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第一节　细胞通过分裂增殖
　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。
　1.运用结构与功能观,归纳总结植物细胞和动物细胞有丝分裂的不同点和相同点。
　2.采用归纳与概括的方法概述有丝分裂各个时期的特点。
　3.运用建模分析的方法,探究细胞不能无限长大的原因。
　4.了解细胞癌变原因和特点,宣传健康生活方式,预防癌症发生。
课时1　细胞周期及有丝分裂过程中染色体的行为变化
一、细胞周期
1.含义
连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。
2.组成
细胞周期包括分裂期(简称M期)和分裂间期。
3.分裂间期
(1)G1期:发生的主要是合成DNA复制所需的蛋白质,以及核糖体的增生。
(2)S期:主要是DNA复制。
(3)G2期:合成M期所必需的一些蛋白质。
4.特点
分裂间期的时间总是长于分裂期。
二、模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系
1.实验目的
通过建构物理模型,推断细胞大小与物质扩散的关系,领悟细胞不能无限长大的原因。
2.方法步骤
(1)制备边长分别为3 cm、2 cm、1 cm的立方体琼脂块。
(2)将琼脂块分别放入烧杯内,加入0.1%的NaOH溶液将琼脂块淹没,并不停翻动琼脂块3 min。
(3)取出琼脂块,放在垫着吸水纸的培养皿中将琼脂块上的溶液吸干,将琼脂块切成两半,观察切面,记录观察结果,测量每一块琼脂块上NaOH扩散的深度。
1.所有的细胞分裂都具有周期性吗
提示:并不是所有的细胞分裂都具有周期性。只有能连续分裂的细胞才有细胞周期,如发育中的受精卵、分生区细胞、各种干细胞等;高度分化的细胞不具有细胞周期,如神经细胞、叶肉细胞、精子、卵细胞等。
2.动物受精卵的细胞周期的长短是不变的吗 为什么
提示:不是。细胞周期的长短会受外界因素的影响,如温度等,所以即使对于同一种细胞来说,其细胞周期的长短也是会变化的。
三、染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化及有丝分裂的意义
1.动植物细胞有丝分裂过程及主要特点
时 期 植物细胞 示意图 动物细胞 示意图 主要特点
前 期 ①染色质→染色体(排列散乱); ②核膜消失,核仁解体; ③形成纺锤体
中 期 ①每条染色体的着丝粒两侧均有纺锤丝牵引,着丝粒整齐排列在赤道面上; ②染色体形态固定、数目清晰
后 期 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,一条染色体变成两条染色体,移向细胞两极
末 期 ①染色体→染色质; ②纺锤体消失; ③核膜、核仁重新出现; ④细胞质分裂
2.动、植物细胞有丝分裂的区别
(1)动物细胞的细胞质中有一个中心体。G2期时细胞中已有一对中心体。前期,这一对中心体分开并移向细胞两极,由中心体发出的纺锤丝形成纺锤体。
(2)动物细胞的胞质分裂与植物细胞的不同,不形成细胞板,而是细胞在两极之间的“赤道面”上向内凹陷,形成环沟。环沟渐渐加深,最后缢裂为两个子细胞。
3.有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制后,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,染色体的复制实质上是DNA的复制,因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性。
间期染色体复制后,其数目是否加倍 判断的依据是什么
提示:否;计数染色体以着丝粒数为标准,间期染色体复制后,着丝粒数量不变。
四、制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片,或观察其永久装片
