2023版高三一輪總復(fù)習生物（浙科版）教案：必修1 第3單元 第8講細胞周期與有絲分裂

第8講細胞周期與有絲分裂細胞的增殖①細胞周期(a)；②動、植物細胞的有絲分裂(b)；③活動：觀察細胞的有絲分裂(b)；④活動：制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片(b)；⑤細胞有絲分裂各時期簡圖的繪制(b)一、細胞周期1．概念：指連續(xù)分裂的細胞從一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的整個過程。2．組成：細胞周期包括分裂期(簡稱M期)和分裂間期。二、染色體在有絲分裂過程中呈現(xiàn)規(guī)律性變化(以植物細胞為例)1．時期圖像特點分裂間期(1)G1期，主要是合成DNA復(fù)制所需的蛋白質(zhì)，以及核糖體的增生(2)S期，發(fā)生DNA復(fù)制(3)G2期，合成M期所必需的一些蛋白質(zhì)前期(1)染色體的出現(xiàn)，每個染色體由兩條并列的姐妹染色單體組成，由一個著絲粒連接在一起(2)由紡錘絲組成的紡錘體(3)核膜、核仁開始解體中期(1)染色體繼續(xù)凝聚變短，清晰地排列在紡錘體的中央(2)染色體的著絲粒也都排列在細胞中央的平面上(3)中期的染色體縮短到最小的程度，便于觀察和研究后期(1)染色體的著絲粒分為兩個，姐妹染色單體分離成兩條獨立的染色體，染色體的數(shù)目增加一倍(2)分離的染色體以相同的速率分別被紡錘絲拉向兩極，原來的一套染色體變成了完全相同的兩套染色體末期(1)染色體伸展，呈現(xiàn)染色質(zhì)狀態(tài)(2)核膜重新形成，核仁出現(xiàn)(3)細胞核內(nèi)的染色體數(shù)目與分裂前相同2．胞質(zhì)分裂(1)時期：一般在末期開始。(2)過程：先在兩個新細胞間出現(xiàn)許多高爾基體分泌的囊泡聚集成一個細胞板，由此發(fā)展成為新的細胞壁。三、與植物細胞相比，動物細胞有絲分裂的主要差異1．第一，動物細胞的細胞質(zhì)中有一個中心體。G2期時細胞中已有一對中心體。分裂前期，這一對中心體分開并移向細胞兩極，由中心體發(fā)出的紡錘絲形成紡錘體。2．第二，動物細胞的胞質(zhì)分裂不形成細胞板，而是細胞在兩極之間的“赤道面”上向內(nèi)凹陷，形成環(huán)溝，其漸漸加深，最后縊裂為兩個子細胞。四、有絲分裂可保證細胞親子代間遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性1．特點：親代細胞的染色體經(jīng)過復(fù)制后，精確地平均分配到兩個子細胞中。2．意義：由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA，染色體的復(fù)制實質(zhì)上是DNA的復(fù)制，因而在生物的親代細胞和子代細胞之間保證了遺傳性狀的穩(wěn)定性。五、制作和觀察根尖細胞有絲分裂臨時裝片1．實驗原理鹽酸能夠破壞細胞間的果膠，使根尖細胞在后續(xù)的操作中彼此容易被分開。堿性染料可以使染色體著色，但鹽酸會影響染色劑染色的效果。所以，要用清水把處理根尖的鹽酸充分沖洗干凈，再用染液將根尖染色并制成裝片，這樣就可以觀察到細胞中染色體的形態(tài)。2．方法步驟(1)根尖的培養(yǎng)：取洋蔥(或大蒜)，使其底部接觸到水，待根生長到2～5cm長時就可以用于實驗觀察(2)制作臨時裝片①解離：從洋蔥(或大蒜)的基部取下整條根，放在表面皿的中心后向根尖滴加2～3滴質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸，室溫下解離3～5min后，用鑷子輕輕夾根尖，感覺根尖變得酥軟，此時細胞彼此分離。②漂洗：左手用鑷子夾住洋蔥根，右手持滴管在小燒杯的上方將清水以每秒1滴的速度滴加在洋蔥根尖上進行漂洗，持續(xù)1min。③染色：將漂洗后的洋蔥根放在載玻片上，向根尖滴加1滴龍膽紫染液，使根尖浸沒在染液中染色1～2min。