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第10讲　细胞的增殖
[课程导学]
内容要求 2.3.1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。实验：制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片。
与旧教材对比 增：①细胞增殖概念；②明确提出细胞增殖具有周期性。改：①有丝分裂只包括分裂期；②着丝点改为着丝粒。淡化：①无丝分裂由宋体变小字；②细胞不能无限长大的原因。
考点一　细胞增殖和细胞周期
1．细胞增殖
2．细胞周期
(1)模型
[提醒]　①只有连续分裂的细胞才有细胞周期，只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期。
②进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。
(2)细胞周期各时期的划分
①分裂间期
②分裂期(M期)：前期、中期、后期、末期。
(1)能分裂的细胞均有细胞周期。(　　)
(2)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。(　　)
(3)在细胞周期中，分裂间期持续的时间通常比分裂期持续的时间短。(　　)
(4)人体所有细胞的细胞周期持续时间相同。(　　)
(5)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。(　　)
(6)原核生物主要进行二分裂，二分裂不是无丝分裂。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
(必修1 P111表6－1)不同细胞的细胞周期持续时间如下表(单位：h)，据表分析：
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
(1)不同生物细胞的细胞周期持续时间____________(填“相同”“不同”或“不一定相同”，下同)，同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间
_______________________________________________________________。
(2)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，是因为_____________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)若要观察细胞的有丝分裂，应选择____________细胞，理由是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：(1)不一定相同　不一定相同　(2)细胞周期中，分裂间期所占的时间长，因此观察细胞所处时期时，大部分细胞都处于分裂间期　(3)小鼠十二指肠上皮　细胞周期中分裂期所占时间相对较长，容易观察到处于分裂期的细胞
1．细胞周期的表示方法
2．常和细胞周期联系的“热点”
(1)联系DNA复制：DNA复制为半保留复制，若1个DNA分子的两条链都被标记，则分裂一次产生的子细胞都含标记，而分裂多次产生的细胞中，只有2个细胞含标记。
(2)联系染色体变异：在细胞分裂的前期，用秋水仙素或低温处理可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。
(3)联系基因突变：在细胞分裂间期的S期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。
(4)联系细胞癌变：药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。
(5)联系免疫：在细胞因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂，使细胞周期缩短。
突破1 细胞分裂方式及细胞周期分析
核心素养 科学思维
1．(2022·黑龙江哈尔滨开学考试)下图为有关细胞分裂的概念图，下列说法正确的是(　　)
A．①过程中无纺锤体和染色体出现，不发生DNA复制
B．蛙的红细胞能通过①方式增殖，人的红细胞能通过②方式增殖
C．②过程有利于维持亲子代细胞遗传物质的稳定性
D．③过程中也具有细胞周期，精原细胞以②或③的方式增殖
解析：选C。①表示无丝分裂，该过程中无纺锤体和染色体出现，也没有核膜、核仁的周期性消失与重建，但发生DNA复制，A错误；①表示无丝分裂，蛙的红细胞以此种方式增殖，通过②方式增殖的细胞具有细胞周期，②表示有丝分裂，但是人的红细胞是高度分化的细胞，无细胞周期，不能进行有丝分裂，B错误；②表示有丝分裂，其意义是有利于维持亲子代细胞遗传物质的稳定性，C正确；只有连续进行有丝分裂的细胞才有细胞周期，③表示减数分裂，其不具有细胞周期，D错误。
2.右图是细胞周期的示意图。G0期是具有分裂能力的细胞反复分裂数次之后处于停止分裂状态的时期，M期为分裂期，G1期主要进行RNA和有关蛋白质的合成，S期主要进行DNA的复制，G2期为有丝分裂的准备期，还有一些RNA和有关蛋白质的合成。下列叙述错误的是(　　)
A．一个完整的细胞周期为G1期→S期→G2期→M期
B．相同抗原再次入侵时会将处于G0期的记忆细胞激活
C．S期DNA复制后染色体数目加倍，为M期的进行提供所需物质
D．处于G1期的细胞数量远多于处于(M＋G2)期的细胞数量
解析：选C。S期主要进行DNA复制，为M期的进行提供所需物质，但染色体数目不加倍，C错误。
突破2 细胞周期相关知识拓展
核心素养 科学思维
3．(2022·山东德州高三期末)某荧光染料能与DNA特异性结合并释放荧光，荧光强度和DNA含量成正比，流式细胞仪可根据荧光强度进行细胞计数。某研究小组用DNA合成抑制剂处理连续分裂的细胞，一段时间后用流式细胞仪检测，检测结果最可能为(　　)
解析：选A。荧光强度与DNA含量成正比，对比A、B、C、D四幅图可以看出荧光强度为2时，DNA加倍，用DNA合成抑制剂处理连续分裂的细胞，则DNA数量不加倍，峰值集中在荧光强度为1所在位置，A符合题意。
4．(高考全国卷Ⅲ)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。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：
(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于______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________期，以达到细胞周期同步化的目的。
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制________________________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞________(填“会”或“不会”)被阻断在分裂间期。
(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在分裂间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是__________________________________
________________________________________________(答出1点即可)。
答案：(1)分裂　分裂间　(2)纺锤体形成　不会　(3)为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，细胞有适度的生长
考点二　有丝分裂和无丝分裂
1．有丝分裂过程(以高等植物细胞为例)[连一连]
[提醒]　(1)赤道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下看不到。
