2024年高考生物一轮复习（新人教版） 第4单元　第2课时　有丝分裂过程中相关变化及观察实验

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1.比较有丝分裂过程中物质或结构的变化规律，培养逻辑思维能力。2.活动：制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。
考点一　有丝分裂的图像和曲线分析
考点二　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
重温高考 真题演练
有丝分裂的图像和曲线分析
1.染色体、染色单体、核DNA的数量关系(1)染色体数＝ 数，即根据 计算染色体数。(2)当染色单体存在时，染色体∶染色单体∶核DNA＝ 。(3)当无染色单体存在时，染色体∶核DNA＝ 。
归纳 夯实必备知识
2.有丝分裂过程中细胞内核DNA含量、染色体数、染色单体数的变化(假定生物体细胞中核DNA含量为2c，染色体数为2n)(1)核DNA含量、染色单体数、染色体数变化
(2)细胞核DNA含量、染色体数、染色单体数、每条染色体上DNA含量变化曲线
①a→b、l→m、p→q变化原因都是 。②g→h、n→、r→s变化原因都是_______________________________，染色体数目加倍。③c→d、r→s的变化很相似，但原因不同，c→d的变化原因是______________________________。
着丝粒分裂，姐妹染色单体
个亲代细胞分裂成两个子代细胞
(3)根据柱状图判断细胞分裂时期的规律：
①根据染色单体变化判断各时期：
有→__________________→甲图
后期、末期→乙图G1期→丙图
②根据比例关系判断各时期：
核DNA∶染色体∶染色单体＝
4n∶2n∶4n→_________________→甲图__________→后期、末期→乙图2n∶2n∶0→G1期→丙图
1.细胞有丝分裂过程中，哪些时期染色体数量与核DNA含量一定相等？
拓展 提升科学思维
提示　G1期、分裂后期、末期。
2.请分析在有丝分裂过程中下列细胞结构主要有哪些变化。(1)染色体；
提示　染色体：复制→散乱分布于纺锤体中央→着丝粒排列在赤道板上→着丝粒分裂→移向细胞两极→平均分配到两个子细胞中；
(2)纺锤体；(3)核膜和核仁。
提示　纺锤体：形成(前期)→解体消失(末期)；提示　核膜和核仁：解体消失(前期)→重建(末期)。
1.如图是细胞中某两种物质的含量在有丝分裂相关过程中的变化情况。下列叙述不正确的是A.图中的虚线所代表的物质有两种不同的 表现形式B.图中的b～c段会发生着丝粒分裂C.叶肉细胞中会出现如图所示变化，而细菌细胞中不会出现D.a～b段细胞中有蛋白质和RNA的合成
突破 强化关键能力
2.如图1和图2表示细胞周期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.图1中DE段的细胞染色 体数目加倍，但核DNA数量不变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
有丝分裂过程中的“加倍”
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理：在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等 细胞。由于各个细胞的分裂是 进行的，因此在同一分生组织中可以观察到处于不同分裂时期的细胞。染色体容易被 (如 溶液，旧称龙胆紫溶液)着色。
使染色体着色，便于观察
使细胞分散开来，有利于观察
如图甲中a、b、c、d 表示某植物根尖的不同区域，图乙是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂模式图，图丙表示该组织细胞周期中某物质的数量变化曲线。
(1)观察根尖有丝分裂时应选择图甲 (填字母)区细胞，该区细胞特点是___________________。观察细胞质壁分离时可选择 (填字母)区细胞。
(2)请按细胞有丝分裂过程排列图乙中细胞： 。细胞是独立分裂的，但不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程，原因是____________________________。(3)图丙中f～g段细胞内发生的主要变化是_____________________________________________________________________________，在图丙中染色体数与核DNA数之比为1∶2的时间段是 。
装片标本时细胞已经死亡
着丝粒分裂，染色体数目加倍，加倍后的染色体在纺锤丝牵引下平均分配移向细胞的两极
3.(2023·江苏连云港高三预测)美花石斛的茎是名贵中药材，在一天中细胞分裂存在日节律性。图1、图2是某兴趣小组的实验结果，分裂期的细胞数占观察细胞总数的比值作为细胞分裂指数。下列说法正确的是A.选取新生茎尖作为实验材料的主要原因是茎尖伸长区细胞分裂旺盛B.细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③C.由图1可知，细胞周期 中分裂期的细胞持续 时间更长D.由图2可知，在日节律 上，9：00左右是美花石斛细胞分裂的高峰期
4.在制作和观察植物细胞有丝分裂临时装片的活动中，甲、乙、丙三位同学剪取洋葱根尖后，立即进行如下表所示的操作步骤。下列叙述错误的是注：“＋”表示进行了该项操作，“－”则表示没有进行。A.实验中解离和压片都有利于 根尖分生区细胞分散B.甲、乙两位同学观察不到染色体都是因为染色体未被着色C.丙同学观察到视野中处于分裂期的细胞数目少于分裂间期的细胞数目D.漂洗的目的是洗去浮色，便于观察
