第18講細(xì)胞的增殖[課標(biāo)要求]描述細(xì)胞通過不同的方式進(jìn)行分裂,其中有絲分裂保證了遺傳信息在親代和子代細(xì)胞中的一致性。考點(diǎn)一細(xì)胞增殖的周期性1.細(xì)胞增殖2.細(xì)胞周期提醒(1)細(xì)胞周期必須是分裂間期在前,分裂期在后,不能顛倒。(2)G1期與G2期的區(qū)別是G1期合成的RNA和有關(guān)蛋白質(zhì)大多是與DNA復(fù)制有關(guān)的,如解旋酶、DNA聚合酶等;而G2期合成的RNA和有關(guān)蛋白質(zhì)大多是與分裂期有關(guān)的,如微管蛋白,以形成紡錘絲等結(jié)構(gòu)。3.細(xì)胞不能無限長大細(xì)胞的大小影響,即細(xì)胞越大,細(xì)胞的表面積與體積的比值越,物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男试?不利于細(xì)胞與外界進(jìn)行物質(zhì)交換。

1.判斷正誤(1)(必修1P110正文)單細(xì)胞生物通過細(xì)胞增殖而繁衍。()(2)(必修1P111正文)只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期。()(3)(必修1P111表61)人體所有細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間相同。()(4)(必修1P111正文)洋蔥的表皮細(xì)胞比分生區(qū)細(xì)胞的增殖周期長。()(5)(必修1P111正文)細(xì)胞分裂間期既有基因表達(dá)又有DNA復(fù)制。()2.規(guī)范表達(dá)(1)(必修1P111正文)觀察細(xì)胞有絲分裂裝片時(shí)不斷移動(dòng)視野,視野中的細(xì)胞絕大多數(shù)是分裂間期的細(xì)胞,原因是

。

(2)(必修1P115思維訓(xùn)練拓展)細(xì)胞不能太大,也不是越小越好,原因是

。

1.細(xì)胞周期4種常用表示方法2.常與細(xì)胞周期聯(lián)合考查的5個(gè)“熱點(diǎn)”能力1圍繞細(xì)胞周期的概念和應(yīng)用,考查理解能力1.(2024·廣東中山模擬)圖1中,ab表示一個(gè)細(xì)胞周期,cd表示另一個(gè)細(xì)胞周期。圖2中,按箭頭方向,表示細(xì)胞周期。下列敘述錯(cuò)誤的是()[A]圖1中的a、圖2中B→A時(shí)的細(xì)胞正在進(jìn)行DNA復(fù)制[B]圖1中的b、圖2中A→B時(shí)的細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的時(shí)期[C]圖1、圖2中會(huì)發(fā)生同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合[D]根據(jù)在細(xì)胞周期中阻斷DNA復(fù)制的原理,可以控制癌細(xì)胞的增殖2.(2024·重慶模擬)細(xì)胞周期控制器是由細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)和細(xì)胞周期蛋白(cyclin)兩種蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合物。如圖為多種cyclin在細(xì)胞周期中的表達(dá)情況,Wee1蛋白激酶可抑制cyclinBCDK復(fù)合物的活性。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()[A]cyclinA蛋白可能參與DNA的復(fù)制[B]cyclinB可能與啟動(dòng)紡錘體的組裝及紡錘絲與染色體的連接有關(guān)[C]若細(xì)胞要順利進(jìn)入M期,則此時(shí)Wee1蛋白激酶的活性減弱[D]若Wee1蛋白激酶活性降低,則細(xì)胞分裂間期的時(shí)間增加考點(diǎn)二有絲分裂和無絲分裂1.有絲分裂時(shí)期植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞主要特點(diǎn)前期①出現(xiàn);

②核仁逐漸解體,核膜逐漸消失;③形成

中期染色體的著絲粒排列在上

后期①著絲粒一分為二;②紡錘絲牽引染色體移向細(xì)胞的兩極;③染色體數(shù)目

末期①染色體逐漸變成細(xì)長而盤曲的染色質(zhì)絲;②紡錘絲逐漸消失;③重新出現(xiàn)

[思考]赤道板和細(xì)胞板的區(qū)別是什么?2.動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的主要區(qū)別提醒(1)中心粒在間期倍增,在前期兩組中心粒分別移向細(xì)胞兩極,在末期隨著細(xì)胞分裂進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞。(2)星射線和紡錘絲都由微管蛋白組裝而成,在前期形成紡錘體。(3)除了動(dòng)物,低等植物中也有中心體,故不能通過中心體或紡錘體的形成方式鑒別動(dòng)植物細(xì)胞,可以通過有無細(xì)胞壁或末期是否會(huì)形成細(xì)胞板(細(xì)胞質(zhì)的分裂方式)鑒別。3.有絲分裂的意義將親代細(xì)胞的經(jīng)過復(fù)制之后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中,在細(xì)胞的親代和子代之間保持了的穩(wěn)定性。

