1、第13讲 细胞的增殖一、细胞大小与物质运输的关系1探究实验(1)实验原理酚酞遇NaOH呈紫红色。琼脂块大小模拟细胞大小。物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。(3)结果讨论从琼脂块的颜色变化可知NaOH扩散到多深。在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。2实验结论细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间物质交流的面积相对越小，所以物质交换的效率越低。【例1】探究细胞表面积与体积的关系的实验原理不包括()A酚酞遇到NaOH呈现紫红色反应 B以琼脂块的大小表示细
2、胞大小 CNaOH的扩散深度表示细胞物质运输速率 DNaOH的扩散体积比表示细胞物质运输效率C【解析】本题主要考查细胞表面积与体积的关系。在相同时间内，NaOH的扩散深度对于体积不同的琼脂块都是相同的。二、细胞周期的理解1概念：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。2两个阶段间期：在前；经历时间长，大约占整个细胞周期的90%95%。分裂期：在后；经历时间短，大约占整个细胞周期的5%10%。3图示【友情提醒】细胞周期中，分裂间期出现的时间要早于分裂期，因此扇形图中，CAB不是一个细胞周期；直线图中，bc 4细胞周期中几种细胞结构的变化 (1)染色体形态变化 (2)纺锤体的
3、变化：形成(前期)解体消失(末期)。(3)核仁、核膜的变化：解体消失(前期)重建(末期)。(4)染色体行为变化：复制散乱分布于纺锤体中央着丝点排列在赤道板上着丝点分裂移向两极。5影响因素：细胞的种类不同，一个细胞周期经历的时间不同；同一种细胞，在不同的外界条件下，细胞周期经历的时间也可不同。【例2】(双选)下图A表示细胞进行有丝分裂的一个细胞周期所用的时间，图B表示连续分裂的细胞相邻的两个细胞周期图。下列叙述中，正确的是()A一个细胞周期是指乙乙的全过程B在高等植物细胞内，两组中心粒之间发射出星射线形成纺锤体发生在甲乙过程Cc、d两段都要消耗ATPDb段的主要变化是DNA散乱分布于纺锤体中央及
4、有关蛋白质的合成【例2】(双选)下图A表示细胞进行有丝分裂的一个细胞周期所用的时间，图B表示连续分裂的细胞相邻的两个细胞周期图。下列叙述中，正确的是()AC【解析】高等植物细胞内不存在中心体；c、d两段分别表示分裂间期和分裂期，c段要消耗ATP用于DNA散乱分布于纺锤体中央和蛋白质的合成，d段消耗ATP用于染色体的移动；b段是分裂期，不存在DNA散乱分布于纺锤体中央。三、有丝分裂的过程分析1有丝分裂各时期的特点与图像识别(以二倍体生物为例)2.动、植物细胞有丝分裂的比较【例3】关于豌豆细胞有丝分裂过程中相关细胞器作用的叙述，正确的是()A在间期，核糖体上合成DNA聚合酶 B在前期，由中心粒发出
5、星射线形成纺锤体 C在中期，线粒体为DNA的复制提供能量 D在末期，高尔基体与赤道板形成有关A【解析】本题考查有丝分裂过程中各细胞器的作用，豌豆细胞有丝分裂过程中各个时期都有细胞器参与，在间期，核糖体能合成细胞分裂有关的酶，如DNA聚合酶，A对；豌豆是高等植物，没有中心体，其纺锤体的形成是由细胞两极发出星射线形成，B错；DNA的复制在间期，而不在中期，C错；在末期，高尔基体与子细胞的细胞板形成有关，赤道板是分裂中期染色体排列的平面，不具物质结构，故D错。四、有丝分裂过程中核DNA与染色体变化规律1图中虚线表示核DNA在有丝分裂过程中的数量变化，实线表示染色体在有丝分裂过程中的数量变化。2根据实
6、线，AB段表示间期、前期、中期染色体数目保持不变；BC段表示进入后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，染色体数目加倍；CD段表示后期细胞内染色体数目为正常体细胞的两倍；DE段表示进入末期，两组相同的染色体分别进入两个子细胞内，子细胞中染色体数目恢复正常。3根据虚线，间期ad段可分为三个阶段：ab段表示进入间期，DNA分子复制前；bc段表示DNA分子的复制过程；cd段表示DNA分子复制完成。de段表示前、中、后期核内DNA分子数为正常体细胞的两倍；ef段表示随着两组染色体进入两个子细胞中，子细胞中核内DNA分子数目也恢复正常。4实线与虚线重合说明染色体DNA11，即不存在染色单体；不