1.实验原理
(1)盐酸能够破坏细胞间的果胶,使根尖细胞在后续的操作中彼此容易被分开。
(2)碱性染料可以使染色体着色。
(3)盐酸会影响染色剂染色的效果,要用清水把处理根尖的盐酸充分冲洗干净。
2.方法步骤
1.如图为洋葱根尖细胞有丝分裂显微照片,请按照有丝分裂的过程排序。
提示:图2→图3→图1→图4→图5。
2.在制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片活动中使细胞分散开的操作措施有哪些
提示:①解离,盐酸能够破坏细胞间的果胶,使根尖细胞在后续的操作中彼此容易被分开。②制片时把根尖轻轻压扁。③压片可使细胞尽可能呈单层铺展。
[自主学习检测]——教材基础熟记于心
1.同一生物各种组织的细胞周期长短相同,但G1、S、G2和M期长短不同。(　×　)
提示:同一生物各种组织的细胞周期长短往往不同。
2.有丝分裂中染色体的数目始终和着丝粒的数目相等,间期DNA复制时,着丝粒数目不变,染色体数目不加倍。(　√　)
3.动植物细胞中的中心体在间期复制,前期移向两极并发出纺锤丝形成纺锤体,末期平均分到子细胞。(　×　)
提示:中心体(动物细胞、低等植物细胞)间期复制,前期移向两极并发出纺锤丝形成纺锤体,末期平均分到子细胞。
4.根据NaOH在琼脂块中的扩散距离相同可以知道,NaOH在琼脂块中的扩散速率是相等的。(　√　)
5.解离完毕要进行漂洗,而且一定要彻底,这样处理的目的是防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞,同时也防止盐酸影响染色。(　√　)
6.将洋葱表皮细胞经解离、漂洗、染色、制片后,可观察到细胞内的染色体。(　×　)
提示:洋葱表皮细胞高度分化,不进行有丝分裂,不能观察到染色体。
7.中期染色体凝聚变短,全部整齐地排列在细胞板上。(　×　)
提示:中期染色体的着丝粒整齐地排列在赤道面上。
8.细胞有丝分裂的不同时期之间存在明显界限。(　×　)
提示:有丝分裂的过程是连续的,不存在明显界线,不同时期是人为划分的。
9.时间允许的情况下,在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中可以观察到一个细胞从间期到末期的连续分裂过程。(　×　)
提示:经过解离细胞已死亡,不能观察到一个细胞的连续有丝分裂过程。
10.细胞有丝分裂实现了细胞中所有物质的平均分配,保证了亲子代遗传性状的稳定性。(　×　)
提示:有丝分裂实现了核遗传物质的平均分配,其他物质不一定均分。
任务一　探究细胞表面积与体积的关系
[任务突破]
探究细胞表面积与体积关系的实验操作与分析
[迁移应用]
[典例1] (2022·绍兴高一期末调测)在“模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系”活动中,将含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的立方体,把3块琼脂块放在装有0.1% NaOH溶液的烧杯内,淹没浸泡并用塑料勺不停地翻动3分钟。下列叙述正确的是(　C　)
A.随边长增大,琼脂块的表面积与体积之比增大
B.随边长增大,NaOH在琼脂块内扩散的速率增大
C.随边长增大,琼脂块中变红的体积增大
D.若时间允许,琼脂块浸泡时间越长越好
解析:随琼脂块边长增大,琼脂块的表面积与体积之比减小;不同大小的琼脂块上NaOH扩散的深度相同,即扩散速率相同;不同大小的琼脂块上NaOH扩散的深度相同,因此随琼脂块边长的增大,琼脂块中变红的体积增大;探究细胞大小与物质运输的关系时,琼脂块在NaOH溶液中的浸泡时间必须相同且适宜,如果浸泡时间过长,会导致NaOH扩散体积与琼脂块体积之比均为1。
任务二　理解细胞周期的概念,明确有丝分裂各时期的特征
[任务突破1]
构建细胞周期4种常用表示方法的概念模型
[迁移应用]
