第四單元 細胞的生命歷程

PAGE第54頁共75頁第四單元eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(細胞的生命歷程))第一講細胞的增殖知識點一細胞的生長和細胞周期[系統(tǒng)主干知識]1．細胞增殖(1)概念：細胞以分裂的方式增加細胞數(shù)量的過程，包括物質(zhì)準備和細胞分裂整個連續(xù)的過程。(2)意義：是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。2．細胞周期3．無絲分裂[聚焦關(guān)鍵微點]一、澄清概念——教材關(guān)鍵語句理解透多細胞生物體體積的增大，既靠細胞生長增大細胞體積，還要靠細胞分裂增加細胞數(shù)量。連續(xù)分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，為一個細胞周期。(1)同一生物體器官的大小主要取決于細胞數(shù)量的多少。(√)(2)同一生物的不同組織細胞都具有細胞周期。(×)(3)任何具有分裂能力的細胞都具有細胞周期。(×)(4)洋蔥的表皮細胞比分生區(qū)細胞的增殖周期長。(×)(5)人體所有細胞的細胞周期持續(xù)時間相同。(×)二、科學思維——教材活動、基本原理發(fā)掘好1．(教材必修1P111)下表是幾種細胞的細胞周期的持續(xù)時間(t/h)，據(jù)表分析：細胞類型分裂間期分裂期細胞周期蠶豆根尖分生區(qū)細胞15.32.017.3小鼠十二指腸上皮細胞13.51.815.3人的肝細胞21122人的宮頸癌細胞20.51.522(1)不同生物細胞的細胞周期持續(xù)時間相同嗎？同種生物的不同細胞的細胞周期持續(xù)時間相同嗎？提示：都不一定相同。(2)顯微鏡下觀察某植物組織的有絲分裂時，大部分細胞處于分裂間期，為什么？提示：細胞周期中，分裂間期所占的時間長，分裂期所占的時間短。因此觀察細胞所處時期時，大部分細胞都處于分裂間期。(3)若要觀察細胞的有絲分裂，你會選擇哪種細胞？說明理由。提示：選擇小鼠十二指腸上皮細胞，原因是其細胞周期中分裂期所占時間相對較長。(4)所有細胞都有細胞周期嗎？提示：①只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，如植物形成層細胞、根尖分生區(qū)細胞、動物皮膚生發(fā)層細胞。②高度分化的細胞，如神經(jīng)細胞、表皮細胞等沒有細胞周期。③發(fā)生減數(shù)分裂的細胞無細胞周期。2．(教材P115“思維訓練”拓展)將一塊3cm×3cm×6cm的含酚酞的瓊脂塊切成三塊邊長分別為1cm、2cm、3cm的正方體。將3塊瓊脂塊放在裝有NaOH溶液的燒杯內(nèi)，淹沒浸泡10min。據(jù)此思考下列問題：(1)在相同時間內(nèi)，NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴散的深度基本相同，說明了什么問題？提示：說明NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)“擴散的速率”是相同的。(2)大多數(shù)細胞和微生物邊長不到0.01cm。擴散作用與細胞大小之間的關(guān)系是什么？提示：隨著細胞體積的變大，其表面積與體積之比就越小，單位體積內(nèi)分配到的表面積越來越小，擴散作用的效率越低。(3)分析細胞大小的微小變化會對細胞活動產(chǎn)生很大影響的原因。提示：細胞大小的微小變化就會引起表面積與體積之比發(fā)生改變，對細胞營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的擴散產(chǎn)生很大影響，甚至直接影響細胞生命活動的正常進行。[深化拓展提能]1．細胞周期4種常用表示方法2．與細胞周期相聯(lián)系的知識(1)基因突變：在細胞分裂間期的S期，DNA復制時容易受到內(nèi)外因素的干擾而發(fā)生差錯，即發(fā)生基因突變。(2)染色體變異：在細胞分裂期的前期，秋水仙素或低溫都可抑制紡錘體的形成，引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，繼續(xù)進行有絲分裂，可出現(xiàn)多倍體植株。(3)細胞癌變：用藥物作用于癌細胞，在分裂間期，DNA不能復制，可抑制癌細胞的增殖。(4)免疫：在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的B細胞將進入細胞周期迅速分裂，使細胞周期縮短。[題點全訓過關(guān)]題點圍繞細胞周期，考查理解能力[典例](2017·全國卷Ⅲ)利用一定方法使細胞群體處于細胞周期的同一階段，稱為細胞周期同步化。以下是能夠?qū)崿F(xiàn)動物細胞周期同步化的三種方法?；卮鹣铝袉栴}：(1)DNA合成阻斷法：在細胞處于對數(shù)生長期的培養(yǎng)液中添加適量的DNA合成可逆抑制劑，處于________期的細胞不受影響而繼續(xù)細胞周期的運轉(zhuǎn)，最終細胞會停滯在細胞周期的________期，以達到細胞周期同步化的目的。(2)秋水仙素阻斷法：在細胞處于對數(shù)生長期的培養(yǎng)液中添加適量的秋水仙素，秋水仙素能夠抑制________________，使細胞周期被阻斷，即可實現(xiàn)細胞周期同步化。經(jīng)秋水仙素處理的細胞_______(填“會”或“不會”)被阻斷在間期。(3)血清饑餓法：培養(yǎng)液中缺少血清可以使細胞周期停滯在間期，以實現(xiàn)細胞周期同步化。分裂間期的特點是_________________________________(答出1點即可)。[解析](1)DNA復制發(fā)生在細胞分裂間期，添加適量的DNA合成可逆抑制劑后，DNA合成被阻斷，使細胞停滯于間期(S期)，而處于分裂期的細胞暫時不受影響。(2)秋水仙素通過抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，從而阻斷細胞周期，而紡錘體形成于分裂前期，因此經(jīng)秋水仙素處理的細胞不會被阻斷在間期。(3)分裂間期的特點是完成DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為分裂期進行活躍的物質(zhì)準備，同時細胞有適度的生長。[答案](1)分裂間(或答S)(2)紡錘體形成不會(3)完成DNA復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為分裂期準備物質(zhì)eq\a\vs4\al([歸納拓展])利用DNA合成抑制劑實現(xiàn)細胞周期的同步化(1)假設(shè)一個細胞周期時長＝G1＋S＋G2＋M＝10＋7＋3.5＋1.5＝22(h)。(2)向細胞的培養(yǎng)液中加入過量的DNA合成抑制劑，處于S期的細胞立刻被抑制。(3)再培養(yǎng)G2＋M＋G1＝3.5＋1.5＋10＝15(h)，則處于G2、M、G1期的細胞都將被抑制在G1/S期交界處。(4)除去抑制劑，更換新鮮培養(yǎng)液，細胞將繼續(xù)沿細胞周期運行，運行時間既要保證處于G1/S期交界處的細胞經(jīng)過S期(7h)進入G2期，又要保證處于S期的細胞不能再次進入S期，即運行時間應(yīng)控制在7～15h。(5)再加入DNA合成抑制劑，則可實現(xiàn)全部細胞都被阻斷在G1/S期交界處，實現(xiàn)細胞周期同步化。[對點訓練]1．(2020·浙江1月選考)下列關(guān)于用不同方法處理與培養(yǎng)小鼠骨髓細胞的敘述，正確的是()A．用缺乏營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)液培養(yǎng)，會使M期細胞減少B．用蛋白質(zhì)合成抑制劑處理，不影響G1期細胞進入S期C．用促進細胞分裂的試劑處理，G2期細胞中染色體數(shù)目增加D．用僅含適量3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷的培養(yǎng)液培養(yǎng)，S期細胞的數(shù)量增加解析：選A在缺乏營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)細胞，DNA的復制和蛋白質(zhì)合成受到抑制，可得到大量的G1期細胞，會使M期細胞減少，A正確；用蛋白質(zhì)合成抑制劑處理G1期細胞會影響蛋白質(zhì)的合成，進而影響細胞進入S期，B錯誤；G2期為DNA分子復制后，已經(jīng)完成DNA分子的復制，因此細胞的核DNA含量已增加一倍，但染色體數(shù)目并沒有改變(有絲分裂后期因為著絲粒的分裂，染色體數(shù)目加倍)，C錯誤；用僅含適量3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷的培養(yǎng)液培養(yǎng)，缺少其他的脫氧核苷酸，則S期DNA復制受阻，S期細胞的數(shù)量減少，D錯誤。2．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·河北卷，改編)細胞周期在調(diào)控因子的嚴格調(diào)控下沿著G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(細胞分裂期)四個階段有條不紊地運行。為了探究細胞周期運行的調(diào)控機制，研究人員取不同時期的細胞進行了融合實驗，獲得如下結(jié)果。下列推論錯誤的是()A．M期細胞中存在能誘導染色質(zhì)凝縮成染色體的調(diào)控因子B．S期細胞中存在能誘導染色質(zhì)DNA復制的調(diào)控因子C．將M期細胞和S期細胞融合，原M期細胞染色體DNA不會復制D．