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核心素养测评
第三单元　第16讲　细胞的增殖
(20分钟　32分)
【基础过关练】
1.(2分)如图表示细胞周期,下列叙述错误的是 (　　)
A.按箭头所示方向a→a或b→b表示一个细胞周期
B.染色体的平均分配发生于a→b段
C.治疗癌症的途径之一是用药物抑制DNA的复制和有关蛋白质的合成,从而将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段
D.细胞中DNA含量的加倍是在b→a段,该阶段可能存在染色体变异
【解析】选A。分析题图可知,按箭头所示方向b→b表示一个细胞周期,A错误;a→b段表示分裂期,后期染色体平均分配,B正确;b→a段表示分裂间期,该时期DNA分子完成复制,含量加倍,染色体可能发生变异,将癌细胞的细胞周期阻断在分裂间期是治疗癌症的途径之一,C、D正确。
2.(2分)某生物兴趣小组用入侵植物南美蟛蜞菊的浸提液处理蚕豆根尖48 h后发现:与未处理组相比,在处理组根尖分生组织的分裂期细胞中,后期和末期的细胞数目相对较少。据此推测浸提液最可能抑制蚕豆根尖分生组织细胞的 (　　)
A.DNA的复制 B.纺锤体的形成
C.细胞板的形成 D.核膜的重新形成
【解析】选B。若DNA的复制受抑制,则分裂间期的细胞数目会变多,题干信息没有体现这点,A不符合题意;南美蟛蜞菊的浸提液使后期和末期的细胞数目变少,说明大多数细胞被阻断在分裂的前期和中期,所以最可能是抑制了纺锤体的形成,B符合题意;若细胞板或核膜的形成受抑制,则细胞停留在后期和末期的数目应该较多,C、D不符合题意。
3.(2分)(2024·江西卷)某植物中,T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少,从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是 (　　)
A.T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体
B.T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列
C.T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍
D.T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动
【解析】选B。本题主要考查有丝分裂不同时期的特点。T基因突变影响的是后期纺锤体伸长的时间和长度,纺锤体的形成是在前期,因此T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体,A正确;染色体着丝粒排列在赤道板上是中期的特点,因此T基因突变染色体着丝粒可以在赤道板上排列,B错误;着丝粒是自动分裂的,不需要依靠纺锤丝的牵拉,因此T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍,C正确;T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少,进而影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动,D正确。
4.(2分)微丝是一种细胞骨架,动物细胞增殖过程中,核膜形成后,微丝组成收缩环,收缩环不断收缩最终细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述,正确的是 (　　)
A.收缩环的成分是纤维素和果胶,推动细胞膜向内凹陷
B.纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关
C.在动物细胞中收缩环组装和星射线消失是在同一时期
D.推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现微丝
【解析】选C。微丝是一种细胞骨架,细胞骨架的成分为纤维蛋白;微丝组成收缩环,可见收缩环的成分是纤维蛋白,A错误。题意显示,中心体参与纺锤体的形成,收缩环的形成与中心体无关,B错误。在动物细胞中收缩环组装(有丝分裂末期)和星射线消失(有丝分裂末期)是在同一时期,C正确。蛙的红细胞在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化,所以叫作无丝分裂,细胞无丝分裂的过程比较简单,一般是细胞核先延长,核的中部向内凹陷,缢裂成为两个细胞核;接着, 整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞;蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝,但会出现微丝,D错误。
5.(2分)如图1所示为某二倍体动物的一个处于分裂期的细胞,图2、3为该生物细胞分裂过程中染色体数和核DNA数关系的部分图像(每图只呈现虚线内的图像)。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.图1所示细胞中含有2个染色体组,8条染色体
B.图1所示细胞的赤道板位置即将形成细胞板
C.图2能表示有丝分裂的前期和中期
D.图3所示时期出现了着丝粒分裂的现象
【解析】选D。图1所示细胞中含有4个染色体组,8条染色体,A错误;图1所示细胞为动物细胞,动物细胞有丝分裂过程中不出现细胞板,B错误;图2中染色体数/核DNA数=1,说明无姐妹染色单体,而有丝分裂前期和中期均含有姐妹染色单体,C错误;图3中染色体数/核DNA数的值由0.5变为1,说明图3所示时期出现了着丝粒分裂导致染色体数目加倍的现象,D正确。
6.(2分)某同学制作并观察洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片时得到了如下的实验结果,下列说法中正确的是 (　　)
A.制作临时装片时染色时间越长,染色效果越好
B.①细胞中的染色体和核DNA数目是④细胞的两倍
C.细胞周期中各时期的顺序是③→⑤→④→①→②
D.图中分裂间期的细胞数量不多,是因为洋葱根尖处于旺盛的分裂阶段
【解析】选C。染色时间过长会使细胞过度染色,影响观察,A错误;①细胞处于有丝分裂后期,④细胞处于有丝分裂中期,①细胞染色体数目是④的两倍,但核DNA数目相同,B错误;细胞周期中各时期顺序为间期③→前期⑤→中期④→后期①→末期②,C正确;分裂间期在细胞周期中占比大,图中间期细胞数量不多是因为取材等问题,不是根尖处于旺盛的分裂阶段,D错误。
【知识纵横】洋葱在实验中的“一材多用”
取材部位 实验名称 取材原因
叶 鳞片叶 植物细胞的质壁分离和复原 外表皮细胞含紫色大液泡
使用高倍显微镜观察细胞的多样性 细胞较大,外表皮细胞有大液泡,内表皮细胞有明显的细胞核
管状叶 绿叶中色素的提取和分离 色素含量多
根 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 材料易得,且分生区细胞分裂能力强,易于观察
7.(2分)(2026·盘锦模拟)液泡化的植物细胞有丝分裂时,细胞中形成细胞质丝,细胞核从细胞的边缘通过细胞质丝移动到细胞中央。成膜粒出现在某些细胞质丝中,后扩展成一个平面形成成膜体并逐步形成新的细胞壁,进而完成细胞质分裂,过程如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.细胞质丝的出现和消失具有周期性
B.成膜体形成于分裂期,主要由核糖体参与构建
C.图示过程有利于保证染色体的平均分配
D.诱导成熟植物细胞表现全能性时会出现图示过程
【解析】选B。细胞质丝出现在有丝分裂的过程中,有丝分裂结束后细胞质丝会消失,因此细胞质丝的出现和消失具有周期性,A正确;高尔基体参与植物细胞壁的形成,图中成膜体逐步形成新的细胞壁,因此成膜体的形成与高尔基体有关,B错误;图示中细胞核均等分裂,能保证染色体的平均分配,C正确;诱导成熟植物细胞表现全能性时需要经过有丝分裂、分化等过程,会出现图示过程,D正确。
【方法规律】“三看法”界定动植物细胞有丝分裂的图像
【思维进阶练】
8.(3分) 【不定项】(2026·赤峰模拟)小明同学观察马蛔虫(2n=4)细胞分裂过程时,绘制了如下三幅图。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.图1中结构1最终解螺旋,变成细长的染色质丝