[典例2-1] (2022·金华十校高一期末)科学家追踪蚕豆根尖分生区细胞连续分裂,得到的数据如下。据此判断,蚕豆根尖分生区细胞周期的时间为(　B　)
A.2 h B.19.3 h C.21.3 h D.38.6 h
解析:细胞周期包括分裂间期和分裂期,间期较长,分裂期较短,其中第2 h～第21.3 h、第21.3 h～第40.6 h表示一个细胞周期,时长为19.3 h。
[任务突破2]
利用胸苷(TdR)双阻断法进行细胞周期同步化的操作
步骤一:培养液中加入过量胸苷。处于S期的细胞均被抑制,其他时期不受影响,因此,培养后可获得S期和G1/S期交界处的细胞,此过程的培养时间应不少于G2+M+G1时长。
步骤二:洗脱胸苷。所有时期细胞均可正常进行分裂。交界处的细胞在该培养液中培养时间应不短于S期时长,小于G2+M+G1时长。
步骤三:再次加入过量胸苷。处理后所有细胞均处于G1/S期。此阶段培养时间应大于G2+M+G1时长。
[迁移应用]
[典例2-2] 利用一定的方法,使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步。高浓度TdR(胸腺嘧啶核苷)双阻断法是常用的同步化方法,它可逆地起作用,且不影响其他时期细胞的活动,最终可使细胞停留在S期或G1/S交界处。研究人员利用胡萝卜细胞,经如图过程的处理,成功将所有细胞阻断在G1/S交界处。下列叙述正确的是(　A　)
细胞群体洗脱转移检测
注:胡萝卜细胞周期中G1为1.3 h,S为2.7 h,G2为2.9 h,M为0.6 h。
A.t1≥4.8 h B.t2≤2.7 h
C.t3≥4.6 h D.t1+t2+t3=7.5 h
解析:经过t1时间处理,G2、M、G1期细胞被抑制在G1/S期交界处,处理时间不少于G2+M+G1之和,故t1≥2.9+0.6+1.3=4.8(h);正常处理时既要保证G1/S期交界处细胞经过S期,又要保证S期细胞不能再进入S期,故t2应不短于S期时间,且小于G2+M+G1期时间,故4.8 h>t2≥2.7 h;t3与t1时间处理原理相同,故t3≥4.8 h;综上所述,t1≥4.8 h,4.8 h>t2≥2.7 h,t3≥4.8 h,故t1+t2+t3≥12.3 h。
[任务突破3]
有丝分裂过程中几种结构或物质的变化规律
项目 变化规律
DNA DNA复制含量加倍(S期)→恢复为正常状态(末期细胞分裂)
染 色 体 形 态 变 化
行 为 变 化 →→→ →
纺锤体 形成(前期)→消失(末期)
核仁、 核膜 消失(前期)→重建(末期)
核糖体 增生(G1期)
中心体 复制加倍(间期)→移向两极(前期) →平均分配(末期)
细胞壁 囊泡(聚集)→细胞板(末期)→细胞壁
[迁移应用]
[典例2-3] (2022·金华十校高一期末)高等动物有丝分裂过程中,发生在同一时期的是(　B　)
A.核糖体的增生和环沟的形成
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.中心体的复制和染色体数的加倍
解析:核糖体的增生发生在间期,环沟的形成发生在末期;染色体的出现和纺锤体的出现都在前期;染色单体的形成发生在间期,着丝粒的分裂发生在后期;中心体的复制发生在间期,染色体数的加倍发生在后期。
[任务突破4]
比较动、植物细胞有丝分裂异同
(1)列表比较动、植物细胞有丝分裂过程异同。
项目 植物细胞 动物细胞
不 同 点 间 期 无中心体的复制 一个中心体复制成一对中心体
前 期 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 由中心体发出纺锤丝形成纺锤体
末 期 细胞中央出现细胞板,并发展成为新的细胞壁 细胞在两极之间的“赤道面”上向内凹陷,形成环沟,环沟渐渐加深,缢裂为2个子细胞
相 同 点 ①分裂过程均包括间期和分裂期;②细胞核内染色体的行为、形态、数目变化规律相同;③分裂间期都完成了DNA复制(或完成染色体复制);④染色体平均分配到两个子细胞中
