資源簡介

新人教生物一輪復習學案
第11講 細胞的增殖
【素養目標】　1.運用結構與功能觀等觀念，舉例說明有絲分裂中染色體的行為與細胞分裂之間的關系。(生命觀念)　2.基于有絲分裂的模型，采取歸納與概括等方法，說明有絲分裂各時期的主要特征。(科學思維)　3.基于有絲分裂的過程，采取模型與建模等方法，說明有絲分裂中染色體和DNA數目的變化規律。(科學思維)
考點一　細胞的生長和細胞周期
1．生物體生長的原因
一是細胞的生長；二是細胞的分裂。
2．細胞增殖
(1)概念：細胞以分裂的方式進行增殖，包括物質準備和細胞分裂兩個相連續的過程。
(2)方式：真核細胞：無絲分裂、有絲分裂和減數分裂；原核細胞：二分裂。
(3)意義：是重要的細胞生命活動，是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎。
3．細胞周期
(1)條件：連續分裂的細胞才有細胞周期。
(2)概念：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。
(3)特點：一個細胞周期包括兩個階段：分裂間期和分裂期，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。
(1)同一生物體不同器官的大小主要取決于細胞數量的多少(　　)
(2)任何具有分裂能力的細胞都具有細胞周期(　　)
(3)洋蔥的表皮細胞比分生區細胞的增殖周期長(　　)
(4)原核生物主要進行二分裂，二分裂不是無絲分裂(　　)
(5)減數分裂沒有細胞周期，高度分化的成熟細胞一般也沒有細胞周期(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
1．細胞周期的表示方法
方法名稱 表示方法 用字母表示
扇形圖 A→B→C→A為一個細胞周期
直線圖 a＋b或c＋d為一個細胞周期
坐標圖 a＋b＋c＋d＋e為一個細胞周期
柱形圖 B組細胞處于S期，C組細胞處于分裂期和G2期，A組細胞為細胞分裂結束形成的子細胞和未進行DNA復制的細胞
2.分裂間期的物質變化
(1)G1期：又稱DNA合成前期，主要進行RNA和有關蛋白質(如DNA聚合酶等)的合成，為S期DNA的復制做準備。
(2)S期：又稱DNA合成期，主要進行DNA的復制。
(3)G2期：又稱DNA合成后期，發生的是有絲分裂所必需的一些蛋白質的合成。
3．細胞分裂后產生的子細胞有三種去向
(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、葉肉細胞、洋蔥鱗片葉表皮細胞、根尖成熟區細胞等。
4．與細胞周期相聯系的知識
[典例剖析]
(2022·遼寧卷，8)二甲基亞砜(DMSO)易與水分子結合，常用作細胞凍存的滲透性保護劑。干細胞凍存復蘇后指標檢測結果見下表。下列敘述錯誤的是(　　)
凍存劑指標 合成培養基＋DMSO 合成培養基＋DMSO＋血清
G1期細胞數百分比(%) 65.78 79.85
活細胞數百分比(%) 15.29 41.33
注：細胞分裂間期分為G1期、S期(DNA復制期)和G2期
A．凍存復蘇后的干細胞可以用于治療人類某些疾病
B．G1期細胞數百分比上升，導致更多干細胞直接進入分裂期
C．血清中的天然成分影響G1期，增加干細胞復蘇后的活細胞數百分比
D．DMSO的作用是使干細胞中自由水轉化為結合水
B　[凍存復蘇后的干細胞可以經誘導分裂分化形成多種組織器官，用于治療人類某些疾病，A正確；G1期細胞數百分比上升，說明細胞進入分裂間期，但不會導致干細胞直接進入分裂期，還需經過S和G2期，B錯誤；分析表格可知，血清中的天然成分影響G1期(該期細胞數百分比增大)，能增加干細胞復蘇后的活細胞數百分比，C正確；二甲基亞砜(DMSO)易與水分子結合，可以使干細胞中自由水轉化為結合水，D正確。]
【名師點撥】　掌握信息轉化能力
信息提取 信息1：二甲基亞砜(DMSO)易與水分子結合，常用作細胞凍存的滲透性保護劑
信息2：干細胞凍存復蘇后指標檢測結果＋表格
信息轉化 1.減少細胞內冰晶的形成
2.血清中的天然成分影響干細胞復蘇后的活細胞數百分比
