河北 潘 斌

例析 “細(xì)胞增殖”的能力型試題

河北 潘 斌

“細(xì)胞增殖”是重要考點(diǎn)。根據(jù)高考大綱中的能力要求，結(jié)合高考命題特點(diǎn)，我們?cè)趥淇紡?fù)習(xí)過程中，既要熟練掌握核心知識(shí)，又應(yīng)以圖形、曲線類試題為依托，注重能力的拓展和提高。

一、概念理解能力

1.染色質(zhì)—染色體—染色單體—DNA的判定

（1）染色質(zhì)與染色體的區(qū)分

染色質(zhì)是細(xì)胞分裂間期遺傳物質(zhì)存在的特定形態(tài)，呈松散纏繞的細(xì)絲狀。細(xì)胞進(jìn)入分裂期，每條染色質(zhì)高度螺旋化，縮短變粗，成為短粗棒狀或桿狀的染色體，即染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)不同時(shí)期的兩種形態(tài)。

（2）染色體的數(shù)目確定

染色體形態(tài)可分為單線型和雙線型（如下圖），當(dāng)染色體復(fù)制完成后，就由單線型變?yōu)殡p線型，無論哪一種形態(tài)，染色體的數(shù)目都等于著絲點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

（3）染色體與染色單體的關(guān)系

雙線型染色體是由一個(gè)著絲點(diǎn)連接著兩條染色單體構(gòu)成。因?yàn)檫@兩條染色單體是由一條染色體復(fù)制來的，所以一般情況下，二者是完全相同的，互稱為姐妹染色單體。當(dāng)著絲點(diǎn)一分為二后，原來的一條染色體就成為兩條相同的獨(dú)立的染色體。

（4）染色體與DNA的關(guān)系

染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成。一條單線型染色體中含有一個(gè)DNA分子，復(fù)制后的雙線型染色體上含有兩個(gè)DNA分子，分別位于兩條染色單體中。單線型染色體的染色體數(shù)等于DNA數(shù)，即染色體數(shù)∶DNA數(shù)=1∶1；雙線型染色體的染色單體數(shù)等于DNA分子數(shù)，等于2倍的染色體數(shù)，即染色體數(shù)：DNA數(shù)=1∶2。

【例1】請(qǐng)判斷下列兩圖中各含有的染色體數(shù)目、染色單體數(shù)目和DNA數(shù)目：

【解析】染色體的數(shù)目以著絲點(diǎn)的數(shù)目為準(zhǔn)，染色單體只有被同一個(gè)著絲點(diǎn)連在一起時(shí)才具有，一旦著絲點(diǎn)一分為二就沒有染色單體這個(gè)結(jié)構(gòu)了。

【答案】①中含有染色體4條，染色單體8條，DNA8個(gè)。②中含有染色體4條，染色單體0條，DNA4個(gè)。

2.同源染色體的確定

（1）同源染色體有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

①形態(tài)相同，即染色體上的著絲點(diǎn)的位置相同（性染色體例外）。

②大小相同，即兩條染色體的長度相同（性染色體例外）。

③來源不同，即一條來自父方，一條來自母方（常用不同顏色或?qū)嵭?、空心來表示）?/p>

④行為配對(duì)，即在減數(shù)第一次分裂時(shí)發(fā)生聯(lián)會(huì)配對(duì)。

（2）高頻預(yù)警：

姐妹染色單體經(jīng)過著絲點(diǎn)一分為二后形成了兩條染色體，雖然形態(tài)、大小相同，但并不是同源染色體，而是相同的子染色體。

【例2】下列各圖為某哺乳動(dòng)物的細(xì)胞分裂示意圖（已知其體細(xì)胞有4條染色體），沒有同源染色體的是 （ ）

【解析】問題是同源染色體的有無，只需要看形態(tài)、大小、來源（圖示）即可。D項(xiàng)容易出錯(cuò)，上下對(duì)應(yīng)的染色體雖然形態(tài)、大小一樣，但是不是同源染色體，而是相同子染色體。

【答案】D

3.細(xì)胞周期的確定

一個(gè)完整的細(xì)胞周期是從上一次分裂完成開始，到這一次分裂完成結(jié)束，包括分裂間期和分裂期兩個(gè)階段。其中，分裂間期是物質(zhì)準(zhǔn)備期，進(jìn)行DNA的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成，歷時(shí)較長；分裂期是染色體等結(jié)構(gòu)變化的驟變期，歷時(shí)較短。分裂間期為分裂期做準(zhǔn)備，時(shí)間上分裂間期在分裂期之前，這是?？嫉倪壿嬳樞?。

【例3】如圖是按順時(shí)針方向表示的某種植物細(xì)胞的細(xì)胞周期，請(qǐng)用字母正確表示出一個(gè)完整的細(xì)胞周期_____：____________。

【解析】圖中較大角度的a→b是分裂間期，較小角度的b→a是分裂期。根據(jù)邏輯順序，a→b→a表示細(xì)胞增殖過程的一個(gè)細(xì)胞周期。

【答案】a→b→a

二、圖像識(shí)別能力

細(xì)胞分裂各期圖像中蘊(yùn)含豐富信息，可根據(jù)標(biāo)志性特點(diǎn)，如染色體的行為、數(shù)量，細(xì)胞分裂方式等進(jìn)行判斷。