將M期細胞和S期細胞融合，原S期細胞中染色質(zhì)不會凝縮解析：選DM期和G1期細胞融合后，原G1期細胞中染色質(zhì)出現(xiàn)凝縮，說明M期細胞中存在能誘導染色質(zhì)凝縮成染色體的調(diào)控因子，A正確；S期和G1期細胞融合后，原G1期細胞核中DNA進行復制，說明S期細胞中存在能誘導染色質(zhì)DNA復制的調(diào)控因子，B正確；將M期細胞和S期細胞融合，由于M期細胞中染色體已經(jīng)高度螺旋，所以原M期細胞中染色體DNA不會復制，C正確；將M期細胞和S期細胞融合，由于M期細胞中存在能誘導染色質(zhì)凝縮成染色體的調(diào)控因子，所以原S期細胞中染色質(zhì)會發(fā)生凝縮，D錯誤。3．細胞周期是靠細胞內(nèi)部一系列精確調(diào)控實現(xiàn)的。在此過程中各種周期蛋白(Cyclin)與不同的蛋白激酶(Cdk)結(jié)合形成復合物，促進細胞進入下一個階段。如Cdk2CyclinE負責檢查G1到S期，檢查通過則細胞周期繼續(xù)進行，不通過則細胞進入G0期(不生長、不增殖)。不同時期細胞各種蛋白復合體的含量變化如圖，據(jù)圖分析錯誤的是()A．可設(shè)計藥物通過抑制CyclinE基因的表達來治療癌癥B．Cdk2CyclinA復合物可能與細胞內(nèi)DNA和中心體的復制有關(guān)C．若將G2期細胞與M期細胞融合，G2期細胞進入M期的時間會延后D．原癌基因表達的蛋白質(zhì)的功能與CdkCyclin復合物的功能類似解析：選C可設(shè)計藥物通過抑制CyclinE基因的表達進而抑制DNA的復制，最終來治療癌細胞增殖，A正確；Cdk2CyclinA復合物在S期含量達到高峰，因而可能與細胞內(nèi)DNA和中心體的復制有關(guān)，B正確；由于G2期細胞含Cdk1，周期蛋白CyclinB與蛋白激酶Cdk1結(jié)合形成復合物后，被激活的Cdk1促進細胞由G2期進入M期，所以G2期和M期細胞融合，則可促使G2期細胞進入M期，使其進入M期提前，C錯誤；原癌基因表達的蛋白質(zhì)的功能與CdkCyclin復合物的功能類似，使得細胞增殖，D正確。知識點二細胞的有絲分裂[系統(tǒng)主干知識]1．有絲分裂(以高等植物細胞為例)2．動植物細胞有絲分裂的主要區(qū)別[聚焦關(guān)鍵微點]一、澄清概念——教材關(guān)鍵語句理解透1．分裂間期主要完成DNA復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，分裂期是將復制后的染色體平均分到兩個子細胞中。(1)間期細胞核中的主要變化是DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。(×)(2)前期染色質(zhì)絲逐漸螺旋化形成了染色單體。(×)(3)有絲分裂后期，著絲粒分裂導致染色單體的數(shù)目加倍。(×)(4)在一個細胞周期中，DNA的復制和中心粒的倍增可能發(fā)生在同一時期。(√)(5)有絲分裂中染色體數(shù)目加倍和核DNA數(shù)目加倍不是發(fā)生在同一時期。(√)2．有絲分裂在細胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。(1)有絲分裂將DNA平均分配到兩個子細胞中。(×)(2)有絲分裂對于生物的遺傳有重要意義。(√)(3)染色體復制的實質(zhì)是DNA復制。(√)二、科學思維——教材活動、基本原理發(fā)掘好1．(教材必修1P112圖62)植物細胞有絲分裂的過程。(1)在有絲分裂過程中，染色體、紡錘體的出現(xiàn)和消失分別在什么時期？核膜、核仁的解體和重建分別在什么時期？提示：染色體、紡錘體：前期出現(xiàn)、末期消失；核膜、核仁：前期解體、末期重建。(2)染色單體形成于何時，消失于何時？什么時期存在染色單體？提示：染色單體形成于間期(染色體復制)，消失于后期(著絲粒分裂)。G2期、前期、中期存在染色單體。2．(教材必修1P112圖62)下圖為洋蔥根尖細胞有絲分裂顯微照片，請按照有絲分裂的過程排序________________________________________________________________________。提示：圖2、圖3、圖1、圖4、圖5[深化拓展提能]1．理清染色體、染色單體和核DNA的關(guān)系①當有染色單體(前、中期)時，染色體∶染色單體∶DNA＝1∶2∶2②當無染色單體(后、末期)時，染色體∶DNA＝1∶12．歸納細胞有絲分裂中相關(guān)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律細胞結(jié)構(gòu)變化規(guī)律紡錘體形成(前期)→消失(末期)核膜、核仁消失(前期)→重建(末期)中心體倍增(間期)→移向兩極(前期)→平均分配(末期)3．與有絲分裂有關(guān)的細胞器及其生理作用名稱生物類型作用時期生理作用核糖體動物、植物主要是間期合成相關(guān)蛋白質(zhì)線粒體動物、植物整個細胞周期提供能量高爾基體植物末期與細胞壁(板)的形成有關(guān)中心體動物、低等植物前期與紡錘體的形成有關(guān)[題點全訓過關(guān)]題點(一)圍繞有絲分裂的過程及特點，考查理解能力[典例1](2020·浙江7月選考)高等動物胚胎干細胞分裂過程中，發(fā)生在同一時期的是()A．核糖體的增生和環(huán)溝的形成B．染色體的出現(xiàn)和紡錘體的出現(xiàn)C．染色單體的形成和著絲粒的分裂D．中心體的復制和染色體組數(shù)的加倍[解析]高等動物胚胎干細胞進行的是有絲分裂。細胞周期中，核糖體增生發(fā)生在G1期，環(huán)溝形成于后期或末期。染色體和紡錘體均出現(xiàn)在前期。染色單體因為染色體復制而形成，發(fā)生在間期，著絲粒分裂發(fā)生在后期。中心體復制發(fā)生在間期，染色體組數(shù)加倍發(fā)生在后期。[答案]B[歸納拓展]歸納有絲分裂過程中的“加倍”成分或結(jié)構(gòu)時期原因DNA間期DNA復制染色體后期著絲粒分裂中心體間期中心粒倍增細胞核末期新核膜已經(jīng)形成，細胞質(zhì)尚未分裂[對點訓練]1．如圖表示二倍體真核生物細胞分裂過程中一條染色體的變化情況，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．這種變化發(fā)生在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中B．高等植物細胞中，d～e時期高爾基體的活動加強C．c～d時期，細胞中染色體數(shù)量加倍且都存在同源染色體D．染色體的這種行為變化保持了生物前后代遺傳性狀的穩(wěn)定性解析：選C染色體的復制和染色質(zhì)與染色體的變化發(fā)生在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中，A正確；高等植物細胞中，d～e時期出現(xiàn)細胞板，形成細胞壁，此時高爾基體的活動加強，B正確；c～d時期，發(fā)生在有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期，細胞中染色體數(shù)量加倍，有絲分裂后期存在同源染色體，但減數(shù)第二次分裂后期不存在同源染色體，C錯誤；染色體的這種行為變化保持了生物前后代遺傳性狀的穩(wěn)定性，D正確。2．(2021·沈陽四校聯(lián)考)下列關(guān)于細胞分裂各時期的敘述，正確的是()A．有核膜和核仁的時期，細胞內(nèi)的DNA聚合酶較為活躍，而RNA聚合酶不活躍B．染色體螺旋化程度達到最高的時期，細胞內(nèi)不一定有同源染色體，但一定有染色單體C．著絲粒數(shù)目加倍的時期，細胞內(nèi)的全部染色體數(shù)與全部DNA數(shù)之比為1∶1D．蛋白質(zhì)合成較旺盛的時期，紡錘體可由中心粒發(fā)出的星射線或者細胞兩極發(fā)出的紡錘絲形成解析：選B細胞分裂間期有核膜和核仁，間期主要完成DNA分子的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，此時細胞內(nèi)的DNA聚合酶與RNA聚合酶均較為活躍，A錯誤；中期染色體螺旋化程度達到最高，此時細胞內(nèi)一定有染色單體，但對于只含一個染色體組的單倍體而言，中期細胞沒有同源染色體，B正確；有絲分裂后期著絲粒數(shù)目加倍，該時期細胞內(nèi)染色體數(shù)與核DNA數(shù)之比為1∶1，但細胞質(zhì)中還有少量DNA，C錯誤；間期蛋白質(zhì)合成較旺盛，而紡錘體的形成發(fā)生在有絲分裂的前期，D錯誤。題點(二)借助有絲分裂的圖像，考查識圖能力[典例2](2021·河南省百校聯(lián)盟聯(lián)考)下面為動物和植物細胞的有絲分裂圖，據(jù)圖分析正確的是()A．甲為分裂間期，乙為分裂末期，⑤聚集成為細胞板B．①由微管組成，在前期較晚時形成紡錘體作用于②C．甲細胞中無同源染色體，甲產(chǎn)生的子細胞為生殖細胞D．③、④均為細胞膜，兩種細胞的細胞質(zhì)分裂方式相同[解析]甲出現(xiàn)染色體和紡錘體，處于分裂前期，A錯誤；①中心體由微管組成，在前期較晚時形成紡錘體作用于②著絲粒，B正確；甲細胞中有同源染色體，甲產(chǎn)生的子細胞為體細胞，C錯誤；③為細胞膜，④為細胞壁，動、植物細胞的細胞質(zhì)分裂方式不同，后者產(chǎn)生細胞板，D錯誤。[答案]B[規(guī)律方法]“三看法”界定動植物細胞有絲分裂圖像[對點訓練]3．如圖為高等植物細胞(2n)處于有絲分裂不同時期的模式圖，圖中①代表囊泡，②代表細胞壁，③代表紡錘絲。下列分析正確的是()A．圖甲細胞中的著絲粒斷裂導致DNA數(shù)目加倍B．圖乙細胞中的②是通過①與赤道板融合而形成的C．若加入DNA合成抑制劑，將會阻止圖丙細胞的繼續(xù)分裂D．