第一講細胞的增殖

一

素

實

通過“觀察根尖

驗

養

科

分生區組織細胞探

與

學

一

0究

探

能的有絲分裂”實

能

究

力驗,培養實驗探究

力

一能力和觀察能力

一

考點知識

C恪重重難突破?精講細研互動探究

考點一細胞增殖與細胞周期

必備揚鋼?4學區

1.細胞增殖

(1)概念：細胞通過細胞分裂增加細胞數量的過程。

(2)過程：包括物質準備和細胞分裂兩個相連續的過程。

(3)意義：是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎。

2.圖示細胞周期

j①條件：連續分裂的細胞

②起點：一次分裂完成時

,③終點：下一次分裂完成時

④特點：不同種類的細胞，細

胞周期不同,分裂間期與分

I裂期所占比例也不同

分裂間期的物質變化

G期:又稱DNA合成前期，主要進行RNA和有關蛋白質

(如DNA聚合薛等)的合成，為S期DNA的復制做準備。

S期：又稱DNA合成期，主要進行DNA的復制。

G期:又稱DNA合成后期，主要進行有絲分裂所必需的

一些蛋白質的合成

I概念檢測I

(1)同一生物的不同組織細胞都具有細胞周期。(義)

(2)任何具有分裂能力的細胞都具有細胞周期。(X)

(3)洋蔥的表皮細胞比分生區細胞的增殖周期長。(X)

(4)人體所有細胞的細胞周期持續時間相同。(X)

［教材拾遺］

(改修1P川表6-1)下表是幾種細胞的細胞周期的持續時間/h,據表分析:

細胞類型分裂間期分裂期細胞周期

蠶豆根尖分生區細胞

小鼠十二指腸上皮細胞

人的肝細胞21122

人的宮頸癌細胞22

(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。因此觀察細胞所處時期

時，大部分細胞都處于分裂間期。

(3)若要觀察細胞的有絲分裂，你會選擇哪種細胞？說明理由。

提示：選擇小鼠十二指腸上皮細胞，原因是其細胞周期中分裂期所占時間相對較長。

考和求彖.互動區

1.細胞周期4種常用表示方法

分裂間期

末Z

期T

后

期P

V解讀i0-*■二'Cf。為一

中

期.

.「個細胞周期

前

期C

一分裂間期

細

胞|分轡期解讀a+Z戢c+2為一個

周.?fd-^細胞周期

期

4

2CDFF-...........................

常

B/」IG解讀G為一個完

用A

方，：，「整的細胞周期

表

一^斕而瞬時期

細胞數

jA

一B

仄細細頓1G期

8)1解讀B組細胞處于S期

ic組細胞處于G期

:和分裂期

DNA相對含量(n)

2.常和細胞周期聯系的5個“熱點”

: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：

I_____________________________________________________________________________________I

分

在

細胞

期

裂

的

前;在細胞因子;

素

秋

水

仙:的作用下，:

處

或

低

溫;被抗原刺激:

制

理

可

抑二后的B細胞

的

紡

錘

體、將進入細胞:

出

形

成

，：周期迅速分;

現

體

多

倍；裂，使細胞;

細

胞

聯系細聯系DNA；周期縮短：

胞癌變復制

用藥物作用于癌細；；DNA復制為半保留復制，若1；

胞，使DNA分子在：：個DNA分子的兩條鏈都被標記,:

分裂間期不能復制，：：則分裂一次產生的子細胞都含:

可抑制癌細胞的無，：標記，而分裂多次產生的細胞:

限增殖中，只有2個細胞含標記：

關詭惚力?提能區

能力一圍繞對細胞增殖與細胞周期概念的理解，考查生命觀念

1.（2021?武侯區模擬）下列關于細胞增殖和細胞周期的敘述，正確的是（）

A.除成熟紅細胞外，人體細胞都能進行細胞增殖，都具有細胞周期

B.動物細胞分裂間期有蛋白質的合成和細胞器的產生

C.細胞分裂期是決定細胞增殖快慢的最關鍵時期

D.有絲分裂是所有細胞生物進行細胞分裂的主要方式

解析：B人體細胞不是都能進行細胞增殖，如神經細胞不能進行增殖，只有能進行連續分

裂的細胞才具有細胞周期，A錯誤；動物細胞分裂間期有相關蛋白質的合成和細胞器（如中

心體）的產生，B正確；細胞分裂間期是決定細胞增殖快慢的最關鍵時期，C錯誤；有絲分裂

是真核生物進行細胞分裂的主要方式，D錯誤。

2.如圖是關于細胞周期的示意圖。Go期是具有分裂能力的細胞反復分裂數次之后處于停止

分裂狀態的時期，M期為分裂期，Gi期主要進行RNA和有關蛋白質的合成，S期主要進行

DNA的復制，G2期為有絲分裂的準備期，還有一些RNA和有關蛋白質的合成。下列敘述

錯誤的是（）

A.一個完整的細胞周期為Gi期一S期一G2期一M期

B.相同抗原再次入侵時會將處于Go期的記憶細胞激活

C.S期DNA復制后染色體數目加倍，為M期的進行提供所需物質

D.處于Gi期的細胞數量遠多于處于（M+G2）期的細胞數量

解析：CS期主要進行DNA復制，但染色體數目此時期不加倍，C錯誤。

能力二借助細胞周期調控，考查科學思維能力和解決問題的能力

3.（2021?綏中縣模擬）細胞周期在調控因子的嚴格調控下，沿著Gi期（DNA合成前期）、S期

（DNA合成期）、G2期（DNA合成后期）和M期（細胞分裂期）四個階段有條不紊地運行。為了

探究細胞周期運行的調控機制，研究人員取不同時期的細胞進行了融合實驗，獲得如下結果。

下列推論錯誤的是（）

細胞融合的組合方式融合細胞中的現象

M期細胞和Gi期細胞原Gi期細胞中染色質出現凝縮

M期細胞和G2期細胞原G2期細胞中染色質出現凝縮

S期細胞和Gi期細胞原Gi期細胞核中DNA進行復制

S期細胞和G2期細胞原G2期細胞核中DNA沒有啟動復制

期細胞中存在能誘導染色質凝縮成染色體的調控因子

B.S期細胞中存在能誘導染色質DNA復制的調控因子

C.將M期細胞和S期細胞融合，原M期細胞染色體DNA不會復制

D.將M期細胞和S期細胞融合，原S期細胞中染色質不會凝縮

解析：D根據題干分析可知，M期細胞中存在能誘導染色質凝縮成染色體的調控因子，A

正確；S期細胞和Gi期細胞融合，原Gi期細胞核中DNA進行復制，說明S期細胞中存在

能誘導染色質DNA復制的調控因子，B正確；M期細胞是分裂期的細胞，此時的細胞已經

經歷過間期DNA分子的復制，故將M期細胞和S期細胞融合，原M期細胞染色體DNA

不會復制，C正確；根據選項A分析可知，M期細胞中存在能誘導染色質凝縮成染色體的

調控因子，將M期細胞和S期細胞融合，原S期細胞中染色質會凝縮，D錯誤。

4.（2021?肥城市模擬）細胞周期包括DNA合成前期（Gi期）、DNA合成期（S期）、DNA合成

后期（G2期）和分裂期（M期），若某動物細胞的Gi、S、G2、M期經歷的時間依次為10h、7

h、3h、1h。研究人員利用DNA合成阻斷劑3H-TdR（只影響DNA合成，不影響其他生命

活動，可使細胞周期同步化，即利用一定方法使細胞群體處于細胞周期的同一階段）進行的

部分實驗：用含'H-TdR的培養液培養該動物細胞群，經X小時后獲得細胞群甲；隨后將

3H-TdR洗脫，轉移至不含3%TdR的培養液中繼續培養得到細胞群乙，Y小時后，加入3H

-TdR可獲得細胞周期同步化的細胞群丙。下列敘述正確的是()

A.X必須大于或等于7h

B.細胞群甲均停留在S期

C.Y應大于14h

D.細胞群丙均停留在G/S交界處

解析：D第一次用含3H-TdR的培養液培養動物細胞群，可使細胞停留在S期或G/S交界

處，所以X應大于(G1+M+G2)對應的時間，即X大于14h,A、B錯誤；對細胞群乙進行

處理時，應使原來處于S期的細胞度過S期且不進入下一個S期，同時使原來處于GJS交

界處的細胞度過S期，故Y應該大于S期對應的時間但小于(M+G1+G2)對應的時間，即大

于7h小于14h,C錯誤；DNA合成阻斷劑3H-TdR只影響DNA合成，不影響其他生命活

動，所以第二次加入阻斷劑后，所有細胞均停留在G/S交界處，D正確。

拓展歸納;

