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1、一、細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系1探究實驗(1)實驗原理酚酞遇NaOH呈紫紅色。瓊脂塊大小模擬細胞大小。物質(zhì)擴散體積與總體積之比表示物質(zhì)運輸效率。(3)結(jié)果討論從瓊脂塊的顏色變化可知NaOH擴散到多深。在相同時間內(nèi),NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴散的深度基本相同,說明NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴散的速率是相同的。NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊的體積之比隨瓊脂塊的增大而減小。2實驗結(jié)論細胞體積越大,其相對表面積越小,細胞與周圍環(huán)境之間物質(zhì)交流的面積相對越小,所以物質(zhì)交換的效率越低。 【例1】探究細胞表面積與體積的關(guān)系的實驗原理不包括() A酚酞遇到NaOH呈現(xiàn)紫紅色反應(yīng) B以瓊脂塊的大小表示細胞大小 CNaO
2、H的擴散深度表示細胞物質(zhì)運輸速率 DNaOH的擴散體積比表示細胞物質(zhì)運輸效率 C【解析】本題主要考查細胞表面積與體積的關(guān)系。在相同時間內(nèi),NaOH的擴散深度對于體積不同的瓊脂塊都是相同的。 二、細胞周期的理解 1概念:連續(xù)分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止。 2兩個階段 間期:在前;經(jīng)歷時間長,大約占整個細胞周期的90%95%。 分裂期:在后;經(jīng)歷時間短,大約占整個細胞周期的5%10%。 3圖示 【友情提醒】細胞周期中,分裂間期出現(xiàn)的時間要早于分裂期,因此扇形圖中,CAB不是一個細胞周期;直線圖中,bc 4細胞周期中幾種細胞結(jié)構(gòu)的變化 (1)染色體形態(tài)變化 (2)紡錘體的
3、變化:形成(前期)解體消失(末期)。 (3)核仁、核膜的變化:解體消失(前期)重建(末期)。 (4)染色體行為變化:復制散亂分布于紡錘體中央著絲點排列在赤道板上著絲點分裂移向兩極。 5影響因素:細胞的種類不同,一個細胞周期經(jīng)歷的時間不同;同一種細胞,在不同的外界條件下,細胞周期經(jīng)歷的時間也可不同。 【例2】 (2009天津)下列選項中,兩類細胞的染色體數(shù)目均可呈周期性變化的是() A蛙的紅細胞與淋巴細胞 B小鼠骨髓瘤細胞與雜交瘤細胞 C人的胚胎干細胞與成熟紅細胞 D牛的精細胞與精原細胞B 【解析】染色體數(shù)目呈周期性變化的一定是能連續(xù)進行分裂的細胞,題中蛙的淋巴細胞、人成熟的紅細胞、牛的精細胞均
4、不再分裂了,蛙的紅細胞進行無絲分裂,不呈周期性變化,小鼠骨髓瘤細胞、雜交瘤細胞以及精原細胞都具有細胞周期,能進行分裂,所以B正確。理解、弄清基本概念、了解一些常見的具有細胞周期的細胞是防止易錯的關(guān)鍵。 三、有絲分裂的過程分析 1有絲分裂各時期的特點與圖像識別(以二倍體生物為例) 2.動、植物細胞有絲分裂的比較 【例3】(2010山東聊城模擬)關(guān)于豌豆細胞有絲分裂過程中相關(guān)細胞器作用的敘述,正確的是() A在間期,核糖體上合成DNA聚合酶 B在前期,由中心粒發(fā)出星射線形成紡錘體 C在中期,線粒體為DNA的復制提供能量 D在末期,高爾基體與赤道板形成有關(guān)A 【解析】本題考查有絲分裂過程中各細胞器的