素養考查 生命觀念：結構與功能觀 科學探究：數據處理能力
【角度轉換】　提升語言表達能力
干細胞中自由水轉化為結合水，細胞代謝發生的變化是代謝活動減弱。
考向一　細胞的分裂方式和周期性的分析
1．(2022·昌吉高三檢測)下圖是生物興趣小組觀察不同種類高等植物根尖細胞有絲分裂后，根據實驗結果繪制的細胞周期示意圖(按順時針方向)，下列描述錯誤的是(　　)
A．a→b過程中，中心粒倍增，成為兩組
B．圖中的a→b→a可表示一個細胞周期
C．圖甲的b→a與圖丁的b→a所用的時間可能相同
D．a→b過程中，發生DNA的復制使DNA含量加倍
A　[a→b表示分裂間期，高等植物根尖細胞中沒有中心粒，故不會發生中心粒倍增，A錯誤；a→b表示分裂間期，b→a表示分裂期，圖中的a→b→a可表示分裂間期＋分裂期，表示一個細胞周期，B正確；甲圖的b→a與丁圖的b→a均表示分裂期，由于細胞周期時間不知，故甲圖的b→a與丁圖的b→a所用的時間可能相同，也可能不同，C正確；a→b表示分裂間期，會發生DNA的復制，使DNA含量加倍，D正確。]
2．(2022·汕頭二模)已知人的宮頸癌細胞的細胞周期約為22 h。下圖是應用流式細胞儀測定細胞周期中DNA含量的變化(圖A)及處于不同時期的細胞數量和DNA含量(圖B)，胸苷在細胞內可以轉化為胸腺嘧啶脫氧核苷酸。下列說法錯誤的是(　　)
A．細胞在G1、S期發生DNA解螺旋時都需要消耗能量
B．在培養液中加入DNA聚合酶抑制劑會導致G1期的細胞數量增多
C．通過對細胞計數可分析推算出細胞周期和各個時期的時間長短
D．若在培養液中加入32P標記的胸苷，則分裂一次后子細胞不一定都有放射性
D　[解旋時破壞氫鍵，需要能量，G1期解旋是進行轉錄，S期解旋是進行DNA的復制，A正確；S期進行DNA的復制，需要DNA聚合酶，在培養液中加入DNA聚合酶抑制劑會導致G1期的細胞數量增多，B正確；細胞數目加倍間隔的時間為細胞周期，通過計算不同階段的細胞數目占比，可以推算出各個階段的時間，C正確；DNA進行半保留復制，若在培養液中加入32P標記的胸苷，則分裂一次后所有子細胞都有放射性，D錯誤。]
考向二　細胞周期的相關拓展
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
C　[由題圖分析可知，正常細胞中DNA復制未完成時，磷酸化的CDK1去磷酸化過程受到抑制，使其磷酸化水平較高，A正確；正常細胞中，磷酸化的CDK1發生去磷酸化后，會使細胞進入分裂期，在分裂期的前期染色質會螺旋化形成染色體，B正確；由分析可知，感染BYDV的細胞中，M蛋白可能是通過抑制CDK1的去磷酸化過程而影響細胞周期的，C錯誤；由分析可知，M蛋白發揮作用后，感染BYDV的細胞不能進入分裂期而停留在分裂間期，D正確。]
4．(2022·恩施高三模擬)在同種細胞組成的細胞群體中，不同的細胞可能處于細胞周期的不同時相(如下圖所示)。為了達到某種目的，將整個細胞群體處于細胞周期的同一時相稱為細胞周期同步化。DNA合成阻斷法是一種采用低毒或無毒的DNA合成抑制劑特異地抑制DNA的合成，而
不影響處于其他時相的細胞進行細胞周期運轉，從而將被抑制的細胞抑制在DNA合成期的實驗方法。下列有關說法錯誤的是(　　)
A．為使所有細胞被抑制在S期，加入抑制劑后的培養時間需大于等于G2期、分裂期、G1期的所需時間之和
B．為使所有細胞都抑制在G1期與S期交界處狹窄的區段，需采用兩次DNA合成抑制劑進行處理
C．只要細胞可以分裂，它就具有細胞周期
D．細胞周期中分裂間期的時間遠遠長于分裂期
C　[為使所有細胞被抑制在S期，加入抑制劑后的培養時間需大于等于G2期、分裂期、G1期的所需時間之和，A正確；為使所有細胞都抑制在G1期與S期交界處狹窄的區段，需采用兩次DNA合成抑制劑處理，B正確；連續分裂的細胞才有細胞周期，進行減數分裂的細胞沒有細胞周期，C錯誤；如題圖所示，細胞周期中分裂間期的時間遠遠長于分裂期，分裂間期為分裂期進行物質準備，完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，D正確。]
考點二　細胞的有絲分裂和無絲分裂
1．有絲分裂各時期主要特點(以高等植物細胞為例)
