考點(diǎn)一　細(xì)胞周期與動植物細(xì)胞有絲分裂過程
【精梳·攻教材】一、細(xì)胞增殖與細(xì)胞周期1.生物體生長的原因:
【名師點(diǎn)睛】　細(xì)胞周期的影響因素(1)內(nèi)部因素:不同類型細(xì)胞的周期可能不同,各期持續(xù)時間也不同。(2)外部因素:如溫度、pH等會影響細(xì)胞周期的長短,因此,同一細(xì)胞的細(xì)胞周期是可變的。
二、有絲分裂1.有絲分裂各時期主要特點(diǎn)(以高等植物細(xì)胞為例):
【名師點(diǎn)睛】　結(jié)構(gòu)與功能觀理解有絲分裂(1)間期:核糖體參與蛋白質(zhì)的合成,動物和低等植物細(xì)胞有中心體的復(fù)制。(2)末期:高爾基體參與細(xì)胞板的形成。(3)分裂期:染色體的行為變化有利于遺傳物質(zhì)復(fù)制后精確地平均分配。
2.動物細(xì)胞與高等植物細(xì)胞有絲分裂的主要區(qū)別:
3.有絲分裂的意義:將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過______之后,精確地平均分配到兩個子細(xì)胞中。由于染色體上有遺傳物質(zhì)______,因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了______________。
【辨·清易錯】 1.同一生物的不同組織細(xì)胞都具有細(xì)胞周期。( )分析:只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期,有的細(xì)胞不再分裂,有的細(xì)胞不能連續(xù)分裂。2.細(xì)胞越小,其相對表面積也越小,這有利于提高物質(zhì)交換效率。( )分析:細(xì)胞越小,其相對表面積越大。3. 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。( )分析:有絲分裂前期,核DNA復(fù)制后加倍,但染色體數(shù)目不變。4.有絲分裂后期,著絲粒分裂導(dǎo)致染色單體的數(shù)目加倍。( )分析:有絲分裂后期,著絲粒分裂導(dǎo)致染色體的數(shù)目加倍。
5.在一個細(xì)胞周期中,DNA的復(fù)制和中心粒的倍增可能發(fā)生在同一時期。( )6.動植物細(xì)胞有絲分裂中期都會出現(xiàn)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是赤道板。( )分析:赤道板是人為規(guī)定的虛擬平面,不是細(xì)胞結(jié)構(gòu)。7.前期隨著染色質(zhì)絲逐漸螺旋化形成了染色單體。( )分析:染色單體形成于分裂間期,前期隨著染色質(zhì)逐漸螺旋化形成顯微鏡下可見的染色體。
【寫·練表達(dá)】 1.(必修1 P111表6-1延伸)觀察細(xì)胞的有絲分裂應(yīng)選擇小鼠十二指腸上皮細(xì)胞,原因是小鼠十二指腸上皮細(xì)胞的____________________________________。2.(必修1 P112圖6-2延伸)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程一般不發(fā)生在分裂期,據(jù)教材圖分析,原因可能是________________________________________________。
細(xì)胞周期中分裂期占細(xì)胞周期的比例大
分裂期時染色體高度螺旋化,DNA不容易解旋進(jìn)行轉(zhuǎn)錄
【精研·破疑難】【命題研究】【典例】圖甲表示一個細(xì)胞周期中細(xì)胞內(nèi)某種物質(zhì)含量的動態(tài)變化;圖乙表示細(xì)胞周期過程中,不同核DNA含量的細(xì)胞數(shù)目;圖丙表示該細(xì)胞有絲分裂某一時期示意圖。分析回答:
(1)圖甲中表示一個完整細(xì)胞周期的是_______ (填字母)。?
【解析】(1)細(xì)胞周期是指連續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂結(jié)束時為止,包括分裂間期和分裂期。圖甲中表示一個完整細(xì)胞周期的是F～M。
(2)圖丙對應(yīng)圖甲中的時期是_____________(填字母),其核DNA含量對應(yīng)圖乙中的____。?