B.图1由中心粒发出纺锤丝形成了纺锤体
C.图1与图2细胞中染色体数目之比为1∶2,染色单体数目之比为1∶1
D.图1和图2分别对应图3中的d和a时期
【解析】选A、B、C。图1中结构1为纺锤体,是由中心粒发出星射线形成的,解螺旋形成染色质丝的应该是染色体,A、B错误。图1细胞中有4条染色体,8条染色单体,图2细胞中有8条染色体,没有染色单体,C错误。图1含有同源染色体,且着丝粒都排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,图2含有同源染色体,且着丝粒分裂,处于有丝分裂后期。图3 a中染色体与核DNA之比为1∶1,且染色体数目是体细胞的2倍,表示有丝分裂后期;d中染色体∶核DNA=1∶2,表示有丝分裂前期和中期;c中染色体与核DNA之比为1∶1,表示有丝分裂末期结束形成的子细胞及间期DNA复制前的细胞,D正确。
9.(3分) 【不定项】(2025·黑河模拟)根据最新的研究资料,KIF18A驱动蛋白是纺锤体微管蛋白中的主要蛋白质。下图是KIF18A在有丝分裂部分过程作用图解。下列关于细胞分裂与驱动蛋白的叙述,正确的是 (　　)
A.KIF18A在低等植物细胞有丝分裂前期由中心体大量合成
B.KIF18A的运动使染色体着丝粒分裂,染色单体分开
C.KIF18A通过调控染色体运动影响赤道板的形成
D.KIF18A抑制剂会阻止细胞正常进入有丝分裂中期
【解析】选D。根据题干信息可知,KIF18A的化学本质是蛋白质,在细胞中由核糖体合成,A错误;细胞分裂过程中,染色体着丝粒的分裂是由相关酶的催化完成,根据题干信息可知,KIF18A是构成纺锤体的主要蛋白质,负责在细胞中牵引染色体的移动,并不是使染色体着丝粒分裂,B错误;赤道板不是真实存在的结构,有丝分裂过程中无赤道板的形成,C错误;结合题干信息与图片信息可得,KIF18A抑制剂会导致染色体整齐排列受到阻碍,从而无法进入分裂中期,D正确。
10.(12分)有丝分裂是常见的真核细胞分裂方式,科研人员对有丝分裂过程及细胞中线粒体的分配机制进行了研究。图1、2为某动物细胞有丝分裂相关模型。
(1)(5分)图1中,中心体复制的时期为　b　(填字母)。图1中b、e图的染色体数目分别为　4、8　,图1中a、e分别对应图2中　BC、DE　段。
【解析】(1)图1中,中心体复制的时期为间期b。根据图a可知,细胞中共有4条染色体,b间期细胞中含有4条染色体,e有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,为8条;图1中a前期(有染色单体)、e后期(无染色单体)分别对应图2中BC、DE段。
(2)(2分)细胞进入有丝分裂后,蛋白D变为激活状态且会结合到线粒体的特定位置,随后观察到线粒体数量增加。据此推测,激活的蛋白D的作用是　促进线粒体的分裂　。
【解析】(2)根据题目信息,蛋白D变为激活状态且会结合到线粒体的特定位置,随后观察到线粒体的数量增加,说明激活的蛋白D的作用是促进线粒体的分裂。
(3)(5分)科研人员用细胞松弛素(可抑制细胞骨架的形成)处理分裂期的细胞并染色,与未处理的正常细胞比较,可观察到线粒体分布情况如图3。
ⅰ.图3显示　对照组的细胞线粒体均匀分布,实验组的细胞线粒体集中分布　,这说明细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布。
ⅱ.已有研究表明肌动蛋白M19上有细胞骨架和线粒体膜蛋白的结合位点。为探究细胞骨架与线粒体分配的关系,科研人员抑制M19的结构与功能,检测细胞骨架和线粒体分布情况。
a.细胞骨架不能形成正确的“绳索状结构”
b.细胞骨架正常形成“绳索状结构”
c.线粒体分布与细胞松弛素未处理组相同
d.线粒体分布与细胞松弛素处理组相同
若发现　a、d　(填字母),结合ⅰ的结果,可说明细胞分裂时线粒体的分配机制应为:M19将线粒体锚定在细胞骨架上,且细胞骨架形成“绳索状结构”以保证线粒体的均匀分布,最终较为均等地分配至子代细胞中。
【解析】(3)ⅰ.依据题干信息可知,细胞松弛素可抑制细胞骨架的形成,实验的自变量为是否用细胞松弛素处理,因变量是线粒体的分布情况。依据图3,对照组(没有使用细胞松弛素处理)的细胞线粒体均匀分布,而实验组(使用细胞松弛素处理)的细胞线粒体集中分布,说明细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布。
ⅱ.ⅰ的结果为细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布,若细胞分裂时线粒体的分配机制是M19将线粒体锚定在细胞骨架上,且细胞骨架形成“绳索状结构”,以保证线粒体的均匀分布,最终较为均等地分配至子代细胞中,M19的结构和功能被抑制后,对应的实验现象应为:M19不能保证细胞骨架和线粒体膜蛋白的结合位点结合,进而不能形成正确的“绳索状结构”,线粒体的分布与细胞松弛素处理组类似,a、d符合题意。第三单元　细胞的生命历程
第16讲　细胞的增殖
【课标要求】
1.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。
2.制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片,或观察其永久装片。
考点一　细胞周期与动植物细胞有丝分裂过程
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.细胞增殖:
2.细胞周期:
(1)模式图:
(2)四种常用表示方法:
　(3)各时期特点:
时期 分裂图像 特点
植物细胞 动物细胞
分裂 间期 ①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成; ②细胞有适度的生长
前期 ①染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体; ②核仁逐渐解体,核膜逐渐消失; ③纺锤体形成
中期 纺锤丝(或星射线)牵引着染色体运动,使每条染色体的着丝粒排列在赤道板上
后期 ①着丝粒分裂,姐妹染色单体分开; ②子染色体移向两极
末期 ①染色体变成染色质丝; ②纺锤体逐渐消失,出现新的核膜、核仁,形成两个新的细胞核
3.动植物细胞有丝分裂的主要区别:
时期 间期 前期 末期
高等 植物 细胞 无中心体的倍增 由细胞两极发出的纺锤丝构成纺锤体 细胞中部形成细胞板,扩展形成新细胞壁,分裂成两个子细胞
动物 细胞 有中心体的倍增(包括低等植物) 两组中心粒发出星射线构成纺锤体(包括低等植物) 细胞膜从细胞的中部向内凹陷,把细胞缢裂成两部分
4.无丝分裂:
【多维赋能】
1.与细胞周期有关的细胞器:
细胞器 所在细胞类型 作用时期 生理作用
核糖体 动植物细胞 整个时期 合成蛋白质
中心体 动物、低等植物细胞 前期 与纺锤体的形成有关
高尔基体 动植物细胞 末期 在动物细胞中主要将蛋白质再次处理;在植物细胞中参与细胞壁的形成
线粒体 动植物细胞 整个时期 提供能量
2.细胞周期中的“加倍”:
【自测强化】
1.有丝分裂前的间期进行DNA复制。(2024·北京卷,5C)(√)
2.动物细胞有丝分裂DNA总量在分裂后期减半。(2023·河北卷,2C)(×)
分析:有丝分裂的分裂后期着丝粒分裂,但DNA含量不变。
3.有丝分裂过程中,核膜和核仁周期性地消失和重现。(2021·河北卷,2A)(√)
4.植物细胞有丝分裂前期,核DNA已完成复制且染色体数目加倍。(×)
分析:植物细胞有丝分裂前期,核DNA完成复制,但染色体数目不变。
5.高等动物胚胎干细胞分裂过程中,中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期。(×)
分析:中心体复制发生在分裂前的间期,染色体组数加倍发生在有丝分裂后期。
【精研强思维】
【思维探究】
　图甲、乙为两幅不同生物细胞有丝分裂模式图,图丙表示有丝分裂过程中某一时期细胞中染色体(a)、染色单体(b)和核DNA(c)的数量关系。
(1)(生命观念)图甲表示高等________(填“动物”或“植物”)细胞,判断的理由是什么
提示:植物　具有细胞壁;无中心体,从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。