④制片：染色結(jié)束后，將整條根置于載玻片上用吸水紙吸去多余染液，用剪刀把根尖尖端的2～3_mm剪下，并輕輕壓扁，滴加3～4滴清水。蓋上蓋玻片，用拇指垂直快速下壓，將根尖壓散成霧狀。(3)觀察：在低倍鏡下尋找到根尖分生區(qū)的近正方形細胞后，轉(zhuǎn)換高倍鏡辨認細胞中染色體的形態(tài)和位置，識別有絲分裂不同時期的細胞?？键c1細胞周期1．細胞周期的表示方法方法名稱表示方法說明扇形圖A→A為一個細胞周期B→B不能表示一個細胞周期射線圖a＋b或c＋d為一個細胞周期b＋c不能表示一個細胞周期曲線圖a：間期的G1期b：間期的S期(DNA復(fù)制)c：間期的G2期d：分裂期的前期、中期、后期和末期柱形圖A：間期的G1期和分裂期的末期結(jié)束后B：間期的S期(DNA復(fù)制)C：間期的G2期和分裂期的前期、中期、后期、末期2．細胞周期概念理解(1)并不是所有的細胞分裂都具有周期性。高度分化的體細胞和減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細胞不具有細胞周期。(2)有絲分裂產(chǎn)生的子細胞有的仍可繼續(xù)進行分裂，有的暫不分裂，也有的進行細胞分化。(3)細胞周期的長短由遺傳物質(zhì)決定，同時受環(huán)境因素的影響。(4)在觀察有絲分裂時，應(yīng)選擇分裂期相對較長的材料，有利于觀察到處于不同分裂時期的圖像。(5)G1期完成了DNA復(fù)制所需蛋白質(zhì)的合成和核糖體的增生，但場所不在細胞核，而在細胞質(zhì)。(6)在有絲分裂前期核膜解體后形成的小泡并沒有消失，在整個細胞周期中都可見。1．如圖為細胞周期的不同表示方法，下列相關(guān)說法正確的是()甲乙丙A．甲圖中的S期位于丙圖中的e→f段B．一個完整的細胞周期是指乙圖中的a＋b段或b＋c段C．用秋水仙素作用于丙圖細胞可使細胞分裂停留在e→f段D．細胞中含有染色單體的時間段是M或b、d或e→f段C[甲圖中的S期屬于分裂間期，而丙圖中的e→f段是分裂期，A錯誤；一個完整的細胞周期是指乙圖中的a＋b段或c＋d段，B錯誤；秋水仙素能抑制紡錘體的形成，使丙圖細胞分裂停留在e→f段，C正確；圖中M或b、d或e→f段均表示分裂期，分裂期的后期和末期無染色單體，D錯誤。]2．細胞周期包括分裂間期(分為G1期、S期、G2期)和分裂期(M期)。DNA復(fù)制發(fā)生于S期，若抑制DNA復(fù)制則細胞不能分裂而停留在S期。為探究兩種抗癌藥物甲和乙的作用效果，用藥物甲和乙單獨處理體外培養(yǎng)的肝癌細胞，測定其細胞周期各階段細胞所占比例及細胞凋亡率，結(jié)果如表所示。根據(jù)表中信息分析不正確的是()組別細胞周期細胞凋亡率(%)G1(%)S(%)G2＋M(%)對照組32.7122.0145.285.29藥物甲34.1263.152.7318.14藥物乙90.276.543.1931.86A．肝癌細胞的細胞周期中分裂間期時間長于分裂期B．推測藥物甲的作用機理是阻斷S期DNA的復(fù)制C．藥物乙的作用機理必定是抑制G1期蛋白質(zhì)的合成D．甲、乙兩種藥物聯(lián)合使用可能會提高癌癥治療效果C[分析表中數(shù)據(jù)可知，肝癌細胞的細胞周期中分裂間期時間長于分裂期，A正確；結(jié)果顯示，藥物甲主要使肝癌細胞的細胞周期阻滯于S期，推測其作用機理是阻斷S期DNA的復(fù)制，B正確；藥物乙作用后，G1期的細胞增多，其作用機理可能是抑制G1期蛋白質(zhì)的合成，C錯誤；由于不清楚甲、乙兩種藥物是否存在藥理反應(yīng)，聯(lián)合使用甲、乙兩種藥物可能會提高癌癥治療效果，也可能效果不明顯，D正確。]3．藥物A能抑制多種癌細胞增殖，用不同濃度的藥物A處理海拉細胞，得到結(jié)果如圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A．隨藥物A濃度增加，G1期細胞所占比例增加B．藥物A可使海拉細胞停留在G2/M期C．藥物A可抑制海拉細胞的DNA復(fù)制D．