2021届高考生物人教版一轮创新教学案：第4单元　第11讲　细胞的有丝分裂

必修1　第四单元　细胞的有生命历程第11讲　细胞的有丝分裂[考纲明细]　1.细胞的生长和增殖的周期性(Ⅱ)　2.细胞的有丝分裂(Ⅱ)　3.细胞的无丝分裂(Ⅰ)　4.实验：(1)观察细胞的有丝分裂　(2)模拟探究细胞表面积和体积的关系考点1　细胞的生长和细胞周期1．细胞不能无限长大(1)模拟实验：细胞大小与物质运输效率之间的关系①细胞模型：不同大小的琼脂块。②运输效率表示法：。③检测方法：酚酞遇NaOH呈紫红色。④实验结论：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，因而限制了细胞的长大。(2)细胞不能无限长大的原因限制因素2．细胞分裂的主要方式(1)原核细胞：二分裂。(2)真核细胞有丝分裂：体细胞增殖的主要方式。减数分裂：生殖细胞产生的主要方式。无丝分裂：某些生物的部分体细胞的增殖方式。注：病毒的增殖方式是复制。3．细胞增殖(1)为了防止细胞越分越小，物质越分越少，分裂前必须进行一定的物质准备，所以，物质准备＋细胞分裂＝细胞增殖。(2)意义：是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。4．细胞增殖的周期性(1)细胞周期①条件：连续分裂的细胞。②起点：一次分裂完成时。③终点：下次分裂完成时。④特点：不同种类的细胞，细胞周期不同，分裂间期与分裂期所占比例也不同。⑤阶段a．分裂间期：持续时间长(填“长”或“短”)。可以分为G1期(DNA合成前期)；S期(DNA合成期)；G2期(DNA合成后期)。特点：主要进行DNA分子的复制与有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。b．分裂期：持续时间短(填“长”或“短”)，为了研究的方便，人为地将其分为前期、中期、后期、末期四个时期。(2)细胞周期的4种常用表示方法方法名称表示方法用字母表示细胞周期扇形图a→b→c→a为一个细胞周期直线图a＋b或c＋d为一个细胞周期坐标图A→G为一个完整的细胞周期续表方法名称表示方法用字母表示细胞周期柱形图A组细胞处于DNA复制前的分裂间期(G1)，B组细胞处于分裂间期(S)，正在进行DNA复制，C组细胞处于DNA复制后的分裂间期(G2)和分裂期[特别提醒]　(1)并非所有的细胞都有细胞周期①只有连续分裂的细胞才有细胞周期。只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期。②进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。(2)细胞分裂后产生的子细胞有三种去向①持续分裂：始终处于细胞周期中。如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞。②暂不分裂：暂时脱离细胞周期，仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中。如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞。③永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡。如肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞。1.(必修1 P111批判性思维)细胞越小，细胞表面积相对就越大，细胞的物质运输效率就越高。但是细胞体积不是越小越好，需要一定的体积，原因是细胞的各项功能完成至少需100种酶，每个酶促反应须占有直径约为50_nm的空间；每个核糖体直径为10～20_nm。2．(必修1 P112知识链接)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，它与有性生殖细胞的形成有关。题组一　细胞不能无限长大的原因1．下列有关细胞不能无限长大的原因中，不正确的是(　　)①受生物体大小的限制　②细胞核的控制范围是有一定限度的　③细胞体积过大不利于细胞内外的物质交换　④细胞内各种细胞器的数目和种数限制A．①③  B．②④ C．①④  D．②③答案　C解析　细胞不能无限长大的原因有两个：(1)表面积与体积比。细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与外界的物质交换效率就越低。(2)核质比。细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA一般不会随着细胞体积的增大而增加，即细胞核控制的细胞质范围是有限的。2．在探究细胞大小与物质运输关系的实验中，用NaOH溶液浸泡不同边长的含酚酞的琼脂立方块一定时间后，取出立方块切成两半。其剖面如图所示，其中x为NaOH扩散的深度，y为立方块的边长，阴影代表紫红色。则(　　)A．该实验的自变量为x，因变量为yB．x的值随y值的增大而增大C．NaOH扩散的体积为(y－x)3D．y值越小，扩散体积的比例越大答案　D解析　该实验的目的为探究细胞大小与物质运输的关系，即自变量为y，因变量为NaOH扩散的体积占琼脂立方块体积的比例，A错误；x为NaOH扩散的深度，与y(立方块的边长)没有关系，与浸泡时间有关，B错误；NaOH扩散的体积应为y3－(y－2x)3，C错误；y值越小，琼脂立方块的相对表面积越大，扩散体积的比例越大，D正确。题组二　细胞周期的判定3．如图表示细胞周期，下列叙述不正确的是(　　)A．按箭头所示方向由a→a或由b→b表示一个细胞周期B．染色体的平均分配发生于a→b段C．细胞中DNA含量的加倍发生在b→a段D．