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一、细胞通过分裂增殖
导学1　细胞周期和观察根尖细胞有丝分裂实验
细胞的生命历程
第四章
知 识 点 一
知识点一　模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系和细胞周期
1. 模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系
(1)目的要求：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)探究问题：细胞体积越小，物质进出细胞就越容易吗？
(3)方法步骤。
制备琼脂块：用塑料餐刀将琼脂块切成三块边长分别为3 cm、2 cm、1 cm的立方体。
↓
浸泡：把三块立方体的琼脂块放在烧杯内，加入0.1%的______ 溶液将琼脂块淹没。用塑料勺不停地翻动琼脂块3 min。
↓
切割：取出琼脂块并将溶液吸干，将每一琼脂块切成两半。
↓
测量：测量切面上NaOH扩散的________。
↓
计算、记录。
NaOH
深度
2. 细胞分裂
细胞数目的增多是靠____________来实现的。真核细胞的分裂方式主要包括________分裂和________分裂。其中，有丝分裂是真核生物__________增殖的主要方式；减数分裂是一种特殊的有丝分裂，与真核生物产生________________有关。
细胞分裂
有丝
减数
体细胞
有性生殖细胞
3. 细胞周期
(1)概念：____________的细胞从____________结束到________ ______结束所经历的整个过程。
(2)组成：包括__________________(M期)和________________ _______(包括S期、G1期和G2期)。
连续分裂
一次分裂
下一次
分裂
分裂期分裂间期
DNA复制所需的
蛋白质
①G1期主要是合成_______________________，以及核糖体的增生。
②S期发生_____________。
③G2期合成_________________________。
(3)特点：①在细胞周期中，分裂间期的时间总是________M期。②不同细胞的周期，时间长短一般不相同。
DNA复制所需的蛋白质
DNA的复制
M期所必需的一些蛋白质
长于
【判断正误】
(1)细胞体积越大，物质扩散的速率越低。 (　 　)
(2)多细胞生物体是由许多细胞而不是少数体积更大的细胞构成的。 (　 　)
(3)分裂间期的时间总是长于分裂期。 (　 　)
(4)不同细胞的细胞周期的时间长短一般不相同。 (　 　)
√
×
√
√
【例1】　实验室培养甲、乙、丙、丁四种不同类型的细胞，测得分裂间期占细胞周期的比例如图所示。下列说法中，正确的是 (　 　)
(　 　)
A. 四种细胞中丙的分裂间期持续时间最长
B. 加入DNA复制抑制剂，停留在分裂间期细胞数量最少的是丁
C. 不同温度下培养以上四种细胞，细胞周期持续的时间都会发
生变化
D. 正常情况下，四种细胞在分裂间期可发生染色体数目变化
C
【解析】 四种细胞中，丙分裂间期占细胞周期的比例最大，但分裂间期持续的时间不一定最长，A错误；DNA复制抑制剂作用于间期，加入DNA复制抑制剂后，丁类细胞停留在间期的细胞比例最低，但数量不一定最少，B错误；温度通过影响酶的活性而影响细胞周期，所以不同温度下培养题中四种细胞，细胞周期持续的时间都会发生变化，C正确；正常情况下四种细胞在分裂后期，因着丝粒分裂，可发生染色体数目变化，D错误。
【规律方法】　判断一个完整的细胞周期的方法
(1)先长后短：一个细胞周期一定要先经过一个长的分裂间期，再经过一个短的分裂期。
(2)终点到终点：从完成时开始，到完成时结束，
为一个细胞周期。
(3)先复制后分裂：一个细胞周期一定要先完成DNA的复制，才能完成细胞的分裂。
知 识 点 二
知识点二　制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片
1. 实验原理
(1)盐酸能够破坏细胞间的________，使根尖细胞彼此容易被分开。
(2)________染料可以使染色体着色。可以通过高倍镜观察细胞中__________的形态和位置，从而判断细胞所处的分裂时期。
果胶
碱性
染色体
2. 制作临时装片
【判断正误】
(1)解离过程能使细胞膜和细胞壁相互分离。(　 　)
(2)根尖装片制作的正确顺序：解离→染色→漂洗→制片。
(　 　)
(3)在显微镜下观察根尖细胞时，发现处于分裂期的细胞数目较多。 (　 　)
(4)统计多个视野中不同时期的细胞数目能够估算各个时期持续的相对时间。 (　 　)
