1 強(qiáng)基礎(chǔ)·增分策略
一、細(xì)胞的增殖和細(xì)胞周期1.細(xì)胞增殖
旁欄邊角(必修1 P111表6-1拓展分析)所有細(xì)胞都有細(xì)胞周期嗎?提示:①只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期,如植物形成層細(xì)胞、根尖分生區(qū)細(xì)胞、動(dòng)物皮膚生發(fā)層細(xì)胞。②高度分化的細(xì)胞,如神經(jīng)細(xì)胞、表皮細(xì)胞等沒有細(xì)胞周期。③發(fā)生減數(shù)分裂的細(xì)胞無細(xì)胞周期。
易錯(cuò)辨析(1)多細(xì)胞生物體體積的增大,既靠細(xì)胞生長增大細(xì)胞的體積,還要靠細(xì)胞分裂增加細(xì)胞的數(shù)量。(必修1 P110正文)(　√　)(2)不同生物體器官的大小主要取決于細(xì)胞數(shù)量的多少。(必修1 P110正文)(　√　)(3)同一生物的不同組織細(xì)胞的增殖都具有周期性。(必修1 P110正文)(　×　)(4)細(xì)胞周期中細(xì)胞適度的生長發(fā)生在分裂間期。(必修1 P111正文)(　√　)
延伸拓展細(xì)胞周期4種常用的表示方法
二、細(xì)胞有絲分裂與無絲分裂1.有絲分裂各時(shí)期主要特點(diǎn)(以高等植物細(xì)胞為例)
2.動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞有絲分裂的主要區(qū)別
旁欄邊角(必修1 P112圖6-2拓展)有絲分裂后期著絲粒的分裂是不是紡錘絲牽引的結(jié)果?如何驗(yàn)證你的結(jié)論?提示:不是。用秋水仙素處理分裂中的細(xì)胞,秋水仙素抑制紡錘體形成,后期染色體的著絲粒照樣可以分裂,從而使細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍,這說明著絲粒分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果。
易錯(cuò)辨析(1)有絲分裂前期染色質(zhì)絲逐漸螺旋化形成了染色單體。(必修1 P112、113圖6-2)(　×　)(2)動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的中期都會(huì)出現(xiàn)赤道板。(必修1 P112、113圖6-2)(　×　)(3)有絲分裂后期,著絲粒分裂導(dǎo)致DNA的數(shù)目是染色單體數(shù)目的兩倍。(必修1 P112、113圖6-2)　(　×　)(4)在一個(gè)細(xì)胞周期中,DNA的復(fù)制和中心粒的倍增可能發(fā)生在同一時(shí)期。(必修1 P114正文)　(　√　)(5)低等植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞都含有中心體,有絲分裂前期,中心粒發(fā)出星射線形成紡錘體。(必修1 P114正文)(　√　)
三、實(shí)驗(yàn):觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂1.實(shí)驗(yàn)原理
3.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵及注意事項(xiàng)
易錯(cuò)辨析(1)若要觀察處于細(xì)胞分裂中期的染色體,可用甲紫染液染色。(　√　)(2)觀察細(xì)胞有絲分裂時(shí),在高倍鏡的同一個(gè)視野中,可見分裂前期、中期、后期、末期各時(shí)期細(xì)胞呈正方形,排列緊密。(　×　)(3)解離后即進(jìn)行染色,然后漂洗。(　×　)(4)顯微鏡下觀察分生區(qū)細(xì)胞,處于分裂期的細(xì)胞數(shù)目多于處于分裂間期的細(xì)胞數(shù)目。(　×　)
2 提能力·精準(zhǔn)突破
考向1 圍繞對細(xì)胞增殖與細(xì)胞周期概念的理解,考查生命觀念1.(2022大連模擬)下列關(guān)于細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期的敘述,正確的是(　　)A.除成熟紅細(xì)胞外,人體細(xì)胞都能進(jìn)行細(xì)胞增殖,都具有細(xì)胞周期B.動(dòng)物細(xì)胞分裂間期有蛋白質(zhì)的合成和細(xì)胞器的產(chǎn)生C.細(xì)胞分裂期是決定細(xì)胞增殖快慢的最關(guān)鍵時(shí)期D.有絲分裂是所有細(xì)胞生物進(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式答案:B