(2)基于“三看法”界定动、植物细胞有丝分裂图像。
[迁移应用]
[典例2-4] 下列关于动、植物细胞有丝分裂相同点的叙述,不正确的是(　B　)
A.在分裂间期,核DNA复制含量加倍
B.在分裂前期,由中心体周围发出的纺锤丝形成纺锤体
C.在分裂中期,染色体的着丝粒排列在赤道面上,含染色单体
D.在分裂后期,染色体的着丝粒分为两个,染色体数目加倍,不含染色单体
解析:动、植物细胞有丝分裂间期,都进行核DNA的复制,且复制后核DNA含量都加倍;动、植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成方式不同,动物细胞中纺锤体是由中心体发出纺锤丝形成的,高等植物细胞中纺锤体是由细胞两极发出纺锤丝形成的;动、植物细胞有丝分裂中期,染色体的着丝粒都排列在赤道面上,且都含染色单体;动、植物细胞有丝分裂后期,染色体的着丝粒都分为两个,染色体数目加倍,不含染色单体。
[典例2-5] 如图为动物和高等植物细胞的有丝分裂示意图,下列据图分析错误的是(　D　)
A.甲细胞在分裂前期时,一对①分开,其间有纺锤丝相连
B.乙细胞在分裂前期时,无①出现,但仍有纺锤丝出现形成纺锤体
C.甲细胞在分裂末期时,③向内凹陷,形成环沟
D.乙细胞在分裂末期时,⑤聚集发展成新的细胞膜
解析:甲细胞为动物细胞,①为中心体,②为着丝粒,③为细胞膜。动物细胞有丝分裂前期,一对中心体分开移向两极,其间有纺锤丝相连;乙细胞为高等植物细胞,细胞中不存在中心体,由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体;动物细胞在分裂末期时,细胞膜向内凹陷形成环沟;高等植物细胞在分裂末期时,⑤聚集发展成新的细胞壁。
任务三　制作并观察有丝分裂临时装片
[任务突破]
制作和观察有丝分裂临时装片实验的关键点及注意事项
实验材料的选择 类型 选取细胞分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部位 选取细胞分裂旺盛的部位(如根尖、芽尖的分生区)
时间 选择细胞分裂旺盛的时间
续　表
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 细胞解离过度、根尖过于酥软,影响染色
漂洗 时间 适宜 洗去多余的解离液,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 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 处于间期的细胞数目最多,原因是间期历时最长
[迁移应用]
[典例3] (2022·宁波高一期末)“制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片,或观察其永久装片”活动中,观察到不同分裂时期的细胞如图所示。下列叙述正确的是(　C　)
A.解离时间要尽量长,保证组织中的细胞充分分离开
B.装片制作过程中需要用体积分数95%的酒精洗去解离液
C.图乙细胞的染色体数是图丙细胞的一半,但二者的核DNA数量相等
D.图丁细胞中正在形成赤道面,即将扩展成新的细胞壁
解析:解离时间一般在3～5 min,时间过长,根尖过于酥软,不利于用镊子取出进行漂洗及染色等;装片制作过程中需要用清水洗去解离液;图乙细胞表示中期,图丙细胞表示后期,后期着丝粒分裂,故中期的染色体数是后期的一半,但二者的核DNA数量相等;赤道面是一个假想平面,图丁细胞处于末期,细胞中正在形成细胞板,即将扩展成新的细胞壁。
基础达标练
1.(2022·衢州高一质量检测)下列细胞不具有细胞周期的是(　C　)
A.狗受精卵 B.癌细胞
C.根毛细胞 D.形成层细胞
解析:连续分裂的细胞才具有细胞周期,根毛细胞是高度分化的细胞,不能再分裂,因此不具有细胞周期。
2.(2022·温州高一期末)动植物细胞有丝分裂过程中都会发生的是(　B　)
A.中心体的复制 B.纺锤体的出现