若用秋水仙素抑制③的形成，則圖甲細胞中的著絲粒不能正常分裂解析：選C圖甲為處于有絲分裂后期的細胞，圖乙為處于有絲分裂末期的細胞，圖丙為分裂形成的子細胞或間期細胞。DNA數(shù)目加倍的原因是DNA復制，著絲粒分裂導致染色體數(shù)目加倍，A錯誤；②是細胞板，是由①融合而形成的，赤道板不是真實存在的結(jié)構(gòu)，B錯誤；若加入DNA合成抑制劑，將使細胞停留在間期，圖丙細胞不能繼續(xù)分裂，C正確；著絲粒分裂與紡錘絲無關(guān)，D錯誤。4．如圖所示某動物細胞的有絲分裂過程圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A．圖中從時期①到⑧可表示一個完整的細胞周期B．圖中時期②染色質(zhì)已變成空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的染色體C．圖中時期③同源染色體兩兩配對并形成四分體D．圖中時期⑥到⑦在赤道板的位置不會出現(xiàn)細胞板解析：選D細胞周期從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，因此圖中可表示一個完整的細胞周期的應(yīng)該是從時期⑧到⑧，A錯誤；有絲分裂中期的染色體空間結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，時期②為前期，此時期染色質(zhì)變化為染色體，B錯誤；同源染色體聯(lián)會形成四分體發(fā)生于減數(shù)第一次分裂前期，有絲分裂過程中不發(fā)生聯(lián)會現(xiàn)象，C錯誤；動物細胞有絲分裂過程中不出現(xiàn)細胞板，D正確。一、科學思維——用模型建構(gòu)法分析有絲分裂中染色體、核DNA變化曲線[典例](2021·湖南長郡中學聯(lián)考)如圖為某二倍體植物有絲分裂過程中有關(guān)數(shù)量變化情況，以下相關(guān)敘述正確的是()A．de時間段染色單體數(shù)是ab時間段的兩倍B．a(chǎn)b、bc、cd三個時間段都有水生成，并且來源完全相同C．fg段染色體數(shù)是該生物正常染色體數(shù)的兩倍D．若用秋水仙素處理該植物，會抑制分裂后期著絲粒的分裂[解析]圖中ab、bc、cd分別為G1期、S期和G2期，G1期還未進行DNA復制，此時沒有染色單體，A錯誤；G1期、S期和G2期都可進行核酸和蛋白質(zhì)的合成，都有水的生成，S期中水的生成主要來自脫氧核苷酸間的脫水縮合，G1期和G2期中水的生成主要來自氨基酸間的脫水縮合和核糖核苷酸間的脫水縮合，B錯誤；fg段由于著絲粒分裂，導致染色體數(shù)目暫時加倍，C正確；秋水仙素的作用是抑制紡錘體的出現(xiàn)，染色體著絲粒是自主分裂的，與紡錘體無關(guān)，D錯誤。[答案]C[內(nèi)化于心—思維建模][模型解讀](1)圖1中①表示有絲分裂中核DNA數(shù)量變化曲線，②表示染色體數(shù)量變化曲線，其中ab段變化的原因是DNA復制，ef段數(shù)量變化的原因是著絲粒分裂，姐妹染色單體分開。(2)圖2表示有絲分裂過程中每條染色體上DNA含量變化曲線，圖中ef段表示間期(S期)，fg段表示含有姐妹染色單體的時期，即有絲分裂的前期和中期，hi段表示有絲分裂的后期和末期。(3)圖3是圖2的變式，在有染色單體時，染色體與核DNA數(shù)目之比為1∶2，不存在染色單體的時期，染色體數(shù)與核DNA數(shù)目之比為1∶1。圖中BC段表示S期，CD段表示有絲分裂G2期、前期和中期，EF段表示有絲分裂的后期和末期。(4)圖2和圖3還可表示減數(shù)分裂過程中每條染色體上DNA含量變化曲線圖，其中fg(CD)段表示減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂的前期和中期。(5)請在下圖中畫出有絲分裂間期染色體數(shù)量變化曲線。答案：[外化于用]1．如圖甲、乙為某生物的體細胞有絲分裂染色體行為變化示意圖，圖1和圖2為DNA含量變化圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．甲圖對應(yīng)圖1中曲線的cd段，對應(yīng)圖2中曲線的fg段B．乙圖為細胞分裂后期圖，這一時期兩曲線有不同的變化C．甲圖所示變化在光學顯微鏡下難以觀察到D．觀察組織細胞有絲分裂時，可用同一細胞來觀察甲、乙兩種時期解析：選D甲圖表示染色體的復制，DNA含量加倍，對應(yīng)圖1中曲線的cd段，對應(yīng)圖2中曲線的fg段；有絲分裂后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為兩條子染色體，染色體數(shù)目加倍，但細胞中核DNA含量沒有減少，一條染色體上DNA數(shù)目減半；染色體復制發(fā)生在間期，在光學顯微鏡下觀察不到；在顯微鏡下不能觀察到細胞有絲分裂的動態(tài)變化，因為材料經(jīng)解離后，細胞已經(jīng)死亡。2．如圖1和圖2表示有絲分裂不同時期染色體和核DNA的數(shù)量關(guān)系，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期處于圖1的CD段B．圖1中DE段的細胞染色體數(shù)目加倍，但核DNA含量不變C．圖2中a對應(yīng)圖1中的AB段，c對應(yīng)圖1中的EF段D．有絲分裂過程不會出現(xiàn)圖2中d所示的情況解析：選C圖1中的CD段包括有絲分裂G2期、前期和中期，中期是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期；圖1中DE段形成的原因是著絲粒分裂，此時細胞中染色體數(shù)目加倍，但核DNA含量不變；圖2中a表示有絲分裂后期、末期，對應(yīng)圖1中的EF段，c時期染色體與核DNA的量比a時期減少一半，對應(yīng)圖1中的AB段；圖2中d表示染色體∶DNA＝2∶1，有絲分裂過程中不存在這種情況。3．(2021·臨高模擬)如圖表示動物細胞分裂各階段染色體數(shù)與核DNA數(shù)的比例關(guān)系(用實線表示)和細胞質(zhì)中mRNA含量的變化(用虛線表示)。下列分析合理的是()A．a(chǎn)階段可能在進行DNA聚合酶的合成B．b階段可發(fā)生于減數(shù)第二次分裂過程中C．c段末形成的姐妹染色單體所含基因不會發(fā)生差異D．d～e段二者比例的變化是同源染色體的分離所導致解析：選Aa表示G1期，DNA聚合酶的合成發(fā)生在此階段；b表示S期，該階段不可能發(fā)生于減數(shù)第二次分裂過程中；b段末形成的姐妹染色單體所含基因可能會發(fā)生差異，如基因突變；d～e段二者比例的變化是著絲粒分裂所致。二、科學探究——觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂1．實驗步驟2．實驗成功的關(guān)鍵及注意事項實驗材料的選擇類型選取分裂期占細胞周期比例相對較大的材料部位選取分裂旺盛的部位(如根尖、芽尖的分生區(qū))時間必須在分裂旺盛的時間操作注意事項解離時間太短細胞間質(zhì)未被完全溶解，壓片時細胞不易分散過長導致細胞解離過度、根尖酥軟，影響染色漂洗時間適宜洗去多余的解離液，防止解離過度而影響染色染色時間太短染色體或染色質(zhì)不能完全著色過長使其他部分也被染成深色，無法分辨染色體壓片過輕細胞未分散開過重將組織壓爛顯微鏡觀察細胞狀態(tài)顯微鏡觀察的都是死細胞，不能看到動態(tài)變化細胞數(shù)目間期的細胞數(shù)目最多，原因是間期歷時最長[典例](2019·浙江4月選考)在“制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片”活動中，觀察到不同分裂時期的細胞如圖所示：下列敘述錯誤的是()A．裝片制作過程中需用清水漂洗已解離的根尖便于染色B．觀察過程中先用低倍鏡找到分生區(qū)細胞再換用高倍鏡C．圖甲細胞所處時期發(fā)生DNA復制及相關(guān)蛋白質(zhì)的合成D．圖丙細胞中的染色體數(shù)目比圖乙細胞中的增加了一倍[解析]裝片制作過程中需用清水漂洗已解離的根尖以便于染色，A正確；使用顯微鏡進行觀察時，應(yīng)先用低倍鏡找到分生區(qū)細胞再換用高倍鏡，B正確；圖甲細胞處于有絲分裂前期，DNA復制和相關(guān)蛋白質(zhì)合成發(fā)生在間期，C錯誤；圖丙細胞處于有絲分裂后期，染色體數(shù)目比中期細胞(圖乙)增加了一倍，D正確。[答案]C[內(nèi)化于心]實驗試劑的選擇——歸納鹽酸和酒精的“同材異用”1．不同濃度酒精的用途酒精濃度用途體積分數(shù)為50%在脂肪檢測中用于洗去浮色體積分數(shù)為70%在土壤小動物類群豐富度調(diào)查實驗中用于殺死并保存小動物；無菌操作時的消毒體積分數(shù)為95%與質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸混合用于有絲分裂實驗中的解離低溫誘導染色體加倍實驗中用于沖洗卡諾氏液無水乙醇用于光合色素的提取2．鹽酸在不同實驗中的應(yīng)用實驗名稱鹽酸的作用觀察DNA和RNA在細胞中的分布①改變膜的通透性，加速染色劑進入細胞②使染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分離，有助于DNA與染色劑結(jié)合觀察根尖有絲分裂，低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精按1∶1混合成解離液，使組織中的細胞相互分離[外化于用]1．如圖是關(guān)于觀察洋蔥根尖組織細胞的有絲分裂實驗的部分操作，下列評價合理的是()A．