4.無絲分裂提醒原核細(xì)胞以二分裂方式增殖,二分裂不屬于無絲分裂,也不屬于有絲分裂。無絲分裂和有絲分裂都是真核細(xì)胞的分裂方式。1.判斷正誤(1)(必修1P111正文)有絲分裂包含分裂間期和分裂期。()(2)(必修1P112~113圖62)觀察有絲分裂的各個(gè)時(shí)期,中期時(shí)細(xì)胞中染色體的形態(tài)最為清晰。()(3)(必修1P112~113圖62)有絲分裂后期和末期,核DNA分子數(shù)與染色體數(shù)相同。()(4)(必修1P114正文)動(dòng)物細(xì)胞分裂間期有DNA的復(fù)制和中心體的倍增。()(5)(必修1P115楷體字)細(xì)菌的細(xì)胞分裂是無絲分裂。()2.規(guī)范表達(dá)(1)(必修1P111正文拓展)細(xì)胞分裂間期是蛋白質(zhì)合成的主要時(shí)期,分裂期蛋白質(zhì)合成得很少,原因是

。

(2)(必修1P112~113圖62拓展)有絲分裂后期著絲粒的分裂是不是紡錘絲牽引的結(jié)果?如何驗(yàn)證結(jié)論?能力2圍繞有絲分裂的過程及特點(diǎn),考查理解能力3.(2024·四川樂山模擬)如圖表示某植物細(xì)胞在細(xì)胞周期過程中染色體的行為變化,下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是()[A]a→b過程高爾基體活動(dòng)活躍,有細(xì)胞板的形成[B]b→c表示在分裂間期發(fā)生了DNA的復(fù)制[C]c→d過程染色質(zhì)和核膜、核仁逐漸解體[D]e時(shí)期染色體形態(tài)數(shù)目最清晰4.(2024·廣東肇慶模擬)如圖為一條染色體的結(jié)構(gòu)示意圖。高等植物細(xì)胞兩極發(fā)出的紡錘絲和動(dòng)物中心體周圍發(fā)出的星射線都屬于微管蛋白,它們形成的紡錘體必須有附著支點(diǎn),即動(dòng)粒,才能實(shí)現(xiàn)對染色體的牽拉移動(dòng)。下列有關(guān)說法正確的是()[A]細(xì)胞分裂間期,細(xì)胞核內(nèi)會(huì)完成DNA分子的復(fù)制和微管蛋白等的合成[B]有絲分裂前期,動(dòng)物細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體[C]有絲分裂中期,細(xì)胞中央形成一個(gè)赤道板,染色體的著絲粒排列在其中[D]有絲分裂后期,染色體著絲粒分裂形成的兩條染色體在紡錘體和動(dòng)粒的共同作用下移向細(xì)胞兩極考向從生命觀念角度,考查有絲分裂過程1.(2024·湖北卷,13)芽殖酵母通過出芽形成芽體進(jìn)行無性繁殖(圖1),出芽與核DNA復(fù)制同時(shí)開始。一個(gè)母體細(xì)胞出芽達(dá)到最大次數(shù)后就會(huì)衰老、死亡。科學(xué)家探究了不同因素對芽殖酵母最大分裂次數(shù)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()[A]芽殖酵母進(jìn)入細(xì)胞分裂期時(shí)開始出芽[B]基因和環(huán)境都可影響芽殖酵母的壽命[C]成熟芽體的染色體數(shù)目與母體細(xì)胞的相同[D]該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為延長細(xì)胞生命周期的研究提供新思路2.(2023·遼寧卷,11)下圖為眼蟲在適宜條件下增殖的示意圖(僅顯示部分染色體)。下列敘述正確的是()[A]②時(shí)期,細(xì)胞核的變化與高等動(dòng)物細(xì)胞相同[B]③時(shí)期,染色體的著絲粒排列在赤道板上[C]④時(shí)期,非同源染色體自由組合[D]⑤時(shí)期,細(xì)胞質(zhì)的分裂方式與高等植物細(xì)胞相同3.(2022·天津卷,6)用熒光標(biāo)記技術(shù)顯示細(xì)胞中心體和DNA,獲得有絲分裂某時(shí)期熒光圖。有關(guān)敘述正確的是()[A]中心體復(fù)制和染色體加倍均發(fā)生在圖示時(shí)期[B]圖中兩處DNA熒光標(biāo)記區(qū)域均無同源染色體[C]圖中細(xì)胞分裂方向由中心體位置確定[D]秋水仙素可促使細(xì)胞進(jìn)入圖示分裂時(shí)期4.