解析:人體細(xì)胞不都能進(jìn)行細(xì)胞增殖,如神經(jīng)細(xì)胞不能進(jìn)行增殖,只有能進(jìn)行連續(xù)分裂的細(xì)胞才具有細(xì)胞周期,A項(xiàng)錯(cuò)誤;動(dòng)物細(xì)胞分裂間期有相關(guān)蛋白質(zhì)的合成和細(xì)胞器(如中心體)的產(chǎn)生,B項(xiàng)正確;細(xì)胞分裂間期是決定細(xì)胞增殖快慢的最關(guān)鍵時(shí)期,C項(xiàng)錯(cuò)誤;有絲分裂是真核生物進(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考向2 細(xì)胞周期的表示方法和相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究2.科學(xué)家在研究蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí),分別用放射性同位素3H標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸(3H-TdR)、32P標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸(32P-UdR),把兩種核苷酸被細(xì)胞利用的速率繪成圖1所示的曲線。已知蠶豆根尖細(xì)胞的細(xì)胞周期為20 h。培養(yǎng)20 h后,根據(jù)細(xì)胞中的DNA相對含量不同,將細(xì)胞分為3組,每組的細(xì)胞數(shù)如圖2所示。下列對結(jié)果的分析,不正確的是(　　)
A.圖1中處于AC段的細(xì)胞屬于圖2中的甲組細(xì)胞,此時(shí)RNA聚合酶活性高B.圖2中乙組細(xì)胞處于圖1中CE段,此階段細(xì)胞最容易發(fā)生基因突變C.圖2丙組細(xì)胞中只有部分細(xì)胞的細(xì)胞膜從中部向內(nèi)凹陷D.蠶豆根尖細(xì)胞的細(xì)胞周期中,分裂期時(shí)間不超過6 h答案:C解析:由于蠶豆根尖細(xì)胞是植物細(xì)胞,故不存在細(xì)胞膜從中部向內(nèi)凹陷的現(xiàn)象,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
拓展歸納1.細(xì)胞分裂后產(chǎn)生的子細(xì)胞有3種去向
2.與細(xì)胞周期相聯(lián)系的知識(shí)
1.有絲分裂過程中細(xì)胞結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的周期性變化(1)染色體行為變化
(2)核DNA、染色體、染色單體的數(shù)目變化(以二倍體生物為例)
2.有絲分裂過程中核DNA、染色體、染色單體含量變化曲線分析(以二倍體生物為例)(1)曲線模型
3.有絲分裂過程中每條染色體上DNA含量、染色體與核DNA數(shù)目比值的變化曲線
考向1圍繞有絲分裂的過程及特點(diǎn),考查分析判斷能力1.(2021全國高考乙卷)果蠅體細(xì)胞含有8條染色體。下列關(guān)于果蠅體細(xì)胞有絲分裂的敘述,錯(cuò)誤的是(　　)A.在間期,DNA進(jìn)行半保留復(fù)制,形成16個(gè)DNA分子B.在前期,每條染色體由2條染色單體組成,含2個(gè)DNA分子C.在中期,8條染色體的著絲粒排列在赤道板上,易于觀察染色體D.在后期,成對的同源染色體分開,細(xì)胞中有16條染色體答案:D解析:在有絲分裂后期,著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,染色體數(shù)目由8條變?yōu)?6條。同源染色體一般在減數(shù)第一次分裂后期分開,有絲分裂不涉及同源染色體的變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
拓展歸納關(guān)注細(xì)胞周期中的“加倍”
考向2 結(jié)合有絲分裂的圖像或曲線,考查科學(xué)思維2.(2022南通模擬改編)細(xì)胞分裂過程中染色體移向兩極的機(jī)制有三種假說:假說1認(rèn)為由微管發(fā)生中心端微管解聚引起,假說2認(rèn)為由動(dòng)粒端微管解聚引起,假說3認(rèn)為由微管發(fā)生中心端和動(dòng)粒端微管同時(shí)解聚引起。用不同熒光標(biāo)記紡錘絲和染色體如圖1,用激光使紡錘絲上箭頭處的熒光淬滅(不影響其功能)如圖2,一段時(shí)間后結(jié)果如圖3,相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.圖示過程發(fā)生在高等植物細(xì)胞中,紡錘絲的成分是蛋白質(zhì)B.圖2處于有絲分裂后期,細(xì)胞中有4對同源染色體C.紡錘絲的牽引導(dǎo)致著絲粒分裂,染色體移向細(xì)胞兩極D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明染色體移向兩極是由動(dòng)粒端微管解聚引起的答案:C解析:圖示過程發(fā)生在高等植物細(xì)胞中,紡錘絲由細(xì)胞兩極發(fā)出,其成分主要是蛋白質(zhì),A項(xiàng)正確;圖2著絲粒已分裂,染色單體分開形成子染色體,處于有絲分裂后期,細(xì)胞中有4對同源染色體,B項(xiàng)正確;著絲粒分裂與紡錘絲的牽引無關(guān),染色體移向細(xì)胞兩極是由紡錘絲牽引的,C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖3可知,一段時(shí)間后,動(dòng)粒端熒光標(biāo)記的紡錘絲明顯變短,說明染色體移向兩極是由動(dòng)粒端微管解聚引起的,D項(xiàng)正確。
