資源簡介

第6章　第1節　第2課時
課時跟蹤　分層訓練
學業考達標練
一、選擇題
1．細胞的生長及增殖是生命的重要特征，下列相關敘述正確的是(　　)
A．細胞周期的大部分時間處于間期
B．細胞不能無限長大與表面積和體積無關
C．細胞分裂間期染色體的復制導致其數目加倍
D．無絲分裂是原核細胞唯一的增殖方式
【解析】　細胞周期的大部分時間處于分裂間期，大約占細胞周期90%～95%以上，A正確；細胞表面積和體積的關系限制了細胞的長大，B錯誤；有絲分裂后期，著絲粒分裂，染色體數目加倍，C錯誤；真核細胞的分裂方式有：有絲分裂、減數分裂和無絲分裂，D錯誤。故選A。
2．下圖1表示細胞分裂的不同時期與每條染色體上DNA含量變化的關系，圖2表示處于細胞有絲分裂某個時期的細胞圖像。下列敘述錯誤的是(　　)
A．圖1中AB段形成的原因是DNA分子的復制
B．圖1中DE段可表示有絲分裂后期和末期
C．圖2中細胞處于圖1中的DE段
D．CD段是子細胞的形成導致的
【解析】　圖1中AB段一條染色體的DNA分子由1個變成2個，這是由于DNA分子的復制，A正確；圖1中DE段表示每條染色體含有1個DNA分子，可表示有絲分裂后期和末期，B正確；圖2中細胞一條染色體上只有一個DNA分子，并且處于有絲分裂后期，處于圖1中的DE段，C正確；CD段是著絲粒分裂導致的，處于有絲分裂后期，D錯誤。故選D。
3．在制作洋蔥根尖細胞有絲分裂臨時裝片，正確的操作順序是(　　)
A．解離→染色→漂洗→制片
B．解離→漂洗→染色→制片
C．染色→解離→漂洗→制片
D．漂洗→解離→染色→制片
【解析】　用洋蔥根尖觀察細胞有絲分裂時，制作臨時裝片的操作步驟是解離(用酒精和鹽酸的混合液對根尖進行解離，使組織細胞分離)→漂洗(洗去解離液，便于著色)→染色(用堿性染料對染色體進行染色)→制片。B正確，A、C、D錯誤。故選B。
4．下列幾種細胞在進行細胞分裂時，始終觀察不到染色體的是(　　)
①大腸桿菌細胞　②果蠅的受精卵　③洋蔥根尖分生區細胞　④蛙的紅細胞　⑤酵母菌細胞　⑥人的造血干細胞
A．①④⑥ B.②③⑤
C.①④⑤ D.②④⑥
【解析】　大腸桿菌細胞為原核細胞，無染色體，因此在進行細胞分裂時，始終觀察不到染色體，①正確；果蠅的受精卵細胞能進行有絲分裂，因此能觀察到染色體變化，②錯誤；洋蔥根尖分生區細胞能進行有絲分裂，因此能觀察到染色體變化，③錯誤；蛙的紅細胞進行無絲分裂，無絲分裂過程中始終不會出現染色體，④正確；酵母菌細胞一般進行出芽生殖，屬于無性生殖，因此不能觀察到染色體變化，⑤正確；人的造血干細胞進行的是有絲分裂，有絲分裂過程中可以觀察到染色體，⑥錯誤；綜上所述：C正確。故選C。
5．下圖是某同學實驗時拍攝的洋蔥根尖分生區細胞分裂圖，①～⑤表示不同的細胞分裂時期。下列敘述正確的是(　　)
A．①時期整個細胞的DNA與染色體數量之比大于1
B．②時期染色體的著絲粒都排列在細胞中央的細胞板上
C．④時期細胞內兩組中心粒發出紡錘絲構成紡錘體
D．細胞周期中各時期的順序是⑤→④→①→②→③
【解析】　①處于有絲分裂后期，著絲粒分裂，導致染色單體消失，此時期每條染色體含有1個DNA，但因細胞質中含有少量的DNA，所以整個細胞的DNA與染色體數量之比大于1，A正確；②處于有絲分裂中期，此時期染色體的著絲粒都排列在細胞中央的赤道板上，B錯誤；洋蔥是高等植物，其細胞中沒有中心體，紡錘體是由細胞兩極發出的紡錘絲形成的，C錯誤；圖中的①～⑤分別表示后期、中期、末期、前期和間期，因此細胞周期中各時期的順序是⑤→④→②→①→③，D錯誤。故選A。
6．某植物根的分生區細胞不斷分裂使根向遠處生長，在分裂過程中不會出現的是(　　)
A．染色單體形成于分裂間期，消失于分裂后期
B．細胞分裂間期，DNA和中心體完成復制
C．細胞分裂后期染色體數∶染色單體數∶核DNA分子數＝1∶0∶1
D．細胞分裂末期，高爾基體參與細胞壁的形成
【解析】　染色單體形成于分裂間期，消失于分裂后期，A正確；有根尖分生區的是高等植物，不含有中心體，B錯誤；有絲分裂后期染色體在紡錘體的牽引下正移向細胞的兩極，這時染色體數∶染色單體數∶核DNA分子數＝1∶0∶1，C正確；植物細胞有絲分裂末期，細胞中央出現細胞板，細胞板向四周延伸形成細胞壁，而細胞壁的形成與高爾基體有關，D正確。故選B。
7．如圖表示某生物細胞分裂過程中細胞核內DNA分子含量變化的曲線。下列有關敘述正確的是(　　)