5、作用,豌豆細胞有絲分裂過程中各個時期都有細胞器參與,在間期,核糖體能合成細胞分裂有關(guān)的酶,如DNA聚合酶,A對;豌豆是高等植物,沒有中心體,其紡錘體的形成是由細胞兩極發(fā)出星射線形成,B錯;DNA的復制在間期,而不在中期,C錯;在末期,高爾基體與子細胞的細胞板形成有關(guān),赤道板是分裂中期染色體排列的平面,不具物質(zhì)結(jié)構(gòu),故D錯。 四、有絲分裂過程中核DNA與染色體變化規(guī)律 1圖中虛線表示核DNA在有絲分裂過程中的數(shù)量變化,實線表示染色體在有絲分裂過程中的數(shù)量變化。 2根據(jù)實線,AB段表示間期、前期、中期染色體數(shù)目保持不變;BC段表示進入后期,著絲點分裂,姐妹染色單體分開成為兩條染色體,染色體數(shù)目加倍
6、;CD段表示后期細胞內(nèi)染色體數(shù)目為正常體細胞的兩倍;DE段表示進入末期,兩組相同的染色體分別進入兩個子細胞內(nèi),子細胞中染色體數(shù)目恢復正常。 3根據(jù)虛線,間期ad段可分為三個階段:ab段表示進入間期,DNA分子復制前;bc段表示DNA分子的復制過程;cd段表示DNA分子復制完成。de段表示前、中、后期核內(nèi)DNA分子數(shù)為正常體細胞的兩倍;ef段表示隨著兩組染色體進入兩個子細胞中,子細胞中核內(nèi)DNA分子數(shù)目也恢復正常。 4實線與虛線重合說明染色體DNA11,即不存在染色單體;不重合之處表示存在染色單體。 【例4】(2010浙江慈溪調(diào)研)下圖表示細胞有絲分裂過程中每條染色體中DNA含量變化曲線,下列有
7、關(guān)敘述正確的是()A A該細胞在BC段中始終有染色單體存在 B若是植物細胞,在BC時期會出現(xiàn)赤道板,在CD時期會出現(xiàn)細胞板 C若是人體細胞,則DE段細胞中的染色體數(shù)目只有92條 D用電鏡觀察馬蛔蟲受精卵細胞,會發(fā)現(xiàn)中心粒復制和移向細胞兩極發(fā)生在AB段 【解析】本題考查有絲分裂過程中染色體變化的特點和圖像分析能力。分析圖中AB段為DNA復制時期;BC段為已復制的染色體著絲點未分裂的階段,包括有絲分裂前、中期,故此時始終有染色單體存在;CD是著絲點分裂階段,為有絲分裂后期;DE段為有絲分裂末期,若為人體細胞,此時的染色體數(shù)目有46條。選項中B中的赤道板是個位置概念,細胞內(nèi)沒有這個結(jié)構(gòu)。選項D中的中
8、心粒移向兩極發(fā)生在前期,也就是BC段。 五、觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂 1實驗原理 (1)堿性染料(如龍膽紫溶液)將染色體染成深色。 (2)鹽酸和酒精混合液(11)使組織中的細胞相互分離開來。 (3)顯微鏡可觀察細胞有絲分裂各時期圖像。 2實驗成功的關(guān)鍵 (1)剪取生長旺盛、帶有分生區(qū)的根尖,同時注意剪取的時間,一般在上午10點至下午2點左右,此時分生區(qū)細胞分裂旺盛。 (2)解離充分,細胞才能分散,細胞才不會重疊。 (3)染色時,染色液的濃度和染色時間必須掌握好,應(yīng)注意染色不能過深,否則鏡下一片紫色,無法觀察細胞圖像。 (4)壓片時用力必須恰當,過重會將組織壓爛,過輕則細胞未分散,兩者都將
9、影響觀察。 3實驗注意事項 (1)解離完一定要漂洗,目的是洗去多余的鹽酸,防止解離過度和影響染色。 (2)將染色質(zhì)(染色體)染色,時間不要太長,35 min即可。 (3)加蓋玻片時,注意防止產(chǎn)生氣泡。 (4)用顯微鏡觀察裝片時,要遵循“先低后高”的原則。 (5)觀察時應(yīng)先找到呈正方形的分生區(qū)細胞,在一個視野里,往往不容易找全有絲分裂過程中各個時期的細胞圖像,因此,觀察時要注意邊觀察邊移動裝片,觀察有絲分裂各個時期。換高倍鏡時,要先把低倍鏡下的物像移到視野中央。 【例5】甲圖為洋蔥根尖分生區(qū)某細胞內(nèi)一條染色體中DNA含量隨時間的變化曲線;乙圖是一組目鏡和物鏡;丙圖是在較低放大倍數(shù)下所觀察到的圖像
