2026届高考生物一轮复习讲义第18讲　细胞的增殖

第四单元　细胞的生命历程 第18讲　细胞的增殖 【课标要求】 1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性； 2.实验：制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。 考点1　细胞增殖的周期性 考 点 透 析 知识1　细胞增殖 1. 生物体的生长，既靠 增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。细胞不能无限生长的原因： 的限制、细胞核控制范围的限制。 2. 细胞增殖 知识2　细胞周期 1. 细胞周期＝分裂间期(时间长)＋分裂期(时间短)。 2. 细胞周期概念模型分析  解 疑 释 惑 细胞周期的表示方法 方法名称 表示方法 用字母表示 细胞周期 扇形图 A→B→C→D→E→A为一个细胞周期，其中A→E为分裂间期，M期为分裂期 直线图 (a＋b)或(c＋d)为一个细胞周期 坐标图 (a＋b＋c＋d＋e)为一个细胞周期 直方图 A组细胞处于DNA复制前期；B组细胞处于DNA复制期；C组细胞处于DNA复制后的间期和分裂期 3. 影响细胞周期的因素 (1)内部因素：不同种类的细胞(控制细胞周期的相关基因有差异)，细胞周期持续的时间不完全相同，分裂间期和分裂期所占的比例也不同。 (2)外部因素：温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶活性来影响细胞周期。  深 度 指 津 细胞周期的“4个联系” 思辨小练 1. 判断下列说法的正误： (1)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。( ) (2)分裂间期是分裂期的准备期，主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。( ) (3)不同生物体器官的大小主要取决于细胞数量的多少。( ) (4)同一细胞的细胞周期是不变的。( ) (5)细胞周期中细胞适度的生长发生在分裂间期。( ) 2. 诱导癌细胞同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成，将癌细胞阻滞在 期；后者可用秋水仙素抑制 的形成，使癌细胞停滞于中期。 典 题 说 法 考向　 细胞周期 例 (2024·湖北卷)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(见图1)，出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响，实验结果如图2所示。下列叙述错误的是( ) 酵母菌出芽生殖 图1 图2 A. 芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽 B. 基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命 C. 成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同 D. 该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路 变式 (多选)(2024·河北卷)酵母细胞中的M蛋白被激活后可导致核膜裂解、染色质凝缩以及纺锤体形成。蛋白K和P可分别使M发生磷酸化和去磷酸化，三者间的调控关系如图所示。现有一株细胞体积变小的酵母突变体，研究发现其M蛋白的编码基因表达量发生显著改变。下列分析正确的是( ) A. 该突变体变小可能是M增多且被激活后造成细胞分裂间期变短所致 B. P和K都可改变M的空间结构，从而改变其活性 C. K不足或P过量都可使酵母细胞积累更多物质而体积变大 D. M和P之间的活性调控属于负反馈调节 考点2　有 丝 分 裂 考 点 透 析 知识1　有丝分裂 1. 有丝分裂的过程 有丝分裂是真核细胞分裂期的主要分裂方式之一，包括前、中、后、末四个时期。 时期 植物细胞 动物细胞 主要特点 前期 ①出现 ； ②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失； ③形成 ； ④染色体散乱分布 中期 染色体的着丝粒排列在 上，染色体的形态和数目比较清晰 后期 ①着丝粒一分为二； ②纺锤丝牵引染色体移向细胞的两极； ③染色体数目 末期 ①染色体变成细长而盘曲的染色质丝； ②纺锤丝逐渐消失； ③ 重新出现； ④一个细胞分裂成两个子细胞 [识记口诀] 膜仁消失现两体，形定数晰赤道齐，粒裂数增均两极，两消两现重开始。 2. 动植物细胞有丝分裂的主要区别 时期 间期 前期 末期 高等 植物 细胞 无中心体的倍增 由两极发出的纺锤丝构成纺锤体 细胞中部形成细胞板，扩展形成新细胞壁，分裂成两个子细胞 动物 细胞 有中心体的倍增(包括低等植物) 两组中心粒发出星射线构成纺锤体(包括低等植物) 细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分  解 疑 释 惑 (1)中心粒在 期倍增，在 期两组中心粒分别移向细胞两极，在 期随着细胞分裂进入两个子细胞。 (2)星射线和纺锤丝都由微管蛋白组装而成，在前期形成 。 (3)除了动物， 中也有中心体，故不能通过中心体或纺锤体的形成方式鉴别动植物细胞，可以通过有无细胞壁或末期是否会形成 (细胞质的分裂方式)鉴别。 (4)与细胞有丝分裂有关的细胞器 细胞器 所在细胞类型 作用时期 生理作用 核糖体 动植物细胞 整个时期 合成蛋白质 中心体 动物、低等植物细胞 前期 与纺锤体的形成有关 高尔 基体 动植物细胞 末期 与植物细胞壁的形成有关 线粒体 动植物细胞 整个时期 提供能量 3. 动植物细胞有丝分裂过程中相关结构行为变化的规律 结构 变化规律 染色体 注：染色体数目＝着丝粒数目，存在染色单体时，染色体数∶核DNA分子数＝1∶2；不存在染色单体时，该比值为1∶1 纺锤体 (前期)形成→(末期)消失 核膜、核仁 (前期)消失→(末期)重建 4. 细胞周期过程中相关物质或结构的数量变化规律(以二倍体生物为例) (1)列表比较各时期的变化 时期 分裂 间期 有丝分裂 前期 中期 后期 末期 染色体 2n 2n 2n 4n 4n→2n 染色单体 0→4n 4n 4n 0 0 核DNA分子 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n (2)曲线图表示各时期的变化 　　 　　 ①a→b、l→m、p→q的变化原因都是核DNA分子复制。 ②g→h、n→o、r→s的变化原因都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。 ③c→d、i→j的变化原因都是随着细胞一分为二而减少。 (3)根据柱状图判断细胞分裂的时期(以二倍体生物为例) 5. 有丝分裂的意义 将亲代细胞的 经过复制(实质为DNA的复制和相关蛋白质的合成)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的 。 知识2　无丝分裂 思辨小练 判断下列说法的正误： (1)在植物细胞有丝分裂末期形成了赤道板。( ) (2)动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同。( ) (3)纺锤体与染色体运动有关，与着丝粒分裂无关。( ) (4)无丝分裂过程中没有遗传物质的复制和变化。( ) (5)有丝分裂后期，着丝粒分裂，细胞内核DNA数目加倍。( ) (6)有丝分裂前期，细胞内染色体数与核DNA分子数之比为1∶2。( ) (7)在细胞周期中，染色单体数量随着染色体数量的加倍而加倍。( ) 典 题 说 法 考向1　有丝分裂各时期特点 例1 (2024·浙江1月卷)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①～④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是( ) A. 细胞①处于间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成 B. 细胞②处于中期，染色体数∶ 染色单体数∶ 核DNA分子数＝1∶2∶2 C. 细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动 D. 细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二 变式1 (2024·江西卷)某植物中，T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是( ) A. T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体 B. T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列 C. T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍 D. T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动 考向2　有丝分裂中染色体、核DNA等数量变化 例2 (2024·常州一中)图1表示细胞有丝分裂不同时期染色体数/核DNA数的变化，A～D表示分裂间期；图2、图3分别表示高等动物甲、高等植物乙有丝分裂某时期的图像。下列相关叙述正确的是( ) A. 图1中B～C段和E～F段形成的原因分别是染色体数加倍和核DNA数加倍 B. 图2细胞的下一时期，细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝2∶1∶1 C. 图3中结构H为细胞板，与结构H形成密切相关的细胞器是高尔基体 D. 动物甲与植物乙有丝分裂过程存在显著差异的是图2和3所示时期 变式2 小明同学观察马蛔虫(2n＝4)细胞分裂过程时，绘制了如下三幅图。