(新教材)2023届高考生物一轮复习第4单元第1课时细胞的增殖讲义.docx
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1、第1课时细胞的增殖课标要求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。考点一细胞增殖和细胞周期1细胞增殖2细胞周期(1)模型思考在生物体内,细胞分裂后产生的下列子细胞的分裂状况a根尖分生区细胞b根尖成熟区细胞c茎形成层细胞d芽生长点细胞eB细胞f记忆细胞g浆细胞h叶肉细胞i洋葱鳞片叶表皮细胞持续分裂:始终处于细胞周期中,如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、a、c、d(填字母,下同)等。暂不分裂:暂时脱离细胞周期,但仍具有分裂能力,在一定条件下可回到细胞周期中,如肝脏细胞、e、f等。永不分裂:永远脱离细胞周期,处于分化状态直到死亡,如肌纤维细胞、神经细
2、胞、b、g、h、i等。(2)据表分析下列问题:不同细胞的细胞周期持续时间/h细胞类型分裂间期分裂期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞15.32.017.3小鼠十二指肠上皮细胞13.51.815.3人的肝细胞21122人的宫颈癌细胞20.51.522不同生物细胞的细胞周期持续时间不一定相同(填“相同”“不同”或“不一定相同”,下同),同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间不一定相同。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,是因为细胞周期中,分裂间期所占的时间长,因此观察细胞所处时期时,大部分细胞都处于分裂间期。若要观察细胞的有丝分裂,应选择小鼠十二指肠上皮细胞,理由是细胞周期中分裂期所
3、占时间相对较长,容易观察到处于分裂期的细胞。(3)在细胞处于旺盛分裂的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂,处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转,最终细胞会停滞在细胞周期的间(S)期,以达到细胞周期同步化的目的。前挂后连常和细胞周期联系的“热点”考向细胞周期1细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。下图标注了某动物(2n12)甲种细胞细胞周期各阶段的时长及核DNA含量,若向该种细胞的培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,处于其他时期的细胞不受影响。下列叙述错误的是()A处于M期的染色体数目变化是122412B加入过量胸苷7.4h后,甲种细胞都将停留
4、在S期CG1期发生的变化主要是DNA的复制和有关蛋白质的合成D若乙种细胞周期为24h,M期为1.9h,选择甲种细胞观察有丝分裂染色体变化更合适答案C解析M期的前期和中期染色体数目为12,后期染色体数目加倍为24条,而分裂结束又恢复12条,A正确;加入过量的胸苷后,核DNA的复制被抑制,而复制刚结束的(G2期细胞)经过2.21.83.47.4(h)进入S期,分裂过程被抑制,所以加入过量胸苷7.4h后,甲种细胞都将停留在S期,B正确;从图中看出DNA的复制发生在S期,C错误;观察有丝分裂染色体变化应该选择分裂期比例较大的细胞,而甲细胞分裂期的比例为1.8/(3.47.92.21.8),而乙细胞分裂
5、期的比例为1.9/24,甲细胞分裂期比例较大,所以选择甲种细胞观察有丝分裂染色体变化更合适,D正确。归纳总结与细胞周期有关几种常考图形(1)以“时间长短”为衡量指标:图1中的a和c、图2中的乙甲均为分裂间期;其余的为分裂期。(2)以“核DNA含量”为衡量指标:图3中a、ab处的细胞,以及b处部分细胞,可分别对应图4中的a、b、c,即分别对应G1期、S期、G2期,均属于分裂间期。(3)以“mRNA含量”为衡量指标:G1、G2期均有蛋白质合成,G1期在前,G2期在后。2(2022山东青岛一模)细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制,当细胞周期中某一节点出现“异常事件”,调节机制就被激活,排除“故障
6、”或使细胞周期中断。如G2期末检验点主要检测复制后的DNA是否损伤,细胞中合成的物质是否够多,细胞的体积是否足够大;纺锤体组装检验点(SAC)能够检查纺锤体是否正确组装,纺锤丝是否正确连接在染色体的着丝粒上。下列相关叙述不正确的是()AG2期末检验通过后,说明具备分裂条件,细胞将进入分裂期BSAC检验未通过,细胞将停留在染色体数目暂时加倍的状态C细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用D有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期,不进行增殖答案B解析细胞周期的顺序是G1SG2M,G2期正常后,细胞将进入分裂期,A正确;纺锤体的形成是在有丝分裂的前期,若SAC检验未通过,细胞将停留在分裂前期,
7、而染色体数目加倍发生在分裂后期,B错误;由题干信息“当细胞周期中某一节点出现“异常事件”,调节机制就被激活,排除“故障”或使细胞周期中断”可知,细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用,C正确;有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期,处于休眠期,如B细胞,D正确。3(2022丽江高三模拟)细胞周期的调控需要一系列蛋白的参与,其中的两类关键蛋白为细胞周期蛋白(cyclins)和依赖细胞周期蛋白的蛋白激酶(CDKs),cyclins在细胞中的浓度会发生周期性变化,CDKs是一种对关键酶及相关蛋白质中的氨基酸进行磷酸化的酶。正常情况下,大部分的CDKs处于失活状态,CDKs须与cyclins结
