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第11講　細胞的增殖 考試說明 1.細胞的生長和增殖的周期性(Ⅱ)。 2.細胞的無絲分裂(Ⅰ)。 3.細胞的有絲分裂(Ⅱ)。 4.實驗:(1)觀察細胞的有絲分裂。 (2)模擬探究細胞表面積與體積的關系。 ??考點一　細胞增殖的周期性 ?? 1.細胞不能無限長大 (1)模擬探究細胞大小與物質運輸的關系 ①細胞模型:不同大小的　　　　　。 ②運輸效率表示方法:。 ③檢測方法:酚酞遇NaOH呈　　　　　。 (2)細胞不能無限長大的原因 ①細胞體積越大,其相對表面積越　　　　,細胞的物質運輸效率就越　　　　,因而限制了細胞的長大。 ②　　　　　是細胞的控制中心,細胞核中的DNA不會隨著細胞體積的擴大而增加。如果細胞太大,會造成細胞核負擔過重。 2.細胞增殖的細胞周期 　　　圖4-11-1　 3.細胞通過分裂進行增殖 (1)過程:包括物質準備和　　　　　　整個連續(xù)的過程。 (2)方式:真核細胞的分裂方式包括　　　　　　、　　　　　　和減數分裂。 (3)意義: ①單細胞生物:通過　　　　　而繁衍。 ②多細胞生物: (　　　　　的基礎) 親代生殖細胞(　　　　　的基礎) 理性思維 1.[歸納與概括] 測定細胞周期的長短時,通常需要考慮溫度因素,原因是什么? 2.[歸納與概括] 據下表分析,若用下面三種細胞觀察細胞的有絲分裂,你會選擇哪種細胞?說明理由。 細胞 分裂間期 分裂期 細胞周期 十二指腸細胞 13.5 1.8 15.3 腫瘤細胞 18.0 0.5 18.5 成纖維細胞 19.3 0.7 20.0 1.只有連續(xù)分裂的細胞才具有細胞周期,如人體皮膚生發(fā)層細胞、造血干細胞等干細胞、癌細胞、植物根尖分生區(qū)(莖尖生長點)細胞等。只分裂一次便不再分裂的細胞、減數分裂形成的細胞都不具有細胞周期。高度分化的細胞也不具有細胞周期。 2.細胞周期各時期的劃分 (1)分裂 間期 (2)分裂期(M期):前期、中期、后期、末期。 3.細胞周期的表示方法 方法名稱 表示方法 用字母表示細胞周期 扇形圖 　A→B→C→A為一個細胞周期 直線圖 　a+b或c+d為一個細胞周期 坐標圖 　a+b+c+d+e為一個細胞周期 柱形圖 　B組細胞處于分裂間期的S期,正在進行DNA復制,C組細胞處于G2期或分裂期 特別提醒 (1)不同種類生物的細胞周期有很大差別。 (2)細胞周期中,間期所占的時間長,分裂期所占的時間短,因此觀察細胞所處時期時,大部分都處于間期。 (3)分裂產生子細胞的三種去向:繼續(xù)分裂、暫不分裂、不再分裂(細胞分化)。 角度1　考查細胞不能無限長大的原因及實驗探究 1.在“探究細胞大小與物質運輸的關系(瓊脂塊模擬細胞)”實驗過程中,測量結果及計算結果如下表所示。根據表格分析,下列說法正確的是 (　　) 瓊脂塊的 邊長(cm) 比值(表面 積/體積) NaOH擴散 的深度(cm) 比值(NaOH擴 散的體積/整個 瓊脂塊的體積) 1 6 X a 2 3 Y b 3 2 Z c 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.X=Y=Z B.X>Y>Z C.a=b=c D.ab>c。 2.B　[解析] 題圖甲中,a和c段表示分裂間期,b和d段表示分裂期,其中a+b或c+d表示一個細胞周期,適宜濃度的秋水仙素使細胞染色體數目加倍,可作用于b時期,A正確中。