3.圖1和圖2表示有絲分裂不同時(shí)期染色體和核DNA的數(shù)量關(guān)系,下列有關(guān)敘述不正確的是(　　)
A.觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期處于圖1的CD段B.圖1中DE段的細(xì)胞染色體數(shù)目加倍,但核DNA含量不變C.圖2中a時(shí)期對應(yīng)圖1中的AB段,c時(shí)期對應(yīng)圖1中的EF段D.有絲分裂過程不會(huì)出現(xiàn)圖2中d時(shí)期所示的情況
答案:C解析:圖1中的CD段包括DNA復(fù)制后的間期、有絲分裂前期和中期,中期是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期,A項(xiàng)正確;圖1中DE段形成的原因是著絲粒分裂,此時(shí)細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍,但核DNA含量不變,B項(xiàng)正確;圖2中a時(shí)期表示有絲分裂后期、末期,對應(yīng)圖1中的DE或EF段,c時(shí)期染色體與核DNA的量比a時(shí)期減少一半,對應(yīng)圖1中的AB段,C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖2中d時(shí)期表示染色體∶DNA=2∶1,有絲分裂過程中不存在這種情況,D項(xiàng)正確。
拓展歸納根據(jù)直方圖判斷細(xì)胞分裂時(shí)期的規(guī)律(以二倍體生物為例)
考向1 結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理與過程,考查實(shí)驗(yàn)技能與操作能力1.(2022湖南高考)洋蔥根尖細(xì)胞染色體數(shù)為8對,細(xì)胞周期約12 h。觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂,拍攝照片如圖所示。下列分析正確的是(　　)A.a為分裂后期細(xì)胞,同源染色體發(fā)生分離B.b為分裂中期細(xì)胞,含染色體16條,核DNA分子32個(gè)C.根據(jù)圖中中期細(xì)胞數(shù)的比例,可計(jì)算出洋蔥根尖細(xì)胞分裂中期時(shí)長D.根尖培養(yǎng)過程中用DNA合成抑制劑處理,分裂間期細(xì)胞所占比例降低
答案:B解析:根尖細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,不發(fā)生同源染色體的分離,A項(xiàng)錯(cuò)誤;b細(xì)胞中著絲粒排列在赤道板上,為有絲分裂中期細(xì)胞,此時(shí)DNA復(fù)制已經(jīng)完成,含染色體16條,核DNA分子32個(gè),B項(xiàng)正確;圖中細(xì)胞數(shù)量較少,不能準(zhǔn)確計(jì)算各時(shí)期細(xì)胞的比例,無法計(jì)算各時(shí)期的時(shí)長,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根尖培養(yǎng)過程中用DNA合成抑制劑處理,能使細(xì)胞停止在分裂間期,因此間期細(xì)胞所占比例升高,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
拓展歸納實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象的原因分析
考向2 借助實(shí)驗(yàn)拓展應(yīng)用,考查科學(xué)探究2.(2022濟(jì)寧模擬)某研究小組探究了不同濃度的NaCl培養(yǎng)液對大蒜根尖有絲分裂指數(shù)的影響,結(jié)果如下表。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
注:有絲分裂指數(shù)=(視野中分裂期細(xì)胞數(shù)/觀察到的細(xì)胞總數(shù))×100%。
