2024届高考生物一轮总复习必修1第6章细胞的生命历程第1节细胞的增殖课件
展开考点一 细胞增殖和细胞周期
2.细胞周期(并非所有分裂的细胞都有细胞周期,减数分裂和
无丝分裂以及高度分化的成熟细胞都没有细胞周期)。
(1)不同种类生物的细胞周期有很大差别。一些外界因素,如
温度、pH 等会影响细胞周期的长短。
(2)细胞周期中,分裂间期所占的时间长,分裂期所占的时间短,因此观察细胞所处时期时,大部分都处于分裂间期。(3)分裂产生的子细胞的三种去向:继续分裂、暂不分裂、不
1.有丝分裂过程(不包括分裂间期)。
2.动植物细胞有丝分裂的主要区别(主要是前期和末期不同)。
3.与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用。
4.有丝分裂中细胞结构或物质的周期性变化。(1)染色体形态及行为变化。
①当有染色单体(间期的 G2 期、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(间期的 G1 期、后期、末期)时,染色体数∶
核 DNA 数=1∶1。
(1)赤道板是细胞中央与纺锤体的中轴垂直的一个平面,只表示一个位置,不是真实存在的细胞结构,在显微镜下观察不到。(2)细胞板是植物细胞有丝分裂末期,在赤道板位置通过囊泡融合而形成的一种结构,它向四周扩展形成新的细胞壁,在显微镜下能观察到该结构。它是植物细胞所特有的,是区别于动物细胞的标志。
(2)核 DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为
染色体的数目始终和着丝粒的数目相等;染色体加倍的原因
(3)模型法表示一个细胞周期中染色体、DNA 和染色单体的数
5.无丝分裂(真核细胞的分裂方式)。(1)过程:________先延长,核的中部向内凹陷,缢裂成为两个细胞核;接着,整个细胞从中部缢裂为两部分,形成两个子细
(2)特点:没有出现________________的变化。(3)实例:____________的无丝分裂。
后期着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果。有丝分裂后期,染色体着丝粒一分为二,是受生物体内遗传物质控制的一种生理活动,并不是纺锤丝牵引所致。
【基础测评】1.易错诊断(1)有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳
(2)不同生物的细胞大小和数目不同,但细胞周期长短相同。
(3)着丝粒分裂一定导致 DNA 数目加倍。(
(4)赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构。(
(5)在一个细胞周期中,DNA 的复制和中心粒的倍增可发生在
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)×
2.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
3.图 1 表示某二倍体动物细胞有丝分裂图像,图 2、图 3、图4 分别是对该动物细胞有丝分裂不同时期染色体数、染色单体数和核 DNA 分子数的统计(图 2、图 3、图 4 中的 a、b、c 的含义相同)。
下列有关叙述正确的是(
A.该动物的体细胞中都含有 4 条染色体
B.图 2 中的 a、b、c 分别表示染色体、核 DNA 和染色单体C.图 3 可以最恰当地表示图 1 所示时期的染色体、染色单体
D.图 4 所示细胞正处于有丝分裂后期答案:C
4.如图是某同学用显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂时看到
的视野,下列叙述正确的是(
A.甲细胞中每条染色体的着丝粒排列在细胞板上B.乙细胞中染色体被平均分配,移向细胞两极C.甲和乙细胞中的染色体数目相等,DNA 含量相同D.统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短答案:B
考向 1 细胞周期与细胞分裂期
[典例 1](2020 年山东等级考)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
C.感染 BYDV 的细胞中,M 蛋白通过促进 CDK1 的磷酸化而
D.M 蛋白发挥作用后,感染 BYDV 的细胞被阻滞在分裂间期解析:由题意可知,正常细胞中 DNA 复制未完成时 CDK1处于磷酸化状态,即去磷酸化过程受到抑制,A 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 正确。由题图可知,正常细胞和感染 BYDV的细胞中 CDK1 磷酸化水平达到最高点(二者相同)后均出现下降,但感染 BYDV 的细胞中 CDK1 的磷酸化水平维持在较高水平,正常细胞中 CDK1 磷酸化水平降低明显,说明被感染细胞中磷酸化的 CDK1 的去磷酸化过程受到抑制,故 M 蛋白通过抑制磷酸化的CDK1 的去磷酸化而影响细胞周期,C 错误。磷酸化的 CDK1 发生去磷酸化而被激活,才能使细胞进入分裂期,故 M 蛋白发挥作用后,感染 BYDV 的细胞被阻滞在分裂间期,D 正确。
