高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第1节 细胞的增殖随堂练习题

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[目标导读] 1.探究细胞大小与物质运输的关系，归纳细胞不能无限长大的原因。2.结合图6－1，概述有丝分裂细胞周期的概念。3.分析图6－2和6－3，掌握高等植物细胞有丝分裂的过程，理解各阶段的主要变化特征。
[重难点击] 1.细胞周期的概念。2.植物细胞有丝分裂的过程。
一 细胞不能无限长大的原因
细胞生长到一定体积时，就要进行细胞分裂，保证细胞体积微小。请分析教材实验“细胞大小与物质运输的关系”，找出细胞趋向于小的原因。
1.实验原理
酚酞遇NaOH呈紫红色；用琼脂块的大小模拟细胞的大小；用NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比来表示物质运输效率。
2.实验步骤
制备琼脂块：将琼脂块切成3块边长分别为3 cm、2 cm、1 cm的正方体
↓
浸泡：将琼脂块同时放入质量分数为0.1%的NaOH溶液中，浸泡10 min
↓
切割：捞取、干燥，将琼脂块切成两半
↓
测量：测量切面上NaOH扩散的深度
↓
计算、记录：计算不同琼脂块的体积、表面积、NaOH扩散的体积和整个琼脂块体积的比值，
记入相应的表格
3.实验结果和结论
(1)在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。
(2)琼脂块的表面积和体积之比(相对表面积)随着琼脂块的增大而减小。
(3)NaOH扩散的体积和整个琼脂块体积之比随着琼脂块的增大而减小。
小贴士 实验中，如果担心是由于NaOH对琼脂造成了破坏导致实验结果不同，我们可以不用NaOH而改用平时取材很方便的红墨水，同时也不需要预先添加酚酞。其他的实验步骤不变。
归纳提炼
细胞不能无限长大的原因
(1)受细胞表面积和体积的关系制约：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间进行物质交流的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。
(2)受细胞核控制范围的制约：细胞核中的DNA不会随着细胞体积的增大而增加。
活学活用
1.在“探究细胞大小和物质运输的关系”实验中：
(1)在测量琼脂块变色深度的方法中，正确的测量方法是下图中的(虚线表示测量位置)( )
(2)该实验的结论是：细胞体积越小，细胞的相对表面积__________，物质交换效率__________，细胞新陈代谢越________。
(3)细胞的体积是不是越小越好呢？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)C (2)越大 越高 旺盛 (3)不是。细胞还要为细胞中的细胞器和酶等物质提供一定大小的场所
二 细胞周期
结合教材图文，完成下面内容：
1.细胞通过分裂进行增殖
(1)单细胞生物体通过细胞增殖而繁衍。多细胞生物从受精卵开始，要经过细胞的增殖和分化逐渐发育为成体。
(2)细胞以分裂的方式进行增殖。真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式，有丝分裂具有周期性。
2.细胞周期
(1)概念：①前提条件：连续分裂的细胞。②起止时间：从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。
(2)包括两个阶段：分裂间期和分裂期。其中分裂间期占的时间比例大。分裂间期完成_DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做物质准备，同时细胞有适度的生长。
小贴士 分裂间期是细胞周期的开始，可分为三个阶段：
(1)G1期(DNA复制前期)：有丝分裂结束与DNA合成前的间隙。G1期是一个生长期，在这一时期中主要进行RNA、蛋白质和酶的合成，为DNA复制做准备。
(2)S期(DNA复制期)：这是细胞增殖周期中最关键的一个时期。DNA在S期开始阶段合成的强度大，以后逐渐减弱，到S期末，DNA含量便增加一倍，为细胞分裂做准备。
(3)G2期(DNA复制后期)：此期经历的时间较短，其主要活动是为分裂期做准备。
(3)观察下表分析：
①不同生物的细胞周期持续时间不一定相同。
②各种细胞的细胞周期中都是分裂间期所占的时间长。
③细胞周期持续时间相同的细胞，分裂间期和分裂期的比例不一定相同。
(4)下图表示细胞连续分裂的过程，其中能表示一个完整的细胞周期的是A～C、C～E、E～G，其中能表示分裂间期的是A～B、C～D、E～F，表示分裂期的是B～C、D～E、F～G。
