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一轮复习——必修一 第11讲 细胞增殖
整体知识框架
典例1
(JCP114“技能训练”）在有些个体较大的原生动物（如草履虫）的细胞中，会出现两个细胞核。有些原生动物的细胞中有用于收集和排泄废物的伸缩泡。请对这些现象作出解释。
限制细胞长大的因素主要有两方面：（1）细胞表面积与体积的比。原生动物细胞中的伸缩泡就是增大膜表面积与体积的比。（2）细胞的核质比。细胞核所控制的细胞大小与核的大小成比例，所以像草履虫这样个体较大的细胞有两个细胞核，保证正常的核质比。
考点1：细胞周期
一、决定细胞大小的因素
1.运用模型解释细胞不能无限增大（JCP115）
扩散速率：单位时间，NaOH扩散进琼脂块的深度。
运输效率：单位时间，NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比。
2.细胞体积的限制因素： 结构决定功能
细胞核及各种细胞器具有一定的体积，细胞进行生化反应需定的场所，决定了细胞不能太小
↓
细胞不能无限小
细胞的大小是由完成其正常生命活动所需的结构和物质所占的空间决定的
↓
细胞不能无限大
细胞体积越小，其相对表面积越大，越有利于物质交换，所以细胞不能过大
一个细胞核内所含遗传信息有一定限度，对细胞质的控制能力有限，决定了细胞不能过大
二、细胞周期
典例2
下列材料中具有细胞周期的有哪些？
规律：连续分裂的细胞有细胞周期，高度分化的体细胞和生殖细胞无细胞周期。
①根尖分生区细胞　 　②神经细胞　③精子或卵细胞　④精原细胞　⑤人的成熟红细胞　 ⑥形成层细胞　⑦叶肉细胞　 ⑧洋葱表皮细胞 　⑨根成熟区细胞　 ⑩受精卵　 癌细胞　 愈伤组织细胞
小结：
1.只有连续分裂的细胞才具有细胞周期。如：人体皮肤生发层细胞、干细胞、精（卵）原细胞的增殖、癌细胞、植物的分生组织（根尖的分生区、芽的生长点、茎的形成层）细胞。
2.只分裂一次便不再分裂的细胞、精（卵）原细胞的减数分裂，没有细胞周期。
3.不分裂的细胞（高度分化的细胞）没有细胞周期。
典例3
在生物体内，细胞分裂后产生的下列子细胞的分裂状况依次是：a.根尖分生区细胞　 b.根尖成熟区细胞　 c.茎形成层细胞 　 d.芽生长点细胞　 e.B细胞　 f.记忆细胞　 g.浆细胞　 h.叶肉细胞　 i.洋葱鳞片叶表皮细胞
①持续分裂：始终处于细胞周期中，如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、 (填字母，下同)等。
②暂不分裂：暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中，如肝脏细胞、
＿＿＿＿＿等。
③永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡，如肌纤维细胞、神经细胞、 等。
典例4：（JCP112“表6－1”）据表分析下列问题：
（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__________________________________________________。
2.细胞周期
(1)基础要点
概念：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，为一个细胞周期。
阶段：分裂间期：完成DNA复制和有关蛋白质合成，同时细胞
有适度的生长。在先、时间长、细胞占比大
分裂期：染色质均分。在后时间长细胞占比大
典例5：
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
(2)细胞周期表示方法
典例分析6：
下列有关细胞周期的四个示意图的分析中，说法不正确的是（ ）
A. 四幅图可能表示同种生物同种细胞的细胞周期
B. 甲图中无论箭头的正反向，都可用a+b表示一个细胞周期
C. 可以根据丙图粗略推测分裂间期与分裂期的时间相对长短
D. 丁图没能完整的展示一个细胞周期中核DNA的数量变化
(2)细胞周期表示方法
(3)影响细胞周期的因素
受细胞DNA（基因）控制。 不同种类的细胞，细胞周期持续的时间
不同，间期和分裂期所占的比例也不同。
温度、pH、射线、生理和病理状况都会影响细胞周期。
①在有丝分裂间期，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。
②在有丝分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍细胞。
③用药物作用于癌细胞分裂间期， 抑制DNA复制，可抑制癌细胞的无限增殖。
④在淋巴因子的作用下，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。
(4)细胞周期的调控——细胞周期同步化
①细胞周期同步化的概念：利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段。
②细胞周期同步化的方法：
Ⅰ 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。
Ⅱ 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_______ 形成，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”）被阻断在间期。
Ⅲ 血清饥饿法。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。分裂间期的特点是_____________________________________________。
(5)利用DNA合成抑制剂实现细胞周期的同步化
①细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。假设一个细胞周期时长＝G1＋S＋G2＋M＝10＋7＋3.5＋1.5＝22(h)。