題圖甲中,a+b可表示一個細胞周期;圖乙中,按箭頭方向B→B表示一個細胞周期,B錯誤。因體細胞進行有絲分裂,故處于圖甲、圖乙的細胞在各時期都有同源染色體,C正確。處于圖甲、圖乙的細胞在各時期都要消耗ATP,D正確。 考點二 【知識梳理】 1.①DNA復制　有關蛋白質　②生長 ①核膜、核仁?、谌旧w?、奂毎麅蓸O　中心體 ①著絲點?、诜€(wěn)定 ①著絲點　姐妹染色單體?、谝葡騼蓸O ①核膜、核仁?、谌旧|?、奂忓N體?、芗毎濉〖毎? 2.紡錘絲　中心體　細胞板　縊裂 3.染色體　遺傳性狀 4.染色體　紡錘體　蛙的紅細胞　細胞核　中部 正誤辨析 1.　2.　3.　4.√　5. [解析] 1.在動物細胞有絲分裂前期能觀察到由星射線形成的紡錘體。 2.在植物細胞有絲分裂末期形成了細胞板。 3.無絲分裂也是真核細胞所特有的分裂方式。 5.動植物細胞有絲分裂過程中染色體的形態(tài)、數目變化相同。 理性思維 ①~⑤細胞中,精子(圖①)經過減數分裂產生,其細胞內染色體數目只有體細胞的一半,減數分裂不具有周期性。 【命題角度】 1.B　[解析] 染色單體形成于間期,消失于后期,A正確;菠菜是高等植物,其細胞中不含有中心體,B錯誤;在有絲分裂間期進行DNA復制,此時外界不利因素容易引起基因突變,C正確;植物細胞有絲分裂末期,高爾基體與細胞壁的形成有關,D正確。 2.D　[解析] 女性色盲患者的體細胞分裂后期含有4個Xb基因,A錯誤;同源染色體的聯(lián)會和交叉互換發(fā)生在減數第一次分裂前期,B錯誤;處于分裂中期的細胞中染色體數目與體細胞的相同,處于分裂后期的細胞中染色體數目為體細胞的兩倍,C錯誤;有絲分裂間期,DNA復制,核DNA數目為92個,細胞中DNA分布在細胞質和細胞核中,因此有絲分裂后期,一個細胞中的DNA分子數多于92個,D正確。 3.C　[解析] a表示前期,核仁逐漸解體,核膜逐漸消失,f表示間期,b、e都表示有絲分裂末期,但植物細胞有絲分裂末期出現細胞板,細胞膜不向內凹陷,故細胞b的圖像錯誤,c、d都表示有絲分裂后期,高等植物細胞沒有中心體,故細胞d的圖像錯誤。正確的細胞分裂順序是f→a→c→e。秋水仙素作用于前期,抑制紡錘體的形成,使染色體數目加倍。 4.D　[解析] 由題圖可知,該生物細胞無細胞壁,不是植物細胞;乙細胞中染色體數、染色單體數與DNA分子數比例為1∶0∶1;中心體在間期倍增,而甲細胞處于前期。 5.D　[解析] 癌細胞的分裂方式為有絲分裂,核DNA含量為2n的細胞處于有絲分裂G1期,核DNA含量為2n~4n的細胞正在進行DNA復制,處于有絲分裂S期,核DNA含量為4n的細胞處于有絲分裂的G2期和前、中、后、末期,若抑制DNA復制,核DNA含量為4n的細胞所占比例會減少。 6.C　[解析] 圖甲中的C→D段包括有絲分裂G2期、前期和中期,中期是觀察染色體形態(tài)和數目的最佳時期,A正確;圖甲中D→E段形成的原因是著絲點分裂,此時細胞中染色體數目加倍,但核DNA含量不變,B正確;圖乙中a表示有絲分裂后期、末期,對應圖甲中的E→F段,c時期染色體與核DNA的量比a時期減少一半,對應圖甲中的A→B段,C錯誤;圖乙中d表示染色體∶DNA=2∶1,有絲分裂過程中不存在這種情況,D正確。 考點三 思維拓展 1.顯微鏡下觀察到的都是死細胞,不能看到細胞分裂的動態(tài)變化過程。若視野中找不到某一時期的細胞,可通過移動裝片從鄰近的區(qū)域中尋找。 2.間期歷時長,分裂期歷時短。 3.中期染色體形態(tài)穩(wěn)定、數目清晰,是觀察染色體的最佳時期。 