高中生物专题练习：细胞的有丝分裂(挑战)(教师版)

高中生物专题练习：细胞的有丝分裂（挑战）

一、单选题

1．洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂,下列有关叙述正确的是（）A．都需要用盐酸溶液使细胞相互分离

B．都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察

C．在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍

D．在有丝分裂末期都能观察到细胞板

【答案】B

【解析】质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合后作为解离液只能用于植物细胞的相互分离；动物细胞之间的相互分离需用胰蛋白酶处理,A错误；使用显微镜时,一般先在低倍镜下找到物像,再换用高倍镜观察,B正确；着丝点断裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍发生在有丝分裂的后期,C错误；细胞板只会出现在植物细胞的有丝分裂末期,D错误.

2．下列有关细胞增殖的叙述,正确的是（）

A．根尖分生区处于分裂期的细胞数目较少,原因是大多数细胞没有进入细胞周期

B．小鼠细胞经减数分裂产生卵细胞的过程中,一个细胞中X染色体的数目最多为4条

C．蛙红细胞的无丝分裂中有染色体和纺锤体的出现

D．人皮肤生发层细胞中,中心粒在间期倍增,染色体在后期倍增

【答案】D

【解析】根尖分生区处于分裂期的细胞数目较少,是由于分裂间期时间长,大多数细胞处于分裂间期,A错误；卵原细胞减数第一次分裂过程中细胞内含两条X染色体,减数第二次分裂过程中含1条或2条X染色体,所以小鼠细胞经减数分裂产生卵细胞的过程中,一个细胞中X染色体的数目最多为2条,B错误；蛙红细胞的无丝分裂中没有染色体和纺锤体的出现,C错误；人皮肤生发层细胞中,中心粒在间期倍增,染色体在后期由于着丝点的分裂而倍增,D正确.

3．用观察活体细胞的显微镜,对分裂期细胞进行一定的处理,可以观察到染色体的动态过程.下列有关观察活体羊胚胎细胞有丝分裂和观察洋葱根尖细胞有丝分裂的永久装片的实验,叙述错误的是（）

A．羊胚胎细胞S期进行DNA复制和某些蛋白质的合成

B．不能观察到羊胚胎细胞后期分离的染色体以相同的速率移向两极

C．永久装片观察时需要用到细准焦螺旋和光把视野物像调整清晰

D．永久装片中难以观察到分离的染色体以相同的速率移向距离加大的两极

【答案】B

【解析】细胞分裂间期的S期可以进行DNA的复制和部分蛋白质的合成,A正确；由于题干中提出“对分裂期细胞进行一定的处理,可以观察到染色体的动态过程”,所以能够观察到羊胚胎细胞后期分离的染色体以相同的速率移向两极,B错误；可以通过调节细准焦螺旋和光把视野物像调整清晰,C正确；永久装片中,细胞已经死亡,不能观察到分离的染色体以相同的速率移向距离加大的两极,D正确.

4．利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化.以下叙述正确的是（）

A．用蛋白质合成抑制剂处理G1期细胞,不影响细胞进入S期

B．经秋水仙素处理的细胞会被阻断在G2期

C．用DNA合成抑制剂处理细胞,受影响的细胞都处于分裂期

D．培养液中缺乏血清可以使细胞周期停滞在间期

【答案】D

【解析】G1期进行蛋白质合成和核糖体的增生,用蛋白质合成抑制剂处理G1期细胞,会使细胞停留在G1期,A错误；秋水仙素抑制纺锤体的产生,分离的姐妹染色单体无法移向细胞两极,细胞停留在M期,B错误；用DNA合成抑制剂处理细胞,处于分裂期的细胞不会受影响,C错误；培养液中缺乏血清,使细胞无法经过G1/S检验点,无法进入S期而使细胞周期停滞在间期,D正确.