藥物A抑制海拉細胞的最適濃度是50μg/mLB[由題圖可知，隨藥物A濃度增加，G1期細胞所占比例減少，A錯誤；當藥物A的濃度逐漸升高至150μg/mL時，G1期的海拉細胞數(shù)目逐漸減少，G2/M期的細胞數(shù)目逐漸增多；當藥物A的濃度超過150μg/mL時，G2/M期的細胞數(shù)目開始減少，由此可知藥物A可使海拉細胞停留在G2/M期，且最適濃度是150μg/mL左右，此時抑制癌細胞增殖作用最佳，B正確，D錯誤；DNA復(fù)制發(fā)生在S期，若藥物A可抑制海拉細胞的DNA復(fù)制，則不應(yīng)該出現(xiàn)G2/M期細胞百分比增加的情況，C錯誤。]考點2有絲分裂過程分析1．有絲分裂過程的變化規(guī)律(1)紡錘體變化：前期形成→末期消失。(2)核仁、核膜的變化：前期消失→末期重建。(3)中心體行為(動物細胞、低等植物細胞)：間期復(fù)制→前期移向兩極→末期平均分配。(4)染色體行為變化2．有絲分裂過程中的數(shù)量變化(1)曲線圖模型：二倍體生物體細胞有絲分裂過程中核DNA、染色體、染色單體、每條染色體上DNA含量變化曲線①a→b、l→m的變化原因均為DNA復(fù)制。②g→h、n→o的原因均是著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，形成染色體。③染色單體在細胞周期中起點和終點均為0。(2)柱狀圖模型：判斷細胞分裂時期(以二倍體生物為例)甲乙丙①根據(jù)染色單體變化判斷各時期染色單體eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(有→G2期、前期、中期甲圖,無→后期、末期乙圖、G1期丙圖))②根據(jù)比例關(guān)系判斷各時期核DNA∶染色體∶染色單體eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4N∶2N∶4N→G2期、前期、中期甲圖,4N∶4N∶0→后期、末期乙圖,2N∶2N∶0→G1期丙圖))3．與有絲分裂有關(guān)的細胞器及其作用細胞器所屬細胞類型發(fā)揮作用時期生理作用核糖體動、植物細胞間期(主要)有關(guān)蛋白質(zhì)的合成中心體動物細胞、低等植物細胞前期紡錘體的形成高爾基體植物細胞末期細胞壁的形成線粒體動、植物細胞整個細胞周期提供能量4．動植物細胞的識別方法(1)細胞為圓形；有中心體；細胞有環(huán)溝→動物細胞(2)細胞為方形；有細胞板；eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無中心體→高等植物細胞,有中心體→低等植物細胞))有絲分裂的過程與特點1．(2021·杭州模擬)關(guān)于有絲分裂過程中染色體、DNA和染色單體的變化，下列說法正確的是()A．有絲分裂的全過程都能看到染色體B．在細胞周期中，染色單體數(shù)量隨著染色體數(shù)量的增加而增加C．細胞分裂后期和末期，核DNA分子數(shù)與染色體數(shù)相同D．有絲分裂的全過程中，核DNA和染色單體的數(shù)量始終保持一致C[染色體在有絲分裂前期出現(xiàn)，在末期消失，因此有絲分裂的全過程不一定都能看到染色體，A錯誤；有絲分裂后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開變成染色體，此時染色體數(shù)量加倍，染色單體數(shù)量為0，B錯誤；細胞分裂后期和末期，每條染色體上均含有一個核DNA分子，所以核DNA分子數(shù)與染色體數(shù)相同，C正確；有絲分裂的全過程中，染色單體形成于分裂間期，消失于分裂后期，所以核DNA和染色單體的數(shù)量并不是始終保持一致的，D錯誤。]2．下圖為動物細胞和植物細胞的有絲分裂示意圖。下列說法正確的是()A．甲為分裂間期，乙為分裂末期，⑤聚集成為赤道面B．①由微管組成，在前期較晚時形成紡錘體作用于②C．甲產(chǎn)生的子細胞為生殖細胞D．