(1)解离液中两种液体的作用①酒精：迅速杀死细胞，固定细胞内染色体的形态和位置。②盐酸：促进细胞之间的中胶层物质溶解，从而达到分离细胞的目的。(2)各操作步骤时间或力度要严格控制的原因分析
(3)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。
重温高考 真题演练
1.(2022·湖南，6)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是A.a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离B.b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分 子32个C.根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根 尖细胞分裂中期时长D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低
图示为洋葱根尖细胞的有丝分裂图，有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象，A错误；b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上，细胞处于有丝分裂中期，且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同，但核DNA分子数加倍，故b细胞含染色体16条，核DNA分子32个，B正确；
各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间成正相关，故已知细胞周期时间，根据各时期细胞数目所占比例可计算出各时期的时间，但应统计多个视野中的比例求平均值，图中只有一个视野，无法准确推算，C错误；分裂间期时的S期进行DNA分子复制，若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，细胞停滞在分裂间期，故分裂间期细胞所占比例升高，D错误。
2.(2022·江苏，7)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后，分别制作有丝分裂装片，镜检、观察。下图为二倍体根尖细胞的照片。下列相关叙述错误的是A.两种根尖都要用有分生区的区段 进行制片B.装片中单层细胞区比多层细胞区 更易找到理想的分裂期细胞C.在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞D.四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的4倍，③的2倍
四倍体中期细胞中的染色体数是4n，图中①处于二倍体根尖细胞有丝分裂后期，染色体数目加倍，染色体数目为4n，②处于二倍体根尖细胞有丝分裂间期，染色体数目为2n，③处于二倍体根尖细胞有丝分裂前期，染色体数目为2n，所以四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的2倍，③的2倍，D错误。
3.(2019·江苏，7)下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是A.只有从新生的根尖上取材，才能观察到有丝分裂B.解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分分离C.滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散D.临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞
高等植物的根尖、芽尖等分生区的细胞均可进行有丝分裂，A错误；解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分离开来，解离时间过长会使根尖过分软化，且细胞内染色体结构被破坏，将会影响实验结果，B错误；制片是用镊子将之前处理的根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，然后，用拇指轻轻地按压盖玻片，可以使细胞分散开来，有利于观察，因此，滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散，C正确；临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂间期的细胞，D错误。
4.(2019·浙江4月选考，18)在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中，观察到不同分裂时期的细胞如图所示：下列叙述错误的是A.装片制作过程中需用 清水漂洗已解离的根 尖便于染色B.观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜C.图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成D.图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍
图甲细胞处于有丝分裂前期，DNA复制和相关蛋白质合成发生在间期，C错误。
1.判断关于染色体、染色单体、核DNA的数量关系的叙述(1) S期DNA复制后染色体数目加倍，为M期的进行提供所需物质(　　)(2)在有丝分裂后期核DNA∶染色体∶染色单体＝1∶1∶1(　　)(3)有丝分裂末期DNA分子数∶染色体数＝1∶1(　　)(4)处于有丝分裂中期和有丝分裂末期的细胞中染色体数目不同(　　)
2.判断关于“观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述(1)显微镜观察洋葱根尖分生区组织细胞的一个视野中，往往看不到细胞周期各个时期的图像(　　)(2)在本实验中，制作装片的过程是染色→漂洗→解离→制片(　　)(3)在取洋葱根尖材料时，切取的洋葱根尖长度是2～3 cm(　　)(4)观察时，需在低倍镜下找出中期的细胞，再换高倍镜找其他时期的细胞(　　)(5)高倍显微镜视野中数量最多的是染色体的着丝粒排列在赤道板上的细胞(　　)(6)显微镜下能观察到染色体的细胞数目很少(　　)
3.填空默写(1)请画出有丝分裂相关过程中染色体、核DNA、染色单体含量变化曲线(以二倍体生物为例)。
(2)请填写有丝分裂时期。
(3)若要观察植物根尖分生区细胞的有丝分裂，制作临时装片的四个步骤分别是 。(4)漂洗的目的是洗去根中多余的解离液，防止 ，以免影响染色。
解离、漂洗、染色、制片
一、选择题1.如图为细胞有丝分裂某时期的图像，下列关于该细胞的叙述，正确的是A.最可能是植物细胞并处于有丝分裂前期B.最可能是动物细胞并处于有丝分裂中期C.含有4条染色体以及8条姐妹染色单体D.分裂产生的两个子细胞染色体数不相等
2.图1、图2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3表示有丝分裂中一个细胞内不同时期核DNA分子数的变化，图4表示有丝分裂中一个细胞内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.图1所示细胞中共有4条染色体，8个核DNA分子；图2所示细胞中共有 0条姐妹染色单体B.图1所示细胞处于图3中BC段，完成图3中CD段变化的细胞分裂时期是 后期C.有丝分裂过程中不会出现如图4中d所示的情况D.图4中a可表示有丝分裂后期，b可对应有丝分裂前期或中期
3.下图是某二倍体植物细胞有丝分裂过程中染色体与核DNA数量比值的变化曲线。下列说法正确的是A.核DNA的复制发生在a～b段B.与DNA复制相关酶的合成只发生在b～c段C.染色体数目的加倍发生在d～e段D.c～d段的染色体数是e～f段的两倍
4.如图a、b、c、d分别是某些体细胞某个分裂时期的示意图，下列相关叙述正确的是A.a图表示植物细胞有丝分裂中期B.b图表示人成熟红细胞分裂的某个阶段C.c图细胞由于着丝粒分裂，染色体数目加倍，染色单体数目不变D.d图细胞中含有8条染色单体
5.某同学观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂的图像如下图。下列分析错误的是A.①时期细胞两极都会出现新的核膜和核仁， 形成两个新的细胞核B.②时期细胞开始DNA复制和有关蛋白质的 合成，出现染色体C.③时期细胞中每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上D.④时期着丝粒分裂，细胞内染色体数目加倍，核DNA数目不变
6.图甲为细胞核及其周围部分结构示意图，图乙为有丝分裂过程中核DNA含量变化曲线。下列相关叙述正确的是A.若图甲细胞处在细胞周期中，则图甲细胞相当于图乙的cd区B.在图乙的ab区，图甲3的数目会加倍C.在细胞周期中，图甲中的4、5消失的时间是在图乙的de区D.图甲所示结构不可能代表细菌，但细菌分裂过程中也会出现DNA复制
7.如图表示洋葱根尖分生组织内的细胞进行有丝分裂时，细胞核中DNA含量的变化，每个点代表记录到的一个细胞。下列叙述错误的是A.细胞分裂过程中显著的变化有核DNA含量和染色体行为及数量的变化B.当细胞核体积增大到最大体积的 一半时，核DNA的含量开始急剧 增加C.利用药物抑制DNA合成，细胞将 停留在分裂期的中期D.图中核DNA含量减半的原因是核 膜重新形成
8.(2023·江苏苏北四市高三期末)某同学在做洋葱根尖有丝分裂实验时，在显微镜下看到的图像如图所示。下列有关叙述错误的是A.细胞①所示的时期，细胞中染色体数目加倍B.可以根据视野中各个时期的细胞数量推算出 细胞周期中各个时期的长度C.若多次用一定浓度秋水仙素处理根尖，制成 装片后可看到较多细胞处于②所示的时期D.若部分细胞没有被甲紫溶液染色，原因可能是染色前漂洗不充分或染 色时间过短
9.下图是对观察洋葱根尖细胞有丝分裂时染色体数(a)、染色单体数(b)和核DNA分子数(c)的统计图。下列相关叙述不正确的是A.分裂间期用②表示最恰当B.染色体螺旋化程度最 高在①时C.①可以表示细胞分裂 的前期D.③可表示分裂完成的细胞
间期过程中进行染色体复制，染色体数目不变，核DNA含量加倍，②中染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝4∶0∶4，说明着丝粒分裂，染色体数目加倍，染色单体消失，表示有丝分裂的后期，故A错误。
10.(2023·山西晋城高三期中)下表是三种细胞的细胞周期持续时间(h)。下列有关叙述不正确的是A.①与②细胞质的分裂 方式不同B.①中分裂期细胞数所 占比率低于12%C.通常情况下，②中T1≥T2D.人的肝细胞在分裂期一般不发生基因的转录
