江苏专用版高考生物一轮复习第4单元细胞的生命历程第1讲细胞的增殖学案.docx
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江苏专用版高考生物一轮复习第4单元细胞的生命历程第1讲细胞的增殖学案
第1讲 细胞的增殖
课标要求
核心素养
1．描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性
2．制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片
1．细胞各结构与细胞增殖的关系（生命观念）
2．比较细胞的有丝分裂与无丝分裂的异同（科学思维）；有丝分裂各时期的特点与染色体和DNA数目变化（建立模型）
3．观察细胞的有丝分裂（科学探究）
考点一 细胞生长和增殖的周期性
1．细胞不能无限长大
（1）模拟实验：
探究细胞大小与物质运输的关系
①细胞模型：
大小不同的琼脂块。
②模拟运输的物质：
NaOH。
③检测方法：
NaOH遇酚酞呈紫红色。
④物质运输效率的表示法：
NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积。
⑤实验结论：
细胞越大，细胞的相对表面积越小，物质运输效率越低；细胞越小，细胞的相对表面积越大，物质运输效率越高。
（2）细胞不能无限长大的限制因素
①细胞表面积与体积的关系。
②细胞核的控制范围有限。
2．细胞增殖
（1）概念：
细胞以分裂的方式进行增殖，包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
（2）方式
（3）意义：
是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
3．细胞周期
（1）概念的理解
①条件：
连续分裂的细胞。
②起点：
一次分裂完成时。
③终点：
下一次分裂完成时。
（2）组成
①分裂间期：
时间较长，完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。
②分裂期：
经历时间较短，包括前期、中期、后期和末期。
（3）细胞周期的特点：
不同种类的细胞，其细胞周期不一定相同，分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同。
1．细胞越小，相对表面积也越小，这有利于提高物质交换效率。
（×）
提示：
细胞越小，相对表面积越大，有利于提高物质交换效率。
2．琼脂块越小，NaOH在琼脂块中的扩散的速度越快。
（×）
提示：
NaOH在不同大小的琼脂块中扩散的速度是一样的。
3．任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。
（×）
提示：
连续分裂的细胞才有细胞周期。
4．洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。
（×）
提示：
洋葱表皮细胞不具有分裂能力。
5．多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖。
（√）
1．细胞分裂间期的特点是________________________________
_____________________________________________________。
提示：
完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做准备；细胞有适度的生长，细胞体积增大
2．细胞分裂期蛋白质合成的很少，原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：
分裂期染色体中的DNA高度螺旋化，难以解旋，无法正常转录
1．不同图形所表示的细胞周期
方法名称
表示方法
用字母表示细胞周期
扇形图
A→B→C→A为一个细胞周期
直线图
a＋b或c＋d为一个细胞周期
坐标图
a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期
柱形图
A：
DNA复制前的间期（G1期）
B：
DNA复制（S期）
C：
DNA复制后的间期（G2期）和分裂期
2．与细胞周期相联系的知识
（1）基因突变：
在细胞分裂间期的S期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。
（2）染色体变异：
在细胞分裂期的前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍，继续进行有丝分裂，可出现多倍体植株。
（3）细胞癌变：
用药物作用于癌细胞，在分裂间期DNA不能复制，可抑制癌细胞的增殖。
（4）免疫：
在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂，使细胞周期缩短。
1．由细胞形态判断，下列①～⑤细胞中哪一类细胞最可能具有细胞周期？
说明理由。
① ② ③ ④ ⑤
提示：
②，①③④⑤都是具有特定形态、结构和功能的细胞，说明发生了分化，失去分裂能力。
②为球形，可能是干细胞。