【解析】(2)圖丙細(xì)胞中著絲粒分裂,處于有絲分裂的后期,染色體為8條,其中核DNA含量是體細(xì)胞中的2倍,對應(yīng)圖乙中的4C。
(3)若用化學(xué)試劑秋水仙素抑制紡錘體形成,則圖乙中核DNA含量為2C的細(xì)胞數(shù)目會______。?
【解析】(3)若用化學(xué)試劑秋水仙素抑制紡錘體形成,則會使染色體數(shù)目加倍,使細(xì)胞分裂停留在分裂期,即圖乙中核DNA含量為2C的細(xì)胞數(shù)目會減少。
(4)圖乙中______________________________________表明分裂間期比分裂期時間長。?聚焦考查點(diǎn):有絲分裂過程中染色體和核DNA數(shù)目變化規(guī)律。
和2C～4C的細(xì)胞數(shù)目多
【解析】(4)圖乙中核DNA數(shù)目為2C和2C～4C的細(xì)胞數(shù)目多,因而可推測,在細(xì)胞周期中分裂間期比分裂期時間長。
【破解策略】“模型法”分析有絲分裂過程1.應(yīng)用物理模型分析染色體行為變化:
2.應(yīng)用數(shù)學(xué)模型分析染色體(DNA)數(shù)目變化:(1)細(xì)胞周期中核DNA、染色體數(shù)目變化:
①圖中表示DNA分子復(fù)制的時段為a→b。②圖中表示著絲粒分裂的時段為g→h。
(2)細(xì)胞周期中染色單體數(shù)目變化:
①圖中i→m表示DNA復(fù)制,n→表示著絲粒分裂。②染色單體數(shù)在細(xì)胞周期中的起點(diǎn)為0,終點(diǎn)也為0。
(3)每條染色體上DNA含量變化:①圖中表示DNA分子復(fù)制的時段為p→q。②圖中表示著絲粒分裂的時段為r→s。
(4)應(yīng)用柱狀圖分析細(xì)胞周期:
【精練·提能力】1.科學(xué)家用含15N的硝酸鹽作為標(biāo)記物浸泡蠶豆幼苗,追蹤蠶豆根尖細(xì)胞的分裂情況,得到蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞連續(xù)分裂的數(shù)據(jù)如下,則下列敘述正確的是(　　)A.一個細(xì)胞周期可以用0～19.3 h、19.3～38.6 h來表示B.蠶豆根尖細(xì)胞的DNA分子復(fù)制的時期有0～2 h、19.3～21.3 h、38.6～40.6 hC.蠶豆根尖細(xì)胞分裂的一個細(xì)胞周期為19.3 hD.高爾基體、線粒體、葉綠體在蠶豆根尖細(xì)胞分裂過程中活動旺盛
【解析】選C。一個完整的細(xì)胞周期是從一次分裂完成時開始到下一次分裂完成時為止,包括分裂間期和分裂期,且分裂間期持續(xù)的時間最長。一個完整的細(xì)胞周期起于分裂間期,止于分裂期,據(jù)此分析圖示可知,一個細(xì)胞周期可以用2～21.3 h、21.3～40.6 h來表示,蠶豆根尖細(xì)胞分裂的一個細(xì)胞周期為19.3 h,A錯誤,C正確;圖示中的2～19.3 h、21.3～38.6 h表示細(xì)胞周期的間期,在細(xì)胞周期的間期進(jìn)行DNA分子復(fù)制,B錯誤;蠶豆根尖細(xì)胞沒有葉綠體,D錯誤。
【方法規(guī)律】細(xì)胞周期的表示方法
2.(多選)(2023·南昌模擬)根據(jù)細(xì)胞DNA含量不同,將一群正在進(jìn)行連續(xù)分裂的細(xì)胞分為三組,DNA含量最少的稱為甲組,DNA含量最多的稱為丙組,含量介于甲、丙之間的稱為乙組。下列相關(guān)說法錯誤的是(　　)A.丙組細(xì)胞中DNA含量剛好是甲組細(xì)胞的兩倍B.乙組細(xì)胞之間DNA的含量差異較大C.抑制紡錘體的形成,可以使甲組細(xì)胞的比例增加D.抑制DNA的復(fù)制,可以使丙組細(xì)胞的比例增加
【解析】選A、C、D。丙組細(xì)胞中DNA含量最多,應(yīng)該是完成了DNA復(fù)制的細(xì)胞,而甲組細(xì)胞中DNA含量最少,應(yīng)該處于有絲分裂末期或細(xì)胞周期的間期DNA復(fù)制之前,因此丙組細(xì)胞中含有的核DNA數(shù)目剛好是甲組細(xì)胞核DNA數(shù)目的兩倍,但細(xì)胞質(zhì)中DNA含量不是這種情況,A錯誤;乙組細(xì)胞的DNA含量介于甲、丙之間,說明該組細(xì)胞正在進(jìn)行DNA復(fù)制,處于分裂間期,因此,乙組細(xì)胞之間DNA的含量差異較大,B正確;抑制紡錘體的形成,會導(dǎo)致分開的染色體無法進(jìn)入兩個子細(xì)胞中,因而丙組細(xì)胞的比例增加,C錯誤;抑制DNA的復(fù)制,甲組細(xì)胞會增多,乙組和丙組細(xì)胞會減少,D錯誤。