下列有关叙述正确的是( ) A. 图1中结构1最终解螺旋，变成细长的染色质丝 B. 图1由中心粒发出纺锤丝形成了纺锤体 C. 图1与图2细胞中染色体数目之比为1∶2，染色单体数目之比为1∶1 D. 图1和图2分别对应图3中的d和a时期  方 法 规 律 如果柱状图中无图注，如何迅速识别柱形图中的染色体、染色单体和核DNA? (1)先看染色单体：染色单体数可能是0，而染色体数和核DNA数不可能是0。 (2)再看核DNA和染色体：核DNA数可能是染色体数的2倍，而染色体数不可能是核DNA数的2倍。 大题考向2　细胞周期的调控 情 境 剖 析 细胞周期的运行，是在一系列称为检验点(check point)的严格检控下进行的，当DNA发生损伤，复制不完全或纺锤体形成不正常，周期将被阻断，直到条件有利。主要的细胞周期检验点包括： ①G1/S检验点：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？ ②S期检验点：DNA复制是否完成？ ③G2/M检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？ ④中—后期检验点(纺锤体组装检验点)：任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会抑制APC的活性，引起细胞周期中断。 细胞周期进程是由一系列蛋白质驱动的，其核心成分包含细胞周期蛋白(cyclin)和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)两种组分。细胞周期蛋白没有酶活性，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的活性依赖于细胞周期蛋白。激活的CDK1可将靶蛋白磷酸化而产生相应的生理效应，如将核纤层蛋白磷酸化导致核纤层解体、核膜消失，将H1磷酸化导致染色体的凝缩等等。这些效应的最终结果是细胞周期的不断运行。周期蛋白不仅仅起激活CDK的作用，还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化，从而推动细胞周期的前进。不同细胞周期蛋白的浓度在细胞周期中呈周期性升降，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的活性也随之升降。因此直接影响细胞周期蛋白活性的物质，会对细胞周期的进程产生影响。 典 题 体 验 例1 (2024·扬州期初节选)真核细胞中，细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，检验点通过细胞的反馈信号来启动或推迟进入下一个时期。三种常见检验点的功能如下表，请分析回答下列有关问题： 检验点 功能 A 评估细胞大小 B 评估DNA是否准确复制 C 评估纺锤体是否正确组装 　(1)检验点A决定细胞是否进行分裂，若通过了检验点A，细胞开始进行分裂，据表推测，此时检验点A接受的反馈信号是细胞体积 。在一个细胞周期中检验点B与检验点A发生的先后顺序为 。检验点C还可评估纺锤丝是否与着丝粒正确连接，则此检验点对有丝分裂的重要作用是 。 (2)通过检验点B后，细胞中染色体与核DNA的数量比变为 。从检验点B到检验点C，细胞内染色质丝发生的变化为 。 (3)为研究L蛋白和U蛋白在细胞有丝分裂过程中的作用，分别观察正常细胞、L蛋白含量降低的细胞(L－细胞)，U蛋白含量降低的细胞(U－细胞)的图像，发现L－细胞分裂时出现多极纺锤体、纺锤体变小且不再位于细胞中央(见图1)，U－细胞分裂期个别染色体没有排列到赤道板上，而是游离在外(图2白色箭头所指)。据此推测，正常情况下L蛋白促进 (填下列序号)，U蛋白促进 (填下列序号)。 ①细胞完成纺锤体的正确组装　②使纺锤丝附着于染色体的着丝粒上　③牵拉染色体移向细胞两极 图1 图2 (4)端粒学说认为，细胞每分裂一次端粒DNA序列会缩短一截，在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的 受到损伤会导致细胞衰老。研究发现，端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒DNA，使端粒延长从而延缓细胞衰老，据此分析引起细胞衰老的原因可能是 。 例2 真核细胞的细胞周期进程受到精密的调控，从而使细胞有序正常分裂。癌细胞周期失控而恶性分裂，科研人员利用人的乳腺癌细胞开展下列实验。 (1)研究人员检测了Whi5蛋白在细胞周期中的变化，如图1显示，进入分裂间期的G1期，Whi5蛋白浓度的变化是 ，该变化完成后细胞才进入S期。 图1 图2 (2)研究表明，雌激素能促进乳腺癌细胞增殖。其机理是：雌激素进入细胞后与雌激素受体结合形成激素—受体复合物，激素—受体复合物促进cyclinD与CDK4/6结合，促使CDK4/6活化。活化的CDK4/6促进细胞由G1期转变为S期，进而促进乳腺癌的发展(如图2所示)。雌激素进入细胞的运输方式是 ，因为 。