2．下表是几种细胞的细胞周期的持续时间（t/h），据表分析：
细胞类型
分裂间期
分裂期
细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞
15.3
2.0
17.3
小鼠十二指肠上皮细胞
13.5
1.8
15.3
人的肝细胞
21
1
22
人的宫颈癌细胞
20.5
1.5
22
（1）这些细胞有什么共同特点？
（2）不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？
同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？
（3）显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，为什么？
提示：
（1）都是能进行连续分裂的细胞。
（2）都不一定相同。
（3）细胞周期中，间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分细胞都处于间期。
考查对细胞周期的理解
1．（2020·河北衡水中学期中）如图表示细胞有丝分裂周期，图中弯形箭头长度表示各时期所占比例，G1期、S期、G2期核DNA含量分别为2n、2n～4n、4n，胸腺嘧啶核苷（TdR）可抑制细胞DNA的合成。
下列叙述正确的是（ ）
A．TdR可将细胞群阻断在S期，进而实现细胞周期同步化
B．DNA聚合酶可能在细胞周期中的G2期合成
C．M期会发生联会，也可能发生交叉互换
D．M期长的细胞，其细胞周期也长
A [G1期主要进行有关蛋白质的合成，S期进行DNA复制，G2期为分裂期做准备。
由题干信息可知，TdR可抑制DNA的合成，因此用TdR处理，可将细胞群阻断在S期，进而实现细胞周期同步化，A正确；DNA聚合酶的化学本质为蛋白质，主要在S期发挥作用，主要在G1期合成，B错误；有丝分裂过程中不发生联会和交叉互换，C错误；细胞周期由分裂间期和分裂期组成，M期长的细胞，其细胞周期不一定长，D错误。
]
2．如图为某种细胞的细胞周期示意图，其中S期内解旋酶和DNA聚合酶的活性较高，处于G0期的细胞属于暂不分裂的细胞。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．图示细胞的细胞周期为24h
B．S期应为染色体复制及加倍的时期
C．正常情况下，记忆B细胞所处时期应为G0期
D．染色单体消失的时期属于M期
B [一个细胞周期的总时长为分裂期用时与间期用时之和，A正确；染色体加倍发生在有丝分裂后期，属于M期，B错误；记忆B细胞在受特定抗原刺激后会迅速增殖和分化，正常情况下，记忆B细胞属于暂不分裂的细胞，即处于G0期，C正确；染色单体消失在有丝分裂后期，该时期属于M期，D正确。
]
考查细胞周期的分析
3．（2020·江苏高考）细胞周期可分为分裂间期和分裂期（M期），根据DNA合成情况，分裂间期又分为G1期、S期和G2期。
为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统（检验点），对细胞周期的过程是否发生异常加以检测，部分检验点如图所示。
只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。
请据图回答下列问题：
（1）与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是_____________________________________________________。
（2）细胞有丝分裂的重要意义在于通过____________________，保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。
图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否________（填序号：
①损伤和修复、②完成复制）；检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定胞质是否分裂的检验点是________。
（3）细胞癌变与细胞周期调控异常有关，癌细胞的主要特征是________。
有些癌症采用放射性治疗效果较好，放疗前用药物使癌细胞同步化，治疗效果会更好。
诱导细胞同步化的方法主要有两种：
DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。
前者可用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点________，将癌细胞阻滞在S期；后者可用秋水仙碱抑制________的形成，主要激活检验点________，使癌细胞停滞于中期。
[解析]
（1）DNA复制发生在S期，着丝点分裂染色体数目加倍发生在M期；与G1期细胞相比，G2期细胞染色体数不变，核DNA数加倍。
（2）有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体复制（实质为DNA的复制）以后，精确地平均分配到两个子细胞中，使亲代和子代细胞之间保持了遗传的稳定性。