利用DNA合成抑制劑實現細胞周期的同步化

細胞周期包括分裂間期(分為Gi期、S期和G?期)和分裂期(M期)。假設一個細胞周期時長

=GI+S+G2+M=10+7++=22(h)0

(1)向細胞的培養液中加入過量的DNA合成抑制劑，處于S期的細胞立刻被抑制。

(2)再培養G2+M+Gi=++10=15(h),則處于G2、M、Gi期的細胞都將被抑制在G/S期

交界處。

⑶除去抑制劑，更換新鮮培養液，細胞將繼續沿細胞周期運行，運行時間既要保證處于Gi/S

期交界處的細胞經過S期(7h)進入G2期，又要保證處于S期的細胞不能再次進入S期，即

運行時間應控制在7?15h。

(4)再加入DNA合成抑制劑，則可實現全部細胞都被阻斷在Gi/S期交界處，實現細胞周期

同步化。

考點二細胞有絲分裂與無絲分裂

處備知識?自學區

1.染色體、染色單體和核DNA的關系

1條染色體1條染色體1條染色體2條染色體嗜染色件,

Hi泗A分子訃DNA分子2個DNA分子2個DNA分子我!明\婚

無染色單體2條染色單體2條染色單體無染色單體無染色單體

呈染色質形漆

呈染色深漏呈?形態

①當有染色單體（有絲分裂前、中期）時，染色體：染色單體：DNA=1：2：2

②當無染色單體（有絲分裂后、末期）時，染色體：DNA=1：1

2.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

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，形成一個梭形的統

錘體;

[i1③核仁逐漸解體，核膜逐漸消失;

1前期④染色體散亂分布于紡錘體中央

紡錘絲牽引著染色體運動,使每條染色體的著絲

i1粒排列在赤道板上

中期

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；

1f②結果：染色體數目加倍,細胞的兩極各有一套

后期形態和數目完全相同的染色體

①染色體變成染色質絲,紡錘絲消失；

伽卅班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

、'二

J,展，形成新的細胞壁

1末期)

3.動物細胞和植物細胞有絲分裂的主要區別

紡、

錘

體導3

形

成

方

式動物

細胞兩極發來自中心體發植物

出紡錘絲出的星射線形成細胞板

（該方式也適

用于低等植物）

4.無絲分裂

過程核中部向整個細胞從中胸

無內凹陷裂為兩個子細胞

絲

分特點一

沒存出現紡錘絲和染色體的變化

裂

蛙的紅細胞的無絲分裂

I概念檢測|

1.根據對有絲分裂過程的理解，判斷下列有關表述的正誤。

（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。（X）

（2）前期染色質絲逐漸螺旋化形成了染色單體。（X）

（3）有絲分裂后期，著絲粒分裂導致染色單體的數目加倍。（X）

（4）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。（J）

（5）有絲分裂中染色體數目加倍和核DNA數目加倍不是發生在同一時期。（J）

2.根據對有絲分裂意義的理解，判斷下列有關表述的正誤。

（1）有絲分裂將DNA平均分配到兩個子細胞中。（X）

（2）有絲分裂對于生物的遺傳有重要意義。（J）

⑶染色體復制的實質是DNA復制。（J）

［教材拾遺］

1.（必修IPs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：不是。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1P1I4"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。