A．O～a段表示間期，染色體復制，DNA含量加倍
B．動物細胞中，只有在b～d段含有兩組中心體
C．c～d段細胞核中染色體∶染色單體∶DNA為1∶2∶2
D．細菌與b～c段細胞相比主要區別是沒有核膜和核仁
【解析】　O～a段表示間期，進行染色體復制(DNA的復制和蛋白質的合成)，DNA含量加倍，A正確；動物含有中心體，中心體在間期復制，在有絲分裂的前、中、后期的細胞中都含有2個中心體，即圖中a～d段細胞中都含有2個中心體，B錯誤；c～d段表示有絲分裂后期，著絲粒分裂，染色單體消失，所以此時細胞核中染色體∶染色單體∶DNA為1∶0∶1，C錯誤；b～c段表示分裂中期，由于核膜、核仁在前期已經解體消失，故中期細胞中沒有核膜和核仁，而細菌是原核生物，沒有核膜、核仁，所以細菌與b～c段細胞均無核膜、核仁，D錯誤。故選A。
二、非選擇題
8．洋蔥是中學生物實驗常用材料之一，某興趣小組利用洋蔥開展了一系列實驗，請據圖回答下列問題：
(1)用洋蔥管狀葉進行色素的提取和分離實驗，先用液氮對管狀葉進行處理再進行研磨，液氮處理的目的是_防止色素被降解__，研磨時加入CaCO3的作用是_防止色素被破壞__。如果色素提取的過程中的操作是規范的，用無水乙醇替代層析液進行色素的分離操作，結果4種色素帶之間的間距很小，原因可能是_4種色素在無水乙醇中的溶解度低__。
(2)用洋蔥鱗片葉外表皮細胞做質壁分離與復原實驗時，步驟C的操作過程是_在蓋玻片一側滴加蔗糖溶液，在另一側用吸水紙吸引，重復幾次__，在進行D步驟后觀察時，發現質壁分離不能復原，最可能的原因是_質壁分離時間過長，細胞失水過多而死亡__。若用乙二醇替代蔗糖，植物細胞先發生質壁分離后自動復原，原因是_乙二醇濃度大，導致細胞先失水發生質壁分離，后乙二醇進入細胞內，細胞發生質壁分離復原__。
(3)以下是幾位同學利用洋蔥根尖進行細胞有絲分裂實驗操作的情況，請分析：甲同學從解離液中取出材料，立即染色，實驗效果很差；乙同學將已染色的材料立即蓋上蓋玻片觀察，看不清單個細胞；丙同學觀察到的圖像如F所示。①甲實驗效果差的原因是_沒有漂洗__。②乙看不清細胞的原因是_沒有滴加清水并壓片__。③丙操作上的錯誤可能是_取材部位不對__。
【解析】　(1)液氮可以在瞬間將葉片冷凍住，從而使得植物葉片內物質不被降解，故液氮處理的目的是防止色素被降解；提取和分離色素的實驗中，研磨時加入CaCO3的作用是防止色素被破壞；如果色素提取的過程中的操作是規范的，用無水乙醇替代層析液進行色素的分離操作，由于4種色素在無水乙醇中的溶解度比層析液中的低，結果可能導致4種色素帶之間的間距很小。(2)圖中步驟C的操作過程是在蓋玻片一側滴加蔗糖溶液，在另一側用吸水紙吸引，重復幾次，使細胞浸泡在0.3 g/ml的蔗糖溶液中；步驟D的操作使細胞周圍液體換成清水，若質壁分離時間過長，細胞可能因失水過多而死亡，則在進行步驟D后，觀察不到質壁分離的復原；若用乙二醇替代蔗糖，植物細胞先發生質壁分離后自動復原，原因是乙二醇濃度大，導致細胞先失水發生質壁分離，后乙二醇進入細胞內，細胞發生質壁分離的自動復原。(3)①甲同學從解離液中取出材料后沒有經過漂洗就立即染色，這樣會影響染色，導致實驗效果較差；②乙同學將已染色的材料立即蓋上蓋玻片觀察，沒有滴加清水，也沒有壓片，這會導致細胞彼此重疊，不易觀察；③根尖分生區細胞的特點為：細胞呈正方形，排列緊密，丙同學觀察到的視野中細胞排列疏松，且不是正方形，說明取材部位不對。
選擇考提升練
一、選擇題
1．在細胞有絲分裂過程中，DNA、染色體和染色單體三者數量比是2∶1∶2的時期是(　　)
A．前期和中期 B.中期和后期
C．后期和末期 D.間期和末期
【解析】　前期和中期，細胞中DNA、染色體和染色單體三者數量比都是2∶1∶2，A正確；后期細胞中不含染色單體，且染色體與DNA之比為1∶1，B錯誤；后期和末期細胞中都不含染色單體，且染色體與DNA之比為1∶1，C錯誤；末期細胞中不含染色單體，且染色體與DNA之比為1∶1，D錯誤。故選A。
2．圖中的甲、乙、丙表示動物細胞有絲分裂中的三個階段。a是染色體數，b是染色單體數，c是DNA分子數，a、b、c的數量關系正確的是(　　)
A．甲、乙 B.甲、丙
C．乙、丙 D.甲、乙、丙