√
×
×
×
【例2】　如图所示为观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂实验的基本操作步骤，下列关于该实验操作的叙述，错误的是
(　 　)
(　 　)
A. 该操作步骤中c和d的顺序应该交换
B. 步骤c中的龙胆紫溶液还可以用醋酸洋红液替代
C. 步骤g视野中大部分细胞染色体均匀地排列在赤道面上
D. 取洋葱根尖2~3 mm的原因是有丝分裂常见于分生区的细胞
C
【解析】 装片的制作流程为解离→漂洗→染色→制片，所以操作步骤中c和d的顺序应该交换，A正确；染色体易被碱性染料染色，龙胆紫溶液或醋酸洋红液都能使染色体着色，B正确；由于细胞周期中间期时间最长，因此在观察分生区细胞时，发现处在间期的细胞数目最多，只有少部分细胞的染色体均匀地排列在赤道面上(有丝分裂中期)，C错误；分生区的细胞大多进行有丝分裂，所以取洋葱根尖2~3 mm的分生区的细胞，D正确。
自 我 检 测
1. (2025·衢州高一期末)某兴趣小组同学开展了“模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系”的实验，每个琼脂块中NaOH扩散的深度如图中阴影所示(琼脂块中数据表示未被扩散部分的长度)。下列叙述中，错误的是(　 　)
(　 　)
A. NaOH在不同边长的琼脂块内扩散的速率相同
B. 细胞相对表面积越大，细胞的物质运输效率越低
C. 为得到好的扩散效果，实验中需要不停地翻动琼脂块
D. NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细
胞的物质运输效率
B
【解析】 相同时间内，实验中测量到不同大小的琼脂小块上NaOH扩散的深度相同，不同边长的琼脂块内NaOH扩散的速率相同，A正确；体积越大，相对表面积越小，物质运输的效率越低；细胞体积越小，其相对表面积越大，物质运输的效率就越高，B错误。
2. 科学家追踪蚕豆根尖分生区细胞连续分裂，得到的数据如图所示。据此判断，蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期时间为
(　 　)
A. 2 h B. 19.3 h
C. 21.3 h D. 38.6 h
B
【解析】 细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期较长，分裂期较短，其中第2 h~第21.3 h、第21.3 h~第40.6 h分别表示一个细胞周期，时长为19.3 h，D符合题意。
3. 下列关于“制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片”活动的叙述，正确的是 (　 　)
A. 解离之后，果胶质层松散，根尖细胞即分散成单个细胞
B. 漂洗是为了洗去残留的解离液，使染色效果更好
C. 染色结束后，用50%的酒精洗去浮色，能更好地观察染色体
D. 观察并统计各时期细胞数量，可估算出细胞分裂一次所需的
时间
B
【解析】 解离后果胶质层松散，根尖细胞彼此分离，但需要压片后才能分散成单个细胞，A错误；染色剂是碱性染料，解离液中含有盐酸，洗掉残留的解离液，可以使染色效果更好，B正确；染色体易被碱性染料染色，不需要洗去浮色，C错误；观察并统计各时期细胞数量，不能估算出细胞分裂一次所需的时间，只能估算出不同时期细胞占细胞周期的比例，D错误。
4. 在“制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片”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。甲、乙、丙观察到的实验现象分别是 (　 　)
注：“＋”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2~3 mm处 － ＋ ＋ ＋
乙 根尖2~3 mm处 ＋ － ＋ ＋
丙 根尖5~7 mm处 ＋ ＋ ＋ ＋
(　 　)
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
C
【解析】 解离的目的是使细胞彼此分离，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，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，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，C正确。

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