3.(2024·邢臺五岳聯(lián)考)如圖表示細(xì)胞增殖過程中每條染色體上的 DNA 含量變化情況。下列相關(guān)分析正確的是(　　)A.圖中AB段發(fā)生在分裂前期B.圖中BC段發(fā)生著絲粒的分裂C.圖中CD段發(fā)生染色體數(shù)目的加倍D.圖中DE 段核 DNA 數(shù)與染色單體數(shù)相等【解析】選C。AB段發(fā)生 DNA的復(fù)制,發(fā)生在分裂前的間期,A錯誤;有絲分裂后期(CD段),著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,成為兩條新的染色體,染色體數(shù)目加倍,B錯誤、C正確;DE段染色單體數(shù)量為0,D錯誤。
【加固訓(xùn)練】1.如圖表示植物細(xì)胞一個細(xì)胞周期內(nèi)細(xì)胞核裂解和重建過程。以下相關(guān)說法錯誤的是(　　)A.①→②→③→④為一個完整的細(xì)胞周期B.在③過程中高爾基體的作用十分突出C.在④中完成DNA的復(fù)制及相關(guān)蛋白質(zhì)的合成D.經(jīng)過該過程,兩個子細(xì)胞中的DNA總含量可能不同
【解析】選A。細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期,分裂期包括前、中、后、末四個時期,分析可知,圖示過程沒有中期和后期,且細(xì)胞周期從分裂間期開始,因此①→②→③→④不能算一個完整的細(xì)胞周期,A錯誤;植物細(xì)胞在有絲分裂末期先形成細(xì)胞板再形成細(xì)胞壁,③分裂末期在高爾基體的作用下形成細(xì)胞板,B正確;DNA的復(fù)制及相關(guān)蛋白質(zhì)的合成發(fā)生在④有絲分裂前的間期,C正確;經(jīng)過該過程,兩個子細(xì)胞中的核DNA含量相同,但細(xì)胞質(zhì)DNA含量不一定相同,因此兩個子細(xì)胞中的DNA總含量可能不同,D正確。
2.已知人的宮頸癌細(xì)胞的細(xì)胞周期約為22 h。如圖是應(yīng)用流式細(xì)胞儀測定細(xì)胞周期中DNA含量的變化(圖A)及處于不同時期的細(xì)胞數(shù)量和DNA含量(圖B),胸苷在細(xì)胞內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為胸腺嘧啶脫氧核苷酸。下列說法中錯誤的是(　　)
A.細(xì)胞在G1、S期發(fā)生DNA解螺旋時都需要消耗能量B.在培養(yǎng)液中加入DNA聚合酶抑制劑會導(dǎo)致G1期的細(xì)胞數(shù)量增多C.通過對細(xì)胞計數(shù)可分析推算出細(xì)胞周期和各個時期的時間長短D.若在培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)記的胸苷,則分裂一次后子細(xì)胞不一定都有放射性
【解析】選D。解旋是破壞氫鍵的過程,需要能量,G1期解旋是進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,S期解旋是進(jìn)行DNA的復(fù)制,A正確;S期進(jìn)行DNA的復(fù)制,需要DNA聚合酶,在培養(yǎng)液中加入DNA聚合酶抑制劑會導(dǎo)致G1期的細(xì)胞數(shù)量增多,B正確;細(xì)胞數(shù)目加倍間隔的時間為細(xì)胞周期長度,通過計算不同階段的細(xì)胞數(shù)目占比,可以推算出各個階段的時間,C正確;DNA進(jìn)行半保留復(fù)制,若在培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)記的胸苷,則分裂一次后所有子細(xì)胞都有放射性,D錯誤。
考點(diǎn)二　觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂
【精梳·攻教材】一、實驗原理
