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第12讲 细胞的增殖（知识清单）
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知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架
核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1细胞增殖★★★☆☆ 考点2细胞周期★★★☆☆ 考点3有丝分裂★★★☆☆ 考点4运用模型解释细胞不能无限长大★★★☆☆ 考点5实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（1大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 细胞增殖★★★☆☆
1.生物体的生长，既靠 增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。细胞不能无限生长的原因： 的限制、细胞核控制范围的限制。
2.细胞增殖
（1）概念：细胞通过 增加细胞数量的过程。
（2）意义：
①是重要的细胞生命活动。
②是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
（3）过程：包括 和 两个相连续的过程。
（4）方式：
①原核细胞：二分裂。
②真核细胞：
1） →产生体细胞。
2）有丝分裂→产生体细胞。
3） →产生生殖细胞。
考点2 细胞周期★★★☆☆
1.模型
（1）条件： 的细胞。
（2）起点：一次分裂 时。
（3）终点：下一次分裂 时。
（4）特点：不同种类的细胞细胞周期 ，分裂间期与分裂期所占比例也 。
（5）分裂间期的物质变化：
①G1期：又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质（如DNA聚合酶等）的合成，为S期DNA的复制做准备。
②S期：又称DNA合成期，主要进行 的复制。
③G2期：又称DNA合成后期，主要进行有丝分裂所必需的一些 的合成。
特别提醒
连续分裂的细胞才具有细胞周期。有一些细胞会暂时停止分裂，但仍能返回细胞周期，如结缔组织中的成纤维细胞。有一些细胞会持续分裂，如造血干细胞。
2.细胞周期的表示方法
方法名称 表示方法 用字母表示细胞周期
扇形图 为一个细胞周期，其中A→E为分裂间期，M期为分裂期
直线图 （a＋b）或（c＋d）为一个细胞周期
坐标图 （ ）为一个细胞周期
直方图 A组细胞处于DNA复制前期；B组细胞处于DNA复制期；C组细胞处于DNA复制后的间期和
3.影响细胞周期的因素
（1）内部因素：不同种类的细胞（控制细胞周期的相关基因有差异），细胞周期持续的时间 相同，分裂间期和 所占的比例也 。
（2）外部因素：温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶活性来影响 。
【教材拾遗】（必修1P115思维训练）
（1）细胞越大，细胞的表面积与体积的比值 。
（2）从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是 ， ， 。
（3）细胞体积并 越小越好， ， 。
考点3 有丝分裂★★★☆☆
1.有丝分裂前的间期
分裂图像 特点
植物细胞 动物细胞
完成 和 ，同时细胞有适度的生长
2.有丝分裂过程
时期 分裂图像 特点
植物细胞 动物细胞
前期 ① 消失 ②染色质→ ③纺锤体形成
中期 染色体的着丝粒排列于赤道板上
后期 ① 分裂， 分开 ②子染色体 ，每一极各有一套染色体
末期 ① 出现，形成两个细胞核 ②染色体→ ③ 消失 ④细胞质分裂
3.比较动、植物细胞的有丝分裂的异同
项目 前期 末期
形成 的方式不同 细胞质分裂方式不同
植物细胞 细胞 发出 形成纺锤体 细胞中央出现 ，向四周扩展形成细胞壁，一个细胞形成两个子细胞
动物细胞 两组中心粒分别移向细胞两极，其周围发出 形成纺锤体 细胞膜从细胞的 部向内 ，一个细胞缢裂成两个子细胞
特别提醒
着丝粒是自动分裂的，与纺锤丝的牵引无关，比如用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝牵引，着丝粒仍分裂，导致细胞中染色体的数目加倍。
4.细胞有丝分裂的意义
（1）将亲代细胞的 经过复制（关键是 的复制）之后，精确地平均分配到 中。
（2）由于染色体上有 ，因而在细胞的亲代和子代之间保持了 。
5.分析一个细胞周期中染色体、染色单体、DNA数量变化
（1）一个细胞周期中染色体、染色单体、DNA数量变化规律
时期 项目 间期 前期 中期 后期 末期
染色体 2n 2n 2n 2n→4n 4n→2n
DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n
染色单体 0→4n 4n 4n 4n→0 0
①DNA数量加倍的时期是 ，其原因是 。
②染色体数量加倍的时期是 ，其原因是 。
（2）一个细胞周期中细胞内DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析
①曲线模型
②曲线解读
项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因
DNA 期DNA复制，DNA数目加倍 末期细胞一分为二，DNA数目减半
染色体 后期 ，染色体数目加倍 末期细胞一分为二，染色体数目减半
染色单体 期DNA复制，染色单体形成 后期
（3）一个细胞周期中细胞内DNA、染色体、染色单体含量变化柱形图分析