培养液中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸用32P标记，标记物被大量利用的时期是 (填“G1”“S”“G2”或“M”)期。 (3)为了抑制乳腺癌的发展，研究人员研制出了雌激素受体拮抗剂B，从植物体内提取出了纺锤体抑制剂紫杉醇。B和紫杉醇发挥作用的时期分别是 、 (均填“G1”“S”“G2”或“M”)期，其中B发挥作用的原理是 。 实验9　观察根尖细胞的有丝分裂 实 验 回 归 1. 实验原理 (1)高等植物根尖、茎尖的 细胞能进行有丝分裂。 (2)在高倍显微镜下，可根据细胞内 的变化情况，识别该细胞所处的时期。 (3)细胞核内的 容易被碱性染料(如甲紫溶液)着色。 2. 实验步骤 a. 洋葱根尖培养：实验前3～4 d，待根长约5 cm 实 验 延 伸 1. 实验成功的关键及注意事项 选材 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料 部位 选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区) 时间 选取细胞分裂旺盛的时间(一般在上午10时至下午2时) 操作 解离 时间 太短 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散 过长 导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色 漂洗 时间 适宜 洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色 染色 时间 太短 染色体或染色质不能完全着色 过长 使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体 压片 过轻 细胞未分散开 过重 将组织压烂 观察 部位 只有分生区细胞才可以作为观察对象 细胞状态 不能观察到细胞有丝分裂的动态变化过程，因为解离时细胞就已死亡。观察到的单个细胞只是处于某一种状态，只有移动装片，才能观察到处于不同分裂时期的细胞 易错 不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到 2.细胞周期和各期的计算 (1)原理：细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。 (2)计算公式：由T/N＝t/n 公式推导出T＝tN/n或t＝nT/N。其中T为细胞周期，t为完成各期所需时间，n为各期的细胞数，N为取样的总细胞数。 实验素养 实验材料的选择和处理 1. 下面是植物根尖示意图，请据图回答问题： (1)观察植物细胞有丝分裂实验中，取材时为什么只能剪取根尖2～3 mm，而不能过长？ 提示：若剪得过长会包括伸长区，伸长区细胞不分裂，这样会很难找到处于细胞周期的细胞。 (2)观察植物细胞的有丝分裂需要先在低倍镜下找到分生区的细胞，请结合图示，描述一下分生区细胞的特点： 。 2. 洋葱在实验中的“一材多用” 取材部位 实验名称 取材原因 叶 鳞片叶 植物细胞的质壁分离和复原 细胞含紫色大液泡 使用高倍显微镜观察细胞的多样性 细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核 管状叶 绿叶中色素的提取和分离 色素含量多 根 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 材料易得，且 细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察 题 组 运 用 1. (2022·江苏卷)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后，分别制作有丝分裂装片，镜检、观察。下图为二倍体根尖中三个细胞的照片。下列相关叙述错误的是( ) A. 两种根尖都要用有分生区的区段进行制片 B. 装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞 C. 在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞 D. 四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的4倍，③的2倍 2. (2022·广东卷)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是( ) A. 根尖解离后立即用龙胆紫(甲紫)溶液染色，以防解离过度 B. 根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检 C. 找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦 D. 向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央 配套精练 第18讲　细胞的增殖 一、 单项选择题 1. (2023·浙江6月卷)为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述，不合理的是( ) A．