将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可以治疗癌症答案　A解析　细胞周期指从上一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止，分裂间期远长于分裂期。图中b→a、a→b分别表示分裂间期和分裂期，细胞周期应表示为b→b，A错误；a→b表示分裂期，其中后期染色体平均分配，B正确；b→a表示分裂间期，完成DNA分子复制，DNA含量加倍，C正确；癌细胞具有连续分裂的特点，具有细胞周期，b→a表示分裂间期，将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可阻断癌细胞继续分裂，即可以治疗癌症，D正确。4．下列据图描述细胞周期的相关说法正确的是(　　)A．甲图中的S期位于丙图中的a→b段B．一个完整的细胞周期是指乙的a＋b段或b＋c段C．用秋水仙素作用于丙细胞可使细胞分裂停留在a→b段D．细胞中含有染色单体的时间段是甲的M或乙的b、d或丙的a→b段答案　C解析　甲图中的S期属于间期，而丙图中的a→b段是分裂期，A错误；一个完整的细胞周期是指乙的a＋b段或c＋d段，B错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使细胞分裂停留在丙细胞的a→b段，C正确；甲的M或乙的b、d或丙的a→b段均表示分裂期，分裂期的后期和末期由于着丝点分裂所以没有了染色单体，D错误。5．科学家用含15N的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞的分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的数据如下，则下列叙述正确的是(　　)A．一个细胞周期可以用0～19.3 h、19.3～38.6 h来表示B．蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期有0～2 h、19.3～21.3 h、38.6～40.6 hC．蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3 hD．高尔基体、线粒体、叶绿体在蚕豆根尖细胞分裂过程中活动旺盛答案　C解析　一个细胞周期必需先有分裂间期，后有分裂期，故可以用其中第2～21.3 h、第21.3～40.6 h表示一个细胞周期，A错误；蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期为复制的时期，即分裂间期，应为第2～19.3 h、第21.3～38.6 h，B错误；据图示可知，蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3 h，C正确；蚕豆根尖细胞无叶绿体，D错误。1．判断一个完整的细胞周期的方法(1)“先长后短”：一个细胞周期一定要先经过一个长的间期，再经过一个短的分裂期。(2)“终点到终点”：从完成时开始，到完成时结束，为一个细胞周期。(3)“先复制后分裂”：一个细胞周期一定要先完成DNA的复制，才能完成细胞的分裂。2．与细胞周期相联系的知识(1)联系基因突变：在细胞分裂间期的S期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。(2)联系染色体变异：在细胞分裂期的前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。(3)联系细胞癌变：用药物作用于癌细胞的分裂间期，使其DNA分子不能复制，抑制癌细胞的无限增殖。(4)联系免疫：在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂，使细胞周期缩短。考点2　有丝分裂过程及相关结构和数量的变化1．有丝分裂过程时期分裂图像特点植物细胞动物细胞间期①完成DNA复制和有关蛋白质的合成②细胞适度生长续表时期分裂图像特点植物细胞动物细胞前期①核仁、核膜消失②染色质→染色体③纺锤体形成植物：细胞的两极发出纺锤丝，形成纺锤体动物：中心体发出星射线，形成纺锤体续表时期分裂图像特点植物细胞动物细胞中期①染色体的着丝点排列于赤道板上②染色体形态稳定，数目清晰后期①着丝点分裂，姐妹染色单体分开②子染色体平均移向细胞的两极末期①核仁、核膜出现，形成两个细胞核②染色体→染色质③纺锤体消失④细胞质分裂植物：细胞板→细胞壁动物：细胞膜向内凹陷[特别提醒]　(1)着丝点是自动分裂的，与纺锤丝的牵引无关，比如用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝牵引，着丝点仍然发生分裂，使细胞中染色体的数目加倍。(2)赤道板≠细胞板①赤道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下看不到。②细胞板是一种真实结构，在光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。2．动、植物细胞有丝分裂的异同 植物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂相同点①分裂过程基本相同②染色体的行为、形态、数目的变化规律相同③分裂间期都完成了染色体的复制④分裂期都实现了染色体平均分配到两个子细胞中续表不同点前期纺锤体的形成方式不同从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体由中心体发出星射线形成纺锤体末期细胞质分裂方式不同由细胞板向四周扩展形成细胞壁，将1个细胞分裂成2个子细胞细胞膜由中部向内凹陷，将1个细胞缢裂成2个子细胞3．