新高考生物一轮复习第三单元细胞的生命历程第9讲细胞周期与有丝分裂讲义浙科版.pdf
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1、 第 9 讲 细胞周期与有丝分裂 考试标准 知识内容 必考要求 加试要求 细胞的增殖(1)细胞周期(2)动、植物细胞的有丝分裂(3)活动:观察细胞的有丝分裂(4)活动:制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片(5)细胞有丝分裂各时期简图的绘制 a b b b a b b b b 考点一 细胞周期 1含义:连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。2组成:每一个细胞周期包括一个分裂期和一个分裂间期。3分裂间期(1)G1期:发生的主要是合成 DNA 所需蛋白质的合成和核糖体的增生。(2)S 期:主要是 DNA 复制。(3)G2期:发生的是有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。4特点:分
2、裂间期的时间总是长于分裂期。5过程(1)细胞核的分裂。(2)细胞质的分裂,称为胞质分裂。诊断与思考 1判断下列叙述的正误(1)组成生物体的细胞越小越好()(2)所有的细胞均有细胞周期()(3)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长()(4)进行减数分裂的细胞不具有细胞周期()2根据下列四种细胞周期的表示方法确定细胞周期 方法名称 表示方法 用字母表示细胞周期 扇形图 ABCA 为一个细胞周期 直线图 ab 或 cd 为一个细胞周期 坐标图 abcde 为一个细胞周期 柱形图 B 组细胞处于分裂间期,正在进行 DNA 复制,C 组细胞多数处于分裂期 3.由细胞形态判断,下列细胞中哪一类细胞最可能
3、具有细胞周期?提示 图中为精细胞,为肌肉细胞,为神经细胞,为哺乳动物的成熟红细胞(细胞已无细胞核和各种细胞器),它们均属于高度分化的细胞,已丧失分裂的周期性;但细胞尚未分化,最可能连续分裂保持周期性。题组一 细胞周期的判断与表示方法 1.如图表示细胞周期,下列叙述不正确的是()A按箭头所示方向,aa 段或 bb 段表示一个细胞周期 B染色体的平均分配发生于 ab 段 C细胞中 DNA 含量的加倍发生在 ba 段 D将癌细胞的细胞周期阻断在 ba 段可以治疗癌症 答案 A 解析 ba 段、ab 段分别表示分裂间期和分裂期,细胞周期应是 bb 段。2科研人员利用3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸标记进
4、行有丝分裂的某一动物细胞,在不同间隔时间下进行放射显影,得到如图所示结果(A 开始观察,细胞已被标记,B 标记细胞开始进入分裂期,C 观察到的细胞分裂图像为后期,D 开始观察到两个细胞被标记,E 标记细胞开始进入分裂期,F 观察到被标记的细胞分裂成两个子细胞)。以下说法错误的是()A实验中采用的研究方法之一是同位素标记法 B该细胞可能是干细胞 C该细胞的细胞周期为 22h D3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸可存在于该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中 答案 D 解析 由题意知,用3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸标记进行有丝分裂的某一动物细胞,应用了同位素标记法,A 项正确;由于该细胞能连续分裂,可能是
5、干细胞,B 项正确;根据题意,D 时期看到两个细胞被标记,说明进入了分裂末期,到下一次分裂末期为一个细胞周期,即图中的 DF,故细胞周期为 22h,C 项正确;动物细胞无叶绿体,故 D 项错误。3如图 A 表示在一个细胞周期(G1、S、G2组成了分裂间期,M 为分裂期)中细胞核 DNA 含量的变化曲线;图 B 表示一个细胞周期中各个时期细胞数目的变化(用特殊的方法在一个培养基中测得的)。请据图回答下列问题:(1)图 B 中 DNA 含量为 2c4c之间的细胞正处于_阶段。(2)用 DNA 合成抑制剂处理,图 B 中 DNA 含量为_的细胞数目会增加。用秋水仙素处理,图 B 中 DNA 含量为_
6、的细胞数目会增加。(3)细胞周期中,完成各时期所需时间的计算公式是 tTnN(T 为一个细胞周期所需的时间,N 为取样的总细胞数,n 为各期的细胞数),根据图示与公式,S 期的细胞数目是_个。答案(1)DNA 复制(2)2c 4c(3)2000 解析(1)在一个细胞周期中,随着 DNA 复制,DNA 含量逐渐增加;DNA 复制之后,它们的 DNA含量是 G1期的 2 倍。(2)图 B 中横坐标是 DNA 含量,DNA 含量在 2c4c之间,说明 DNA 正在进行复制,对应图 A 中的 S 期,2c对应图 A 中的 G1期,4c对应图 A 中的 G2期和 M 期。(3)从图 A 可以看出细胞周期
