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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(fù)
3、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。 4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】 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
4、、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】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(fù)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
5、細胞兩極發(fā)出星射線形成,B錯;DNA的復(fù)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、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,
6、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4
7、】(2012江蘇卷)下列關(guān)于“觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂”的敘述,錯誤的是()A解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細胞分散B先用低倍鏡找到分生區(qū)細胞,再換用高倍鏡觀察C顯微鏡下絕大多數(shù)細胞中能觀察到染色體D探究有絲分裂日周期性可為實驗取材時機提供依據(jù)C 【解析】解離是用藥液使組織中的細胞相互分離開,壓片使細胞分散開,A正確;低倍鏡視野寬,便于找到分生區(qū),而高倍鏡更容易看清染色體,B正確;由于細胞分裂間期經(jīng)歷的時間長,觀察到的細胞大多處于間期,這時觀察到的是細長絲狀的染色質(zhì),C錯誤;觀察細胞的有絲分裂,主要是觀察分裂期,由于分裂期時間短,只有了解有絲分裂日周期性才便于在分裂期觀察,D正確。 五、
8、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5】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細胞分裂的過程中出現(xiàn)中心體的不一定是動物細胞,低等植物細胞有絲分裂的分裂期,紡錘體的形成也與中心體有關(guān)。2細胞分裂的過程中不出現(xiàn)中心體的不一定是高等植
9、物細胞,也有可能是進行無絲分裂或者二分裂的細胞。3區(qū)分動、植物有絲分裂最可靠的方法子細胞的形成方式,依據(jù)細胞板結(jié)構(gòu)、紡錘絲、中心體的變化特點都不可靠。 1.(2012山東卷)某小組進行觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂的實驗,下列關(guān)于該實驗的敘述正確的是( )A鹽酸和酒精混合液主要起固定作用B堿性染料吡羅紅(派洛寧)可用于染色體染色C觀察到分裂末期細胞內(nèi)細胞板向四周擴展形成新的細胞壁D細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)可作為判斷有絲分裂各時期的依據(jù)D 【解析】本題考查“觀察植物細胞有絲分裂的實驗”及有絲分裂各時期的主要變化。在“植物細胞有絲分裂的實驗”中,用鹽酸和酒精混合液對根尖細胞進行解離,解離時,鹽酸與
10、酒精混合液使植物細胞死亡,細胞的代謝停止,細胞板的擴展停止,故選項A、C錯誤。在觀察DNA、RNA在細胞中的分布時,常用甲基綠吡羅紅染液使DNA、RNA著色成綠色、紅色,在觀察細胞分裂實驗時,常用堿性染料醋酸洋紅液或龍膽紫溶液對染色質(zhì)、染色體進行染色,故選項B錯誤;有絲分裂不同分裂時期的細胞中,染色體的存在狀態(tài)不同,可作為判斷有絲分裂各時期的依據(jù),故選項D正確。2.(2012上海卷)由細胞形態(tài)判斷,下列細胞中最可能連續(xù)分裂的是( ) B 【解析】A為精子,C為肌細胞,D為神經(jīng)細胞,皆為高度分化的細胞,不具備分裂能力。本題考查對不同細胞形態(tài)特征的識別與分化程度的判斷,考查學(xué)生的識記理解能力,相對
11、簡單。 3.(2012上海卷)回答下列有關(guān)細胞的問題。 下表數(shù)據(jù)為實驗測得體外培養(yǎng)的某種細胞的細胞周期各階段時間(單位:小時) (1)在下圖中繪出該種細胞的細胞周期曲線圖并注明各期名稱(假設(shè)體細胞DNA相對含量為2C)(2)若在上述細胞的培養(yǎng)液中加入過量的DNA合成抑制劑,處于S期的細胞立刻被抑制,再培養(yǎng)15小時,則其余細胞都將被抑制在G1,S期交界處;去除抑制劑,更換新鮮培養(yǎng)液,細胞將繼續(xù)沿細胞周期運行,在所有細胞達到G1期終點前,再加入DNA合成抑制劑,則全部細胞都被阻斷在G1/S期交界處,實現(xiàn)細胞周期同步化。(3)S期的啟動需要一種蛋白質(zhì)分子作為啟動信號,這種蛋白質(zhì)在S期之前合成并存在于
12、S期全過程中。若將S期和G1期細胞融合,則G1期細胞核進入S期的時間將提前。(4)在電鏡下觀察處于M期的細胞,可見紡錘體由細胞兩極的中心體發(fā)出。在M期中消失又出現(xiàn)的細胞結(jié)構(gòu)是核膜(或核仁、或細胞核)。 【解析】(1)在減數(shù)分裂的過程中,DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細胞分裂間期的S期,之后直到細胞分裂期的末期DNA含量才減半,據(jù)此可畫出對應(yīng)的DNA含量變化圖。由表中數(shù)據(jù)可知,DNA的合成在S期;當在培養(yǎng)液中加入過量的DNA合成抑制劑時,DNA合成被抑制,即S期的細胞立刻被抑制。若使所有細胞都停留在G1,S期交界處,則剛完成DNA復(fù)制的細胞需要經(jīng)過G2、M和G1,共需要15小時。若要使所有細胞停留在G1
13、,S期交界處,則應(yīng)在所有細胞達到G1期終點之前,加入DNA合成抑制劑。 【解析】(3)將S期和G1期細胞融合后,G1期的細胞中含有作為啟動S期信號的蛋白質(zhì),使G1期的細胞比正常培養(yǎng)下提前進入S期。(4)由題意可知,M期是細胞分裂期。在此時期紡錘體由細胞兩極的中心體發(fā)出,核仁核膜消失。本題考查了細胞有絲分裂過程中不同時期的DNA含量變化、DNA抑制劑作用的原理及在細胞分裂周期中作用的時間段、分裂期紡錘體的形成過程,分裂期中細胞結(jié)構(gòu)的變化等內(nèi)容,同時考查了學(xué)生的作圖能力和提取信息的能力,基礎(chǔ)性強,難度不大。4. 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
14、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(fù)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.(2012湖南師大附中月考卷)如圖為細胞分裂的某一時期,下列有關(guān)此圖的敘述中,正確的是(
15、 )5.(2012湖南師大附中月考卷)如圖為細胞分裂的某一時期,下列有關(guān)此圖的敘述中,正確的是( )A細胞中有兩對同源染色體,分別為和、和B是一條染色體,包含兩條染色單體,兩條染色單體由一個著絲點相連C在后期時,移向同一極的染色體均為非同源染色體D在后期時,細胞中有四條染色體,八條染色單體B【解析】細胞中有兩對同源染色體,分別為和、和;題圖為有絲分裂中期細胞圖,在后期時,姐妹染色單體分開,移向同一極的染色體既有非同源染色體又有同源染色體,細胞中有八條染色體,零條染色單體。6. 下表為某同學(xué)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 B
16、4、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. 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。