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用名称生物类型作用时期生理作用核糖体动物、植物主要是间期合成相关蛋白质线粒体动物、植物整个细胞周期提供能量高尔基体植物末期与细胞壁(板)的形成有关中心体动物、低等植物前期与纺锤体的形成有关4．有丝分裂的意义将亲代细胞的染色体经过复制后，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遗传性状的稳定性。5．无丝分裂1．有丝分裂过程中相关结构的变化(1)染色体行为变化规律(2)纺锤体的变化：形成时期为前期，消失时期为末期。(3)核膜、核仁的变化：解体时期为前期，重建时期为末期。(4)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞)间期复制→前期移向两极并参与形成纺锤体→末期平均分到子细胞。2．有丝分裂过程中可“加倍”的结构或物质成分或结构时期原因DNA间期DNA复制染色体后期着丝点分裂中心体间期中心体复制细胞核末期新核膜已经形成，细胞质尚未分裂着丝点后期着丝点分裂3．有丝分裂过程中DNA、染色体及染色单体数目变化规律(以二倍体生物为例)(1)数量变化　　　时期项目　　　分裂间期分裂期前期中期后期末期细胞中DNA2n→4n4n4n4n4n细胞中染色体2n2n2n4n4n染色单体0→4n4n4n00(2)曲线模型模型解读①a→b、l→m变化的原因都是DNA分子复制。②g→h、n→o变化的原因都是着丝点分裂。③c→d形成的原因是细胞完成分裂。④染色单体的变化规律是：0→核DNA数→0(核DNA未复制时为0，复制后与核DNA一样多，着丝点分裂后又降为0)。(3)柱状图模型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DNA∶染色体∶染色单体＝(4)有丝分裂中染色体数与核DNA数比值的变化曲线①图1中ab段表示S期，bc段表示含有姐妹染色单体的时期，即有丝分裂G2期、前期和中期，de段表示有丝分裂的后期和末期。②图1中，在有染色单体时，染色体与核DNA数目之比为1∶2；不存在染色单体的时期，染色体与核DNA数目之比为1∶1。③图2中BC段表示间期的S期，CD段表示有丝分裂的G2期、前期和中期，EF段为有丝分裂的后期和末期。题组一　有丝分裂各时期特点及细胞分裂图像的识别1．下面相关染色体行为变化与下图中有丝分裂的时期相对应的是(　　)①染色体呈细丝状，数目加倍　②染色体散乱排布　③所有染色体的着丝点排列在细胞板上　④着丝点分裂，染色单体移向两极　⑤染色体变为染色质A．②⑤  B．①②③⑤ C．②③④  D．①③④⑤答案　A解析　染色体数目加倍发生在有丝分裂后期，①错误；细胞板出现在植物细胞有丝分裂的末期，中期染色体的着丝点排列在赤道板上，③错误；着丝点分裂，染色体移向两极，此时已没有染色单体，④错误。2．某同学观察根尖有丝分裂实验后，绘制的各时期细胞图，如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．有丝分裂的分裂期，细胞出现的先后顺序是①⑤②③B．图中M为赤道板、N为核仁、P为星射线C．有丝分裂过程中，核DNA的复制与染色体复制是同步进行的D．细胞④内有蛋白质的合成，且合成场所为一种无膜结构的细胞器答案　B解析　图中①～⑤分别指代有丝分裂的前期、后期、末期、间期、中期，其中分裂期包括①前期、⑤中期、②后期、③末期，A正确；因图示为根尖细胞的有丝分裂，所以纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，图中M为细胞板、P为纺锤丝，B错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，核DNA的复制与染色体复制同步进行，C正确；细胞④对应的时期为有丝分裂间期，该时期的最大特点是完成DNA的复制以及有关蛋白质的合成，蛋白质的合成场所是核糖体，核糖体没有膜结构，D正确。3．如图是细胞有丝分裂模式图或部分结构图，有关叙述不正确的是(　　)A．上述细胞有丝分裂的顺序是甲、丁、乙、丙B．显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期C．开始出现染色体的时期是丁；染色体开始转变成染色质形态的时期是丙D．丁一定是动物细胞有丝分裂前期答案　D解析　甲为间期，乙为后期，丙为末期，丁为前期，故图中细胞有丝分裂的顺序为甲、丁、乙、丙，A正确；细胞周期中，间期历时最长，所以显微镜下观察到最多的细胞处于间期，B正确；细胞有丝分裂中，染色体出现在前期(丁)，消失转变为染色质在末期(丙)，C正确；动物和低等植物细胞前期的纺锤体是由中心体发出的星射线构成的，所以丁也可能是低等植物细胞有丝分裂前期的部分结构图，D错误。“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像题组二　有丝分裂DNA、染色体含量变化曲线图分析4．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段时期D．DNA分子和染色体数目的加倍发生在AB段时期答案　D解析　图1中实线表示DNA含量变化，虚线表示染色体数目变化，A正确；图2所示细胞处于有丝分裂后期，着丝点分裂染色体数目加倍，对应于图1中DE段，B正确；观察染色体形态和数目的最佳时期是中期，即CD段时期，C正确；AB段为有丝分裂间期的G1和S期，进行DNA复制，DNA数目加倍，但染色体数目在有丝分裂后期(DE段)着丝点分裂后才加倍，D错误。变式训练[4－1]　(2019·山西康杰中学质检)图甲、乙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。下列叙述中，错误的是(　　)A．甲图对应曲线①中的CD段，对应曲线②的FG段B．乙图为细胞分裂后期图，这一时期两曲线有不同的变化C．