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高考生物一轮专题知识梳理
第10讲　细胞的增殖
课标解读 核心素养
1.描述细胞周期的概念和特征 2.描述细胞有丝分裂过程 3.活动:制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片和永久装片 生命观念 通过理解细胞周期的概念和有丝分裂的基本过程,能够掌握细胞周期的动态变化和物质准备过程,并形成生命在于运动的观点
科学思维 通过归纳有丝分裂过程中物质或结构的变化规律和相关曲线变式分析,培养利用逻辑思维分析问题的能力,以及利用数学知识解答问题的能力
科学探究 通过观察细胞有丝分裂,培养观察现象并分析实验结论的能力
考点一　细胞周期
1.细胞增殖。
(1)概念:细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。
(2)过程:包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。
(3)意义:是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
2.细胞周期。
提醒　①只有连续分裂的细胞才有细胞周期,只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期。
②进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。
③一些外界因素,如温度、pH等会影响细胞周期的长短,因此,同一细胞的细胞周期是可变的。
3.细胞不能无限长大。
细胞的大小影响物质运输效率,即细胞越大,细胞的表面积与体积的比值越小,物质运输的效率越低,不利于细胞与外界进行物质交换。
正误判断
(1)细胞越小,相对表面积也越小,这样有利于提高物质运输效率。 (×)
(2)同一生物体器官的大小主要取决于细胞数量的多少。 (√)
(3)同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期。 (×)
(4)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。 (×)
(5)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。 (×)
(6)多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖。 (√)
长句突破
1.细胞分裂间期的特点是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,为分裂期做准备;细胞有适度的生长,细胞体积增大。
2.细胞分裂期蛋白质合成的很少,原因是分裂期染色体中的DNA高度螺旋化,难以解旋,无法正常转录。
1.细胞周期的4种常用表示方法。
2.常和细胞周期联系的5个“热点”。
角度一 围绕对细胞增殖与细胞周期概念的理解,考查生命观念
1.(2023·武侯区模拟)下列关于细胞增殖和细胞周期的叙述,正确的是 (　　)
A.除成熟红细胞外,人体细胞都能进行细胞增殖,都具有细胞周期
B.动物细胞分裂间期有蛋白质的合成和细胞器的产生
C.细胞分裂期是决定细胞增殖快慢的最关键时期
D.有丝分裂是所有细胞生物进行细胞分裂的主要方式
解析　人体细胞不是都能进行细胞增殖,如神经细胞不能进行增殖,只有能进行连续分裂的细胞才具有细胞周期,A项错误;动物细胞分裂间期有相关蛋白质的合成和细胞器(如中心体)的产生,B项正确;细胞分裂间期是决定细胞增殖快慢的最关键时期,C项错误;有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式,D项错误。
答案　B
2.高等生物体内的细胞可分为3类:①一直处于细胞周期中的细胞,这类细胞可持续分裂;②G0期细胞,这类细胞会暂时脱离细胞周期,一旦得到信号指示,会快速返回细胞周期;③终末分化细胞,这类细胞执行特定功能,终生不再分裂。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.上皮组织的基底层细胞可以弥补表层细胞死亡脱落所造成的细胞数量损失,属于①类细胞
B.成纤维细胞平时不分裂,一旦所在组织部位受到伤害,可产生大量的成纤维细胞,属于②类细胞
C.成熟的白细胞、浆细胞均属于③类细胞,该类型细胞的核DNA数目一般不再发生变化
D.哺乳动物的精原细胞在完成有丝分裂和减数分裂后产生的子细胞都属于①类细胞
解析　表层细胞会持续死亡脱落,因此上皮组织的基底层细胞通过持续不断地分裂,增加细胞数量,是处于细胞周期中的细胞,A项正确;成纤维细胞平时并不分裂,一旦所在组织部位受到伤害,可产生大量的成纤维细胞,说明成纤维细胞暂时脱离了细胞周期,属于G0期细胞,B项正确;人成熟的白细胞、浆细胞属于终末分化的细胞,由于不进行分裂,因此这类细胞的核DNA数目一般不会再发生变化,C项正确;哺乳动物的精原细胞进行减数分裂后将产生精细胞,精细胞不再具有持续分裂能力,不属于①类细胞,D项错误。
答案　D
角度二 借助细胞周期调控,考查科学思维能力和解决问题的能力
3.(不定项)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(2n=12)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12→24→12
B.加入过量胸苷11.9 h后,甲种细胞都将停留在S期
C.G1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24 h,M期为1.9 h,选择甲种细胞观察有丝分裂染色体变化更合适
