必修1《分子与细胞》第1节 细胞是生命活动的基本单位精品导学案

细胞增殖

核心知识点一：细胞分裂的过程

  1. 细胞周期

（1）概念剖析：①条件：连续分裂的细胞。②组成：细胞周期＝分裂间期＋分裂期。

（2）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。

（3）细胞周期的3种常用表示方法

①扇形图

②线段图

③坐标图

易错点拨：不是所有分裂的细胞都有细胞周期。只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，能连续分裂的细胞包括动物的受精卵、精（卵）原细胞、皮肤生发层细胞、造血干细胞、癌细胞、杂交瘤细胞等，植物的根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织细胞、茎的形成层细胞、受精卵等。

2. 有丝分裂

（1）各时期的特点（以高等植物细胞为例）

①间期（复制合成有单体）

②前期（仁膜消失现两体）

③中期（形定数晰赤道齐）

④后期（点裂数加均两极）

⑤末期（两消两现现新壁（质分离））

（2）“三看”法区分动物和植物细胞有丝分裂

（3）有丝分裂过程中的“加倍”

（4）与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用

3. 无丝分裂

（1）过程

遗传物质复制、细胞核延长、核中部向内凹陷、整个细胞从中部缢裂为两个子细胞

（2）特点

没有纺锤丝和染色体的变化。

易错点拨：误认为无丝分裂没有DNA、染色体的复制。无丝分裂由于没有出现纺锤丝和染色体的变化而得名，但并不表示没有染色体和DNA分子的复制，只是没有出现染色体的形态变化。

例题1  实验室培养甲、乙、丙、丁四种不同类型细胞，测得分裂间期占细胞周期的比例如下图所示。有关说法正确的是（    ） 

A. 四种细胞中丙分裂间期持续的时间最长

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. 细胞周期是指一次细胞分裂开始至本次细胞分裂结束的时长

答案：C

解析：本题考查与细胞周期相关的知识，难度中等。图示为分裂间期占细胞周期的比例，在不知道各个细胞分裂所需总时间的情况下，无法判断细胞分裂间期时间的长短；加入DNA合成抑制剂，在不知道各类别细胞总数的情况下，停留在分裂间期细胞数量的多少无法判断，A、B均错误；细胞中参加各种反应的酶都有一个最合适的温度区间，温度太低或太高都会抑制酶活性甚至使酶失活，所以在不同温度下培养细胞，细胞周期持续的时间是不同的，C正确；细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程，分为间期与分裂期两个阶段，D错误。

例题2  下列关于高等动植物细胞有丝分裂过程差异的叙述，正确的是（    ）

A. 细胞分裂前期，动物细胞由细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体

B. 细胞分裂前期，高等植物细胞由中心体发出星状射线形成纺锤体

C. 细胞分裂末期，动物细胞的细胞膜在中部向内凹陷

D. 细胞分裂末期，高等植物细胞由赤道板直接形成新的细胞壁

答案：C

解析：本题考查动植物细胞有丝分裂的差异，难度中等。细胞分裂前期，动物细胞由中心体发出星状射线构成纺锤体，A错误；细胞分裂前期，高等植物细胞由两极发出纺锤丝形成纺锤体，B错误；细胞分裂末期，动物细胞的细胞膜在赤道板处向内凹陷，最后缢裂形成2个子细胞，C正确；细胞分裂末期，高等植物细胞由细胞板直接形成新的细胞壁，D错误。

核心知识点二：细胞分裂图像、曲线图、直方图辨析

1. 根据染色体变化识别细胞分裂时期

（1）染色质变为染色体，染色体散乱分布→前期，如图1。

（2）着丝点排列在赤道板上→中期，如图2。

（3）着丝点分裂，染色体数目增加一倍→后期，如图3。

（4）染色体变成染色质→末期，如图4。

2. 动植物细胞有丝分裂图像的识别方法

（1）细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞，低等植物细胞有丝分裂的分裂期，纺锤体的形成也与中心体有关。

（2）细胞边界画成方形或图像中有细胞板结构，无中心粒结构，一般可判断为高等植物细胞。

（3）细胞边界画成圆形或有中心粒，无细胞板结构，通过缢裂平分为两个细胞，一般可判断为动物细胞。

3. “模型法”分析DNA、染色体、染色单体的变化

（1）

a→b、l→m是因DNA分子复制；g→h、n→o是因着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体；d→e、j→k的变化都是DNA含量减半；染色单体在细胞周期中的起点为0，终点也为0。