(2)(生命观念)图乙表示________(填“植物”或“动物”)细胞有丝分裂的________期,此时期细胞内发生的主要变化是什么
提示:动物　后　着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,在星射线牵引下移向细胞两极。
(3)(生命观念)图丙与图________(填“甲”或“乙”)相对应,判断的依据是什么
提示:甲　图丙中细胞染色体数为4,染色单体数为8,核DNA数为8,可表示处于(G2期和)有丝分裂前期、中期的细胞;图乙中每条染色体上的DNA含量为1,图甲中每条染色体上的DNA含量为2。
【思维建构】
　“模型法”分析有丝分裂过程
1.应用物理模型分析染色体形态、行为变化:
2.应用数学模型分析核DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化:
(1)图1、图4中表示DNA分子复制的时段分别为a→b、p→q。
(2)图2、3、4中表示着丝粒分裂的时段分别为g→h、n→o、r→s。
(3)c→d和r→s的变化相似,但时期不同,前者表示有丝分裂末期染色体平均分配,后者表示有丝分裂后期着丝粒分裂。
(4)染色单体数在细胞周期中的起点为0,终点也为0。
(5)细胞周期中染色体、染色单体及核DNA三者之间的数量关系:
①当有染色单体存在时,染色体数∶染色单体数∶核DNA数=1∶2∶2。
②当无染色单体存在时,染色体数∶核DNA数=1∶1。
3.应用数学模型分析染色体数与核DNA数比值的变化:
图中BC(GH)段表示S期DNA的复制,染色单体形成,CD(HI)段表示含有姐妹染色单体的时期,即G2期、有丝分裂前期和中期,DE(IJ)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂,染色单体消失。
4.应用数学模型分析柱状图:
(1)根据染色单体变化判断各时期。
(2)根据比例关系判断各时期。
【精练提素养】
1.(2023·辽宁卷)下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是(　　)
A.②时期,细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期,非同源染色体自由组合
D.⑤时期,细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
【解析】选B。②时期已经完成了DNA的复制,相当于高等动物的有丝分裂前期,但图中还能观察到核膜,高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失,A错误;由图可知,③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上,相当于高等动物有丝分裂中期,B正确;④时期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞的两极,C错误;⑤时期,细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同,都是直接从细胞中央缢开,D错误。
2. 【不定项】(2026·锦州模拟)如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法错误的是(　　)
A.若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则c→d过程细胞中核DNA的含量不变
B.若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量,则e点时一条染色体中DNA的含量与a点不同
C.若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则a→c过程染色体数目不变
D.若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量,则a→c过程染色体数目不变
【解析】选B、D。若纵坐标表示一条染色体中DNA含量,则c→d过程表示有丝分裂后期,着丝粒分裂,每条染色体上的DNA含量由2个变成1个,但细胞中DNA含量不变,A正确;若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量,e点与a点时,每条染色体都含有1个DNA,B错误;若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则a→c过程表示有丝分裂前的间期、前期和中期,该过程中染色体数目不变,C正确;若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量,则a→c过程表示有丝分裂前的间期、有丝分裂前期、中期、后期和末期,在后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,D错误。
【加固训练】
　(2024·湖北卷)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1),出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响,实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　)
A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽
B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同
D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路
【解析】选A。本题主要考查了细胞增殖及其影响因素。细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,由题干“出芽与核DNA复制同时开始”可知,芽殖酵母在细胞分裂间期开始出芽,A错误;由图2可知,基因甲可提高芽殖酵母的最大分裂次数,敲除基因乙和溶液丙处理可降低芽殖酵母的最大分裂次数,而一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡,由此可见基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命,并且此项研究也为延长细胞生命周期的研究提供了新思路,B、D正确;芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖,无性繁殖不会改变染色体的数目,C正确。
考点二　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.实验原理:
2.实验步骤:
【名师点睛】
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)=(处于该时期细胞数)/(观察细胞总数)×细胞周期(T)。
【多维赋能】
各操作步骤时间或力度要严格控制的原因
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
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
【自测强化】
1.将染色后的洋葱根尖置于载玻片上,滴清水并盖上盖玻片即可观察染色体。(2025·黑吉辽内蒙古卷,11C)(×)
分析:“制片”盖上盖破片,然后用拇指轻轻地按压盖玻片。因此,盖上盖玻片即可观察染色体是错误的。
2.观察根尖细胞有丝分裂时,所有细胞均为长方形且处于未分裂状态是由取材不当引起的。(2024·北京卷,14D)(√)
3.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂。(2021·天津卷,6B)(√)
4.制作洋葱根尖有丝分裂装片时可用甲紫溶液进行染色。(必修1 P116正文)(√)
5.解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分离开。(必修1 P116正文)(√)
【精练提素养】