A.本探究需要進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)以確定分組濃度范圍B.解離、用鑷子弄碎根尖及壓片都有利于根尖組織細(xì)胞相互分散C.觀察裝片時(shí),各組應(yīng)在相同放大倍數(shù)高倍鏡下統(tǒng)計(jì)各時(shí)期細(xì)胞數(shù)量D.表中組別③的根尖細(xì)胞分裂期時(shí)間最長答案:C解析:由于不知道最適濃度范圍,因此本探究需要進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)以確定分組濃度范圍,A項(xiàng)正確;解離、用鑷子弄碎根尖及壓片都有利于根尖組織細(xì)胞相互分散,便于觀察,B項(xiàng)正確;各組統(tǒng)計(jì)各時(shí)期細(xì)胞數(shù)量時(shí)不需要在相同放大倍數(shù)高倍鏡下進(jìn)行,C項(xiàng)錯(cuò)誤;表中組別③的細(xì)胞分裂指數(shù)最高,因此該組根尖細(xì)胞分裂期時(shí)間最長,D項(xiàng)正確。
3 練高考·衍生訓(xùn)練
角度1 考查有絲分裂過程1.(2021海南高考)真核細(xì)胞有絲分裂過程中核膜解體和重構(gòu)過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.Ⅰ時(shí)期,核膜解體后形成的小泡可參與新核膜重構(gòu)B.Ⅰ→Ⅱ過程中,核膜圍繞染色體重新組裝C.Ⅲ時(shí)期,核膜組裝完畢,可進(jìn)入下一個(gè)細(xì)胞周期D.組裝完畢后的核膜允許蛋白質(zhì)等物質(zhì)自由進(jìn)出核孔
答案:D解析:Ⅰ時(shí)期,核膜解體后形成的小泡可參與新核膜重構(gòu),細(xì)胞處于有絲分裂前期,A項(xiàng)正確;Ⅱ時(shí)期核膜圍繞染色體重新組裝,細(xì)胞處于有絲分裂末期,B項(xiàng)正確;Ⅲ時(shí)期,核膜組裝完畢,形成新的細(xì)胞核,可進(jìn)入下一個(gè)細(xì)胞周期,C項(xiàng)正確;組裝完畢后的核膜允許蛋白質(zhì)等物質(zhì)通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核,但不能自由進(jìn)出,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
角度衍生(1)[2021浙江高考]植物細(xì)胞有絲分裂前期,核DNA已完成復(fù)制且染色體數(shù)目加倍。(　×　)(2)[2020浙江高考]高等動(dòng)物胚胎干細(xì)胞分裂過程中,中心體的復(fù)制和染色體組數(shù)的加倍發(fā)生在同一時(shí)期。(　×　)(3)[2018全國高考Ⅲ卷]一次有絲分裂與一次減數(shù)分裂過程中染色體的復(fù)制次數(shù)相同。(　√　)
角度2 考查有絲分裂的觀察實(shí)驗(yàn)2.(2022廣東高考)用洋蔥根尖制作臨時(shí)裝片以觀察細(xì)胞有絲分裂,下圖為光學(xué)顯微鏡下觀察到的視野。下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是(　　)A.根尖解離后立即用甲紫溶液染色,以防解離過度B.根尖染色后置于載玻片上搗碎,加上蓋玻片后鏡檢C.找到分生區(qū)細(xì)胞后,換高倍鏡并使用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋調(diào)焦D.向右下方移動(dòng)裝片可將分裂中期細(xì)胞移至視野中央
答案:C解析:根尖解離后需要用清水漂洗,以防解離過度,A項(xiàng)錯(cuò)誤;染色后用鑷子將根尖取出來,放在載玻片上,加一滴清水,并用鑷子尖把根尖弄碎,蓋上蓋玻片,然后用拇指輕輕地按壓蓋玻片,然后再鏡檢,B項(xiàng)錯(cuò)誤;找到分生區(qū)細(xì)胞后,需要將分生區(qū)細(xì)胞移到視野中央,然后換高倍鏡并使用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋調(diào)焦,C項(xiàng)正確;圖中分裂中期細(xì)胞位于視野左上方,因此向左上方移動(dòng)裝片可將分裂中期細(xì)胞移至視野中央,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.(2020北京高考)為探究干旱對根尖細(xì)胞有絲分裂的影響,用聚乙二醇溶液模擬干旱條件,處理白刺花的根尖,制片(壓片法)后用顯微鏡觀察染色體變異(畸變)的情況,細(xì)胞圖像如圖。相關(guān)敘述正確的是(　　)?A.制片需經(jīng)甲紫染色→漂洗→鹽酸解離等步驟B.直接使用高倍物鏡尋找分生區(qū)細(xì)胞來觀察染色體C.染色體的形態(tài)表明該細(xì)胞正處于細(xì)胞分裂的間期D.觀察結(jié)果表明該細(xì)胞染色體發(fā)生了變異(畸變)
答案:D解析:實(shí)驗(yàn)基本流程為解離、漂洗、染色和制片,A項(xiàng)錯(cuò)誤;尋找分生區(qū)細(xì)胞來觀察染色體先使用低倍鏡,再利用高倍鏡觀察,B項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)圖分析,細(xì)胞中染色體排列在細(xì)胞中央的赤道板上,處于有絲分裂的中期,C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖中出現(xiàn)斷裂的染色體片段,說明發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異,D項(xiàng)正確。