（2）每条染色体上DNA含量的变化

4. 细胞分裂过程中直方图的分析方法

直方图是表示细胞有丝分裂过程中数量关系的常用图形，典型直方图如图所示，图中纵坐标表示一个细胞核中的DNA、染色单体、染色体数。

一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期：

（1）根据染色单体变化判断各时期

染色单体

（2）根据比例关系判断各时期

例题1  下列是一组动物活细胞有丝分裂图，有关说法正确的是（    ）

A. b图细胞将出现细胞板，并缢裂成两个子细胞

B. 该生物与高等植物有丝分裂的区别主要在c和e两个时期

C. d图细胞中同源染色体联会，形成四分体

D. 上述细胞在细胞周期中出现的顺序是a→c→d→e→b

答案：D

解析：本题主要考查对动物细胞有丝分裂各时期图形的识别，难度中等。细胞板是植物细胞有丝分裂末期出现的，动物细胞有丝分裂末期是细胞膜向内凹陷缢裂成两个子细胞， A错误；B项中动物细胞与植物细胞有丝分裂的区别在前期和末期，即c、b时期，B错误；同源染色体联会发生在减数分裂过程中，C错误；a、b、c、d、e各表示间期、末期、前期、中期、后期，D正确。

例题2  图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系。下列有关叙述不正确的是（    ）

A. 图2中a对应图1中的A—B段，c对应图1中的E—F段

B. 图1中D—E段的细胞染色体组数目加倍，但核DNA含量不变

C. 观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的C-D段中

D. 图2中有丝分裂细胞周期的顺序可表示为c、b、a、c

答案：A

解析：本题考查细胞有丝分裂中染色体和DNA的关系，难度较大。图2中a表示有丝分裂后期，对应图1中的E→F段，c表示间期或有丝分裂末期，对应图1中的A→B段或E→F段，A错误；图1中D→E段形成的原因是着丝点分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变，B正确；有丝分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期，对应于图1的CD段，C正确；图2中c表示G1期或有丝分裂末期，b表示有丝分裂的前、中期，a表示有丝分裂后期，d表示染色体：DNA=2：1，这种情况不存在，有丝分裂细胞周期的顺序可表示为c、b、a、c，D正确。

核心知识点三：观察细胞有丝分裂实验

1. 实验原理

（1）高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。

（2）细胞核内的染色体（质）易被碱性染料（龙胆紫溶液、醋酸洋红等）染成深色。

（3）由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。

2. 实验材料的选择

①类型：选取“分裂期”占细胞周期比例相对较大的材料。

②部位：应选分裂旺盛的部位（如根尖的分生区）。

3. 实验步骤以及操作目的

4. 操作注意事项

易错点拨：

（1）根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。

（2）不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。

（3）细胞板是一个真实的结构，赤道板不是真实存在的结构，而是人为定义的平面。

（4）“解离→漂洗→染色→制片”的顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。

例题1  如图所示为观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂的实验的部分操作，下列叙述合理的是（　　）

A. 剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛

B. 该实验步骤中唯一错误之处是在②和③之间缺少清水漂洗这一环节

C. 在观察的图像中，b区域的细胞属于分生区的细胞，细胞已死亡

D. 若用图中b区域的细胞观察植物细胞质壁分离和复原，实验现象明显

答案：C

解析：本题考查观察细胞有丝分裂的实验，难度中等。洋葱根尖分生区位于根尖2～3 mm的部分，分生区细胞分裂旺盛，有利于观察细胞的有丝分裂，A错误；在②和③之间应增加用清水漂洗这一环节，而③和⑤之间的用清水漂洗的环节应删除，B错误；分生区的细胞呈正方形，由题图可知，b区域的细胞属于分生区的细胞，细胞经解离已死亡，C正确；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，质壁分离现象不明显，D错误。