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； ②從細胞的兩極發出紡錘絲，形成一個梭形的紡錘體； ③核仁逐漸解體，核膜逐漸消失； ④染色體散亂分布于紡錘體中央
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，由紡錘絲牽引著分別向細胞的兩極移動； ②結果：染色體數目加倍，細胞的兩極各有一套形態和數目完全相同的染色體
末期 ①染色體變成染色質絲，紡錘絲消失； ②出現新的核膜、核仁，形成兩個新的細胞核； ③赤道板的位置出現一個細胞板，細胞板逐漸擴展，形成新的細胞壁
2.動物細胞和植物細胞有絲分裂的主要區別
3．與細胞周期有關的細胞器及其生理作用
細胞器名稱 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
4.細胞周期中細胞結構或物質的周期性變化
(1)染色體行為變化
①當有染色單體(分裂間期的G2期、前期、中期)時，染色體數∶染色單體數∶核DNA數＝1∶2∶2。
②當無染色單體(分裂間期的G1期、后期、末期)時，染色體數∶核DNA數＝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
5.有絲分裂的意義
將親代細胞的染色體經過復制(實質為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。
6．無絲分裂
【拾遺補缺】　源于必修1 P115“思維訓練”
(1)細胞越大，細胞的表面積與體積的比值越小。
(2)從物質運輸的效率看，細胞不能太大的原因是細胞越大，表面積與體積的比值越小，物質運輸的效率就越低。
(3)細胞體積是不是越小越好？不是，因為細胞中眾多的必需物質和細胞器，都需要一定的容納空間。
(1)間期細胞核中的主要變化是DNA分子的復制和有關蛋白質的合成(　　)
(2)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(　　)
(3)有絲分裂中染色體數目加倍和核DNA數目加倍發生在同一時期(　　)
(4)赤道板不是真實存在的細胞結構，觀察不到；細胞板是由高爾基體形成的細胞結構，可以觀察到(　　)
(5)除中心體之外的細胞器在子細胞中的分配是隨機的(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√
1．細胞周期中的相關曲線
(1)染色體、染色單體、核DNA的變化曲線
解讀：
項目 上升段的變化原因 下降段的變化原因
核DNA 間期(S期)DNA復制，DNA數目加倍 末期結束，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 末期結束，細胞一分為二，染色體數目減半
染色單體 間期(S期)DNA復制，染色單體形成 后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，染色單體消失
(2)染色體數與核DNA數關系曲線
解讀：圖中ef(BC)段表示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，即G2期、有絲分裂前期和中期，gh(DE)段表示有絲分裂后期著絲粒分裂，染色單體消失。
2．根據柱狀圖判斷細胞分裂時期的規律(以二倍體生物為例)
(1)根據染色單體變化判斷各時期
染色單體
(2)根據比例關系判斷各時期
＝
[典例剖析]
(2021·全國乙卷，1)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條染色體的著絲點(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
D　[已知果蠅體細胞含有8條染色體，每條染色體上有1個DNA分子，共8個DNA分子，在間期，DNA進行半保留復制，形成16個DNA分子，A正確；間期染色體已經復制，故在前期每條染色體由2條染色單體組成，含2個DNA分子，B正確；在中期，8條染色體的著絲點(粒)排列在赤道板上，此時染色體形態固定、數目清晰，易于觀察染色體，C正確；有絲分裂后期，著絲點(粒)分裂，姐妹染色單體分開，染色體數目加倍，由8條變成16條，同源染色體不分離，D錯誤。]