1.根據(jù)分裂期圖像特點(diǎn)確定細(xì)胞所處時(shí)期

無論有絲分裂，還是減數(shù)分裂，其分裂間期都發(fā)生染色體復(fù)制，包括DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白質(zhì)的合成，染色質(zhì)數(shù)目不變，DNA數(shù)目加倍。

有絲分裂和減數(shù)分裂的分裂期各期特點(diǎn)如下表：

【例4】下圖是某種動(dòng)物細(xì)胞分裂示意圖，據(jù)判斷各圖所對(duì)應(yīng)的時(shí)期：

【解析】⑤圖容易出錯(cuò)，同學(xué)們一看染色體數(shù)為10，是偶數(shù)，又被拉向兩極，就判斷為有絲分裂后期。正確的判斷方法是：著絲點(diǎn)分裂，染色體被拉向兩極，屬于后期，對(duì)后期的圖像，我們應(yīng)看一極的染色體條數(shù)，發(fā)現(xiàn)是5條，奇數(shù)，所以為減Ⅱ后期。

【答案】①減Ⅱ中期 ②有絲后期 ③減Ⅱ后期 ④減Ⅰ前期 ⑤減Ⅱ后期

2.根據(jù)分裂期圖像特點(diǎn)確定細(xì)胞種類或染色體類別

常見的是根據(jù)分裂期圖像特點(diǎn)，例如根據(jù)是否均等分裂來區(qū)分生殖細(xì)胞的種類；或者根據(jù)分裂特點(diǎn)和染色體形態(tài)來區(qū)分性染色體和常染色體。

【例5】下圖表示某生物一個(gè)正在分裂的細(xì)胞，請(qǐng)判斷下列說法正確的是 （ ）

A. 該細(xì)胞是次級(jí)精母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞

B. 該細(xì)胞中1與2、3與4是同源染色體

C. 該細(xì)胞分裂產(chǎn)生的一定是精子

D. 該細(xì)胞中，如果1是Y染色體，則2也是Y染色體，3與4為常染色體

【解析】該圖表的是減數(shù)第二次分裂，因?yàn)榇渭?jí)卵母細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)第二次分裂過程中，細(xì)胞質(zhì)是不均等分裂，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；1與2、3與4在分開前為姐妹染色單體，不是同源染色體，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；該細(xì)胞分裂可能產(chǎn)生精子，也可能產(chǎn)生極體，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；減數(shù)第一次分裂X染色體和Y染色體已經(jīng)分開，若1與2是Y染色體，則3與4一定為常染色體，故D項(xiàng)正確。

【答案】D

三、曲線分析能力

曲線分析類試題實(shí)質(zhì)是考查學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)模型的生物學(xué)意義的正確解讀，分為三類曲線：

1.細(xì)胞核內(nèi)DNA和染色體的數(shù)量變化曲線分析

【例6】下圖是表示某種生物細(xì)胞核內(nèi)染色體及DNA相對(duì)量變化的曲線圖。據(jù)圖回答:

（1）圖中代表染色體相對(duì)數(shù)量變化的曲線是_______。

（2）形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子分離發(fā)生在圖中的________過程。

（3）細(xì)胞內(nèi)含有四分體的區(qū)間是_______。

（4）若該生物體細(xì)胞中染色體數(shù)為20條，則一個(gè)細(xì)胞核中的DNA分子數(shù)在9～12時(shí)期為________條。

（5）著絲點(diǎn)分裂發(fā)生在橫坐標(biāo)數(shù)字的_______處進(jìn)行。

【解析】根據(jù)DNA和染色體在細(xì)胞分裂中的變化特點(diǎn)可知，曲線A為DNA變化曲線，B為染色體變化曲線。這個(gè)圖把減數(shù)分裂、受精作用和有絲分裂很好地聯(lián)系在一起。0～8表示的是減數(shù)分裂；8位點(diǎn)發(fā)生受精作用；8～13表示有絲分裂。

【答案】（1）B （2）3～4 （3）1～3 （4）40 （5）6、11

2.細(xì)胞內(nèi)每條染色體DNA含量變化曲線的分析

【例7】下圖表示雄果蠅細(xì)胞分裂過程中DNA含量的變化。下列敘述中，正確的是 （ ）

A. 若圖甲表示減數(shù)分裂，則圖甲的CD段表示同源染色體分開

B. 若圖甲表示減數(shù)分裂，則圖甲的BC段一個(gè)細(xì)胞中可能含有0條或1條Y染色體

C. 若兩圖均表示有絲分裂，則兩圖的DE段一個(gè)細(xì)胞內(nèi)只含2個(gè)染色體組

D. 若圖甲表示減數(shù)分裂、圖乙表示有絲分裂，則兩圖的CD段都發(fā)生著絲點(diǎn)分裂

【解析】解題的關(guān)鍵是看清縱坐標(biāo)是每條染色體中的DNA含量。A項(xiàng)中若圖甲表示減數(shù)分裂，則CD段表示姐妹染色單體分離；B項(xiàng)中BC段表示減Ⅰ至減Ⅱ的前、中期，一個(gè)細(xì)胞中可含有0條或1條Y染色體，是由于減Ⅰ的結(jié)果；C項(xiàng)中DE段包括有絲分裂后期可含有4個(gè)染色體組；D項(xiàng)中圖乙的CD段表示細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞。