与细胞周期有关的几种常考图形
(1)以“时间长短”为衡量指标:图 1 中的 a 和 c、图 2 中的乙→甲均为分裂间期;其余的为分裂期。
(2)以“DNA 含量”为衡量指标:图 3 中 a、a~b 处的细胞,以及 b 处部分细胞,可分别对应图 4 中的 a、b、c,即分别对应G1 期、S 期、G2 期,均属于分裂间期。
(3)以“mRNA 含量”为衡量指标:G1、G2 期均有蛋白质合成,
G1 期在前,G2 期在后。
【考向集训】1.(2022 年广东模拟)流式细胞仪可根据细胞中 DNA 含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞,24 小时后用流式细胞仪检测,结果如图。对检测结果的分析不正
A.b 峰中细胞的 DNA 含量是 a 峰中的 2 倍B.a 峰和 b 峰之间的细胞正进行 DNA 复制
C.处于分裂期的细胞均被计数在 a 峰中D.此抗癌药物抑制了癌细胞 DNA 的复制
解析:在 b 峰中细胞的 DNA 含量为 80,而 a 峰中细胞的 DNA含量为 40,A 正确。在 a 峰与 b 峰之间细胞内的 DNA 相对含量在逐渐增加,所以正进行着 DNA 分子的复制,B 正确。在细胞分裂期中,前、中、后三个时期的细胞应位于 b 峰,而末期的细胞应位于 a 峰处,C 错误。通过实验组和对照组中 b 峰细胞的数量可以看出,实验组中进行 DNA 复制的癌细胞数量明显减少,则说明该药物对癌细胞 DNA 复制有抑制作用,D 正确。
2.(2020 年江苏高考)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据 DNA 合成情况,分裂间期又分为 G1 期、S 期和 G2 期。为了保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在着一系列监控系统(检验点),对细胞周期的过程是否发生异常加以检测,部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。请据图回答下列问题:
(1)与 G1 期细胞相比,G2 期细胞中染色体及核 DNA 数量的变
化是________。
(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过__________________,保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。图中检验点 1、2 和 3 的作用在于检验 DNA 分子是否________(填序号:①损伤和修复、②完
成复制);检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定细胞质是否分裂的检验点是______________。
(3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关,癌细胞的主要特征是__________。有些癌症采用放射性治疗效果较好,放疗前用药物使癌细胞同步化,治疗效果会更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种:DNA 合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制 DNA 合成,主要激活检验点________,将癌细胞阻滞在 S期;后者可用秋水仙素抑制__________的形成,主要激活检验点_________,使癌细胞停滞于中期。
解析:(1)分裂间期分为 G1 期、S 期和 G2 期,G1 期为 DNA 合成前期(完成相关 RNA 和蛋白质合成),S 期为 DNA 合成期(完成DNA 复制),G2 期为 DNA 合成后期,所以 G2 期与 G1 期相比,染色体数不变,核 DNA 数加倍。(2)细胞有丝分裂的意义是将亲代细胞的染色体经过复制(实质为 DNA 的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。检测点 1、2 和 3 分别分布在 G1 期结束处、S期和 G2 期结束处,其作用在于检验 DNA 分子是否损伤、修复和完成复制。分离的染色体正确到达细胞两极发生在分裂期(M 期)的后期,所以决定细胞质是否分裂的检验点是检验点 5。(3)与正
常细胞相比,癌细胞具有无限增殖、细胞形态结构发生显著变化和细胞表面发生变化等特征,其中与细胞周期调控异常有关的主要特征为细胞无限增殖。DNA 合成发生在 S 期,主要激活检验点2,可将癌细胞阻滞在 S 期;秋水仙素作用于正在分裂的细胞,能够抑制纺锤体的形成,纺锤体的形成发生在分裂期的前期,因此应主要激活检验点 4,可将癌细胞停滞于中期。
