1、第三单元细胞的生命历程专题7细胞的增殖探考情悟真题【考情探究】考点考向5年考情预测热度高考示例素养要素难度1有丝分裂与无丝分裂细胞生长和增殖的周期性2017课标全国,29,8分生命观念科学探究易2观察根尖细胞有丝分裂观察细胞的有丝分裂并概述其过程2019北京理综,1,6分生命观念科学探究易2017北京理综,1,6分易分析解读细胞是最基本的生命系统,这一系统是发展、变化的,本专题研究生命的动态性。有丝分裂过程和观察植物细胞有丝分裂实验是重要考点。近几年北京卷多以学生实验为试题情境进行考查,凸显实验作为科学课的本质属性,渗透科学探究思想;通过图文信息,考查学生获取信息能力和实验探究能力;通过真实的
2、实验结果,从不同思维层次和思考角度设计问题。在考查考生对知识掌握的基础上,突出对认知能力的考查,引导考生树立终身学习意识,充分体现高考的育人价值和教育导向。【真题探秘】破考点练考向考点一有丝分裂与无丝分裂【考点集训】考向细胞生长和增殖的周期性1.如图为中心体复制过程示意图,其中有丝分裂间期分为G1、S和G2三个阶段,M代表分裂期。下列相关说法正确的是()A.中心体是动物细胞特有的细胞器B.新合成的两个中心粒构成中心体C.分裂期时中心体参与纺锤体形成D.中心体的复制发生在分裂期(M)答案C2.在一个细胞周期中,以下变化可能发生于同一时期的是()A.染色体复制和核膜核仁的重建B.着丝点分裂和同源染
3、色体分离C.核DNA加倍和染色单体的形成D.细胞板的出现和纺锤体的形成答案C考点二观察根尖细胞有丝分裂【考点集训】考向观察细胞的有丝分裂并概述其过程1.洋葱是观察有丝分裂的理想材料,下列有关洋葱根尖分生区的叙述正确的是()A.细胞排列紧密呈正方形且有大液泡B.处于分裂后期细胞中有两个中心体C.解离液可以促进染液与染色体的结合D.用龙胆紫染色后观察染色体的形态和数目答案D2.用不同浓度的药物X处理洋葱根尖分生区细胞若干天后,分别制片观察统计有丝分裂指数有丝分裂指数(%)=分裂期细胞数/观察细胞数100%,结果如图所示,相关叙述错误的是()A.药物X浓度为0时有丝分裂指数不足10%,表明多数细胞处
4、于分裂间期B.制作装片过程中使用解离液的目的是固定细胞的形态C.高浓度的药物X严重抑制了根尖分生区细胞有丝分裂指数D.随着处理时间的延长,根尖细胞有丝分裂指数呈下降趋势答案B炼技法提能力方法一巧判有丝分裂不同时期【方法集训】如图为某二倍体动物细胞分裂过程中某一时期的示意图,下列相关叙述正确的是()A.该细胞中有4对同源染色体,4个染色体组B.该细胞正在进行旺盛的转录和翻译C.在该动物的睾丸中不能观察到此细胞D.该细胞中正在发生同源染色体的分离答案A方法二“模型法”分析有丝分裂过程中的相关数量变化【方法集训】1.如图表示细胞在有丝分裂过程中每条染色体中DNA含量变化的曲线。下列有关叙述中正确的是
5、()在bc段进行DNA的复制,复制结束后DNA含量加倍;cd段DNA、染色体和染色单体三者的数量比是212;de段可发生在有丝分裂中期和后期;用电镜观察马蛔虫受精卵细胞,会发现中心粒复制和移向细胞两极发生在bc段;A.B.C.D.答案C2.用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,让其分裂n次,若一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是40条和2条,则该细胞至少是处于第几次分裂的分裂期?()A.第一次B.第二次C.第三次D.第四次答案C【五年高考】A组自主命题北京卷题组考点一有丝分裂与无丝分裂考点二观察根尖细胞有丝分裂1
6、.(2019北京理综,1,6分)玉米根尖纵切片经碱性染料染色,用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。对此图像的观察与分析,错误的是()A.先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范B.可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁C.在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞D.细胞不同结构成分与该染料结合能力不同答案B2.(2017北京理综,1,6分)洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂,比较实验操作和结果,叙述正确的是()A.都需要用盐酸溶液使细胞相互分离B.都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察C.在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍D.在有丝分裂末期都能观察到细胞板答案B3.(2015北京理