剪取洋蔥根尖2～3mm，因為該區(qū)域?qū)儆诟珔^(qū)，細胞有絲分裂旺盛B．該實驗步驟中唯一錯誤的是在②和③之間缺少用清水漂洗這一環(huán)節(jié)C．在觀察的圖像中，b屬于分生區(qū)的細胞，細胞已死亡D．若用圖中b區(qū)域的細胞觀察質(zhì)壁分離和復原，實驗現(xiàn)象明顯解析：選C洋蔥根尖2～3mm的區(qū)域?qū)儆诜稚鷧^(qū)；在②和③之間應(yīng)增加清水漂洗這一環(huán)節(jié)，而在③和⑤之間的清水漂洗環(huán)節(jié)應(yīng)刪除；分生區(qū)的細胞呈正方形，排列緊密，細胞經(jīng)解離已死亡；b區(qū)域的細胞屬于分生區(qū)細胞，其液泡較小，滲透作用不明顯，若用于觀察質(zhì)壁分離與復原，現(xiàn)象不明顯。2．紫色洋蔥是生物學實驗的常用材料，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．觀察細胞的有絲分裂，宜選取紫色洋蔥根尖分生區(qū)細胞B．觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原，宜選取紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞C．觀察細胞中的葉綠體，宜選取紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細胞D．檢測洋蔥細胞中是否含還原糖，宜選取紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞解析：選C洋蔥根尖分生區(qū)細胞有絲分裂活動旺盛，是常用的觀察植物細胞有絲分裂的實驗材料；紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞具有紫色大液泡，是觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原的理想材料；紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細胞中無葉綠體，不可用來觀察細胞中的葉綠體；紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞接近無色，若含還原糖，則能與斐林試劑發(fā)生顏色反應(yīng)。3．酒精是高中生物學實驗常用的試劑，下列有關(guān)敘述正確的是()A．脂肪檢測過程中需用質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精1∶1混合洗去浮色B．經(jīng)低溫培養(yǎng)的洋蔥根尖用卡諾氏液固定后，需用體積50%的酒精沖洗C．體積分數(shù)為75%的酒精最適宜作為溶劑提取綠葉中的色素D．在觀察植物細胞有絲分裂的實驗中，酒精和鹽酸混合液主要起解離作用解析：選D脂肪檢測過程中需用體積分數(shù)為50%的酒精洗去浮色；經(jīng)低溫培養(yǎng)的洋蔥根尖用卡諾氏液固定后，需用體積分數(shù)為95%的酒精進行沖洗；綠葉中的色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中，故可用無水乙醇提取綠葉中的色素；在觀察植物細胞有絲分裂的實驗中，鹽酸和酒精混合液作為解離液，主要作用是使組織中的細胞相互分離。4．某實驗小組以同一品種蠶豆(2n＝12)幼嫩的花蕾和浸泡種子后長出的幼根為材料，開展相關(guān)實驗，主要步驟和結(jié)果如下?；卮鹩嘘P(guān)問題：實驗Ⅰ：取幼嫩的花蕾→卡諾氏液固定→70%乙醇中保存→花藥剝離→甲紫溶液染色→壓片→鏡檢(圖①～⑥是光學顯微鏡下觀察到的減數(shù)分裂部分時期實拍圖)實驗Ⅱ：幼根長至1.0～1.5cm→冰箱內(nèi)4℃培養(yǎng)36h→剪取5mm左右根尖→卡諾氏液固定→70%乙醇中保存→解離→漂洗→染色→壓片→鏡檢(圖⑦(1)實驗Ⅰ和Ⅱ中，選取的新鮮材料均先置于卡諾氏液(按3份無水乙醇、1份冰醋酸的比例配制)中進行固定處理，目的是___________________________________________。(2)實驗Ⅰ觀察到的實拍圖，按減數(shù)分裂的時期先后順序進行排序應(yīng)為⑥→________________________，判斷細胞所處的分裂時期主要依據(jù)是染色體______________________________的變化。(3)圖②中有______個DNA分子。等位基因的分離和非同源染色體上非等位基因的自由組合發(fā)生在圖________對應(yīng)的時期。(4)開展蠶豆染色體核型分析時，將剪取的幼根置于2mmol/L的8-羥基喹啉溶液中處理，以提高根尖細胞中______(填圖⑦的字母)時期細胞的比例，便于染色體觀察、計數(shù)，c時期染色體數(shù)與核DNA數(shù)的比例為________。(5)在實驗Ⅱ中，小組成員進一步優(yōu)化實驗操作，用纖維素酶和果膠酶混合液處理根尖，再用低濃度的KCl處理一段時間，使細胞適度膨脹，以利于__________更好地分散。若光學顯微鏡下觀察到某一視野中部分中期細胞染色體數(shù)目加倍，則最可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)實驗Ⅰ和Ⅱ中，選取的新鮮材料均先置于卡諾氏液中進行固定處理，目的是新鮮材料死亡，使細胞停留在原來的分裂時期，排除季節(jié)和取材時間等干擾，提高實驗成功率。(2)實驗Ⅰ觀察到的實拍圖，按減數(shù)分裂的時期先后順序進行排序應(yīng)為⑥→②→⑤→①→③→④；可根據(jù)染色體的形態(tài)、數(shù)目、分布情況，判斷細胞所處的分裂時期。(3)圖②中有24個DNA分子。等位基因的分離和非同源染色體上非等位基因的自由組合發(fā)生在圖⑤對應(yīng)的時期。(4)開展蠶豆染色體核型分析時，將剪取的幼根置于2mmol/L的8-羥基喹啉溶液中處理，以提高根尖細胞中a時期細胞的比例，便于染色體觀察、計數(shù)；c表示有絲分裂后期，此時染色體數(shù)與核DNA數(shù)的比例為1∶1。(5)實驗Ⅱ中，小組成員進一步優(yōu)化實驗操作，用纖維素酶和果膠酶混合液處理根尖，再用低濃度的KCl處理一段時間，使細胞適度膨脹，以利于染色體更好地分散。若光學顯微鏡下觀察到某一視野中部分中期細胞染色體數(shù)目加倍，則最可能的原因是低溫抑制了紡錘體的形成，染色體數(shù)目加倍。答案：(1)新鮮材料死亡，使細胞停留在原來的分裂時期，排除季節(jié)和取材時間等干擾，提高實驗成功率(2)②→⑤→①→③→④形態(tài)、數(shù)目、分布(位置)(3)24⑤(4)a1∶1(5)染色體低溫抑制紡錘體的形成，染色體數(shù)目加倍

一、立足主干知識，注重基礎(chǔ)性和綜合性1．下列關(guān)于細胞增殖的敘述，正確的是()A．分裂間期進行染色體復制，染色體數(shù)量加倍B．動物細胞有絲分裂與膜的流動性密切相關(guān)C．高度分化的動物細胞永遠失去了增殖的能力D．同一生物體內(nèi)不能同時存在有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂三種細胞增殖解析：選B分裂間期進行染色體復制，核DNA含量加倍，但染色體數(shù)量不變，A錯誤；動物細胞有絲分裂與膜的流動性密切相關(guān)，B正確；部分高度分化的動物細胞在一定條件下可以恢復增殖的能力，如肝細胞，C錯誤；同一生物體內(nèi)能同時存在有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂三種細胞增殖，D錯誤。2．研究人員在研究細胞周期調(diào)控機制時，發(fā)現(xiàn)了一種促使核仁解體的蛋白質(zhì)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．癌細胞中該蛋白質(zhì)的合成受阻，可抑制細胞分裂B．在衰老的細胞中該蛋白質(zhì)合成速率變快C．核仁解體后，細胞內(nèi)不再發(fā)生轉(zhuǎn)錄和翻譯D．該蛋白質(zhì)是一種水解酶，在分裂間期活性最高解析：選A癌細胞中該蛋白質(zhì)的合成受阻，會抑制癌細胞的無限增殖，A正確；衰老的細胞不再進行細胞分裂，因此其中該蛋白質(zhì)合成速率變慢，B錯誤；核仁解體后，染色體高度螺旋化，細胞內(nèi)不再發(fā)生轉(zhuǎn)錄，但是能翻譯形成蛋白質(zhì)，C錯誤；核仁是在分裂前期解體消失的，該蛋白質(zhì)可促進核仁解體，可見該蛋白質(zhì)可能是一種水解酶，在細胞分裂前期活性較高，D錯誤。3．M是人體細胞合成腺嘌呤核苷酸等的底物。N是一種抑癌藥物，可抑制M轉(zhuǎn)變?yōu)橄汆堰屎塑账?，同時抑制細胞呼吸中P的合成(P與H＋、e－結(jié)合形成[H])。N能人工轉(zhuǎn)變?yōu)镼，Q使細胞周期中S期細胞明顯增多，同時G1期細胞顯著減少。下列推測正確的是()A．Q和各種射線都不利于降低腫瘤復發(fā)可能性B．Q和降低胎牛血清含量都使S期細胞明顯增多C．N會抑制瘤細胞中P的活性和無氧呼吸過程D．N會抑制瘤細胞中DNA和ATP等物質(zhì)的合成解析：選D由題意可知，Q能夠促進G1期細胞進入S期，進而促進細胞增殖，不利于降低腫瘤復發(fā)可能性，但大劑量的各種射線可導致細胞死亡，有利于降低腫瘤復發(fā)可能性，A錯誤；胎牛血清含有豐富的細胞生長必需的營養(yǎng)成分，Q和提高胎牛血清含量都使S期細胞明顯增多，B錯誤；P為NAD＋，NAD＋與H＋、e－結(jié)合形成的NADH在有氧呼吸的第三階段發(fā)揮重要的作用，N可抑制細胞呼吸中P的合成，進而抑制瘤細胞的有氧呼吸過程，C錯誤；腺嘌呤核苷酸是合成核酸的原料之一，也是合成ATP的原料，N可抑制M轉(zhuǎn)變?yōu)橄汆堰屎塑账?