C.细胞板的形成 D.细胞膜的内陷
解析:动物细胞在有丝分裂间期中心体复制,高等植物没有中心体,则没有中心体复制;动植物细胞有丝分裂都会形成纺锤体,只是高等植物细胞由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体,而动物细胞由中心体发出的纺锤丝形成纺锤体;植物细胞在分裂的末期,中部形成细胞板扩展形成细胞壁,将一个细胞分裂成两个子细胞,动物细胞不会;动物细胞在分裂的末期细胞膜从中部向内凹陷,把细胞缢裂成两个子细胞,植物细胞不会。
3.如图是某高等植物细胞周期图。下列叙述正确的是(　C　)
A.一个细胞周期是指甲→甲的全过程
B.乙→甲的过程中会发生染色体数目的加倍
C.甲→乙的过程会发生核膜的解体与重建
D.在甲时期,细胞中有一对中心体
解析:一个细胞周期是指乙→乙的全过程;乙→甲的过程中会进行DNA的复制,发生核DNA数量加倍、核糖体增生和蛋白质的合成,但染色体数目不加倍;甲→乙的过程为分裂期,会发生核膜的解体与重建;高等植物细胞中没有中心体。
4.细胞与外界进行物质交换的效率,主要取决于细胞的(　D　)
A.大小 B.质膜面积
C.细胞周期 D.表面积与体积之比
解析:细胞体积越小,其相对表面积越大,越有利于物质的转运和交换,因此细胞与外界进行物质交换的效率主要取决于细胞相对表面积的大小,即细胞的表面积与体积之比。
5.下列关于“制作和观察大蒜根尖有丝分裂临时装片”的活动,叙述正确的是(　B　)
A.操作步骤为“解离→染色→制片”
B.用碱性染料可使染色体着色
C.可观察一个细胞连续分裂的过程
D.取根尖2～3 cm进行制片观察
解析:操作步骤为“解离→漂洗→染色→制片→观察”;用碱性染料如龙胆紫染液,可使染色体着色;解离时会杀死细胞,故不能观察一个细胞连续分裂的过程;取根尖尖端2～3 mm进行制片观察。
6.(2022·绍兴高一期末)月季茎的形成层细胞不断进行有丝分裂使茎加粗。下列叙述正确的是(　D　)
A.分裂间期,染色体复制后数目加倍
B.前期,中心体参与形成纺锤体
C.中期,着丝粒排列在细胞板上
D.后期,染色体以相同的速率移向两极
解析:分裂间期,DNA复制后每条染色体上含有两个DNA,染色体数不加倍;月季为高等植物,细胞内没有中心体;细胞板出现在末期,中期时所有染色体的着丝粒排列在赤道面上;后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,在纺锤丝的牵引下以相同的速率移向两极。
7.马蛔虫体细胞中有4条染色体,如图为其有丝分裂中期的示意图,图示细胞(　C　)
A.含有2个中心粒
B.含有8条染色体
C.着丝粒排列在赤道面上
D.在显微镜下可以看到核仁和核膜
解析:图示细胞含有2个中心体,4个中心粒;图示细胞含有4条染色体,8条染色单体;图示细胞中着丝粒都排列在赤道面上;图示细胞处于有丝分裂中期,核膜和核仁在前期已经消失,因此该时期在显微镜下观察不到核膜和核仁。
8.(2022·温州高一期末)观察洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片的实验结果如下图所示,按照细胞周期进行排序,下列正确的是(　D　)
A.⑤→④→①→③→②
B.⑤→④→①→②→③
C.④→⑤→②→①→③
D.④→⑤→①→③→②
解析:根据染色体(质)的行为判断,①是有丝分裂中期,②是末期,③是后期,④是间期,⑤是前期。所以按细胞周期的排序为④→⑤→①→③→②。
9.下列关于细胞周期的叙述中,正确的是(　A　)
A.分裂间期总是长于分裂期
B.间期复制的DNA连在一起,数量未加倍
C.细胞周期从前期开始,至末期结束
D.中心体在G2期倍增
解析:细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期的时间总是长于分裂期;分裂间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成,复制后的DNA数量加倍;细胞周期包括分裂间期和分裂期,是指连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程;中心体是在细胞周期的S期倍增,在G2期已有一对中心体。