检验点1、2和3都在分裂间期，间期DNA复制，在DNA复制过程中其双螺旋结构解开易受损伤，所以要检验DNA分子是否损伤和修复以及DNA是否完成复制。
染色体分离发生在分裂后期，应该在检验点5检验发生分离的染色体是否正确到达两极。
（3）癌细胞的主要特征是可以无限增殖。
DNA复制发生在S期，对应检验点2。
秋水仙碱可以抑制纺锤体的形成而使癌细胞停滞在中期，对应检验点4。
[答案]
（1）染色体数不变，核DNA数加倍
（2）染色体正确复制和平均分配 ①② 检验点5 （3）细胞无限增殖 2 纺锤体 4
分裂间期的物质变化
G1期：
又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质（如DNA聚合酶等）的合成，为S期DNA的复制做准备。
S期：
又称DNA合成期，主要进行DNA的复制。
G2期：
又称DNA合成后期，发生的是有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。
考点二 细胞的有丝分裂和无丝分裂
1．有丝分裂过程——以高等植物细胞为例（连线）
提示：
①—b—Ⅲ ②—a—Ⅰ ③—e—Ⅴ ④—d—Ⅱ ⑤—c—Ⅳ
总结各时期特点：
间期：
生长复制合成蛋白质；前期：
膜仁消失两体现；
中期：
着丝点排在赤道板；后期：
单体分开向两极；
末期：
两消两现一重建（重建指植物细胞重建细胞壁）。
2．动植物细胞有丝分裂的主要区别
3．有丝分裂的意义
亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间遗传性状的稳定性。
4．细胞的无丝分裂
（1）过程：
细胞核延长→核中部向内凹进→整个细胞从中部缢裂为两个子细胞。
（2）特点：
没有出现纺锤丝和染色体的变化。
（3）实例：
蛙的红细胞。
1．间期细胞核的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成。
（×）
提示：
蛋白质的合成发生在核糖体上。
2．着丝点分裂一定导致DNA数目加倍。
（×）
提示：
DNA数目加倍的原因是DNA复制，不是着丝点分裂。
3．赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构。
（×）
提示：
赤道板是想象的一个面，不是结构。
4．有丝分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同。
（√）
5．在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可发生在同一时期。
（√）
6．无丝分裂发生在原核细胞中，且无DNA复制。
（×）
提示：
原核细胞的分裂方式为二分裂。
无丝分裂中有DNA复制。
1．有丝分裂中期是观察染色体的最佳时期，原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：
中期染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察
2．有丝分裂过程中染色体的变化规律可概述为
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：
亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中
1．有丝分裂过程中染色体行为变化规律
（1）有染色单体时（染色体复制后的间期、前期、中期），染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2。
（2）无染色单体时（染色体复制前的间期、后期、末期），染色体数∶核DNA分子数＝1∶1。
2．有丝分裂过程中核DNA、染色体数目的变化
（1）一个细胞中核DNA、染色体数量变化规律（以二倍体为例）：
①列表比较数量变化：
间期
前期
中期
后期
末期
核DNA
2N→4N
4N
4N
4N
4N→2N
染色体
2N
2N
2N
4N
4N→2N
②曲线表示数量变化：
Ⅰ.a→b的变化原因是DNA分子复制。
Ⅱ.g→h变化的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为子染色体。
（2）每条染色体上DNA含量变化：
①图中p→q变化的原因是DNA分子复制。
②图中r→s变化的原因是着丝点分裂。
1．根据柱状图判断细胞有丝分裂时期（以二倍体生物为例）
图甲、乙、丙分别表示有丝分裂的什么时期？
提示：
甲表示染色体复制后的间期、前期和中期；乙表示后期和末期；丙表示染色体复制前的间期。
2．有丝分裂过程中相关成分或结构“加倍”的时期和原因
成分或结构
时期
原因
DNA
间期
DNA复制
染色体
后期
着丝点分裂
中心体
间期
中心体复制
细胞核
末期
新核膜已经形成，细胞质尚未分裂
3．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
细胞器名称
细胞类型
作用时期
生理作用
核糖体
动、植物细胞
间期（主要）
与有关蛋白质的合成有关
中心体
动物、某些低
等植物细胞
前期
与纺锤体的形成有关
高尔基体
植物细胞
末期
与细胞壁的形成有关