，?jù)此可推知：N會抑制瘤細胞中DNA和ATP等物質(zhì)的合成，D正確。4．如圖表示某高等植物莖形成層細胞發(fā)生的一系列變化過程，下列有關(guān)分析正確的是()A．過程①代表細胞周期的分裂間期，主要進行中心體和DNA的復制B．①過程之后，細胞的表面積與體積的比值增大，物質(zhì)運輸效率增強C．過程②中，細胞可能發(fā)生基因重組和染色體變異D．過程③表示細胞分化，增加了細胞的種類，使細胞的功能趨向?qū)ｉT化解析：選D過程①代表細胞周期的分裂間期，植物細胞中沒有中心體，主要進行蛋白質(zhì)合成和DNA的復制，A錯誤；①過程之后，細胞的表面積與體積的比值減小，物質(zhì)運輸效率降低，B錯誤；過程②中，細胞可能發(fā)生基因突變和染色體變異，不可能發(fā)生基因重組，C錯誤；過程③表示細胞分化，增加了細胞的種類，使細胞的功能趨向?qū)ｉT化，D正確。5．可可堿對鬼針草根尖細胞有絲分裂和種子萌發(fā)影響的實驗結(jié)果如圖。下列敘述正確的是()A．實驗過程中用鹽酸破壞細胞之間的纖維素，使細胞容易分開B．有絲分裂指數(shù)、種子發(fā)芽率均與可可堿濃度呈正相關(guān)C．可可堿對根尖細胞分裂的影響可能與秋水仙素基本相同D．可可堿可能通過延長或停滯分裂間期而降低種子發(fā)芽率解析：選D纖維素和果膠組成植物的細胞壁，而鹽酸不能破壞細胞之間的纖維素，鹽酸使植物細胞之間的果膠質(zhì)層松散，從而使根尖細胞彼此容易分開，A錯誤；據(jù)圖分析可知，隨著可可堿濃度的升高，細胞有絲分裂指數(shù)和種子的發(fā)芽率都逐漸降低，呈現(xiàn)負相關(guān)，B錯誤；可可堿抑制細胞有絲分裂指數(shù)，使得細胞無法進入分裂期，秋水仙素是抑制紡錘體的形成，C錯誤；可可堿抑制細胞有絲分裂指數(shù)，說明可可堿可以通過延長或停滯分裂間期而降低種子發(fā)芽率，D正確。6．如圖是某動物細胞有絲分裂模式圖，下列敘述錯誤的是()A．上述細胞有絲分裂的順序是圖1→圖4→圖2→圖3B．在圖2時期，細胞中的核DNA數(shù)目不變，但染色體數(shù)目加倍C．若某藥物可抑制紡錘體形成，則它極可能作用于圖2細胞所屬時期D．開始出現(xiàn)染色體的時期是圖4，染色體開始轉(zhuǎn)變成染色質(zhì)形態(tài)的時期是圖3解析：選C分析題圖可知，圖1細胞處于有絲分裂間期；圖2細胞中著絲粒分裂，應(yīng)處于有絲分裂后期；圖3細胞的細胞質(zhì)中央向內(nèi)凹陷，應(yīng)處于有絲分裂末期；圖4細胞中出現(xiàn)染色體，且染色體分布散亂，應(yīng)處于有絲分裂前期。由以上分析可知，上述細胞有絲分裂的順序是圖1→圖4→圖2→圖3，A正確。圖2細胞處于有絲分裂后期，此時細胞中的核DNA數(shù)目不變，但著絲粒分裂使染色體數(shù)目加倍，B正確。紡錘體的形成發(fā)生在有絲分裂前期，即圖4細胞所屬時期；若某藥物可抑制紡錘體的形成，則它極可能作用于圖4細胞所屬時期，C錯誤。染色體出現(xiàn)于分裂前期，即圖4細胞所處時期，染色體解螺旋形成染色質(zhì)絲的時期是末期，即圖3細胞所處時期，D正確。7.(2021·?？谝荒?細胞在有絲分裂時，紡錘絲通過動粒附著在著絲粒區(qū)域，姐妹染色單體均附著于紡錘絲上，這稱為“雙定向作用”。若該作用出現(xiàn)異常，便暫停有絲分裂的進行。下列敘述錯誤的是()A．“雙定向作用”是細胞內(nèi)染色體向兩極移動的前提B．染色體數(shù)目的加倍與“雙定向作用”存在因果關(guān)系C．不是所有細胞都存在“雙定向作用”，如根尖成熟區(qū)細胞D．限制有絲分裂的“雙定向作用”會影響細胞周期的完整性解析：選B結(jié)合題意和題圖可知，“雙定向作用”可使著絲粒分裂后，在紡錘絲的牽引下，產(chǎn)生的子染色體分別向細胞兩極移動，從而實現(xiàn)染色體平均分配，A正確；染色體數(shù)目的加倍是著絲粒分裂導致的，而著絲粒的分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果，因此染色體數(shù)目加倍與“雙定向作用”不存在因果關(guān)系，B錯誤；“雙定向作用”是進行分裂的細胞中存在的現(xiàn)象，而根尖成熟區(qū)細胞不具有分裂能力，因此不是所有細胞都存在“雙定向作用”，C正確；由題干可知，若“雙定向作用”出現(xiàn)異常，便暫停有絲分裂的進行，據(jù)此可推測限制有絲分裂的“雙定向作用”會影響細胞周期的完整性，D正確。8．在有絲分裂中期，若出現(xiàn)單附著染色體(染色體的著絲粒只與一側(cè)的紡錘絲相連，如圖所示)，細胞將延緩后期的起始，直至該染色體與另一極的紡錘絲相連，并正確排列在赤道板上。此過程受位于前期和錯誤排列的中期染色體上的MAD2蛋白的監(jiān)控，正確排列的中期染色體上沒有MAD2蛋白。用玻璃微針勾住單附著染色體，模擬施加來自對極的正常拉力時，細胞會進入分裂后期。下列說法錯誤的是()A．細胞分裂能否進入到后期與來自兩極紡錘絲的均衡拉力有關(guān)B．當所有染色體上的MAD2蛋白都消失后細胞才能進入分裂后期C．MAD2蛋白功能異常，細胞將在染色體錯誤排列時停止在分裂中期D．癌細胞的染色體排布異常時仍然能繼續(xù)分裂可能與監(jiān)控缺失有關(guān)解析：選C由題意和圖示可知，細胞分裂能否進入到后期與來自兩極紡錘絲的均衡拉力有關(guān)，A正確；當所有染色體上的MAD2蛋白都消失后細胞才能進入分裂后期，B正確；MAD2蛋白功能異常，細胞分裂監(jiān)控缺失，不會停止在分裂中期，能繼續(xù)分裂，C錯誤；癌細胞的染色體排布異常時仍然能繼續(xù)分裂，可能與監(jiān)控缺失有關(guān)，D正確。9．PLK1是一種對細胞周期有重要調(diào)控作用的蛋白激酶?？梢源呋姿峄鶊F轉(zhuǎn)移到不同的特異性底物上，在促進紡錘體兩極分配、染色體運動等方面具有重要作用。下列說法不合理的是()A．大腸桿菌增殖過程中PLK1活性較高B．PLK1在細胞分裂間期大量合成，在分裂期達到最大活性C．通過阻斷PLK1的表達可有效抑制腫瘤細胞增殖D．PLK1發(fā)揮作用時可能伴隨著ATP的水解解析：選A大腸桿菌屬于原核生物，不能進行有絲分裂，沒有細胞周期，A錯誤；PLK1在細胞分裂間期大量合成，在分裂期達到最大活性，B正確；通過阻斷PLK1的表達可有效抑制紡錘體兩極分配、染色體運動，使細胞周期受到阻斷，從而達到抑制腫瘤細胞的增殖，C正確；PLK1發(fā)揮作用時可能伴隨著ATP的水解，為紡錘體兩極分配、染色體運動提供能量，D正確。10．(2020·江蘇高考)細胞周期可分為分裂間期和分裂期(M期)，根據(jù)DNA合成情況，分裂間期又分為G1期、S期和G2期。為了保證細胞周期的正常運轉(zhuǎn)，細胞自身存在著一系列監(jiān)控系統(tǒng)(檢驗點)，對細胞周期的過程是否發(fā)生異常加以檢測，部分檢驗點如圖所示。只有當相應(yīng)的過程正常完成，細胞周期才能進入下一個階段運行。請據(jù)圖回答下列問題：(1)與G1期細胞相比，G2期細胞中染色體及核DNA數(shù)量的變化是________________________________________________________________________。(2)細胞有絲分裂的重要意義在于通過________________________，保持親子代細胞之間的遺傳穩(wěn)定性。圖中檢驗點1、2和3的作用在于檢驗DNA分子是否______(填序號：①損傷和修復、②完成復制)；檢驗發(fā)生分離的染色體是否正確到達細胞兩極，從而決定胞質(zhì)是否分裂的檢驗點是________。(3)細胞癌變與細胞周期調(diào)控異常有關(guān)，癌細胞的主要特征是______________。有些癌癥采用放射性治療效果較好，放療前用藥物使癌細胞同步化，治療效果會更好。誘導細胞同步化的方法主要有兩種：DNA合成阻斷法、分裂中期阻斷法。前者可用藥物特異性抑制DNA合成，主要激活檢驗點________，將癌細胞阻滯在S期；后者可用秋水仙堿抑制________的形成，主要激活檢驗點________，使癌細胞停滯于中期。解析：(1)DNA復制發(fā)生在S期，著絲粒分裂染色體數(shù)目加倍發(fā)生在M期；與G1期細胞相比，G2期細胞染色體數(shù)不變，核DNA數(shù)加倍。(2)有絲分裂的重要意義是將親代細胞的染色體復制(實質(zhì)為DNA的復制)以后，精確地平均分配到兩個子細胞中，使親代和子代細胞之間保持了遺傳的穩(wěn)定性。檢驗點1、2和3都在分裂間期，間期DNA復制，在DNA復制過程中其雙螺旋結(jié)構(gòu)解開易受損傷，所以要檢驗DNA分子是否損傷和修復以及DNA是否完成復制。染色體分離發(fā)生在分裂后期，應(yīng)該在檢驗點5檢驗發(fā)生分離的染色體是否正確到達細胞兩極。(3)癌細胞的主要特征是可以無限增殖。DNA復制發(fā)生在S期，對應(yīng)檢驗點2。秋水仙堿可以抑制紡錘體的形成而使癌細胞停滯在中期，對應(yīng)檢驗點4。答案：(1)染色體數(shù)不變，核DNA數(shù)加倍(2)染色體正確復制和平均分配①②檢驗點5(3)細胞無限增殖2紡錘體411．圖1表示細胞有絲分裂不同時期染色體數(shù)與核DNA數(shù)比例的變化關(guān)系；圖2、圖3分別表示高等動物甲、高等植物乙細胞有絲分裂的部分圖像。請回答下列問題：(1)細胞增殖包括________和細胞分裂整個連續(xù)的過程。(2)圖1中AD段完成DNA復制和有關(guān)蛋白質(zhì)合成，同時細胞有適度________。EF段形成的原因是__________。圖2、圖3分別處于圖1中的______、______段(填字母)。(3)圖2細胞的下一時期，細胞中染色體數(shù)∶染色單體數(shù)∶核DNA數(shù)等于____________。