.互動區

1.細胞周期中核DNA、染色體、染色單體含量變化曲線分析

(1)曲線模型

染色體數目變化

核DNA數目變化

染色單體數目變化

(2)曲線解讀

項目上升段的變化原因下降段的變化原因

間期(S期)DNA復制，核DNA數目末期細胞一分為二，核DNA數目減

核DNA

加倍半

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

染色后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，

間期(S期)DNA復制，染色單體形成

單體染色單體消失

2.進行有絲分裂細胞的細胞周期中染色體數與核DNA數比值的變化曲線

每條染色體上DNA含量染色體與核DNA數目比

圖1圖2

圖中段表示S期DNA的復制，染色單體形成；尸G(CD)段表示含有姐妹染色單體的

時期，即分裂間期G2期、有絲分裂前期和中期；GH(QE)段表示有絲分裂后期著絲粒分裂,

染色單體消失。

3.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

有一G2期、前期、中期（甲圖）

無f后期、末期（乙圖）、Gj期（丙圖）

（2）根據比例關系判斷各時期

‘4〃：2〃：4”一G2期、前期、中期（甲圖）

核DNA：染色

=，4〃：4〃：0—后期、末期（乙圖）

體：染色單體

：2n：0-Gi期（丙圖）

關桂懈力?提能區

能力一圍繞有絲分裂的過程及特點，考查分析判斷能力

1.（2021?浙江1月選考）下列關于植物細胞有絲分裂的敘述，正確的是（）

A.前期，核DNA已完成復制且染色體數目加倍

B.后期，染色體的著絲粒分布在一個平面上

C.末期，含有細胞壁物質的囊泡聚集成細胞板

D.親代細胞的遺傳物質平均分配到兩個子細胞

解析：C前期染色體數不加倍，后期加倍，A錯誤；后期，染色體的著絲粒一分為二，分

離的染色體以相同速率被紡錘絲拉向兩極，B錯誤；植物細胞在有絲分裂末期，含有細胞壁

物質的囊泡聚集成細胞板，C正確；親代細胞的染色體或細胞核內的遺傳物質平均分配到兩

個子細胞，D錯誤。

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：D一個細胞周期包括兩個階段：分裂間期和分裂期，分裂間期為細胞分裂進行物質

準備，完成DNA分子的復制，DNA的復制方式為半保留復制，復制完成后DNA分子數目

加倍，形成16個DNA分子，A正確；有絲分裂前期的染色體由于著絲粒未分開，每條染色

體由2條姐妹染色單體組成，含2個DNA分子，B正確；有絲分裂中期，所有著絲粒排列

在細胞中央的赤道板上，此時的染色體高度螺旋化，形態比較穩定，數目比較清晰，易于觀

察，C正確；有絲分裂后期，著絲粒一分為二，姐妹染色單體分開，染色體數目加倍，細胞

中有16條染色體，有絲分裂過程中沒有同源染色體分開的現象，D錯誤。

拓展歸納

關注細胞周期中的“加倍”

度叵回一分裂間期因“DNA復制”而加倍

［染色體）一后期因“著絲粒分裂”而加倍

［中心體）—分裂間期因“中心粒復制”而加倍

后高哀「末期因新核膜已經形成，細胞質尚未分

儂里置一裂而暫時加倍

能力二結合有絲分裂的圖像或曲線，考查科學思維能力

3.（2021?六合區模擬）如圖為動物和植物細胞的有絲分裂示意圖，據圖分析，下列敘述正確

的是（）

?■

A.圖甲表示動物細胞分裂前期，圖乙表示植物細胞分裂后期

B.⑤聚集成為赤道板，需要高爾基體參與

C.甲細胞在細胞分裂間期進行①的復制

D.甲細胞在分裂前期由①發出星射線，乙細胞在分裂前期也會發生這一過程

解析：C圖甲表示動物細胞分裂前期，圖乙表示植物細胞分裂末期，A錯誤；⑤聚集成為

細胞板，需要高爾基體參與，B錯誤；甲細胞在細胞分裂間期進行①中心體的復制，C正確；

甲細胞在分裂前期由①中心體發出星射線，乙細胞在分裂前期由細胞兩極發出紡錘絲，D錯

誤。

4.圖1和圖2表示有絲分裂不同時期染色體和核DNA的數量關系，下列有關敘述不正確

的是（）

染色體與核DNA數目之比

JABEF

細胞分裂病期0

圖1

A.觀察染色體形態和數目的最佳時期處于圖1的CD段

B.圖1中DE段的細胞染色體數目加倍，但核DNA含量不變

C.圖2中a時期對應圖1中的AB段，c時期對應圖1中的EF段

D.有絲分裂過程不會出現圖2中d時期所示的情況

解析：C圖1中的CD段包括有絲分裂G2期、前期和中期，中期是觀察染色體形態和數目

的最佳時期，A正確；圖1中DE段形成的原因是著絲粒分裂，此時細胞中染色體數目加倍，

但核DNA含量不變，B正確；圖2中a時期表示有絲分裂后期、末期，對應圖1中的DE

或EF段，c時期染色體與核DNA的量比a時期減少一半，對應圖1中的AB段，C錯誤;

圖2中d時期表示染色體：DNA=2：1,有絲分裂過程中不存在這種情況，D正確。

拓展歸納;