10.利用洋葱根尖分生区组织细胞制成临时装片观察有丝分裂过程,得到下图所示图像。下列叙述错误的是(　B　)
A.该细胞处于有丝分裂的中期
B.该细胞所含的纺锤体由中心体发出的纺锤丝形成
C.细胞中染色体的排列与纺锤丝的牵引有关
D.观察之前需要用碱性染料对染色体进行染色
解析:图示细胞所有染色体的着丝粒都排列在赤道面上,为有丝分裂中期;洋葱为高等植物细胞,不含中心体;图示染色体是在纺锤丝的牵引下整齐地排列在赤道面上的;染色体易被碱性染料染成深色,观察之前需要用碱性染料对染色体进行染色,便于观察。
11.在“制作和观察根尖细胞(2n=4)有丝分裂临时装片”活动中,观察到不同分裂时期的细胞如图所示。
(1)制作过程中需用　　　 　漂洗已解离的根尖,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)观察过程中先用低倍镜找到　　　 　　细胞,该区细胞近似呈　　　　,排列紧密。
(3)图乙细胞所处时期为　　　　,判断依据是　　　　　　　　　。
(4)图丙细胞中染色体数是　　 　,核DNA数是　　 　。
解析:(1)装片制作过程中需要用清水漂洗根尖,目的是洗去解离液,防止解离过度影响染色。
(2)观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞,该区细胞近似呈正方形,排列紧密。
(3)图乙细胞染色体的着丝粒整齐地排列在赤道面上,所处时期为有丝分裂中期。
(4)据题图可知,丙细胞处于后期,染色体数目暂时加倍,此时细胞中染色体数目为8,核DNA分子数为8。
答案:(1)清水　洗去解离液,防止解离过度影响染色
(2)分生区　正方形
(3)中期　染色体的着丝粒排列在赤道面上
(4)8　8
综合提升练
12.(2022·绍兴高一期末调测)在制作和观察植物细胞有丝分裂临时装片的活动中,甲～丙三位同学剪取洋葱根尖后,立即进行如表所示的操作步骤,下列叙述错误的是(　D　)
学生 操作步骤
解离 漂洗 染色 制片 观察
甲 + - + + +
乙 + + - + +
丙 + + + + +
注:其中“+”表示进行了该项操作,“-”则表示没有进行。
A.实验中可使用10%的盐酸进行解离
B.甲、乙两位同学观察不到染色体都是因为染色体未被着色
C.丙同学观察到视野中处于分裂期的细胞数目少于不分裂的细胞
D.如果时间足够长,丙同学就能看到一个细胞连续分裂的全过程
解析:用质量分数为10%的盐酸解离可使植物细胞间的果胶质层松散,使得细胞分离开来;甲同学没有进行漂洗,而漂洗的目的是洗去解离液,便于染色体着色,故甲同学观察不到染色体是因为染色体未被着色。乙同学没有对染色体进行染色,故乙同学观察不到染色体也是因为染色体未被着色;在细胞周期中,分裂期所占时间较短,故视野中处于分裂期的细胞数目少于不分裂的细胞;经过解离操作后细胞已死亡,不会再出现连续分裂的变化过程。
13.如图为某同学进行“制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片”实验的操作步骤,下列叙述错误的是(　C　)
A.解离液通常使用质量分数为10%的盐酸溶液
B.龙胆紫染液的作用是将细胞中的染色体(染色质)染成紫色
C.制作临时装片时压片的目的是使细胞间的果胶质层松散
D.图中操作步骤的顺序正确
解析:解离液通常使用质量分数为10%的盐酸;龙胆紫染液的作用是将细胞中的染色体(染色质)染成紫色;制作临时装片时压片的目的是使细胞彼此分散开,解离的目的是使细胞间果胶质层松散;该实验的步骤为解离、漂洗、染色、制片和观察,因此题图中操作步骤的顺序
正确。