选用易获取且易大量生根的材料 B．选用染色体数目少易观察的材料 C．选用解离时间短分散性好的材料 D．选用分裂间期细胞占比高的材料 2. (2024·盐城期中)如图表示有丝分裂过程中一条染色体(质)的变化过程。下列说法错误的是( ) A．d中的两条染色体的形态和大小不同 B．②发生在有丝分裂的前期 C．③过程可以发生在有丝分裂的后期 D．①发生在有丝分裂前的间期 3. (2023·浙江卷改编)纺锤丝由微管构成，微管由微管蛋白组成。有丝分裂过程中，染色体的移动依赖于微管的组装和解聚。紫杉醇可与微管结合，使微管稳定不解聚，阻止染色体移动。培养癌细胞时加入一定量的紫杉醇，下列过程受影响最大的是( ) A．染色质复制 B．染色质凝缩为染色体 C．染色体向两极移动 D．染色体解聚为染色质 4. (2025·海安期初改编)下图是某同学利用蚕豆(2n＝12)根尖制作临时装片观察到的有丝分裂显微照片。相关叙述错误的是( ) 甲 乙 A．制作临时装片的步骤是解离→漂洗→染色→压片 B．甲细胞含有12条染色体、24条染色单体 C．乙细胞中含有6种不同形态的染色体 D．乙细胞处于有丝分裂后期，此时染色体和DNA含量都加倍 5. (2024·仪征中学)科研人员将海拉细胞放入正常培养液中培养7 h，用碱性荧光物质对细胞进行染色体染色后，再用荧光显微镜采集各组细胞有丝分裂分裂期的图像，每5 min采集一次图像，部分结果依次如下图。关于图像的描述，下列叙述错误的是( ) A．a组细胞的染色质螺旋缠绕形成染色体 B．c组细胞中所有染色体的着丝粒排在赤道面上 C．e组细胞中，染色单体数目是分裂间期的两倍 D．55 min后核膜会重新形成，并向内凹陷形成环沟 6. (2024·扬州中学)如下图所示，液泡化的植物细胞有丝分裂时，细胞中形成细胞质丝，细胞核从细胞的边缘通过细胞质丝移动到细胞中央。在正常核分裂的同时，成膜粒(主要由细胞骨架构成)出现在某些细胞质丝中，后扩展形成成膜体，之后，来自高尔基体等的囊泡在细胞中部融合形成细胞板，并逐步形成新的细胞壁，进而完成细胞质分裂。下列说法错误的是( ) A．植物细胞中细胞质丝的出现和消失可能具有周期性 B．成膜体可能以轨道的形式介导了囊泡到达细胞中部 C．该实例体现了细胞骨架与细胞分裂密切相关 D．植物的根尖分生区细胞也能发生图中所示的过程 7. 下图是一个细胞周期中染色体数目变化的曲线，下列有关叙述错误的是( ) A．F点之前进行DNA复制 B．G～H段染色体数目加倍的原因是着丝粒分裂 C．K～J段染色体数目下降一半是由于染色体平均进入两个子细胞 D．F～G段一条染色体含一个DNA分子 8. (2024·常州期末)在有丝分裂中期，若出现单附着染色体(染色体的着丝粒只与一侧的纺锤丝相连，如图所示)，细胞将延缓后期的起始，直至该染色体着丝粒与另一极的纺锤丝相连，并正确排列在赤道板上。此过程受位于前期和错误排列的中期染色体上的MAD2蛋白的监控，正确排列的中期染色体上没有MAD2蛋白。用玻璃微针勾住单附着染色体，模拟施加来自对极的正常拉力时，细胞会进入分裂后期。下列说法错误的是( ) A．细胞分裂能进入后期与来自两极纺锤丝的均衡拉力有关 B．当所有染色体上的MAD2蛋白都消失后，细胞才能进入分裂后期 C．MAD2蛋白功能异常，细胞将在染色体错误排列时停滞在分裂中期 D．某些细胞在染色体排列异常时仍能继续分裂可能与监控缺失有关 9. (2024·如东期初改编)在观察二倍体细胞有丝分裂时，发现有的细胞中个别染色体的姐妹染色单体末端发生黏合，着丝粒分裂后形成“染色体桥”，如图所示。后续分裂过程中染色体在两个着丝粒间任一位置发生断裂，相关叙述错误的是( ) A．可在细胞分裂后期观察到“染色体桥”结构 B．若无其他变异发生，分裂产生的子细胞染色体数相同 C．图中细胞中含4个染色体组，2套控制生物性状的遗传信息 D．此时细胞中核DNA与染色体的数量比为1∶1 10. (2024·常州期末)研究人员观察并统计了不同浓度锶(Sr2＋)溶液处理 48 h后根尖分生区细胞有丝分裂指数(有丝分裂细胞数/观察统计的细胞总数×100%)、出现微核细胞和染色体畸变的细胞占统计细胞总数的比例，结果如下图所示。相关叙述正确的是( ) 图1 图2 A．计算有丝分裂指数、染色体畸变率和微核率均需统计处于分裂期的细胞数 B．Sr2＋可诱导根尖分生区细胞出现程度不同的染色体断裂，进而形成微核细胞 C．Sr2＋能抑制细胞分裂，且Sr2＋的浓度与其对细胞分裂的抑制作用呈正相关 D．剪取根尖放入卡诺氏液浸泡后用体积分数为75%的酒精冲洗，以延长根尖保存时间 二、 多项选择题 11. (2024·连云港一调)下图为桉树叶挥发油处理后的蚕豆根尖细胞有丝分裂图像。下列相关叙述错误的有 ( ) A．实验过程中应先用体积分数为95%的酒精冲洗，再用卡诺氏液固定，然后再制作装片 B．先使用高倍物镜找到分生区，再找染色体形态较好的分裂相观察 C．培养期若用适量的秋水仙素处理，能看到更多如图所示时期的细胞 D．