與有絲分裂有關的細胞器及其生理作用

名稱生物類型作用時期生理作用

核糖體動物、植物主要是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

與細胞壁（板）

高爾基體植物末期

的形成有關

動物、低與紡錘體的

中心體前期

等植物形成有關

考點三觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂

處備知識?自學區

1.實驗原理

僦高等植物的分生區組織細胞（如根尖）

理

細胞核內的染色體（質）易被堿性染料

剖甲紫溶液）著色一

股

在同一分生組織中可以通過高倍顯微鏡

觀察各個時期細胞內染色體的存在狀態,

判斷細胞所處的不同分裂時期

2.方法步驟

|洋蔥根尖培養H待根K約5cm時，可用于實驗

0

一阿回T根尖處2?3nun

0解離液I質量分數為15%的鹽酸+體積分數為95%的

,解一離卜酒精

目的

1使組織中的細胞相互分離開來

制°漂洗漏

1清水

旦必洗去抽，防止解離過度，便于染色

作-41X

°舉仇料或的甲紫溶液

裝0.01g/mL0.02g/mL

:染色H目的1（或醋酸洋紅液）

片1使染色體著色,便于觀察

o操作用鎰子將染色后的根尖取出,放在載玻

片上,加一滴清水,并用鎰了尖把根尖

一;W目的弄碎,蓋上蓋玻片。然后，用拇指輕輕地

按壓蓋玻片使細胞分散，有利于觀察

先用低倍鏡觀察，找到分生區細胞;再用高倍鏡觀察

|細胞分裂不同時期的麗一

0

圖圖］—］繪制植物細胞有絲分裂中期簡圖

［問題探究］

1.解離和染色時間要嚴格控制的原因是什么？

提示：①若解離時間太短，則壓片時細胞不易分散開；時間過長，則細胞分離過度、過于醮

軟，無法取出根尖進行染色和制片。②若染色時間太短，則染色體不能完全著色；若染色時

間過長，則染色體及周圍結構均被著色，無法分辨染色體。

2.為什么不能對細胞有絲分裂過程進行連續觀察？如何才能找到細胞分裂各個時期的細胞？

提示：①解離過程中細胞已經死亡，觀察到的只是一個固定時期。②如果要找到各個分裂時

期的細胞，要不斷移動裝片，在不同的視野中尋找。

當耕隸條.互動區

1.實驗操作的注意事項

實驗材料類型選取分裂期占細胞周期比例相對較大的材料

的選擇部位選取細胞分裂旺盛的部位，如根尖、莖尖等分生區細胞

太短壓片時細胞不易分散

解離時間

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解離液，防止解離過度而影響染色

太短染色體或染色質不能完全著色

染色時間

過長使其他部分也被染成深色，無法分辨染色體

過輕細胞未分散開

壓片力度

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。

處于該時期細胞數

（2）某時期持續時間⑺=X細胞周期（7%

觀察細胞總數

美桂懈力?提能區

能力一結合實驗原理與過程，考查實驗技能與操作能力

1.如圖是關于觀察洋蔥根尖組織細胞的有絲分裂實驗的部分操作，下列相關敘述合理的是

（）

A.剪取洋蔥根尖2?3mm,因為該區域屬于根毛區，細胞有絲分裂旺盛

B.該實驗步驟中唯一的錯誤是在②和③之間缺少用清水漂洗這一環節

C.在觀察的圖像中，b屬于分生區的細胞，細胞已死亡

D.若用圖中b區域的細胞觀察質壁分離和復原，實驗現象明顯

解析：C洋蔥根尖2?3mm的區域屬于分生區；在②和③之間應增加清水漂洗這一環節,

而在③和⑤之間的清水漂洗環節應刪除；分生區的細胞呈正方形，排列緊密，細胞經解離已

死亡；b區域的細胞屬于分生區細胞，其液泡較小，滲透作用不明顯，若用于觀察質壁分離

與復原，現象不明顯。

2.（2020?北京高考）為探究干旱對根尖細胞有絲分裂的影響，用聚乙二醇溶液模擬干旱條件，

處理白刺花的根尖，制片（壓片法）后用顯微鏡觀察染色體變異（畸變）的情況，細胞圖像如圖。

相關敘述正確的是（）

斷裂的

染色體

片段

驟

離等步

鹽酸解

漂洗一

染色一

龍膽紫

片需經

A.制

色體

觀察染

細胞來

分生區

鏡尋找

高倍物

接使用

B.直

間期

分裂的

于細胞

胞正處

明該細

形態表

色體的

C.染

畸變）

變異（

發生了

染色體

該細胞

果表明

觀察結

D.

觀察

誤；