5．细胞周期可分为间期（包括G1期、S期G2期）和分裂期.如表所示为体外培养的细胞W的细胞周期各阶段所需时间（单位：小时）.下列相关叙述正确的是（）

A．细胞W的细胞周期的间期持续时间有可能小于20．5小时

B．若在培养液中加入DNA合成抑制剂,则处于分裂期的细胞将增多

C．推测处于G1期的细胞W内既无核基因的复制,也没有基因的表达

D．M期可分为四个时期,其中染色单体数目最多的时期是后期

【答案】A

【解析】由分析可知,细胞W的细胞周期中间期持续时间为20.5小时,由于外界因素会影响细

胞周期的长短,因此,细胞W的细胞周期中间期持续时间有可能小于20.5小时,A正确；若在培养液中加入DNA合成抑制剂,细胞周期会阻断在间期,致使处于分裂期的细胞将减少,B错误；G1期的细胞W内应有基因的表达,比如控制DNA聚合酶合成的基因会表达,C错误；有丝分裂后期,染色单体数为零,D错误.

6．将DNA 分子双链用3H 标记的蚕豆（2n＝12）根尖移入普通培养液（不含放射性元素）中,再让细胞连续进行有丝分裂.某普通培养液中的第三次有丝分裂中期,根据图示,判断该细胞中染色体的标记情况最可能是（）

A．12 个b B．6 个a,6 个b

C．6 个b,6 个c D．b＋c＝12 个,但b 和c 数目不确定

【答案】D

【解析】根据题意可知,亲代DNA分子双链用3H标记,由于DNA分子为半保留复制,因此亲代细胞中染色体经过复制后两条姐妹染色单体均有标记,如图a；第一次有丝分裂结束后产生的子细胞中每条染色体上的DNA分子均有一条链被标记,该细胞再经过复制,一条染色体上的两条染色单体只有一条有标记,如图b；由于第二次有丝分裂后期时两条子染色体随机移向细胞的两极,因此第二次分裂结束后产生的子细胞中的具有放射性的染色体的数目不确定,可能是0条,

最多可能是12条；该细胞再经过染色体的复制,染色体可能有两种情况,即图b和图c,但是不能确定b、c各自确切的数目,而细胞中的染色体数目肯定是12条,即b+c=12个.综上分析,D正确,ABC错误.

7．某同学取样观察培养瓶中动物细胞的有丝分裂,观察到如图所示的图像.下列说法错误的是（）

A．细胞A中即将发生核膜的重建过程

B．如果视野中大多数细胞内都观察不到染色体,说明其处于分裂间期

C．细胞A中染色体数是正常体细胞的2倍

D．细胞B中可能发生基因突变或基因重组

【答案】D

【解析】根据以上分析可知,细胞A处于有丝分裂的后期,接着将要进入末期,核膜、核仁会重新形成,A正确；细胞分裂过程中,大多数细胞处于间期,细胞周期中该时期持续的时间较长,因此视野中大多数细胞内都观察不到染色体,B正确；细胞A中染色体数还没有完全分到两个子细胞内,因此是正常体细胞的两倍,C正确；细胞B处于有丝分裂的中期,有丝分裂过程不能发生基因重组,基因重组发生在减数分裂过程中,D错误.

8．下图甲、乙为某生物的体细胞有丝分裂染色体行为变化示意图,曲线①、②为DNA含量变化图.下列叙述中,错误的是（）

A．甲图对应曲线①中的CD段,对应曲线②的FG段

B．乙图为细胞分裂后期图,这一时期两曲线有不同的变化

C．甲图所示变化发生在细胞分裂的间期

D．观察组织细胞有丝分裂时,可用同一细胞来观察甲、乙两种时期

【答案】D

【解析】甲图为DNA分子的复制,对应曲线①中的CD段,对应曲线②的FG段,A正确；乙图为着丝点分裂,是细胞分裂后期图,这一时期曲线①一个细胞内的DNA含量不变,而曲线②一条染色体上的DNA分子数减半,两曲线有不同的变化,B正确；甲图为染色体复制,处于间期,此时呈现染色质的状态,这种变化在光学显微镜下难以观察到,C正确；观察组织细胞有丝分裂时,在解离时细胞已经被杀死,不能用同一细胞来观察甲、乙两种时期,D错误.