【命題角度】 1.D　[解析] 甲過程為解離,所用試劑用15%鹽酸和95%酒精按1∶1比例混合制成,A錯誤;醋酸洋紅液將染色體染成紅色,B錯誤;蓋上蓋玻片還要再加一塊載玻片,再用拇指按壓,C錯誤;分裂間期占細胞周期的大部分時間,分裂期占細胞周期的少部分時間,所以在顯微鏡下觀察只有少數呈正方形的細胞能看到染色體,D正確。 2.C　[解析] 該實驗中未找到發(fā)生分裂的細胞,說明原因不是染色體著色不深,A錯誤;該實驗中觀察到細胞排列不夠緊密,可見細胞沒有重疊在一起,說明原因不是裝片未制作好,B錯誤;該實驗中觀察到的細胞體積較大且排列不夠緊密,可見其觀察到的不是分生區(qū)細胞,C正確;細胞周期中分裂間期所占時間更長,但仍然可以找到分生區(qū)的細胞,D錯誤。 歷年真題明考向 1.C　[解析] 本題考查細胞周期和減數分裂的相關知識。等位基因的分離發(fā)生在減數第一次分裂后期,A項錯誤。植物細胞有絲分裂中紡錘絲出現在分裂前期,B項錯誤。染色體高度螺旋化使DNA分子不容易解旋復制,C項正確。細胞周期中間期時間長,分裂期時間短,染色體存在于分裂期,染色質存在于分裂間期,D項錯誤。 2.C　[解析] 二倍體生物細胞進行著絲點分裂時,細胞處于有絲分裂后期或減數第二次分裂后期,前者細胞中存在同源染色體,A項錯誤。著絲點分裂導致染色體數目加倍,但DNA數目不變,B項錯誤。DNA復制方式為半保留復制,則DNA中一定有一條母鏈和一條子鏈,C項正確。有絲分裂后期染色體數目增加,是體細胞染色體數目的2倍,減數第二次分裂后期,染色體數也暫時加倍,但與體細胞中染色體數相等,D項錯誤。 3.B　[解析] 圖示細胞中甲是中心體,它在間期復制倍增,有絲分裂前期移向細胞兩極,A項錯誤。乙是染色體,其成分是DNA和蛋白質,丙是星射線,其成分為蛋白質,所以二者組成成分差異大,B項正確。圖示該時期著絲點都排在赤道板上且有同源染色體,判定細胞處于有絲分裂中期,所以該時期細胞中染色體數目和體細胞染色體數目相同,C項錯誤。核膜在有絲分裂前期就已經解體,圖示中期細胞物質無須經過核孔進入細胞核,D項錯誤。 4.B　[解析] 赤道板不是細胞結構,是一個假想的平面,故A錯誤;有絲分裂間期DNA復制需要解旋酶,故B正確;有絲分裂過程中同源染色體不會發(fā)生聯(lián)會,故C錯誤;在細胞周期中分裂間期大約占90%~95%,故D錯誤。 5.A　[解析] 本題考查細胞有絲分裂的相關內容,屬于理解能力。細胞分裂間期有DNA的復制和相關蛋白質的合成,動物細胞還有中心體的復制,A項正確;分裂間期DNA復制,其含量加倍,分裂后期著絲點分裂,染色體組數加倍,B項錯誤;紡錘體形成于分裂前期,消失于分裂末期,C項錯誤;染色單體形成于分裂間期染色體復制時,消失于分裂后期著絲點分裂時,D項錯誤。 6.(1)分裂　間(或S) (2)紡錘體形成　不會 (3)完成DNA復制和有關蛋白質的合成,為分裂期準備物質 [解析] (1)DNA的復制發(fā)生在分裂間期,用DNA合成可逆抑制劑處理細胞,DNA的復制終止,停留在分裂間期。但分裂期的細胞不受影響而繼續(xù)細胞周期的運轉,直至下一個細胞周期的間期時停滯。(2)秋水仙素的作用原理是抑制分裂前期細胞中紡錘體的形成,用秋水仙素處理的細胞不會被阻斷在分裂間期。(3)分裂間期時長大約占整個細胞周期時長的90%~95%,為分裂期進行活躍的物質準備,完成DNA的復制和有關蛋白質的合成,同時細胞有適度的生長。 1.下列有關細胞周期的說法,正確的是 (　　) A.