答案:(1)染色体数不变,核 DNA 数加倍
(2)染色体正确复制和平均分配 ①② 检验点 5(3)细胞无限增殖 2 纺锤体 4
考向 2 有丝分裂过程和图像分析[典例 2](2021 年全国乙卷)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
解析:已知果蝇体细胞含有 8 条染色体,每条染色体上有 1个 DNA 分子,共 8 个 DNA 分子,在间期,DNA 进行半保留复制,形成 16 个 DNA 分子,A 正确。间期染色体已经复制,故在前期每条染色体由 2 条染色单体组成,含 2 个 DNA 分子,B 正确。在中期,8 条染色体的着丝粒排列在赤道板上,此时染色体形态固定、数目清晰,易于观察染色体,C 正确。有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,由 8 条变成 16 条,同源染色体不分离,D 错误。
关注细胞周期中的“加倍”
【考向集训】3.(2021 年河北石家庄调研)如图甲表示细胞分裂的不同时期每条染色体上 DNA 含量变化情况,图乙表示处于细胞有丝分裂某
个时期的细胞图像。下列说法中错误的是(甲
A.图甲中 AB 段形成的原因是 DNA 分子复制
B.图甲中 CD 段时染色体平均分配到了两个子细胞中
C.图乙细胞中含有 8 条染色体、8 个核 DNA 分子、0 条染色
D.图乙细胞的前一时期中着丝粒排列在赤道板上,对应图甲
解析:图甲中经过 AB 段每条染色体上 DNA 含量加倍,说明DNA 分子进行了复制,A 正确。图甲中 CD 段一条染色体上 DNA含量由 2 变为 1,这是有丝分裂后期着丝粒分裂的结果,B 错误。图乙细胞中着丝粒分裂,细胞中含有 8 条染色体、8 个核 DNA 分子、0 条染色单体,C 正确。图乙细胞表示有丝分裂后期,它的前一时期即中期应该是着丝粒排列在赤道板上,对应图甲 BC 段(某一部分),D 正确。
4.(2022 年广东六校联考)植物根尖分生区细胞临时装片观察
的结果如图所示。下列叙述错误的是(
A.①时期细胞两极两套染色体携带的遗传信息不一定相同B.②时期同源染色体开始联会配对,散乱分布于纺锤体中央C.③时期每条染色体两侧都有纺锤丝附着在上面D.④时期细胞中染色体组的数量加倍
解析:正常情况下,①时期细胞两极两套染色体携带的遗传信息相同,若发生基因突变等变异,则①时期细胞两极两套染色体携带的遗传信息不一定相同,A 正确。②表示有丝分裂前期,有丝分裂过程中不会发生联会配对,B 错误。③时期着丝粒排列在细胞中央的赤道板上,该时期每条染色体两侧都有纺锤丝附着在上面,C 正确。④时期着丝粒分裂,则细胞中着丝粒数、染色体数、染色体组数均加倍,D 正确。
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
(1)选材时,需选分裂期在细胞周期中所占比例大的植物品种,
剪取根尖时不宜过长,保证选取的是分生区细胞。
(2)解离时间要严格控制,解离时间不能太短,否则细胞间果胶未溶解,压片时细胞不易分散,达不到效果;时间过长则细胞分离过度、过于酥软,无法取出根尖进行染色和制片。(3)观察时不可能看到连续的分裂过程,因为在解离过程中细胞已经死亡,观察到的只是一个固定的时期,要不断地移动装片,在不同的视野中找到各个时期的分裂图像,所以在制作装片时要让细胞分散成单层细胞,这样才能找到各个分裂时期的细胞。
[典例](2022 年广东高考)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作
A.根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色,以防解离过度B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
解析:根尖解离后需要先漂洗,洗去解离液后再进行染色,A 错误。将已经染色的根尖置于载玻片上,加一滴清水后,用镊子将根尖弄碎,盖上盖玻片后再加一个载玻片,需要用拇指轻轻按压载玻片,使细胞分散开,再进行观察,B 错误。在低倍镜下找到分生区细胞(呈正方形,排列紧密)后,再换用高倍镜进行观察,此时为使视野清晰,需要用细准焦螺旋进行调焦,C 正确。分裂中期的染色体着丝粒整齐排列在赤道板上,据图可知,图示中期细胞位于左上方,故需要向左上方移动装片将分裂中期的细胞移至视野中央,D 错误。
【举一反三】(2020 年北京高考)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,细胞图像如图。相关叙
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