【名師點(diǎn)睛】　關(guān)于實驗的幾點(diǎn)提醒(1)解離液中兩種液體的作用:①酒精:迅速殺死細(xì)胞,固定細(xì)胞內(nèi)染色體的形態(tài)。②鹽酸:促進(jìn)細(xì)胞之間的中膠層物質(zhì)溶解,從而達(dá)到分離細(xì)胞的目的。(2)觀察對象:解離時細(xì)胞已死亡,不能觀察一個細(xì)胞的連續(xù)分裂過程,可以尋找處于不同時期的細(xì)胞,連起來體現(xiàn)出細(xì)胞分裂的連續(xù)過程,另外,分裂間期的細(xì)胞數(shù)多于分裂期。
【辨·清易錯】 1.若要觀察處于細(xì)胞分裂中期的染色體可用醋酸洋紅液染色。( )2. 在觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞有絲分裂時,用體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸1∶1混合配制解離液。( )分析:解離液應(yīng)用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸1∶1配制。3.鹽酸解離根尖的同時也為甲紫溶液染色創(chuàng)造酸性環(huán)境。( )分析:甲紫溶液屬于堿性染料,因此鹽酸解離根尖后需要用清水漂洗,以免影響染色的效果。4.解離后應(yīng)立即進(jìn)行染色,然后漂洗。( )分析:解離后應(yīng)先漂洗,再進(jìn)行染色。
5.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。( )分析:DNA分子復(fù)制發(fā)生在間期,若根尖培養(yǎng)過程中用DNA合成抑制劑處理,細(xì)胞停滯在間期,故分裂間期細(xì)胞所占比例升高。6.用高倍顯微鏡觀察洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂時,視野中不同細(xì)胞的染色體數(shù)目可能不相等。( )
【寫·練表達(dá)】 1.(必修1 P116“探究·實踐”選材)觀察用甲紫溶液染色的洋蔥表皮細(xì)胞看不到染色體,原因是只有_____________________________________________________________________________。2.(必修1 P117“探究·實踐”討論)根據(jù)觀察結(jié)果,比較細(xì)胞周期中不同時期的時間長短的方法是___________________________________________________________________。
處于分裂狀態(tài)的細(xì)胞(如分生區(qū)組織細(xì)胞)才能看到染色體,
洋蔥表皮細(xì)胞不再進(jìn)行分裂
統(tǒng)計某時期的細(xì)胞數(shù)占計數(shù)細(xì)胞總數(shù)的比例,比例越大,該時
【精練·提能力】1.如圖表示某實驗小組在顯微鏡下觀察洋蔥(2n=16)根尖分生區(qū)組織細(xì)胞有絲分裂過程中的部分視野,下列說法錯誤的是(　　)A.制片過程中解離后要先用清水洗去解離液,再用醋酸洋紅液進(jìn)行染色B.細(xì)胞①含16條染色體,其處于觀察染色體形態(tài)、數(shù)目的最佳時期C.若持續(xù)觀察細(xì)胞②,則可觀察到染色體逐步變?yōu)槿旧|(zhì)的過程D.對多個視野的細(xì)胞進(jìn)行統(tǒng)計,可估算各時期在細(xì)胞周期中所占的比例
【解析】選C。觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂實驗中,解離后要用清水進(jìn)行漂洗,再用醋酸洋紅液進(jìn)行染色,漂洗的目的是防止解離過度,同時便于染色,A正確;細(xì)胞①處于有絲分裂中期,含16條染色體,該時期細(xì)胞中染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰,是觀察染色體的最佳時期,B正確;經(jīng)解離過程后細(xì)胞已死亡,故無法觀察到細(xì)胞②中染色體逐步變?yōu)槿旧|(zhì)的過程,C錯誤;細(xì)胞周期中不同時期所占的比例與不同時期的細(xì)胞數(shù)目呈正相關(guān),對多個視野的細(xì)胞進(jìn)行統(tǒng)計可估算各時期在細(xì)胞周期中所占的比例,D正確。