桉树叶挥发油处理后的根尖细胞，分裂产生的子代细胞染色体数量可能不变 12. (2025·扬州期初改编)下图为某种动物细胞(2N＝6)的有丝分裂后期图，图中部分染色体出现异常，数字代表染色体，不考虑基因突变。下列相关叙述不正确的有( ) A．该细胞中染色单体数为0 B．该细胞中含有两套完整的遗传信息 C．图中的1与 6、5 与 10是两对同源染色体 D．该细胞产生的子细胞的基因型是AaBB和 Aabb 13. (2025·海安期初)下图表示细胞周期中的部分检验点，其中E2F是一种转录因子，Rb是一种能与E2F结合的蛋白。当Rb和E2F结合时，E2F不能发挥作用，相关基因不能转录。脱离Rb后，E2F可以发挥作用。相关叙述正确的有( ) A．细胞生长信号会激活G1－CDK，活化的G1－CDK促进Rb与E2F结合 B．若Rb基因突变，检验点1可能失去作用，可引发细胞增殖失控 C．用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点2将细胞阻滞在S期 D．用秋水仙素抑制纺锤体的形成，主要激活检验点4使细胞停滞于中期 14. (2024·南通二调)为探究重金属Cr6＋对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响，将萌发的蚕豆种子在胚根长到1 cm时，转入盛有一定浓度Cr6＋溶液的培养皿中浸泡处理，每隔24 h更换溶液，处理72 h后，制作有丝分裂装片，镜检、观察，拍摄到如甲、乙所示的两幅图片，相关叙述正确的是( ) A．制作有丝分裂装片时解离的时间要适当，确保根尖组织细胞分散 B．装片中单层细胞区比多层细胞区更容易找到理想的分裂期细胞 C．图甲所示细胞中姐妹染色单体正在分离，部分染色体出现断裂现象 D．图乙所示细胞处于分裂末期，箭头所指微核是由断裂的染色体形成的 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四单元　细胞的生命历程 第18讲　细胞的增殖 【课标要求】 1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性； 2.实验：制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。 考点1　细胞增殖的周期性 考 点 透 析 知识1　细胞增殖 1. 生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。细胞不能无限生长的原因：细胞表面积和体积比值的限制、细胞核控制范围的限制。 2. 细胞增殖 知识2　细胞周期 1. 细胞周期＝分裂间期(时间长)＋分裂期(时间短)。 2. 细胞周期概念模型分析  解 疑 释 惑 细胞周期的表示方法 方法名称 表示方法 用字母表示 细胞周期 扇形图 A→B→C→D→E→A为一个细胞周期，其中A→E为分裂间期，M期为分裂期 直线图 (a＋b)或(c＋d)为一个细胞周期 坐标图 (a＋b＋c＋d＋e)为一个细胞周期 直方图 A组细胞处于DNA复制前期；B组细胞处于DNA复制期；C组细胞处于DNA复制后的间期和分裂期 3. 影响细胞周期的因素 (1)内部因素：不同种类的细胞(控制细胞周期的相关基因有差异)，细胞周期持续的时间不完全相同，分裂间期和分裂期所占的比例也不同。 (2)外部因素：温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶活性来影响细胞周期。  深 度 指 津 细胞周期的“4个联系” 思辨小练 1. 判断下列说法的正误： (1)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。(×) 提示：卵细胞的体积较大，表面积和体积的比值较小，与周围环境进行物质交换的效率较低。 (2)分裂间期是分裂期的准备期，主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。(√) (3)不同生物体器官的大小主要取决于细胞数量的多少。(√) (4)同一细胞的细胞周期是不变的。(×) 提示：一些外界因素，如温度、pH等会影响细胞周期的长短，因此，同一细胞的细胞周期是可变的。 (5)细胞周期中细胞适度的生长发生在分裂间期。(√) 2. 诱导癌细胞同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成，将癌细胞阻滞在S期；后者可用秋水仙素抑制纺锤体的形成，使癌细胞停滞于中期。 典 题 说 法 考向　 细胞周期 例 (2024·湖北卷)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(见图1)，出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响，实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(A) 酵母菌出芽生殖 图1 图2 A. 芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽 B. 