①染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体，b为染色单体。
②根据有染色单体时，DNA和 数量相同，没染色单体时，DNA和染色体数量相同，则a为染色体，c为DNA。
6.无丝分裂
（1）过程：一般是 先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核；接着，整个细
胞从中部 成两部分，形成两个子细胞。
（2）特点：没有出现 的变化。
（3）实例： 的无丝分裂。
【教材拾遗】（必修1P114思考·讨论）鉴定一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最佳的方法是看分裂末期细胞质的分裂方式，如果形成细胞板则为植物细胞，如果是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，则为动物细胞。
考点4 运用模型解释细胞不能无限长大★★★☆☆
1.原理
（1）不同大小模型模拟细胞大小。
（2）葡萄糖在不同大小模型中扩散速度 。
2.变量分析
（1）自变量：“细胞”体积的大小。
（2）因变量：“细胞”中葡萄糖扩散的体积与“细胞”体积的 （细胞物质交换效率）。
3.结果
（1）模型的表面积与体积之比（相对表面积）随体积的增大而 。
（2）葡萄糖扩散的体积与整个“细胞”体积之比随体积的增大而 。
4.结论
限制了细胞的长大：细胞体积越大，其相对表面积越 ，细胞的物质运输效率就越 。
考点5 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂★★★☆☆
1.实验原理
（1）高等植物根尖、芽尖等 细胞能进行有丝分裂。
（2）在高倍显微镜下观察各时期细胞内 的存在状态判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。
（3）染色体容易被 （如甲紫溶液）着色。
（4）盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞 。
2.实验步骤
（1）洋葱根尖的培养：实验前3～4d培养，待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成装片观察。
（2）装片的制作
解离
　
漂洗
　
染色　
制片：用镊子取出根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖将根尖弄碎，盖上 ，用拇指轻压
（3）观察
①低倍镜观察：根据根尖 细胞特点找到细胞。
②高倍镜观察：先找 细胞，再找 细胞，最后找分裂间期细胞。
（4）绘图：绘制植物细胞有丝分裂中期简图。
特别提醒
1.每一时期的时间＝细胞周期×此时期的细胞数占计数细胞总数的比例。
2.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。
3.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。
4.“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。
陷阱1细胞的增殖的几点易错点
易错表现 正确理解
认为秋水仙素可促使细胞进入细胞周期的分裂期 秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，而纺锤体的形成是在分裂期
认为高等动物胚胎干细胞分裂过程中，中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期 中心体复制发生在分裂间期，染色体组数加倍发生在有丝分裂后期
认为植物细胞有丝分裂前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍 植物细胞有丝分裂前期，核DNA复制，但染色体数目不变
认为同一细胞的细胞周期是不变的 一些外界因素，如温度、pH等会影响细胞周期的长短，因此，同一细胞的细胞周期是可变的
认为无丝分裂过程中没有遗传物质的复制和变化 无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化，但有遗传物质的复制和变化
认为动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同 动植物细胞有丝分裂过程中染色体形态、数目变化相同
细胞周期检验点与细胞周期同步化
细胞周期可分为分裂间期和分裂期（M期），根据DNA合成情况，分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统（检验点），对细胞周期的过程是否发生异常加以检测，部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。为研究某一时期细胞的代谢、增殖或凋亡，常采取一些方法使细胞群体处于细胞周期的同一时期，这就是细胞周期同步化技术。
动物细胞周期同步化的三种方法：
（1）在细胞快速增殖的培养液中添加适量的DNA合成抑制剂，主要激活检验点2，处于G2、M期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的S期，以达到细胞周期同步化的目的。
（2）在细胞快速增殖期的培养液中添加适量的秋水仙素，抑制纺锤体形成，主要激活检验点4，使细胞停滞于中期，即可实现细胞周期同步化。经处理的细胞染色体数目加倍，该物质起作用的时期是细胞分裂的前期。
（3）培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。
考点预测：
一、细胞周期检验点
1.分类与功能
（1）G1/S检验点：