1.下列关于洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察的叙述,不正确的是(　　)
A.甲过程所用的解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制而成的
B.乙过程的主要目的是洗去药液,防止解离过度
C.在显微镜下可以看到一个细胞连续分裂的过程
D.在低倍镜下找到分生区细胞后,可以换用高倍镜继续观察
【解析】选C。据图分析,甲过程表示解离,所用的解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精等比例配制而成的,A正确;乙过程是漂洗,主要目的是洗去解离液,防止解离过度,B正确;解离后,细胞已经被杀死,所以不可能看到一个细胞连续分裂的过程,C错误;在低倍镜下找到分生区细胞后,可以换用高倍镜继续观察,D正确。
【加固训练】
(2024·浙江1月卷)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞,如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述,正确的是(　　)
A.细胞①处于间期,细胞核内主要进行DNA复制和蛋白质合成
B.细胞②处于中期,染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2
C.细胞③处于后期,同源染色体分离并向细胞两极移动
D.细胞④处于末期,细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
【解析】选B。①处于分裂前的间期,细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,并且细胞有适度的生长,但蛋白质的合成不在细胞核,而在核糖体,A错误;②处于分裂中期,染色体已在间期复制完成,因此染色体数目没有改变,但一条染色体上有两条染色单体,一条染色体上有两个核DNA分子,染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2,B正确;③处于分裂后期,有丝分裂不会出现同源染色体分离的情况,C错误;④处于分裂末期,题目观察的是洋葱根尖细胞,植物细胞分裂末期的特点之一是在赤道板的位置出现细胞板,细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁,动物细胞末期是细胞膜向内凹陷将细胞一分为二,D错误。
2. 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)体外培养小鼠的成纤维细胞(2n=20),对同一个细胞的分裂过程进行连续观察,得到的部分图像如下。下列说法错误的是(　　)
A.制作该装片的过程为解离、漂洗、染色、制片
B.图②③④属于成纤维细胞的一个细胞周期
C.DNA复制和中心粒倍增发生在间期
D.图②细胞中含40条姐妹染色单体
【解析】选A、B、D。由题干可知,图示为一个细胞的持续分裂过程, 该细胞是活细胞,制作该装片的过程不能解离,因为解离会使细胞死亡,A错误;一个完整细胞周期应该是先间期再分裂期,所以①②③属于一个细胞周期,B错误;细胞的分裂间期发生DNA复制和中心粒倍增,C正确;图②细胞属于分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,细胞中没有姐妹染色单体存在,D错误。
【体验高考真题溯源】
1.(2022·广东卷)→(必修1 P117讨论T1、T2)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(　　)
A.根尖解离后立即用龙胆紫(甲紫)溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
【教考融通】
考题依托教材讨论,考查了实验部分步骤、显微镜的操作、物像的寻找等知识,主要集中在实验目的、操作流程及注意事项等。
【解析】选C。根尖解离后需要先漂洗,洗去解离液后再进行染色,以防解离过度,A错误;将已经染色的根尖置于载玻片上,加一滴清水后,用镊子尖将根尖弄碎,盖上盖玻片后需要用拇指轻轻按压盖玻片,使细胞分散开,再进行观察,B错误;在低倍镜下找到分生区细胞后,再换用高倍镜进行观察,此时为使视野清晰,需要用细准焦螺旋进行调焦,C正确;据图可知,图示中期细胞位于视野左上方,故需要向左上方移动装片将处于分裂中期的细胞移至视野中央,D错误。
【加固训练】
(2022·湖南卷)→(必修1 P117讨论T1、2)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
【教考融通】
考题依托教材讨论,考查了染色体、核DNA分子的数目、中期时长的计算等知识,是对教材知识的拓展。
【解析】选B。本题考查根尖细胞有丝分裂实验及各时期特点。题图为洋葱根尖细胞的有丝分裂图,有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象,A错误;b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,此时期细胞中染色体数与体细胞相同,为8对(16条),但核DNA分子加倍为32个,B正确;各时期细胞数目所占比例与其在分裂周期中所占时间呈正相关,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错误;分裂间期时进行DNA分子复制,若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,细胞将停滞在分裂间期,故分裂间期细胞所占比例升高,D错误。
【深研教材预测高考】
2.(必修1 P116探究·实践【改编】)下列关于观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂实验的操作与效果的叙述,正确的是(　　)
A.遗漏了解离过程,可能无法清晰地观察到分生区细胞
B.遗漏了漂洗过程,可能无法清晰地观察到纺锤体
C.延长染色的时间,可以更好地观察染色体的形态
D.发现分裂中期的细胞,适当等待可观察到分裂后期细胞的出现
【解析】选A。遗漏了解离过程,这样细胞不能彼此分离,即相互重叠,因此实验结果很可能是无法清晰地观察到分生区细胞,A正确;漂洗的作用是洗去解离液,便于染色,因此遗漏了漂洗过程,很可能无法清晰地观察到染色体,B错误;延长染色的时间,会导致其他部位也被染成深色,无法分辨染色体,C错误;细胞经过解离,已经死亡,发现分裂中期的细胞,该细胞不能继续分裂,也就不能观察到分裂后期细胞的出现,D错误。
3.(必修1 P117图【改编】)真核生物的细胞周期包括分裂间期和分裂期。在分裂期,姐妹染色单体分离的机制如图所示,当“粘连”一对姐妹染色单体的粘连蛋白被分离酶切割后,姐妹染色单体分开,成为两条染色体。研究发现,细胞中的P蛋白会抑制分离酶发挥作用。下列叙述错误的是(　　)
A.分裂间期经历的时间长于分裂期,间期为细胞进入分裂期做物质准备
B.粘连蛋白可能在间期合成,消失于有丝分裂后期
C.若有丝分裂前期纺锤丝未形成,则分离酶不能发挥作用
D.在有丝分裂前、中期,P蛋白发挥着抑制分离酶的作用
【解析】选C。分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,为细胞进入分裂期做物质准备,时间远长于分裂期,A正确;粘连蛋白属于着丝粒的一部分,可能在间期合成,消失于有丝分裂后期,B正确;分离酶作用的对象是着丝粒中的粘连蛋白,而不是纺锤丝,若有丝分裂前期纺锤丝未形成,则分离酶能发挥作用,C错误;有丝分裂后期,当“粘连”一对姐妹染色单体的粘连蛋白被分离酶切割后,姐妹染色单体分开,因此在有丝分裂前、中期,P蛋白发挥着抑制分离酶的作用,D正确。(共27张PPT)
核心素养测评
第三单元　第16讲　细胞的增殖
(20分钟　32分)
【基础过关练】
1.(2分)如图表示细胞周期,下列叙述错误的是 (　　)
A.按箭头所示方向a→a或b→b表示一个细胞周期
B.染色体的平均分配发生于a→b段
C.治疗癌症的途径之一是用药物抑制DNA的复制和
有关蛋白质的合成,从而将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段
D.细胞中DNA含量的加倍是在b→a段,该阶段可能存在染色体变异