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项正确;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2.2+1.8+3.4=7.4(h)进入S期,分裂过程被抑制,所以加入过量胸苷7.4 h后,甲种细胞都将停留在S期,B项错误;从图中看出DNA的复制发生在S期,C项错误;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/(3.4+7.9+2.2+1.8),而乙细胞分裂期的比例为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项正确。
答案　BC
4.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”)被阻断在分裂间期。
(3)血清饥饿法:培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在分裂间期,以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)。
解析　(1)DNA复制发生在细胞分裂间期;DNA合成被阻断后,分裂期不受影响,分裂间期受影响。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成来使细胞中染色体数目加倍,而纺锤体形成于有丝分裂前期,因此不会被阻断在分裂间期。(3)分裂间期细胞的特点是进行DNA的复制和有关蛋白质的合成、细胞体积略有增大。
答案　(1)分裂　分裂间　(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,细胞有适度的生长
利用DNA合成抑制剂实现细胞周期的同步化
(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)。假设一个细胞周期时长=G1+S+G2+M=10+7+3.5+1.5=22(h)。
(2)向细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂,处于S期的细胞立刻被抑制。
(3)再培养G2+M+G1=3.5+1.5+10=15(h),则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处。
(4)除去抑制剂,更换新鲜培养液,细胞将继续沿细胞周期运行,运行时间既要保证处于G1~S期交界处的细胞经过S期(7 h)进入G2期,又要保证处于S期的细胞不能再次进入S期,即运行时间应控制在7~15 h。
(5)再加入DNA合成抑制剂,则可实现全部细胞都被阻断在G1~S期交界处,实现细胞周期同步化。
考点二　有丝分裂过程及相关变化
1.有丝分裂——以高等植物细胞为例。
2.动植物细胞有丝分裂的主要区别。
提醒　有丝分裂过程中中心体经复制后,均等分配到两个子细胞中,而线粒体、叶绿体等细胞器随机、不均等分配到两个子细胞中。
3.有丝分裂的特征和意义。
4.无丝分裂的过程及特点。
提醒　无丝分裂也为真核生物体细胞的分裂方式,不同于细菌的二分裂,不利于遗传物质的均等分配。
正误判断
(1)在细胞周期中,染色单体数量随着染色体数量的加倍而加倍。 (×)
(2)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。 (×)
(3)着丝粒分裂一定导致DNA数目加倍。 (×)
(4)动物细胞分裂时,纺锤体、染色单体均形成于分裂前期,消失于分裂后期。 (×)
(5)有丝分裂后期和末期,核DNA分子数与染色体数相同。 (√)
(6)在一个细胞周期中,DNA的复制和中心粒的倍增可发生在同一时期。 (√)
(7)有丝分裂中染色体数目加倍和核DNA数目加倍发生在同一时期。 (×)
教材微点
(必修1 P113“正文信息”)有丝分裂的丝:对于高等植物,丝指纺锤丝;对于动物和低等植物,丝指星射线。它的作用是牵引染色体的运动(中期牵引染色体着丝粒排列在赤道板上,后期牵引因着丝粒分裂形成的子染色体移向细胞两极)。
长句突破
(科学探究)为研究中心体在动物细胞分裂过程中是否起关键作用,以海拉细胞为实验材料,并以染色体倍性细胞占细胞总数的百分比(可指示细胞分裂是否变化)为观测指标。
实验材料:海拉细胞悬液,细胞培养瓶等(要求与说明:①中心体可用激光处理破坏;②染色体倍性细胞占细胞总数的百分比可用流式细胞术测量;③实验思路涉及的具体操作过程不做要求)。
写出实验思路:①将海拉细胞悬液均分为A、B两组,置于细胞培养瓶中在适宜且相同的条件下培养;②用流式细胞术测量染色体倍性细胞占细胞总数的百分比,并记录;③用激光破坏A组中部分细胞的中心体;B组不做相应处理,作为对照;④将A、B组置于相同且适宜的环境中培养相同时间后,重复步骤②;⑤对所得数据进行处理与分析。
1.有丝分裂过程中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析。
(1)曲线模型一。
曲线解读
项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因
核DNA 间期(S期)DNA复制,DNA数目加倍 末期细胞一分为二,DNA数目减半
染色体 后期着丝粒分裂,染色体数目加倍 末期细胞一分为二,染色体数目减半
染色单体 间期(S期)DNA复制,染色单体形成 后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色单体消失
(2)曲线模型二。
　
图1 图2
2.根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)。
