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│细胞的增殖（二）考点整合延长真核生物分裂间期分裂期DNA分子蛋白质生长染色体一个姐妹染色单体核仁核膜纺锤体散乱两侧着丝点形态数目分裂染色体纺锤丝形态数目染色质丝纺锤丝核膜核仁细胞板缢裂中部纺锤丝染色体蛙的红细胞的无丝分裂要点探究►探究点一有丝分裂过程1.染色体、染色单体与DNA的数量关系图13－1一个染色体包含一个着丝点(②)和两条臂(①③，染色体的臂有长有短，着丝点的位置可位于染色体的不同部位)。计算染色体的数目时，以染色体着丝点的数目为依据。每条染色单体含有1个DNA分子。2.有丝分裂过程中各期的变化特点(假设某生物体细胞染色体数目为2N)间期前期中期后期末期主要变化特点DNA复制和有关蛋白质合成出现染色体，出现纺锤体(动物细胞和低等植物细胞中心体发出星射线；高等植物细胞的两极发出纺锤丝)，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，染色体散乱每条染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体和纺锤体比较清晰，便于观察和计数每个着丝点分裂成两个(染色单体分开，形成2条染色体)并移向两极染色体消失，纺锤体逐渐消失，出现新的核膜、核仁，(动物细胞的细胞膜从中部向内凹陷；植物细胞赤道板处形成细胞板，并逐渐形成新的细胞壁)，一个细胞分裂成两个子细胞间期前期中期后期末期染色体行为染色体状态染色质(丝状)染色质→染色体(含染色单体)染色体(含染色单体)染色体(无染色单体)染色体→染色质染色体数2N2N2N4N2N(与亲代细胞相同)核DNA数2N→4N4N4N4N2N(与亲代细胞相同)染色单体数0→4N4N4N00注：间期包括3个阶段：G1期(DNA复制前期)：RNA、蛋白质和酶的合成，并储存能量；S期(DNA复制期)：合成DNA和有关蛋白质，这一阶段是人工诱导效果最佳时期；G2期(DNA复制后期)：合成一些RNA和蛋白质，为分裂期纺锤体的形成做准备。3.与有丝分裂直接相关的细胞器细胞器相关联系核糖体细胞分裂过程中染色体、纺锤体和细胞内的蛋白质以及DNA复制有关的DNA解旋酶和DNA聚合酶、催化转录的RNA聚合酶等，在核糖体上合成；分裂活动旺盛的细胞中，游离的核糖体数量较多细胞器相关联系线粒体分裂间期DNA的复制及蛋白质的合成，分裂期纺锤体牵引染色体运动等都需要消耗ATP分解释放出来的能量，而ATP主要是线粒体进行有氧呼吸第三阶段产生的；分裂活动旺盛的细胞中，线粒体数量较多中心体动物细胞和低等植物细胞分裂过程中与纺锤体的形成有关，并决定细胞的分裂方向；在间期复制，前期移向两极高尔基体高等植物细胞在分裂期末期在赤道板位置出现一个细胞板，进而扩展成细胞壁，这一结构的形成需要高尔基体的参与有丝分裂一个细胞周期中核内DNA及染色体相对数目(假设正常体细胞的染色体数为2N)的变化曲线图13－2【说明】(1)中期染色体形态比较稳定，数目比较清晰，是观察染色体的最好时期；(2)细胞周期中，间期比较长，是显微镜下观察细胞数目最多的时期；(3)染色体形成于前期，消失、解体在末期；(4)染色单体形成于间期，消失、解体于后期。例1[2010·牡丹江模拟]在对遗传病的分析研究中，常对患者及其亲属体细胞有丝分裂中期的染色体进行照相、放大、分组、比较分析，这是因为()A.中期持续时间最长B.中期的染色体包含两个染色单体C.中期的染色体最粗大，容易分析比较发【答案】C【解析】由于有丝分裂中期，染色体形态最粗、最清晰，便于观察清楚。【点评】考查有丝分裂过程中期的特点。遗传病的分析研究往往是对染色体数目、形态进行比较，中期染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察，C正确。