4 研情境·素養(yǎng)突破
細(xì)胞周期的調(diào)控典例突破(2020山東高考)CDK1是推動(dòng)細(xì)胞由分裂間期進(jìn)入分裂期的關(guān)鍵蛋白。在DNA復(fù)制開始后,CDK1發(fā)生磷酸化導(dǎo)致其活性被抑制,當(dāng)細(xì)胞中的DNA復(fù)制完成且物質(zhì)準(zhǔn)備充分后,磷酸化的CDK1發(fā)生去磷酸化而被激活,使細(xì)胞進(jìn)入分裂期。大麥黃矮病毒(BYDV)的M蛋白通過影響細(xì)胞中CDK1的磷酸化水平而使農(nóng)作物患病。正常細(xì)胞和感染BYDV的細(xì)胞中CDK1的磷酸化水平變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.正常細(xì)胞中DNA復(fù)制未完成時(shí),磷酸化的CDK1的去磷酸化過程受到抑制B.正常細(xì)胞中磷酸化的CDK1發(fā)生去磷酸化后,染色質(zhì)螺旋化形成染色體C.感染BYDV的細(xì)胞中,M蛋白通過促進(jìn)CDK1的磷酸化而影響細(xì)胞周期D.M蛋白發(fā)揮作用后,感染BYDV的細(xì)胞被阻滯在分裂間期答案:C解析:由曲線可知,感染BYDV的細(xì)胞中CDK1的磷酸化水平較正常細(xì)胞高,說明磷酸化的CDK1去磷酸化過程受到抑制,可推測M蛋白通過抑制CDK1的去磷酸化而影響細(xì)胞周期,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
知識(shí)必備歸納總結(jié)細(xì)胞周期調(diào)控
突破訓(xùn)練1.(2022浙江選考)某多細(xì)胞動(dòng)物具有多種細(xì)胞周期蛋白(cyclin)和多種細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK),兩者可組成多種有活性的CDK-cyclin復(fù)合體,細(xì)胞周期各階段間的轉(zhuǎn)換分別受特定的CDK-cyclin復(fù)合體調(diào)控。細(xì)胞周期如圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)?A.同一生物個(gè)體中不同類型細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間長短有差異B.細(xì)胞周期各階段的有序轉(zhuǎn)換受不同的CDK-cyclin復(fù)合體調(diào)控C.抑制某種CDK-cyclin復(fù)合體的活性可使細(xì)胞周期停滯在特定階段D.一個(gè)細(xì)胞周期中,調(diào)控不同階段的CDK-cyclin復(fù)合體會(huì)同步發(fā)生周期性變化
答案:D解析:同一生物個(gè)體中不同類型細(xì)胞的細(xì)胞周期的持續(xù)時(shí)間一般不同,A項(xiàng)正確;根據(jù)題意“細(xì)胞周期各階段間的轉(zhuǎn)換分別受特定的CDK-cyclin復(fù)合體調(diào)控”,可知細(xì)胞周期各階段的有序轉(zhuǎn)換受不同的CDK-cyclin復(fù)合體調(diào)控,B項(xiàng)正確;由于細(xì)胞周期各階段間的轉(zhuǎn)換分別受特定的CDK-cyclin復(fù)合體調(diào)控,因此抑制某種CDK-cyclin復(fù)合體的活性可使各階段之間的轉(zhuǎn)化受抑制,從而使細(xì)胞周期停滯在特定階段,C項(xiàng)正確;由于一個(gè)細(xì)胞周期中,不同階段的變化不是同步的,因此調(diào)控不同階段的CDK-cyclin復(fù)合體不會(huì)同步發(fā)生周期性變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2022遼寧模擬)利用一定方法使細(xì)胞群體處于細(xì)胞周期的同一階段,稱為細(xì)胞周期同步化。如圖是動(dòng)物細(xì)胞周期同步化的方法之一,下列說法正確的是(　　)
A.阻斷Ⅰ需在培養(yǎng)液中添加毒性較強(qiáng)的DNA復(fù)制抑制劑,不可逆地抑制DNA復(fù)制B.解除阻斷時(shí)應(yīng)更換正常的新鮮培養(yǎng)液,培養(yǎng)的時(shí)間應(yīng)控制在大于S即可C.阻斷Ⅱ處理與阻斷Ⅰ相同,經(jīng)過處理后,所有細(xì)胞都停留在S期D.營養(yǎng)限制性培養(yǎng)也能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞周期同步化答案:D

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