(2021·海南卷,7)真核細(xì)胞有絲分裂過程中核膜解體和重構(gòu)過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()[A]Ⅰ時(shí)期,核膜解體后形成的小泡可參與新核膜重構(gòu)[B]Ⅰ→Ⅱ過程中,核膜圍繞染色體重新組裝[C]Ⅲ時(shí)期,核膜組裝完畢,可進(jìn)入下一個(gè)細(xì)胞周期[D]組裝完畢后的核膜允許蛋白質(zhì)等物質(zhì)自由進(jìn)出核孔熱點(diǎn)情境6細(xì)胞周期的調(diào)控[情境鏈接]1.細(xì)胞周期的調(diào)控細(xì)胞周期的調(diào)控關(guān)鍵在分裂間期。有2個(gè)起決定作用的控制點(diǎn),從G1期進(jìn)入S期和從G2期進(jìn)入M期。這2個(gè)轉(zhuǎn)變過程都是由一種稱為成熟促進(jìn)因子(MPF)的蛋白質(zhì)復(fù)合體所觸發(fā)的。裂殖酵母中組成MPF的是兩種蛋白:cdc2激酶和細(xì)胞周期蛋白(cyclin)。cyclin有2種:Scyclin和Mcyclin。其調(diào)控過程如圖所示。細(xì)胞周期的調(diào)控關(guān)鍵是掌握2個(gè)起決定作用的控制點(diǎn),即在G1期Scyclin與cdc2結(jié)合調(diào)控DNA復(fù)制,使細(xì)胞進(jìn)入S期;在G2期Mcyclin與cdc2結(jié)合調(diào)控有絲分裂,使細(xì)胞進(jìn)入分裂期。2.動(dòng)物細(xì)胞周期同步化的方法根據(jù)細(xì)胞周期調(diào)控的原理,利用一定方法使細(xì)胞群體處于細(xì)胞周期的同一階段,稱為細(xì)胞周期同步化。以下是能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞周期同步化的兩種方法。(1)DNA合成阻斷法:在細(xì)胞處于對數(shù)生長期的培養(yǎng)液中添加適量的DNA合成可逆抑制劑,會(huì)阻斷分裂間期中S期的DNA復(fù)制過程,使處于分裂間期的S期細(xì)胞停滯;處于S期之外的細(xì)胞不受影響而繼續(xù)細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn),最終細(xì)胞群體會(huì)停滯在細(xì)胞周期的G1/S期交界處,從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞周期同步化的目的。假設(shè)一個(gè)細(xì)胞周期時(shí)長=G1+S+G2+M=10+7+3.5+1.5=22(h)。操作過程如下。①向細(xì)胞的培養(yǎng)液中加入過量的DNA合成可逆抑制劑,處于S期的細(xì)胞立刻被抑制。②繼續(xù)培養(yǎng)G2+M+G1=3.5+1.5+10=15(h),則處于G2、M、G1期的細(xì)胞都將被抑制在G1/S期交界處。③除去抑制劑,更換新鮮培養(yǎng)液,細(xì)胞將繼續(xù)沿細(xì)胞周期運(yùn)行,運(yùn)行時(shí)間既要保證處于G1/S期交界處的細(xì)胞經(jīng)過S期(7h)進(jìn)入G2期,又要保證處于S期的細(xì)胞不能再次進(jìn)入S期(時(shí)間少于G2+M+G1的15h),即運(yùn)行時(shí)間應(yīng)控制在7~15h。④再加入DNA合成可逆抑制劑,則可實(shí)現(xiàn)全部細(xì)胞都被阻斷在G1/S期交界處,實(shí)現(xiàn)細(xì)胞周期同步化。(2)秋水仙素阻斷法:在細(xì)胞處于對數(shù)生長期的培養(yǎng)液中添加適量的秋水仙素,秋水仙素能夠抑制紡錘體形成,使細(xì)胞周期被阻斷,從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞周期同步化。[典型例題](2022·浙江1月選考,18)某多細(xì)胞動(dòng)物具有多種細(xì)胞周期蛋白(cyclin)和多種細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK),兩者可組成多種有活性的CDKcyclin復(fù)合體,細(xì)胞周期各階段間的轉(zhuǎn)換分別受特定的CDKcyclin復(fù)合體調(diào)控。