8、合才能行使功能,在G2期二者结合形成一种化合物MPF,能够促进细胞进入分裂期。据此分析,以下说法错误的是()ACDKs直接作用使细胞周期中的关键酶磷酸化以激活酶的活性B细胞周期蛋白的周期性降解是启动或维持细胞周期的关键C温度的变化会影响细胞周期持续时间的长短D在细胞分裂末期,有活性的MPF越来越少答案A解析据题干“正常情况下,大部分的CDKs处于失活状态,CDKs须与cyclins结合才能行使功能”可知,CDKs不能直接发挥作用,A错误;温度的变化会通过影响酶的活性进而影响细胞周期持续时间的长短,C正确;MPF能够促进细胞进入分裂期,推测在细胞分裂末期,有活性的MPF越来越少,D正确。考点二细
9、胞的有丝分裂和无丝分裂1有丝分裂各时期主要特点(以高等植物细胞为例)时期主要变化前期染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体;从细胞的两极发出纺锤丝,形成一个梭形的纺锤体;核仁逐渐解体,核膜逐渐消失;染色体散乱分布于纺锤体中央中期纺锤丝牵引着染色体运动,使每条染色体的着丝粒排列在赤道板上后期每个着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动;结果:染色体数目加倍,细胞的两极各有一套形态和数目完全相同的染色体末期染色体变成染色质丝,纺锤丝消失;出现新的核膜、核仁,形成两个新的细胞核;赤道板的位置出现一个细胞板,细胞板逐渐扩展,形成新的细胞壁思考有丝分裂后期着
10、丝粒的分裂是不是纺锤丝牵引的结果?如何验证你的结论?提示着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的结果。用秋水仙素处理分裂中的细胞,抑制纺锤体形成,后期染色体的着丝粒照样可以分裂,从而使细胞中染色体数目加倍,这就说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引所致。2动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别3与细胞有丝分裂有关的细胞器(1)有丝分裂过程中细胞器的作用时期及生理作用细胞器名称生物类型作用时期生理作用核糖体动物、植物主要是分裂间期合成相关蛋白质线粒体动物、植物整个细胞周期提供能量高尔基体植物末期与细胞壁(板)的形成有关中心体动物、低等植物前期与纺锤体的形成有关(2)有丝分裂过程中相关细胞器的分配中心体经复制后,均等分配
11、到两个子细胞中。线粒体等细胞器随机分配到两个子细胞中。4有丝分裂的意义将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中,由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。5无丝分裂源于必修1P115“思维训练”:(1)细胞越大,细胞的表面积与体积的比值越小。(2)从物质运输的效率看,细胞不能太大的原因是细胞越大,表面积与体积的比值越小,物质运输的效率就越低。(3)细胞体积是不是越小越好?并说明原因。提示不是,因为细胞中众多的必需物质和细胞器,都需要一定的容纳空间。考向有丝分裂各时期的变化特点4在动物造血干细胞分裂过程中,发生在同一时期
12、的是()ADNA的加倍和染色体的加倍B染色体的出现和纺锤体的出现C染色单体的形成和着丝粒的分裂D中心体的倍增和染色体组数的加倍答案B5纺锤丝在细胞有丝分裂过程中起着重要的作用,若某纺锤丝被破坏,未能移向两极的整条染色体可形成微核,即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块。动物细胞在有丝分裂过程中,母细胞中的姐妹染色单体均附着于纺锤丝上,才能启动中后期转换,转换过程的部分图解如图。下列相关分析不正确的是()A蛋白S与分离酶结合抑制分离酶的活性,有丝分裂中后期转换是由活化APC启动的B有活性的APC能够降解蛋白S使分离酶活化,进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离C要观察用秋水仙素溶液处理的
13、植物根尖细胞中的微核,最好选择处于中期的细胞观察D若细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞,则母细胞产生的子细胞中DNA含量增加或减少答案C解析由图可知,有活性的APC能够分解蛋白S,从而使分离酶活化,进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离,有丝分裂由中期向后期转换,A、B正确;依据题干信息“某纺锤丝被破坏,未能移向两极的整条染色体可形成微核,即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块”可知,观察细胞中的微核最好选择处于末期的细胞观察,C错误。重温高考真题演练1(2020山东,5)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细
14、胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是()A正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制B正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体C感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期DM蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期答案C解析正常细胞中DNA复制未完成时,CDK1处于磷酸化状态,去磷酸化过程被抑制
