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第三单元细胞的生命历程专题７ 细胞的增殖真题多维细目表真题涉分考点有丝分裂与无丝分裂题型难度设题情境试题结构素养要素２０１９北京ꎬ１６有丝分裂选择中原型情境的实验探究问题并列科学思维、科学探究２０１８北京ꎬ４６观察有丝分裂选择易原型情境的基础判断问题并列科学思维、科学探究２０１７北京ꎬ１６观察有丝分裂选择易原型情境的基础判断问题并列２０１７北京ꎬ３１(１)４有丝分裂非选择中陌生情境的实验探究逐级深入结构与功能观、科学思维、科学探究２０１６北京ꎬ１６有丝分裂选择易原型情境的基础判断问题并列科学思维、科学探究２０１５北京ꎬ３６有丝分裂选择易陌生情境的实验探究问题并列科学思维、科学探究２０１４北京ꎬ２９(４)４有丝分裂非选择中陌生情境的实验探究逐级深入科学思维、科学探究十年均分３.８考频常见考法命题规律与趋势０１考查内容１.本专题为高频考点ꎬ已出现的高考试题多考查细胞周期、间期ＤＮＡ复制、有丝分裂的观察实验等知识点ꎮ２.对“细胞周期”的考查常结合最新科技进展材料进行ꎬ涉及的知识点有细胞周期的时期划分、细胞周期的控制等ꎮ有丝分裂的观察的材料选择、实验步骤等也是经常考查的对象ꎮ０２题型难度已出现的关于本专题的高考试题多为选择题ꎬ试题难度不大ꎬ大多为中等ꎬ学生较易得分ꎮ０３命题规律命题时常联系相关最新科技进展以实验探究的形式考查ꎬ或直接以基础判断的形式考查ꎮ０４核心素养１.本专题试题主要体现了对科学思维、科学探究等素养的考查ꎮ２.考生需具备的素养要素有:分析与推断、模型与建模等ꎮ０５解题方法１.认真阅读所给的文字信息或模型信息ꎬ联系教材所学知识ꎬ作出合理的分析与判断ꎮ２.注意利用比较筛选、淘汰排除等方法解题ꎮ０６备考建议１.结合细胞分裂模式图、示意图或染色体、核ＤＮＡ变化曲线ꎬ理解有丝分裂过程ꎮ２.采用并列比较法理解细胞分裂各时期的特点ꎮ３６ ５年高考３年模拟Ｂ版(教师用书)对应学生用书起始页码Ｐ６６考点有丝分裂与无丝分裂 一、细胞不能无限长大１.生物体生长的原因:一是细胞的生长ꎬ二是细胞分裂ꎮ多细胞生物体的生长既靠细胞的生长增大细胞体积ꎬ又靠细胞的分裂增加细胞的数量ꎮ通常动植物的器官大小主要取决于细胞数量的多少ꎮ２.表面积与体积的关系:细胞体积越大ꎬ其相对表面积越小ꎬ物质运输效率就越低ꎮ３.细胞核与细胞体积的关系:细胞核是细胞的控制中心ꎬ其中的ＤＮＡ不会随着细胞体积的增大而增加ꎮ二、细胞通过分裂进行增殖１.过程:包括物质准备和细胞分裂两个连续过程ꎮ２.方式:真核细胞的增殖方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂ꎮ３.意义:是重要的细胞生命活动ꎬ是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础ꎮ三、有丝分裂１.