√
【解析】选A。分析题图可知,按箭头所示方向b→b表示一个细胞周期,A错误;a→b段表示分裂期,后期染色体平均分配,B正确;b→a段表示分裂间期,该时期DNA分子完成复制,含量加倍,染色体可能发生变异,将癌细胞的细胞周期阻断在分裂间期是治疗癌症的途径之一,C、D正确。
2.(2分)某生物兴趣小组用入侵植物南美蟛蜞菊的浸提液处理蚕豆根尖48 h
后发现:与未处理组相比,在处理组根尖分生组织的分裂期细胞中,后期和末
期的细胞数目相对较少。据此推测浸提液最可能抑制蚕豆根尖分生组织细
胞的 (　　)
A.DNA的复制 B.纺锤体的形成
C.细胞板的形成 D.核膜的重新形成
√
【解析】选B。若DNA的复制受抑制,则分裂间期的细胞数目会变多,题干信息没有体现这点,A不符合题意;南美蟛蜞菊的浸提液使后期和末期的细胞数目变少,说明大多数细胞被阻断在分裂的前期和中期,所以最可能是抑制了纺锤体的形成,B符合题意;若细胞板或核膜的形成受抑制,则细胞停留在后期和末期的数目应该较多,C、D不符合题意。
3.(2分)(2024·江西卷)某植物中,T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤
体伸长的时间和长度都明显减少,从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是
(　　)
A.T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体
B.T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列
C.T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍
D.T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动
√
【解析】选B。本题主要考查有丝分裂不同时期的特点。T基因突变影响的是后期纺锤体伸长的时间和长度,纺锤体的形成是在前期,因此T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体,A正确;染色体着丝粒排列在赤道板上是中期的特点,因此T基因突变染色体着丝粒可以在赤道板上排列,B错误;着丝粒是自动分裂的,不需要依靠纺锤丝的牵拉,因此T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍,C正确;T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少,进而影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动,D正确。
4.(2分)微丝是一种细胞骨架,动物细胞增殖过程中,核膜形成后,微丝组成收
缩环,收缩环不断收缩最终细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述,正确的是 (　)
A.收缩环的成分是纤维素和果胶,推动细胞膜向内凹陷
B.纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关
C.在动物细胞中收缩环组装和星射线消失是在同一时期
D.推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现微丝
√
【解析】选C。微丝是一种细胞骨架,细胞骨架的成分为纤维蛋白;微丝组成收缩环,可见收缩环的成分是纤维蛋白,A错误。题意显示,中心体参与纺锤体的形成,收缩环的形成与中心体无关,B错误。在动物细胞中收缩环组装(有丝分裂末期)和星射线消失(有丝分裂末期)是在同一时期,C正确。蛙的红细胞在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化,所以叫作无丝分裂,细胞无丝分裂的过程比较简单,一般是细胞核先延长,核的中部向内凹陷,缢裂成为两个细胞核;接着, 整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞;蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝,但会出现微丝,D错误。
5.(2分)如图1所示为某二倍体动物的一个处于分裂期的细胞,图2、3为该生
物细胞分裂过程中染色体数和核DNA数关系的部分图像(每图只呈现虚线
内的图像)。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.图1所示细胞中含有2个染色体组,8条染色体
B.图1所示细胞的赤道板位置即将形成细胞板
C.图2能表示有丝分裂的前期和中期
D.图3所示时期出现了着丝粒分裂的现象
√
【解析】选D。图1所示细胞中含有4个染色体组,8条染色体,A错误;图1所示细胞为动物细胞,动物细胞有丝分裂过程中不出现细胞板,B错误;图2中染色体数/核DNA数=1,说明无姐妹染色单体,而有丝分裂前期和中期均含有姐妹染色单体,C错误;图3中染色体数/核DNA数的值由0.5变为1,说明图3所示时期出现了着丝粒分裂导致染色体数目加倍的现象,D正确。
6.(2分)某同学制作并观察洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片时得到了如下的
实验结果,下列说法中正确的是 (　　)
A.制作临时装片时染色时间越长,染色效果越好
B.①细胞中的染色体和核DNA数目是④细胞的两倍
C.细胞周期中各时期的顺序是③→⑤→④→①→②
D.图中分裂间期的细胞数量不多,是因为洋葱根尖处于旺盛的分裂阶段
√
【解析】选C。染色时间过长会使细胞过度染色,影响观察,A错误;①细胞处于有丝分裂后期,④细胞处于有丝分裂中期,①细胞染色体数目是④的两倍,但核DNA数目相同,B错误;细胞周期中各时期顺序为间期③→前期⑤→中期④→后期①→末期②,C正确;分裂间期在细胞周期中占比大,图中间期细胞数量不多是因为取材等问题,不是根尖处于旺盛的分裂阶段,D错误。
【知识纵横】洋葱在实验中的“一材多用”
取材部位 实验名称 取材原因
叶 鳞片叶 植物细胞的质壁分离和复原 外表皮细胞含紫色大液泡
使用高倍显微镜观察细胞的多样性 细胞较大,外表皮细胞有大液泡,内表皮细胞有明显的细胞核
管状叶 绿叶中色素的提取和分离 色素含量多
根 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 材料易得,且分生区细胞分裂能力强,易于观察
7.(2分)(2026·盘锦模拟)液泡化的植物细胞有丝分裂时,细胞中形成细胞质丝,
细胞核从细胞的边缘通过细胞质丝移动到细胞中央。成膜粒出现在某些细
胞质丝中,后扩展成一个平面形成成膜体并逐步形成新的细胞壁,进而完成
细胞质分裂,过程如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.细胞质丝的出现和消失具有周期性
B.成膜体形成于分裂期,主要由核糖体参
与构建
C.图示过程有利于保证染色体的平均分配
D.诱导成熟植物细胞表现全能性时会出现图示过程
√
【解析】选B。细胞质丝出现在有丝分裂的过程中,有丝分裂结束后细胞质丝会消失,因此细胞质丝的出现和消失具有周期性,A正确;高尔基体参与植物细胞壁的形成,图中成膜体逐步形成新的细胞壁,因此成膜体的形成与高尔基体有关,B错误;图示中细胞核均等分裂,能保证染色体的平均分配,C正确;诱导成熟植物细胞表现全能性时需要经过有丝分裂、分化等过程,会出现图示过程,D正确。
【方法规律】“三看法”界定动植物细胞有丝分裂的图像
【思维进阶练】
8.(3分) 【不定项】(2026·赤峰模拟)小明同学观察马蛔虫(2n=4)细胞分裂过
程时,绘制了如下三幅图。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.图1中结构1最终解螺旋,变成细长的染色质丝
B.图1由中心粒发出纺锤丝形成了纺锤体
C.图1与图2细胞中染色体数目之比为1∶2,
染色单体数目之比为1∶1
D.图1和图2分别对应图3中的d和a时期
√
√
√