細(xì)胞周期如圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是()[A]同一生物個(gè)體中不同類型細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間長短有差異[B]細(xì)胞周期各階段的有序轉(zhuǎn)換受不同的CDKcyclin復(fù)合體調(diào)控[C]抑制某種CDKcyclin復(fù)合體的活性可使細(xì)胞周期停滯在特定階段[D]一個(gè)細(xì)胞周期中,調(diào)控不同階段的CDKcyclin復(fù)合體會(huì)同步發(fā)生周期性變化[遷移應(yīng)用]1.(2024·福建廈門月考)CDK蛋白和P27蛋白都參與調(diào)控細(xì)胞周期。P27蛋白可以插入CDK蛋白中,使CDK蛋白的空間結(jié)構(gòu)改變,導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯于DNA復(fù)制之前。下列敘述錯(cuò)誤的是()[A]P27蛋白插入CDK蛋白中,分裂間期的細(xì)胞數(shù)量增多[B]若促進(jìn)P27蛋白基因的表達(dá),細(xì)胞增殖速率會(huì)迅速加快[C]若敲除細(xì)胞中的CDK蛋白基因,有絲分裂過程可能受阻[D]若敲除細(xì)胞中的P27蛋白基因,可能會(huì)引發(fā)細(xì)胞產(chǎn)生癌變2.(2024·安徽合肥模擬)某種連續(xù)分裂的動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞周期如圖所示,包括G1期(8h)、S期(8h)、G2期(6h)和M期(2h)。現(xiàn)有該種細(xì)胞若干,為使所有細(xì)胞處于細(xì)胞周期同一時(shí)期,需按如下步驟操作:①在培養(yǎng)液中添加過量TdR(一種DNA合成抑制劑),培養(yǎng)細(xì)胞足夠時(shí)間;②去除TdR,培養(yǎng)細(xì)胞10h;③再次添加過量TdR,培養(yǎng)細(xì)胞足夠時(shí)間。下列敘述錯(cuò)誤的是()[A]操作①后,原處于S期的細(xì)胞停滯于S/G2交界處[B]操作①后,原處于M期的細(xì)胞停滯于G1/S交界處[C]操作②后,培養(yǎng)液中沒有處于S期的細(xì)胞[D]操作③后,所有細(xì)胞都停滯于G1/S交界處第18講細(xì)胞的增殖考點(diǎn)一細(xì)胞增殖的周期性必備知識(shí)·梳理1.細(xì)胞分裂發(fā)育遺傳物質(zhì)準(zhǔn)備細(xì)胞分裂周期無絲分裂2.連續(xù)分裂下一次分裂完成分裂間期分裂期3.物質(zhì)運(yùn)輸效率小低深挖教材1.(1)√(2)√(3)×人體不是所有的細(xì)胞都有細(xì)胞周期,而且持續(xù)時(shí)間不一定相同。(4)×洋蔥的表皮細(xì)胞是已分化的細(xì)胞,不再進(jìn)行細(xì)胞增殖。(5)√2.(1)細(xì)胞周期的大部分時(shí)間處于分裂間期,占細(xì)胞周期的90%~95%(2)細(xì)胞如果太大,物質(zhì)運(yùn)輸效率會(huì)降低,所以細(xì)胞不能太大;而細(xì)胞體積的最小限度,是由完成細(xì)胞功能所必需的基本結(jié)構(gòu)(如核糖體)和物質(zhì)(如酶)所需要的空間決定的關(guān)鍵能力·提升能力11.C同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,而圖1、圖2都表示細(xì)胞周期,為有絲分裂,不會(huì)發(fā)生同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合。2.D細(xì)胞在S期進(jìn)行DNA分子的復(fù)制,cyclinA蛋白在S期合成和增加,與DNA的復(fù)制同步,推測cyclinA蛋白可能參與DNA的復(fù)制;cyclinB蛋白在G2期開始合成,在M期前期達(dá)到最多,之后逐漸降低,可能與前期的細(xì)胞分裂活動(dòng)相關(guān),如啟動(dòng)紡錘體的組裝及紡錘絲與染色體的連接等;Wee1蛋白激酶可抑制cyclinBCDK復(fù)合物的活性,而細(xì)胞進(jìn)入M期,cyclinB有較高表達(dá)水平,說明cyclinBCDK復(fù)合物的合成及活性的保持有利于細(xì)胞進(jìn)入M期,則此時(shí)Wee1蛋白激酶的活性減弱;Wee1蛋白激酶的活性增強(qiáng)會(huì)抑制細(xì)胞從分裂間期進(jìn)入分裂期,它的活性減弱會(huì)讓細(xì)胞提前進(jìn)入分裂期,分裂間期時(shí)間減少。