角度一 围绕有丝分裂的过程及特点,考查分析判断能力
1.(2021·浙江1月选考)下列关于植物细胞有丝分裂的叙述,正确的是 (　　)
A.前期,核DNA已完成复制且染色体数目加倍
B.后期,染色体的着丝粒分布在一个平面上
C.末期,含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板
D.亲代细胞的遗传物质平均分配到两个子细胞
解析　前期染色体数不加倍,后期加倍,A项错误;后期,染色体的着丝粒一分为二,分离的染色体以相同速率被纺锤丝拉向两极,B项错误;植物细胞在有丝分裂末期,含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板,C项正确;亲代细胞的染色体或细胞核内的遗传物质平均分配到两个子细胞,D项错误。
答案　C
2.(2021·全国乙卷)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
解析　一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期,分裂间期为细胞分裂进行物质准备,完成DNA分子的复制,DNA的复制方式为半保留复制,复制完成后DNA分子数目加倍,形成16个DNA分子,A项正确;有丝分裂前期的染色体由于着丝粒未分开,每条染色体由2条姐妹染色单体组成,含2个DNA分子,B项正确;有丝分裂中期,所有着丝粒排列在细胞中央的赤道板上,此时的染色体高度螺旋化,形态比较稳定,数目比较清晰,易于观察,C项正确;有丝分裂后期,着丝粒一分为二,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,细胞中有16条染色体,有丝分裂过程中没有同源染色体分开的现象,D项错误。
答案　D
关注细胞周期中的“加倍”
角度二 结合有丝分裂的图像或曲线,考查科学思维能力
3.如图是某动物细胞分裂模式图,下列有关叙述错误的是 (　　)
A.上述细胞分裂的顺序是甲、丁、乙、丙
B.丁细胞中染色体、染色单体与DNA分子数比例为1∶2∶2
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
解析　甲细胞处于间期,乙细胞处于后期,丙细胞处于末期,丁细胞处于前期,所以上述细胞分裂的顺序是甲、丁、乙、丙,A项正确;丁细胞表示前期,每条染色体上含有2条姐妹染色单体,因此前期染色体、染色单体与DNA分子数比例为1∶2∶2,B项正确;染色体出现于分裂前期,即丁时期,染色体解螺旋形成染色质的时期是末期,即丙时期,C项正确;纺锤体形成于分裂前期,即丁时期,若某药物可抑制纺锤体形成,则它极可能是作用于丁图,D项错误。
答案　D
4.(不定项)图甲和图乙表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系,下列有关叙述不正确的是 (　　)
甲 乙
A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图甲的CD段
B.图甲中DE段的细胞染色体数目加倍,但核DNA含量不变
C.图乙中a时期对应图甲中的AB段,c时期对应图甲中的EF段
D.有丝分裂过程会出现图乙中d时期所示的情况
解析　图甲中的CD段包括有丝分裂G2期、前期和中期,中期是观察染色体形态和数目的最佳时期,A项正确;图甲中DE段形成的原因是着丝粒分裂,此时细胞中染色体数目加倍,但核DNA含量不变,B项正确;图乙中a时期表示有丝分裂后期、末期,对应图甲中的DE或EF段,c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半,对应图甲中的AB段,C项错误;图乙中d时期表示染色体∶DNA=2∶1,有丝分裂过程中不存在这种情况,D项错误。
答案　CD
与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
名称 生物类型 作用时期 生理作用
核糖体 动物、植物 主要是间期 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
考点三　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理。
2.实验步骤。
教材深挖
(必修1 P116“探究·实践”)为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察 如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞
提示　①解离过程中细胞已经死亡,观察到的只是一个固定时期。②如果要找到各个分裂时期的细胞,要不断移动装片,在不同的视野中寻找。
1.实验成功的关键及注意事项。
实验材料 的选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部分 选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)
时间 必须在分裂旺盛的时间
操作注 意事项 解离 时间 太短 细胞间质未被完全溶解,压片时细胞不易分散
过长 导致细胞解离过度、根尖过于酥软,影响染色
漂洗 时间 适宜 洗去多余的盐酸,防止解离过度而影响染色
染色 时间 太短 染色体或染色质不能完全着色
过长 使其他部分也被染成深色,无法分辨染色体
压片 力度 过轻 细胞未分散开
过重 将组织压烂
显微镜 观察 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞,不能看到动态变化
细胞数目 间期的细胞数目最多,原因是间期历时最长