2.(多選)(2024·張家口模擬)洋蔥是高中生物實驗常用的實驗材料,圖甲為洋蔥水培示意圖,其中①～③為取材部位;圖乙～戊為相關(guān)實驗結(jié)果。下列選項中有錯誤的是(　　)
【解析】選B、C。白色洋蔥內(nèi)表皮顏色淺,適于觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布狀況,染色后,觀察到DNA主要分布在a細(xì)胞核中,A正確;紫色洋蔥鱗片葉外表皮有紫色大液泡,不需要染色,B錯誤;提取色素后還需要用紙層析法分離才能得到色素帶,d帶的顏色為黃色,C錯誤;觀察植物細(xì)胞的有絲分裂可選擇洋蔥根尖,根尖分生區(qū)細(xì)胞分裂旺盛,經(jīng)染色后,在顯微鏡下部分細(xì)胞能觀察到c染色體,D正確。
提升·關(guān)鍵能力——分析實驗結(jié)果各操作步驟時間對實驗結(jié)果的影響
【從教材走向高考】 3.(必修1 P117“拓展應(yīng)用”延伸)細(xì)胞周期是靠細(xì)胞內(nèi)部精確地調(diào)控實現(xiàn)的,如果出現(xiàn)異常,就可能導(dǎo)致細(xì)胞的癌變。細(xì)胞周期可分為分裂間期和分裂期(M期),根據(jù)DNA合成情況,分裂間期又分為G1期、S期(DNA合成)和G2期。細(xì)胞周期受到檢驗點(diǎn)的嚴(yán)格調(diào)控,各檢驗點(diǎn)能對細(xì)胞周期的過程是否發(fā)生異常加以檢測,只有當(dāng)相應(yīng)的過程正常完成,細(xì)胞周期才能進(jìn)入下一個階段運(yùn)行。下圖甲表示某動物小腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞周期部分檢驗點(diǎn),圖乙表示根據(jù)腸癌細(xì)胞中DNA含量的不同,對細(xì)胞周期各時期細(xì)胞的計數(shù)結(jié)果?；卮鹣铝袉栴}:
(1)圖甲顯示分裂間期持續(xù)的時間明顯比分裂期長,對此做出的合理解釋是____________________________________________________________________。?【解析】(1)圖甲顯示分裂間期持續(xù)的時間明顯比分裂期長,這樣有足夠的時間完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備。
分裂間期為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備,完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成
(2)與G1期細(xì)胞相比,G2期細(xì)胞中染色體的特點(diǎn)是_______________________________________________________。?一個小腸上皮細(xì)胞(染色體數(shù)目為2N)在M期染色體數(shù)目的變化情況是______________。?
每條染色體含有兩條姐妹染
色單體(或染色體DNA含量加倍)
【解析】(2)與G1期細(xì)胞相比,由于經(jīng)過了S期DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,G2期細(xì)胞中染色體表現(xiàn)的特點(diǎn)是每條染色體上含有兩個DNA分子。一個小腸上皮細(xì)胞(染色體數(shù)目為2N)進(jìn)入分裂期之后,每條染色體上含有兩個DNA分子,經(jīng)過后期著絲粒分裂之后,染色體數(shù)目暫時加倍由2N變成4N,隨后經(jīng)過有絲分裂末期平均分配到兩個子細(xì)胞中,因此,在M期染色體數(shù)目的變化情況是2N到4N到2N。
(3)請推測檢驗點(diǎn)a和b的作用分別是_________________________________________________________________________________。若細(xì)胞周期調(diào)控出現(xiàn)異常,可能導(dǎo)致細(xì)胞癌變。在放射性治療前,常采用藥物(如阿糖胞苷)使癌細(xì)胞同步化,其原理是______________________,將癌細(xì)胞阻滯在S期。?