②向细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，处于____期的细胞立刻被抑制。
③再培养__________________h，则处于_____________期的细胞都将被抑制在________期交界处。
④除去抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，运行时间既要保证处于_______期交界处的细胞经过___期进入___期，又要保证处于___期的细胞不能再次进入该时期，即运行时间应控制在_______h。
⑤再加入DNA合成抑制剂，则可实现全部细胞都被阻断在该期交界处，实现细胞周期同步化。
典例分析7：
细胞增殖是细胞重要的生命活动，具有周期性。细胞周期包含四个阶段：G1期(DNA复制前期)、S期(DNA复制期)、G2期(DNA复制后期)和M期(分裂期)。细胞周期同步化是指借助特定方法使分裂细胞都停留在细胞周期的同一阶段的现象。高浓度的胸腺嘧啶核苷(TdR)双阻断法是常用的同步方法。TdR能可逆地抑制S期DNA合成，而不作用于其他细胞阶段的运转，最终导致细胞群被同步化。如图1为研究人员利用TdR双阻断法使人宫颈癌细胞群同步化的过程示意图。回答下列问题：
图一
①细胞增殖包括____________和细胞分裂两个相连续的过程。对于真核细胞来说，有丝分裂是其细胞分裂的主要方式，有丝分裂的重要意义是____________________________________________________________。
②据图推测，TdR双阻断法先后两次使用高浓度TdR处理，这两次处理的时间均应控制在_______________________________范围内；正常处理的时间应控制在________________________________范围内，该次处理的目的是_____________________________________________；经过上述三次处理后，所有细胞都应停滞在细胞周期的______________(填位置)，从而实现了细胞周期的同步化。
③细胞周期受到严格的分子调控，调控异常会引起细胞增殖无序化。为研究W蛋白对动物细胞有丝分裂的调控作用，研究人员将经上述同步化处理的某动物正常细胞群和W蛋白缺失细胞群放入正常培养液中培养，一段时间后采用特定方法对两组细胞的有丝分裂期过程进行图像采集，部分结果如图2所示：由图可知，细胞D内染色体的主要行为变化是________________________________。本实验表明W蛋白对细胞周期的调控作用是__________________________________。
图二
(6)细胞周期的测定
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。
②BrdU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 Stain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，则经过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核DNA含量，流式细胞仪可根据细胞中核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期核DNA的相对含量为40，则G2期应该是________。
典例分析8：
流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。
研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞,24 h后用流
式细胞仪检测,结果如图。对检测结果的分析不正确的是(　)
A.b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍
B.a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C.处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D.此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制
诊断1：
( )1.机体内所有的体细胞都处于细胞周期中
( )2.卵细胞的体积较大，能提高它与周围环境进行物质交换的效率
( )3.任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期
( )4.洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长
( )5.多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖
( )6.有丝分裂过程中中心体是均等分配到两个子细胞中，而线粒体是随机分配到两个子细胞中。
( )7.同一生物体不同器官的大小主要取决于细胞数量的多少。
( )8.动物细胞有丝分裂过程中，纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期。
( )9.细胞核中的DNA数量限制了细胞长大。
( )10.琼脂块的体积越大，NaOH在琼脂块中的扩散速率越小。
( )11.任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。
( )12.减数分裂没有细胞周期，高度分化的成熟细胞一般也没有细胞周期。
考点2：分裂方式
一、无丝分裂 1.过程
细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核
整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞
2.实例：蛙的红细胞的分裂
特别提醒：　
(1)无丝分裂是真核生物快速形成体细胞的方式；
(2)分裂过程核膜不解体，无纺锤丝的形成，但有遗传物质的复制。
二、有丝分裂
2.具体过程
(1)排序
(2)各时期特点
典例1：
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
E．b→c过程发生在有丝分裂间期，此时细胞内核膜消失、核仁解体
F．e→a过程中染色单体的分开导致了染色体数目加倍
G．a→b过程中染色体解螺旋变为细丝状的染色质
3.动植物有丝分裂过程区别
4.有丝分裂过程中结构和物质变化
(1)相关细胞器作用
(2)周期性变化的结构或物质
(3)染色体的结构和行为变化
(4)相关物质和结构的数量变化——表格归纳
(4)相关物质和结构的数量变化——线形图归纳
加倍原因：
下降原因：
出现原因：
消失原因：
小结：（以二倍体生物为例）
判断有丝分裂过程中核DNA、染色体、染色单体含量、时期
DNA：
染色体：
染色单体：
(4)相关物质和结构的数量变化——柱形图归纳
典例分析2：
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EF段，c对应图1中的AB段
D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
诊断2：
（ ）1．无丝分裂中没有纺锤丝和染色体的变化，但有DNA分子的复制与均分。
（ ）2．真核生物细胞只进行有丝分裂，原核生物细胞只进行无丝分裂。
（ ）3．有丝分裂间期DNA复制的过程需要解旋酶参与。
（ ）4．有丝分裂过程中染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期。
（ ）5．有丝分裂中期，同源染色体着丝点排列在细胞板上。
（ ）6．如果细胞中染色体数和核DNA数之比是1∶2，它一定不是高度分化的细胞。
（ ）7．胡萝卜各组织细胞周期长短相同，但G1、S、G2和M期的时间长短不同。
（ ）8．有丝分裂中期，经常会发生染色体变异和基因重组。
（ ）9．高等动物细胞有丝分裂后期，细胞的每一极都含有2条性染色体。
（ ）10．果蝇体细胞有丝分裂末期，核膜向内不断凹陷并逐渐形成环沟。
（ ）11．有丝分裂中染色体数目加倍和着丝粒数目加倍发生在同一时期。
（ ）12．植物细胞分裂进入前期时，最明显的变化是细胞核内出现染色体。
（ ）13．动物细胞在分裂后期，分离的染色体以相同的速率被纺锤丝拉向两极。
（ ）14．动物细胞在分裂末期，在两个新细胞间的赤道板上会出现许多囊泡。
（ ）15．有核膜和核仁的时期，细胞内的DNA聚合酶和RNA聚合酶均较为活跃。
（ ）16．染色体螺旋化程度达到最高的时期，细胞内不一定有同源染色体，但一定有染色单体。
（ ）17．有丝分裂后期着丝点的分裂是纺锤丝牵引的结果
1．（JCP113“图6－4”）分裂间期核DNA存在于染色质中，分裂期染色质螺旋缠绕成棒状的染色体，这种变化有什么意义？
考点3：观察有丝分裂
一、实验步骤：
取材 10:00-14:00，分裂能力旺盛，分裂期占比例大，染色体数目较少
↓
解离 15%盐酸：95%酒精=1:1，3-5min，使组织中的细胞相互分离
↓
漂洗 清水，10min，洗去解离液，防止解离过度，避免解离液与染色液反应，影响染色效果
↓
染色 甲紫、3-5min，使染色体着色，醋酸洋红、改良的苯酚品红溶液
↓
制片 滴水—捣碎—盖片—压片
↓
观察 先低倍，再高倍
二、深度思考
调节显微镜的放大倍数，使视野中看到约50个细胞，统计各个时期的细胞数并记录；转移视野到另一个区域再观察统计记录。
记录表
1.如何判断根尖分生区细胞？
2.如何将细胞分散开以便在显微镜下观察？
3.如何判断细胞所处分裂时期？
4.如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？
5.能否对有丝分裂装片中同一细胞进行连续观察，为什么？
6.“样本1、2” 指的是？
7.在你的观察结果中，处于哪一期细胞最多？为什么？
8.细胞分裂时期与所观察到的细胞数目存在什么关系？怎样计算某个时期所经历的时间？
典例分析1：
在高等植物中，成膜体是由赤道板处纺锤体的剩余物组成的，
用于引导植物细胞在有丝分裂末期形成新的细胞壁，具膜小
泡中含有果胶、半纤维素等成分，如下图所示。据图分析，
正确的是（ ）
A．成膜体的微管蛋白是由核糖体合成后再由中心体发出的
B．具膜小泡的膜由磷脂和蛋白质构成，具膜小泡与细胞壁形成无关
C．核膜的出现使细胞区域化，使转录和翻译在时空上分隔开
D．子细胞的相对表面积较小，更利于与外部进行物质交换
典例分析2：
科研人员利用秋水仙素干扰植物小孢子的有丝分裂过程，
结果如下图所示。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．生殖细胞的形成需要经过不均等分裂
B．生殖细胞的形成经历细胞分裂和分化
C．高浓度秋水仙素可抑制纺锤体的形成
D．分裂结束生殖细胞中染色体数目减半
小结不同浓度酒精的用途
小结：洋葱的“一材多用”
诊断3
(　　)(1)制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色
(　　)(2)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
(　　)(3)在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，持续观察，视野中处于中期的细胞将分裂成两
个子细胞
(　　)(4)显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体
(　　)(5)要观察植物细胞的细胞板结构，应选取处于有丝分裂后期的细胞

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