誘導細胞的基因突變可使用物理或化學方法,作用于甲的S期或丙的A→B段 B.一個完整的細胞周期是指乙的a+b段或b+c段 C.用秋水仙素作用于細胞可使細胞分裂停留在圖丙的A→B段 D.細胞中含有染色單體的時間段是M或b、d或A→B段 [解析] C　誘導細胞的基因突變可使用物理或化學方法,作用于甲的S期或丙的B→A段;一個完整的細胞周期是指乙的a+b段或c+d段;秋水仙素能抑制紡錘體的形成,使細胞分裂不能順利進行,從而使細胞不能一分為二;圖中M或b、d或A→B段均表示分裂期,分裂期中只有前期和中期存在染色單體。 2.圖①表示某動物細胞的細胞周期各階段的時長及DNA含量的變化,圖②表示從細胞周期中的某個時刻取出若干個細胞,測定出的每個細胞的DNA含量。下列分析不正確的是 (　　) A.圖②中乙組細胞所處的時期相當于圖①中細胞周期的S期 B.用適宜濃度的秋水仙素處理一段時間后,圖②中丙組細胞數目將增加 C.圖②丙組中只有部分細胞的染色體數目是正常體細胞的兩倍 D.若用藥物阻斷細胞周期的S期,則圖②中丙組細胞將增多 [解析] D　圖①中S期為DNA復制期,圖②中乙組細胞正在進行DNA復制,A項正確;秋水仙素抑制紡錘體的形成,使細胞內染色體不能均分到細胞兩極,細胞內染色體數目加倍,所以用秋水仙素處理會導致圖②中丙組細胞數目增加,B項正確;圖②中丙組細胞處于G2期或分裂期,G2期、前期與中期時,一條染色體含有兩條染色單體、2個DNA分子,此時細胞內染色體數與正常體細胞相同,只有處于后期和末期的細胞內染色體數目加倍,是正常體細胞內染色體數的兩倍,C項正確;用藥物阻斷S期,丙組細胞減少,D項錯誤。 3.某些有毒物質能誘導真核細胞在分裂過程中產生微核。微核是由斷裂的染色體形成的橢圓形異常結構,游離于細胞核之外,光學顯微鏡下可見。某生物小組為了探究香煙焦油能否誘導微核產生,完成了如下實驗: 第一步:萃取獲得香煙中的焦油,用醋酸丙酯將其溶解后,再用蒸餾水稀釋,配制成一系列濃度的焦油溶液。各取等量溶液分別加入燒杯A、B、C、D中。將醋酸丙酯與蒸餾水混合后取等量加入燒杯E中。取等量蒸餾水加入燒杯F中。 第二步:將6個狀況相同、幼根已培養(yǎng)至1 cm的洋蔥,分別置于上述6個燒杯中培養(yǎng)較長且相同時間,然后從每個洋蔥上隨機取根尖(2~3 mm)數根制作臨時裝片。 第三步:鏡檢,并記錄出現微核的細胞所占的比例(微核率),計算每組平均值。結果如下表所示: 燒杯編號 A B C D E F 焦油濃度(μg/mL) 50 100 200 300 0 0 平均微核率(‰) 12.55 14.93 17.32 20.14 3.58 3.59 (1)用洋蔥根尖制作臨時裝片的一般步驟為　　　　　　　　　　　　　　。 (2)對A、B、C、D四組而言,E組與F組哪組是對照組?　　　　。將E組與F組比較,作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)該實驗可得出的結論是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 [答案] (1)解離→漂洗→染色→制片 (2)E組　排除醋酸丙酯的影響 (3)香煙焦油能誘導微核產生,且濃度越高誘導作用越強 [解析] 制作洋蔥根尖臨時裝片的一般步驟為解離→漂洗→染色→制片。該實驗的自變量是不同濃度的焦油,但焦油溶解在醋酸丙酯中,為了排除溶劑醋酸丙酯對實驗結果的影響,設立了F組作為對照組。通過分析表格中的數據,可得出的結論是香煙焦油能誘導微核產生,且濃度越高誘導作用越強。