15、,A项正确;正常细胞中,CDK1去磷酸化之后使细胞进入分裂期,染色质变为染色体,B项正确;感染BYDV的细胞中,CDK1磷酸化水平高,无法去磷酸化,M蛋白是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的,C项错误;感染BYDV的细胞中,CDK1磷酸化水平高,去磷酸化受抑制,不能正常进入分裂期,停留在分裂间期,D项正确。2(2020山东,6)在细胞分裂过程中,末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构,如图所示。若某细胞进行有丝分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变
16、异,关于该细胞的说法错误的是()A可在分裂后期观察到“染色体桥”结构B其子细胞中染色体的数目不会发生改变C其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段D若该细胞基因型为Aa,可能会产生基因型为Aaa的子细胞答案C解析“染色体桥”是着丝粒分裂后向两极移动时出现的,可在该细胞有丝分裂后期看到,A项正确;“染色体桥”会在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成两条子染色体,并移向细胞两极,不影响子细胞中染色体的数目,B项正确;由于“染色体桥”会在两着丝粒间任一位置发生断裂,很可能会导致形成的两条染色体不对等,有的可能出现染色体片段的增加,有的可能出现减少,但增加的染色体片段来自其姐妹染色单体,而不是非同源染
17、色体,C项错误,D项正确。3(2021全国乙,1)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述,错误的是()A在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子B在前期,每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子C在中期,8条染色体的着丝粒排列在赤道板上,易于观察染色体D在后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体答案D解析已知果蝇体细胞含有8条染色体,每条染色体上有1个DNA分子,共8个DNA分子,在间期,DNA进行半保留复制,形成16个DNA分子,A正确;间期染色体已经复制,故在前期每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子,B正确;在中期,8条染色体的着丝粒排
18、列在赤道板上,此时染色体形态固定、数目清晰,易于观察染色体,C正确;有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,由8条变成16条,同源染色体不分离,D错误。4(2018全国,4)已知药物X对细胞增殖有促进作用,药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组,分别置于培养液中培养,培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物),每隔一段时间测定各组细胞数,结果如图所示。据图分析,下列相关叙述不合理的是()A乙组加入了药物X后再进行培养B丙组先加入药物X,培养一段时间后加入药物D,继续培养C乙组先加入药物D,培养一段时间后加入药物X,继续培养D若药物X为蛋
19、白质,则药物D可能改变了药物X的空间结构答案C解析根据图示,相同时间内,乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组,由于甲组未加药物,且药物X对细胞增殖有促进作用,所以甲组为对照组,乙组和丙组为加入药物组X组,丙组后半段的细胞数目低于乙组,药物D可抑制药物X的作用,说明丙组培养一段时间后又加入了药物D,因此乙组加入了药物X,丙组先加入药物X,后加入药物D,故A、B正确,C错误;若药物X为蛋白质,药物D可抑制药物X的作用,因此D可能改变了药物X的空间结构,使得药物X失去活性,D正确。5(2020浙江1月选考,16)下列关于用不同方法处理与培养小鼠骨髓细胞的叙述,正确的是()A用缺乏营养物质的培养液培养,会
20、使M期细胞减少B用蛋白质合成抑制剂处理,不影响G1期细胞进入S期C用促进细胞分裂的试剂处理,G2期细胞中染色体数目增加D用仅含适量3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液培养,S期细胞的数量增加答案A一、易错辨析1任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期()2洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长()3细胞周期具有物种特异性,同一生物体内不同细胞的细胞周期是相同的()4同一细胞的细胞周期是一定的,不会受到环境条件的影响()5间期细胞核中的主要变化是DNA分子的复制和有关蛋白质的合成()6有丝分裂后期着丝粒的分裂是纺锤丝牵引的结果()7赤道板不是真实存在的细胞结构,观察不到;细胞板的形成与高尔基体有关,可
21、以观察到()8除中心体之外的细胞器在子细胞中的分配是随机的()9卵细胞的体积较大,这样可以提高细胞与外界物质交换的效率()二、填空默写1(必修1 P111)细胞周期: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,为一个细胞周期。2(必修1 P111)细胞周期大部分时间处于分裂间期。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。3(必修1 P114)细胞有丝分裂的重要意义,是将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定
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