7、综,3,6分)流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌物处理体外培养的癌细胞。24小时后用流式细胞仪检测,结果如图。对检测结果的分析不正确的是()A.b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍B.a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制C.处于分裂期的细胞均被计数在a峰中D.此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制答案CB组统一命题、省(区、市)卷题组考点一有丝分裂与无丝分裂1.(2018课标全国,2,6分)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是()A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物B.真核细胞的核中有DNA-蛋白
8、质复合物,而原核细胞的拟核中没有C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶答案B2.(2016海南单科,6,2分)下列与细胞周期有关的叙述,正确的是()A.等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期B.在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂间期C.细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制D.肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长答案C3.(2015浙江理综,2,6分)下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述,正确的是()A.不同生物的细胞大小和数目不同,但细胞周期长短相同B.同一生物各种组织的细胞周期长短相
9、同,但G1、S、G2和M期长短不同C.若在G2期加入DNA合成抑制剂,则有丝分裂前期每个染色体仍含有2条染色单体,子细胞染色体数目与母细胞的相同D.减数分裂前期同源染色体配对,每个染色体含有4条染色单体,子细胞染色体数目为母细胞的一半答案C4.(2017课标全国,29,8分)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题:(1)DNA合成阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂,处于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期,以达到细胞周期同步化的目的。(2)秋水仙素
10、阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素,秋水仙素能够抑制,使细胞周期被阻断,即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞(填“会”或“不会”)被阻断在间期。(3)血清饥饿法:培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期,以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是(答出1点即可)。答案(1)分裂间(或答:S)(2)纺锤体形成不会(3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成,为分裂期准备物质考点二观察根尖细胞有丝分裂5.(2019江苏单科,7,2分)下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述,正确的是()A.只有从新生的根尖上取材,才能观察到有丝分裂B.解离时间要尽量长,以确保根尖组织细胞充分分离