【解析】　染色單體數等于DNA數，染色單體數是染色體數的兩倍，甲正確，乙錯誤。有絲分裂末期染色體數與DNA數相等，無染色單體，丙正確。故選B。
3．如圖1和圖2表示有絲分裂不同時期染色體和核DNA的數量關系，下列有關敘述不正確的是(　　)
A．觀察染色體形態和數目的最佳時期處于圖1的C→D段
B．圖1中D→E段的細胞染色體數目加倍，但核DNA含量不變
C．圖2中a對應圖1中的A→B段，c對應圖1中的E→F段
D．有絲分裂過程不會出現圖2中d所示的情況
【解析】　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和數目的最佳時期，A正確；圖1中D→E段形成的原因是著絲粒分裂，此時細胞中染色體數目加倍，但核DNA含量不變，B正確；圖2中a染色體數為4n，表示有絲分裂后期，對應圖1中的E→F段，c時期染色體與核DNA的數量比a時期減少一半，對應圖1中的A→B段或有絲分裂末期即E→F段，C錯誤；圖2中d表示染色體∶DNA＝2∶1，有絲分裂過程中這種情況不存在，D正確。故選C。
4．如圖是植物細胞有絲分裂過程中，一條染色體上的DNA含量隨時間變化的曲線圖。下列敘述正確的是(　　)
A．bc時期細胞中染色體數目加倍
B．cd時期，細胞中的著絲粒可能排列在細胞板上
C．可觀察到處于ac時期的細胞比cf時期的細胞總和數目多
D．ef時期，每條染色體上只有一條染色單體
【解析】　本題考查有絲分裂過程中一條染色體上的DNA含量變化曲線。bc時期表示DNA復制，DNA數目加倍，染色體數目不變，A錯誤；細胞板出現在末期(ef時期)，cd時期表示DNA復制完成至著絲粒分裂，其中包括中期，在中期，細胞中的著絲粒排列在赤道板上，B錯誤；ac時期表示分裂間期，分裂間期時間比分裂期更長，細胞數目更多，因此處于ac時期的細胞比cf時期(分裂期)的細胞總和數目更多，C正確；ef時期，著絲粒已經分裂，沒有染色單體，D錯誤。故選C。
5．在相同時間內，物質擴散進細胞的體積與細胞的總體積之比可以反映細胞的物質運輸效率，則(　　)
A．細胞體積越大，其表面積也越大，物質的運輸效率越高
B．細胞體積越大，其相對表面積越小，物質運輸效率越高
C．細胞體積越小越好，細胞的物質的運輸效率越高，則代謝一定更旺盛
D．細胞體積不是越小越好，細胞內要有充足的酶促反應空間
【解析】　物質的運輸效率與相對表面積有關，細胞體積越大，其相對表面積越小，物質的運輸效率越低，A、B錯誤；細胞體積越小，相對表面積越大，物質運輸效率越高，但并不是越小越好，細胞小，其代謝也不一定更旺盛，C錯誤；細胞體積越小，其相對表面積越大，細胞的物質運輸效率就越高，但是細胞體積不是越小越好，因為細胞內要有充足的酶促反應空間，還要有足夠的空間容納其他的細胞結構，D正確。故選D。
6．取生長健壯的洋蔥根尖，制成臨時裝片，放在顯微鏡下觀察，下列有關做法正確的是(　　)
A．裝片制作的正確順序是解離→染色→漂洗→制片
B．應該選一個處于間期的細胞，持續觀察它從間期到末期的全過程
C．如果視野過暗，可以調節反光鏡或增大光圈以增加視野的亮度
D．若想進一步觀察低倍鏡視野中右下方的細胞，換成高倍鏡前應將裝片朝左下方移動
【解析】　裝片制作的正確順序是解離→漂洗→染色→制片，A錯誤；在制片過程中，由于經過解離，細胞已經死亡，無法持續觀察一個細胞分裂的全過程，B錯誤；利用顯微鏡觀察時，如果視野過暗，需要調節反光鏡或增大光圈以增加視野的亮度，C正確；低倍鏡中的物象如果位于視野右下方，根據顯微鏡成像特點，實際的細胞應該位于裝片的左上方，因此裝片應該朝右下方移動，可以把物象移至視野中間，D錯誤。故選C。
7．如下圖所示，液泡化的植物細胞有絲分裂時，細胞中形成細胞質絲，細胞核從細胞的邊緣通過細胞質絲移動到細胞中央。在正常核分裂的同時，成膜粒(主要由細胞骨架構成)出現在某些細胞質絲中，后擴展形成成膜體，之后，來自高爾基體等的囊泡在細胞中部融合形成細胞板，并逐步形成新的細胞壁，進而完成細胞質分裂。下列說法錯誤的是(　　)
A．植物細胞中細胞質絲的出現和消失可能具有周期性
B．成膜體可能以軌道的形式介導了囊泡到達細胞中部
C．該實例體現了細胞骨架與細胞分裂密切相關
D．植物的根尖分生區細胞也能發生圖中所示的過程