甲图所示变化在光学显微镜下难以观察到D．观察组织细胞有丝分裂时，可用同一细胞来观察甲、乙两种时期答案　D解析　甲图表示染色体的复制，DNA含量加倍，对应曲线①的CD段，对应曲线②的FG段，A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DNA含量没有减少，B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正确；在显微镜下不能观察到细胞有丝分裂的动态变化，因为材料经解离后，细胞已经死亡，D错误。[4－2]　(2019·江苏徐州高三模拟)如图甲表示某二倍体动物细胞有丝分裂图像，图乙、丙、丁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DNA分子数的统计(图乙、丙、丁中的a、b、c表示的含义相同)。下列有关叙述中正确的是(　　)A．该动物各个体细胞中都含有4条染色体B．图乙中的a、b、c分别表示染色体、DNA和染色单体C．图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、DNA和染色单体的关系D．图丁所示细胞正处于有丝分裂后期答案　C解析　根据题意可知，图甲表示某二倍体动物细胞的有丝分裂图像，从图甲可以看出该细胞处于有丝分裂后期，细胞中有8条染色体，据此可以推得该动物体细胞中一般含有4条染色体，但不能说明该动物各个体细胞中含有的染色体数都是4条，如图甲细胞就有8条染色体，A错误；根据有丝分裂不同时期染色体、染色单体和DNA分子的数量关系以及染色单体数可出现“0”，可以判断图乙中的a、b、c分别表示染色体、染色单体和DNA，B错误；图丙中染色单体数为0，染色体数目与DNA分子数相同，据此可判断图丙表示的是处于有丝分裂后期或末期的细胞，故图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、DNA和染色单体的关系，C正确；图丁所示细胞中没有染色单体，染色体数目与DNA分子数目相等，可以判断该细胞处于有丝分裂间期中DNA复制之前的时期，D错误。实验8　观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1．实验原理(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料染成深色。(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。2．实验步骤过程图像步骤说明根尖培养实验前3～4 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触清水，置于温暖处，常换水，待根长约5 cm时取用续表过程图像步骤说明装片制作 取材剪取根尖2～3 mm(时间：上午10时～下午2时)解离①解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1体积比混合；②时间：3～5 min；③目的：使组织中的细胞相互分离开来漂洗①漂洗液：清水；②时间：约10 min；③目的：洗去药液，防止解离过度染色①染色液：0.01 g/mL或0.02 g/mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液；②时间：3～5 min；③目的：使染色体(或染色质)着色制片①压片：用镊子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后用拇指轻轻地按压载玻片；②目的：使细胞分散开来，利于观察续表过程图像步骤说明装片制作 观察①先用低倍镜观察：找到分生区细胞(正方形、排列紧密)；②后用高倍镜观察：先找出分裂中期的细胞，然后再找前期、后期、末期的细胞，观察特点并记录各时期的细胞数目绘图中期细胞绘图要点：着丝点排列在赤道板上；有染色单体、纺锤体(1)取材时为什么只能剪根尖2～3 mm，而不能过长？提示　若剪得过长会包括伸长区，伸长区细胞不分裂，增加了寻找观察细胞的难度。(2)试从解离目的角度分析解离时需要严格控制时间的原因。提示　解离时间过短，细胞不能分离开，解离时间过长，根尖酥软。(3)在制片时两次用到载玻片，作用分别是什么？提示　一次是放置根尖；另一次是在盖玻片上加一片载玻片，然后用拇指轻轻按压，目的是使细胞均匀分散，避免压碎盖玻片。(4)实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换？并说明原因。提示　不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的解离液，防止解离过度，若二者顺序颠倒，解离液中的盐酸会影响染色的效果。(5)为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？提示　解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断移动装片，在不同的视野中寻找。1．(2019·江苏高考)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答案　C解析　高等植物的根尖、茎尖等部位的分生区细胞都能进行有丝分裂，A错误；解离时间不宜过长或过短，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，解离时间过短，根尖细胞未完全分散开，细胞可能会重叠，B错误；在实验过程中，滴加清水、弄碎根尖以及压片等操作都有利于细胞的分散，C正确；分裂间期在细胞周期中历时最长，故在显微镜下，可观察到处于分裂间期的细胞数目最多，D错误。2．