归纳提炼
细胞周期的理解
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有细胞周期。
(2)生物体内有细胞周期的细胞有：受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)等。
(3)精子、卵细胞和高度分化的细胞没有细胞周期。
活学活用
2.下列材料中具有细胞周期的有哪些？__________。
①根尖分生区细胞 ②根成熟区细胞 ③神经细胞
④精子或卵细胞 ⑤癌细胞 ⑥人的成熟红细胞
⑦形成层细胞 ⑧叶肉细胞 ⑨洋葱表皮细胞
⑩受精卵
答案 ①⑤⑦⑩
解析 分化程度低的细胞有细胞周期，高度分化的体细胞和生殖细胞无细胞周期。
三 植物细胞的有丝分裂
细胞的有丝分裂是一个复杂的过程，结合教材图6－2和6－3，分析植物细胞有丝分裂的过程。
1.染色质、染色体与染色单体
如图，A、B呈染色质状态，C呈染色体状态，其中1和2是一对姐妹染色单体，它们由一个共同的[3]着丝点连接着构成一条[4]染色体。
2.各个时期的图像和主要变化
(1)分裂间期
(2)前期
(3)中期
(4)后期
(5)末期
小贴士 1观察染色体最好的时期是中期。
2染色单体形成于间期，出现于前期、中期，消失于后期。
3.赤道板和细胞板
(1)赤道板是与纺锤体的中轴相垂直的一个平面，类似于地球上赤道的位置。
(2)细胞板是植物细胞分裂末期在细胞中央形成的结构，细胞板由细胞的中央向四周扩展形成新的细胞壁，将细胞一分为二。细胞板的形成和高尔基体有关。
(3)二者中，能在显微镜下观察到的是细胞板。
4.归纳与植物细胞有丝分裂有关的细胞器的功能
归纳提炼
活学活用
3.由生化分析可知，处于分裂间期的细胞中脱氧核苷酸含量开始很低，不久便急剧增加，以后又逐渐降低到初始水平，随着脱氧核苷酸含量的动态变化，DNA聚合酶的活性也发生变化。这一事实表明( )
A.间期是新的细胞周期的开始
B.间期细胞内进行DNA复制
C.间期细胞内进行RNA复制
D.间期细胞内完成RNA转录
答案 B
解析 细胞中游离的脱氧核苷酸数量的规律性动态变化反映了细胞周期的进程。如间期中DNA复制旺盛，因而游离的脱氧核苷酸含量降低，此时DNA聚合酶活性增强，促进DNA快速复制。
当堂检测
1.“细胞体积守恒定律”表明动物器官的大小主要决定于细胞的数量，而与细胞的大小无关。下列各项中不属于影响细胞体积因素的是( )
A.细胞相对表面积与体积的关系
B.细胞的核与质之间的比例关系
C.细胞内物质的交流与细胞体积的关系
D.细胞膜具有一定的流动性
答案 D
解析 细胞的表面积与体积的关系及核质比都是限制细胞不能无限长大的原因。细胞越大，细胞内物质运输和交流效率越低。
2.下列选项中，细胞的染色体可呈周期性变化的是( )
A.叶肉细胞 B.根尖生长点细胞
C.人的成熟红细胞 D.牛的精细胞
答案 B
解析 染色体数目呈周期性变化的一定是处于分裂的细胞，题中叶肉细胞、成熟的红细胞、牛的精细胞均不再分裂了，根尖生长点细胞能进行分裂，所以B正确。
3.细胞有丝分裂过程中着丝点的分裂原因存在两种不同的观点：一种观点认为是纺锤体的牵拉引起的，另一种观点认为是细胞分裂到达一定时期，着丝点自行分裂引起的。为探究细胞有丝分裂过程中着丝点的分裂与纺锤体是否有关，需要设置对照，最佳的设计方案是(注：秋水仙素能抑制纺锤体的形成)( )
A.在前期用秋水仙素处理的细胞和不分裂的细胞对照
B.在后期用秋水仙素处理的细胞和不分裂的细胞对照
C.在前期用秋水仙素处理和不用秋水仙素处理的细胞对照
D.在后期用秋水仙素处理和不用秋水仙素处理的细胞对照
答案 C
解析 由题意可知，该实验的自变量为纺锤体的有无，秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，可用秋水仙素来控制纺锤体的有无。
4.画一个2N＝6的高等植物体细胞在进行有丝分裂时处于分裂后期的模式图，并注明各部分的名称。
答案 如图所示
解析 根据题意，绘制此图应特别注意以下几个方面：
(1)染色体数目。2N＝6，后期着丝点已分裂，染色体数应为12。
(2)染色体的形态和移动方向。移向两极，着丝点比染色体的臂更靠近两极。
(3)细胞的形态。植物细胞应为方形。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 细胞不能无限长大
1.细胞大小与物质运输的关系实验中，在测量三个大小不同的琼脂块的红色深度时，你会发现( )
A.体积大的琼脂块红色深度大
B.体积小的琼脂块红色深度小
C.三个琼脂块的红色深度一样大
D.三个琼脂块的红色深度随着体积的减小而增大
答案 C