【名師點撥】　掌握信息轉化能力
信息提取 信息1：果蠅體細胞含有8條染色體
信息2：體細胞有絲分裂
信息轉化 1.體細胞含8條染色體，8個DNA分子，間期復制后，8條染色體上有16個DNA分子
2.體細胞進行有絲分裂，不存在同源染色體分離的行為
素養考查 生命觀念：結構與功能觀 科學思維：抽象與概括能力
【角度轉換】　提升語言表達能力
果蠅體細胞有絲分裂時，染色體的著絲粒分裂前，8條染色體的著絲粒均需整齊排列在細胞中央的赤道板上，其生物學意義是：著絲粒分裂后，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體，在紡錘絲牽引下同時移向細胞的兩極，確保分裂得到的兩個子細胞染色體數目相同。
考向一　有絲分裂的過程和圖像分析
5．(2022·撫順一模)細胞分裂過程中姐妹染色單體的分離與黏連蛋白解聚有關。分離酶能使黏連蛋白解聚。通常情況下，securin 蛋白(分離酶抑制蛋白)與分離酶活性部位結合并充當假底物而阻斷其活性。進入有絲分裂后期時，細胞中的后期促進復合體(APX)被激活，此復合體能特異性選擇并引導 securin 蛋白降解，激活分離酶。下列相關敘述正確的是(　　)
A．姐妹染色單體的分離是紡錘絲牽引的結果
B．securin 蛋白和黏連蛋白競爭分離酶的活性部位
C．若抑制 APX 的活性，會導致細胞內染色體的數目加倍
D．黏連蛋白和 securin蛋白都能與分離酶結合，說明分離酶不具有專一性
B　[細胞分裂過程中姐妹染色單體的分離與黏連蛋白解聚有關，與紡錘絲牽引無關，A錯誤；根據題意可知，分離酶能使黏連蛋白解聚。通常情況下，securin 蛋白(分離酶抑制蛋白)與分離酶活性部位結合并充當假底物而阻斷其活性。說明securin 蛋白和黏連蛋白競爭分離酶的活性部位，B正確；若抑制 APX 的活性，不能引導 securin 蛋白降解，就不能激活分離酶，結果導致姐妹染色單體不能分離，細胞內的染色體數目不能加倍，C錯誤；securin 蛋白(分離酶抑制蛋白)與分離酶活性部位結合并充當假底物而阻斷其活性，securin 蛋白不是分離酶的底物，所以分離酶具有專一性，能與特異性黏連蛋白結合，催化黏連蛋白解聚，D錯誤。]
6．(多選)(2022·南通高三檢測)細胞分裂過程中染色體移向兩極的機制有三種假說：假說1認為由微管發生中心端微管解聚引起，假說2認為由動粒端微管解聚引起，假說3認為由微管發生中心端和動粒端微管同時解聚引起。用不同熒光標記紡錘絲和染色體如下圖1，用激光使紡錘絲上箭頭處的熒光淬滅(不影響其功能)如下圖2，一段時間后結果如下圖3，相關敘述正確的有(　　)
A．圖示過程發生在高等植物細胞中，紡錘絲的主要成分是蛋白質
B．圖2處于有絲分裂后期，細胞中有4對同源染色體
C．紡錘絲的牽引導致著絲粒分裂，染色體移向細胞兩極
D．實驗結果表明染色體移向兩極是由微管發生中心端微管解聚引起的
AB　[根據圖示分析可知，圖示過程發生在高等植物細胞中，紡錘絲由細胞兩極發出，其成分主要是蛋白質，A正確；根據圖示分析可知，圖2著絲粒已分裂，染色單體分開形成子染色體，處于有絲分裂后期，細胞中有4對同源染色體，B正確；著絲粒分裂與紡錘絲的牽引無關，染色體移向細胞兩極是由紡錘絲牽引的，C錯誤；根據圖示分析可知，一段時間后，圖3中動粒端熒光標記的紡錘絲長度明顯縮短，而中心端微管熒光標記的紡錘絲長度幾乎不變，說明染色體移向兩極是由動粒端微管解聚引起的，D錯誤。]
考向二　細胞周期中的曲線和柱狀圖分析
7．(2022·株洲高三檢測)如下圖甲、乙為某生物的體細胞在細胞周期中染色體行為變化示意圖，曲線①②為核DNA含量變化圖。下列敘述中錯誤的是(　　)
A．圖甲所示變化在光學顯微鏡下難以觀察到
B．圖甲對應曲線①中的CD段，對應曲線②的FG段
C．圖乙為細胞分裂后期圖，這一時期①、②兩曲線有不同的變化
D．觀察洋蔥根尖分生區細胞有絲分裂時，可用同一細胞來觀察甲、乙兩種時期