11、C.滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散D.临时装片镜检时,视野中最多的是处于分裂中期的细胞答案C6.(2015安徽理综,3,6分)如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片,下列叙述正确的是()A.甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上B.乙细胞中染色体被平均分配,移向细胞两极C.甲和乙细胞中的染色体数目相等,DNA含量相同D.统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短答案B7.(2018天津理综,9,10分)为获得玉米多倍体植株,采用以下技术路线。据图回答:(1)可用对图中发芽的种子进行诱导处理。(2)筛选鉴定多倍体时,剪取幼苗根尖固定后,经过解离、漂洗、染色、制片
12、,观察区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠,原因是。统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。如表分别为幼苗中的甲株和幼苗中的乙株的统计结果。幼苗计数项目细胞周期间期前期中期后期末期甲株细胞数x1x2x3x4x5细胞染色体数/y2y/乙株细胞染色体数/2y4y/可以利用表中数值和,比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。(3)依表结果,绘出形成乙株的过程中,诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线。答案(1)秋水仙素(或低温)(2)分生解离不充分或压片不充分x1x2+x3+x4+x5(3)【三年模拟】时间:60分钟分值:100分一、选择题(每题5分,共30分)1.(
13、2020届北京海淀期中,12)在普通光学显微镜下观察北苍术根尖细胞有丝分裂,观察到如图的图像。对观察结果的分析,正确的是()A.制作根尖临时装片的步骤依次是解离染色漂洗制片B.在细胞和中DNA的数目和染色体数目均加倍C.观察染色体形态、数目最佳时期为细胞所处时期D.联会后同源染色体的相互分离发生在细胞和中答案C2.(2020届北京通州期中,7)使用显微镜观察某二倍体生物细胞的有丝分裂过程,在一个视野中观察到如图所示的图像,下列叙述正确的是()A.细胞中不存在同源染色体B.细胞处在有丝分裂后期C.细胞中DNA还未完成复制D.细胞中已发生着丝点分裂答案D3.(2019北京海淀一模,2)下列为达成实
14、验目的而进行的相应实验操作,不正确的是()选项实验目的实验操作A观察花生子叶细胞中的脂肪颗粒用苏丹染色后,再用酒精洗去浮色B除去粗提DNA中的蛋白质杂质将析出物置于二苯胺试剂中并加热C观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂依次进行解离、漂洗、染色、制片D诱导外植体脱分化为愈伤组织在MS培养基中添加所需植物激素答案B4.(2019北京石景山一模,5)将分裂旺盛的动物细胞阻断在G1/S期交界处,更换培养液使其恢复分裂能力,从而使所有细胞的分裂同步化,之后每隔2h取样一次,用流式细胞仪检测细胞内DNA含量,结果如图所示。下列分析正确的是()A.用DNA合成抑制剂或秋水仙素使分裂细胞阻断在G1/S交界处B.据
15、图判断,该动物细胞的一个细胞周期时长大约为22hC.细胞中DNA含量加倍的同时,染色体数量也会加倍D.据图判断,在24h时细胞分裂出现明显的非同步化答案D5.(2019北京延庆一模,4)某生物细胞周期中的三个阶段(用、表示)示意图如下,每个阶段内绘有相应的流式细胞仪分析图谱,据图分析判断下列错误的是()A.一个细胞周期可表示为过程B.DNA复制发生在阶段且易发生基因突变C.着丝点分裂和染色体加倍发生在阶段D.阶段的细胞可能是刚刚完成分裂的细胞答案A6.(2018北京昌平二模,1)关于蓝藻与酵母菌的叙述,正确的是()A.都具有单层膜的细胞器B.都以DNA作为遗传物质C.都在叶绿体进行光合作用D.