7、重合之处表示存在染色单体。【例4】下图表示细胞有丝分裂过程中每条染色体中DNA含量变化曲线，下列有关叙述正确的是()A该细胞在BC段中始终有染色单体存在B若是植物细胞，在BC时期会出现赤道板，在CD时期会出现细胞板C若是人体细胞，则DE段细胞中的染色体数目只有92条D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AB段【例4】下图表示细胞有丝分裂过程中每条染色体中DNA含量变化曲线，下列有关叙述正确的是()A【解析】本题考查有丝分裂过程中染色体变化的特点和图像分析能力。分析图中AB段为DNA复制时期；BC段为已复制的染色体着丝点未分裂的阶段，包括有丝分裂前、中期，故此时始终有
8、染色单体存在；CD是着丝点分裂阶段，为有丝分裂后期；DE段为有丝分裂末期，若为人体细胞，此时的染色体数目有46条。选项中B中的赤道板是个位置概念，细胞内没有这个结构。选项D中的中心粒移向两极发生在前期，也就是BC段。五、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 1实验原理 (1)碱性染料(如龙胆紫溶液)将染色体染成深色。(2)盐酸和酒精混合液(11)使组织中的细胞相互分离开来。(3)显微镜可观察细胞有丝分裂各时期图像。2实验成功的关键(1)剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，同时注意剪取的时间，一般在上午10点至下午2点左右，此时分生区细胞分裂旺盛。(2)解离充分，细胞才能分散，细胞才不会重叠。(3)染色时
9、，染色液的浓度和染色时间必须掌握好，应注意染色不能过深，否则镜下一片紫色，无法观察细胞图像。(4)压片时用力必须恰当，过重会将组织压烂，过轻则细胞未分散，两者都将影响观察。3实验注意事项(1)解离完一定要漂洗，目的是洗去多余的盐酸，防止解离过度和影响染色。(2)将染色质(染色体)染色，时间不要太长，35 min即可。(3)加盖玻片时，注意防止产生气泡。(4)用显微镜观察装片时，要遵循“先低后高”的原则。(5)观察时应先找到呈正方形的分生区细胞，在一个视野里，往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞图像，因此，观察时要注意边观察边移动装片，观察有丝分裂各个时期。换高倍镜时，要先把低倍镜下的物像
10、移到视野中央。【例5】甲图为洋葱根尖分生区某细胞内一条染色体中DNA含量随时间的变化曲线；乙图是一组目镜和物镜；丙图是在较低放大倍数下所观察到的图像。欲将丙图视野中处于甲图e时期的细胞移至视野中央进行最大放大倍数的观察，正确的镜头组合及装片移动方向是()A；左上方 B；右下方 C；左下方 D；左上方D【解析】本题综合考查有丝分裂过程中有关数据的规律性变化、“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验、图像的识别及显微镜的使用等知识，具有很强的综合性，难度较大。甲图反映的是一条染色体上的DNA含量变化，DNA含量加倍说明染色体已经过了复制，DNA含量回到原来状态说明染色体的着丝点分裂，染色体加倍。甲图
11、e时期表明细胞处于有丝分裂的后期，对应丙图应为左上角的细胞分裂图，若要移至视野中央，装片应向左上方移动。乙图中为目镜，其中为高倍目镜；为物镜，其中为高倍物镜，因此要最大倍数地观察，应为组合。六、无丝分裂 1过程(1)细胞核分裂：细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成两个细胞核。(2)细胞质分裂：细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。2举例：蛙的红细胞。【例6】在下列细胞的分裂过程中，用显微镜能观察到染色体的是()A蛙的红细胞 B蓝藻细胞 C硝化细菌细胞 D根尖分生区细胞D【解析】B、C两种生物是原核生物，细胞内不存在染色体，蛙的红细胞的分裂方式为无丝分裂，不出现纺锤丝和染色体的变化，根尖分生