D　[甲圖為染色體復制，細胞處于間期，此時呈現染色質絲的狀態，這種變化在光學顯微鏡下難以觀察到，A正確；甲圖為DNA分子的復制，對應曲線①中的CD段，對應曲線②的FG段，B正確；乙圖為著絲粒分裂，是細胞分裂后期圖，這一時期曲線①中一個細胞內的DNA含量不變，而曲線②中一條染色體上的DNA分子數減半，兩曲線有不同的變化，C正確；觀察洋蔥根尖分生區細胞有絲分裂時，在解離時細胞已經被殺死，不能進入下一分裂時期，故不能用同一細胞來觀察甲、乙兩種時期，D錯誤。]
8．(2022·華南師大附中高三檢測)下圖1是一個細胞周期內每條染色體上的DNA變化曲線圖，下圖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cd段占細胞周期的時間最長
B．圖1中ef段是細胞有絲分裂的末期
C．圖2乙組細胞的染色體數目加倍
D．圖2丙組細胞包含分裂前期、中期、后期的細胞
D　[分裂間期在細胞周期中所占的時間最長，ac表示分裂間期，cd段處于有絲分裂前期和中期，A錯誤；圖1中ef段表示有絲分裂后期和末期，B錯誤；圖2乙組細胞中的DNA含量為2C～4C，均為間期細胞，進行DNA的復制，染色體數目沒有加倍，C錯誤；圖2丙組細胞中的DNA含量為4C，包含分裂前期、中期、后期的細胞，D正確。]
考點三　觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂
1．實驗原理
(1)高等植物的分生組織細胞有絲分裂較旺盛。
(2)細胞核內的染色體(質)易被堿性染料(甲紫溶液或醋酸洋紅液)染成深色。
(3)由于各個細胞的分裂是獨立進行的，在同一分生組織中可以通過高倍顯微鏡觀察細胞內染色體的存在狀態，判斷處于不同分裂時期的細胞。
2．實驗步驟
(1)洋蔥根尖的培養：實驗前3～4 d，將洋蔥放在瓶內裝滿清水的廣口瓶上，讓洋蔥底部接觸到瓶內的水面，置于溫暖處培養，待根長至約5 cm。
(2)裝片的制作
解離
漂洗
染色
制片
(3)觀察
低倍鏡觀察：根據根尖特點找到分生區細胞：細胞呈正方形，排列緊密
高倍鏡觀察：先找分裂中期的細胞，再找前期、后期、末期的細胞，最后觀察分裂間期的細胞
(4)繪圖：繪出植物細胞有絲分裂中期簡圖。
1．實驗操作的注意事項
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 導致細胞解離過度、根尖過于酥軟，影響染色
漂洗時間 適宜 洗去多余的鹽酸，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 過輕 細胞未分散開
力度 過重 將組織壓爛
2.關于實驗的3點提醒
(1)根尖中只有分生區細胞才可以進行分裂，伸長區和成熟區細胞不能分裂。
(2)不能觀察一個細胞的連續分裂過程，因為解離時細胞已死亡，可以尋找處于不同時期的細胞，連起來體現出細胞分裂的連續過程。
(3)“解離→漂洗→染色→制片”的步驟順序不能顛倒、不能缺失，否則不易觀察到預期現象。
3．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)。
考向一　實驗的基本原理和過程分析
9．(2022·湖南卷，6)洋蔥根尖細胞染色體數為8對，細胞周期約12小時。觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂，拍攝照片如圖所示。下列分析正確的是(　　)
A．a為分裂后期細胞，同源染色體發生分離
B．b為分裂中期細胞，含染色體16條，核DNA分子32個
C．根據圖中中期細胞數的比例，可計算出洋蔥根尖細胞分裂中期的時長
D．根尖培養過程中用DNA合成抑制劑處理，分裂間期細胞所占比例降低
B　[圖示細胞為洋蔥根尖細胞的分裂圖，有絲分裂過程中無同源染色體的分離現象，A錯誤；b細胞著絲粒整齊排列在赤道板上，細胞處于有絲分裂中期，且洋蔥根尖細胞染色體數為8對(16條)，有絲分裂中期染色體數目與體細胞相同，但核DNA分子加倍，故b細胞含染色體16條，核DNA分子32個，B正確；各期細胞數目所占比例與其分裂周期所占時間呈正相關，故已知細胞周期時間，根據各時期細胞數目所占比例可計算各時期的時間，但應統計多個視野中的比例，圖中只有一個視野，無法準確推算，C錯誤；間期時的S期進行DNA分子復制，若根尖培養過程中用DNA合成抑制劑處理，細胞停滯在間期，故分裂間期細胞所占比例升高，D錯誤。]