16、都通过有丝分裂进行增殖答案B二、非选择题(共70分)7.(2020届北京朝阳期中,19)(15分)细胞周期受到一系列分子的精确调控,调控异常会引起细胞增殖异常,从而导致肿瘤的发生。S蛋白与肿瘤的发生发展密切相关,为研究S蛋白对肿瘤细胞有丝分裂是否具有调控作用,实验人员做了以下探索:(1)获得能表达融合蛋白(GFP-H2B)的人宫颈癌(Hela)细胞:染色体(质)的主要成分是和蛋白质,H2B是染色体中的一种蛋白;GFP是一种绿色荧光蛋白(利用荧光显微镜可以观察活细胞中GFP发出的荧光)。将含融合基因的导入Hela细胞,使其能表达GFP-H2B,用于连续观察活细胞中,从而判断细胞所处的时期,进而得
17、出分裂各时期持续的时间。(2)干扰癌细胞中S蛋白的表达:将Hela-GFP-H2B细胞接种在细胞培养板的2个孔中,实验组加入能与S基因的mRNA互补配对的siRNA,对照组应加入;24h后,检测S蛋白的含量,结果如图。实验结果表明。(3)Hela细胞的同步化处理:将(2)中的两组细胞进行如图所示的处理。阻断:培养在含有过量的TdR(DNA复制抑制剂)的培养液中,培养时间不短于的时间总和,使细胞都停留在S期;解除:更换正常的新鲜培养液,培养的时间应的时间;阻断:处理与阻断相同。经过以上处理后,所有细胞都停留在细胞周期的某一时刻,请用箭头在图d中标出,从而实现细胞周期的同步化。(4)活细胞成像,测
18、定细胞分裂期的时间:对上述同步化处理的两组细胞放入正常培养液中培养7h,再用荧光显微镜对各组细胞的有丝分裂时期进程进行图像采集,5min采集一次图像,部分结果如下:图中A列细胞处于期,D列细胞发生的主要变化是。由图可知,。由此表明S蛋白的功能是。(5)请你提出一个进一步研究的课题:。答案(1)DNA表达载体染色体存在状态(2)碱基种类、数目相同但不能与S基因的mRNA互补配对的RNA(或“无关的RNA”)实验组中的S蛋白的表达干扰成功(3)(G2+M+G1)大于S(4)前着丝点分裂,姐妹染色单体分离从前期到中期持续时间实验组比对照组长对细胞周期有调控作用,能明显缩短前期到中期的时间(5)S蛋白
19、调控细胞周期的机理;利用S蛋白研究抗肿瘤的靶向药物;利用S蛋白对细胞周期的调控作用,抑制肿瘤生长的研究;探究S蛋白治疗癌症的途径8.(2020届北京通州期中,21)(15分)晚期癌症病人失去手术切除病灶的机会,对患者进行化疗是行之有效的手段。顺铂是常用的化疗药物,但在临床中容易产生耐药性;3-BrPA(抗癌药物)能增强耐药细胞对化疗药物的敏感性。为研究3-BrPA对顺铂耐药性的影响,研究人员进行了如下实验,请回答有关问题:(1)正常细胞受到的作用,可能造成细胞中发生改变,畸形分化成为不受机体控制的恶性增殖的癌细胞。(2)实验选用肺腺癌患者的顺铂耐药细胞进行多孔培养,每孔内细胞个数5000个,加
20、入培养液使得每孔中体积为200L。将培养液中加入一定浓度顺铂,目的是保持所培养的细胞均有顺铂耐药性。将上述培养的细胞分为对照组和实验组。实验组分别加入1.125、6.25、12.5、25.0、50.0、100.0g/mL浓度梯度的,对照组加入含200L。搜集培养24h、48h、72h的数据进行抑制率的测定。结果如表1所示:表13-BrPA对肺腺癌顺铂耐药细胞增殖抑制率变化3-BrPA(g/m)BrPA(/xg/mL)24h(%)48h(%)72h(%)0(对照组)0001.1251.952.248.152.4213.241.206.259.426.1215.90.0.8018.584.2412
21、.516.619.1925.790.5027.961.1725.027.552.7732,972.9036.670.6050.033.663.1541.995.0150.492.70100.049.452.9556.162.5664.053.06分析以上结果说明:。答案(1)致癌因子原癌基因和抑癌基因(或遗传物质)(2)3-BrPA肺腺癌患者的顺铂耐药细胞的培养液随着3-BrPA浓度和处理时间的增加对肺腺癌顺铂耐药细胞的增殖抑制作用越来越明显9.(2019北京顺义一模,29)(15分)P115蛋白是高尔基体上重要的囊泡转运蛋白,与胃癌细胞增殖有关。为进一步确定P115与胃癌细胞增殖的关系,研究
22、人员展开系列实验。(1)与P115蛋白合成和加工密切相关的细胞器有和高尔基体,P115蛋白的与其作用效果密切相关。(2)分别收集100mg新鲜胃癌组织及正常胃粘膜组织,检测其中P115蛋白含量,两组相对值分别为0.75和0.35,由此推测胃癌细胞中。进一步分别提取总RNA,测得P115的mRNA相对值分别为0.7和0.5,初步证实上述推测是合理的。(3)为研究P115在胃癌细胞株增殖中的作用,研究人员构建了含有P115-shRNA的表达载体(P115-shRNA可使相应基因沉默),导入胃癌细胞株BGC-823,成功转染后检测各组P115蛋白含量,结果如图。上图中1、2组为对照组,1组不导入质粒