【答案】B

3.特殊曲線的分析

【例8】下圖示有絲分裂過程中染色體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。圖中的曲線A表示染色體的著絲點(diǎn)與紡錘絲的相應(yīng)極之間的平均距離，問：圖中的曲線B代表_______。

【解析】曲線A表示染色體的著絲點(diǎn)與紡錘絲的相應(yīng)極之間的平均距離從10 min開始逐漸減小，可以判斷是有絲分裂過程的后期染色體被拉向兩極，進(jìn)而判斷曲線B表示兩條子染色體（原染色體的染色單體）的著絲點(diǎn)之間的距離逐漸增大。

【答案】染色體的染色單體之間的距離

四、文字表達(dá)能力

文字表達(dá)能力歷來是高考潛在的能力考查點(diǎn)，許多考生因?yàn)樵~不達(dá)意或表述不全而遺憾失分，因此備考過程中應(yīng)格外注意文字表達(dá)能力的訓(xùn)練。常見兩類：

1.對(duì)各分裂期特點(diǎn)的描述；

2.對(duì)圖線判斷依據(jù)的描述。

【例9】下圖為具有6條染色體的某生物細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂過程的幾個(gè)階段，據(jù)圖分析回答下列問題：

（1）根據(jù)丙圖的特有變化特征，可以判斷該圖示表示動(dòng)物細(xì)胞還是植物細(xì)胞的有絲分裂_______。判斷的依據(jù)是_______________________________________________。

（2）作為一個(gè)完整的細(xì)胞周期，該圖中缺少了細(xì)胞周期的________期，該期細(xì)胞內(nèi)的主要變化特點(diǎn)是__________ ______________________。

【解析】此類試題注重文字表達(dá)能力的考查，所以應(yīng)熟練掌握課本，用正確的文字嚴(yán)密表述，而不是用口訣作答。分裂期主要變化是染色體的相應(yīng)變化，如果不強(qiáng)調(diào)“主要”，則還應(yīng)該答出中心體、核膜、核仁、紡錘絲（體）、細(xì)胞板等的相關(guān)變化。

【答案】（1）植物 丙圖是細(xì)胞分裂末期，在細(xì)胞中央出現(xiàn)細(xì)胞板 （2）間 完成染色體的復(fù)制，包括DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成

五、實(shí)驗(yàn)分析能力

高考實(shí)驗(yàn)考題近年趨勢(shì)是以分析為主調(diào)，注重考查學(xué)生新情景探究能力和推理判斷能力。匯總實(shí)驗(yàn)分析試題，筆者發(fā)現(xiàn)常見四種情況：

1.放射性同位素施加實(shí)驗(yàn)的分析；

2.細(xì)胞促融劑施加實(shí)驗(yàn)的分析；

3.細(xì)胞增殖抑制劑施加實(shí)驗(yàn)的分析；

4.細(xì)胞誘變劑施加實(shí)驗(yàn)的分析。

【例10】細(xì)胞增殖過程中DNA含量會(huì)發(fā)生變化。通過測(cè)定一定數(shù)量細(xì)胞的DNA含量，可作為分析細(xì)胞周期的依據(jù)。根據(jù)細(xì)胞DNA含量不同，將某二倍體植物連續(xù)增殖的細(xì)胞分為三組，每組的細(xì)胞數(shù)如圖。從圖中所示信息分析

其細(xì)胞周期，請(qǐng)分析：

（1）用適宜濃度的秋水仙素處理一段時(shí)間后，丙組細(xì)胞數(shù)目將___________。

（2）根據(jù)誘變育種原理，誘變劑主要發(fā)揮作用是圖___ __________細(xì)胞。

（3）用DNA合成抑制劑處理后會(huì)導(dǎo)致甲組細(xì)胞數(shù)____ _____________。

【解析】秋水仙素能夠抑制細(xì)胞紡錘體形成，處理后會(huì)導(dǎo)致一些細(xì)胞不能正常分裂而成為染色體數(shù)是4C的細(xì)胞，所以丙組細(xì)胞數(shù)目增多；誘變劑的作用是誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生基因突變，基因突變發(fā)生在細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制階段，此時(shí)DNA含量應(yīng)該在2C～4C之間，所以誘變劑的作用細(xì)胞是乙細(xì)胞；DNA合成抑制劑的作用部位也是間期DNA 復(fù)制階段，處理細(xì)胞后會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞中DNA 含量不能由2C變成4C，所以甲組細(xì)胞數(shù)目增加。

【答案】（1）增加 （2）乙 （3）增加

（作者單位：河北省石家莊市教育科學(xué)研究所）