①是蚕豆根尖分生区细胞分裂，其胞质分裂的方式是在赤道板的位置形成细胞板，细胞板再扩展形成细胞壁，②是小鼠十二指肠上皮细胞，其胞质分裂的方式是细胞膜向中间缢裂，形成两个子细胞，A正确；①中分裂期在细胞周期的比例为2/(15.3＋2)×100%≈11.6%，即分裂期细胞的数目所占比率低于12%，B正确；由于分裂间期的时间比分裂期长得多，所以②中T1＞T2，C错误；分裂期染色体已经高度螺旋化，因此一般不能再进行基因的转录，D正确。
11.(2023·黑龙江鸡西高三模拟)下列有关“观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂”实验的叙述，错误的是A.未解离会造成细胞重叠难以观察B.漂洗可防止解离过度C.染色时间过长，可更好地观察染色体形态D.无法观察到一个细胞的连续分裂过程
解离是使细胞彼此分离，未解离细胞会相互重叠，因此实验结果很可能是无法清晰观察到分生区细胞，A正确；漂洗的作用是洗去解离液，防止解离过度，便于染色，B正确；染色时间过长，染色太深会妨碍观察，C错误；解离时细胞已经死亡，无法观察到连续分裂的动态变化过程，D正确。
12.(2023·河南平顶山高三期末)研究人员为探究红葱作为“植物细胞有丝分裂实验”材料的可行性，比较不同取样时刻红葱与大蒜根尖分生区组织的细胞分裂指数，结果如图。下列叙述不正确的是A.该实验的自变量为植物种类和取样时刻B.取材后用酸性染料进行染色C.解离、弄碎根尖、压片等都有利于细胞 分散D.红葱与大蒜的最佳取样时间均为10时和 14时
实验是比较不同取样时刻红葱与大蒜根尖分生区组织的细胞分裂指数，因此自变量为植物种类和取样时刻，A正确；装片制作应用碱性染料进行染色，B错误；解离、弄碎根尖、压片等目的都是使细胞分散，便于观察到单层细胞，C正确；细胞分裂指数越高，越容易观察到各个时期的分裂图像，据图可知，红葱与大蒜的最佳取样时间均为10时和14时，D正确。
二、非选择题13.如图甲、乙、丙表示某二倍体动物细胞分裂的部分时期图像；图丁表示一个细胞周期的4个阶段及各阶段所经历的时长。请据图回答下列问题：(1)图甲细胞处于图丁细胞周期中的_______________期，细胞由图丙→图乙的过程中，染色体数目变化的原因是________________________________________________；与处于分裂末期的植物细胞相比，该动物细胞在该时期不会出现_________；若要观察植物根尖分生区细胞的有丝分裂，制作临时装片的四个步骤分别是_______________________。
姐妹染色单体分离形成两条染色体
　解离、漂洗、染色、制片
(2)请在下面坐标系中画出该动物细胞一个细胞周期中核DNA数量变化的曲线图。
(3)用图丁中所示字母与箭头表示该细胞一个完整的细胞周期_________________。
(1)据细胞分裂图，可判断该二倍体生物为______(填“雌性”或“雄性”)，依据是______________________________________。丙图ab段细胞核内主要发生了___________。
14.甲、乙两图代表某二倍体生物某器官中细胞分裂示意图，丙图表示细胞分裂过程中染色体与核DNA的比值关系。回答下列问题：
甲图在减数分裂Ⅰ后期，细胞质均等分裂
根据分析可知，甲图处于减数分裂Ⅰ的后期，且细胞质均等分裂，可以判断该二倍体生物为雄性。丙图ab段使得染色体与核DNA的比值由1变成1/2，说明每条染色体上由一个DNA分子变成两个DNA分子，此时处于细胞分裂的间期，细胞核内主要发生了DNA复制。
(2)甲图可对应丙图的___段。与甲图相比，乙图所示细胞分裂产生的子细胞染色体组成______(填“相同”或“不相同”)，这种分裂方式对生物体的意义是__________________________________________________________________________________________________________。
将亲代细胞的染色体经复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中，从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性
据分析可知，甲图处于减数分裂Ⅰ的后期，每条染色体上含有2个DNA，染色体与核DNA的比值为1/2，因此甲图对应丙图的bc段。甲图是同源染色体分离，分离之后两个细胞中染色体不相同，乙图是着丝粒分裂，是染色体上间期复制形成的染色单体的分离，因此分裂形成的子细胞中染色体是相同的。这样的分裂方式使生物的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
(3)在同种细胞组成的细胞群体中，不同的细胞可能处于细胞周期的不同时期(G1－DNA合成前期、S－DNA合成期、G2－DNA合成后期、M－分裂期)。胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)只抑制S期DNA的合成，对其他时期不起作用，故用TdR处理可将整个细胞群体同步到同一时期。将TdR添加到培养液中，在培养时间为____________(用细胞周期中的时期表示)后，所有细胞都被抑制在S期。
胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)只抑制S期DNA的合成，对其他时期不起作用，如果一个细胞正处于G2期，经过G2期、M期、G1期后进入S期，TdR抑制S期DNA的合成，从而使其停留在S期，因此要使所有细胞都被抑制在S期，培养时间至少为G2＋M＋G1的时间。