【解析】选A、B、C。图1中结构1为纺锤体,是由中心粒发出星射线形成的,解螺旋形成染色质丝的应该是染色体,A、B错误。图1细胞中有4条染色体,8条染色单体,图2细胞中有8条染色体,没有染色单体,C错误。图1含有同源染色体,且着丝粒都排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,图2含有同源染色体,且着丝粒分裂,处于有丝分裂后期。图3 a中染色体与核DNA之比为1∶1,且染色体数目是体细胞的2倍,表示有丝分裂后期;d中染色体∶核DNA=1∶2,表示有丝分裂前期和中期;c中染色体与核DNA之比为1∶1,表示有丝分裂末期结束形成的子细胞及间期DNA复制前的细胞,D正确。
9.(3分) 【不定项】(2025·黑河模拟)根据最新的研究资料,KIF18A驱动蛋白
是纺锤体微管蛋白中的主要蛋白质。下图是KIF18A在有丝分裂部分过程作
用图解。下列关于细胞分裂与驱动蛋白的叙述,正确的是 (　　)
A.KIF18A在低等植物细胞有丝分裂前期由中心体大量合成
B.KIF18A的运动使染色体着丝粒分裂,染色单体分开
C.KIF18A通过调控染色体运动影响赤道板的形成
D.KIF18A抑制剂会阻止细胞正常进入有丝分裂中期
√
【解析】选D。根据题干信息可知,KIF18A的化学本质是蛋白质,在细胞中由核糖体合成,A错误;细胞分裂过程中,染色体着丝粒的分裂是由相关酶的催化完成,根据题干信息可知,KIF18A是构成纺锤体的主要蛋白质,负责在细胞中牵引染色体的移动,并不是使染色体着丝粒分裂,B错误;赤道板不是真实存在的结构,有丝分裂过程中无赤道板的形成,C错误;结合题干信息与图片信息可得,KIF18A抑制剂会导致染色体整齐排列受到阻碍,从而无法进入分裂中期,D正确。
10.(12分)有丝分裂是常见的真核细胞分裂方式,科研人员对有丝分裂过程及
细胞中线粒体的分配机制进行了研究。图1、2为某动物细胞有丝分裂相关
模型。
(1)(5分)图1中,中心体复制的时期为______(填字母)。图1中b、e图的染色体
数目分别为_________,图1中a、e分别对应图2中_____________段。
　b　
　4、8　
　BC、DE　
【解析】(1)图1中,中心体复制的时期为间期b。根据图a可知,细胞中共有4条染色体,b间期细胞中含有4条染色体,e有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,为8条;图1中a前期(有染色单体)、e后期(无染色单体)分别对应图2中BC、DE段。
(2)(2分)细胞进入有丝分裂后,蛋白D变为激活状态且会结合到线粒体的特
定位置,随后观察到线粒体数量增加。据此推测,激活的蛋白D的作用是
_____________________。
【解析】(2)根据题目信息,蛋白D变为激活状态且会结合到线粒体的特定位
置,随后观察到线粒体的数量增加,说明激活的蛋白D的作用是促进线粒体的
分裂。
　促进线粒体的分裂　
(3)(5分)科研人员用细胞松弛素(可抑制细胞骨架的形成)处理分裂期的细胞
并染色,与未处理的正常细胞比较,可观察到线粒体分布情况如图3。
ⅰ.图3显示_______________________________________________________,
这说明细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布。
　对照组的细胞线粒体均匀分布,实验组的细胞线粒体集中分布　
ⅱ.已有研究表明肌动蛋白M19上有细胞骨架和线粒体膜蛋白的结合位点。为探究细
胞骨架与线粒体分配的关系,科研人员抑制M19的结构与功能,检测细胞骨架和线粒体
分布情况。
a.细胞骨架不能形成正确的“绳索状结构”
b.细胞骨架正常形成“绳索状结构”
c.线粒体分布与细胞松弛素未处理组相同
d.线粒体分布与细胞松弛素处理组相同
若发现_________(填字母),结合ⅰ的结果,可说明细胞分裂时线粒体的分配机制应为:
M19将线粒体锚定在细胞骨架上,且细胞骨架形成“绳索状结构”以保证线粒体的均匀
分布,最终较为均等地分配至子代细胞中。
　a、d　
【解析】(3)ⅰ.依据题干信息可知,细胞松弛素可抑制细胞骨架的形成,实验的自变量为是否用细胞松弛素处理,因变量是线粒体的分布情况。依据图3,对照组(没有使用细胞松弛素处理)的细胞线粒体均匀分布,而实验组(使用细胞松弛素处理)的细胞线粒体集中分布,说明细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布。
ⅱ.ⅰ的结果为细胞骨架保证了有丝分裂过程中线粒体的正确分布,若细胞分裂时线粒体的分配机制是M19将线粒体锚定在细胞骨架上,且细胞骨架形成“绳索状结构”,以保证线粒体的均匀分布,最终较为均等地分配至子代细胞中,M19的结构和功能被抑制后,对应的实验现象应为:M19不能保证细胞骨架和线粒体膜蛋白的结合位点结合,进而不能形成正确的“绳索状结构”,线粒体的分布与细胞松弛素处理组类似,a、d符合题意。(共56张PPT)
第三单元　细胞的生命历程
第16讲　细胞的增殖
考点一　细胞周期与动植物细胞有丝分裂过程
考点二　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
从教材走向高考
【课标要求】
1.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。
2.制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片,或观察其永久装片。
考点一　细胞周期与动植物细胞有丝分裂过程
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.细胞增殖:
2.细胞周期:
(1)模式图:
(2)四种常用表示方法:
　(3)各时期特点:
时期 分裂图像 特点
植物细胞 动物细胞
分裂间期 ①完成________________和________
______的合成;
②细胞有适度的_____
前期 ①染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为________;
②核仁逐渐解体,______逐渐消失;
③纺锤体形成
DNA分子的复制
有关蛋
白质
生长
染色体
核膜
时期 分裂图像 特点
植物细胞 动物细胞
中期 纺锤丝(或星射线)牵引着________运动,使每条染色体的________排列在赤道板上
后期 ①着丝粒分裂,______________分开;
②子染色体_________
末期 ①染色体变成__________;
②________逐渐消失,出现新的____
__________,形成两个新的细胞核
染色体
着丝粒
姐妹染色单体
移向两极
染色质丝
纺锤体
核
膜、核仁
3.动植物细胞有丝分裂的主要区别:
时期 间期 前期 末期
高等 植物 细胞 无中心体的倍增 由细胞两极发出的纺锤丝构成纺锤体
细胞中部形成细胞板,扩展形成新细胞壁,分裂成两个子细胞
时期 间期 前期 末期
动物 细胞 有中心体的倍增(包括低等植物) 两组中心粒发出星射线构成纺锤体(包括低等植物)
细胞膜从细胞的中部向内凹陷,把细胞缢裂成两部分
4.无丝分裂:
【多维赋能】
1.与细胞周期有关的细胞器:
细胞器 所在细胞类型 作用时期 生理作用
核糖体 动植物细胞 整个时期 合成蛋白质
中心体 动物、低等植物细胞 _____ 与纺锤体的形成有关
前期
细胞器 所在细胞类型 作用时期 生理作用
高尔基体 动植物细胞 末期 在动物细胞中主要将蛋白质再次处理;在植物细胞中参与细胞壁的形成
线粒体 动植物细胞 _________ 提供能量
整个时期
2.细胞周期中的“加倍”:
【自测强化】
1.有丝分裂前的间期进行DNA复制。(2024·北京卷,5C)( )
2.动物细胞有丝分裂DNA总量在分裂后期减半。(2023·河北卷,2C)( )
分析:有丝分裂的分裂后期着丝粒分裂,但DNA含量不变。
3.有丝分裂过程中,核膜和核仁周期性地消失和重现。(2021·河北卷,2A)( )
4.植物细胞有丝分裂前期,核DNA已完成复制且染色体数目加倍。( )
分析:植物细胞有丝分裂前期,核DNA完成复制,但染色体数目不变。
√
×
√
×
5.高等动物胚胎干细胞分裂过程中,中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期。( )
分析:中心体复制发生在分裂前的间期,染色体组数加倍发生在有丝分裂后期。
×
【精研强思维】
【思维探究】
