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【備考2023】高中生物新教材一輪復習學案
第11講　細胞的增殖
[素養目標]
1．結合有絲分裂模型，描述細胞增殖的主要特征。(生命觀念、科學思維)
2．理解細胞分裂過程中染色體的均分機制，保證親子代細胞間遺傳信息的穩定。(生命觀念)
　細胞增殖和細胞周期
1．細胞增殖
2．細胞周期
(1)模型
(2)細胞周期各時期的劃分
①分裂間期
②分裂期(M期)：前期、中期、后期、末期。
[提醒]　并非所有的細胞都有細胞周期
只有連續分裂的細胞才有細胞周期，只分裂一次便不再分裂的細胞沒有細胞周期；進行減數分裂的細胞不具有細胞周期。
(3)表示方法
1．(必修1 P110黑體)細胞增殖是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎。(√)
2．(必修1 P110正文)多細胞生物體的生長依賴于細胞的生長和細胞的增殖。(√)
3．(必修1 P111正文)間期細胞核的主要變化是DNA的復制和有關蛋白質的合成。(×)
4．(必修1 P111表6 1拓展)同一生物的不同組織細胞的增殖都具有周期性。(×)
5．(必修1 P115“思維訓練”)細胞越小，其相對表面積也越小，這有利于提高物質交換效率。(×)
1．必修1 P111 表6 1拓展：
(1)不同生物細胞的細胞周期持續時間相同嗎？同種生物的不同細胞的細胞周期持續時間相同嗎？
提示：都不一定相同。
(2)顯微鏡下觀察某植物組織的有絲分裂時，大部分細胞處于分裂間期，為什么？
提示：細胞周期中，分裂間期所占的時間長，分裂期所占的時間短，因此觀察細胞有絲分裂時，大部分細胞處于分裂間期。
2．教材必修1 P115“思維訓練”拓展：根據表格數據討論下列問題。
“細胞邊長”(mm) 比較項目　　　　　　 2 4 8
表面積(mm2) 24 96 384
體積(mm3) 8 64 512
表面積與體積的比值 3 1.5 0.75
物質未擴散到“細胞”的體積(mm3) 1 27 343
物質擴散到“細胞”的體積(mm3) 7 37 169
物質擴散的體積與整個“細胞”體積的比值 0.875 0.578 0.330
(1)細胞的表面積和體積的比值與細胞的大小有什么關系？
提示：呈負相關。
(2)從物質運輸的效率來看，細胞為什么不能太大？
提示：細胞如果太大，表面積和體積比值變小，物質運輸的效率會降低。
(3)細胞越小，越有利于細胞與外界的物質交換，那么細胞是越小越好嗎？
提示：不是的，細胞體積的最小限度，是由完成細胞功能所必需的基本結構(如核糖體)和物質(如酶)所需要的空間決定的。
1．細胞分裂后產生的子細胞有三種去向[科學思維]
(1)持續分裂：始終處于細胞周期中，如部分造血干細胞、卵裂期細胞、癌細胞、根尖分生區細胞、莖形成層細胞、芽生長點細胞等。
(2)暫不分裂：暫時脫離細胞周期，但仍具有分裂能力，在一定條件下可回到細胞周期中，如肝臟細胞、T細胞、B細胞、記憶細胞等。
(3)永不分裂：永遠脫離細胞周期，處于分化狀態直到死亡，如肌纖維細胞、神經細胞、漿細胞、洋蔥鱗片葉表皮細胞、根尖成熟區細胞等。
2．與細胞周期相聯系的知識[科學思維]
(1)聯系DNA復制：DNA復制為半保留復制，若1個DNA分子的兩條鏈都被標記，則分裂一次產生的子細胞都含標記，而分裂多次產生的細胞中，只有2個細胞含標記。
(2)基因突變：在細胞分裂間期的S期，DNA復制時容易受到內外因素的干擾而發生差錯，即發生基因突變。
(3)染色體變異：在細胞分裂期的前期，秋水仙素或低溫都可抑制紡錘體的形成，引起細胞內染色體數目加倍，繼續進行有絲分裂，可出現多倍體植株。
(4)細胞癌變：用藥物作用于癌細胞，在分裂間期，DNA不能復制，可抑制癌細胞的增殖。
(5)免疫：在細胞因子的作用下，被抗原刺激后的B細胞將進入細胞周期迅速分裂。
[探究意圖：以細胞周期為情境信息考查科學思維]
利用一定方法使細胞群體處于細胞周期的同一階段，稱為細胞周期同步化。以下是能夠實現動物細胞周期同步化的三種方法。回答下列問題：
(1)DNA合成阻斷法：在細胞處于對數生長期的培養液中添加適量的DNA合成抑制劑，處于________期的細胞不受影響而繼續細胞周期的運轉，最終細胞會停滯在細胞周期的________期，以達到細胞周期同步化的目的。