细胞周期:连续分裂的细胞ꎬ从一次分裂完成时开始ꎬ到下一次分裂完成时为止ꎬ为一个细胞周期ꎮ一个细胞周期包括分裂间期和分裂期两个阶段ꎮ２.分裂间期的物质变化分裂间期又可划分为Ｇ１期(ＤＮＡ合成前期)、Ｓ期(ＤＮＡ合成期)和Ｇ２期(ＤＮＡ合成后期)ꎬ其主要变化如下:(１)Ｇ１期:合成ＤＮＡ所需蛋白质的合成和核糖体的增生ꎮ(２)Ｓ期:完成ＤＮＡ复制———每条染色体上由１个ＤＮＡ复制为２个ＤＮＡꎬ且２个ＤＮＡ位于两条染色单体上ꎬ两条染色单体由一个着丝点连在一起ꎬ即(３)Ｇ２期:合成蛋白质———主要用于形成纺锤丝(星射线)ꎮ３.有丝分裂过程图示植物细胞动物细胞主要变化动、植物细胞的区别间期完成ＤＮＡ分子的复制和有关蛋白质的合成ꎬ同时细胞有适度的生长动物细胞的中心粒在该期倍增前期①核膜逐渐消失ꎬ核仁逐渐解体②染色质丝螺旋化形成染色体③植物细胞两极发出纺锤丝ꎬ形成纺锤体动物细胞的两组中心粒分别移向两极ꎬ两组中心粒周围发出星射线ꎬ形成纺锤体中期染色体形态稳定ꎬ数目清晰ꎬ着丝点排列在赤道板上续表图示植物细胞动物细胞主要变化动、植物细胞的区别后期着丝点分裂ꎬ姐妹染色单体分开ꎬ在纺锤丝(星射线)的牵拉下移向两极末期纺锤丝逐渐消失ꎬ出现新的核膜、核仁ꎬ染色体解开螺旋形成染色质丝ꎬ植物细胞在赤道板处出现细胞板ꎬ其向四周扩展形成细胞壁动物细胞该期不形成细胞板ꎬ而是细胞膜从中部向内凹陷ꎬ最后把细胞缢裂为两部分 ４.有丝分裂的重要意义:亲代细胞的染色体经过复制之后ꎬ精确地平均分配到两个子细胞中ꎮ由于染色体上有遗传物质ＤＮＡꎬ因而在细胞的亲子代之间保持了遗传性状的稳定性ꎮ四、无丝分裂１.细胞分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化ꎬ所以叫无丝分裂ꎮ该过程较简单ꎬ一般是细胞核延长→缢裂成两个细胞核→细胞从中部缢裂→两个子细胞ꎮ２.举例:蛙的红细胞ꎮ (１)取材时为什么只能剪根尖２~３ｍｍꎬ而不能过长?[提示] 若剪得过长会包括伸长区ꎬ伸长区无细胞分裂ꎬ增加了寻找观察细胞的难度ꎮ(２)解离和染色时间要严格控制的原因是什么?[提示] 若解离时间太短ꎬ则压片时细胞不易分散开ꎻ时间过长ꎬ则细胞分离过度、过于酥软ꎬ无法取出根尖进行染色和制片ꎮ若染色时间太短ꎬ则染色体不能完全着色ꎻ若染色时间过长ꎬ染色体及周围结构均被着色ꎬ细胞内一片紫色ꎬ无法辨认染色体ꎮ(３)在制片时两次用到载玻片ꎬ作用分别是什么?[提示] 一次是放置根尖ꎻ另一次是在盖玻片上加一片载玻片ꎬ然后用拇指轻轻按压ꎬ目的是使细胞均匀分散ꎬ避免压碎盖玻片ꎮ(４)为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察?如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞?[提示] 解离过程中细胞已经死亡ꎬ观察到的细胞只是处于一个固定时期ꎮ如果要找到各个分裂时期的细胞ꎬ要不断移动装片ꎬ在不同的视野中寻找ꎮ(５)哪些细胞具有周期?