基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命 C. 成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同 D. 该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路 【解析】细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，由题干“出芽与核DNA复制同时开始”可知，芽殖酵母在细胞分裂间期开始出芽，A错误；由图2可知，基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数，而溶液丙可降低芽殖酵母的最大分裂次数，而一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡，因此基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命，B正确；芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖，无性繁殖不会改变染色体的数目，C正确；一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡，基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数，因此，该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路，D正确。 (多选)(2024·河北卷)酵母细胞中的M蛋白被激活后可导致核膜裂解、染色质凝缩以及纺锤体形成。蛋白K和P可分别使M发生磷酸化和去磷酸化，三者间的调控关系如图所示。现有一株细胞体积变小的酵母突变体，研究发现其M蛋白的编码基因表达量发生显著改变。下列分析正确的是(AB) A. 该突变体变小可能是M增多且被激活后造成细胞分裂间期变短所致 B. P和K都可改变M的空间结构，从而改变其活性 C. K不足或P过量都可使酵母细胞积累更多物质而体积变大 D. M和P之间的活性调控属于负反馈调节 【解析】据“M蛋白被激活后可导致核膜裂解、染色质凝缩以及纺锤体形成”可知，M蛋白激活可促进细胞进入分裂前期，导致分裂间期变短，使得间期蛋白质合成量不足，细胞体积变小，A正确；据“蛋白K和P可分别使M发生磷酸化和去磷酸化”可知，P和K分别通过磷酸化和去磷酸化改变M的空间结构，从而改变其活性，B正确；据图可知，蛋白K对M有抑制作用，蛋白P对M有激活作用，故K不足或P过量都会使酵母细胞中被激活的蛋白M增多，促进细胞进入分裂前期，间期蛋白质积累不足而体积变小，C错误；据题图可知，当M增多时，会激活促进蛋白P的产生，而蛋白P又会反过来继续激活促进蛋白M的产生，使得M继续增多，故M和P之间的活性调控属于正反馈调节，D错误。 考点2　有 丝 分 裂 考 点 透 析 知识1　有丝分裂 1. 有丝分裂的过程 有丝分裂是真核细胞分裂期的主要分裂方式之一，包括前、中、后、末四个时期。 时期 植物细胞 动物细胞 主要特点 前期 ①出现染色体； ②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失； ③形成纺锤体； ④染色体散乱分布 中期 染色体的着丝粒排列在赤道板上，染色体的形态和数目比较清晰 后期 ①着丝粒一分为二； ②纺锤丝牵引染色体移向细胞的两极； ③染色体数目加倍 末期 ①染色体变成细长而盘曲的染色质丝； ②纺锤丝逐渐消失； ③核膜、核仁重新出现； ④一个细胞分裂成两个子细胞 [识记口诀] 膜仁消失现两体，形定数晰赤道齐，粒裂数增均两极，两消两现重开始。 2. 动植物细胞有丝分裂的主要区别 时期 间期 前期 末期 高等 植物 细胞 无中心体的倍增 由两极发出的纺锤丝构成纺锤体 细胞中部形成细胞板，扩展形成新细胞壁，分裂成两个子细胞 动物 细胞 有中心体的倍增(包括低等植物) 两组中心粒发出星射线构成纺锤体(包括低等植物) 细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分  解 疑 释 惑 (1)中心粒在间期倍增，在前期两组中心粒分别移向细胞两极，在末期随着细胞分裂进入两个子细胞。 (2)星射线和纺锤丝都由微管蛋白组装而成，在前期形成纺锤体。 (3)除了动物，低等植物中也有中心体，故不能通过中心体或纺锤体的形成方式鉴别动植物细胞，可以通过有无细胞壁或末期是否会形成细胞板(细胞质的分裂方式)鉴别。 (4)与细胞有丝分裂有关的细胞器 细胞器 所在细胞类型 作用时期 生理作用 核糖体 动植物细胞 整个时期 合成蛋白质 中心体 动物、低等植物细胞 前期 与纺锤体的形成有关 高尔 基体 动植物细胞 末期 与植物细胞壁的形成有关 线粒体 动植物细胞 整个时期 提供能量 3. 动植物细胞有丝分裂过程中相关结构行为变化的规律 结构 变化规律 染色体 注：染色体数目＝着丝粒数目，存在染色单体时，染色体数∶核DNA分子数＝1∶2；不存在染色单体时，该比值为1∶1 纺锤体 (前期)形成→(末期)消失 核膜、核仁 (前期)消失→(末期)重建 4. 