2.细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算。
(1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。
(2)某时期持续时间(t)=×细胞周期(T)。
角度一 结合实验原理与过程,考查实验技能与操作能力
1.(2021·浙江6月选考) “制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中,观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是 (　　)
A.出现染色体,核膜开始解体
B.着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
C.染色体凝聚,着丝粒排列在赤道板上
D.纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞壁
解析　图中箭头所指细胞处于有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,在纺锤丝的牵引下向两极移动,上一时期为中期,染色体凝聚,着丝粒排列在赤道板上,故选C。
答案　C
2.在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中,三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示(“+”表示操作,“-”表示未操作):
实验 人员 操作
取材 解离 漂洗 染色 制片
甲 根尖1~3 mm处 - + + +
乙 根尖1~3 mm处 + - + +
丙 根尖5~7 mm处 + + + +
则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是 (　　)
A.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚
B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚
C.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体
D.染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚
解析　解离的目的是用药液使细胞分散开,甲未解离,细胞相互重叠;漂洗的目的是洗去药液,防止解离过度影响染色,乙未漂洗,影响染色效果,染色体着色很浅不清楚;根尖 5~7 mm处为伸长区细胞,已失去分裂能力,染色体呈染色质状态,观察不到染色体。
答案　C
实验异常现象的原因分析
角度二 借助实验拓展应用,考查科学探究能力
3.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,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。下表分别为幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ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 x1 x2 x3 x4 x5
细胞染色体数 / / y 2y /
乙株 细胞染色体数 / / 2y 4y /
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。
解析　(1)据题意“为获得玉米多倍体植株”可用秋水仙素对萌发的种子进行处理,抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,导致细胞内的染色体数目加倍,从而得到多倍体玉米。(2)筛选鉴定多倍体时,需要观察染色体的数目,取玉米幼苗的根尖固定后,经过解离、漂洗、染色、制片过程,进行观察。由于只有根尖的分生区进行细胞分裂,因此可观察分生区细胞的染色体数目。在进行有丝分裂实验中,解离是使细胞相互分离开,压片是进一步使细胞相互分散开,如果解离不充分或压片不充分,均会使细胞多层重叠。在观察细胞分裂时,材料经过解离已经死亡。观察到的某一状态的细胞数量越多,说明该时期持续时间越长。因此可用x1表示甲株细胞周期中的间期时间长短,用x2+x3+x4+x5来表示甲株细胞周期中的分裂期的时间长短。(3)秋水仙素诱导导致幼苗在有丝分裂前期不出现纺锤体,因此后期染色体加倍后细胞不会分裂为两个子细胞,进而使细胞内的染色体数目是诱导之前染色体数目的两倍。再进行下一次细胞分裂时,按照加倍后的染色体数目进行正常的有丝分裂。
答案　(1)秋水仙素(或低温)
(2)分生　解离不充分或压片不充分　x1　x2+x3+x4+x5
(3)如图
1.经典重组　判断正误
(1)真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物。(2018·全国卷Ⅰ,2A) (√)
(2)若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色。(全国卷Ⅰ,2C) (√)
(3)细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目。(海南卷,23A) (×)
(4)细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制。(海南卷,6C) (√)
2.(2022·浙江1月选考)某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK),两者可组成多种有活性的CDK cyclin复合体,细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK cyclin复合体调控。细胞周期如图所示,下列叙述错误的是 (　　)