【解析】　由于細胞質絲出現在有絲分裂的過程中，有絲分裂具有細胞周期，因此細胞質絲的出現和消失具有周期性，A正確；構成細胞骨架的重要結構是微絲和微管，微管是一種管狀結構，囊泡就是沿微管移動的，成膜粒(主要由細胞骨架構成)出現在某些細胞質絲中，后擴展形成成膜體，之后，來自高爾基體等的囊泡在細胞中部融合形成細胞板，由此推測成膜體可能以軌道的形式介導了囊泡到達細胞中部，B正確；細胞骨架在細胞分裂、細胞生長、細胞物質運輸、細胞壁合成等許多生命活動中都具有非常重要的作用，該實例體現了細胞骨架與細胞分裂密切相關，C正確；該圖為液泡化的植物細胞進行有絲分裂的示意圖，根尖分生區細胞沒有液泡，因此不能發生圖中所示的過程，D錯誤。故選D。
二、非選擇題
8．為了尋找更為理想的“觀察植物細胞有絲分裂”的實驗材料以及探究不同材料適宜的取材時間，科研人員進行了如下實驗：
步驟1　選長勢相同的50粒大蒜蒜瓣和50顆紅蔥，剔除大蒜蒜瓣和紅蔥的老根，置于裝有適量清水的燒杯中，在20～25 ℃下培養，每2天更換一次清水。
步驟2　待大蒜和紅蔥的須根長出后，每24小時分別測量二者的須根長度，記錄并處理數據。結果如圖1。
步驟3　若干天后，在8∶00～16∶00時段內，每2小時取生長健壯的須根根尖制成臨時裝片。觀察時隨機選取30個視野，統計各視野中分裂期細胞數以及細胞總數，并計算細胞分裂指數(分裂期細胞數/細胞總數)。結果如圖2。顯微鏡下觀察根尖有絲分裂結果如圖3。
分析并回答：
(1)繪制圖1所依據的數據，應該是同一時間測量并計算得到須根長度的_平均值__。
(2)制作根尖臨時裝片的過程：制作根尖細胞有絲分裂裝片時，剪取根尖，放入鹽酸和酒精的混合液中_解離__3～5 min；將根尖放入清水中漂洗10 min；用_甲紫溶液(或醋酸洋紅液)__對根尖染色3～5 min，壓片后制成裝片。圖3細胞有絲分裂不同時期細胞圖像的正確順序是_B→A→C→D__。已知正常大蒜體細胞染色體數為16條，紅蔥體細胞染色體數為14條，C時期大蒜細胞的染色體條數是_32__條。
(3)顯微鏡觀察發現處于_分裂間期__(時期)的細胞數量最多，原因是_間期持續的時間最長__。
(4)能否選定一個細胞持續觀察它的整個分裂過程？_不能__(填“能”或“不能”)，原因是_制作裝片時在解離步驟細胞已經死亡__。
(5)結合圖1、圖2分析，觀察植物細胞有絲分裂最適宜的材料及取材時刻是_紅蔥、上午10：00左右__，理由是_相同天數，紅蔥的須根長度更長，上午10：00細胞分裂指數更高__。
【解析】　(1)實驗中要對所得數據計算平均值，排除偶然因素的影響，確保實驗結果的可靠性。(2)制作根尖細胞有絲分裂裝片的流程為：解離、漂洗、染色、制片。剪取根尖，放入鹽酸和酒精的混合液中解離3～5 min，目的是使得組織細胞分散開來；將根尖放入清水中漂洗10 min；用甲紫溶液(或醋酸洋紅液)對根尖染色3～5min，壓片后制成裝片。圖3細胞有絲分裂不同時期細胞圖像的正確順序是：B有絲分裂前期→A有絲分裂中期→C有絲分裂后期→D有絲分裂末期。正常大蒜體細胞染色體數為16條，C有絲分裂后期著絲粒斷裂染色體加倍，故C時期大蒜細胞的染色體條數是32。(3)由于間期持續的時間最長，故在顯微鏡下觀察發現處于間期的細胞數量最多。(4)制作裝片時在解離步驟細胞已經死亡，所以不能選定一個細胞持續觀察它的整個分裂過程。(5)結合圖1、圖2分析，相同天數，紅蔥的須根長度更長，上午10：00細胞分裂指數更高，所以在觀察植物細胞有絲分裂最適宜的材料及取材時刻是紅蔥，上午10：00左右。
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第6章　細胞的生命歷程
第1節　細胞的增殖
第2課時　觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂
課標要求 核心素養
1.闡述有絲分裂過程中染色體的行為變化及染色體和DNA的數量變化。
2．制作裝片并觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂過程。 1.科學思維：采用模型與建模的方法，說明細胞分裂中染色體和DNA數量變化規律。
2．科學探究：通過觀察有絲分裂實驗，掌握顯微觀察實驗的基本操作方法，提高實踐能力。
必備知識　自主梳理
?有絲分裂過程中染色體和核DNA的變化規律
1．計數染色體條數時，一般計數__________的數量。
2．用2n表示二倍體正常體細胞內染色體數目和核DNA數目，嘗試完成下列表格：