(2)秋水仙素阻斷法：在細胞處于對數生長期的培養液中添加適量的秋水仙素，秋水仙素能夠抑制____________，使細胞周期被阻斷，即可實現細胞周期同步化。經秋水仙素處理的細胞________(填“會”或“不會”)被阻斷在間期。
(3)血清饑餓法：培養液中缺少血清可以使細胞周期停滯在間期，以實現細胞周期同步化。分裂間期的特點是______________________(答出1點即可)。
提示：(1)分裂　分裂間(或答S)　(2)紡錘體形成　不會　(3)完成DNA復制和有關蛋白質的合成，為分裂期準備物質
突破點1　結合對細胞增殖與細胞周期的理解，考查生命觀念與科學思維能力
1．下列關于高等植物細胞周期的敘述，錯誤的是(　　)
A．染色體出現的時間早于核膜消失
B．分裂間期細胞核會消耗大量的核糖核苷酸
C．末期形成的囊泡會聚集成一個細胞板，以后再發展成為新的細胞壁
D．有絲分裂使得細胞中的遺傳物質被精確均分
解析：分裂前期染色質盤繞折疊形成染色體，之后核仁逐漸解體，核膜逐漸消失，A正確；分裂間期進行DNA的復制和有關蛋白質的合成，蛋白質合成的過程需要轉錄為mRNA，消耗大量的核糖核苷酸，B正確；末期形成的囊泡會聚集成一個細胞板，以后再發展成為新的細胞壁，C正確；有絲分裂使得細胞核中的遺傳物質被精確均分，但細胞質中線粒體和葉綠體中的DNA不能均分，D錯誤。
答案：D
2．下列與細胞增殖有關的敘述，正確的是(　　)
A．從細胞繁殖的觀點來看，細胞周期的分裂間期中最重要的事件是DNA復制
B．著絲粒分裂和核仁重現通常發生于細胞周期中的同一時期
C．無絲分裂和有絲分裂的重要區別僅在于有無染色體的變化
D．高等動物器官的大小主要決定于細胞體積大小而不是數量多少
解析：著絲粒分裂發生于后期，而核仁重現發生于末期，B錯誤；無絲分裂和有絲分裂的重要區別不僅在于有無染色體的變化，還在于有無紡錘體的形成，C錯誤；細胞的體積不能無限長大，因此器官的大小主要決定于細胞數量的多少，D錯誤。
答案：A
突破點2　圍繞細胞周期相關實驗探究，考查科學探究能力
3．細胞周期可分為分裂間期(包括G1期、S期和G2期)和分裂期。如表為體外培養的細胞W的細胞周期各階段所需時間(單位：h)。下列相關敘述正確的是(　　)
細胞周期 G1期 S期(進行DNA的復制) G2期 M期(分裂期) 合計
時長 10 7 3.5 1.5 22
A.細胞W的細胞周期的分裂間期持續時間有可能小于20.5 h
B．若在培養液中加入DNA合成抑制劑，則處于分裂期的細胞將增多
C．推測處于G1期的細胞W內既無核基因的復制，也沒有基因的表達
D．M期可分為四個時期，其中染色單體數目最多的時期是后期
解析：由表格可知，分裂間期的時間＝10＋7＋3.5＝20.5(h)，由于外界因素會影響細胞周期的長短，因此，細胞W的細胞周期中分裂間期持續時間有可能小于20.5 h，A正確；若在培養液中加入DNA合成抑制劑，細胞周期會阻斷在分裂間期，致使處于分裂期的細胞減少，B錯誤；G1期的細胞W內有基因的表達，比如控制DNA聚合酶合成的基因會表達，C錯誤；有絲分裂后期，染色單體數為零，D錯誤。
答案：A
4．(多選)用不同濃度的藥物X處理洋蔥根尖分生區細胞3 d、5 d后，分別制片并觀察統計有絲分裂指數[有絲分裂指數(%)＝分裂期細胞數/觀察細胞數×100%]，結果如圖所示，相關敘述正確的是(　　)
A．藥物X濃度為0時有絲分裂指數只有10%左右，表明大多數細胞處于分裂間期
B．隨著處理時間的延長，根尖細胞有絲分裂指數呈下降趨勢
C．高濃度的藥物X嚴重抑制根尖分生區細胞的有絲分裂
D．制作裝片過程中使用解離液的主要目的是固定細胞的形態
解析：藥物X濃度為0時有絲分裂指數只有10%左右，是由于只有少數細胞處于分裂期，而大多數細胞處于分裂間期，A正確；據圖分析，隨著處理時間的延長，根尖細胞有絲分裂指數呈下降趨勢，B正確；圖中顯示隨著藥物X濃度的增大，有絲分裂指數逐漸減小，即處于分裂期的細胞數逐漸減少，這說明藥物X抑制細胞的有絲分裂，且高濃度的藥物X抑制的效果更大，C正確；解離的主要目的是將組織細胞分離開來，D錯誤。
答案：ABC
(1)不同種類生物的細胞周期有很大差別。
(2)細胞周期中，分裂間期所占的時間長，分裂期所占的時間短，因此觀察細胞所處時期時，大部分都處于分裂間期。
(3)溫度、pH、射線、生理或病理狀況等這些因素通過影響酶的活性影響細胞周期。