在细胞周期中分裂间期的时间最长，A错；中期的染色体包含两条染色单体，B项叙述没有错误，但与题意无关；中期每条染色体的着丝点的两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板平面上，且细胞分裂是连续的过程，故D项错误。下面的变式题是与有丝分裂联系起来命题的。变式题[2009·绍兴一中]下列关于豌豆细胞有丝分裂过程中的叙述，正确的是()A.分裂后期，着丝点分裂，染色体和DNA数目加倍B.分裂前期，两组中心粒之间发出星射线形成纺锤体C.分裂间期，线粒体为蛋白质的合成提供能量D.分裂末期，高尔基体与子细胞的赤道板形成有关【答案】C【解析】本题考查学生对细胞有丝分裂的过程及与代谢关系知识的理解。豌豆细胞有丝分裂后期，着丝点分裂染色体暂时加倍，但DNA数目加倍不是在此时期，而是在间期，故A项错误；豌豆细胞无中心粒，故B项错误；豌豆细胞有丝分裂末期，高尔基体与细胞板的形成有关，而非赤道板，故D项错误；豌豆细胞有丝分裂间期，蛋白质和DNA等物质的合成需要消耗能量，此能量主要来自线粒体的有氧呼吸，故C项正确。►探究点二动植物有丝分裂区别与联系1.动植物有丝分裂各期的特点时期植物细胞示意图动物细胞示意图主要特点(植物)分裂间期DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。每条染色体都形成两条完全一样的姐妹染色单体分裂期前期①出现染色体；②核膜解体，核仁消失；③从细胞两极发出许多纺锤丝，形成纺锤体时期植物细胞示意图动物细胞示意图主要特点(植物)分裂期中期染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体数目清晰，形态比较稳定后期每个着丝点分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体时期植物细胞示意图动物细胞示意图主要特点(植物)分裂期末期①两套染色体分别到达两极后，又变成细长而盘曲的丝；②核膜、核仁重新出现；③纺锤丝消失；④(植物细胞)在赤道板位置上出现细胞板，进而形成新的细胞壁，最后一个细胞分裂成两个子细胞2.植物细胞和动物细胞有丝分裂的异同不同点相同点有丝分裂前期纺锤体的形成末期细胞质的分裂间期中心体复制①分裂过程及时期相同②核内染色体变化相同植物细胞细胞两极发出纺锤丝构成在赤道板部位出现细胞板，并由中央向周围扩展形成细胞壁无动物细胞移向两极的中心粒向周围发出星射线形成赤道板处细胞膜向内凹陷，缢裂成两个细胞有例2[2010·抚顺一中]比较动植物细胞有丝分裂过程，可发现不同之处是()A．染色体的形成和消失不同B．纺锤体的形成不同C．DNA的复制不同D．中期的特点不同【答案】B【解析】动植物细胞有丝分裂过程中，DNA的复制都发生在间期。染色体的形成和消失都分别发生在前期和末期，中期的特点也相同，都是着丝点排列在赤道板上。而纺锤体的形成则不同，植物细胞没有中心体，纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成，动物细胞有中心体，纺锤体是由两极的中心粒发出的星射线形成的。【点评】动物细胞有丝分裂的过程与植物细胞的基本相同，不同的特点是：①前期纺锤体形成方式不同；②末期细胞质分裂方式不同。下列变式题就是利用动植物细胞有丝分裂不同点比较进行解题。变式题[2010·沈阳模拟]根据某细胞有丝分裂某时期示意图，回答下列问题：图13－3(1)该细胞是动物细胞还是植物细胞？________。理由是：_________________________________。(2)此细胞处于有丝分裂的________期，有________条染色体。(3)该生物体细胞应有________条染色体。细胞核中有________个DNA分子。图13－4(4)该细胞上一时期有姐妹染色单体________条，绘出上一时期图(画在圆圈内)。(5)细胞有丝分裂的结果是产生________个子细胞，子细胞与母细胞染色体数目是_________________________.