項目 間期 前期 中期 后期 末期
染色體數目 ________ 2n _______ 4n _________
核DNA數目 _________ ________ 4n ________ 4n→2n
染色單體數目 0→4n ________ 4n 0 ______
著絲粒
2n
2n
4n→2n
2n→4n
4n
4n
4n
0
?運用模型解釋細胞不能無限長大
1．細胞不能無限長大的原因很多。細胞的大小影響__________________，可以作為一種解釋。
2．細胞的__________和________的比值可以稱為相對表面積。
3．物質在細胞中的擴散速率是__________。
物質運輸的效率
表面積
體積
一定的
?觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂
1．實驗原理
(1)各個細胞的分裂是____________的，在同一個分生組織中可以看到處于________________的細胞。
(2)依據細胞內__________的行為變化，判斷這些細胞各處于有絲分裂的哪個時期。
(3)染色體容易被________染料(如甲紫溶液)著色。
獨立進行
不同分裂時期
染色體
堿性
2．實驗步驟
視野中處于哪個時期的細胞數目最多？為什么？
提示：分裂間期，因為間期時間長。
(1)正常體細胞內染色體的數目為2n，則DNA含量也是2n。(　 　)
(2)有絲分裂后期和末期，核DNA分子數與染色體數相同。(　 　)
(3)細胞體積越大，表面積與體積之比越大，物質運輸效率越高。(　 　)
(4)細胞不能無限生長的原因之一是細胞核對細胞質控制能力的限制。(　 　)
(5)在顯微鏡下觀察根尖細胞時，發現處于分裂期的細胞數目最多。(　 　)
×
√
×
√
×
(6)持續觀察處于分裂中期的細胞，能夠觀察到該細胞中著絲粒的分裂過程。(　 　)
(7)統計一個視野中不同時期的細胞數目能夠估算各個時期持續的相對時間。(　 　)
×
×
【解析】　(1)正常體細胞內染色體的數目為2n，則細胞核內DNA含量是2n，但是細胞質中也有少量DNA。(3)細胞體積越大，表面積與體積之比越小，物質運輸效率越低。(5)因為分裂間期的時間長，所以處于分裂間期的細胞數目最多。(6)細胞在解離時已經被殺死，視野中看到的是一個固定的時期，無法觀察動態過程。(7)一個視野不能看全各分裂期的細胞并且觀察細胞數量太少。應該移動裝片，多觀察幾個視野。
合作探究　能力提升
●情境解讀
圖表情境：假設某生物體細胞核內染色體數目為2N，*表示染色質。
任務一：分析細胞周期中染色體、核DNA分子數目變化
相關變化 分裂間期 分裂期
前期 中期 后期 末期
染色體數目 2N* 2N 2N 2N→4N 4N→2N*
核DNA分子數目 2N→4N 4N 4N 4N 4N→2N
變化原因 A — — B C
●問題探究
1．結合上表，在下面的坐標系中畫出細胞中染色體數目和核DNA分子數目的變化曲線。
提示：
2．表中變化的原因A、B、C分別是什么？
提示：A：間期完成了DNA的復制，核DNA分子數目加倍。B：后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為兩條染色體，染色體數目加倍。C：末期染色體和核DNA被平均分配到兩個子細胞中，都減半。
3．分析每條染色體上DNA數目，并在坐標系中畫出變化曲線。
提示：
●典例剖析
如圖是細胞中某兩種物質的含量在有絲分裂過程中的變化情況。下列敘述不正確的是(　　)
A．圖中的虛線所代表的物質有兩種不同的存在狀態
B．圖中的bc段會發生著絲粒分裂
C．葉肉細胞中會出現如圖所示變化，而細菌細胞中不會出現
D．ab段有蛋白質和DNA的合成
【解析】　圖中虛線表示染色體含量的變化，染色體和染色質是同種物質在細胞不同時期的兩種存在形式，A正確；圖中bc段著絲粒分裂，染色體數目加倍，B正確；細菌細胞中沒有染色體，其DNA裸露，細菌的分裂方式是二分裂；葉肉細胞是成熟植物細胞，高度分化的細胞失去了分裂能力，C錯誤；ab段包含分裂間期，分裂間期除發生DNA復制外，還有蛋白質的合成，D正確。故選C。
1．在洋蔥根尖細胞分裂過程中，當染色體數∶染色單體數∶核DNA分子數＝1∶2∶2時，該細胞可能會發生(　　)