[提示] 只有连续分裂的细胞才有细胞周期ꎬ如植物根尖分生区细胞、形成层细胞等ꎬ动物胚胎干细胞、生发层细胞、造血干细胞、受精卵等ꎮ专题７ 细胞的增殖３７ 对应学生用书起始页码Ｐ６７一 分析、推理有丝分裂过程(科学思维)１.模型法表示有丝分裂过程中染色体、核ＤＮＡ和染色单体的数量变化模型变化原因规律分析ａ→ｂ:间期(Ｓ期)核ＤＮＡ复制ｃ→ｄ:末期核ＤＮＡ随染色体平均分配到两个子细胞中ｇ→ｈ:后期着丝点分裂ｉ→ｊ:末期染色体平均分配到两个子细胞中①间期核ＤＮＡ分子复制使核ＤＮＡ含量加倍ꎬ但染色体没加倍ꎬ而是每条染色体上含有２条姐妹染色单体ꎻ②染色体加倍发生在后期着丝点分裂时ꎻ③核ＤＮＡ和染色体数目减半的原因相同 ２.有丝分裂中核ＤＮＡ含量变化的两种曲线变式图３(１)图２为有丝分裂过程中每条染色体上ＤＮＡ含量变化曲线ꎬ图中ｅｆ段处于间期ꎻｆｇ段表示含有姐妹染色单体的时期ꎬ即有丝分裂的Ｇ２期、前期和中期ꎻｈｉ段可表示有丝分裂的后期和末期ꎮ(２)图３是图２的变式ꎬ在有染色单体时ꎬ染色体与核ＤＮＡ数目之比为１∶２ꎻ不存在染色单体的时期ꎬ染色体数与核ＤＮＡ数之比为１∶１ꎮ图中ＢＣ段处于间期ꎬＣＤ段可表示有丝分裂Ｇ２期、前期和中期ꎬＥＦ段可表示有丝分裂的后期和末期ꎮ(３)图２和图３还可表示减数分裂过程中每条染色体上ＤＮＡ含量的变化ꎬ整个减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期处于ｆｇ(ＣＤ)段ꎮ１.细胞的有丝分裂过程中ꎬ与细胞核内染色体的“复制和均分”不同ꎬ细胞质内细胞器在子细胞中的分配不是平均的ꎮ２.细胞周期以上一次分裂期结束作为起点ꎬ而不是以分裂期为起点ꎮ３.ＤＮＡ分子数目的加倍在间期ꎬ染色体数目的加倍在后期ꎮ４.染色单体形成于间期ꎬ出现于前期ꎬ消失于后期ꎮ５.赤道板与细胞板的区别:赤道板不是细胞结构ꎬ仅表示一个位置ꎬ因此在光学显微镜下看不到ꎻ细胞板是一个真实的细胞结构ꎬ在光学显微镜下能看到ꎬ出现在植物细胞有丝分裂的末期ꎮ６.细胞分裂过程中出现中心体的不一定是动物细胞ꎬ某些低等植物细胞有丝分裂的分裂期ꎬ纺锤体的形成也与中心体有关ꎮ７.细胞分裂过程不出现中心体的不一定是植物细胞ꎬ也可能是进行无丝分裂或二分裂的细胞ꎮ图１和图２分别表示某一生物体内细胞有丝分裂图像与图解ꎬ其中字母表示时间点ꎬＯ→Ｆ时间段表示一个完整的细胞周期ꎮ请据图回答问题ꎮ(１)图１所示的细胞变化发生在图２中的 时期ꎮ(用箭头和字母表示)(２)Ｏ→Ｂ时段为细胞有丝分裂的 期ꎬ此时细胞内发生的活动主要是 和 ꎬ其中后者的发生与核糖体有直接关系ꎮ(３)观察植物细胞有丝分裂实验中ꎬ需要用到的碱性染料是 ꎬ持续观察图１所示的细胞ꎬ (能、不能)观察到下一个时期ꎮ(４)图中Ｂ→Ｃ时段细胞核ＤＮＡ、染色体与染色单体数目比例为 ꎬ这种比例将持续到图２的 点才开始变化ꎮ(５)观察染色体的形态、数目的最佳时期位于图２中的具体时段是 (用箭头和字母表示)ꎮ思路导引识图细审题细胞分裂时期(图１)曲线纵坐标的含义(图２)析图忆旧知↓有丝分裂过程实验观察有丝分裂中染色体、ＤＮＡ等的数量变化判图明事理↓分析作答解析 (１)图１表示有丝分裂后期ꎬ与图２中的Ｄ→Ｅ段对应ꎮ(２)Ｏ→Ｂ时段为细胞有丝分裂的间期ꎬ此时细胞内发生的主要变化是ＤＮＡ的复制和有关蛋白质的合成ꎮ(３)观察植物细胞有丝３８ ５年高考３年模拟Ｂ版(教师用书)分裂实验中ꎬ需要用到的碱性染料是醋酸洋红液或龙胆紫溶液ꎻ持续观察图１所示的细胞ꎬ不能观察到下一个时期ꎬ因在解离阶段细胞已死亡ꎮ(４)图中Ｂ→Ｃ段表示分裂前期ꎬ此时细胞核ＤＮＡ、染色体与染色单体数目比例为２∶１∶２ꎬ中期的这个比例与前期相同ꎬ后期由于着丝点的分裂ꎬ染色单体为０ꎬ此比例发生改变ꎬ即图２中Ｄ点ꎮ(５)观察染色体的形态、数目的最佳时期是中期ꎬ位于图２中Ｃ→Ｄ段ꎮ答案 (１)Ｄ→Ｅ (２)间 ＤＮＡ复制 相关蛋白质合成(３)醋酸洋红液(或龙胆紫溶液) 不能 (４)２∶１∶２ Ｄ (５)Ｃ→Ｄ１－１ 图１、图２分别为某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图ꎬ图３表示有丝分裂中不同时期每条染色体上ＤＮＡ分子数变化ꎬ图４表示有丝分裂中不同时期染色体和核ＤＮＡ的数量关系ꎮ下列有关叙述不正确的是( )Ａ.图１所示细胞中共有４条染色体ꎬ８个ＤＮＡ分子ꎻ图２所示细胞中共有０条姐妹染色单体Ｂ.图１所示细胞处于图３中ＢＣ段ꎻ完成图３中ＣＤ段变化的细胞分裂时期是后期Ｃ.有丝分裂过程中不会出现图４中ｄ所示的情况Ｄ.图４中ａ可对应图３中的ＢＣ段ꎻ图４中ｃ对应图３中的ＡＢ段１－１答案 Ｄ 图１中１条染色体中包含２条姐妹染色单体ꎬ每条染色单体含有一个ＤＮＡ分子ꎻ图２中姐妹染色单体分离后就不能再称为姐妹染色单体ꎬ只能称为染色体ꎬＡ正确ꎮ图３纵坐标含义是“每条染色体上ＤＮＡ分子数”ꎬＢＣ段１条染色体上有２个ＤＮＡ分子ꎬ可对应图１ꎬＣＤ段每条染色体上ＤＮＡ分子由２个变成１个ꎬ原因是后期着丝点分裂ꎬＢ正确ꎮ图４中ｄ表示细胞中核ＤＮＡ含量为２Ｎꎬ染色体数目为４Ｎꎬ有丝分裂过程中不可能出现这种情况ꎬＣ正确ꎮ图４中ａ可对应有丝分裂后期、末期ꎬ与图３中的ＢＣ段不对应ꎻ图３中ＡＢ段处于有丝分裂间期ꎬ核ＤＮＡ含量由２Ｎ→４ＮꎬＤ错误ꎮ专题７ 细胞的增殖３９ 二 观察细胞的有丝分裂和模拟探究细胞表面积与体积的关系(科学探究)１.模拟探究细胞表面积与体积的关系(１)实验原理①酚酞遇ＮａＯＨ呈紫红色ꎮ②琼脂块大小模拟细胞大小ꎮ③ＮａＯＨ扩散体积与整个琼脂块体积之比表示物质运输效率ꎮ(２)实验步骤制备琼脂块切取三块边长分别为３ｃｍ、２ｃｍ、１ｃｍ的含酚酞的琼脂块正方体浸泡↓在质量分数为０.１％的ＮａＯＨ溶液中浸泡１０分钟切割↓捞取、吸干并均分琼脂块↓ 测量、记录、计算ꎬ得出结果(３)实验结论细胞体积越大ꎬ其相对表面积越小ꎬ细胞与周围环境之间物质交流的面积相对越小ꎬ物质运输的效率越