如图表示洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察，下列相关叙述中，不正确的是(　　)A．b过程的主要目的是洗去盐酸，避免对染色的影响B．d过程过轻细胞未分散开C．在显微镜下可以看到一个细胞连续的分裂过程D．在低倍镜下找到清晰的物像后，可以换用高倍镜继续观察答案　C解析　a～e过程分别表示解离、漂洗、染色、制片和观察。由于在解离过程中细胞已经被杀死，所以用显微镜观察时看不到一个细胞连续的分裂过程，C错误。3.  (2015·安徽高考)如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片，下列叙述正确的是(　　)A．甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上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解析　图中甲细胞处于有丝分裂中期，每条染色体的着丝点排列在赤道板上，A错误；乙细胞处于有丝分裂后期，着丝点分裂后形成的两套染色体平均分配，分别移向细胞两极，B正确；设洋葱体细胞的染色体数目为2N，则甲、乙细胞的染色体数目分别为2N和4N，核DNA含量均为4N，C错误；统计处于分裂期的细胞数和处于分裂间期的细胞数可用于比较分裂期、分裂间期时间的长短，但不能计算出细胞周期的时长，D错误。1．观察根尖分生组织细胞有丝分裂的关键及注意事项实验材料的选择类型选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料部位选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)时间必须在分裂旺盛的时间操作注意事项解离时间太短细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散过长导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色漂洗时间适宜洗去多余的解离液，防止解离过度而影响染色染色时间太短染色体或染色质不能完全着色过长使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体压片过轻细胞未分散开过重将组织压烂显微镜观察细胞状态显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化细胞数目间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长2.解离≠固定解离的作用在于破坏细胞间质，使细胞分离，以便压片时分散；固定的作用在于固定细胞形态，如在低温诱导染色体加倍实验中用卡诺氏液固定细胞。高考热点突破　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．(2019·北京高考)玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。对此图像的观察与分析，错误的是(　　)A．先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范B．可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁C．在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞D．细胞不同结构成分与该染料结合能力不同答案　B解析　用普通光学显微镜观察细胞的有丝分裂时，先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，A正确；箭头所指细胞处于有丝分裂后期，原有细胞核已解体，没有形成新的细胞核，B错误；处于有丝分裂前期的细胞，染色体散乱地分布在纺锤体的中央，图中有染色体散乱地分布在纺锤体的中央的细胞，C正确；细胞不同结构成分与该碱性染料的结合能力不同，染色体与碱性染料结合能力强，故被染成深色，D正确。2．(2017·北京高考)洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂，比较实验操作和结果，叙述正确的是(　　)A．都需要用盐酸溶液使细胞相互分离B．都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察C．在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍D．在有丝分裂末期都能观察到细胞板答案　B解析　解离洋葱根尖组织时需要用盐酸溶液使细胞相互分离开来，解离小鼠骨髓细胞则需要用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶，A错误；观察细胞有丝分裂装片时，需要先用低倍镜观察，找到分裂细胞，然后再换用高倍镜仔细观察，B正确；在有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，可观察到染色体数目加倍，C错误；植物细胞在有丝分裂末期形成细胞板，动物细胞不形成细胞板，而是细胞膜从细胞中部向内凹陷，D错误。3．(2015·北京高考)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确的是(　　)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的复制答案　C解析　a、b峰细胞的DNA含量分别为40、80，A正确；a峰中细胞为DNA未复制的细胞，b峰中细胞为DNA复制已完成的细胞，a峰与b峰之间的细胞DNA含量为40～80，正在进行DNA复制，B正确；C2期和分裂期细胞中的DNA含量已加倍，被计数在b峰中，C错误；实验组与对照组比较后发现，药物处理后b峰中细胞数目大大减少，这说明此药物抑制了癌细胞DNA的复制，D正确。