檢驗DNA分子是否完成復(fù)制、DNA分子
是否受到損傷或是否做好物質(zhì)準(zhǔn)備(答出一點(diǎn)即可)
藥物能夠抑制DNA復(fù)制
【解析】(3)檢驗點(diǎn)a位于S和G2期之間,則該檢測點(diǎn)的作用是檢測DNA分子是否完成復(fù)制,b位于G2期和M期之間,則該檢測點(diǎn)的作用是檢測DNA分子是否受到損傷或是否做好分裂前物質(zhì)準(zhǔn)備。若細(xì)胞周期調(diào)控出現(xiàn)異常,可能導(dǎo)致細(xì)胞癌變。在放射性治療前,常采用能夠抑制DNA合成的藥物,如阿糖胞苷使癌細(xì)胞同步化,由于該藥物能抑制DNA的復(fù)制,使用藥物后癌細(xì)胞將被阻滯在S期。
(4)被計數(shù)在圖乙b峰中的細(xì)胞處于圖甲中的________期,若用阿糖胞苷處理體外培養(yǎng)的腸癌細(xì)胞,圖乙檢測結(jié)果的變化是___________。?
【解析】(4)圖乙b峰中細(xì)胞內(nèi)的DNA含量為80,顯然DNA含量加倍,說明經(jīng)過了DNA的復(fù)制,則被計數(shù)在圖乙b峰中的細(xì)胞處于圖甲中的G2和M期,若用阿糖胞苷處理體外培養(yǎng)的腸癌細(xì)胞,由于阿糖胞苷能抑制DNA復(fù)制過程,則會使細(xì)胞停留在S期,導(dǎo)致圖乙檢測結(jié)果的變化為b峰值降低,即DNA數(shù)目加倍的細(xì)胞變少。
【加固訓(xùn)練】1.在觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實驗中,甲～丁四位同學(xué)剪取洋蔥(體細(xì)胞染色體數(shù)為16)根尖后,立即進(jìn)行如表所示的操作步驟,“+”表示有相應(yīng)處理,“-”表示無相應(yīng)處理,甲、乙、丙三位同學(xué)依次觀察到的結(jié)果是(　　)
①染色體未著色,看不到染色體②細(xì)胞重疊,無法看清③染色體著色,清晰可見④染色體著色很淺或模糊不清A.②①④B.②③④C.②④①D.③④①
【解析】選C。分析表格內(nèi)容可知,甲同學(xué)實驗過程中未解離,因此組織細(xì)胞沒有分離開,觀察到的實驗結(jié)果是細(xì)胞重疊在一起,看不清楚;乙同學(xué)實驗過程中未漂洗,會導(dǎo)致染色過程中解離液影響染色的效果,因此染色體著色很淺或模糊不清;丙同學(xué)未進(jìn)行染色步驟,因此染色體未著色,無法看清。
2.(2023·荊州模擬)美花石斛的莖是名貴中藥材,在一天中細(xì)胞分裂存在日節(jié)律性。圖1、圖2是某興趣小組實驗結(jié)果,分裂期的細(xì)胞數(shù)占觀察細(xì)胞總數(shù)的比值作為細(xì)胞分裂指數(shù),下列說法正確的是(　　)A.選取新生莖尖作為實驗材料的主要原因是莖尖伸長區(qū)細(xì)胞分裂旺盛B.細(xì)胞周期中各時期的順序是⑤→④→②→①→③C.由圖1可知,細(xì)胞周期中分裂期的持續(xù)時間更長D.由圖2可知,在日節(jié)律上,9:00左右是美花石斛細(xì)胞分裂的高峰期
【解析】選D。選取新生莖尖作為實驗材料的主要原因是莖尖分生區(qū)細(xì)胞分裂旺盛,A錯誤;據(jù)圖可知,①處于有絲分裂后期,②處于有絲分裂末期,③處于細(xì)胞分裂間期,④處于有絲分裂中期,⑤處于有絲分裂前期,因此細(xì)胞周期中各時期的順序是③→⑤→④→①→②,B錯誤;細(xì)胞周期分為分裂間期和分裂期,分裂間期的細(xì)胞遠(yuǎn)多于分裂期,因此細(xì)胞周期中分裂間期的持續(xù)時間更長,C錯誤;由圖2可知,在日節(jié)律上,9:00分裂指數(shù)最大,因此9:00左右是美花石斛細(xì)胞分裂的高峰期,D正確。