例题2  下图为显微镜下观察用家鸽肝脏制作的临时装片结果。下列说法正确的是（    ）

A. 细胞甲中染色体数最多，便于观察染色体形态

B. DNA复制所导致的染色体数目加倍发生在细胞乙

C. 若持续观察一段时间丁细胞将分裂成为两个子细胞

D. 细胞丙和戊中细胞核结构及染色体形态变化相反

答案：D

解析：本题考查观察细胞有丝分裂的实验，难度中等。图中甲细胞染色体数目清晰，为有丝分裂的中期，便于观察染色体形态，染色体组数最多为有丝分裂后期，A错误；细胞乙处于有丝分裂间期，间期DNA经过复制后染色体数目不变，着丝点分裂导致染色体数目加倍，发生在有丝分裂后期，即图丁，B错误；经解离后细胞已经是死细胞，不能观察到动态变化过程，C错误；细胞丙为有丝分裂前期，此时染色质高度螺旋化成为染色体，核膜、核仁逐渐消失，戊为有丝分裂末期，核膜、核仁重现，染色体逐渐变为染色质，D正确。

（答题时间：30分钟）

1. 图A和图B中，按箭头方向表示细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期，下列叙述中，正确的是（  ）

①图A中一个细胞周期是指乙→乙的全过程  ②图B中b+c能表示一个细胞周期

③c、d两段都要消耗ATP  ④植物细胞在b段形成赤道板，向四周扩展，将细胞一分为二

A. ①④   B. ②③   C. ①③    D. ③④

2. 如图为某种高等植物根尖细胞分裂过程中染色质与染色体规律性变化的模式图。下列相关判断正确的是（　　）

A. ①→②过程是有丝分裂间期，此时细胞内叶绿体通过分裂增多

B. ②→③过程中细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体

C. ④→⑤过程中染色体的着丝点分裂，核DNA的含量加倍

D. ⑥→⑦过程中细胞中部向内凹陷形成细胞板将细胞一分为二

3. 菠菜根的分生区细胞不断分裂，对该过程的叙述正确的是（    ）

A. 细胞分裂间期，DNA复制，DNA和染色体的数目增加一倍

B. 细胞分裂前期，核膜和核仁逐渐消失，中心体发出星射线形成纺锤体

C. 细胞分裂中期，染色体形态固定、数目清晰，适于染色体计数和形态观察

D. 细胞分裂末期，在细胞中央的位置出现一个由薄膜构成的赤道板

4. 如图是某动物细胞有丝分裂模式图，下列叙述错误的是（　　）

A. 上述细胞有丝分裂的顺序是图1→图4→图2→图3

B. 在图2时期，细胞中的DNA数目不变，但染色体数目加倍

C. 若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能作用于图2细胞所属时期

D. 开始出现染色体的时期是图4，染色体开始转变成染色质形态的时期是图3

5. 下列关于高等动物、植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是（　　）

A. 在细胞核分裂过程中，染色体的行为不同

B. 在分裂末期，细胞质的分裂方式相同

C. 在分裂前期，纺锤体的形成方式不同

D. 在分裂末期，高尔基体的功能相同

6. 关于无丝分裂过程的下列叙述中，正确的是（    ）

A. 分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化 

B. 分裂过程中没有DNA和染色体的复制

C. 分裂结束缢裂成的两个子细胞中染色体数减半 

D. 蛙的受精卵和红细胞均进行无丝分裂

7. 如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法不正确的是（    ）

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DNA含量不变

B. 若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则e点时一条染色体中DNA的含量与a点相同

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DNA的含量，则a→c过程染色体数目不变

8. 如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体数目（a）、核DNA分子数目（b）的直方图，下列叙述正确的是（    ）

A. ①时期染色体还未复制，核DNA已完成了复制

B. ③时期核膜、核仁重建，细胞中部出现细胞板

C. ①→②表示着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变

D. ②表示有丝分裂前期，②→③过程中染色体和核DNA分子数目均减半

9. 甲图是某植物细胞有丝分裂各时期的图像。乙图是细胞有丝分裂过程中核内DNA数目变化曲线图，图丙是不同时期细胞中染色体、染色单体、DNA数量关系图。请据图回答下列有关问题。

（1）图甲中，一个细胞周期①、②、③、④发生的先后顺序是_____________（用字母和箭头表示）。

（2）图甲中，③所在时期在细胞中央将出现__________，该结构的形成与_________（填细胞器名称）有关。

（3）图乙中，一个细胞周期可以用图中________（填字母）段表示。图乙中_______（填字母）段所示的时期是观察细胞中染色体形态和数目的最佳时期。

（4）图丙中________（填“①”或“②”）可以代表染色体数目加倍的时期，染色体数目加倍的原因是___________________________________。

