的错误现象。在本实验中,要具体分析错误之处,找到相关证据,再分析实验结果。
(3)在复习实验的过程中要注意回扣教材,也要注意实验过程中出现的特殊情况并进行分析。
6.(创新性·促进核仁解体的蛋白质)科研人员在研究细胞周期调控机制时,发现了一种能促使核仁解体的蛋白质。下列叙述正确的是( )
A.该蛋白质在细胞分裂间期活性最高
B.该蛋白质有利于核糖体的形成
C.衰老细胞中该蛋白质合成速率变快
D.抑制癌细胞中该蛋白质的合成能延长细胞周期
【解析】选D。在细胞周期中核仁解体在前期,该蛋白质在细胞分裂前期活性最高,A项错误;核糖体的形成与核仁有关,该蛋白质能促使核仁解体,因此该蛋白质不利于核糖体的形成,B项错误;衰老细胞中核仁不解体,因此衰老细胞中不合成该蛋白质,C项错误;抑制癌细胞中该蛋白质的合成,细胞不能进入分裂前期,能延长细胞周期,D项正确。
7.(创新性·药物X和药物D的作用)已知药物X对细胞增殖有促进作用,药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组,分别置于培养液中培养,培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物),每隔一段时间测定各组细胞数,结果如图所示。据图分析,下列相关叙述不合理的
是( )
A.乙组加入了药物X后再进行培养
B.丙组先加入药物X,培养一段时间后加入药物D,继续培养
C.乙组先加入药物D,培养一段时间后加入药物X,继续培养
D.若药物X为蛋白质,则药物D可能改变了药物X的空间结构
【解析】选C。甲组为空白对照组,与甲组曲线相比,乙组细胞数目增加较快,说明乙组中加入了促进细胞增殖的药物X,A正确;丙组细胞数目增加较甲组快,说明加入了促进细胞增殖的药物X,培养一段时间后丙组细胞数目增加又较乙组慢,说明丙组又加入了抑制药物X作用的药物D,B正确;如果乙组先加入药物D,因培养液中无药物X,培养一段时间后,乙组前期细胞数目不应高于甲组,C错误;药物D可抑制药物X的作用,若药物X为蛋白质,则药物D的作用机理很可能是改变了药物X的空间结构,D正确。
8.(2021·泰安模拟)科学家用被32P标记的磷酸盐溶液浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如图所示,以下说法正确的是 ( )
A.图中数据显示,蚕豆根尖细胞分裂时,其细胞周期为19.3 h
B.用32P的磷酸盐作为标记物,主要是标记蚕豆幼苗细胞中的蛋白质和DNA
C.若蚕豆根尖细胞的染色体数为2N,则该蚕豆根尖细胞有丝分裂后期染色单体数为4N
D.蚕豆根尖分生区细胞分裂间期比分裂期时间短
【解析】选A。题图中b～d为一个细胞周期,可知蚕豆根尖细胞分裂时,其细胞周期为19.3 h,A正确;用32P的磷酸盐作为标记物,主要是标记蚕豆幼苗细胞中的DNA,B错误;蚕豆根尖细胞有丝分裂后期无染色单体,C错误;蚕豆根尖分生区细胞分裂间期比分裂期时间长,D错误。
9.(2021·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(15N-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如图1所示的曲线。已知蚕豆根尖细胞有丝分裂周期为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6 h
【解析】选C。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G1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15N-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,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,所以分裂期时间不超过6 h,D项正确。
【方法技巧】
“四步法”分析有丝分裂过程曲线问题
第一步 识标:“识标明变量”。认识到图1中分别是胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸的变化曲线。二者与DNA和RNA的组成相联系。图2中是DNA相对含量变化曲线,与DNA的复制以及细胞分裂有关。
第二步 析线:“析线理变化”。分析胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸的变化曲线的升降与细胞中合成DNA和RNA有关。进而想到间期内细胞的变化就是DNA的复制和有关蛋白质的合成,而蛋白质的合成又与转录和翻译过程相关。
第三步 明点:“抓点探原因”。根据题目中的曲线变化规律,分析其特定的时间内曲线变化的原因,这里主要包括以下几个方面的分析:什么物质发生了变化?在什么时间内变化的?变化的原因是什么?