4．(2017·全国卷Ⅲ)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的________期，以达到细胞周期同步化的目的。(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制______________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞________(填“会”或“不会”)被阻断在间期。(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是________________________________(答出一点即可)。答案　(1)分裂　间(或S)　(2)纺锤体形成　不会(3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成解析　(1)DNA合成可逆抑制剂能抑制DNA的复制，DNA复制发生在细胞分裂的间期，因此，加入DNA合成可逆抑制剂会使细胞停滞在细胞周期的间期(或S期)，而处于分裂期的细胞不受影响，可继续进行细胞周期的运转，到下一次分裂的间期被抑制，从而使细胞停滞在细胞周期的间期，达到细胞周期同步化的目的。(2)秋水仙素抑制细胞分裂前期纺锤体的形成，分裂后期着丝点分裂后，使染色体不能移向两极，从而使细胞周期阻断在分裂后期。(3)细胞在分裂间期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。课时作业 　　　　　　　　　　　　　　　　　　一、选择题1．(2019·江西南昌调研)以下有关细胞大小和分裂的叙述正确的是(　　)A．细胞体积越小，表面积也越小，物质运输效率越低B．细胞不能无限长大的原因之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加C．人的成熟红细胞可以进行有丝分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂D．原核细胞只能通过无丝分裂增加数目答案　B解析　细胞体积越小，其相对表面积越大，物质运输效率越高，A错误；细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加导致细胞不能无限长大，B正确；人的成熟红细胞为分化细胞不能发生细胞分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂，C错误；无丝分裂是真核生物的细胞分裂方式，原核细胞分裂方式一般为二分裂，D错误。2．下列关于高等植物有丝分裂的叙述，正确的是(　　)A．前期出现了纤维素组成的纺锤体B．中期染色体上的有关基因表达合成后期所需的蛋白质C．后期纺锤丝牵拉着丝粒使之分裂D．末期形成细胞板的过程涉及囊泡膜的融合答案　D解析　纺锤体的主要成分是蛋白质，A错误；中期染色体高度螺旋化，不能表达，B错误；后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开，纺锤丝牵引子染色体向细胞两极移动，但是染色体的着丝粒分裂与纺锤丝牵引无关，C错误；末期形成细胞板的过程与高尔基体形成的囊泡膜的融合有关，D正确。3．下图为动物和植物细胞的有丝分裂图，据图分析正确的是(　　)A．甲为分裂间期、乙为分裂末期，⑤聚集成为赤道板B．①由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于②C．甲细胞中无同源染色体，甲产生的子细胞为生殖细胞D．③、④均为细胞膜，两种细胞的胞质分裂方式相同答案　B解析　甲为分裂前期、乙为分裂末期，⑤聚集成为细胞板，A错误；①为中心体，由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于②着丝点，B正确；图甲细胞有同源染色体，有丝分裂后产生的子细胞为体细胞，C错误；③为细胞膜，④为细胞壁，两种细胞的胞质分裂方式不同，D错误。4．(2019·四川成都高三测试)将某种动物细胞分别进行正常培养和药物处理培养，一段时间后统计不同DNA含量的细胞数，结果如图所示。据图推测该药物的作用可能是(　　)A．通过抑制DNA的复制抑制细胞分裂B．通过抑制纺锤体的形成抑制细胞分裂C．通过促进DNA的复制促进细胞分裂D．通过促进着丝点分裂促进细胞分裂答案　B解析　由柱形图可知，正常培养时DNA含量为2n的细胞数多，即处于分裂间期复制前的细胞多；药物处理后，DNA含量为4n的细胞数多，即DNA完成了复制而加倍，且细胞不分裂而保持在4n，该药物可能类似于秋水仙素，抑制纺锤体的形成，抑制细胞分裂，B正确。5．(2019·福建厦门双十中学期中)实验室培养甲、乙、丙、丁四种不同类型的细胞，测得分裂间期占细胞周期的比例如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)A．图示四种细胞中丙分裂间期持续的时间最长B．加入DNA复制抑制剂，最终停留在分裂间期细胞数量最少的是丁C．正常情况下四种细胞在分裂间期可发生染色体数目变化D．不同温度下培养以上四种细胞，细胞周期持续的时间都会发生变化答案　D解析　分裂间期持续时间＝细胞周期时间×分裂间期所占比例，本题中四种细胞的细胞周期时间都不知道，因而不能确定四种细胞分裂间期持续时间的长短，A错误；分裂间期主要有三个阶段：G1期、S期和G2期，其中S期进行DNA的复制，加入DNA复制抑制剂可以使所有细胞最终停留在分裂间期的G1期，但是不知道细胞总数，无法确定四种细胞停留在分裂间期的数量，B错误；正常情况下四种细胞在分裂间期不会发生染色体数目变化，C错误；温度会影响酶的活性，从而影响细胞周期，故不同温度下培养这四种细胞，细胞周期持续的时间会发生变化，D正确。