1．由細胞形態判斷，下列①～⑤細胞中哪一類細胞最可能具有細胞周期，并說明理由。
提示：①③④⑤都是具有特定形態、結構和功能的細胞，說明發生了分化，失去分裂能力；②為球形，可能是干細胞，可能具有細胞周期。
2．下表是幾種細胞的細胞周期持續時間(t/h)，據表分析這些細胞的細胞周期的特點。
細胞類型 分裂間期 分裂期 細胞周期
蠶豆根尖分生區細胞 15.3 2.0 17.3
小鼠十二指腸上皮細胞 13.5 1.8 15.3
人的肝細胞 21 1 22
人的宮頸癌細胞 20.5 1.5 22
提示：不同種類的細胞，其細胞周期不一定相同，分裂間期與分裂期所占比例也不一定相同；同種生物的不同細胞的細胞周期持續時間也不相同。
　細胞的有絲分裂
1．細胞有絲分裂各時期的特點(以高等植物細胞為例)
圖示 時期 主要變化
前期 ①染色質絲螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體。每條染色體包括兩條并列的姐妹染色單體，這兩條染色單體由一個共同的著絲粒連接著； ②核仁逐漸解體，核膜逐漸消失； ③從細胞的兩極發出紡錘絲，形成一個梭形的紡錘體
中期 紡錘絲牽引著染色體運動，使每條染色體的著絲粒排列在赤道板上
后期 ①每個著絲粒分裂成兩個，姐妹染色單體分開，成為兩條染色體，染色體數目加倍； ②染色體在紡錘絲的牽引下分別移向細胞兩極
末期 ①每條染色體變成染色質絲，紡錘絲逐漸消失； ②核膜和核仁出現，形成兩個新的細胞核； ③赤道板位置出現細胞板，逐漸擴展為新的細胞壁
[巧記]　各時期的特點
前期：膜仁消失現兩體；
中期：著絲粒排列在赤道板上；后期：單體分開向兩極；
末期：兩消兩現一重建(重建是指植物細胞重建細胞壁)
[提醒]　(1)赤道板≠細胞板
①赤道板是一種假想平面，不是細胞結構，在光學顯微鏡下看不到。
②細胞板是一種真實結構，在光學顯微鏡下能看到，出現在植物細胞有絲分裂的末期。
(2)有絲分裂后期染色體的著絲粒一分為二，是受生物體內遺傳物質控制的一種生理活動，不是由紡錘絲牽引所致。
2．動植物細胞有絲分裂的主要區別
3．有絲分裂的意義
將親代細胞的染色體經過復制后，精確地平均分配到兩個子細胞中，保持了細胞的親子代之間遺傳的穩定性。
4．細胞的無絲分裂
1．(必修1 P112～113 圖6 2)每個子細胞含有的染色體數目與親代細胞的相等。分裂后的子細胞若繼續分裂，就進入下一個細胞周期的分裂間期狀態。(√)
2．(必修1 P112～113 圖6 2)有絲分裂前期染色質逐漸螺旋化形成了染色單體。(×)
3．(必修1 P114正文)在一個細胞周期中，DNA的復制和中心粒的倍增可能發生在同一時期。(√)
4．(必修1 P114正文)低等植物細胞和動物細胞都含有中心體，有絲分裂前期，中心粒發出星射線形成紡錘體。(√)
5．(必修1 P114黑體)間期復制的DNA通過有絲分裂平均分配到兩個子細胞中。(√)
1．必修1 P112～113 圖6 2拓展：有絲分裂后期著絲粒的分裂是不是紡錘絲牽引的結果？如何驗證你的結論？
提示：著絲粒的分裂不是紡錘絲牽引的結果。用秋水仙素處理分裂中的細胞，秋水仙素抑制紡錘體形成，后期染色體的著絲粒照樣可以分裂，從而使細胞中染色體數目加倍，這說明著絲粒分裂不是紡錘絲牽引的結果。
2．必修1 P114“思考·討論”拓展：鑒定一個正在進行有絲分裂的細胞是植物細胞還是動物細胞，最佳的方法是什么？
提示：看分裂末期細胞質的分裂方式，如果形成細胞板則為植物細胞，如果是細胞膜從細胞的中部向內凹陷，則為動物細胞。
1．細胞周期中相關成分或結構加倍的時期和原因[科學思維]
2．與有絲分裂有關的細胞器及其生理作用[科學思維]
名稱 生物類型 作用時期 生理作用
核糖體 動物、植物 主要是分裂間期 合成相關蛋白質
線粒體 動物、植物 整個細胞周期 提供能量
高爾基體 植物 末期 與細胞壁(板) 的形成有關
中心體 動物、低等植物 前期 與紡錘體的形成有關
3.有絲分裂過程中細胞結構或物質的周期性變化[科學思維]
(1)染色體行為變化
①當有染色單體(間期的G2期、前期、中期)時，染色體∶染色單體∶DNA＝1∶2∶2。
②當無染色單體(間期的G1期、后期、末期)時，染色體∶DNA＝1∶1。
(2)核DNA、染色體、染色單體的數目變化(以二倍體生物為例)
時期 項目　　 分裂間期 分裂期
前期 中期 后期 末期