10．(2022·江門高三檢測)在光學顯微鏡下觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂(見下圖)，有關敘述正確的是(　　)
A．顯微鏡的放大倍數是指細胞面積的放大倍數
B．將裝片向右上方移動使②細胞移至視野中央
C．①細胞內的染色體正在變成細長的染色質絲
D．①、②細胞之間染色體數和染色單體數不同
D　[顯微鏡的放大倍數是指細胞長和寬的放大倍數 ，A錯誤；②細胞位于右下方，由于顯微鏡下的圖像是倒像，所以如果要將②移至視野中央，需要將裝片向右下方移動，B錯誤；①染色體著絲粒排列于赤道板，C錯誤；①是有絲分裂中期，染色體數目為2n，染色單體數目為4n，②是有絲分裂后期，染色體數為4n，染色單體數目為0，①、②細胞之間染色體數和染色單體數不同，D正確。]
考向二　實驗的拓展和應用
11．(2023·濰坊高三檢測)洋蔥鱗莖粗大，近球狀，鱗片葉肥厚，管狀葉中空。分布廣泛，易于取材，可用于生物學實驗。下列說法錯誤的是(　　)
A．高倍鏡下觀察不到洋蔥細胞中線粒體的雙層膜結構
B．觀察植物細胞的有絲分裂不易選取洋蔥的鱗片葉
C．質壁分離過程中，紫色洋蔥表皮細胞顏色加深，吸水能力降低
D．探究洋蔥筒狀葉中光合色素的種類時，可用無水乙醇作提取液
C　[線粒體的雙層膜結構屬于亞顯微結構，在電子顯微鏡下能看到，在光學顯微鏡下觀察不到，A正確；洋蔥的鱗片葉屬于高度分化的細胞，一般不發生分裂，觀察有絲分裂的實驗中，一般用洋蔥根尖分生區的細胞，B正確；質壁分離過程中，細胞失水，細胞液濃度增大，紫色洋蔥表皮細胞顏色加深，吸水能力增強，C錯誤；光合色素能溶于有機溶劑，因此可用無水乙醇等有機溶劑提取洋蔥筒狀葉中的光合色素，D正確。]
12．(2022·荊門高三檢測)雪靈芝是青藏高原特有的野生藥材，為研究雪靈芝提取物對人胃癌細胞增殖的影響，某科研人員利用含不同濃度雪靈芝提取物的培養液來培養人胃癌細胞，一段時間后檢測人胃癌細胞周期中各期細胞百分比，結果如下表所示。下列敘述不正確的是(　　)
組別 雪靈芝(mg· mL－1) 胃癌細胞周期中各期細胞百分比%
S G2＋M G1
a 0 49.2 35.6 15.2
b 0.2 49.4 35.0 15.6
c 0.4 49.8 33.4 16.8
d 0.8 54.6 30.5 14.9
(注：分裂間期分為G1、S、G2三個階段，其中S期進行DNA復制；M為分裂期)
A．雪靈芝提取物可阻止人胃癌細胞從G1期進入S期
B．用高倍顯微鏡不能觀察到胃癌細胞膜糖蛋白大量減少，甲胎蛋白、癌胚抗原增多等現象
C．四組實驗中，c組人胃癌細胞分裂期持續時間最長
D．沒有較高濃度組做對照不能說明d組雪靈芝提取物濃度為抑制人胃癌細胞增殖的最適濃度
C　[由分析可知，雪靈芝濃度越高，位于G1期的細胞比率越高，而進入S期的相對較少，且在一定范圍內隨著濃度增加這種作用加強，所以雪靈芝提取物可阻止癌細胞從G1期進入S期，A正確；胃癌細胞膜糖蛋白、甲胎蛋白、癌胚抗原的變化屬于分子水平的變化，用高倍顯微鏡不能觀察到這些現象，B正確；由表格數據可知，以上四組實驗中，c組胃癌細胞中G2＋M所占的比例最大，但不能判斷分裂期持續時間的長短，C錯誤；d組雪靈芝提取物是這四組里面抑制胃癌細胞增殖效果最好的，但沒有較高濃度的實驗組做對照，不能說明該濃度是最適濃度，D正確。]
(十一)細胞周期的調控
細胞周期是一個多因子參與的、高度準確和有組織的時序調控過程，多個因素相互協調共同操作形成了一個調節網絡。
1．細胞周期沿著G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(分裂期)四個階段有條不紊地運行，離不開細胞周期中關卡和調控因子的作用。關卡能夠檢測核DNA復制及染色體的分配質量，只有相應的過程進行完全，細胞才能順利通過關卡進入下一個時期。因此，細胞周期檢驗點的調控可保證細胞周期中的關鍵事件高度準確完成。重要的細胞周期檢驗點有啟動點、R點、DNA損傷檢驗點、G2/M檢驗點、紡錘體組裝檢驗點等。細胞周期檢驗點受控于一系列特異與非特異環境信號的影響，是基于一系列基因及其產物對外界信號的反應。