10、。欲將丙圖視野中處于甲圖e時期的細胞移至視野中央進行最大放大倍數(shù)的觀察,正確的鏡頭組合及裝片移動方向是() A;左上方 B;右下方 C;左下方 D;左上方D 【解析】本題綜合考查有絲分裂過程中有關(guān)數(shù)據(jù)的規(guī)律性變化、“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗、圖像的識別及顯微鏡的使用等知識,具有很強的綜合性,難度較大。甲圖反映的是一條染色體上的DNA含量變化,DNA含量加倍說明染色體已經(jīng)過了復制,DNA含量回到原來狀態(tài)說明染色體的著絲點分裂,染色體加倍。甲圖e時期表明細胞處于有絲分裂的后期,對應(yīng)丙圖應(yīng)為左上角的細胞分裂圖,若要移至視野中央,裝片應(yīng)向左上方移動。乙圖中為目鏡,其中為高倍目鏡;為物鏡,其
11、中為高倍物鏡,因此要最大倍數(shù)地觀察,應(yīng)為組合。 六、無絲分裂 1過程 (1)細胞核分裂:細胞核先延長,核的中部向內(nèi)凹進,縊裂成兩個細胞核。 (2)細胞質(zhì)分裂:細胞從中部縊裂成兩部分,形成兩個子細胞。 2舉例:蛙的紅細胞。 【例6】在下列細胞的分裂過程中,用顯微鏡能觀察到染色體的是() A蛙的紅細胞 B藍藻細胞 C硝化細菌細胞 D根尖分生區(qū)細胞D【解析】 B、C兩種生物是原核生物,細胞內(nèi)不存在染色體,蛙的紅細胞的分裂方式為無絲分裂,不出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化,根尖分生區(qū)細胞的分裂出現(xiàn)染色體的變化。1.只有進行連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期,高度分化的細胞不再分裂,無細胞周期,如神經(jīng)細胞,另外,進行減
12、數(shù)分裂的細胞也無細胞周期。2.赤道板與細胞板 在有絲分裂的中期,所有染色體受紡錘絲牽引,著絲點都排列在細胞中央位置,形成一個平面。因為這個平面的位置比較類似于赤道的位置,稱為赤道板。實際上并無板狀結(jié)構(gòu)存在,它只是一個垂直于紡錘體縱軸的平面,是一個位置名稱,在動、植物細胞都適用。 細胞板是植物細胞分裂末期,由來自高爾基體的囊泡匯集在赤道板平面上,相互融合而形成的板狀結(jié)構(gòu)。細胞板由細胞的中央向周圍擴展,逐漸形成了新的細胞壁。最后將細胞質(zhì)完全分隔開。可見,細胞板是一個確實存在的板狀結(jié)構(gòu),且為植物細胞在分裂末期細胞質(zhì)分裂的特定方式。3無絲分裂過程中沒有紡錘絲和染色體的變化,但也要進行DNA的復制和有關(guān)
13、蛋白質(zhì)的合成。 1.(2010海南)有關(guān)動物細胞有絲分裂的敘述,正確的是( ) A細胞板在細胞有絲分裂末期形成 B同源染色體配對通常發(fā)生在分裂前期 C在分裂末期,細胞膜內(nèi)陷形成兩個子細胞 D在分裂中期,兩個中心粒復制形成兩組中心粒 【解析】動物細胞無細胞板,故A錯。減數(shù)第一次分裂才發(fā)生同源染色體配對,即聯(lián)會,故B錯。中心粒在間期倍增,成為兩組,進入分裂期后,兩組中心粒分別移向細胞兩極,故D錯。C2.(2009廣東)有關(guān)真核細胞分裂的敘述,正確的是(多選)( ) A無絲分裂過程核膜不消失 B動物細胞僅以有絲分裂方式進行增殖 C動物細胞有絲分裂末期不形成細胞板 D無絲分裂僅出現(xiàn)于高等生物的衰老細胞