核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n
染色體 2n 2n 2n 4n 4n→2n
染色單體 0→4n 4n 4n 0 0
4.有絲分裂過程中核DNA、染色體、染色單體含量變化曲線分析(以二倍體生物為例)[科學思維]
(1)曲線模型
(2)曲線解讀
項目 上升段的變化原因 下降段的變化原因
核DNA 分裂間期DNA復制，DNA數目加倍 末期細胞一分為二，DNA數目減半
染色體 后期著絲粒分裂，染色體數目加倍 末期細胞一分為二，染色體數目減半
染色單體 分裂間期DNA復制，染色單體形成 后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，染色單體消失
5.有絲分裂過程中每條染色體上DNA含量、染色體與核DNA數目比值的變化曲線[科學思維]
　
圖中ef(BC)段變化的原因是S期DNA的復制，染色單體形成；fg(CD)段表示含有姐妹染色單體的時期；gh(DE)變化的原因是有絲分裂后期著絲粒分裂。
6．根據柱形圖判斷細胞有絲分裂時期(以二倍體生物為例)[科學思維]
一般從兩個方面判斷細胞所屬的分裂時期：
(1)根據染色單體變化判斷有絲分裂各時期
染色單體
(2)根據比例關系判斷有絲分裂各時期
DNA∶染色體∶染色單體＝
[探究意圖：以有絲分裂模型圖為情境信息考查科學思維]
據下面三幅不同生物細胞有絲分裂圖回答問題：
(1)A圖表示________(填“動物細胞”或“植物細胞”)，理由是①______________，②______________。
(2)B圖細胞處于有絲分裂的______期，圖中有染色單體______條。該圖與它的前一時期相比，相同的是______________________，不同的是__________________。
(3)C圖表示________細胞進行有絲分裂的后期，此時期細胞內發生的主要變化是______分裂，________分開成為兩條子染色體。
提示：(1)植物細胞　具有細胞壁　無中心體　(2)后　0　DNA分子數　染色體數　(3)動物　著絲粒　染色單體
突破點1　圍繞有絲分裂過程各個時期特點考查生命觀念
1．有絲分裂是真核生物細胞增殖的主要方式，有關動植物細胞有絲分裂的敘述，錯誤的是(　　)
A．植物細胞有絲分裂末期在赤道板的位置出現細胞板，動物細胞則無此現象
B．與洋蔥根尖分生區細胞有絲分裂有關的膜性細胞器有核糖體、中心體、線粒體、高爾基體
C．動物細胞分裂時中心體在間期進行復制，并于分裂期進行均勻分配
D．高等動植物細胞有絲分裂時紡錘體的形成方式是不同的
解析：植物細胞有絲分裂末期在赤道板的位置出現細胞板，動物細胞則無此現象，A正確；洋蔥屬于高等植物，其細胞中不含中心體，B錯誤；動物細胞分裂時中心體在間期進行復制，并于分裂期進行均勻分配，C正確；高等動植物細胞有絲分裂時紡錘體的形成方式是不同的，高等植物細胞通過細胞兩極發出紡錘絲形成紡錘體，而動物細胞由中心體發出星射線形成紡錘體，D正確。
答案：B
2．(2022·浙江湖州模擬)下列關于動物細胞有絲分裂的說法，錯誤的是(　　)
A．細胞周期中，細胞的分裂包括細胞核的分裂和細胞質分裂兩個過程
B．前期核膜開始解體，形成的分散小泡在有絲分裂的整個過程中幾乎都可看到
C．核基因的復制在S期發生，核基因的表達在M期不發生
D．G2期時細胞中已有一對中心體，在分裂前期成對的中心體分開，其間有絲狀纖維相連
解析：細胞周期包括G1期、S期、G2期和M期，核基因的復制在S期發生，核基因的表達過程包括轉錄和翻譯，主要在G1期和G2期完成，但在M期也發生翻譯過程，C項錯誤。
答案：C
突破點2　圍繞細胞分裂的圖像分析，考查科學思維能力
3．(2022·山東濟寧模擬)如圖為高等植物細胞(2n)處于有絲分裂不同時期的模式圖，圖中1代表囊泡，2代表細胞壁，3代表紡錘絲。下列分析正確的是(　　)
A．圖甲細胞中的著絲粒分裂導致核DNA分子數目加倍
B．圖乙細胞中的結構2是通過結構1與赤道板融合形成的
C．若加入DNA合成抑制劑，將會阻止圖丙細胞的繼續分裂
D．若用秋水仙素抑制結構3的形成，則圖甲細胞中的著絲粒不能正常分裂
解析：核DNA分子數目加倍的原因是DNA復制，著絲粒分裂導致染色體數目加倍，A錯誤；結構2是細胞壁，是由結構1聚集成的細胞板形成的，赤道板不是真實的結構，B錯誤；若加入DNA合成抑制劑，會使細胞停留在分裂間期，圖丙細胞不能繼續分裂，C正確；著絲粒分裂與紡錘絲無關，D錯誤。