(2)细胞板是一种真实结构，在光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂末期。
(3)有丝分裂后期染色体的着丝粒一分为二，是受生物体内遗传物质控制的一种生理活动，不是由纺锤丝牵引所致。
2．动植物细胞有丝分裂的主要区别
[提醒]　有丝分裂过程中中心体经复制后，均等分配到两个子细胞中，而线粒体、叶绿体等细胞器随机、不均等分配到两个子细胞中。
3．有丝分裂的特征和意义
4．无丝分裂的过程及特点
[提醒]　无丝分裂也为真核生物体细胞的分裂方式，不同于细菌的二分裂，不利于遗传物质的均等分配。
(1)细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据。(　　)
(2)分裂间期细胞核的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成。(　　)
(3)DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期。(　　)
(4)有丝分裂后期，着丝粒分裂导致DNA的数目是染色单体数目的两倍。(　　)
(5)动植物细胞有丝分裂的不同体现在前期和后期。(　　)
(6)着丝粒分裂是纺锤丝牵拉开的。(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×
1．(必修1 P115思维训练)细胞越大，细胞的表面积与体积的比值________，物质的运输速率越________。
提示：越小　小
2．(必修1 P115蛙的红细胞无丝分裂示意图)右图所示分裂方式有DNA复制过程吗？没有形成染色体和纺锤体的缺点可能是什么？
_______________________________________________________________。
提示：有DNA复制过程。缺点是不能保证遗传物质均分
1．细胞周期中相关成分或结构加倍的时期和原因
2．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
名称 生物类型 作用时期 生理作用
核糖体 动物、植物 主要是分裂间期 合成相关蛋白质
线粒体 动物、植物 整个细胞周期 提供能量
高尔基体 植物 末期 与细胞壁(板)的形成有关
中心体 动物、低等植物　 　 前期 与纺锤体的形成有关
3.细胞分裂周期过程中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析
(1)曲线模型一
曲线解读
项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因
核DNA 分裂间期(S期)DNA复制，核DNA数目加倍 末期结束，细胞一分为二，核DNA数目减半
染色体 后期着丝粒分裂，染色体数目加倍 末期结束，细胞一分为二，染色体数目减半
染色单体 分裂间期(S期)DNA复制，染色单体形成 后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色单体消失
(2)曲线模型二
4．根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)
(1)根据染色单体变化判断各时期
染色单体
(2)根据比例关系判断各时期
＝
突破1 有丝分裂各时期的特点
核心素养 生命观念
1．(2022·江西赣州期中联考)右图表示真核细胞一个细胞周期中染色体的行为变化，下列有关叙述正确的是(　　)
A．姐妹染色单体的形成发生在c～d时期
B．植物细胞中，d～e时期细胞中央将出现细胞板
C．b～b可以表示一个完整的细胞周期
D．细胞中的DNA含量加倍是在e～a时期，细胞中染色体数目加倍是在b～c时期
解析：选C。姐妹染色单体的形成发生在b～c时期，A错误；植物细胞分裂末期，即a～b时期，细胞中央将出现细胞板，B错误；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，题图中b～b可以表示一个完整的细胞周期，C正确；细胞中的DNA含量加倍是在b～c时期(分裂间期)，细胞中染色体数目加倍是在e～a时期(后期)，D错误。
2．(2022·武汉高三联考)下图为动物和植物细胞的有丝分裂示意图。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．图甲表示动物细胞分裂前期，图乙表示植物细胞分裂后期
B．⑤聚集成为赤道板，需要高尔基体参与
C．甲细胞在细胞分裂间期进行①的复制
D．甲细胞在分裂前期由①发出星射线，乙细胞在分裂前期也会发生这一过程
解析：选C。根据细胞壁的有无和星射线可以判断甲细胞为动物细胞，乙细胞为植物细胞。根据甲细胞中有清晰的染色体，且中心体向细胞两极移动，发出星射线，判断甲细胞处于分裂前期，根据乙细胞中细胞板的形成判断其处于分裂末期，A错误；⑤聚集成为细胞板，而非赤道板，B错误；中心体的复制发生在分裂间期，C正确；植物细胞的纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，D错误。
“三看法”界定动物和高等植物细胞有丝分裂图像
　
突破2 有丝分裂过程中染色体、核DNA数量的变化
核心素养 科学思维
3．(2021·高考全国卷乙)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，错误的是(　　)
A．在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子
B．在前期，每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子
C．在中期，8条染色体的着丝粒排列在赤道板上，易于观察染色体
D．在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有16条染色体
解析：选D。在后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为2条子染色体，由纺锤体牵引着分别向细胞的两极移动，染色体数目加倍为16条，成对的同源染色体的分开发生在减数分裂Ⅰ后期，D错误。
4．(2022·陕西长安高三月考)右图为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法不正确的是(　　)
A．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则c～d过程细胞中核DNA的含量不变
B．若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则e点时一条染色体中DNA的含量与a点相同
C．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则a～c过程染色体数目不变
D．若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则a～c过程染色体数目不变
解析：选D。若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则a～c过程表示有丝分裂前的间期、有丝分裂前期、中期、后期和末期，在后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，D错误。
5．(不定项)(2022·山东新泰月考)图1和图2表示进行有丝分裂细胞的细胞周期各时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述错误的是(　　)
A．观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段
B．图1中BC段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变
C．图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段
D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