23、,2组,3、4、5组分别导入含有P115-shRNA1、P115-shRNA2、P115-shRNA3的表达载体。-actin是一种细胞骨架蛋白,可以在实验中作为参考标准的原因是。选择上图中的第组作为实验组,进一步测定不同培养时间各组细胞数量相对值,结果如下表。分组培养时间1组2组实验组0h0.2850.2830.28424h0.4530.4540.38448h0.6750.6780.46672h0.9810.9910.605此结果说明P115蛋白。测定上述第1、2组和实验组处于细胞周期各时期细胞数,结果如图。由上图可知P115-shRNA通过来抑制胃癌细胞株BGC-823增殖。(4)结合上述
24、研究,提出治疗胃癌的思路:。答案(1)核糖体、内质网、线粒体空间结构(2)P115蛋白基因转录(或表达)水平高于正常胃粘膜组织(3)导入空质粒在各细胞内稳定表达4能促进胃癌细胞株BGC-823增殖阻滞细胞从G1期进入S期(或阻止DNA复制,或将细胞阻滞在G1期)(4)降低P115蛋白的含量;使P115蛋白的基因沉默;抑制P115蛋白基因的表达;使用能够抵消P115蛋白作用的药物;使用能够阻止胃癌细胞进入S期的药物10.(2018北京石景山期末,31)(10分)如图1表示某动物小肠上皮细胞有丝分裂细胞周期,对应各时期,其中为S期,箭头表示细胞周期的方向。图2表示其有丝分裂过程中染色体的周期性变化
25、,ae表示染色体的不同形态。请据图作答:图1图2(1)图1中表示期,此时期内染色体发生的变化为(用图2中的字母和箭头表示)。图2中染色体周期性变化的意义是。(2)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养该动物小肠上皮细胞后,处于S期的细胞都会被标记。换用无放射性的新鲜培养液培养,预计最快约h后会检测到被标记的分裂期细胞。从被标记的分裂期细胞开始出现到其所占分裂期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时间为h。(3)与小肠上皮细胞不同的是,该动物骨髓上皮细胞的细胞周期时长为24h,期时长为l.9h。上述两种上皮细胞的细胞周期时长不同的根本原因是。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中
26、染色体形态的变化,选用(小肠/骨髓)上皮细胞更合适,理由是。答案(1)分裂cdeab使复制后的染色体平均分配,保证亲子代间遗传性状的稳定性(2)2.21.8(3)基因的选择性表达小肠分裂期占整个细胞周期的比例更大,更容易观察到处于分裂期的细胞11.(2018北京海淀零模,29)(15分)处在有丝分裂分裂期的细胞染色体高度螺旋化,通常认为不发生转录过程。研究人员用两种活体荧光染料对细胞进行染色,再用荧光显微镜观察不同波长激发光下的细胞,有了新的发现(结果如图)。(1)实验中,用蓝色荧光染料对DNA进行染色后,用带有绿色荧光标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养细胞,使新合成的专一性地带有绿色荧光标记。(2)
27、据图分析,A列表示的是处于(填“分裂间期”或“分裂期”)的细胞,RNA分布于细胞中的。(3)在分析实验结果时,需要将不同波长激发光下拍摄的荧光定位细胞图像叠加处理(图中蓝、绿色荧光叠加),图像完全重叠,这样处理的目的是。(4)上述实验结果表明,分裂期细胞也在进行转录,论证的依据是。(5)为验证分裂期细胞也在进行转录,在培养体系中加入RNA聚合酶抑制剂。若上述结论成立,请在D列中画出分裂期细胞某一染色体的预期观察结果。(6)进一步研究发现,分裂期转录的基因都是维持细胞正常功能所需要的基因(管家基因),而不是细胞分化中差异性表达的基因(奢侈基因)。请写出研究人员运用分子生物学技术得到上述结果的实验思路。答案(1)RNA(2)分裂间期细胞核和细胞质(3)对RNA的合成进行定位(确保两图像是同时期观测同一细胞得到的结果),证实RNA合成是否发生在染色体DNA位置上(4)C-2或B-2(或B-3、C-3)表示的分裂期细胞内观察到绿色荧光,表明细胞中有RNA的合成(转录)(5)D-1和D-3中绘制的染色体形态、颜色、位置基本一样,D-2中不绘制染色体(6)从分裂期细胞中提取RNA,在反转录酶的作用下获得cDNA,通过测序、DNA探针杂交或基因芯片对cDNA进行检测,分析基因种类和转录量(水平)(其他合理答案也可)