A.同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B.细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK cyclin复合体调控
C.抑制某种CDK cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D.一个细胞周期中,调控不同阶段的CDK cyclin复合体会同步发生周期性变化
解析　同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期的持续时间一般不同,A项正确;根据题意“细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK cyclin复合体调控”,可知细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK cyclin复合体调控,B项正确;由于细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK cyclin复合体调控,因此抑制某种CDK cyclin复合体的活性可使对应阶段的转换受抑制,从而使细胞周期停滞在特定阶段,C项正确;由于一个细胞周期中,不同阶段的变化不是同步的,因此调控不同阶段的CDK cyclin复合体不会同步发生周期性变化,D项错误。
答案　D
3.(2022·湖南卷)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是 (　　)
A.a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离
B.b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个
C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
解析　图示细胞为洋葱根尖细胞的分裂图,有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象,A项错误;b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上,细胞处于有丝分裂中期,且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条),有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同,但核DNA分子加倍,故b细胞含染色体16条,核DNA分子32个,B项正确;各时期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间成正相关,故已知细胞周期时间,根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间,但应统计多个视野中的比例,图中只有一个视野,无法准确推算,C项错误;间期时的S期进行DNA分子复制,若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,细胞停滞在间期,故分裂间期细胞所占比例升高,D项错误。
答案　B
4.(2018·全国卷Ⅰ)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为蛋白质,则药物D可能改变了药物X的空间结构
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,而药物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两项正确,C项错误;若药物X为蛋白质,药物D可抑制药物X的作用,因此药物D可能改变了药物X的空间结构,使得药物X失去活性,D项正确。
答案　C
5.(2020·江苏卷)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情况,分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在着一系列监控系统(检验点),对细胞周期的过程是否发生异常加以检测,部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。请据图回答下列问题:
(1)与G1期细胞相比,G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过　　　　　　　　　,保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否　　　　(填序号:①损伤和修复、②完成复制);检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分裂的检验点是　　　　。
(3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关,癌细胞的主要特征是　　　　　　　　。有些癌症采用放射性治疗效果较好,放疗前用药物使癌细胞同步化,治疗效果会更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种:DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成,主要激活检验点　　　　,将癌细胞阻滞在S期;后者可用秋水仙碱抑制　　　　的形成,主要激活检验点　　　　,使癌细胞停滞于中期。