答案：C
4．如圖為某人體細胞(部分染色體)及洋蔥根尖細胞的有絲分裂模式圖，據圖分析下列敘述正確的是(　　)
A．甲為人體細胞的分裂前期，此時染色體已縮小到最小程度
B．①在G2期已經復制完成，前期時作用于②而影響染色體的移動
C．③④均為細胞膜，兩種細胞的細胞質分裂方式不同
D．⑤由前期時核膜解體形成的小泡組成，最終聚集成細胞板
解析：細胞分裂中期時，染色體才縮小到最小程度，A錯誤；圖中③表示細胞膜，④表示細胞壁，C錯誤；⑤是由高爾基體形成的小泡組成的，聚集成細胞板，D錯誤。
答案：B
突破點3　圍繞有絲分裂的曲線圖和柱形圖分析，考查科學思維能力
5．如圖表示某二倍體植物有絲分裂過程中有關數量變化情況，據圖分析以下敘述正確的是(　　)
A．DE時間段染色單體數是AB時間段的兩倍
B．AB、BC、CD三個時間段都有水生成，水的產生場所完全相同
C．FG段染色體組數是該生物正常染色體組數的兩倍
D．若用秋水仙素處理該植物，會抑制分裂后期著絲粒的分裂
解析：DE時間段每條染色體上有兩條姐妹染色單體，AB時間段核DNA還沒有復制不存在姐妹染色單體，所以不存在倍數關系，A錯誤；三個時間段都有水生成，合成蛋白質時水是由核糖體產生的，細胞的增殖過程需線粒體供能，同時會生成水，B錯誤；FG段染色體數目暫時加倍，所以染色體組的數目也暫時加倍，C正確；秋水仙素抑制前期紡錘體的生成，從而導致染色體數目加倍，D錯誤。
答案：C
6．(多選)圖1是一個細胞周期內每條染色體上的DNA變化曲線圖，圖2是根據細胞核DNA含量不同，將大量某種連續增殖的細胞分為三組，統計每組的細胞數而繪制的柱形圖。下列敘述正確的是(　　)
A．圖1中ef段的染色體數是cd段的2倍
B．圖2丙組細胞中只有部分細胞的染色體數目加倍
C．圖2中乙組細胞所處時期相當于圖1中的ab段
D．觀察有絲分裂過程中染色體的最佳時期是圖2的甲組細胞
解析：圖1中cd段包括G2期、有絲分裂的前期和中期，ef段包括有絲分裂的后期和末期，故ef段的染色體數目是cd段的2倍，A正確；圖2丙組細胞中的DNA含量為4C，包括G2期和有絲分裂各時期的細胞，其中只有后期和末期的細胞染色體數目加倍，B正確；圖2中甲組細胞所處時期相當于圖1中的ab段，乙組細胞所處時期相當于圖1中的bc段，C錯誤；觀察有絲分裂過程中染色體的最佳時期是中期，為圖2的丙組部分細胞，D錯誤。
答案：AB
“三看法”界定動物和低等、高等植物細胞有絲分裂圖像
1．說出細胞周期中染色質和染色體周期性變化的意義。
提示：有利于復制后的染色體平均分配進入兩個子細胞中。
2．觀察用甲紫溶液染色的洋蔥表皮細胞，看不到染色體的原因是什么？
提示：只有處于分裂狀態的細胞(如分生區組織細胞)才能看到染色體，洋蔥表皮細胞不再進行分裂。
　實驗：觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂
1．實驗原理
2．實驗步驟
1．實驗操作的注意事項
實驗材料的選擇 類型 選取分裂期占細胞周期比例相對較大的材料
部位 選取分裂旺盛的部位(如根尖、莖尖的分生區)
時間 必須在分裂旺盛的時間
操作注意事項 解離時間 太短 細胞間質未被完全溶解，壓片時細胞不易分散
過長 細胞解離過度、根尖酥軟，影響染色
漂洗時間 適宜 洗去多余的藥液，防止解離過度而影響染色
染色 時間 太短 染色體或染色質不能完全著色
過長 使其他部分也被染成深色，無法分辨染色體
壓片 力度 過輕 細胞未分散開
過重 將組織壓爛
2.細胞分裂時期與所觀察細胞數目的關系及計算
(1)細胞周期中不同時期持續時間長短與處于該時期的細胞數呈正相關。
(2)某時期持續時間(t)＝×細胞周期(T)。
突破點1　
1．關于“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗及相關敘述，錯誤的是(　　)
A．在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時期的細胞，處于分裂間期的細胞數最多
B．通過統計視野中不同時期的細胞數目，可比較細胞周期不同時期的時間長短
C．有絲分裂產生的子細胞染色體數目不變，在形態、結構和生理功能上與親代細胞保持相似性