考點(diǎn)二有絲分裂和無絲分裂必備知識(shí)·梳理1.染色體紡錘體赤道板加倍核膜、核仁[思考]赤道板是一個(gè)假想的結(jié)構(gòu),類似于地球赤道,是一個(gè)位置;而細(xì)胞板出現(xiàn)在植物細(xì)胞有絲分裂末期,向四周擴(kuò)展形成新的細(xì)胞壁,細(xì)胞板是真實(shí)存在的結(jié)構(gòu)。2.紡錘絲中心粒細(xì)胞板細(xì)胞膜3.染色體遺傳4.紡錘絲染色體蛙的紅細(xì)胞深挖教材1.(1)×有絲分裂不包含分裂間期。(2)√(3)√(4)√(5)×無絲分裂是真核細(xì)胞的分裂方式,細(xì)菌的細(xì)胞分裂是二分裂。2.(1)分裂期染色體高度螺旋化,DNA難以解旋,無法正常轉(zhuǎn)錄(2)不是。用秋水仙素處理分裂中的細(xì)胞,秋水仙素抑制紡錘體的形成,后期染色體中的著絲粒依然可以分裂,從而使細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍,這說明著絲粒分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果。關(guān)鍵能力·提升能力23.C據(jù)題圖可知,a→b過程染色體解螺旋變成染色質(zhì),為有絲分裂末期,植物細(xì)胞有絲分裂末期在赤道板的位置上出現(xiàn)細(xì)胞板,它向四周擴(kuò)展形成新的細(xì)胞壁,細(xì)胞板和細(xì)胞壁的形成與高爾基體有關(guān);b→c過程染色質(zhì)復(fù)制,表示有絲分裂前的間期,發(fā)生了DNA的復(fù)制;c→d過程表示有絲分裂前期,此時(shí)期核膜、核仁逐漸解體,但染色質(zhì)高度螺旋、縮短變粗,形成染色體;e時(shí)期可表示有絲分裂中期,此時(shí)期染色體形態(tài)數(shù)目最清晰。4.D細(xì)胞分裂間期細(xì)胞核中完成DNA分子復(fù)制,微管蛋白的合成是由核糖體在細(xì)胞質(zhì)中完成的;有絲分裂前期,動(dòng)物細(xì)胞中心體周圍發(fā)出星射線形成紡錘體;有絲分裂中期,染色體的著絲粒排列在赤道板上,但赤道板是假想的平面,并不是真實(shí)存在的結(jié)構(gòu);有絲分裂后期,染色體著絲粒分裂,姐妹染色單體分開并在紡錘體和動(dòng)粒的共同作用下移向細(xì)胞兩極。研練真題·感悟高考考向1.A細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期,分裂間期主要進(jìn)行DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,由題干“出芽與核DNA復(fù)制同時(shí)開始”可知,芽殖酵母在細(xì)胞分裂間期開始出芽;由圖2可知,基因甲超量表達(dá)可提高芽殖酵母的最大分裂次數(shù),而敲除基因乙和溶液丙均可降低芽殖酵母的最大分裂次數(shù),而一個(gè)母體細(xì)胞出芽達(dá)到最大次數(shù)后就會(huì)衰老、死亡,說明基因和環(huán)境都可影響芽殖酵母的壽命;芽殖酵母通過出芽形成芽體進(jìn)行無性繁殖,無性繁殖不會(huì)改變?nèi)旧w的數(shù)目;一個(gè)母體細(xì)胞出芽達(dá)到最大次數(shù)后就會(huì)衰老、死亡,基因甲超量表達(dá)可提高芽殖酵母的最大分裂次數(shù),因此,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為延長細(xì)胞生命周期的研究提供新思路。2.B②時(shí)期已經(jīng)完成了DNA的復(fù)制,相當(dāng)于高等動(dòng)物的有絲分裂前期,但題圖中還能觀察到核膜,高等動(dòng)物有絲分裂前期核仁、核膜消失;由題圖可知,③時(shí)期,染色體的著絲粒排列在赤道板上;④時(shí)期,著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,分別移向兩極,圖示類似有絲分裂過程,沒有非同源染色體的自由組合;⑤時(shí)期,細(xì)胞質(zhì)的分裂方式與高等動(dòng)物細(xì)胞相同,都是直接從細(xì)胞中縊裂開。3.C中心體的復(fù)制發(fā)生在分裂間期,染色體加倍發(fā)生在有絲分裂后期;由于題圖為有