2．CDK激酶對細胞周期起著核心調控的作用，周期蛋白通過調節CDK激酶活性成為重要的調控因子。CDK分別與相應的周期蛋白結合形成異源二聚體，在一些因素的調節下表現出激酶活性，周期蛋白為調節亞基，CDK為催化亞基。所形成的不同復合物通過CDK激酶活性磷酸化不同底物，實現其對細胞周期不同時期的推進與轉換作用。
3．除周期蛋白以外，其他眾多因素也參與調節CDK激酶的活性。如：①CDK蛋白的磷酸化與去磷酸化作用；②蛋白激酶抑制因子(CKI) 的作用；③泛素—蛋白水解酶復合物的蛋白質降解作用，通過降解CKI和通過后期促進因子(APC)通路從而降解周期蛋白，分別推進細胞進入下一個周期其他內在和外在因素在細胞周期中的作用。
4．內在因素如原癌基因和抑癌基因的表達產物對細胞周期有重要的調控作用。除細胞內在因素外，細胞和機體的外界因素對細胞周期也有重要影響，如離子輻射、化學物質作用、病毒感染、溫度變化、pH變化等。
[對點訓練]
1．(2022·浙江1月選考，18)某多細胞動物具有多種細胞周期蛋白(cyclin)和多種細胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)，兩者可組成多種有活性的CDK cyclin復合體，細胞周期各階段間的轉換分別受特定的CDK cycli復合體調控。細胞周期如圖所示，下列敘述錯誤的是(　　)
A．同一生物個體中不同類型細胞的細胞周期時間長短有差異
B．細胞周期各階段的有序轉換受不同的CDK cyclin復合體調控
C．抑制某種CDK cyclin復合體的活性可使細胞周期停滯在特定階段
D．一個細胞周期中，調控不同階段的CDK cyclin復合體會同步發生周期性變化
D　[同一生物個體中不同類型細胞的細胞周期的持續時間一般不同，A正確；根據題意“細胞周期各階段間的轉換分別受特定的CDK cyclin復合體調控”，可知細胞周期各階段的有序轉換受不同的CDK cyclin復合體調控，B正確；由于細胞周期各階段間的轉換分別受特定的CDK cyclin復合體調控。因此抑制某種CDK cyclin復合體的活性可使各階段之間的轉化受抑制，從而使細胞周期停滯在特定階段，C正確；由于一個細胞周期中，不同階段的變化不是同步的，因此調控不同階段的CDK cyclin復合體不會同步發生周期性變化，D錯誤。]
2．(2022·重慶高三模擬)有絲分裂的細胞周期為G1→S (DNA復制)……G2→M(分裂期)。在連續分裂的細胞中，一直存在一類周期蛋白依賴性激酶(CDK)，其活性受細胞周期蛋白(cyclin)含量的調控。周期蛋白cyclinE與蛋白激酶CDK2結合后，激活的CDK2促進細胞由G1期進入S期；周期蛋白cyclinB與蛋白激酶CDK1結合后，激活的CDK1促進細胞由G2期進入M期。下列分析錯誤的是(　　)
A．CDK1被激活后，可能具有促進染色質螺旋化的作用
B．CDK2通過增強cyclinE的活性推動細胞進入S期
C．抑制細胞cyclinE的表達，細胞將被阻滯在 G1/S交界期
D．CDK1的活性與cyclinB周期性的合成與分解有關
B　[染色質螺旋化是在分裂期的前期，據題意可知，周期蛋白cyclinB與蛋白激酶CDK1結合后，激活的CDK1促進細胞由G2期進入M期，可能具有促進染色質螺旋化的作用，A正確；據題意可知，周期蛋白cyclinE與蛋白激酶CDK2結合后，激活的CDK2促進細胞由G1期進入S期，因此應該是cyclinE激活CDK2推動細胞進入S期，B錯誤；據題意可知，周期蛋白cyclinE與蛋白激酶CDK2結合后，激活的CDK2促進細胞由G1期進入S期，而抑制細胞cyclinE的表達，蛋白激酶CDK2不能被激活，細胞不能由G1期進入S期，因此被阻滯在 G1/S交界期，C正確；周期蛋白cyclinB與蛋白激酶CDK1結合后，能激活CDK1，因此推測CDK1的活性與cyclinB周期性的合成與分解有關，D正確。]
1．(2022·浙江6月選考，8)用同位素示蹤法檢測小鼠雜交瘤細胞是否處于細胞周期的S期，放射性同位素最適合標記在(　　)