③④均為細胞膜，兩種細胞的胞質(zhì)分裂方式相同B[甲為分裂前期，乙為分裂末期，⑤聚集成為細胞板，A錯誤；①為中心體，由兩個中心粒組成，中心粒由微管組成，在前期較晚時形成紡錘體作用于②，B正確；甲產(chǎn)生的子細胞不一定為生殖細胞，C錯誤；③為細胞膜，④為細胞壁，動物細胞和植物細胞的胞質(zhì)分裂方式不同，D錯誤。]有絲分裂圖像及染色體、核DNA等數(shù)量變化分析3．如圖甲、乙分別表示某種生物細胞有絲分裂過程中某一時期的模式圖，圖丙表示有絲分裂中不同時期核DNA分子數(shù)的變化，圖丁表示有絲分裂中不同時期染色體和核DNA的數(shù)量關(guān)系。下列有關(guān)敘述不正確的是()圖甲圖乙圖丙圖丁A．圖甲所示細胞中共有4條染色體、8個DNA分子；圖乙所示細胞中共有0條姐妹染色單體B．處于圖丙中BC段的是圖甲所示細胞，完成圖丙中CD段變化的細胞分裂時期是后期C．有絲分裂過程中不會出現(xiàn)圖丁中d所示的情況D．圖丁中a可對應(yīng)有絲分裂后期或末期，b可對應(yīng)有絲分裂前期或中期B[圖丙中的BC段表示有絲分裂的G2期、前期、中期、后期和末期，因此可對應(yīng)圖甲和圖乙所示細胞，圖丙中CD段變化的細胞分裂時期是末期結(jié)束時。]4．如圖甲表示細胞有絲分裂的不同時期與每條染色體上DNA含量變化的關(guān)系，圖乙表示處于細胞有絲分裂某個時期的細胞圖像，下列說法正確的是()圖甲圖乙A．圖甲中CD段形成的原因是細胞分裂B．圖甲中DE段包含有絲分裂末期，染色體平均分到兩個子細胞中C．圖乙細胞處于圖甲中的BC段D．圖乙細胞含8條染色體、8個核DNA分子、16條染色單體B[CD段形成的原因是著絲點分裂，A錯誤；DE段著絲粒已分裂，一條染色體上含有一個DNA分子，是有絲分裂后期、末期，B正確；圖乙細胞處于有絲分裂后期，對應(yīng)甲圖中的DE段，C錯誤；圖乙中含有8條染色體、8個核DNA分子，沒有染色單體，D錯誤。]考點3制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片1．實驗注意事項(1)解離后一定要漂洗，目的是洗去多余的鹽酸，防止解離過度和影響染色。(2)解離時間過短，細胞在壓片時不易分散開；染色時間過長，會使整個細胞都被染色。(3)壓片時，要盡可能使細胞分散開，材料在蓋玻片下分散，呈云霧狀。(4)觀察時應(yīng)先找到呈正方形的分生區(qū)細胞，在一個視野中，往往不容易找到有絲分裂過程中各個時期的細胞圖像，因此，觀察時要注意邊觀察邊移動裝片，以觀察有絲分裂各個時期的圖像。換高倍鏡時要先把低倍鏡下觀察到的物像移至視野中央。2．實驗結(jié)果分析(1)在顯微鏡下觀察到間期的細胞數(shù)目最多，因為間期歷時最長。(2)在顯微鏡下不能觀察到有絲分裂的動態(tài)變化，因為顯微鏡下觀察到的都是死細胞。(3)有一位同學做觀察植物根尖細胞有絲分裂實驗時，在顯微鏡中觀察到的圖像如圖所示。造成這種情況的原因可能是：①圖中細胞多處于未分裂狀態(tài)，表明細胞分裂不旺盛，可能是取材時間不合適；②圖中部分細胞呈長方形，可能取自伸長區(qū)細胞，應(yīng)該取分生區(qū)細胞，即取材位置不合適；③可能沒有找到合適的觀察視野。教材基礎(chǔ)實驗1．下列關(guān)于“觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂永久裝片”的實驗，敘述正確的是()A．應(yīng)在高倍鏡下掃視整個洋蔥根尖以找到分生區(qū)細胞B．光學顯微鏡下某些細胞中染色體呈線狀或棒狀C．通過解離、漂洗、染色和制片等步驟制作永久裝片D．畫出4個細胞簡圖就可完整呈現(xiàn)一個細胞周期的變化B[應(yīng)先在低倍鏡下找到分生區(qū)細胞，再轉(zhuǎn)換高倍鏡進行觀察，A錯誤；光學顯微鏡下，處于有絲分裂前期、中期、后期的細胞中染色體呈線狀或棒狀，B正確；通過解離、漂洗、染色和制片等步驟可制作臨時裝片，C錯誤；一個細胞周期包括分裂間期和分裂期，至少需要畫出5個細胞簡圖才能基本呈現(xiàn)，D錯誤。]2．(2021·浙江6月選考)“制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片”實驗中，觀察到的一個視野如圖所示。