A．中心體周圍發出星射線形成紡錘體
B.染色單體彼此分離并移向細胞的兩極
C．染色質絲正在高度螺旋化形成染色體
D.著絲粒全部排列在細胞的細胞板上
【解析】　本題考查細胞有絲分裂的特點及數據分析。洋蔥屬于高等植物，其細胞內沒有中心體，其紡錘體的形成是細胞兩極發出紡錘絲形成的，A錯誤；在細胞有絲分裂過程中，當染色體、染色單體和核DNA分子三者數量之比為1∶2∶2時，說明細胞中的染色體經過了復制過程，此時應該處于有絲分裂的前、中期，染色單體彼此分離并移向細胞的兩極發生在有絲分裂后期，與題意不符，B錯誤，C正確；有絲分裂中期，著絲粒排列在赤道板上，而細胞板是有絲分裂末期才出現的，D錯誤。故選C。
●歸納提升
1．染色體、染色單體、核DNA分子三者之間的關系
圖示
說明 ①染色單體是染色體經過復制后仍連接在同一個著絲粒的兩條姐妹染色單體；當著絲粒分裂后，兩條姐妹染色單體就分開成為獨立的染色體。
②染色體數目是根據著絲粒數目來計數的，有幾個著絲粒就有幾條染色體。
③無染色單體時，染色體∶核DNA＝1∶1；有染色單體存在時，染色體∶染色單體∶核DNA＝1∶2∶2。
2.有絲分裂過程中染色體的變化
3.有絲分裂中染色體、核DNA、染色單體數量變化的模型
(1)常見有絲分裂中染色體、核DNA、染色單體數量變化的曲線模型
曲線解讀：
項目 上升段的變化原因 下降段的變化原因
核DNA 間期(S期)DNA復制，DNA數量加倍 末期細胞一分為二，DNA數量減半
染色體 后期著絲粒分裂，染色體數量加倍 末期細胞一分為二，染色體數量減半
染色單體 間期(S期)DNA復制，染色單體形成 后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，染色單體消失
(2)有絲分裂過程中相關的曲線圖與柱形圖
●情境解讀
實驗情境：“細胞大小與物質運輸的關系”實驗中，根據實驗結果進行計算得到下表，請據表分析：
任務二：運用模型解釋細胞大小與物質運輸效率的關系
細胞模型的邊長/mm 表面積/mm2 體積/mm3 表面積/體積 葡萄糖擴散的深度/mm 物質擴散的體積/整個細胞體積
2 24 8 3 0.5 0.875
4 96 64 1.5 0.5 0.58
8 384 512 0.75 0.5 0.33
●問題探究
1．在相同時間內，NaOH在每個“細胞”內擴散的深度是否相同？說明什么？
提示：基本相同。說明NaOH在每個“細胞”內擴散的速率是相同的。
2．“細胞”的表面積和體積之比隨著“細胞”的增大發生什么變化？
提示：逐漸減小。
3．NaOH擴散的體積和整個“細胞”的體積之比隨著“細胞”的增大發生什么變化？
提示：逐漸減小。
4．由此可見，細胞體積與物質運輸效率之間是什么關系？
提示：細胞體積越大，物質運輸效率就越低。
5．結合影響細胞不能無限長大的因素和細胞生長所需的條件，思考細胞是不是越小越好？
提示：不是。組成細胞的結構(如核糖體等)和物質(如酶)必須占據一定的空間，細胞內各種生化反應的進行也需要一定的空間，這些因素決定了細胞的體積不能太小，所以細胞不是越小越好。
●典例剖析
大多數高等動植物細胞的直徑一般在20～30 μm之間，根據實驗細胞模型的探究，你認為對如此微小細胞的敘述，正確的分析是(　　)
A．細胞越大，物質運輸所需時間越長
B.細胞越小，物質運輸所需時間越長
C．細胞越小，物質運輸越快，代謝越旺盛
D.細胞越小，遺傳物質發揮作用越容易
【解析】　隨體積增大，物質交換和運輸所需時間相應增加。細胞變小，物質運輸所需時間相應減少；細胞越小，物質運輸越快，但不是代謝越旺盛；遺傳物質的表達需要場所，細胞太小遺傳物質不易發揮作用。A正確，B、C、D錯誤。故選A。
2．多細胞生物的生長，除了依靠細胞數目的增多，還依靠細胞體積的增大。下列關于細胞體積的說法正確的是(　　)
A．不同生物細胞體積大小相差很大
B．細胞體積越大相對表面積越大，物質運輸效率越低
C．細胞不能無限長大的原因之一是細胞核能控制的范圍是有限的
D．細胞越小越有利于與外界的物質交換，因此細胞越小越好
【解析】　由于細胞不能無限長大，因此不同生物細胞體積大小相差不大，A錯誤；細胞體積越大，相對表面積越小，物質運輸效率越低，B錯誤；細胞不能無限長大與細胞核所控制的范圍有一定限度有關，C正確；細胞的表面積與體積之比制約著細胞的物質運輸效率，但細胞還需要一定的空間進行各種生命活動，因此并不是細胞體積越小越好，D錯誤。故選C。