A．胞嘧啶 B．胸腺嘧啶
C．腺嘌呤 D．鳥嘌呤
B　[細胞周期的分裂間期中S期是DNA復制期，主要是遺傳物質的復制，該過程需要4種游離的脫氧核苷酸作為原料，與RNA相比，DNA特有的堿基是胸腺嘧啶，故用放射性同位素標記胸腺嘧啶最適合檢測小鼠雜交瘤細胞是否處于細胞周期的S期，B正確。]
2．(2022·廣東卷，4)用洋蔥根尖制作臨時裝片以觀察細胞有絲分裂，如右圖為光學顯微鏡下觀察到的視野。下列實驗操作正確的是(　　)
A．根尖解離后立即用龍膽紫(甲紫)溶液染色，以防解離過度
B．根尖染色后置于載玻片上搗碎，加上蓋玻片后鏡檢
C．找到分生區細胞后換高倍鏡并使用細準焦螺旋調焦
D．向右下方移動裝片可將分裂中期細胞移至視野中央
C　[根尖解離后需要先漂洗，洗去解離液后再進行染色，A錯誤；將已經染色的根尖置于載玻片上，加一滴清水后，用鑷子將根尖弄碎，蓋上蓋玻片后需要用拇指輕輕按壓蓋玻片，使細胞分散開，再進行觀察，B錯誤；在低倍鏡下找到分生區細胞(呈正方形，排列緊密)后，再換用高倍鏡進行觀察，此時為使視野清晰，需要用細準焦螺旋進行調焦，C正確；分裂中期的染色體著絲粒整齊排列在赤道板上，據圖可知，圖示中期細胞位于左上方，故需要向左上方移動裝片將分裂中期的細胞移至視野中央，D錯誤。]
3．(2021·浙江6月選考，13)“制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片”實驗中，觀察到的一個視野如圖所示。下列屬于箭頭所指細胞分裂期的上一時期的特點是(　　)
A．出現染色體，核膜開始解體
B．著絲粒分裂，姐妹染色單體分離
C．染色體凝聚，著絲粒排列在赤道面上
D．紡錘體消失，細胞板擴展形成新的細胞壁
C　[圖中姐妹染色單體已經分開，形成的子染色體移向細胞的兩極，所示的時期為有絲分裂后期，其上一時期是有絲分裂中期，而出現染色體，核膜開始解體為有絲分裂前期，A不符合題意；著絲粒分裂，姐妹染色單體分離為有絲分裂后期，圖中箭頭所指細胞分裂期的上一時期是有絲分裂中期，B不符合題意；染色體凝聚，著絲粒排列在赤道面上為有絲分裂中期，圖中所示時期為有絲分裂后期，上一個時期即為有絲分裂中期，C符合題意；紡錘體消失，細胞板擴展形成新的細胞壁為有絲分裂末期，圖中所示時期為有絲分裂后期，D不符合題意。]
4．(2021·海南卷，7)真核細胞有絲分裂過程中核膜解體和重構過程如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．Ⅰ時期，核膜解體后形成的小泡可參與新核膜重構
B．Ⅰ→Ⅱ過程中，核膜圍繞染色體重新組裝
C．Ⅲ時期，核膜組裝完畢，可進入下一個細胞周期
D．組裝完畢后的核膜允許蛋白質等物質自由進出核孔
D　[真核細胞有絲分裂前期會發生核膜解體，即圖中的Ⅰ時期，核膜解體后形成的小泡可參與新核膜重構，A正確；根據圖形可知：Ⅰ→Ⅱ過程中，核膜圍繞染色體的變化重新組裝，B正確；真核細胞有絲分裂末期核膜會重新合成，即對應圖中的Ⅲ時期，重新合成的核膜為下一次細胞分裂做準備，C正確；核膜上的核孔可以允許蛋白質等大分子物質進出細胞核，但核孔具有選擇性，大分子物質不能自由進出核孔，D錯誤。]
5．(2021·遼寧卷，5)下列有關中學生物學實驗中觀察指標的描述，正確的是(　　)
選項 實驗名稱 觀察指標
A 探究植物細胞的吸水和失水 細胞壁的位置變化
B 綠葉中色素的提取和分離 濾紙條上色素帶的顏色、次序和寬窄
C 探究酵母菌細胞呼吸的方式 酵母菌培養液的渾濁程度
D 觀察根尖分生組織細胞有絲分裂 紡錘絲牽引染色體的運動
B　[在植物細胞質壁分離和復原的實驗中，中央液泡大小、原生質層的位置和細胞大小都應該作為觀察對象，A錯誤；綠葉中色素的提取和分離，觀察指標是濾紙條上色素帶的顏色、次序和寬窄，B正確；探究酵母菌細胞呼吸的方式，觀察指標是培養液的濾液能否使重鉻酸鉀轉變成灰綠色，C錯誤；觀察根尖分生組織細胞有絲分裂，細胞在解離的時候已經死亡，看不到紡錘絲牽引染色體的運動，D錯誤。]

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