解析：选BC。题图1中BC段形成的原因是DNA复制，此时细胞中染色体数目不变，但核DNA含量加倍，B错误；题图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c表示G1期，对应图1中的AB段，C错误。
[事实概述类]
1．[2020·江苏，T29(2)节选]细胞有丝分裂的重要意义在于通过
_______________________________________________________________，
保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。
答案：染色体正确复制和平均分配
2．多数抗肿瘤药物是细胞周期特异性药物，作用于细胞分裂间期或分裂期。长春新碱作用于分裂期，抑制癌细胞分裂，则长春新碱可能的作用机制：
_______________________________________________________________
__________________。
答案：抑制纺锤体形成(抑制着丝粒分裂等)
3．在光学显微镜下观察同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞，在形态上最主要的区别是___________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：动物肠上皮细胞细胞膜从细胞中部向内凹陷，细胞缢裂；洋葱根尖细胞在细胞中央形成细胞板
4．细胞周期中染色质和染色体周期性变化的意义是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：有利于复制后的染色体平均分配进入两个子细胞中
[原因分析类]
5．观察用甲紫溶液染色的洋葱表皮细胞，看不到染色体的原因是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：只有处于分裂状态的细胞(如分生区组织细胞)才能看到染色体，洋葱表皮细胞不再进行分裂
6．G1期、S期、G2期细胞中发生的代谢反应存在差异，其根本原因是
_______________________________________________________________。
答案：不同时期细胞中基因的表达存在差异(基因的选择性表达)
7．选择发育状况相同的青蛙的胚胎细胞，均分为甲、乙两组。甲组用含有3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的培养基进行培养，乙组用含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸的培养基进行培养，一段时间后，带有放射性标记的细胞比例比较大的是________组，原因是_________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：甲　活细胞都可以利用3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸进行转录，而只有分裂的细胞才能利用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸进行DNA复制
[开放思维类]
8．下图是不同浓度氯化镉(CdCl2)对龙葵根尖细胞有丝分裂指数(处于分裂期的细胞占细胞总数的百分比)的影响。
图中对照组中CdCl2浓度为________。对照组中有丝分裂指数只有10%左右的原因是______________________________________________________。由图可以得出的实验结论是______________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：0　分裂期占细胞周期的时间较短，故处于分裂期的细胞数目较少　CdCl2能抑制龙葵根尖细胞的有丝分裂，且随浓度升高，抑制程度增大
考点三　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1．实验原理
2．实验步骤
3．实验关键
实验材料的选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部位 选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)
时间 必须在分裂旺盛的时间
操作注意事项 解离时间 太短 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散
过长 细胞解离过度、根尖酥软，影响染色
漂洗时间 适宜 洗去多余的药液，防止解离过度而影响染色
染色时间 太短 染色体或染色质不能完全着色
过长 使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
压片力度 过轻 细胞未分散开
过重 将组织压烂
1．(2022·山东济南高三月考)下图是关于观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂实验的部分操作，下列评价合理的是(　　)
A．剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛
B．该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C．在观察的图像中，甲、乙属于分生区的细胞，细胞已死亡
D．统计图⑧中处于分裂期的细胞数目可计算细胞周期的长短
解析：选C。洋葱根尖2～3 mm的区域属于分生区，A错误；在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除，B错误；分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡，C正确；统计处于分裂期的细胞数目，只能推算出分裂间期和分裂期所占时间的比例，无法知道细胞周期的长短，D错误。
2．(2022·福建闽侯月考)在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示(“＋”表示操作，“－”表示未操作)：
实验人员 操作
取材 解离 漂洗 染色 制片
甲 根尖1～3 mm处 － ＋ ＋ ＋
乙 根尖1～3 mm处 ＋ － ＋ ＋
丙 根尖5～7 mm处 ＋ ＋ ＋ ＋
则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是(　　)
A．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚
B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚
C．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体
D．染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚
解析：选C。解离的目的是用药液使细胞分散开，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去药液，防止解离过度影响染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖 5～7 mm处为伸长区细胞，已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。
根尖≠根尖分生区
洋葱根尖包括根冠、分生区、伸长区、成熟区，其中分生区细胞呈正方形、排列紧密，细胞分裂旺盛，适宜选作有丝分裂观察材料，而其他区域细胞已分化，不再进行分裂，故不宜选作有丝分裂观察材料。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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