9．在体外培养小鼠体细胞时,发现细胞分为3种类型：甲类细胞核DNA量是乙类细胞的两倍,丙类细胞核DNA量介于甲乙两类细胞之间.以下推测正确的是（）

A．甲类细胞均处于分裂期,在三类细胞中所占比例最大

B．乙类细胞无分裂能力,属于高度分化的细胞

C．丙类细胞已经进入衰老期,将停止细胞分裂

D．用药物抑制细胞的DNA复制,乙类细胞比例将增加

【答案】D

【解析】根据题目信息可知,甲类细胞均处于分裂期,分裂期占整个细胞周期的时间少,在细胞周期中各期所占时间与所占细胞的数目成正相关,所以甲在三类细胞中所占比例最小,A错误；乙类细胞没有进行分裂,不一定属于高度分化的细胞,B错误；丙类细胞的细胞核DNA含量介于甲乙两类细胞之间,说明只有一半的细胞进行了DNA复制,不能说明已经进入衰老期,将停止细胞分裂,C错误；用药物抑制细胞的DNA复制,细胞将停留在间期,所以乙类细胞比例将增加,D正确.

10．如图表示某人体细胞（部分染色体）及洋葱根尖细胞的有丝分裂模式图,据图分析下列叙述正确的是（）

A．甲为人体细胞的分裂前期,此时染色体已缩小到最小程度

B．①在G2期已经复制完成,前期时作用于②而影响染色体的移动

C．③④均为细胞膜,两种细胞的胞质分裂方式不同

D．⑤由前期时核膜解体成的小泡组成,最终聚集成细胞板

【答案】B

【解析】细胞分裂中期时,染色体才缩小成最小程度,A错误；①中心体在G2期已经复制完成,前期时作用于染色体的着丝点而影响染色体的移动,B正确；图中③表示细胞膜,④表示细胞壁,C错误；⑤是由高尔基体形成的小泡组成,聚集成细胞板,D错误.

11．如图为高等植物细胞（2n）处于有丝分裂不同时期的模式图,图中①代表囊泡,②代表细胞壁,③代表纺锤丝.下列分析正确的是（）

A．图甲细胞中的着丝点断裂导致DNA数目加倍

B．图乙细胞中的结构②是通过结构①与赤道板融合而形成的

C．加入DNA合成抑制剂不会阻止图丙细胞的继续分裂

D．若用秋水仙素抑制结构③的形成,则染色体的着丝点能正常断裂

【答案】D

【解析】图甲细胞中的着丝点断裂导致染色体数目加倍,但DNA数目不变,A错误；赤道板是不存在的虚拟的位置,图乙细胞中的结构②是通过结构①与细胞板融合而形成的,B错误；若加入DNA合成抑制剂,将会阻止分裂间期细胞的继续分裂,因此将会影响图丙细胞的继续分裂,C 错误；若用秋水仙素抑制结构③纺锤丝的形成,染色体的着丝点能正常断裂,着丝点的分裂与纺锤丝的形成无关,D正确.

12．CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白.在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期.大麦黄矮病毒（BYDV）的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病.正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示.下列说法错误的是（）

A．正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制

B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体

C．感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期

D．M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期

【答案】C

【解析】由分析可知,正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制,使其磷酸化水平较高,A正确；正常细胞中,磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,会使细胞进入分裂期,在分裂期的前期染色质会螺旋化形成染色体,B正确；由分析可知,感染BYDV的细胞中,M 蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的,C错误；由分析可知,M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞不能进入分裂期而停留在分裂间期,D正确.