　图甲、乙为两幅不同生物细胞有丝分裂模式图,图丙表示有丝分裂过程中某一时期细胞中染色体(a)、染色单体(b)和核DNA(c)的数量关系。
(1)(生命观念)图甲表示高等________(填“动物”或“植物”)细胞,判断的理由是什么
提示:植物　具有细胞壁;无中心体,从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。
(2)(生命观念)图乙表示________(填“植物”或“动物”)细胞有丝分裂的________期,此时期细胞内发生的主要变化是什么
提示:动物　后　着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,在星射线牵引下移向细胞两极。
(3)(生命观念)图丙与图________(填“甲”或“乙”)相对应,判断的依据是什么
提示:甲　图丙中细胞染色体数为4,染色单体数为8,核DNA数为8,可表示处于(G2期和)有丝分裂前期、中期的细胞;图乙中每条染色体上的DNA含量为1,图甲中每条染色体上的DNA含量为2。
【思维建构】
　“模型法”分析有丝分裂过程
1.应用物理模型分析染色体形态、行为变化:
2.应用数学模型分析核DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化:
(1)图1、图4中表示DNA分子复制的时段分别为a→b、p→q。
(2)图2、3、4中表示着丝粒分裂的时段分别为g→h、n→o、r→s。
(3)c→d和r→s的变化相似,但时期不同,前者表示有丝分裂末期染色体平均分配,后者表示有丝分裂后期着丝粒分裂。
(4)染色单体数在细胞周期中的起点为0,终点也为0。
(5)细胞周期中染色体、染色单体及核DNA三者之间的数量关系:
①当有染色单体存在时,染色体数∶染色单体数∶核DNA数=1∶2∶2。
②当无染色单体存在时,染色体数∶核DNA数=1∶1。
3.应用数学模型分析染色体数与核DNA数比值的变化:
图中BC(GH)段表示S期DNA的复制,染色单体形成,CD(HI)段表示含有姐妹染色单体的时期,即G2期、有丝分裂前期和中期,DE(IJ)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂,染色单体消失。
4.应用数学模型分析柱状图:
(1)根据染色单体变化判断各时期。
(2)根据比例关系判断各时期。
【精练提素养】
1.(2023·辽宁卷)下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是(　　)
A.②时期,细胞核的变化与高等动物细胞相同
B.③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上
C.④时期,非同源染色体自由组合
D.⑤时期,细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
√
【解析】选B。②时期已经完成了DNA的复制,相当于高等动物的有丝分裂前期,但图中还能观察到核膜,高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失,A错误;由图可知,③时期,染色体的着丝粒排列在赤道板上,相当于高等动物有丝分裂中期,B正确;④时期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞的两极,C错误;⑤时期,细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同,都是直接从细胞中央缢开,D错误。
2. 【不定项】(2026·锦州模拟)如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法错误的是(　　)
A.若纵坐标表示一条染色体中DNA
的含量,则c → d过程细胞中核DNA的含量不变
B.若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量,则e点时一条染色体中DNA的含量与a点不同
C.若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则a → c过程染色体数目不变
D.若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量,则a → c过程染色体数目不变
√
√
【解析】选B、D。若纵坐标表示一条染色体中DNA含量,则c → d过程表示有丝分裂后期,着丝粒分裂,每条染色体上的DNA含量由2个变成1个,但细胞中DNA含量不变,A正确;若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量,e点与a点时,每条染色体都含有1个DNA,B错误;若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则a→c过程表示有丝分裂前的间期、前期和中期,该过程中染色体数目不变,C正确;若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量,则a→c过程表示有丝分裂前的间期、有丝分裂前期、中期、后期和末期,在后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,D错误。
【加固训练】
　(2024·湖北卷)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1),出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响,实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　)
A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽
B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同
D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路
√
【解析】选A。本题主要考查了细胞增殖及其影响因素。细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,由题干“出芽与核DNA复制同时开始”可知,芽殖酵母在细胞分裂间期开始出芽,A错误;由图2可知,基因甲可提高芽殖酵母的最大分裂次数,敲除基因乙和溶液丙处理可降低芽殖酵母的最大分裂次数,而一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡,由此可见基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命,并且此项研究也为延长细胞生命周期的研究提供了新思路,B、D正确;芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖,无性繁殖不会改变染色体的数目,C正确。
考点二　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.实验原理:
2.实验步骤:
【名师点睛】
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)=(处于该时期细胞数)/(观察细胞总数)×细胞周期(T)。
【多维赋能】
各操作步骤时间或力度要严格控制的原因
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__________、根尖过于酥软,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_________
过重 将组织压烂
解离过度
未分散开
【自测强化】
1.将染色后的洋葱根尖置于载玻片上,滴清水并盖上盖玻片即可观察染色体。(2025·黑吉辽内蒙古卷,11C)( )
分析:“制片”盖上盖破片,然后用拇指轻轻地按压盖玻片。因此,盖上盖玻片即可观察染色体是错误的。
2.观察根尖细胞有丝分裂时,所有细胞均为长方形且处于未分裂状态是由取材不当引起的。(2024·北京卷,14D)( )
×
√
3.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂。(2021·天津卷,6B)( )