【感悟高考】1.(2023·湖北選擇考)快速分裂的癌細(xì)胞內(nèi)會積累較高濃度的乳酸。研究發(fā)現(xiàn),乳酸與鋅離子結(jié)合可以抑制蛋白甲的活性,甲活性下降導(dǎo)致蛋白乙的SUMO化修飾加強(qiáng),進(jìn)而加快有絲分裂后期的進(jìn)程。下列敘述正確的是(　　)A.乳酸可以促進(jìn)DNA的復(fù)制B.較高濃度乳酸可以抑制細(xì)胞的有絲分裂C.癌細(xì)胞通過無氧呼吸在線粒體中產(chǎn)生大量乳酸D.敲除蛋白甲基因可升高細(xì)胞內(nèi)蛋白乙的SUMO化水平
【解析】選D。本題考查細(xì)胞的有絲分裂及細(xì)胞無氧呼吸。乳酸與鋅離子結(jié)合可以抑制蛋白甲的活性,甲活性下降導(dǎo)致蛋白乙的SUMO化修飾加強(qiáng),加快有絲分裂后期的進(jìn)程,而不能促進(jìn)DNA復(fù)制,A錯誤;乳酸能加快有絲分裂后期進(jìn)程,促進(jìn)有絲分裂,B錯誤;無氧呼吸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,不發(fā)生在線粒體中,C錯誤;蛋白甲活性下降導(dǎo)致蛋白乙的SUMO化修飾加強(qiáng),敲除蛋白甲基因可升高細(xì)胞內(nèi)蛋白乙的SUMO化水平,D正確。
【解題指南】(1)獲取信息:癌細(xì)胞無氧呼吸→乳酸↑→乳酸與鋅離子結(jié)合→蛋白甲的活性↓→蛋白乙的SUMO化修飾↑→有絲分裂后期的進(jìn)程↑。(2)掃清障礙:DNA的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞周期的間期,無氧呼吸的場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
2.(2023·浙江6月選考)為篩選觀察有絲分裂的合適材料,某研究小組選用不同植物的根尖,制作并觀察根尖細(xì)胞的臨時裝片。下列關(guān)于選材依據(jù)的敘述,不合理的是(　　)A.選用易獲取且易大量生根的材料B.選用染色體數(shù)目少易觀察的材料C.選用解離時間短分散性好的材料D.選用分裂間期細(xì)胞占比高的材料
【解析】選D。本題考查觀察植物根尖有絲分裂的實驗選材。根尖分生區(qū)的細(xì)胞分裂能力較強(qiáng),故觀察有絲分裂時選用易獲取且易大量生根的材料,A正確;選用染色體數(shù)目少易觀察的材料有利于觀察有絲分裂每一個時期的特點(diǎn),B正確;選用解離時間短分散性好的材料,更利于觀察細(xì)胞的染色體變化,C正確;細(xì)胞周期中,分裂間期比分裂期占比更大,應(yīng)該選用分裂間期細(xì)胞占比低的材料觀察有絲分裂,D錯誤。
3.(2022·廣東選擇考)用洋蔥根尖制作臨時裝片以觀察細(xì)胞有絲分裂,如圖為光學(xué)顯微鏡下觀察到的視野。下列實驗操作正確的是(　　)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.向右下方移動裝片可將分裂中期細(xì)胞移至視野中央
【解析】選C。根尖解離后需要先漂洗,洗去解離液后再進(jìn)行染色,以防解離過度,A錯誤;將已經(jīng)染色的根尖置于載玻片上,加一滴清水后,用鑷子尖將根尖弄碎,蓋上蓋玻片后需要用拇指輕輕按壓蓋玻片,使細(xì)胞分散開,再進(jìn)行觀察,B錯誤;在低倍鏡下找到分生區(qū)細(xì)胞后,再換用高倍鏡進(jìn)行觀察,此時為使視野清晰,需要用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋進(jìn)行調(diào)焦,C正確;據(jù)圖可知,圖示中期細(xì)胞位于視野左上方,故需要向左上方移動裝片將分裂中期的細(xì)胞移至視野中央,D錯誤。