（5）图丙中的a、b、c分别可以代表细胞中三种物质，其顺序是_______

A. 染色体、染色单体、DNA       B. 染色体、DNA、染色单体

C. DNA、染色体、染色单体       D. 染色单体、染色体、DNA

10. 为了寻找更为理想的“观察植物细胞有丝分裂”的实验材料以及探究不同材料适宜的取材时间，科研人员进行了如下实验：

步骤1　剔除大蒜蒜瓣和红葱的老根，置于装有适量清水的烧杯中，在20～25 ℃下培养，每2 d更换一次清水。

步骤2　待大蒜和红葱的须根长出后，每24 h测量一次须根长度，记录并处理数据，结果如图1。

步骤3　若干天后，从8：00～16：00，每2 h取生长健壮的须根根尖制成临时装片。观察时随机选取30个视野，统计各视野中分裂期细胞数以及细胞总数，并计算细胞分裂指数[细胞分裂指数%＝分裂期细胞数/细胞总数×100%]，结果如图2。

分析回答：

（1）绘制图1所依据的数据，应该是同一时间测得的须根长度的__________。

（2）步骤3中，制作根尖临时装片的过程是取材→解离→_________________。

（3）植物细胞壁的胞间层由果胶组成，使相邻细胞粘连。洋葱细胞的胞间层比大蒜、红葱厚，若以洋葱为材料进行本实验，解离时要________________或_____________等，否则观察时会发现______________。

（4）根据本实验结果，最适宜的材料及最佳取材时间是_______________________。

1. C  解析：本题考查细胞周期，难度中等。细胞周期是指一次细胞分裂完成到下一次细胞分裂完成，图A中乙→乙表示一个细胞周期，①正确；图B中a+b或c+d表示一个细胞周期，②错误；分裂间期完成DNA复制和有关蛋白质的合成，分裂期染色体在纺锤丝牵引之下向细胞两极运动，两阶段都要消耗ATP，③正确；植物细胞在b段形成细胞板，向四周扩展，将细胞一分为二，④错误，C正确。

2. B  解析：本题考查有丝分裂过程中染色体与染色质的变化，难度中等。高等植物根尖细胞中没有叶绿体，A错误；②→③过程为有丝分裂前期，此时染色质螺旋变粗，形成染色体，同时细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体，B正确；④→⑤过程中染色体的着丝点分裂，染色体数量加倍，DNA数量在间期加倍，C错误；⑥→⑦过程为有丝分裂末期，此时赤道板位置出现细胞板，细胞板伸展形成细胞壁，将细胞一分为二，细胞中部向内凹陷是动物细胞分裂末期特征，D错误。

3. C  解析：本题考查高等植物细胞有丝分裂各时期的变化特点，难度中等。细胞分裂间期，DNA复制，但染色体的数目不变，A错误；菠菜属于高等生物，没有中心体，B错误；细胞分裂中期，染色体螺旋化达到最大程度，形态固定、数目清晰，适于染色体计数和形态观察，C正确；细胞分裂末期，在细胞中央的位置出现一个由高尔基体小泡构成的细胞板，D错误。

4. C  解析：本题考查动物细胞有丝分裂的过程，难度中等。分析题图:图示是某动物细胞有丝分裂模式图,其中图1细胞处于分裂间期；图2细胞中着丝点分裂,应处于有丝分裂后期；图3细胞的细胞质中央向内凹陷,应处于有丝分裂末期；图4细胞中出现染色体，且染色体分布散乱,应处于有丝分裂前期。 根据分析上述细胞有丝分裂的顺序是图1分裂间期→图4分裂前期→图2分裂后期→图3分裂末期，A正确；在图2时期为有丝分裂后期，细胞中的DNA数目不变，着丝点分裂染色体数目加倍，B正确；纺锤体形成于分裂前期，即图4时期，若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能是作用于图4，C错误；图4是有丝分裂前期，细胞中出现染色体，且染色体分布散乱，图3是有丝分裂末期，染色体开始转变成染色质形态的时期，D正确。