①核心功能：检查DNA损伤、细胞大小及营养状态，决定是否进入S期。
②调控分子：
1)p53/p21通路：DNA损伤激活ATM/ATR激酶，磷酸化p53，诱导p21抑制CDK2/cyclinE。
2)Rb/E2F通路：未磷酸化Rb结合E2F，阻止S期基因表达；CDK4/6-cyclinD磷酸化Rb后释放E2F。
（2）G2/M检验点：机制：ATM/ATR激活Chk1/Chk2，磷酸化Cdc25使其失活，抑制CDK1/cyclinB复合物，阻断M期进入。
（3）纺锤体组装检验点：关键分子：Mad2和Bub1结合未附着染色体，抑制APC/C泛素连接酶，阻止姐妹染色单体分离。
2.与疾病关联
（1）癌症：p53突变导致G1/S检验点失效，基因组不稳定；Mad2过表达与肿瘤恶性表型相关。
（2）遗传病：ATR-Seckel综合征因ATR缺陷引发DNA复制应激异常。
二、细胞周期同步化
1.主要方法
（1）DNA合成阻断法：TdR双阻断法：高浓度TdR抑制DNA聚合酶，两次处理将细胞同步于G1/S期交界处（如HeLa细胞第一次阻断16小时，释放9小时后第二次阻断16小时）。
（2）中期阻断法：秋水仙素/诺考达唑：抑制微管聚合，使细胞停滞于M期；振荡收集法物理分离贴壁细胞的中期群体。
（3）血清饥饿法：去除血清使细胞停滞于G0/G1期，恢复血清后同步进入S期。
2.方法对比与选择
（1）TdR法：同步化程度高，但可能导致细胞体积增大。
（2）秋水仙素法：效率高但毒性大，适用于染色体观察。
（3）血清法：操作简单但周期长，可能引发分化。
（4）实验设计：研究S期选TdR法，观察染色体选秋水仙素法。
3.检测手段
（1）流式细胞术：PI染色区分G1（2N）、S（2N-4N）、G2/M（4N）期细胞。
（2）放射自显影：3H-TdR掺入S期细胞，检测DNA合成活性。
（3）免疫荧光：结合cyclinB定位验证同步化阶段。
1．（2025·江苏·高考真题）用秋水仙素处理大花葱（2n=16），将其根尖制成有丝分裂装片，图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是（ ）
A．解离时间越长，越有利于获得图甲所示的分裂象
B．取解离后的根尖，置于载玻片上，滴加清水并压片
C．图乙是有丝分裂后期的细胞分裂象
D．由于秋水仙素的诱导，图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
2．（2024·江西·高考真题）某植物中，T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是（ ）
A．T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体
B．T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列
C．T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍
D．T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动
3．（2024·浙江·高考真题）观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是（ ）
A．细胞①处于间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成
B．细胞②处于中期，染色体数: 染色单体数: 核DNA分子数=1:2:2
C．细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动
D．细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
4．（2023·河北·高考真题）关于动物细胞有丝分裂的叙述，错误的是（ ）
A．精原细胞能通过有丝分裂产生子细胞 B．DNA在分裂间期边解旋边复制
C．细胞DNA总量在分裂后期减半 D．核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成
5．（2023·辽宁·高考真题）下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图（仅显示部分染色体）。下列叙述正确的是（ ）

A．②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同
B．③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上
C．④时期，非同源染色体自由组合
D．⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
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核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1细胞增殖★★★☆☆ 考点2细胞周期★★★☆☆ 考点3有丝分裂★★★☆☆ 考点4运用模型解释细胞不能无限长大★★★☆☆ 考点5实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（1大陷阱规避）
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真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 细胞增殖★★★☆☆
1.生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。细胞不能无限生长的原因：细胞表面积和体积比值的限制、细胞核控制范围的限制。