12、区细胞的分裂出现染色体的变化。1.只有进行连续分裂的细胞才有细胞周期，高度分化的细胞不再分裂，无细胞周期，如神经细胞，另外，进行减数分裂的细胞也无细胞周期。2.赤道板与细胞板在有丝分裂的中期，所有染色体受纺锤丝牵引，着丝点都排列在细胞中央位置，形成一个平面。因为这个平面的位置比较类似于赤道的位置，称为赤道板。实际上并无板状结构存在，它只是一个垂直于纺锤体纵轴的平面，是一个位置名称，在动、植物细胞都适用。细胞板是植物细胞分裂末期，由来自高尔基体的囊泡汇集在赤道板平面上，相互融合而形成的板状结构。细胞板由细胞的中央向周围扩展，逐渐形成了新的细胞壁。最后将细胞质完全分隔开。可见，细胞板是一个确实存在
13、的板状结构，且为植物细胞在分裂末期细胞质分裂的特定方式。3无丝分裂过程中没有纺锤丝和染色体的变化，但也要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。1.(2010海南)有关动物细胞有丝分裂的叙述，正确的是()A细胞板在细胞有丝分裂末期形成 B同源染色体配对通常发生在分裂前期 C在分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞D在分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒【解析】动物细胞无细胞板，故A错。减数第一次分裂才发生同源染色体配对，即联会，故B错。中心粒在间期倍增，成为两组，进入分裂期后，两组中心粒分别移向细胞两极，故D错。C2.(2009广东)(双选)有关真核细胞分裂的叙述，正确的是()A无丝分裂过程核膜不消
14、失 B动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖 C动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板 D无丝分裂仅出现于高等生物的衰老细胞AC【解析】动物细胞可进行有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。而且，无丝分裂主要出现在高等生物分化的细胞中，比如鸡胚的血细胞等，不仅出现于衰老细胞。在无丝分裂中，核膜和核仁都不消失，没有染色体和纺锤丝的出现，当然也就看不到染色体复制的规律性变化。动物细胞无细胞壁，所以有丝分裂末期不形成细胞板。3.(2009上海)某二倍体动物的某细胞内含有10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞()A处于有丝分裂中期 B正在发生基因自由组合 C将形成配子 D正在发生DNA复制C【解析】本题
15、考查有丝分裂和减数分裂过程中有关数据的规律性变化及特点。此时细胞内有10条染色体和10个DNA分子，没有染色单体即DNA未复制或复制后分离，且细胞开始缢缩则应处于分裂的末期。基因自由组合发生在减数第一次分裂的后期。4.(2011广州一模改编)下图是同一细胞分裂不同时期的图像，据图分析可知()BA图表示一个完整的细胞周期B若按分裂的先后顺序排列，应为C该种生物的花粉细胞中共含有6个核DNA分子D图过程发生了同源染色体的分离【解析】根据图中染色体的形态特征可判断出：表示有丝分裂的前期，表示有丝分裂的末期，表示有丝分裂的后期，表示有丝分裂的中期。这四个时期构成了有丝分裂的分裂期；而一个完整的细胞周期
16、包括分裂间期和分裂期，该种生物花粉细胞中含有3个核DNA分子；基因重组发生于减数分裂过程中。5.(双选）下表是四种植物分生组织的细胞周期，有关叙述正确的是()A.四种分生组织都能产生吲哚乙酸，促进其细胞进行有丝分裂B秋水仙素作用于b时期中的细胞，能使其染色体数目加倍C最好选用物种4观察有丝分裂过程，因其细胞周期最长Da时期观察不到染色体，此时细胞核中进行着转录和翻译过程5.(双选）下表是四种植物分生组织的细胞周期，有关叙述正确的是()BC【解析】能促进细胞有丝分裂的是细胞分裂素；在细胞周期中，分裂间期比分裂期时间长，a是分裂间期，b是分裂期，秋水仙素抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，作用于分