线粒体
动、植物细胞
整个细胞周期
提供能量
考查细胞有丝分裂各时期的特点
1．（2020·金科大联考）如图表示一个细胞周期，下列叙述正确的是（ ）
A．在a时期内发生中心体倍增的是动物细胞
B．植物根毛区细胞在b时期进行遗传信息转录
C．植物细胞在f时期时细胞中央形成赤道板
D．动物细胞在h时期时，细胞从中部凹陷缢裂
D [在a时期内发生中心体倍增的是动物细胞或低等植物细胞，A错误；植物根毛区细胞是成熟组织细胞，不进行有丝分裂，不存在b时期，B错误；赤道板是一个虚拟的结构，不真实存在，C错误；动物细胞在h时期时，细胞从中部凹陷缢裂，D正确。
]
2．如图为高等植物细胞（2n）处于有丝分裂不同时期的模式图，图中1代表囊泡，2代表细胞壁，3代表纺锤丝。
下列分析正确的是（ ）
图甲 图 图丙
A．图甲细胞中的着丝点断裂导致DNA数目加倍
B．图乙细胞中的结构2是通过结构1与赤道板融合而形成的
C．若加入DNA合成抑制剂，将会阻止图丙细胞的继续分裂
D．若用秋水仙素抑制结构3的形成，则图甲细胞中的着丝点不能正常断裂
C [DNA数目加倍原因是DNA复制，着丝点分裂导致染色体数目加倍，A错误；结构2是细胞板，是由结构1融合而形成的，赤道板不是真实的结构，B错误；若加入DNA合成抑制剂，将使细胞停留在间期，图丙细胞不能继续分裂，C正确；着丝点分裂与纺锤体无关，D错误。
]
考查有丝分裂过程中染色体和DNA分子数目的变化
3．（多选）（2020·浙江宁波效实中学一模改编）如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述正确的是（ ）
图1
图2
A．观察染色体形态和数目的最佳时期在图1的CD段
B．图1中DE段的细胞染色体数目正在加倍，但核DNA含量不变
C．图2中a时期对应图1中的AB段，c时期对应图1中的EF段
D．有丝分裂过程不会出现图2中d时期所示的情况
ABD [图1中的CD段包括有丝分裂间期DNA复制后、前期和中期，中期是观察染色体形态和数目的最佳时期，A正确；图1中DE段表示着丝点分裂的过程，此时细胞中染色体数目正在加倍，但核DNA含量不变，B正确；图2中a时期可表示有丝分裂后期，对应图1中的EF段，c时期染色体与核DNA的量比a时期少一半，可能对应图1中的AB段，C错误；图2中d时期染色体数∶核DNA数＝2∶1，有丝分裂过程中不存在这种情况，D正确。
]
4．（2020·山东聊城模拟）某植物体细胞中有12条染色体，如图甲表示细胞有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化；图乙表示细胞有丝分裂过程中染色体的周期性变化。
请据图回答问题。
甲 乙
（1）图甲中AB段形成的主要原因是________。
（2）图甲中CD段对应图乙中的________阶段，变化的原因是________。
（3）图甲中BC段对应的细胞中有染色体________条，核DNA________个。
（4）请依据图乙，用字母和箭头表示一个完整的细胞周期：
________；染色体形态变化由c到d发生在________期，该时期活动明显加强的细胞器主要是________。
[解析]
（1）图甲中AB段表示DNA复制，复制后每条染色体上有2个DNA分子。
（2）图甲中CD段表示着丝点分裂，发生在有丝分裂后期，对应图乙中的b→c。
（3）已知某植物体细胞中有12条染色体，图甲中BC段可表示有丝分裂的前期、中期，每条染色体上有2个DNA分子，对应的细胞中有染色体12条，核DNA分子24个。
（4）细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程。
结合以上分析可知，d→e表示分裂间期，a可表示前期，b可表示中期，c可表示后期，c→d表示分裂末期，所以一个完整的细胞周期是d→e→a→b→c→d（或d→d）。
染色体形态变化由c到d发生在末期，此时形成子细胞的细胞壁，所以该时期活动明显加强的细胞器主要是高尔基体。
[答案]
（1）DNA复制
（2）b→c 着丝点分裂 （3）12 24 （4）d→e→a→b→c→d（d→d） 末 高尔基体
考点三 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂（实验）
1．实验原理
（1）高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。
（2）细胞核内的染色体（质）易被碱性染料（龙胆紫溶液）染成深色。
（3）由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。
2．实验操作步骤
（1）洋葱根尖的培养
实验前培养3～4d，待根长到约5cm。
（2）装片的制作
（3）观察
①先低倍镜观察：
根据根尖特点找到分生区细胞。
后高倍镜观察：
先找中期细胞，后找前、后、末期细胞。
②分生区细胞特点：
细胞呈正方形，排列紧密。
1．选材：
保证选取的是分生区细胞。
2．解离时间：
解离时间要严格控制，解离时间不能太短，否则细胞间果胶未溶解，压片时细胞不易分散，达不到较好的效果；时间过长则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。