D．培養洋蔥根尖時添加適量DNA合成抑制劑，可使細胞停滯在細胞周期的分裂期
解析：細胞周期的大部分時間處于分裂間期，大約占細胞周期的90%～95%，因此在觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗中，在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時期的細胞，且處于分裂間期的細胞數最多，A正確；統計視野中不同時期的細胞數目，可比較細胞周期不同時期的時間長短，B正確；有絲分裂過程是親代細胞的染色體經過復制后，精確地平均分配到兩個子細胞中，因此親子代細胞在細胞形態、結構和生理功能上保持相似性，C正確；在有絲分裂過程中，DNA復制發生在間期，DNA合成可逆抑制劑可使DNA的合成被阻斷，若培養洋蔥根尖時添加適量的DNA合成抑制劑，則處于間期的細胞的DNA合成可被阻斷，處于分裂期的細胞暫時不受影響而繼續細胞周期的運轉，最終細胞會停滯在細胞周期的間期，D錯誤。
答案：D
2．如圖為關于觀察洋蔥有絲分裂的實驗的部分操作，下列評價合理的是(　　)
A．剪取洋蔥根尖2～3 mm，因為該區域屬于根毛區，細胞有絲分裂旺盛
B．該實驗步驟中唯一錯誤的是在②和③之間缺少用清水漂洗這一環節
C．在觀察的圖像中，甲、乙屬于分生區的細胞，細胞已死亡
D．統計圖⑧中處于分裂期的細胞數目可計算細胞周期的長短
解析：根尖2～3 mm的區域屬于分生區，A錯誤；在②和③之間應增加清水漂洗這一環節，而③和⑤之間的清水漂洗環節應刪除，B錯誤；統計分裂期的細胞數目，只能推算出間期和分裂期所占時間的比例，無法知道細胞周期的長短，D錯誤。
答案：C
突破點2　
3．如圖是某二倍體植物根尖細胞有絲分裂(細胞周期約為16 h)的圖像。回答下列問題：
(1)從細胞角度分析，根的長度和直徑的大小決定于________________。細胞不能無限長大的主要限制因素是__________________和______________。
(2)圖中A細胞所示的分裂時期在細胞周期中所占有的比例最高，該時期細胞核內主要完成的生理活動是____________________。D細胞中央的________將向四周擴展逐漸形成新的細胞壁。
(3)將根尖中處于A～E所示各時期的活細胞，置于含適宜濃度秋水仙素的培養液中培養48 h后，這些細胞的細胞周期________(填“會”或“不會”)都被阻斷，原因是____________________________________________________________________。
解析：(1)從細胞的角度分析，細胞的數量和體積決定著根的長度和直徑大小。由于受細胞表面積與體積的比例和細胞核的控制范圍的限制，細胞不能無限長大。(2)圖中的A細胞處于分裂間期，該時期的細胞核內主要完成DNA復制和相關蛋白質的合成。D細胞處于有絲分裂末期，細胞中央的細胞板將向四周擴展逐漸形成新的細胞壁。(3)秋水仙素能抑制紡錘體形成，不同分裂時期的細胞運行到分裂前期時，秋水仙素會抑制紡錘體的形成，最終細胞周期都會被秋水仙素阻斷。
答案：(1)細胞的數量和體積　細胞表面積與體積的比例　細胞核的控制范圍(兩空答案順序可調換)
(2)DNA的復制和相關蛋白的合成　細胞板
(3)會　不同分裂時期的細胞運行到分裂前期時，秋水仙素會抑制紡錘體的形成，最終細胞周期都會被秋水仙素阻斷
[構建知識網絡]
[強化生命觀念]
1．細胞周期：連續分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，為一個細胞周期。
2．細胞在分裂之前，必須進行一定的物質準備，特別是遺傳物質要進行復制。細胞增殖包括物質準備和細胞分裂兩個相連續的過程。
3．細胞周期大部分時間處于分裂間期。分裂間期為分裂期進行活躍的物質準備，完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，同時細胞有適度的生長。
4．細胞有絲分裂的重要意義，是將親代細胞的染色體經過復制(關鍵是DNA的復制)之后，精確地平均分配到兩個子細胞中。由于染色體上有遺傳物質DNA，因而在細胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩定性。
5．細胞不能無限長大的原因有很多。細胞的大小影響物質運輸效率，可以作為一種解釋。