二、综合题

13．细胞周期分为间期与分裂期（M）两个阶段.间期又分为：G1期（DNA复制前期）、S期（DNA 复制期）和G2期（DNA复制后期）.以下是测定细胞周期三种常用方法,回答下列问题：（1）同位素标记法：利用3H标记的TDR（胸腺嘧啶脱氧核苷酸）标记S期的细胞后,移至普通培养基中培养,定期取样检测放射显影,统计标记细胞百分数,来计算细胞周期.

A：S期的细胞被标记；B：标记细胞进入分裂期；C：标记细胞第二次进入分裂期

实验开始时被标记的物质是________,该细胞分裂一次平均经历的时间大约为________h.（2）BrdU渗入测定法：BrdU加入培养液后,作为细胞DNA复制的原料参与新DNA的合成,经Giemsa染色后通过统计分裂相中各期比例,来算出细胞周期的值.

已知只有双链均含BrdU的染色单体着色较浅,其他情况的染色单体着色较深.现以1条染色体为例,观察加入BrdU后细胞分裂中期的显示情况,则经2个周期,所产生的c细胞中一半细胞为

两条单体均染色浅,另一半细胞为两条单体________；得出该结果依据了DNA的________复制方式.

（3）流式细胞仪PI染色法：PI可以与DNA结合,其荧光强度直接反映了细胞内DNA含量,流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数,从而获得对应的细胞周期各时期的细胞百分率.若检测的结果G1期DNA的相对含量为40,则G2期应该是________.

【答案】（1）DNA 10

（2）一深一浅半保留

（3）80

【解析】（1）胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA特有的,所以利用3H标记的TDR在间期参与合成DNA,使实验开始时被标记的物质是DNA.B表示标记细胞进入分裂期,C表示标记细胞第二次进入分裂期,所以该细胞分裂一次平均经历的时间大约为13－3＝10（h）.

（2）已知只有双链均含BrdU的染色单体着色较浅,其他情况的染色单体着色较深.现以1条染色体为例,观察加入BrdU后细胞分裂中期的显示情况,由于DNA分子进行半保留复制,所以经2个周期,所产生的c细胞中一半细胞为两条单体均染色浅,另一半细胞为两条单体一深一浅.（3）由于G1期之后细胞进入S期,此时细胞中发生DNA的复制和有关蛋白质的合成,因此进入G2期之后,细胞中DNA数目加倍,即若检测的结果G1期DNA的相对含量为40,S期DNA复制加倍,则G2期应该是80.

14．下图甲表示某种植物（二倍体,2n＝8）根尖的不同区域的细胞,图乙是某细胞的染色体组成示意图,图丙是细胞分裂过程中染色体与核DNA数目比随时间变化的曲线.请据图分析回答下列问题：

（1）图甲中①②③④细胞形态不同的根本原因是____________,进行实验获得图乙结果时,需利用［］________区为实验材料,该区的细胞特点为________________________.

（2）填写图乙中标号的结构名称：⑥是________；⑦是________.该细胞分裂后形成的子细胞中含有________条染色体.

（3）图丙中,___________（填AB或BC、CD、DE、EF）段中有关蛋白质的合成量明显增加,________（填AB或“BC、CD、DE、EF）段中DNA稳定性较差,易出现碱基对的增添、缺失、替换.DE段表示细胞分裂进入__________期.

【答案】（1）基因选择性表达③分生区排列紧密,成正方形

（2）染色体纺锤丝（体） 4

（3）AB BC 后

【解析】（1）图甲中由③分生区细胞形成①②④细胞的过程属于细胞分化的过程,四个区域细胞的形态不同的根本原因是基因的选择性表达；图乙细胞所有染色体的着丝点排列在赤道板上,形态最稳定,数目最清晰,处于有丝分裂中期,要获得此结果,取材细胞应该是具有连续分裂能力的③分生区细胞,特点是细胞排列紧密,呈正方形,有的细胞正在进行分裂.