17、裂前期；在间期(a)发生转录和翻译，转录在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行。6.(双选)某同学以马蛔虫的早期胚胎和洋葱根尖为实验材料，观察动植物细胞的有丝分裂过程。他对两个实验的操作或分析正确的是()A为便于观察，都应用碱性染料进行染色B为使细胞易于分离，都要用质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精进行解离C可根据细胞质是否均等分裂来判断实验材料的种类D在低倍镜视野中观察到的不同分裂时期的细胞多于在高倍镜视野中观察到的AD【解析】植物组织用质量分数为15%的盐酸和体积分数95%的酒精配成的解离液进行解离，动物组织常用胰蛋白酶进行处理；细胞质不均等分裂发生于减数分裂过程中；低倍镜视野中的观
18、察到的细胞数目远多于高倍镜视野中的。7.下图甲表示洋葱根尖的不同区域，图乙表示洋葱根尖处于有丝分裂各阶段细胞核中DNA和细胞质中mRNA的含量变化，图丙呈现的是细胞分裂过程中的某一物质的形态变化。(1)图甲中细胞形态不同的根本原因是，进行实验获得图乙结果时，(能/不能)利用图甲区细胞为材料，原因是。(2)在a和c两时期，催化mRNA分子合成；在e时期，最活跃的细胞器是。(3)丙图表示的生理变化过程分别发生在图乙的阶段(填文字)，根据诱变育种原理，诱变剂发挥作用的时期是图乙的阶段(填字母)。基因的选择性表达不能图甲区细胞是伸长区细胞，细胞没有分裂能力RNA聚合酶高尔基体 间期和前期b(4)在观察
19、细胞有丝分裂的实验中，我们发现即使操作正确，也难以看到很多处于分裂期的细胞，主要原因是。(5)观察洋葱根尖有丝分裂实验后，某小组填写的“实验报告”的部分内容如下：(一)解离：剪取洋葱根尖23 mm，放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(体积比为11)的培养皿中，在室温下解离35 min。(二)染色：把根尖放在盛有0.01 g/mL二苯胺溶液的培养皿中染色35 min。(三)漂洗：将根尖放入盛有清水的培养皿中漂洗约10 min。细胞分裂间期在细胞周期中持续时间长，分裂期持续时间短(四)制片：载玻片上加一滴清水，将根尖放在中央并用镊子把根尖弄碎。直接盖上载玻片用拇指轻
20、轻按压，这样可使细胞分散开。请指出“实验报告”中的3处错误：。请画出一个洋葱根尖细胞分裂中期的模式图。(画4条染色体)(二)染色、(三)漂洗、0.01 g/mL二苯胺溶液、直接盖上载玻片用拇指轻轻按压【解析】图甲中由分生区细胞形成细胞的过程属于细胞分化的过程，四个区域细胞的形态不同的根本原因是基因的选择性表达。图乙是细胞分裂过程中DNA和mRNA的含量变化，要获得此结果，取材的细胞应该是具有连续分裂能力的分生区细胞。RNA聚合酶催化DNA转录形成mRNA。e时期形成细胞壁，需要大量的高尔基体。丙图中表示分裂间期，染色体解开螺旋，呈细丝状，表示分裂间期，细胞内部正在完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，表示分裂期的前期，每一条染色体包含着两条并列的姐妹染色单体。诱变育种中诱变剂在细胞分裂间期DNA分子复制时发挥作用。实验中的三处错误分别是：(二)染色、(三)漂洗，应漂洗后再进行染色；染色用的0.01 g/mL的二苯胺溶液，染色剂应该用碱性染料如龙胆紫或醋酸洋红；直接盖上载玻片用拇指轻轻按压，应先盖上盖玻片，再在盖玻片上加一片载玻片，用拇指轻轻按压载玻片。在画洋葱根尖细胞分裂中期模式图时，注意以下几点：染色体条数为偶数，具有同源染色体；同源染色体不出现联会现象；染色体的着丝点整齐地排列在细胞中央的赤道板上。