6．制片流程為解離→漂洗→染色→制片。其中解離的目的是使組織中的細胞相互分離開來。
真題再現　感悟考情
1．(2021·浙江卷)在DNA復制時，5 溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對復制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色。現將植物根尖放在含有BrdU的培養液中培養，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區細胞分裂中期染色體的著色情況。下列推測錯誤的是 (　　)
A．第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色
B．第二個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同
C．第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4
D．根尖分生區細胞經過若干個細胞周期后，還能觀察到深藍色的染色單體
解析：結合題干信息“在DNA復制時，5 溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈”“DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色”分析，第一個細胞周期，每個DNA分子進行一次復制，復制后兩個子代DNA分布在每條染色體的兩條染色單體中，由于DNA分子的復制是半保留復制，因此所有的染色體中兩條染色單體均呈深藍色，A正確；第二個細胞周期是在第一個細胞周期完成的基礎上進行的，由于DNA分子的半保留復制，由一個DNA分子復制得到的兩個子代DNA分子中，其中一個子代DNA中只有一條鏈含有BrdU，另一個子代DNA的兩條鏈均含有BrdU，從而使復制后的染色體的一條染色單體呈深藍色，另一條呈淺藍色，B正確；第三個細胞周期是在第二個細胞周期完成的基礎上進行的，第二個細胞周期的分裂后期，著絲粒分裂，染色單體分開，形成兩條子染色體，含不同類型DNA的染色體(DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色體復制后，兩條染色單體著色相同；DNA分子只有一條鏈含有BrdU的染色體復制后，兩條染色單體著色不同)隨機移向細胞兩極，子細胞中有0～n個(n為此植物體細胞中的染色體數)DNA分子只有一條鏈含有BrdU的染色體，第二個細胞周期完成后得到的子細胞進入第三個細胞周期，經間期染色體復制后，細胞中染色單體著色不同的染色體有0～n條，C錯誤；由于DNA的半保留復制，根尖分生區細胞經過若干個細胞周期后，總有部分DNA只有一條鏈含有BrdU，而含有這樣DNA的染色單體呈深藍色，D正確。
答案：C
2．(2021·全國乙卷)果蠅體細胞含有8條染色體。下列關于果蠅體細胞有絲分裂的敘述，錯誤的是(　　)
A．在間期，DNA進行半保留復制，形成16個DNA分子
B．在前期，每條染色體由2條染色單體組成，含2個DNA分子
C．在中期，8條染色體的著絲粒排列在赤道板上，易于觀察染色體
D．在后期，成對的同源染色體分開，細胞中有16條染色體
解析：果蠅體細胞中，一條染色體中含一個DNA分子，在間期，DNA經過半保留復制后，一條染色體中含兩個DNA分子，一個細胞核中含16個DNA分子，A正確；在前期，每條染色體由2條姐妹染色單體組成，每條姐妹染色單體含一個DNA分子，則每條染色體含兩個DNA分子，B正確；在中期，在星射線的牽引下，染色體的著絲粒排列在細胞中央的一個平面(赤道板)上，染色體形態比較穩定，數目比較清晰，便于觀察，C正確；在后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體，由星射線牽引著分別向細胞的兩極移動，染色體數目加倍為16條，成對的同源染色體的分開發生在減數分裂Ⅰ后期，D錯誤。
答案：D