2.细胞增殖
（1）概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。
（2）意义：
①是重要的细胞生命活动。
②是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
（3）过程：包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。
（4）方式：
①原核细胞：二分裂。
②真核细胞：
1）无丝分裂→产生体细胞。
2）有丝分裂→产生体细胞。
3）减数分裂→产生生殖细胞。
考点2 细胞周期★★★☆☆
1.模型
（1）条件：连续分裂的细胞。
（2）起点：一次分裂完成时。
（3）终点：下一次分裂完成时。
（4）特点：不同种类的细胞细胞周期不同，分裂间期与分裂期所占比例也不同。
（5）分裂间期的物质变化：
①G1期：又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质（如DNA聚合酶等）的合成，为S期DNA的复制做准备。
②S期：又称DNA合成期，主要进行DNA的复制。
③G2期：又称DNA合成后期，主要进行有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。
特别提醒
连续分裂的细胞才具有细胞周期。有一些细胞会暂时停止分裂，但仍能返回细胞周期，如结缔组织中的成纤维细胞。有一些细胞会持续分裂，如造血干细胞。
2.细胞周期的表示方法
方法名称 表示方法 用字母表示细胞周期
扇形图 A→B→C→D→E→A为一个细胞周期，其中A→E为分裂间期，M期为分裂期
直线图 （a＋b）或（c＋d）为一个细胞周期
坐标图 （a＋b＋c＋d＋e）为一个细胞周期
直方图 A组细胞处于DNA复制前期；B组细胞处于DNA复制期；C组细胞处于DNA复制后的间期和分裂期
3.影响细胞周期的因素
（1）内部因素：不同种类的细胞（控制细胞周期的相关基因有差异），细胞周期持续的时间不完全相同，分裂间期和分裂期所占的比例也不同。
（2）外部因素：温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶活性来影响细胞周期。
【教材拾遗】（必修1P115思维训练）
（1）细胞越大，细胞的表面积与体积的比值越小。
（2）从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。
（3）细胞体积并不是越小越好，因为细胞中众多的必需物质和细胞器，都需要一定的容纳空间。
考点3 有丝分裂★★★☆☆
1.有丝分裂前的间期
分裂图像 特点
植物细胞 动物细胞
完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长
2.有丝分裂过程
时期 分裂图像 特点
植物细胞 动物细胞
前期 ①核仁、核膜消失 ②染色质→染色体 ③纺锤体形成
中期 染色体的着丝粒排列于赤道板上
后期 ①着丝粒分裂，姐妹染色单体分开 ②子染色体平均移向两极，每一极各有一套染色体
末期 ①核仁、核膜出现，形成两个细胞核 ②染色体→染色质丝 ③纺锤丝消失 ④细胞质分裂
3.比较动、植物细胞的有丝分裂的异同
项目 前期 末期
形成纺锤体的方式不同 细胞质分裂方式不同
植物细胞 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 细胞中央出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁，一个细胞形成两个子细胞
动物细胞 两组中心粒分别移向细胞两极，其周围发出星射线形成纺锤体 细胞膜从细胞的中部向内凹陷，一个细胞缢裂成两个子细胞
特别提醒
着丝粒是自动分裂的，与纺锤丝的牵引无关，比如用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝牵引，着丝粒仍分裂，导致细胞中染色体的数目加倍。
4.细胞有丝分裂的意义
（1）将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，精确地平均分配到两个子细胞中。
（2）由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
5.分析一个细胞周期中染色体、染色单体、DNA数量变化
（1）一个细胞周期中染色体、染色单体、DNA数量变化规律
时期 项目 间期 前期 中期 后期 末期
染色体 2n 2n 2n 2n→4n 4n→2n
DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n
染色单体 0→4n 4n 4n 4n→0 0
①DNA数量加倍的时期是分裂间期，其原因是DNA复制。
②染色体数量加倍的时期是后期，其原因是着丝粒分裂，染色单体分离。
（2）一个细胞周期中细胞内DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析
①曲线模型
②曲线解读
项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因
DNA 间期DNA复制，DNA数目加倍 末期细胞一分为二，DNA数目减半
染色体 后期着丝粒分裂，染色体数目加倍 末期细胞一分为二，染色体数目减半
染色单体 间期DNA复制，染色单体形成 后期着丝粒分裂，染色单体消失
（3）一个细胞周期中细胞内DNA、染色体、染色单体含量变化柱形图分析
①染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体，b为染色单体。