6．(2019·宁夏育才中学高三月考)在洋葱根尖细胞分裂过程中，当染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2时，该细胞可能会发生(　　)A．两组中心粒周围发出星射线形成纺锤体B．配对的同源染色体彼此分离移向细胞的两极C．染色质丝正在高度螺旋化形成染色体D．着丝点全部排列在细胞的细胞板上答案　C解析　有丝分裂G2期、前期和中期，细胞中的染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2。洋葱属于高等植物，其根尖细胞中不含中心体结构，A错误；洋葱根尖细胞只进行有丝分裂，不进行减数分裂，所以不可能出现配对的同源染色体彼此分离移向细胞两极的现象，B错误；在有丝分裂前期，染色质丝正在高度螺旋化形成染色体，C正确；有丝分裂中期，着丝点排列在赤道板上，而细胞板出现在有丝分裂末期，D错误。7．某同学观察了一种民间称为“鬼子葱”的植物的根尖的1000个处于有丝分裂分裂期的细胞，其中有105个处于如图所示时期，有692个细胞没有出现细胞板也看不清其中的染色体，有35个细胞的染色体数目明显加倍，其余168个细胞都有细胞板。据此可判断这些“鬼子葱”根尖细胞(　　)A．不存在分裂间期B．末期经历的时间最短C．分裂中期经历的时间最长D．有797个细胞具有染色单体答案　D解析　因该同学只观察处于有丝分裂分裂期的细胞，并没有观察处于分裂间期的细胞，所以不能判断“鬼子葱”根尖细胞不存在分裂间期，A错误；在分裂期中，细胞内染色体数目明显加倍的细胞(后期)个数最少，说明后期经历的时间最短，B错误；没有出现细胞板也看不清染色体的细胞(前期)共692个，说明前期经历时间最长，C错误；前期和中期都具有染色单体，图中所示时期为中期，处于该时期的细胞有105个，处于有丝分裂前期的细胞有692个，共797个，D正确。8．右图为实验小组同学探究月季茎尖细胞分裂的实验过程中在显微镜下拍摄的一张照片，茎尖取材时间为上午10时。下列相关说法不正确的是(　　)A．上午10时取材是因为此时细胞分裂旺盛，处于分裂期细胞多B．制片时漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，便于着色C．①细胞处于分裂中期，②细胞中同源染色体正在分离D．通过统计处于不同时期的细胞的数量，可以比较细胞周期不同时期的时间长短答案　C解析　①②月季茎尖细胞进行的是有丝分裂，而同源染色体分离发生在减数分裂中，C错误；有丝分裂各时期细胞的数目与有丝分裂各时期的长短呈正相关，所以通过统计处于不同时期的细胞的数量，可以比较细胞周期不同时期的时间长短，D正确。9．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，图3表示有丝分裂中不同时期每条染色体上DNA分子数变化，图4表示有丝分裂中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有丝分裂后期C．有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况D．图4中b可对应图3中BC段；图4中c可对应图3中AB段答案　D解析　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，着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，故姐妹染色单体数目为0，A正确；图1所示细胞中每条染色体含有2个DNA分子，对应于图3中的BC段，完成图3中CD段变化的细胞分裂时期是有丝分裂后期，着丝点分裂，使每条染色体上的DNA分子含量由2个变成1个，B正确；有丝分裂过程中染色体与核DNA的数目之比为1∶1或1∶2，不会出现图4中d所示的情况，C正确；图4中b可对应图3中BC段，图4中c代表有丝分裂末期形成子细胞和G1期，可对应图3中D点之后及A点之前，D错误。10．如图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线。依据细胞分裂特点，鉴别一个正在分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最佳的方法是检查(　　)A．OA段DNA的复制方式和数量B．AB段是否出现中心粒发出的星射线C．CD段是否含有叶绿体和大液泡D．DE段细胞质分成两部分的方式答案　D解析　根据题和图示分析可知：O～A段表示分裂间期，A～B段表示分裂前期，B～C段表示分裂中期，C～D段表示分裂后期，D～E 段表示分裂末期。动物细胞与植物细胞有丝分裂过程基本相同，不同点是：①纺锤体的形成方式不同；②细胞质分裂方式不同。纺锤体的形成方式不易观察，所以鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检查DE段细胞的细胞质分裂成两部分的方式。二、非选择题11．下面图1和图2分别表示某一生物体内细胞有丝分裂图像与图解，其中字母表示时间点，OF时间段表示一个完整的细胞周期。请据图回答问题。(1)图1所示的细胞变化发生在图2中的________时期(填字母)。图1这种以图画形式直观表达认识对象的特征的模型是________模型。(2)OB时段为细胞有丝分裂的________期，此时细胞内发生的活动主要是____________和____________，其中后者的发生与核糖体有直接关系。(3)高中观察植物细胞有丝分裂实验中，需要用到的碱性染料是________，持续观察图1所示的细胞________(填“能”或“不能”)观察到下一个时期。