解析　据图分析,检验点1位于细胞分裂间期的G1期,检验点2位于细胞分裂间期的S期,检验点3位于细胞分裂间期的G2期,检验点4大概位于细胞分裂中期,检验点5大概位于细胞分裂后期至末期的过程中。(1)细胞分裂间期包括G1期、S期和G2期,细胞从G1期经过S期到G2期,在S期会进行核DNA的复制,使核DNA数加倍,形成染色单体,两条染色单体由一个着丝粒连接,故染色体数不变。(2)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(实质是核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性状的稳定性。图中检验点1、2和3分别位于G1期即将结束处、S期过程中和G2期即将结束处,通过对细胞分裂间期的3次检验可以判断DNA在复制过程中是否出现了损伤和修复以及DNA复制是否完成。细胞分裂后期染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分离并开始移向细胞两极,因此在检验点5处(细胞分裂的后期至末期)可以检验染色体是否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分裂。(3)癌细胞的主要特征是能够无限增殖。DNA合成阻断法可以阻止癌细胞中DNA的复制,检验点2位于细胞分裂间期的S期,主要激活检验点2,将癌细胞阻滞在S期。纺锤体在分裂前期形成,分裂中期阻断法可用秋水仙碱抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成,主要激活检验点4,使癌细胞分裂停滞在中期。
答案　(1)染色体数不变,核DNA数加倍
(2)染色体正确复制和平均分配　①②　检验点5
(3)细胞无限增殖　2　纺锤体　4
(七)　利用证据和逻辑评价论点
通过确凿、典型的事例证明、评价生物学观点的方法,叫例证法。这种方法既可以使用它进行论证,也可以与其他方法结合起来进行论证。事实与观点的一致,是这种方法的逻辑力量之所在。例证是支持概念的事例,任何一个生物学概念的形成都需要有丰富的事例来支撑。
1.(不定项)(2023·山东济南模拟)图甲装置是科学家最新研制的一种海藻灯,其上部装有蓝细菌培养液,下部装有蓄电池和LED灯。白天,使用者向灯内吹气,仅需很少的阳光便可产生发光的电能。这种海藻灯可在自然灾难、野营以及电力供给中断时使用。图乙为海藻灯中的蓝细菌利用光能的过程示意图。下列叙述错误的是 (　　)
甲 乙
A.白天,使用者需要向海藻灯中吹气,可为图乙中②过程提供CO2
B.定期从加料口加入水即可延长海藻灯的使用寿命
C.图乙中叶绿素分子分布的结构相当于植物细胞的类囊体膜
D.由图可知,光能被吸收后的去向有电能、热能、荧光、活跃化学能
解析　使用者需要向海藻灯中吹气,而呼出的气体中含有CO2,可以为暗反应提供原料,但②属于光反应阶段,不需要CO2,A项错误;由于蓝细菌细胞在生长过程中不断消耗水和无机盐,因此为了延长“海藻灯”的使用寿命,即要保证一定量的蓝细菌细胞的存在,还需要定期从加料口加入水和无机盐,B项错误;植物细胞中的叶绿素分子分布在叶绿体的类囊体薄膜上,所以图乙中的叶绿素分子分布的结构相当于植物细胞的类囊体膜,C项正确;从图乙可以看出,在海藻灯中叶绿素吸收的光能有四个去向:转化为电能储存在蓄电池中、以热能形式散失、转化为荧光放出、转化为活跃化学能储存在ATP和NADPH中,D项正确。
答案　AB
2.细胞增殖严格有序地进行与细胞内的周期蛋白依赖性激酶(简称CDK)密切相关,CDK的活性受周期蛋白(简称cyclin)的调节,CDK在连续分裂的细胞中一直存在,cyclin的含量在细胞周期中呈现有规律的变化,细胞分裂间期积累,分裂期消失,如图表示在细胞周期中cyclinB含量与CDK1活性调节的过程。
注:CDK1是CDK的一种;cyclinB是cyclin的一种。
(1)关于细胞周期各时期与发生的生理过程对应关系正确的是　　　　。
A.G1期:合成与DNA复制有关的酶
B.S期:DNA的精确复制
C.G2期:合成组装纺锤体的蛋白质
D.M期:同源染色体分离
(2)据图分析,cyclinB先开始合成,CDK1后合成,说明CDK1活性随cyclinB含量增强而　　　　 ;CDK1活性与cyclinB含量呈正相关,M期时,cyclinB被降解,导致 CDK1活性　　　　。
(3)根据图中信息,请结合细胞有丝分裂各个时期的特点,如果细胞内CDK1活性持续增强,细胞周期该如何变化,请推断结果并阐明原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)G1期主要合成与DNA复制有关的酶和核糖体的增生,A项正确;S期主要进行DNA的精确复制,B项正确;G2期主要合成组装纺锤体的蛋白质,C项正确;同源染色体分离发生在减数分裂过程中,D项错误。(2)对题图分析可知, cyclinB先开始合成,CDK1后合成,说明CDK1活性随cyclinB含量增强而增强;CDK1活性与cyclinB含量呈正相关,M期时,cyclinB被降解,导致 CDK1活性下降为零。(3)图中CDK1在S期开始合成,其活性在S期开始升高,在分裂期活性逐渐下降,说明CDK1是细胞由DNA复制后进入分裂期的主要酶。若CDK1活性持续增强,则细胞周期可能会一直处于分裂期,使细胞周期延长。
答案　(1)ABC　(2)增强　下降为零　(3)图中CDK1活性在S期开始升高,分裂期活性逐渐下降,是细胞由DNA复制后进入分裂期的主要酶。若CDK1活性持续增强,则细胞周期可能会一直处于分裂期,使细胞周期延长

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