14.(2022·衢州高一质量检测)用带放射性标记的胸苷培养细胞,处于S期的细胞都会被标记,再将细胞换到无放射性的培养液中培养并定期检测,得到如图所示结果。若加入过量胸苷,S期的细胞立刻被抑制,而其他时期的细胞不受影响。下列相关叙述错误的是(　B　)
A.预计最快约2.2 h后会检测到被标记的M期细胞
B.M期出现被标记的细胞开始计时到其占M期比例最大时,用时约
7.9 h
C.M期被标记的细胞比例达到最大时开始计时,6.1 h后其比例开始
下降
D.若加入过量胸苷,则大约在7.4 h后细胞都停留在S期
解析:加入放射性的胸苷后,S期细胞被标记,S期的细胞经G2期变化后变为M期细胞,故最短经历的时间为G2期的时间,即2.2 h;M期出现被标记的细胞开始计时到其占M期比例最大时,经历的时间为分裂期(M期)的时间,为1.8 h;当最早进入M期的S期细胞刚结束M期时,M期被标记的细胞比例达到最大,此时开始计时,当最晚进入M期的S期细胞进入M期时,M期被标记的细胞比例开始下降,经历的时间为7.9-1.8=6.1 h;加入过量胸苷后,只有处于S期的细胞被抑制,刚结束S期的细胞,经过G2、M、G1期后再次到达S期后受到抑制,经历时间为2.2+1.8+3.4=7.4 h,其他各时期细胞达到S期的时间均短于该时间,故加入过量胸苷,7.4 h后细胞都停留在S期。
15.(2022·嘉兴高一期末)土壤中的重金属污染会影响植物的生长,例如镉(Cd)影响植物细胞分裂、幼苗生长等。细胞的分裂经历细胞周期,包括分裂间期和分裂期(简称M期)。分裂间期包括遗传物质的合成期(简称S期)以及前后的G1期和G2期。科学家探究了Cd对大豆细胞周期从G1期进入S期(以G1/S表示)和从G2期进入M期(以G2/M表示)的影响。实验时用不同浓度的Cd处理甲、乙两品种大豆种子,待萌发一段时间后取根尖,分离获得甲、乙两品种大豆的细胞核,并分别检测核内遗传物质含量(大豆成熟体细胞中核内遗传物质含量为2C),结果如图所示。
回答下列问题。
(1)图中遗传物质含量为2C的细胞处于　　　　期,含量为4C的细胞处于　　　　期。
(2)实验中选择以大豆根尖细胞为检测对象的原因是　　　　　　　。
(3)若将分离得到的细胞核经染色后进行显微镜观察,观察不到染色体,因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)由实验结果可知,Cd影响甲品种大豆细胞周期的G1/S期,理由是随着Cd浓度增大,甲品种处于G1期的细胞比例增加。影响乙品种大豆细胞周期的G2/M期,理由是　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
(5)现欲探究Cd对细胞周期中分裂间期和分裂期占比的影响,用不同浓度的Cd处理甲(或乙)品种大豆种子,待萌发一段时间后取根尖,经解离漂洗染色后制片,观察并记录显微镜视野中　　　　　　　　　,统计并分析。
解析:(1)核遗传物质含量为2C的细胞,说明核遗传物质没有复制,处于G1期;由实验目的可知,核遗传物质含量为4C的细胞,遗传物质已经完成复制,应处于G2期。(2)本实验需要观察分裂的细胞,根尖分生区细胞分裂旺盛可作为检测对象。(3)染色体和染色质是同种物质在不同时期呈现的两种不同的形态,若将分离得到的细胞核经染色后进行显微镜观察,观察不到染色体,可能是因为染色体仍处于松散的染色质状态。(4)通过Cd对甲品种大豆细胞周期的影响可推测对乙品种大豆影响的理由是随着Cd浓度增大,乙品种处于G2期的细胞比例增加。(5)通过统计分析不同浓度的Cd处理甲(或乙)品种大豆种子,待萌发一段时间后取根尖,经解离漂洗染色后制片,观察并记录显微镜视野中处于分裂期的细胞数和总细胞数,由此可以反映出Cd对细胞周期中分裂间期和分裂期占比的影响。
答案:(1)G1　G2　(2)根尖细胞分裂旺盛 (3)染色体仍处于松散的染色质状态　(4)随着Cd浓度增大,乙品种处于G2期的细胞比例增加
(5)处于分裂期的细胞数和总细胞数

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