(4)图中BC时段细胞核DNA、染色体与染色单体的数目比例为________，这种比例将持续到图2的________点才可能开始变化。(5)观察染色体的形态、数目的最佳时期位于图2中的具体时段是________，请在图3的虚线方框内画出该时期高等动物细胞(正常体细胞染色体数目为4条)有丝分裂模式图。答案　(1)DE　物理(2)间　DNA的复制　有关蛋白质的合成(3)醋酸洋红液(或龙胆紫溶液)　不能(4)2∶1∶2　D　(5)CD解析　(1)图1细胞着丝点分裂，染色体正移向细胞两极，属于有丝分裂后期，对应图2中的DE段。这种模型为物理模型。(2)图2 OB时段表示细胞有丝分裂的间期，细胞内主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，其中蛋白质的合成场所是核糖体。(3)染色体可以被碱性染料(醋酸洋红液或龙胆紫溶液)染成深色；在有丝分裂实验中的解离步骤时细胞已经被杀死了，所以观察不到图1所示细胞的下一个时期。(4)图2 BC段表示有丝分裂前期，细胞核DNA、染色体与染色单体的数目比例为2∶1∶2，这种比例将随着D点着丝点分裂、染色单体的消失而发生变化。(5)观察染色体的形态、数目的最佳时期是有丝分裂中期，即图2中CD时段，正常体细胞染色体数目为4条时，其有丝分裂中期含8条染色单体，此时细胞中所有染色体的着丝点排列在赤道板上，据此可画出有丝分裂中期的模式图。12．(2019·湖北黄冈质检)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细胞分裂顺序是________(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)下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。培养时间(单位：h)10203040506070培养液中细胞数目(千个)25355070100145200(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。如果用洋葱根尖做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：____________________________________________________________________________。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解析　(1)图中表示植物细胞有丝分裂的正确细胞分裂顺序是②→⑨→①→⑧→⑤。图中细胞⑥为动物细胞有丝分裂后期，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的间期完成的。染色体主要由DNA和蛋白质组成。(2)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，为一个细胞周期。分析表中数据可知，10 h时培养液中细胞数目(千个)为25,30 h时培养液中细胞数目(千个)为50，一个细胞连续分裂n次可得到2n个细胞，由此可知该细胞完成一个细胞周期需要30－10＝20 h。(3)有丝分裂前期细胞内出现纺锤丝形成纺锤体，细胞分裂后期着丝点分裂，姐妹染色体在纺锤丝的牵引下才能分别向细胞两极移动，若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，细胞分裂后期，没有动力牵引子染色体向细胞两极移动，则细胞的分裂将停留在细胞分裂的后期。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，可设计思路如下：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，显微镜下染色体数目加倍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。13．如图甲中a、b、c、d表示某二倍体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的模式图，请回答下列问题。(1)观察根尖有丝分裂时应选择________(填图中字母)区细胞，请按细胞有丝分裂过程排列图乙中细胞A、B、C、D的顺序______________，该区域的细胞中能产生ATP的结构有____________。(2)图乙A细胞中有________对同源染色体，________条姐妹染色单体。(3)某同学说他在显微镜下观察到了图乙中C图像，发现了赤道板，请你评价他的观察结果。_________________________________________________________(4)③和④过程中细胞核遗传物质________(填“会”或“不会”)发生改变。(5)图乙中染色体的出现和消失分别在________、________(填图中字母)。答案　(1)b　B→A→D→C　细胞质基质、线粒体　(2)3　12(3)他看到的是细胞板，赤道板只是一个位置，不是真实结构，因此赤道板是看不到的　(4)不会　(5)B　C解析　(1)图甲根尖结构中，a是根冠，b是分生区，c是伸长区，d是成熟区，其中b分生区的细胞具有旺盛的分裂能力，适合作为观察细胞有丝分裂实验的材料。图乙中A处于有丝分裂中期，B处于有丝分裂前期，C处于有丝分裂末期，D处于有丝分裂后期，因此正确的顺序为B→A→D→C。根尖分生区细胞中能产生ATP的生理过程是呼吸作用，场所是线粒体和细胞质基质。(4)③为细胞生长过程，④为细胞分化过程，这两个过程中细胞核遗传物质都不会发生改变。(5)图乙中染色体的出现在B——前期，消失在C——末期。