與圖2相比，此時期乙植物細胞有絲分裂的主要區(qū)別為____________________________。(4)圖3結(jié)構(gòu)H為________，其作用是__________________________________________。解析：(1)細胞的增殖包括物質(zhì)準備和細胞分裂整個連續(xù)的過程。(2)在AD段完成DNA復制和有關(guān)蛋白質(zhì)合成，同時細胞表現(xiàn)為適度生長；EF段形成的原因是著絲粒分裂；圖2、圖3分別處于有絲分裂的前期和末期，對應(yīng)圖1的DE段和FG段。(3)圖2細胞處于有絲分裂的前期，其下一個時期是中期，細胞中染色體數(shù)∶染色單體數(shù)∶核DNA數(shù)等于1∶2∶2；圖2是動物細胞，紡錘體由中心體發(fā)出的星射線形成，而植物細胞的紡錘體由細胞兩極發(fā)出的紡錘絲形成。(4)圖3中結(jié)構(gòu)H為細胞板。在植物細胞有絲分裂末期，細胞板由細胞的中央向四周擴展，將細胞一分為二，且最終形成新的細胞壁。答案：(1)物質(zhì)準備(2)生長著絲粒分裂DEFG(3)1∶2∶2紡錘體由細胞兩極發(fā)出的紡錘絲形成(4)細胞板由細胞的中央向四周擴展，逐漸形成新的細胞壁二、強化遷移能力，突出創(chuàng)新性和應(yīng)用性12．某二倍體動物細胞在體外培養(yǎng)時連續(xù)分裂，依據(jù)細胞核內(nèi)DNA含量的不同，可以分為甲、乙、丙三組，如表所示。下列分析正確的是()細胞核內(nèi)DNA含量相對值甲組(2c乙組(2c～4丙組(4c細胞數(shù)占全部細胞的百分數(shù)433423A．乙組細胞內(nèi)染色體組數(shù)是甲組的2倍B．可以用丙組的部分細胞來研究染色體核型C．上述培養(yǎng)過程中細胞可以發(fā)生基因突變、基因重組和染色體畸變D．丙組的某些細胞中染色體以不同的速率被紡錘絲拉向兩極解析：選B除了有絲分裂后期，其余各時期細胞中染色體組數(shù)均為2個，而有絲分裂后期位于丙組，因此甲、乙兩組細胞內(nèi)均含有2個染色體組，A錯誤；丙可表示G2期、前期、中期和后期，其中中期的細胞染色體形態(tài)比較穩(wěn)定數(shù)目比較清晰，可用來研究染色體核型，B正確；上述培養(yǎng)過程中細胞能連續(xù)分裂，表示有絲分裂，只能發(fā)生基因突變和染色體畸變，C錯誤；后期中分離的染色體被紡錘絲拉向細胞兩極的速率是相同的，D錯誤。13．在細胞周期中有一系列的檢驗點對細胞增殖進行嚴密監(jiān)控，確保細胞增殖有序進行。周期蛋白cyclinB與蛋白激酶CDK1結(jié)合形成復合物MPF后，被激活的CDK1促進細胞由G2期進入M期；周期蛋白cyclinE與蛋白激酶CDK2結(jié)合形成復合物后，被激活的CDK2促進細胞由G1期進入S期。上述調(diào)控過程中MPF的活性和周期蛋白的濃度變化如圖所示。有關(guān)敘述錯誤的是()A．抑制cyclinB基因的表達或CDK1的活性都可使細胞周期停滯在G2/M檢驗點B．cyclinE可能與細胞內(nèi)染色質(zhì)螺旋化和紡錘體的形成密切相關(guān)C．若將G2期和M期細胞融合，則G2期細胞進入M期的時間會提前D．蛋白激酶CDK2可能參與了中心體復制的起始調(diào)控解析：選B分析題干信息，周期蛋白cyclinB與蛋白激酶CDK1結(jié)合形成復合物MPF后，被激活的CDK1促進細胞由G2期進入M期，故抑制cyclinB基因的表達或CDK1的活性都可使細胞周期停滯在G2/M檢驗點，A正確；染色質(zhì)螺旋化形成染色體和紡錘體的形成都發(fā)生在分裂前期，而cyclinE與蛋白激酶CDK2結(jié)合形成復合物后，被激活的CDK2促進細胞由G1期進入S期，故cyclinE與細胞內(nèi)染色質(zhì)螺旋化和紡錘體的形成無關(guān)，B錯誤；由于周期蛋白cyclinB與蛋白激酶CDK1結(jié)合形成復合物MPF后，被激活的CDK1促進細胞由G2期進入M期，所以G2和M期細胞融合，則可促使G2期細胞進入M期的時間提前，C正確；中心體復制發(fā)生在間期，cyclinE與蛋白激酶CDK2結(jié)合形成復合物后，被激活的CDK2促進細胞由G1期進入S期，蛋白激酶CDK2可能參與了中心體復制的起始調(diào)控，D正確。14．(2021·三亞模擬)真核細胞分裂過程中，染色體完成復制后產(chǎn)生的姐妹染色單體保持相互黏附狀態(tài)，在分裂期才會分離并平均分配到子細胞中。黏連蛋白(姐妹染色單體之間的連結(jié)蛋白)的裂解是分離姐妹染色單體的關(guān)鍵性事件，分離酶(SEP)是水解黏連蛋白的關(guān)鍵酶。如圖(a)(b)(c)分別表示分裂過程中細胞內(nèi)發(fā)生的變化以及對應(yīng)細胞內(nèi)某些化合物的含量變化。請回答下列問題：(1)如圖表示某細胞分裂的不同時期，其中(b)所處的時期為________，你的判斷依據(jù)是________________________________________________________________________。(2)分離酶(SEP)的活性需要被嚴密調(diào)控。保全素(SCR)能與分離酶緊密結(jié)合，并充當假底物而阻斷其活性。據(jù)此分析，下列敘述正確的是________。A．分離酶沒有專一性B．保全素和黏連蛋白是同一種蛋白質(zhì)C．保全素和黏連蛋白空間結(jié)構(gòu)有局部相似之處D．保全素和黏連蛋白競爭分離酶的活性部位(3)在人類細胞中，分離酶在分裂間期時被阻擋在細胞核外。如果此時核膜的通透性不恰當改變，使分離酶處于細胞核內(nèi)，其可能的結(jié)果是__________________________，而此時紡錘絲還沒有附著，分散的染色單體隨意移動會使得染色體分配混亂，從而導致無法保證DNA平均分配。(4)據(jù)圖中信息，蛋白復合物APC在間期和分裂期含量變化是________________，該含量變化在細胞周期中的具體作用是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)觀察圖(b)細胞，著絲粒整齊地排列在赤道板上，所以(b)細胞所處的時期為中期。(2)酶都具有專一性，分離酶也具有專一性，A錯誤；保全素和黏連蛋白是不同種蛋白質(zhì)，B錯誤；保全素和黏連蛋白都能與分離酶結(jié)合，二者空間結(jié)構(gòu)有局部相似之處，C正確；保全素和黏連蛋白都能與分離酶結(jié)合，競爭活性部位，D正確。(3)分離酶的作用是分離姐妹染色單體，如果間期時分離酶出現(xiàn)在細胞核內(nèi)，將提早使得姐妹染色單體分開，而此時紡錘絲還沒有附著，分散的染色單體隨意移動會使得染色體分配混亂，無法保證DNA平均分配。(4)由柱形圖可知，間期時APC含量低，到了中期APC含量上升；根據(jù)圖中信息，APC含量上升，將使得保全素(SCR)分解，于是釋放分離酶，分離酶分解染色單體之間的黏連蛋白，為染色單體移動到細胞兩極完成DNA均分做準備。答案：(1)中期著絲粒整齊地排列在赤道板上(2)CD(3)使得姐妹染色單體提早分開(4)間期時APC含量低，到了中期APC含量上升APC含量上升，將使得保全素分解，于是釋放分離酶，分離酶分解染色單體之間的黏連蛋白，為染色單體移動到細胞兩極完成DNA均分做準備第二講減數(shù)分裂和受精作用知識點一減數(shù)分裂[系統(tǒng)主干知識]1．減數(shù)分裂的過程(以二倍體動物精子的形成過程為例)2．精子和卵細胞形成過程的比較3．減數(shù)分裂的概念[聚焦關(guān)鍵微點]一、澄清概念——教材關(guān)鍵語句理解透1．聯(lián)會是同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象，聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體，稱為四分體。(1)一條來自父方、一條來自母方的染色體是同源染色體。(×)(2)減數(shù)分裂中聯(lián)會的染色體是同源染色體。(√)(3)經(jīng)過復制的同源染色體都能形成四分體。(×)(4)四分體時期可能發(fā)生姐妹染色單體間的交叉互換。(×)2．減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目的減半發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ。(1)減數(shù)第一次分裂過程中同源染色體先分離，后聯(lián)會。(×)(2)減數(shù)第二次分裂過程中染色體的著絲粒分裂，姐妹染色單體分開。(√)(3)減數(shù)第一次分裂染色體數(shù)目不變，減數(shù)第二次分裂染色體數(shù)目減半。(×)(4)減數(shù)第一次分裂中，著絲粒分裂導致染色體數(shù)目減半。(×)二、科學思維——教材活動、基本原理發(fā)掘好1．(教材必修2P23“練習題變式”)據(jù)圖回答下列問題。(1)圖1中1和2、3和4各是一對同源染色體，1和3、1和4、2和3、2和4是非同源染色體。(2)圖1中共含有2個四分體，1個四分體中含有eq\a\vs4\al(4)個DNA分子、eq\a\vs4\al(8)條脫氧核苷酸鏈。(3)圖2表現(xiàn)交叉互換現(xiàn)象，從時間上看，該過程發(fā)生于減數(shù)第一次分裂前期，從范圍上看，發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間。(4)由圖2可知，等位基因可位于同源染色體和姐妹染色單體上。2．(教材必修2P23“與社會的聯(lián)系”)氣溫過低會影響水稻花粉母細胞的減數(shù)分裂，進而影響水稻的花粉數(shù)量和質(zhì)量，導致稻谷減產(chǎn)。