14、AC 【解析】動物細胞可進行有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。而且,無絲分裂主要出現(xiàn)在高等生物分化的細胞中,比如雞胚的血細胞等,不僅出現(xiàn)于衰老細胞。在無絲分裂中,核膜和核仁都不消失,沒有染色體和紡錘絲的出現(xiàn),當然也就看不到染色體復制的規(guī)律性變化。動物細胞無細胞壁,所以有絲分裂末期不形成細胞板。3.(2009上海)某二倍體動物的某細胞內(nèi)含有10條染色體、10個DNA分子,且細胞膜開始縊縮,則該細胞( ) A處于有絲分裂中期 B正在發(fā)生基因自由組合 C將形成配子 D正在發(fā)生DNA復制C 【解析】本題考查有絲分裂和減數(shù)分裂過程中有關(guān)數(shù)據(jù)的規(guī)律性變化及特點。此時細胞內(nèi)有10條染色體和10個DNA分子,沒有
15、染色單體即DNA未復制或復制后分離,且細胞開始縊縮則應(yīng)處于分裂的末期?;蜃杂山M合發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期。4.(2011臨沂模擬)下圖表示一個細胞有絲分裂過程中染色體變化的不同情況。在整個細胞周期中,染色體的變化順序是( ) C A B C D【解析】細胞分裂間期是新細胞周期的開始,該時期發(fā)生的主要變化是染色體的復制,并且染色體呈現(xiàn)染色質(zhì)狀態(tài),故應(yīng)首先選,排除了B、D兩項。在A、C兩項中關(guān)鍵的是兩項哪一項應(yīng)該排在前。在細胞有絲分裂的前期和中期,每條染色體都包含兩條染色單體,但是,在細胞分裂的中期,每條染色體的著絲點的兩側(cè)都有紡錘絲附著在上面,因此表示有絲分裂前期,表示的是有絲分裂的中期。分
16、裂后期的變化特點是每條染色體的著絲點一分為二,并在紡錘絲的牽引下向細胞的兩極移動,因此,表示有絲分裂的后期,表示有絲分裂的末期。5.(2011長沙模擬)下表是四種植物分生組織的細胞周期,有關(guān)敘述正確的是( )BA.四種分生組織都能產(chǎn)生吲哚乙酸,促進其細胞進行有絲分裂B秋水仙素作用于b時期中的細胞,能使其染色體數(shù)目加倍C最好選用物種1觀察有絲分裂過程,因其細胞周期最短Da時期觀察不到染色體,此時細胞核中進行著轉(zhuǎn)錄和翻譯過程【解析】能促進細胞有絲分裂的是細胞分裂素;在細胞周期中,分裂間期比分裂期時間長,a是分裂間期,b是分裂期,秋水仙素抑制紡錘體的形成,使染色體數(shù)目加倍,作用于分裂前期;觀察植物細
17、胞有絲分裂時最好選擇分裂期所占時間的比例相對較長的細胞,即物種4;在間期(a)發(fā)生轉(zhuǎn)錄和翻譯,轉(zhuǎn)錄在細胞核中進行,翻譯在細胞質(zhì)中進行。6.(2011江蘇徐州學情分析)下表為某同學觀察到的4塊裝片中細胞有絲分裂結(jié)果,能表示動物細胞有絲分裂前期與末期的裝片依次是( ) CA. 1、3號 B4、2號C1、2號 D4、3號【解析】解答本題的關(guān)鍵是理解動物細胞有絲分裂過程各個時期的特點;編號3、4分別表示的是植物細胞有絲分裂后期與前期的特點。 7.(2011廣州一模改編)下圖是同一細胞分裂不同時期的圖像,據(jù)圖分析可知( )BA圖表示一個完整的細胞周期B若按分裂的先后順序排列,應(yīng)為C該種生物的花粉細胞中共含有6個核DNA分子D圖過程發(fā)生了同源染色體的分離【解析】根據(jù)圖中染色體的形態(tài)特征可判斷出:表示有絲分裂的前期,表示有絲分裂的末期,表示有絲分裂的后期,表示有絲分裂的中期。這四個時期構(gòu)成了有絲分裂的分裂期;而一個完整的細胞周期包括分裂間期和分裂期,該種生物花粉細胞中含有3個核DNA分子;基因重組發(fā)生于減數(shù)分裂過程中。