第四步 判断:“综合明是非”。根据两个图中的曲线变化以及以上分析,作出准确的判断。联系有关细胞周期和基因突变的相关知识再进行具体分析从而得出结论。
10.(2021·赣州模拟)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
D.DNA分子和染色体数目的加倍发生在AB段
【解析】选D。根据题意和图示分析可知:图1是植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内染色体及DNA数量变化曲线图,其中虚线是染色体数目变化曲线,实线是DNA含量变化曲线,AB段表示间期,BC段表示前期,CD段表示中期,DE段表示后期,EF段表示末期。图2细胞中着丝点分裂,染色体移向细胞两极,所以细胞处于有丝分裂后期。图1中实线在间期含量加倍,所以表示DNA含量的变化,A正确;图2所示细胞着丝点分裂,染色体数目加倍,处于有丝分裂后期,对应图1中DE段,B正确;中期染色体形态稳定,数目清晰,所以观察染色体形态和数目的最佳时期是CD段,C正确;DNA分子数目的加倍发生在AB段,染色体数目的加倍发生在DE段,D错误。
二、非选择题:本题共2小题,共30分。
11.(14分)如图所示为动、植物细胞有丝分裂的模式图,顺序已经打乱。回答下列问题:
(1)图中表示植物细胞有丝分裂的正确顺序是__________(填序号)。图中细胞⑥内染色单体数及染色体数分别为__________。中心粒的复制是在细胞分裂的________期完成的。染色体主要由________________组成。
(2)题表为培养液中某种动物细胞数目和培养时间的关系。
连续分裂的细胞,从一次分裂__________时开始,到__________时为止,为一个细胞周期。该细胞完成一个细胞周期需要________h。
(3)现有某种药物能专一性地抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,则使用此药物后,细胞的分裂将停留在细胞分裂的__________期。如果用洋葱根尖作实验材料来探究该药物抑制纺锤体形成的最适浓度,请写出简要的设计思路:__
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿__。
【解析】(1)根据染色体的行为可判断图中①～⑩分别处于有丝分裂中期、间期、中期、前期、末期、后期、末期、后期、前期、间期。由于细胞壁的存在,植物细胞呈方形,图中表示植物细胞有丝分裂顺序的是②→⑨→①→⑧→⑤。图中⑥为处于有丝分裂后期的动物细胞,此时细胞内染色单体数及染色体数分别为0、8。中心粒的复制是在有丝分裂间期完成的。染色体主要由DNA和蛋白质组成。(2)细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。一个细胞周期持续的时间为细胞数目加倍所需要的时间,表格中细胞数目加倍所需时间为30-10=50-30=70-50=20(h)。(3)细胞分裂过程中,纺锤体虽形成于前期,但其作用是牵引着姐妹染色单体分开形成的子染色体向细胞两极移动,子染色体向两极移动发生于后期,故题中药物处理后的细胞将停留在后期。探究药物抑制纺锤体形成的最适浓度时,需设置不同浓度梯度的药物,分别对洋葱根尖细胞进行处理,然后制成临时装片观察并比较染色体数目的变化,显微镜下处于后期的细胞数目最多的药物浓度就是抑制纺锤体形成的最适浓度。
答案:(1)②⑨①⑧⑤ 0、8 间 DNA和蛋白质
(2)完成 下一次分裂完成 20
(3)后 设置不同浓度梯度的该药物,分别对洋葱根尖细胞进行处理,然后制成临时装片观察并比较染色体数目的变化
12.(16分)(2021·昆明模拟)生物学的发展离不开研究技术的进步。放射性同位素自显影技术被用于研究细胞有丝分裂过程中核的变化。如图表示洋葱根尖处于有丝分裂各阶段细胞中DNA和信使RNA的含量变化。请结合图示回答有关问题:
(1)用放射性同位素标记时,为区别DNA和mRNA,最好分别选择标记的物质依次是胸腺嘧啶脱氧核苷酸和__________________。
(2)在细胞周期的a时期,细胞中的mRNA主要用于指导合成____________________________(填“与分裂期有关的蛋白质”或“与DNA复制有关的蛋白质”)。细胞处于分裂期时,细胞中的mRNA含量较低的原因可能是__。
(3)依据图示,细胞中核糖体功能旺盛的分裂时期可能是____________(填图中字母)。图中细胞核DNA减半的原因是________________。
【解析】(1)DNA和RNA分别特有胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸,所以应该标记这些核苷酸。
(2)在图示细胞周期的a时期属于分裂间期的G1期,为分裂间期的S期进行物质准备,合成与DNA复制有关的蛋白质。分裂期细胞核内DNA存在于高度螺旋化的染色体中,不能解旋、不能转录,故分裂期的mRNA含量低。
(3)核糖体是合成蛋白质的场所,其功能旺盛的时期是mRNA相对含量较多的时期。分裂期由于染色体平均分配到两个子细胞中,故而细胞核DNA减半。
答案:(1)尿嘧啶核糖核苷酸
(2)与DNA复制有关的蛋白质 分裂期细胞核内DNA存在于高度螺旋化的染色体中,影响解旋、转录形成mRNA
(3)a、c 染色体平均分配到两个子细胞中去实验
操作人
取材
解
离
漂
洗
染
色
压
片
甲
根尖1～3 mm处
-
+
+
+
乙
根尖1～3 mm处
+
-
+
+
丙
根尖5～7 mm处
+
+
+
+
培养时间
(单位:h)
10
20
30
40
50
60
70
培养液中细胞
数目/千个
25
35
50
70
100
145
200
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