●歸納提升
1．運用模型解釋細胞的大小影響物質運輸的效率
(1)物質擴散體積/總體積＝物質運輸效率。
(2)單位時間內擴散深度代表物質擴散的速率。相對表面積會影響運輸效率，但對擴散速率沒有影響。
(3)細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞與周圍環境之間進行物質交換的面積相對越小，所以物質運輸的效率越低。
2．細胞不能無限長大的主要原因
(1)細胞表面積與體積的關系限制了細胞的長大。
(2)細胞核所控制的細胞質范圍有一定的限度限制了細胞的長大。
●情境解讀
實驗情境：如圖是有關觀察根尖細胞有絲分裂實驗的主要操作步驟。
任務三：觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂
●問題探究
1．步驟甲、乙、丙、丁的名稱分別是什么？
提示：解離、漂洗、染色、制片。
2．裝片中細胞相互重疊，會導致觀察效果不理想，請思考實驗中有哪些操作可以保證細胞相互分散開來？
提示：(1)解離時鹽酸可破壞細胞壁的果膠層，使組織細胞相互分離開來。(2)制片時用鑷子尖把根尖弄碎。(3)壓片可使細胞盡可能呈單層鋪展。
3．在實驗過程中，為什么不能通過一個細胞連續觀察各時期的特點？如何才能找到細胞分裂各個時期的細胞？
提示：(1)解離過程中細胞已經死亡，不再進行細胞分裂，觀察到的只能是一個固定時期。(2)如果要找到各個分裂時期的細胞，要不斷地移動裝片，在不同的視野中尋找。
4．在你的觀察結果中，處于哪一時期的細胞最多？為什么？
提示：處于分裂間期的細胞最多。因為細胞周期的大部分時間處于分裂間期。
5．如何比較細胞周期中不同時期的時間長短？
提示：某時期的細胞數占計數細胞總數的比例越大，該時期的時間越長。
●典例剖析
某同學用洋蔥進行“觀察根尖分生區組織細胞有絲分裂”實驗，下列做法正確的是(　　)
A．某細胞正發生著姐妹染色單體分離移向兩極的過程
B．絕大多數的細胞中能觀察到染色體
C．若在一個視野中不能看到各個時期的細胞，需要移動裝片從長方形細胞中尋找
D．洋蔥根尖裝片的制作過程包括取材、解離、漂洗、染色和制片等
【解析】　解離過程中細胞已經死亡，故不能觀察到某細胞正發生著姐妹染色單體分離移向兩極的過程，A錯誤；由于分裂期的細胞數少于分裂間期的細胞數，而染色體出現在分裂期，因此絕大多數的細胞中不能觀察到染色體，B錯誤；若在一個視野中不能看到各個時期的細胞，需要移動裝片，但不能從長方形細胞中尋找，該區域屬于伸長區的細胞，細胞不分裂，C錯誤；洋蔥根尖裝片的制作過程包括取材、解離、漂洗、染色和制片等，D正確。故選D。
3．如圖所示細胞是某同學觀察植物根尖細胞有絲分裂過程中，獲得的某一時期細胞顯微照片，以下操作和結論正確的是(　　)
A．鹽酸和酒精混合液主要起固定作用
B．持續觀察視野中的該細胞將分裂成兩個子細胞
C．視野中大多數細胞處于分裂期
D．依據染色體狀態可作為判斷該細胞處于后期
【解析】　15%的鹽酸和95%的酒精組成的解離液，用于解離洋蔥根尖，使組織細胞分散開，A錯誤；由于制作裝片時，經過解離后細胞已經死亡，故不能觀察到視野中細胞分裂成兩個子細胞過程，B錯誤；分裂間期的時間遠大于分裂期，視野中大多數細胞處于分裂間期，C錯誤；由于不同分裂時期染色體的形態不同，故細胞內染色體的存在狀態可作為判斷有絲分裂各時期的依據，依據染色體狀態可作為判斷該細胞處于后期，D正確。故選D。
●歸納提升
1．材料補充：根尖各部分的結構與特點
部位 形態 作用 特點
成熟區
(根毛區) 具有中央大液泡 是根吸收水分和無機鹽的主要部位 根毛是成熟區表皮細胞向外突出的一部分
伸長區 伸長區下部細胞較小，越靠近成熟區的細胞越大 是根部向前推進的主要區域 生長最快的部分是伸長區
部位 形態 作用 特點
分生區 細胞呈正方體，個體小、排列緊密、細胞壁薄、細胞核較大 可以不斷地進行細胞分裂，增加根尖細胞的數目 沒有中央大液泡
根冠 由多層松散排列的薄壁細胞組成，細胞排列較不規則 最前端的帽狀結構，屬于保護組織，罩在分生區的外面 外層細胞常黏液化
2.實驗成功的關鍵及注意事項
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)