2.下列有关细胞体积小的解释，正确的是( )
A.细胞体积小，有利于进行细胞分裂
B.细胞体积小，有利于扩散和转移
C.细胞体积小，有利于高效地进行物质交换和信息交流
D.细胞体积小，有利于细胞膜上分子的流动
答案 C
解析 细胞体积小，相对表面积大，有利于高效地进行物质交换和信息交流。
知识点二 细胞周期
3.连续分裂的细胞，计算细胞周期开始的时间应从什么时期开始( )
A.子细胞形成时 B.细胞核开始形成时
C.染色体出现时 D.染色体消失时
答案 A
解析 细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。可见细胞周期的起点应从上一次分裂完成时开始，即子细胞形成时开始。
4.下图中a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述中不正确的是( )
A.a和b为一个细胞周期
B.c段结束时DNA含量增加一倍
C.遗传物质平分可发生在d段
D.b和c为一个细胞周期
答案 D
解析 分裂间期的时间要长，所以a和b、c和d各为一个细胞周期。
知识点三 植物细胞的有丝分裂
5.要观察植物细胞的细胞板结构，所选择的细胞应处于有丝分裂的( )
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
答案 D
解析 细胞板只存在于植物细胞有丝分裂的末期。
6.在一个细胞周期(间、前、中、后、末期)中，下列现象最可能发生在同一时期的是( )
A.DNA复制和有关蛋白质的合成
B.染色体数目加倍和染色单体形成
C.细胞板的出现和纺锤体的形成
D.着丝点的分裂和细胞质分裂
答案 A
解析 A项，DNA复制和有关蛋白质的合成发生在间期；B项，染色体数目加倍在后期，染色单体形成在间期；C项，细胞板出现在末期，纺锤体形成在前期；D项，着丝点分裂在后期，细胞质分裂主要在末期。
7.春天植物产生幼叶时要进行旺盛的细胞分裂，其细胞分裂的方式和DNA复制的情况是( )
A.无丝分裂；DNA不复制
B.无丝分裂；DNA在细胞质中复制
C.有丝分裂；DNA不复制
D.有丝分裂；DNA主要在细胞核中复制
答案 D
解析 线粒体和叶绿体中也含有DNA，细胞分裂时也要进行DNA的复制。
能力提升
8.下图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况，在整个细胞周期中，染色体变化的顺序应该是( )
A.①④⑤③② B.②③①④⑤
C.①⑤④③② D.⑤④③②①
答案 C
解析 细胞分裂的间期DNA分子复制后每条染色体上含有两个DNA分子，但在间期呈染色质状态，如图①所示；在前期变成染色体，如图⑤所示；在中期由于纺锤丝的牵引，着丝点排列在赤道板上，如图④所示；在分裂的后期着丝点分开，形成两条子染色体，分别移向细胞的两极，如图③所示；在分裂的末期时只存在含有一个DNA分子的染色体，如图②所示。
9.如图表示某动物体细胞(含4条染色体)有丝分裂的细胞周期，下列叙述正确的是( )
A.完成e时期的子细胞变化方向最终有两种可能，一种如图所示，另一种将分化成某种组织
B.该细胞中含有4条染色体的时期是a、b、d
C.不同物种的细胞周期的长短主要受温度影响
D.从b到b是一个完整的细胞周期
答案 A
解析 由图可知，a、b、c、d、e分别表示细胞分裂间期、前期、中期、后期和末期。在细胞分裂间期、前期、中期染色体数目不变，都为4条；后期和末期，由于着丝点分开，染色体数目加倍，为8条。不同物种的细胞周期的长短主要由遗传物质决定。一个完整的细胞周期是从上一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，即从a到a。
10.真核细胞的直径一般为10～100 μm，下列关于细胞不能无限长大的原因的叙述，错误的是( )
A.细胞体积过大，不利于细胞内的物质交流
B.相对表面积大，有利于物质的转运和交换
C.受细胞核所能控制的范围制约
D.受细胞内各种细胞器的数目和种类限制
答案 D
解析 细胞体积的大小受以下两个因素的制约：(1)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与外界的物质交换效率就越低，而且还影响到细胞内部的物质交流；(2)细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA含量一般不会随着细胞体积的扩大而增加，即细胞核控制的范围是有限的。
11.如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程( )
A.发生在细胞分裂期的末期，核膜再度合成
B.发生在细胞周期的分裂间期，染色质复制