3.(2020·山東卷)CDK1是推動細胞由分裂間期進入分裂期的關鍵蛋白。在DNA復制開始后，CDK1發生磷酸化導致其活性被抑制，當細胞中的DNA復制完成且物質準備充分后，磷酸化的CDK1發生去磷酸化而被激活，使細胞進入分裂期。大麥黃矮病毒(BYDV)的M蛋白通過影響細胞中CDK1的磷酸化水平而使農作物患病。正常細胞和感染BYDV的細胞中CDK1的磷酸化水平變化如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．正常細胞中DNA復制未完成時，磷酸化的CDK1的去磷酸化過程受到抑制
B．正常細胞中磷酸化的CDK1發生去磷酸化后，染色質螺旋化形成染色體
C．感染BYDV的細胞中，M蛋白通過促進CDK1的磷酸化而影響細胞周期
D．M蛋白發揮作用后，感染BYDV的細胞被阻滯在分裂間期
解析：正常細胞中DNA復制未完成時，CDK1處于磷酸化狀態，去磷酸化過程被抑制，A項正確。正常細胞中，CDK1去磷酸化之后使細胞進入分裂期，染色質變為染色體，B項正確。感染BYDV的細胞中，CDK1磷酸化水平高，無法去磷酸化，M蛋白是通過抑制CDK1的去磷酸化過程而影響細胞周期的，C項錯誤。感染BYDV的細胞中，CDK1磷酸化水平高，去磷酸化受抑制，不能正常進入分裂期，停留在分裂間期，D項正確。
答案：C
4．(2020·江蘇卷)細胞周期可分為分裂間期和分裂期(M期)，根據DNA合成情況，分裂間期又分為G1期、S期和G2期。為了保證細胞周期的正常運轉，細胞自身存在著一系列監控系統(檢驗點)，對細胞周期的過程是否發生異常加以檢測，部分檢驗點如圖所示。只有當相應的過程正常完成，細胞周期才能進入下一個階段運行。請據圖回答下列問題：
(1)與G1期細胞相比，G2期細胞中染色體及核DNA數量的變化是________________________________________________________________________。
(2)細胞有絲分裂的重要意義在于通過__________________，保持親子代細胞之間的遺傳穩定性。圖中檢驗點1、2和3的作用在于檢驗DNA分子是否______(填序號：①損傷和修復、②完成復制)；檢驗發生分離的染色體是否正確到達細胞兩極，從而決定胞質是否分裂的檢驗點是________。
(3)細胞癌變與細胞周期調控異常有關，癌細胞的主要特征是__________________。有些癌癥采用放射性治療效果較好，放療前用藥物使癌細胞同步化，治療效果會更好。誘導細胞同步化的方法主要有兩種：DNA合成阻斷法、分裂中期阻斷法。前者可用藥物特異性抑制DNA合成，主要激活檢驗點________，將癌細胞阻滯在S期；后者可用秋水仙堿抑制________的形成，主要激活檢驗點________，使癌細胞停滯于中期。
解析：據圖分析，檢驗點1位于細胞分裂間期的G1期，檢驗點2位于細胞分裂間期的S期，檢驗點3位于細胞分裂間期的G2期，檢驗點4大概位于細胞分裂中期，檢驗點5大概位于細胞分裂后期至末期的過程中。(1)細胞分裂間期包括G1期、S期和G2期，細胞從G1期經過S期到G2期，在S期會進行核DNA的復制，使核DNA數加倍，形成染色單體，兩條染色單體由一個著絲點連接，故染色體數不變。(2)細胞有絲分裂的重要意義是將親代細胞的染色體經過復制(實質是核DNA的復制)之后，精確地平均分配到兩個子細胞中。由于染色體上有遺傳物質DNA，因而在細胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩定性。圖中檢驗點1、2和3分別位于G1期即將結束處、S期過程中和G2期即將結束處，通過對細胞分裂間期的3次檢驗可以判斷DNA在復制過程中是否出現了損傷和修復以及DNA復制是否完成。細胞分裂后期染色體的著絲點(粒)分裂，姐妹染色單體分離并開始移向細胞兩極，因此在檢驗點5處(細胞分裂的后期至末期)可以檢驗染色體是否正確到達細胞兩極，從而決定胞質是否分裂。(3)癌細胞的主要特征是能夠無限增殖。DNA合成阻斷法可以阻止癌細胞中DNA的復制，檢驗點2位于細胞分裂間期的S期，主要激活檢驗點2，將癌細胞阻滯在S期。紡錘體在分裂前期形成，分裂中期阻斷法可用秋水仙堿抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成，主要激活檢驗點4，使癌細胞分裂停滯在中期。
答案：(1)染色體數不變，核DNA數加倍
(2)染色體正確復制和平均分配　①②　檢驗點5
(3)細胞無限增殖　2　紡錘體　4

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