3．压片：
压片时用力必须恰当，过重会将盖玻片压破；过轻则细胞未分散，二者都会影响观察效果。
4．观察：
对细胞有丝分裂过程的观察不可能看到连续的分裂过程，因为在解离过程中细胞已经死亡，需要不断移动装片，在不同的视野中找到各个时期的分裂图像。
1．（2020·天津等级考）某同学居家学习期间，准备洋葱根尖有丝分裂实验材料。
在下列方法中（每天换一次水），根尖生长状况最好的是（ ）
A B
C D
C [制作洋葱根尖有丝分裂装片时，需要培养洋葱根尖，由于清水过多会导致根细胞进行无氧呼吸产生酒精，酒精会对根细胞产生毒害作用，导致烂根，故B、D错误；每天蘸清水一次会导致水分不足，根尖生长状况不良，A错误；方法C中清水量适宜，根细胞能进行正常的细胞呼吸，因此根尖生长状况最好，故选C。
]
2．（2020·重庆一中月考）下列关于洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察的叙述，不正确的是（ ）
A．甲过程所用的解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制而成的
B．乙过程的主要目的是洗去药液，防止解离过度
C．在显微镜下可以看到一个细胞连续分裂的过程
D．在低倍镜下找到分生区细胞后，可以换用高倍镜继续观察
C [据图分析，甲过程表示解离，所用的解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精等比例配制而成的，A正确；乙过程是漂洗，主要目的是洗去解离液，防止解离过度，B正确；解离后，细胞已经被杀死，所以不可能看到一个细胞连续分裂的过程，C错误；在低倍镜下找到分生区细胞后，可以换用高倍镜继续观察，D正确。
]
3．（2020·东北三校联考）如图是洋葱根尖分生区细胞分裂的图像，以下关于细胞分裂图像及细胞分裂所处时期的叙述正确的是（ ）
A．③细胞中高尔基体较活跃
B．②细胞中染色体数目与DNA数目之比为1∶1
C．①细胞中正在进行基因重组
D．应选用①细胞对染色体数目进行观察
A [③细胞处于有丝分裂末期，细胞板扩展形成细胞壁的过程与高尔基体有关，因此③细胞中高尔基体较活跃，A正确；②细胞处于有丝分裂的中期，着丝点未分裂，染色体与DNA数目之比为1∶2，B错误；基因重组发生在减数分裂过程中，洋葱根尖细胞发生的是有丝分裂，C错误；一般选用处于有丝分裂中期的细胞观察染色体的数目，即图中的②细胞，D错误。
]
4．（2020·上海松江二模）如图为植物细胞经解离、漂洗、染色、制片后，在高倍镜下观察到的有丝分裂不同时期显微照片图，相关叙述正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁 戊
A．清水漂洗的目的是洗去多余的染料，方便观察
B．图丙中的染色单体数、染色体数和DNA含量均与图戊相同
C．图丁中的染色体比图戊更为分散，更便于观察
D．可在高倍镜下观察到从甲依次进入丙、戊、丁、乙的连续动态变化过程
B [用清水漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，便于进行之后的染色，A错误；图丙表示有丝分裂前期，图戊表示有丝分裂中期，两个时期染色体数、DNA含量、染色单体数目均相同，B正确；有丝分裂中期染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察，因此观察染色体应选择中期，C错误；观察细胞有丝分裂实验中，经解离后细胞已经死亡，因此不能观察到有丝分裂的连续动态过程，D错误。
]
易错矫正突破选择题
长句背诵突破非选择题
1．模拟细胞大小与物质运输的关系实验中，NaOH在每一琼脂块内扩散的速度相同，但是运输的效率不同。
2．原核生物只能进行二分裂，二分裂不是无丝分裂。
3．减数分裂和无丝分裂没有细胞周期，高度分化的成熟细胞无细胞周期。
4．无丝分裂中不出现纺锤体和染色体，但是仍有遗传物质的复制和分配。
5．蛙的红细胞能进行无丝分裂，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不能分裂。
6．染色体的数目始终和着丝点的数目相等；间期DNA复制时，着丝点数目不变，染色体数目不加倍。
7．着丝点分裂不是纺锤丝牵引导致的，而是在相关酶的作用下自主分裂的结果。
8．赤道板不是细胞结构，观察不到；细胞板是由高尔基体形成的细胞结构，可以观察到。
1．细胞体积越小，细胞的表面积与体积之比就越大，越有利于物质交换。
2．细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
3．细胞分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。
4．动物细胞的一个细胞周期中，DNA复制和中心粒的倍增均发生在分裂间期。
5．真核细胞的分裂方式有三种：
有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
6．有丝分裂最重要的变化是：
间期DNA复制，数目倍增；分裂期在纺锤体作用下复制
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