下列屬于箭頭所指細胞分裂期的上一時期的特點是()A．出現(xiàn)染色體，核膜開始解體B．著絲粒分裂，姐妹染色單體分離C．染色體凝聚，著絲粒排列在赤道面上D．紡錘體消失，細胞板擴展形成新的細胞壁C[箭頭所指的細胞處于有絲分裂后期，上一時期為有絲分裂中期，有絲分裂中期細胞染色體的著絲粒排列在赤道面上。]實驗拓展3．為獲得玉米多倍體植株，采用以下技術(shù)路線。據(jù)圖回答：(1)可用________對圖中發(fā)芽的種子進行誘導處理。(2)篩選鑒定多倍體時，剪取幼苗根尖固定后，經(jīng)過解離、漂洗、染色、制片，觀察________區(qū)的細胞。若裝片中的細胞均多層重疊，原因是___________________________________________________________________。統(tǒng)計細胞周期各時期的細胞數(shù)和細胞中染色體數(shù)。下表分別為幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的統(tǒng)計結(jié)果。幼苗計數(shù)項目細胞周期間期前期中期后期末期甲株細胞數(shù)x1x2x3x4x5細胞中染色體數(shù)//y2y/乙株細胞中染色體數(shù)//2y4y可以利用表中數(shù)值________和________________，比較甲株細胞周期中的分裂間期與分裂期的時間長短。(3)依表結(jié)果，繪出形成乙株的過程中，誘導處理使染色體數(shù)加倍的細胞周期及下一個細胞周期的染色體數(shù)變化曲線。[解析](1)目前，人工誘導多倍體常用而且最有效的方法是用秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗。(2)可通過觀察幼苗根尖臨時裝片中的分生區(qū)細胞篩選鑒定多倍體。解離、壓片有利于細胞分散，若根尖解離不充分或壓片不充分，將導致裝片中的細胞多層重疊。因處于不同時期的細胞數(shù)與計數(shù)細胞總數(shù)的比值可反映該時期在細胞周期中所占的時間比，故可以通過對比分裂間期細胞數(shù)(x1)與分裂期細胞數(shù)(x2＋x3＋x4＋x5)來比較分裂間期與分裂期的時間長短。(3)題目要求畫出誘導染色體數(shù)加倍的細胞周期及下一個細胞周期的染色體變化曲線。注意第一個細胞周期結(jié)束時，細胞中染色體數(shù)為正常體細胞的二倍。詳見答案。[答案](1)秋水仙素(或低溫)(2)分生解離不充分或壓片不充分x1x2＋x3＋x4＋x5(3)1．(2021·浙江1月選考)下列關(guān)于植物細胞有絲分裂的敘述，正確的是()A．前期，核DNA已完成復(fù)制且染色體數(shù)目加倍B．后期，染色體的著絲粒分布在一個平面上C．末期，含有細胞壁物質(zhì)的囊泡聚集成細胞板D．親代細胞的遺傳物質(zhì)平均分配到兩個子細胞C[由于分裂間期時進行DNA的復(fù)制，在分裂前期核DNA已完成復(fù)制，但由于著絲粒未分裂，染色體數(shù)目未加倍，A錯誤；在有絲分裂中期，染色體的著絲粒分布在細胞中央的一個平面上，后期著絲粒分裂，分離的染色體被紡錘絲拉向兩極，B錯誤；在有絲分裂末期，細胞質(zhì)開始分裂，含有細胞壁物質(zhì)的囊泡聚集成細胞板，之后發(fā)展成為新的細胞壁，C正確；在有絲分裂中，親代細胞的細胞核內(nèi)的染色體經(jīng)復(fù)制后平均分配到兩個子細胞中，但細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)不一定平均分配到兩個子細胞中，D錯誤。]2．(2020·浙江7月選考)高等動物胚胎干細胞分裂過程中，發(fā)生在同一時期的是()A．核糖體的增生和環(huán)溝的形成B．染色體的出現(xiàn)和紡錘體的出現(xiàn)C．染色單體的形成和著絲粒的分裂D．中心體的復(fù)制和染色體組數(shù)的加倍B[高等動物胚胎干細胞進行的是有絲分裂。細胞周期中，核糖體增生發(fā)生在G1期，