【答案】(1)动物细胞有中心体而无细胞壁(2)后12(3)66(4)12如图13－4所示(5)2相等的【解析】分析图解可知：该细胞有中心体没有细胞壁，是动物细胞的有丝分裂过程。且着丝点一分为二，可判断为有丝分裂后期，染色体数目为12条。该图上一个时期为中期，有染色体6条，染色单体12条。细胞有丝分裂将亲代染色体经过复制(为DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中，亲代和子代之间染色体数目相等。要点探究►探究点三观察植物细胞的有丝分裂1.实验原理(1)植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。(2)有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。(3)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料染色。2.实验过程3．实验成功的关键(1)剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，同时注意剪取的时间，一般在上午10点至下午2点左右，此时分生区细胞分裂旺盛。(2)解离充分，细胞才能分散，才不会重叠。(3)染色时，染色液的浓度和染色时间必须掌握好，应注意染色不能过深，否则镜下一片紫色，无法观察。(4)压片时用力必须恰当，过重会将组织压烂，过轻则细胞未分散，二者都将影响观察。4.实验注意事项(1)解离完一定要漂洗，目的是洗去多余的盐酸，防止解离过度和影响染色。(2)将染色质(染色体)染色，时间不要太长，3～5min即可。(3)加盖玻片时，注意防止产生气泡。(4)用显微镜观察装片时，要遵循“先用低倍镜观察，再用高倍镜观察”的原则。(5)观察时应先找到呈正方形的分生区细胞，在一个视野里，往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞图像，因此，观察时要注意边观察边移动装片，观察有丝分裂各个时期。换高倍镜时，要先把低倍镜下的物像移到视野中央。例3[2009·江苏卷]有1位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如图13－6所示。造成这种情况的原因可能是()①取材位置不合适②取材时间不合适③制片时压片力量不合适④解离时间不合适⑤视野选择不合适图13－6A.②③B.②⑤C.①②⑤D.①③④【答案】C【解析】由图观察，细胞多处于未分裂状态，故可能取材时间不合适，细胞分裂不旺盛；且视野中有一些细胞为长形，可能取自伸长区细胞，为取材位置不合适，应取分生区细胞；也有可能是视野选择不当，没有找到合适视野观察；由图知细胞均分散开，故不可能为③④所述原因。【点评】该题考查根尖细胞有丝分裂实验中取材、观察等步骤。合理选材和正确操作是实验成功的保证。下列变式题从另一个角度考查本实验相关知识。变式题[2009·惠州模拟]取生长健壮的洋葱根尖，经过解离、漂洗、染色、制片过程，制成临时装片，放在显微镜下观察。欲观察到细胞有丝分裂的前、中、后、末几个时期，下述操作正确的做法是()A.如果在低倍镜下看不到细胞，可改用高倍物镜继续观察B.如果在一个视野中不能看全各个时期，可移动装片从周围细胞中寻找C.应该选一个处于间期的细胞，持续观察它从间期到末期的全过程D.如果视野过暗，可以转动细准焦螺旋增加视野的亮度【解析】高倍镜比低倍镜放大倍数大，视野小，看到的细胞数目少，如果在低倍镜下看不到细胞，高倍物镜下更难观察；经过解离的洋葱根尖细胞，细胞已经死亡，不可能观察它从间期到末期的全过程；如果视野过暗，可以转动反光镜(凹面镜)或调大光圈，细准焦螺旋用来调节焦距，不能增加视野的亮度；如果在一个视野中不能看全各个时期，可移动装片从周围细胞中寻找，一般能找到各个时期的细胞。【答案】B