②根据有染色单体时，DNA和染色单体数量相同，没染色单体时，DNA和染色体数量相同，则a为染色体，c为DNA。
6.无丝分裂
（1）过程：一般是细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核；接着，整个细
胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。
（2）特点：没有出现纺锤丝和染色体的变化。
（3）实例：蛙的红细胞的无丝分裂。
【教材拾遗】（必修1P114思考·讨论）鉴定一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最佳的方法是看分裂末期细胞质的分裂方式，如果形成细胞板则为植物细胞，如果是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，则为动物细胞。
考点4 运用模型解释细胞不能无限长大★★★☆☆
1.原理
（1）不同大小模型模拟细胞大小。
（2）葡萄糖在不同大小模型中扩散速度相同。
2.变量分析
（1）自变量：“细胞”体积的大小。
（2）因变量：“细胞”中葡萄糖扩散的体积与“细胞”体积的比值（细胞物质交换效率）。
3.结果
（1）模型的表面积与体积之比（相对表面积）随体积的增大而减小。
（2）葡萄糖扩散的体积与整个“细胞”体积之比随体积的增大而减小。
4.结论
表面积与体积的关系限制了细胞的长大：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。
考点5 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂★★★☆☆
1.实验原理
（1）高等植物根尖、芽尖等分生区细胞能进行有丝分裂。
（2）在高倍显微镜下观察各时期细胞内染色体的存在状态判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。
（3）染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液）着色。
（4）盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞分离开。
2.实验步骤
（1）洋葱根尖的培养：实验前3～4d培养，待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成装片观察。
（2）装片的制作
解离
　
漂洗
　
染色　
制片：用镊子取出根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖将根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻压
（3）观察
①低倍镜观察：根据根尖分生区细胞特点找到细胞。
②高倍镜观察：先找中期细胞，再找前、后、末期细胞，最后找分裂间期细胞。
（4）绘图：绘制植物细胞有丝分裂中期简图。
特别提醒
1.每一时期的时间＝细胞周期×此时期的细胞数占计数细胞总数的比例。
2.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。
3.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。
4.“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。
陷阱1细胞的增殖的几点易错点
易错表现 正确理解
认为秋水仙素可促使细胞进入细胞周期的分裂期 秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，而纺锤体的形成是在分裂期
认为高等动物胚胎干细胞分裂过程中，中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期 中心体复制发生在分裂间期，染色体组数加倍发生在有丝分裂后期
认为植物细胞有丝分裂前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍 植物细胞有丝分裂前期，核DNA复制，但染色体数目不变
认为同一细胞的细胞周期是不变的 一些外界因素，如温度、pH等会影响细胞周期的长短，因此，同一细胞的细胞周期是可变的
认为无丝分裂过程中没有遗传物质的复制和变化 无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化，但有遗传物质的复制和变化
认为动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同 动植物细胞有丝分裂过程中染色体形态、数目变化相同
细胞周期检验点与细胞周期同步化
细胞周期可分为分裂间期和分裂期（M期），根据DNA合成情况，分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统（检验点），对细胞周期的过程是否发生异常加以检测，部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。为研究某一时期细胞的代谢、增殖或凋亡，常采取一些方法使细胞群体处于细胞周期的同一时期，这就是细胞周期同步化技术。
动物细胞周期同步化的三种方法：
（1）在细胞快速增殖的培养液中添加适量的DNA合成抑制剂，主要激活检验点2，处于G2、M期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的S期，以达到细胞周期同步化的目的。
（2）在细胞快速增殖期的培养液中添加适量的秋水仙素，抑制纺锤体形成，主要激活检验点4，使细胞停滞于中期，即可实现细胞周期同步化。经处理的细胞染色体数目加倍，该物质起作用的时期是细胞分裂的前期。