C.发生在细胞分裂期的前期，核膜逐渐消失
D.发生在细胞分裂期的中期，染色体螺旋变粗
答案 C
解析 出现了染色体，核膜正在解体，是前期的特点。
12.在有丝分裂过程中，当染色体数与DNA分子数相同时，细胞内出现的显著变化是( )
A.染色体出现，纺锤体出现
B.核仁解体，核膜消失
C.新核形成，赤道板出现
D.染色体数加倍并移向两极
答案 D
解析 有丝分裂中，染色体数与DNA分子数相同的时期包括后期和末期，D项是后期。
13.下图是具有四条染色体的植物细胞有丝分裂图，请据图分析回答下列问题：
(1)C图所示细胞处于细胞分裂的________期，判断理由：
①从染色体分析：______________________________________________________；
②从细胞结构分析：________________________________________，核膜尚未消失。
(2)细胞中DNA分子数与染色体数相同的是图________，这些细胞在染色体结构上有何共同特点？________________________________________。
(3)染色体数目加倍发生在图__________中，其加倍机制是____________________。
(4)若组成染色体的蛋白质中含有放射性元素，则A、B、C、D四图代表的细胞放射性强度相同吗？________。
答案 (1)前 ①染色体含染色单体且排列散乱 ②形成纺锤体，核仁解体 (2)A、D 染色体结构中均没有染色单体 (3)A 染色体的着丝点一分为二 (4)相同
解析 在识别细胞分裂时期时，要从图形中提取两类主要信息：(1)细胞结构变化信息；(2)染色体形态、数目等信息。染色体的主要成分之一是蛋白质，染色体显示的放射性代表染色体中蛋白质含量，即在一定程度上能定性说明染色体数量变化。
14.如图所示为有丝分裂过程中染色体运动的情况，曲线A表示染色体的着丝点与中心粒之间的平均距离，曲线B表示分离的染色体间的距离。请据图回答下列问题：
(1)细胞分裂的后期开始于第________分钟，理由是____________________________
________________________________________________________________________。
(2)曲线B的形成是由于________的收缩，使得____________________移动的结果。
(3)第20 min细胞分裂进入________期，其标志是_____________________________。
答案 (1)10 着丝点分裂后，着丝点与中心粒的距离越来越近 (2)纺锤丝 分离的染色体 (3)末 两套染色体分别到达细胞两极
个性拓展
15.下表表示用变形虫验证细胞分裂的原因的实验处理及现象：
回答下列问题：
(1)A组的作用：______________。
(2)每组为何均用三只？____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)推测C组的处理方法：_________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)你的结论是：__________________________________________________________。
答案 (1)对照作用
(2)每组用三只变形虫而不用一只，主要考虑实验在每组内的可重复性
(3)在变形虫长大到一定程度(快要分裂)时，用刀片切去一部分细胞质，再长到一定程度(快要分裂)时，再切去一部分细胞质，以此类推
(4)变形虫只有长大到一定体积后才分裂
解析 解答本题的关键是找出实验的自变量和因变量。据A、B两组可知，实验的自变量是变形虫的细胞质体积，因变量是变形虫是否分裂，因此本实验的实验目的是探究细胞质体积与细胞分裂的关系。A组未做处理，作为对照；C组应维持其细胞质体积始终小于一定值，使其始终不增殖。细胞类型
分裂间期
分裂期
细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞
15.3
2.0
17.3
小鼠十二指肠上皮细胞
13.5
1.8
15.3
人的肝细胞
21
1
22
人的宫颈癌细胞
20.5
1.5
22
细胞器
功能
线粒体
供能(DNA复制、蛋白质合成、染色体分开)
高尔基体
形成细胞壁(植物细胞)
核糖体
合成蛋白质
处理方法
现象
A组(3只)
不做任何处理，人工培养
变形虫体积增大到一定程度后，分裂增殖
B组(3只)
人工培养，但体积增大到一定程度时用刀片切去一部分细胞质
切去细胞质后，三只均不分裂，但长到一定体积后，三只均又分裂
C组(3只)
三只变形虫始终不分裂增殖