7、为 10h,S 期为 2h,G1期为 6h,共 6000 个细胞,所以取样总细胞数为:NTnt106000610000 个。所以 S 期的细胞数目为:ntNT210000102000个。题组二 细胞周期各时期变化特点的分析 4某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂,在培养过程中将适量的3HTdR(3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)和某促进细胞分裂的药物加入到培养液中,培养一段时间,可观察和测量到()AG1期变短,该期有大量3HTdR 进入细胞核 BS 期变长,该期有 DNA 复制和核糖体的增生 CG2期变短,该期细胞核中有组蛋白 DM 期相对较短,该期细胞的核膜始终完整 答案 C 解析 促进细胞分裂的药
8、物可以明显缩短细胞分裂的细胞周期。G1期主要是合成 DNA 所需的蛋白质和核糖体的增生,S 期主要发生的是 DNA 的复制,G2期主要发生的是 RNA 的合成和有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。因此,将某促进细胞分裂的药物加入到培养液中会使 G1期变短,S 期和 G2期也变短;3HTdR 参与 DNA 的复制,应该在 S 期大量进入细胞核;M 期相对较短,该期细胞的核膜周期性地消失和重现;组蛋白是构成染色体的蛋白质,在 G2期之前已经合成。综合上述分析,C 项正确,A、B、D 项叙述错误。5细胞周期可分为间期和分裂期(M 期),间期又分为 G1期、S 期和 G2期。下表为体外培养的某种细胞的细
9、胞周期各阶段时间(单位:小时),若在细胞的培养液中加入过量的 DNA 合成抑制剂,则()细胞周期 G1 S G2 M 合计 时长(h)10 7 3.5 1.5 22 A.M 期细胞至少需要 11.5 小时后才能到达 G1期和 S 期的交界处 BG2期细胞至少需要 11.5 小时后才能到达 G1期和 S 期的交界处 C所有细胞都被抑制在 G1期和 S 期的交界处都需 15 小时后 D所有细胞都被抑制在 G1期和 S 期的交界处都需 22 小时后 答案 B 解析 由表中信息可知,M 期细胞至少需要 10 小时后才能到达 G1期和 S 期的交界处,A 项错误;G2期细胞到达 G1期和 S 期的交界处
10、至少需要的时间为 1.51011.5 小时,B 项正确;由于 DNA 的合成在 S 期,当在培养液中加入过量的 DNA 合成抑制剂时,DNA 合成被抑制,即S 期的细胞被抑制,若使所有细胞都停留在 G1、S 期交界处,则刚完成 DNA 复制的细胞需要经过 G2、M 和 G1期,共需要 15 小时,但并不是所有细胞都需要 15 小时,故 C、D 项错误。1判断一个完整的细胞周期的方法(1)细胞周期以分裂间期为起点,而不能以分裂期为起点。(2)分裂间期的时间远远长于分裂期。(3)DNA 含量加倍的时间在细胞分裂间期,染色体数目加倍的时间在分裂期。2细胞周期的 2 点提醒(1)分裂间期的特征:间期又
11、分为 G1期、S 期、G2期,G1期进行合成 DNA 所需蛋白质的合成和核糖体的增生,为 S 期 DNA 的复制做准备;S 期合成 DNA;G2期进行有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成,特别是微管蛋白的合成。(2)观察细胞分裂过程中染色体形态、数目的变化时,应选择细胞周期短、分裂期相对较长 的细胞;由于分裂间期远比分裂期长,视野中处于间期的细胞数目更多。考点二 细胞的有丝分裂 1有丝分裂过程以高等植物细胞为例(连线)2动植物细胞有丝分裂的主要区别 项目 纺锤体的形成不同(前期)细胞分裂方式不同(末期)植物细胞 由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体 形成细胞壁 动物细胞 由一对中心体发出纺锤丝形成纺锤
12、体 细胞膜向内凹陷使细胞缢裂为两个子细胞 诊断与思考 1判断下列叙述的正误(1)着丝粒分裂一定导致 DNA 数目加倍()(2)真核细胞核 DNA 的复制发生在有丝分裂前期()(3)在一个细胞周期中,DNA 的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期()(4)有丝分裂后期和末期,核 DNA 分子数与染色体数相同()(5)动物细胞有丝分裂过程中,细胞板形成于末期()(6)动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同()2探究有丝分裂过程中细胞结构的变化(1)纺锤体的变化:形成时期为前期解体时期为末期。(2)核膜、核仁的变化:解体时期为前期重建时期为末期。(3)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细