（3）培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。
考点预测：
一、细胞周期检验点
1.分类与功能
（1）G1/S检验点：
①核心功能：检查DNA损伤、细胞大小及营养状态，决定是否进入S期。
②调控分子：
1)p53/p21通路：DNA损伤激活ATM/ATR激酶，磷酸化p53，诱导p21抑制CDK2/cyclinE。
2)Rb/E2F通路：未磷酸化Rb结合E2F，阻止S期基因表达；CDK4/6-cyclinD磷酸化Rb后释放E2F。
（2）G2/M检验点：机制：ATM/ATR激活Chk1/Chk2，磷酸化Cdc25使其失活，抑制CDK1/cyclinB复合物，阻断M期进入。
（3）纺锤体组装检验点：关键分子：Mad2和Bub1结合未附着染色体，抑制APC/C泛素连接酶，阻止姐妹染色单体分离。
2.与疾病关联
（1）癌症：p53突变导致G1/S检验点失效，基因组不稳定；Mad2过表达与肿瘤恶性表型相关。
（2）遗传病：ATR-Seckel综合征因ATR缺陷引发DNA复制应激异常。
二、细胞周期同步化
1.主要方法
（1）DNA合成阻断法：TdR双阻断法：高浓度TdR抑制DNA聚合酶，两次处理将细胞同步于G1/S期交界处（如HeLa细胞第一次阻断16小时，释放9小时后第二次阻断16小时）。
（2）中期阻断法：秋水仙素/诺考达唑：抑制微管聚合，使细胞停滞于M期；振荡收集法物理分离贴壁细胞的中期群体。
（3）血清饥饿法：去除血清使细胞停滞于G0/G1期，恢复血清后同步进入S期。
2.方法对比与选择
（1）TdR法：同步化程度高，但可能导致细胞体积增大。
（2）秋水仙素法：效率高但毒性大，适用于染色体观察。
（3）血清法：操作简单但周期长，可能引发分化。
（4）实验设计：研究S期选TdR法，观察染色体选秋水仙素法。
3.检测手段
（1）流式细胞术：PI染色区分G1（2N）、S（2N-4N）、G2/M（4N）期细胞。
（2）放射自显影：3H-TdR掺入S期细胞，检测DNA合成活性。
（3）免疫荧光：结合cyclinB定位验证同步化阶段。
1．（2025·江苏·高考真题）用秋水仙素处理大花葱（2n=16），将其根尖制成有丝分裂装片，图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是（ ）
A．解离时间越长，越有利于获得图甲所示的分裂象
B．取解离后的根尖，置于载玻片上，滴加清水并压片
C．图乙是有丝分裂后期的细胞分裂象
D．由于秋水仙素的诱导，图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
【答案】C
【分析】1、低温或秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
2、该实验的步骤为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片。
【详解】A、解离时间过长，会使细胞过于酥软，导致细胞结构被破坏，不利于观察到如图甲所示的清晰分裂象，A错误；
B、解离后的根尖，应先进行漂洗，洗去解离液，然后染色，再置于载玻片上，滴加清水并压片，B错误；
C、图乙中细胞的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，分别向细胞两极移动，符合有丝分裂后期的特征，C正确；
D、图甲细胞不处于有丝分裂后期，且明显看出染色体数目多于16条，是秋水仙素诱导染色体数目加倍的结果，而图乙细胞处于正常的有丝分裂后期，着丝粒分裂导致其染色体数目加倍，并不是秋水仙素诱导的结果，D错误。
故选C。
【考点追溯】
秋水仙素（或低温）作用于细胞分裂前期，抑制纺锤体的形成；抗癌药物一般抑制癌细胞的DNA复制，即作用于细胞分裂的间期。
2．（2024·江西·高考真题）某植物中，T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是（ ）
A．T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体
B．T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列
C．T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍
D．T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动
【答案】B
【分析】有丝分裂不同时期的特点：（1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；（2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、纺锤体的形成是在前期，T基因的突变影响的是后期纺锤体伸长的时间和长度，因此T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体，A正确；
B、染色体着丝粒排列在赤道板上是中期的特点，T基因的突变影响的是后期纺锤体伸长的时间和长度，因此T基因突变染色体着丝粒可以在赤道板上排列，B错误；
C、着丝粒是自动分裂的，不需要依靠纺锤丝的牵拉，因此T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍，C正确；
D、T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，进而影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动，D正确。