4.(2022·江蘇選擇考)培養(yǎng)獲得二倍體和四倍體洋蔥根尖后,分別制作有絲分裂裝片,鏡檢、觀察。如圖為二倍體根尖細(xì)胞的照片。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)A.兩種根尖都要用有分生區(qū)的區(qū)段進(jìn)行制片B.裝片中單層細(xì)胞區(qū)比多層細(xì)胞區(qū)更易找到理想的分裂期細(xì)胞C.在低倍鏡下比高倍鏡下能更快找到各種分裂期細(xì)胞D.四倍體中期細(xì)胞中的染色體數(shù)與①的相等,是②的4倍、③的2倍
【解析】選D。本題考查觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實驗等知識。根尖分生區(qū)進(jìn)行有絲分裂,所以觀察有絲分裂兩種根尖都要用有分生區(qū)的區(qū)段進(jìn)行制片,A正確;多層細(xì)胞相互遮擋不容易觀察細(xì)胞,所以裝片中單層細(xì)胞區(qū)比多層細(xì)胞區(qū)更易找到理想的分裂期細(xì)胞,B正確;低倍鏡下,細(xì)胞放大倍數(shù)小,觀察到的細(xì)胞數(shù)目多,高倍鏡下放大倍數(shù)大,觀察到的細(xì)胞數(shù)目少,所以在低倍鏡下比高倍鏡下能更快找到各種分裂期細(xì)胞,C正確;四倍體中期細(xì)胞中的染色體數(shù)是4N,圖中①處于二倍體根尖細(xì)胞有絲分裂后期,染色體數(shù)目加倍,染色體數(shù)目為4N,②處于二倍體根尖細(xì)胞有絲分裂間期,染色體數(shù)目為2N,③處于二倍體根尖細(xì)胞有絲分裂前期,染色體數(shù)目為2N,所以四倍體中期細(xì)胞中的染色體數(shù)與①的相等,是②的2倍、③的2倍,D錯誤。
【預(yù)測高考】鎖定新情境:粘連蛋白與染色體行為變化　　研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞中染色體的排列、分離與姐妺染色單體之間的粘連蛋白有關(guān),粘連蛋白的作用機(jī)理如圖所示(是有絲分裂過程中發(fā)生的)。
基于核心素養(yǎng)的新考向:1.(模型與建模)圖中所示染色體的行為發(fā)生在有絲分裂____期,此時期染色體的變化主要是____________________________。?【解析】1.圖中所示染色體的行為變化發(fā)生在有絲分裂后期,主要變化是著絲粒分裂,姐妹染色單體分離。
著絲粒分裂,姐妹染色單體分離
2.(批判性思維)在細(xì)胞分裂過程中,細(xì)胞會產(chǎn)生水解酶將粘連蛋白分解,而染色體上的其他蛋白質(zhì)不受影響,說明酶具有________(填特性)。?【解析】2.酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng),因此在細(xì)胞分裂過程中,細(xì)胞會產(chǎn)生水解酶將粘連蛋白分解,而染色體上的其他蛋白質(zhì)不受影響,體現(xiàn)了酶具有專一性。
3.(推理)細(xì)胞內(nèi)有一種對細(xì)胞分裂有調(diào)控作用的SGO蛋白,該蛋白主要集中在染色體的著絲粒位置。科學(xué)家研究有絲分裂時發(fā)現(xiàn),水解粘連蛋白的酶在中期已經(jīng)開始起作用,而各著絲粒卻要到后期才幾乎同時斷裂。據(jù)圖推測,SGO蛋白在細(xì)胞分裂中的作用主要是________________________________。?【解析】3.由于細(xì)胞內(nèi)有一種對細(xì)胞分裂有調(diào)控作用的SGO蛋白,主要集中在染色體的著絲粒位置?？茖W(xué)家研究有絲分裂時發(fā)現(xiàn),水解粘連蛋白的酶在中期已經(jīng)開始起作用,而各著絲粒卻要到后期才幾乎同時斷裂,推測SGO蛋白可以在細(xì)胞分裂中保護(hù)粘連蛋白不被水解酶提前破壞。
保護(hù)粘連蛋白不被水解酶提前破壞

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