5. C  解析：本题考查动植物细胞有丝分裂的差异，难度中等。在动植物细胞有丝分裂过程中，染色体的行为相同，A错误；在分裂末期细胞质的分开方式不同，动物细胞中部出现细胞膜内陷，把细胞缢裂为二，形成两个子细胞，植物细胞在赤道板的位置出现细胞板，扩展形成新细胞壁，并把细胞分为两个，B错误；在分裂前期纺锤体的形成过程不同，动物细胞中纺锤体是由中心体发出星射线形成的；高等植物细胞中纺锤体是由细胞两极发出纺锤丝形成的，C正确；在分裂末期高尔基体的作用不同，在植物细胞有丝分裂末期，高尔基体与细胞壁的形成有关，动物细胞中高尔基体与分裂无直接关系，D错误。

6. A  解析：本题考查无丝分裂的特点，难度中等。无丝分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化，A正确；无丝分裂过程与有丝分裂一样，存在DNA分子复制，B错误；无丝分裂结束缢裂成的两个子细胞中染色体数目不减半，只是与有丝分裂相比，亲代复制后的遗传物质不一定完全精确的平分到两个子细胞中，C错误；蛙的红细胞进行无丝分裂，受精卵的分裂方式为有丝分裂，D错误。

7. D  解析：本题考查有丝分裂曲线图的判断，难度较大。若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则ab表示DNA复制，染色体数目不变，cd表示着丝点分裂，染色体数目加倍，但细胞中DNA含量不变，A、C正确；若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则ab表示DNA复制，cd表示细胞分裂成两个子细胞的过程，e点时细胞分裂完成，一条染色体中DNA的含量与a点DNA没有复制时相同，B正确；着丝点分裂发生在bc段， a→c过程中包含有丝分裂后期染色体数目加倍的时期，染色体数目变化，D错误。

8. C  解析：本题以直方图的形式考查细胞有丝分裂过程中的变化，难度较大。图①可表示有丝分裂前期和中期，DNA已复制，染色体也完成了复制，但染色体数目不变，A错误；图③可表示有丝分裂末期，动物细胞分裂过程中不形成细胞板，B错误；①→②表示由中期到后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变，C正确；②表示有丝分裂后期，②→③过程中染色体和核DNA分子数目均减半，D错误。

9.（1）②→④→①→③    （2）细胞板    高尔基体   （3） f～l    c～d或i～j  

（4）②    着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体   （5） A   

解析：本题考查有丝分裂的过程和各时期的特点，难度中等。

（1）细胞周期可人为分为间期、前期、中期、后期和末期，根据分析可知，图甲中，一个细胞周期①、②、③、④发生的先后顺序是②间期→④中期→①后期→③末期。

（2）图甲中，③为末期，在细胞中央将出现高尔基体形成的细胞板，细胞板向四周扩展形成细胞壁，将细胞分成两个子细胞。

（3）细胞周期是指一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，图乙中，一个细胞周期可以用图中f～l段表示。图乙中c～d或i～j段均表示中期，有丝分裂的中期是观察细胞中染色体形态和数目的最佳时期。

（4）有丝分裂的后期由于着丝点分裂，染色单体分离，导致染色体数目加倍，此时染色体数与核DNA数相同，细胞中没有染色单体，所以图丙中②可以代表染色体数目加倍的时期。

（5）图丙中的b在②中为0，所以b为染色单体，存在染色单体的时期，染色单体的数量与核DNA相同，所以c为核DNA，则a为染色体，所以A符合题意，BCD不符合题意。

10.（1）平均值　（2）漂洗→染色→制片　（3）适当延长解离时间　适当提高盐酸浓度（或若环境温度低，可以适当水浴加热等）　细胞相互重叠　（4）红葱、上午10：00左右取材

解析：本题考查与有丝分裂相关的实验，难度较大。

（1）实验中要对所得数据计算平均值，以排除偶然因素的影响，确保实验结果的可靠性。

（2）观察根尖有丝分裂装片的制作步骤是取材→解离→漂洗→染色→制片。

（3）细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，植物细胞之间的胞间层的主要成分是果胶，解离的目的就是用盐酸使果胶水解。如果胞间层厚，则可适当提高盐酸的浓度或延长解离的时间，若是低温条件，也可适当提高温度，否则观察时会出现细胞相互重叠现象。

（4）根据本实验结果，最适宜的材料是红葱，最佳取材时间是上午10：00左右。