（2）图乙中⑥表示染色体；⑦表示纺锤体；该细胞中含有4条染色体,进行的是有丝分裂,故该细胞分裂形成的子细胞中染色体仍然是4条.

（3）AB段染色体：DNA为1,表示G1期,此时细胞中正在大量合成蛋白质,为S期做准备；BC 段进行DNA复制,此时DNA结构稳定性较差,易出现碱基对的增添、缺失、替换（基因突变）；DE段DE该比值从0．5上升到1,说明着丝点分裂,姐妹染色单体分离,处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期.

15．哺乳动物受精卵的前几次分裂异常可能导致子细胞出现多核现象,进而引起胚胎发育异常.科研人员利用小鼠（2n＝40）受精卵对此进行研究.

（1）正常情况下,小鼠受精卵细胞以_____分裂方式,将亲代细胞的染色体_____________,从而保证亲子代细胞间遗传物质的稳定性.

（2）科研人员利用荧光蛋白研究分裂过程中纺锤体的变化,得到图1所示结果.

①据图1可知,第一次分裂开始时,受精卵细胞内首先形成两个相对独立的纺锤体,两个纺锤体主轴间的夹角（锐角）逐渐________,形成“双纺锤体”.

②来自________的两组染色体在处于分裂________时会排在同一平面.分裂后期,_______随着丝粒的分离而分开,染色体平分为两组,在纺锤丝的牵引下移向两极.

（3）为研究多核形成原因,科研人员用药物N（可使双纺锤体相对位置关系异常）处理部分小鼠受精卵,观察受精卵第一次分裂,结果如图2所示.

在药物N处理组中,发现两种典型细胞图像A和B,它们继续完成分裂后,形成的子细胞内细胞核和染色体数应分别为（选填下列字母）：细胞A：_______；细胞B：________.

a．一个子细胞单核,另一个子细胞双核d．单核子细胞的染色体数为40条

b．两个子细胞均单核e．双核子细胞的每个核内染色体数为20条c．两个子细胞均双核f．双核子细胞的每个核内染色体数为40条（4）综合上述结果,可推测受精卵第一次分裂时,若_________________,则会形成多核细胞.【答案】（1）有丝复制并均分到子细胞中

（2）减小至零双亲（或“精子和卵细胞”；“父本和母本”）中期姐妹染色单体

（3）a、d、e c、e

（4）来自双亲的纺锤体不能正常形成“双纺锤体”,受精卵的染色体可能会被拉至多个方向【解析】（1）小鼠受精卵细胞进行有丝分裂,将亲代细胞的染色体经复制后平均分到子细胞中,从而保证亲子代细胞间遗传物质的稳定性.

（2）①根据图1所示过程可知,第一次分裂开始时,受精卵细胞内首先形成两个相对独立的纺锤体,两个纺锤体主轴间的夹角（锐角）逐渐减小至零,形成“双纺锤体”.

②来自父方和母方的两组染色体在处于分裂中期时会排在细胞中央的赤道板上.进入分裂后期,姐妹染色单体随着丝粒的分离而分开,染色体平分为两组,在纺锤丝的牵引下移向两极.

（3）通过图示来看,正常情况下,受精卵第一次分裂过程,开始形成两个相对独立的纺锤体,最后形成“双纺锤体”,这样形成的子细胞为单核细胞,而每个细胞核中含有40条染色体.而图示A 图中纺锤体一端形成双纺锤体,一端没有形成双纺锤体,这样形成的两个子细胞一个为单核,另

一个为双核,单核子细胞的染色体数为40条,双核子细胞的每个核内染色体数为20条,故选a、d、e；图示B图中两端纺锤体都没有形成双纺锤体,这样形成的两个子细胞均双核,双核子细胞的每个核内染色体数为20条,故选c、e.

（4）综合上述结果,可推测受精卵第一次分裂时,如果来自双亲的纺锤体不能正常形成“双纺锤体”,受精卵的染色体可能会被拉至多个方向,则会形成多核细胞.