故选B。
【考点追溯】
赤道板是虚拟的，细胞板是实际存在的。
3．（2024·浙江·高考真题）观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是（ ）
A．细胞①处于间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成
B．细胞②处于中期，染色体数: 染色单体数: 核DNA分子数=1:2:2
C．细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动
D．细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
【答案】B
【分析】人们根据染色体的行为，将有丝分裂分为前期、中期、后期、末期四个时期。根据图中可知，①是间期，②是中期，③是后期，④是末期。
【详解】A、①是间期，细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，并且细胞有适度的生长，但蛋白质的合成不在细胞核，而在核糖体，A错误；
B、②是中期，染色体已在间期复制完成，因此染色体数目没有改变，但一条染色体上有两条染色单体，一条染色体上有两个核DNA，染色体数: 染色单体数: 核DNA分子数=1:2:2，B正确；
C、③是后期，有丝分裂不会出现同源染色体分离的情况，C错误；
D、④是末期，题干中指出植物细胞，植物细胞末期的特点之一是在细胞板的位置逐渐扩展形成新的细胞壁，动物细胞膜末期是细胞膜向内凹陷将细胞一分为二，D错误。
故选B。
【考点追溯】
原理：甲紫溶液和醋酸洋红液将染色体染成深色、HCl和酒精混合液将细胞解离。
4．（2023·河北·高考真题）关于动物细胞有丝分裂的叙述，错误的是（ ）
A．精原细胞能通过有丝分裂产生子细胞 B．DNA在分裂间期边解旋边复制
C．细胞DNA总量在分裂后期减半 D．核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成
【答案】C
【分析】有丝分裂不同时期的特点：
（1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；
（2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；
（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；
（4）后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；
（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、精原细胞能通过有丝分裂产生新的精原细胞，A正确；
B、DNA分子的复制过程发生在分裂间期，DNA复制的特点表现为边解旋边复制，B正确；
C、在有丝分裂过程中有丝分裂后期细胞DNA总量不会减半，C错误；
D、在有丝分裂末期，核膜、核仁重新出现，即核仁在分裂末期随着染色体解螺旋时重新形成，D正确。
故选C。
【考点追溯】
细胞有丝分裂的重要意义:将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。(P114)
5．（2023·辽宁·高考真题）下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图（仅显示部分染色体）。下列叙述正确的是（ ）
A．②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同
B．③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上
C．④时期，非同源染色体自由组合
D．⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
【答案】B
【分析】动植物有丝分裂：
前期：染色体散乱排布在细胞中，核膜核仁消失；
中期：着丝粒整齐排列在赤道板上，是观察染色体的最佳时期；
后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极；
末期：核膜核仁重新出现，染色体和纺锤体消失。
【详解】A、②时期已经完成了DNA的复制，相当于高等动物的有丝分裂前期，但图中还能观察到核膜，高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失，A错误；
B、由图可知，③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上，相当于高等动物有丝分裂中期，B正确；
C、④时期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，C错误；
D、⑤时期，细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同，都是直接从细胞中央溢开，D错误。
故选B。
【考点追溯】
细胞周期各时期特点:
(1)分裂间期:完成DNA复制和有关蛋白质合成(染色体复制)，同时细胞有适度的生长。
(2)前期:核膜、核仁消失，出现纺锤体和染色体，染色体散乱排布。
(3)中期:染色体的着丝粒排列在赤道板上。
(4)后期:着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。
(5)末期:核膜、核仁重现，纺锤丝消失，染色体变为染色质(植物细胞出现细胞板)。(P112~113)
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