13、胞)间期复制前期移向两极并形成纺锤体末期平均分配到子细胞。(4)染色体行为变化规律 3有丝分裂过程中相关成分或结构“加倍”的时期和原因分析 成分或结构 时期 原因 DNA 间期 DNA 复制 染色体 后期 着丝粒分裂 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 4.着丝粒、核 DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)时期 项目 分裂 间期 分裂期 前期 中期 后期 末期 着丝粒 2n 2n 2n 4n 2n 染色体 2n 2n 2n 4n 42n 染色单体 04n 4n 4n 0 0 核 DNA 2n4n 4n 4n 4n 4n2n 5.与有丝分裂有关
14、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 题组一 把握方法,识别有丝分裂细胞图像 1.如图为细胞分裂过程中部分结构的变化示意图,此过程()A发生在细胞分裂期的末期,核膜再度合成 B发生在细胞周期的分裂间期,染色质复制 C发生在细胞分裂期的前期,核膜逐渐解体 D发生在细胞分裂期的中期,染色体螺旋变粗 答案 C 解析 题图中的染色体含有染色单体,核膜已发生解体,说明该
15、过程为有丝分裂前期。2.如图为动物细胞分裂中某时期示意图,下列相关叙述正确的是()A甲在分裂前期倍增并移向细胞两极 B乙和丙在组成成分上差异很大 C该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍 D该时期通过核孔进入细胞核的物质减少 答案 B 解析 A 项,图示为动物细胞分裂的中期。甲为中心体,在分裂间期倍增,在分裂前期移向细胞两极。B 项,乙为染色体,主要由 DNA 和蛋白质组成;丙为纺锤丝,主要由蛋白质组成,可见两者在组成成分上差异很大。C 项,该时期为分裂中期,可能为有丝分裂中期,也可能为减数第二次分裂中期,如果为有丝分裂中期,细胞中染色体数与体细胞染色体数相同;如果为减数第二次分裂中期,细
16、胞中染色体数是体细胞染色体数的一半。D 项,该时期核膜已经解体,无细胞核,故不存在物质通过核孔进入细胞核的情况。3下图是某动物细胞有丝分裂模式图,有关叙述不正确的是()A上述细胞有丝分裂的顺序是甲、丁、乙、丙 B显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期 C开始出现染色体的时期是丁;染色体开始转变成染色质形态的时期是丙 D若某药物可抑制纺锤体形成,则它极可能是作用于丙图 答案 D 解析 图中甲为间期,乙为后期,丙为末期,丁为前期,故图中细胞有丝分裂顺序为甲、丁、乙、丙,A 正确;细胞周期中,间期历时最长,显微镜观察连续分裂的动物组织细胞处于间期的细胞数目最多,B 正确;细胞有丝分裂中,染色体出现在前期
17、,消失转变为染色质在末期,C 正确;纺锤体的形成是在前期,D 错误。题组二 动植物细胞有丝分裂图像的识别 4下列是一组动物活细胞有丝分裂图,有关说法正确的是()Ab 图细胞将出现细胞板,并缢裂成两个子细胞;c 图细胞核中染色体数和 DNA 数相等 B 该生物与高等植物有丝分裂的区别主要在 c 和 e 两个时期,秋水仙素使基因突变作用在 e时期 Cd 图细胞中同源染色体联会,形成四分体 D上述细胞在细胞周期中出现的顺序是 acdeb 答案 D 解析 本题主要考查对动物细胞有丝分裂各时期图形的识别,a、b、c、d、e 各表示间期、末期、前期、中期、后期,D 项正确;细胞板是植物细胞有丝分裂末期出现
18、的,动物细胞有丝分裂末期是细胞膜向内凹陷缢裂成两个子细胞,而且 c 图中 DNA 已经复制,但染色体数没有加倍,A 项错误;B 项中动物细胞与植物细胞有丝分裂的区别在前期和末期,即 c、b 时期,基因突变发生在 DNA 复制时,即 a 时期,B 项错误;同源染色体联会发生在减数分裂过程中,C 项错误。5下图是某学生绘制的某高等植物细胞的分裂图像,其中错误的是()Aa 和 b Bc 和 d Cb 和 d De 和 f 答案 C 解析 b、e 图都表示有丝分裂末期,植物细胞有丝分裂末期出现细胞板,细胞膜不向内凹陷,b 图错误;高等植物细胞没有中心体,d 图错误。题组三 通过曲线图的“变脸”掌握有丝
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