對此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以采取灌深水的措施來預防，采取這樣的措施的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。提示：水的比熱容較大，水的溫度相對不容易改變，當氣溫過低時，灌深水后稻田溫度不會降低太多[深化拓展提能]1．比較減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂的區(qū)別項目減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂著絲粒不分裂分裂染色體2n→n，減半n→2n→n，不減半DNA數(shù)目4n→2n，減半2n→n，減半染色體主要行為同源染色體聯(lián)會、分離姐妹染色單體分開同源染色體有無2．歸納減數(shù)分裂中染色體、DNA數(shù)量變化規(guī)律(1)數(shù)量變化(體細胞染色體數(shù)為2n)性母細胞→初級性母細胞→次級性母細胞→性細胞間期減Ⅰ減Ⅱ前、中減Ⅱ后減Ⅱ末染色體數(shù)2n2n→nn2n2n→n核DNA數(shù)2n→4n4n→2n2n2n2n→n(2)典型圖示分析①甲為性原細胞；乙為初級性母細胞；丙、丁為次級性母細胞；戊為性細胞。②染色體數(shù)目減半發(fā)生在減Ⅰ末期，是由同源染色體分開平均進入兩個子細胞造成的，減數(shù)第二次分裂時染色體數(shù)變化為n→2n→n，沒有減半。③減Ⅱ后期染色體數(shù)、DNA數(shù)都與正常體細胞相同，不同的是沒有同源染色體。④染色體/DNA的值變化規(guī)律及原因：1∶1eq\o(→,\s\up7(染色體復制),\s\do5(間期))1∶2eq\o(→,\s\up7(著絲粒分裂),\s\do5(減Ⅱ后期))1∶1。[題點全訓過關(guān)]題點(一)考查對減數(shù)分裂的相關(guān)概念辨析和理解[典例1](2020·浙江1月選考)二倍體高等雄性動物某細胞的部分染色體組成示意圖如圖所示，圖中①、②表示染色體，a、b、c、d表示染色單體。下列敘述錯誤的是()A．一個DNA分子復制后形成的兩個DNA分子，可存在于a與b中，但不存在于c與d中B．在減數(shù)分裂中期Ⅰ，同源染色體①與②排列在細胞中央的赤道面上C．在減數(shù)分裂后期Ⅱ，2條X染色體會同時存在于一個次級精母細胞中D．若a與c出現(xiàn)在該細胞產(chǎn)生的一個精子中，則b與d可出現(xiàn)在同時產(chǎn)生的另一精子中[解析]一個DNA分子復制后形成的兩個DNA分子位于兩條姐妹染色單體中，因而可存在于a與b中，但不存在于c與d中，A正確；在減數(shù)第一次分裂中期，同源染色體①與②排列在細胞中央的赤道面上，B正確；在減數(shù)第二次分裂后期，著絲粒分裂后，2條X染色體會同時存在于一個次級精母細胞中，C正確；若a與c出現(xiàn)在該細胞產(chǎn)生的一個精子中，則b與c可出現(xiàn)在同時產(chǎn)生的另一精子中，但b與d不可能出現(xiàn)在同時產(chǎn)生的另一精子中，D錯誤。[答案]Deq\a\vs4\al([易錯提醒])關(guān)于同源染色體的5點提醒①同源染色體的形態(tài)、大小一般都相同，但也有大小不同的，如男性體細胞中的X染色體和Y染色體是同源染色體，X染色體較大，Y染色體較小。②形狀、大小相同的兩條染色體不一定是同源染色體，如著絲粒分裂后，姐妹染色單體形成的染色體盡管大小、形狀相同，但不是同源染色體。③有絲分裂中同源染色體不聯(lián)會，也就不形成四分體。④同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換不一定導致基因重組，交換的片段所含基因也可能相同。⑤同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換和非同源染色體的自由組合都可能導致基因重組。[對點訓練]1．(2020·海南高考)某哺乳動物的體細胞染色體數(shù)為2n。下列有關(guān)該動物精原細胞的敘述，正確的是()A．既能進行有絲分裂，又能進行減數(shù)分裂B．分裂過程中的染色體數(shù)目不會為nC．在有絲分裂后期會發(fā)生基因重組D．經(jīng)過染色體復制產(chǎn)生的初級精母細胞中沒有同源染色體解析：選A該動物精原細胞既能進行有絲分裂，又能進行減數(shù)分裂，A正確；若該動物精原細胞進行減數(shù)分裂，則在減數(shù)第二次分裂前期、中期，以及產(chǎn)生的精細胞中的染色體數(shù)目均為n，B錯誤；基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，在有絲分裂過程中不發(fā)生基因重組，C錯誤；經(jīng)過染色體復制產(chǎn)生的初級精母細胞中有同源染色體，在減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離，次級精母細胞中不含同源染色體，D錯誤。2．某同學在觀察果蠅細胞中的染色體組成時，發(fā)現(xiàn)一個正在分裂的細胞中共有8條染色體，呈現(xiàn)4種不同的形態(tài)。下列說法錯誤的是()A．若該細胞正處于分裂前期，則可能正在發(fā)生基因重組B．若該細胞正處于分裂后期，其子細胞的大小可能不同C．若該細胞此時存在染色單體，則該果蠅有可能是雄性D．若該細胞此時沒有染色單體，則該細胞可能取自卵巢解析：選C根據(jù)題干信息分析，正在分裂的細胞中有8條染色體，呈4種形態(tài)，說明細胞中含有2個染色體組。若該細胞正處于減數(shù)第一次分裂前期，則可能正在發(fā)生同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換，屬于基因重組，A正確；若該細胞正處于分裂后期，可能是減數(shù)第一次分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期，若是雌性個體的卵細胞形成過程，則子細胞的大小可能不同，B正確；若該細胞此時存在染色單體，說明此時不可能處于減數(shù)第二次分裂，可能處于有絲分裂或減數(shù)第一次分裂，由于細胞中染色體只有4種形態(tài)，而雄果蠅的染色體有5種形態(tài)，因此該果蠅不可能是雄果蠅，C錯誤；若該細胞此時沒有染色單體，說明該細胞處于減數(shù)第二次分裂后期，則該細胞可能來自卵巢或精巢，D正確。題點(二)考查精子與卵細胞形成過程比較[典例2]如圖為高等動物的細胞分裂示意圖。下列敘述正確的是()A．圖甲一定為次級精母細胞B．圖乙一定為初級精母細胞C．圖丙為次級卵母細胞或極體D．圖丙中的M、m為一對同源染色體[解析]據(jù)題圖分析，圖甲是減數(shù)第二次分裂后期，其細胞質(zhì)均等分裂，可能為次級精母細胞或第一極體，A錯誤；圖丙為減數(shù)第二次分裂后期，其細胞質(zhì)是不均等分裂的，應(yīng)是次級卵母細胞，不可能為極體，C錯誤；圖丙中的M、m不是同源染色體，應(yīng)是姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體，D錯誤。[答案]Beq\a\vs4\al([規(guī)律方法])根據(jù)細胞質(zhì)的分配方式判斷減數(shù)分裂中的細胞類型若減數(shù)第一次分裂后期細胞質(zhì)出現(xiàn)均等分裂，則一定為初級精母細胞；若減數(shù)第二次分裂后期細胞質(zhì)出現(xiàn)均等分裂，可能是次級精母細胞，也可能是第一極體。[對點訓練]3．下圖表示某種動物不同個體的某些細胞分裂過程，相關(guān)說法錯誤的是()A．甲、丙兩細胞都發(fā)生了基因重組B．圖中的細胞均處于細胞分裂后期C．可屬于卵原細胞分裂過程的是甲、乙、丁D．乙、丁的染色體數(shù)都是體細胞的一半解析：選D由圖可知，圖中細胞均處于細胞分裂后期，B正確；甲、丙兩細胞均處于減數(shù)第一次分裂的后期，非同源染色體上的非等位基因可隨著非同源染色體的自由組合而重組，A正確；甲、乙兩細胞的細胞質(zhì)均為不均等分裂，屬于卵原細胞分裂過程，丁細胞雖為均等分裂，也可能是第一極體的分裂，C正確；乙、丁兩圖均為減數(shù)第二次分裂后期的細胞圖，其染色體數(shù)同體細胞一樣，D錯誤。4.如圖為基因型AaBb果蠅的細胞分裂圖(僅圖示部分染色體)，不考慮染色體畸變，下列敘述正確的是()A．該細胞含2套遺傳物質(zhì)和2個染色體組B．該細胞繼續(xù)分裂可以形成4個不同基因型的配子C．該細胞繼續(xù)分裂產(chǎn)生的子細胞為次級卵母細胞和第二極體D．該果蠅體細胞中有形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同的4種染色體解析：選D該細胞已經(jīng)完成DNA分子的復制，因此含4套遺傳物質(zhì)和2個染色體組，A錯誤；該細胞為初級卵母細胞，由于發(fā)生過交叉互換，其繼續(xù)分裂可以形成4個不同基因型的子細胞，但只有一個配子(卵細胞)，B錯誤；該細胞繼續(xù)分裂產(chǎn)生的子細胞為次級卵母細胞和第一極體，C錯誤；該果蠅為雌果蠅，其體細胞中有形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同的4種染色體，D正確。題點(三)考查減數(shù)分裂過程中相關(guān)結(jié)構(gòu)或物質(zhì)數(shù)量的變化[典例3](2020·青島三模)馬蛔蟲的精子和卵細胞中都只有2條染色體，圖1表示馬蛔蟲體內(nèi)細胞正常分裂過程中不同時期細胞內(nèi)染色體、染色單體和DNA含量的關(guān)系，圖2表示部分細胞分裂圖像。下列說法錯誤的是()A．