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、根尖過分軟化影響染色
操作注意事項 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 顯微鏡觀察的都是死細胞，不能看到動態變化
細胞數目 間期的細胞數目最多，原因是間期歷時最長
3.實驗異常現象的原因分析
課堂達標　鞏固訓練
1．真核細胞的直徑一般在10～100微米之間。生物細胞體積趨向于小的原因正確的是(　　)
A．受細胞所能容納的物質制約
B．相對表面積小，有利于物質的迅速轉運和交換
C．細胞的大小與細胞核無關
D．相對面積大，有利于物質的迅速轉運和交換
【解析】　細胞體積趨向于小的原因與細胞所能容納的物質無關，A錯誤；細胞體積趨向于小，相對表面積變大，有利于物質的迅速轉運和交換，B錯誤；細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心，而細胞核對細胞質的控制范圍有限，因此要求細胞不能無限制的長大，C錯誤；細胞的體積越小其相對表面積越大，因而物質的運輸和交換能力越強，D正確。故選D。
2．如圖表示用顯微鏡觀察植物細胞有絲分裂的部分操作過程，下列敘述錯誤的是(　　)
A．顯微鏡放大的是長度或寬度，不是面積或體積
B．利用圖①視野中的圖像，要看清處于分裂期的細胞，應將裝片適當向左移動
C．圖②表示將顯微鏡鏡頭由甲轉換成乙，視野中觀察到的細胞數目減少
D．圖②中顯微鏡鏡頭由甲轉換成乙的過程中，為了方便操作，可以將鏡筒升高
【解析】　顯微鏡的放大倍數等于物鏡的放大倍數和目鏡放大倍數的乘積，這里放大的是長度或寬度，而不是面積或體積，A正確；要利用圖①視野中的圖象，看清處于分裂期的細胞，應用高倍鏡進行觀察，在轉換到高倍鏡之前需要將分生區細胞移到視野的中央，而視野中分生區細胞位于視野的左側，由于顯微鏡下觀察到的是倒像，因此要將其移到視野的中央時還應向左移動裝片，B正確；圖②表示將顯微鏡鏡頭由甲轉換成乙，即由低倍鏡轉換成高倍鏡，視野中觀察到的細胞數目應減少，C正確；在低倍鏡換用高倍鏡的過程中不再調節粗準焦螺旋，即圖②中顯微鏡鏡頭由甲轉換成乙的過程中，不需要將鏡筒升高，D錯誤。故選D。
3．圖甲是細胞分裂圖像，圖乙是植物細胞有絲分裂一個細胞周期中核內染色體數及DNA含量變化曲線圖。回答下列問題：
(1)圖甲所示細胞處于有絲分裂的_____期，那么該細胞此時有_____條染色體。推測圖中細胞的上一時期內含有的染色體數∶染色單體數∶核DNA分子數為_____________，圖甲細胞下一時期在細胞的赤道板位置出現細胞板，會形成新的_________。
(2)圖乙中，AB段細胞內發生的主要變化是_________________ ________________；CD段表示細胞內染色體的主要特點是_________ ____________________________________________________；染色單體數和DNA數目相等的細胞處于圖中的_______段。
(3)動物經過有絲分裂產生的子細胞與親代細胞具有相同數量的染色體，所以，細胞有絲分裂對于生物_____________________有重要意義。
后
8
1∶2∶2
細胞壁
DNA的復制和有關蛋白質的合成
染色體的著絲粒排列在赤道板上，形態穩定，數目清晰，便于觀察
BD
保持遺傳性狀的穩定
【解析】　(1)圖甲中著絲粒分裂，染色體平均分向兩極，為有絲分裂后期；此時細胞中的染色體數目＝著絲粒數目，故細胞中含有8條染色體；該細胞上一時期的細胞處于有絲分裂中期，染色體數目為4條，每條染色體含有2條姐妹染色單體，故染色體數∶染色單體數∶核DNA分子數為1∶2∶2；該細胞為植物細胞，有絲分裂末期將在赤道板的位置出現細胞板，然后逐漸擴展形成細胞壁。(2)AB段表示間期，此時細胞內的主要變化是DNA分子的復制和有關蛋白質的合成；CD段表示中期，此時染色體的變化特點是染色體的著絲粒排列在赤道板上，形態穩定，數目清晰，便于觀察；染色單體和DNA數目相等的時期是前期和中期，對應圖中的BD段。(3)細胞經過有絲分裂可以得到與親代完全一樣的兩個子細胞，意義是可以保持遺傳性狀的穩定。
課時小結

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