4.制作洋葱根尖有丝分裂装片时可用甲紫溶液进行染色。(必修1 P116正文)( )
5.解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分离开。(必修1 P116正文)( )
√
√
√
【精练提素养】
1.下列关于洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察的叙述,不正确的是(　　)
A.甲过程所用的解离液是用
质量分数为15%的盐酸和体
积分数为95%的酒精配制而成的
B.乙过程的主要目的是洗去药液,防止解离过度
C.在显微镜下可以看到一个细胞连续分裂的过程
D.在低倍镜下找到分生区细胞后,可以换用高倍镜继续观察
√
【解析】选C。据图分析,甲过程表示解离,所用的解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精等比例配制而成的,A正确;乙过程是漂洗,主要目的是洗去解离液,防止解离过度,B正确;解离后,细胞已经被杀死,所以不可能看到一个细胞连续分裂的过程,C错误;在低倍镜下找到分生区细胞后,可以换用高倍镜继续观察,D正确。
【加固训练】
(2024·浙江1月卷)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞,如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述,正确的是(　　)
A.细胞①处于间期,细胞核内主要进行DNA复制和蛋白质合成
B.细胞②处于中期,染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2
C.细胞③处于后期,同源染色体分离并向细胞两极移动
D.细胞④处于末期,细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
√
【解析】选B。①处于分裂前的间期,细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,并且细胞有适度的生长,但蛋白质的合成不在细胞核,而在核糖体,A错误;②处于分裂中期,染色体已在间期复制完成,因此染色体数目没有改变,但一条染色体上有两条染色单体,一条染色体上有两个核DNA分子,染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2,B正确;③处于分裂后期,有丝分裂不会出现同源染色体分离的情况,C错误;④处于分裂末期,题目观察的是洋葱根尖细胞,植物细胞分裂末期的特点之一是在赤道板的位置出现细胞板,细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁,动物细胞末期是细胞膜向内凹陷将细胞一分为二,D错误。
2. 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)体外培养小鼠的成纤维细胞(2n=20),对同一个细胞的分裂过程进行连续观察,得到的部分图像如下。下列说法错误的是(　　)
A.制作该装片的过程为解离、漂洗、染色、制片
B.图②③④属于成纤维细胞的一个细胞周期
C.DNA复制和中心粒倍增发生在间期
D.图②细胞中含40条姐妹染色单体
√
√
√
【解析】选A、B、D。由题干可知,图示为一个细胞的持续分裂过程, 该细胞是活细胞,制作该装片的过程不能解离,因为解离会使细胞死亡,A错误;一个完整细胞周期应该是先间期再分裂期,所以①②③属于一个细胞周期,B错误;细胞的分裂间期发生DNA复制和中心粒倍增,C正确;图②细胞属于分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,细胞中没有姐妹染色单体存在,D错误。
从教材走向高考
【体验高考真题溯源】
1.(2022·广东卷)→(必修1 P117讨论T1、 T 2)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(　　)
A.根尖解离后立即用龙胆紫(甲紫)溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
√
【教考融通】
考题依托教材讨论,考查了实验部分步骤、显微镜的操作、物像的寻找等知识,主要集中在实验目的、操作流程及注意事项等。
【解析】选C。根尖解离后需要先漂洗,洗去解离液后再进行染色,以防解离过度,A错误;将已经染色的根尖置于载玻片上,加一滴清水后,用镊子尖将根尖弄碎,盖上盖玻片后需要用拇指轻轻按压盖玻片,使细胞分散开,再进行观察,B错误;在低倍镜下找到分生区细胞后,再换用高倍镜进行观察,此时为使视野清晰,需要用细准焦螺旋进行调焦,C正确;据图可知,图示中期细胞位于视野左上方,故需要向左上方移动装片将处于分裂中期的细胞移至视野中央,D错误。
【加固训练】
(2022·湖南卷)→(必修1 P117讨论T1、2)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
√
【教考融通】
考题依托教材讨论,考查了染色体、核DNA分子的数目、中期时长的计算等知识,是对教材知识的拓展。
【解析】选B。本题考查根尖细胞有丝分裂实验及各时期特点。题图为洋葱根尖细胞的有丝分裂图,有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象,A错误;b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,此时期细胞中染色体数与体细胞相同,为8对(16条),但核DNA分子加倍为32个,B正确;各时期细胞数目所占比例与其在分裂周期中所占时间呈正相关,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错误;分裂间期时进行DNA分子复制,若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,细胞将停滞在分裂间期,故分裂间期细胞所占比例升高,D错误。
【深研教材预测高考】
2.(必修1 P116探究·实践【改编】)下列关于观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂实验的操作与效果的叙述,正确的是(　　)
A.遗漏了解离过程,可能无法清晰地观察到分生区细胞
B.遗漏了漂洗过程,可能无法清晰地观察到纺锤体
C.延长染色的时间,可以更好地观察染色体的形态
D.发现分裂中期的细胞,适当等待可观察到分裂后期细胞的出现
√
【解析】选A。遗漏了解离过程,这样细胞不能彼此分离,即相互重叠,因此实验结果很可能是无法清晰地观察到分生区细胞,A正确;漂洗的作用是洗去解离液,便于染色,因此遗漏了漂洗过程,很可能无法清晰地观察到染色体,B错误;延长染色的时间,会导致其他部位也被染成深色,无法分辨染色体,C错误;细胞经过解离,已经死亡,发现分裂中期的细胞,该细胞不能继续分裂,也就不能观察到分裂后期细胞的出现,D错误。
3.(必修1 P117图【改编】)真核生物的细胞周期包括分裂间期和分裂期。在分裂期,姐妹染色单体分离的机制如图所示,当“粘连”一对姐妹染色单体的粘连蛋白被分离酶切割后,姐妹染色单体分开,成为两条染色体。研究发现,细胞中的P蛋白会抑制分离酶发挥作用。下列叙述错误的是(　　)
A.分裂间期经历的时间长于分裂期,间期为细胞进入分裂期做物质准备
B.粘连蛋白可能在间期合成,消失于有丝分裂后期
C.若有丝分裂前期纺锤丝未形成,则分离酶
不能发挥作用
D.在有丝分裂前、中期,P蛋白发挥着抑制分离酶的作用
√
【解析】选C。分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,为细胞进入分裂期做物质准备,时间远长于分裂期,A正确;粘连蛋白属于着丝粒的一部分,可能在间期合成,消失于有丝分裂后期,B正确;分离酶作用的对象是着丝粒中的粘连蛋白,而不是纺锤丝,若有丝分裂前期纺锤丝未形成,则分离酶能发挥作用,C错误;有丝分裂后期,当“粘连”一对姐妹染色单体的粘连蛋白被分离酶切割后,姐妹染色单体分开,因此在有丝分裂前、中期,P蛋白发挥着抑制分离酶的作用,D正确。

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