圖1中Ⅲ所對應(yīng)的細胞中一定不存在同源染色體B．DNA分子的復制主要發(fā)生在圖1的Ⅰ→Ⅱ過程中C．若乙細胞來自甲細胞，則乙細胞一定是次級卵母細胞D．圖2中甲細胞是觀察染色體形態(tài)、數(shù)目的最佳時期[解析]圖1中Ⅲ對應(yīng)的細胞處于減數(shù)第二次分裂前期或中期，不存在同源染色體，A正確；DNA分子的復制主要發(fā)生在間期，即圖1的Ⅰ→Ⅱ過程中，B正確；若乙細胞來自甲細胞，則根據(jù)染色體顏色可知，乙細胞一定是次級卵母細胞，C正確；觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期是中期，而圖2甲細胞處于前期，D錯誤。[答案]Deq\a\vs4\al([歸納拓展])引發(fā)相關(guān)物質(zhì)數(shù)量變化的四大原因[對點訓練]5.如圖所示為果蠅(2N＝8)體細胞有絲分裂或減數(shù)分裂過程中核DNA數(shù)或染色體數(shù)變化曲線的一部分。下列說法錯誤的是()A．若a等于16，則圖中b時期的細胞內(nèi)一定有同源染色體B．若a等于16，則該曲線圖可能是減數(shù)分裂核DNA數(shù)的變化曲線圖C．若a等于8，則圖中b時期的細胞可能無同源染色體D．若a等于8，則該曲線圖屬于有絲分裂過程核DNA數(shù)的變化曲線圖解析：選D若a等于16，則圖中b時期的細胞處于有絲分裂前期、中期、后期及減數(shù)第一次分裂過程中，所以細胞內(nèi)一定有同源染色體，A正確；若a等于16，則該曲線圖可能是減數(shù)第一次分裂過程中，核DNA數(shù)的變化曲線圖，B正確；若a等于8，則圖中b時期的細胞可能處于減數(shù)第二次分裂過程，細胞中無同源染色體，C正確；若a等于8，則該曲線圖屬于減數(shù)第二次分裂過程核DNA數(shù)的變化曲線圖，D錯誤。6．如圖表示雄果蠅進行某種細胞分裂時，處于四個不同階段的細胞(Ⅰ～Ⅳ)中遺傳物質(zhì)或其載體(①～③)的數(shù)量。下列表述與圖中信息不符的是()A．Ⅱ所處階段可發(fā)生基因自由組合B．Ⅲ所處階段可發(fā)生姐妹染色單體分開并分別移向兩極C．②代表染色單體D．Ⅰ～Ⅳ中③的數(shù)量比是2∶4∶2∶1解析：選BⅡ中染色體數(shù)∶染色單體數(shù)∶核DNA分子數(shù)＝1∶2∶2，且染色體數(shù)目與體細胞相同，可能處于有絲分裂前期、中期或減數(shù)第一次分裂過程，若處于減數(shù)第一次分裂后期，則細胞中會發(fā)生非同源染色體上的非等位基因自由組合；Ⅲ中染色體數(shù)∶染色單體數(shù)∶核DNA分子數(shù)＝1∶2∶2，且染色體數(shù)目是體細胞的一半，可能處于減數(shù)第二次分裂前期、中期，而姐妹染色單體分開并分別移向兩極發(fā)生在細胞分裂后期；①代表染色體，②代表染色單體，③代表核DNA分子；Ⅰ～Ⅳ中③(核DNA分子)的數(shù)量比是8∶16∶8∶4＝2∶4∶2∶1。知識點二觀察細胞的減數(shù)分裂和受精作用[系統(tǒng)主干知識]1．觀察細胞減數(shù)分裂的實驗步驟2．配子中染色體組合的多樣性的原因(1)減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體的自由組合。(2)減數(shù)第一次分裂前期同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換。3．受精作用(1)概念：卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。如右圖所示：(2)實質(zhì)：精子的細胞核與卵細胞的細胞核相融合，使彼此的染色體會合在一起。(3)結(jié)果：受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到體細胞中的數(shù)目。[聚焦關(guān)鍵微點]一、澄清概念——教材關(guān)鍵語句理解透1．受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到體細胞中的數(shù)目，其中一半的染色體來自精子(父方)，另一半來自卵細胞(母方)。(1)精子和卵細胞的相互識別是通過細胞的直接接觸完成的。(√)(2)精子和卵細胞的結(jié)合主要體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性。(×)(3)受精卵中的染色體和遺傳物質(zhì)均有一半來自父方，一半來自母方。(×)2．減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。(1)受精作用實現(xiàn)了基因重組，造成有性生殖后代的多樣性。(×)(2)雙親后代的多樣性有利于生物在自然選擇中進化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。(√)(3)受精過程中卵細胞和精子結(jié)合具有隨機性。(√)二、科學思維——教材活動、基本原理發(fā)掘好1．(教材必修2P27正文“受精作用”拓展思考)子代繼承了雙親各半數(shù)的染色體，雙親對子代的貢獻是一樣的嗎？卵細胞產(chǎn)生過程中，細胞質(zhì)不均等分裂，其意義是什么？提示：不一樣。母親除了提供一半的核基因之外，還提供了幾乎全部的細胞質(zhì)基因，如線粒體內(nèi)含有的DNA。保證卵細胞有較多的營養(yǎng)物質(zhì)，以滿足早期胚胎發(fā)育過程中對營養(yǎng)物質(zhì)的需要。2．通過減數(shù)分裂和受精作用能保持親子代染色體數(shù)目的穩(wěn)定，生物體是如何保證只有一個精子和一個卵細胞結(jié)合的？提示：受精作用進行時，一個精子進入卵細胞后，卵細胞的細胞膜會發(fā)生復雜的生理反應(yīng)，以阻止其他精子進入。[深化拓展提能]1．減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類(1)原始生殖細胞減數(shù)分裂產(chǎn)生配子情況(以AaBb為例，沒有基因突變和交叉互換)如圖：(2)具有n對同源染色體的個體產(chǎn)生配子情況(不考慮基因突變和交叉互換)項目可能產(chǎn)生配子的種類實際能產(chǎn)生配子的種類1個精原細胞2n種2種1個雄性個體2n種2n種1個卵原細胞2n種1種1個雌性個體2n種2n種2．觀察細胞的減數(shù)分裂實驗的注意事項(1)觀察細胞的減數(shù)分裂實驗中選取的材料能進行減數(shù)分裂，如植物的花藥，動物的精巢、卵巢等。(2)宜選用雄性個體生殖器官作實驗材料的原因：①雄性個體產(chǎn)生精子的數(shù)量多于雌性個體產(chǎn)生卵細胞的數(shù)量。②在動物卵巢內(nèi)的減數(shù)分裂沒有進行徹底，排卵時排出的僅僅是次級卵母細胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能繼續(xù)完成減數(shù)第二次分裂。(3)動物的精巢、卵巢以及植物的花藥、胚珠中的細胞既進行有絲分裂又進行減數(shù)分裂；其染色體數(shù)目有三種情況：N、2N、4N(假設(shè)親代為二倍體)。原始的精原細胞(或卵原細胞)本身的增殖是通過有絲分裂進行的。[題點全訓過關(guān)]題點(一)圍繞觀察細胞的減數(shù)分裂，考查實驗探究能力[典例1](2021·天津南開區(qū)一模)如圖為“觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片”實驗的相關(guān)照片，圖中MⅠ代表減數(shù)第一次分裂，MⅡ代表減數(shù)第二次分裂。下列敘述正確的是()A．該實驗過程中要進行解離、漂洗、染色、制片等操作B．該實驗可直接用高倍鏡進行觀察C．可在顯微鏡視野下觀察到乙圖變化的連續(xù)過程D．可在圖乙的MⅠ①中找到圖甲的結(jié)構(gòu)[解析]該實驗是觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片，所以不需要進行解離、漂洗、染色、制片等操作，A錯誤；該實驗先在低倍鏡下觀察找到目標，再換高倍鏡觀察，B錯誤；制作裝片后細胞已經(jīng)死亡，因此不能觀察到乙圖變化的連續(xù)過程，C錯誤；減數(shù)第一次分裂前期有可能發(fā)生同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換現(xiàn)象，故可在圖乙的MⅠ①中找到圖甲的結(jié)構(gòu)，D正確。[答案]Deq\a\vs4\al([易錯提醒])觀察過程中需注意的兩個問題(1)不只觀察到一種分裂方式：動物的精巢、卵巢以及植物花藥中的細胞既進行有絲分裂又進行減數(shù)分裂，故觀察到的圖像應(yīng)存在有絲分裂、減數(shù)分裂兩種分裂方式，其染色體數(shù)目有三種情況：n、2n、4n(假設(shè)親代為二倍體)。原始的精原細胞(或卵原細胞)的增殖是通過有絲分裂進行的。(2)不能觀察到一個細胞減數(shù)分裂的全過程，如同觀察有絲分裂一樣，由于細胞在解離過程中被殺死，無法觀察細胞中染色體的動態(tài)變化過程。觀察細胞分裂的不同時期，需通過移動裝片，從不同的視野中尋找。[對點訓練]1．為了觀察減數(shù)分裂各時期特點，實驗材料選擇恰當?shù)氖?)①蠶豆的雄蕊②桃花的雌蕊③蝗蟲的精巢④小鼠的卵巢⑤成熟花粉粒A．①② B．③④C．①③ D．②④解析：選C觀察細胞減數(shù)分裂的選材標準是易獲得且能夠觀察到全部的分裂時期。高等植物(桃花)的卵細胞形成過程比較復雜，且不易獲取。哺乳動物(小鼠)的卵細胞形成過程比較特殊，減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的，次級卵母細胞經(jīng)分裂產(chǎn)