细胞周期过程中相关物质或结构的数量变化规律(以二倍体生物为例) (1)列表比较各时期的变化 时期 分裂 间期 有丝分裂 前期 中期 后期 末期 染色体 2n 2n 2n 4n 4n→2n 染色单体 0→4n 4n 4n 0 0 核DNA分子 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n (2)曲线图表示各时期的变化 　　 　　 ①a→b、l→m、p→q的变化原因都是核DNA分子复制。 ②g→h、n→o、r→s的变化原因都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。 ③c→d、i→j的变化原因都是随着细胞一分为二而减少。 (3)根据柱状图判断细胞分裂的时期(以二倍体生物为例) 5. 有丝分裂的意义 将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制和相关蛋白质的合成)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。 知识2　无丝分裂 思辨小练 判断下列说法的正误： (1)在植物细胞有丝分裂末期形成了赤道板。(×) 提示：在植物细胞有丝分裂末期形成了细胞板。赤道板是假想的结构。 (2)动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同。(×) 提示：动植物细胞有丝分裂过程中染色体形态、数目变化相同。 (3)纺锤体与染色体运动有关，与着丝粒分裂无关。(√) (4)无丝分裂过程中没有遗传物质的复制和变化。(×) 提示：无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化，但有遗传物质的复制和变化。 (5)有丝分裂后期，着丝粒分裂，细胞内核DNA数目加倍。(×) 提示：有丝分裂后期，着丝粒一分为二，细胞内核DNA分子数不变，染色体数目加倍。 (6)有丝分裂前期，细胞内染色体数与核DNA分子数之比为1∶2。(√) (7)在细胞周期中，染色单体数量随着染色体数量的加倍而加倍。(×) 典 题 说 法 考向1　有丝分裂各时期特点 例1 (2024·浙江1月卷)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①～④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是(B) A. 细胞①处于间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成 B. 细胞②处于中期，染色体数∶ 染色单体数∶ 核DNA分子数＝1∶2∶2 C. 细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动 D. 细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二 【解析】①处于间期，细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，并且细胞有适度的生长，但蛋白质的合成不在细胞核，而在核糖体，A错误；②处于中期，染色体已在间期复制完成，因此染色体数目没有改变，但一条染色体上有两条染色单体，一条染色体上有两个核DNA，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2，B正确；③处于后期，有丝分裂不会出现同源染色体分离的情况，C错误；④处于末期，题目观察的是洋葱根尖细胞，植物细胞末期的特点之一是在赤道板的位置细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁，动物细胞末期是细胞膜向内凹陷将细胞一分为二，D错误。 变式1 (2024·江西卷)某植物中，T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是(B) A. T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体 B. T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列 C. T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍 D. T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动 【解析】纺锤体的形成发生在前期，T基因的突变影响后期纺锤体伸长的时间和长度，因此T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体，A正确；染色体着丝粒排列在赤道板上是中期的特点，T基因的突变影响的是后期纺锤体伸长的时间和长度，因此T基因突变，染色体着丝粒可以在赤道板上排列，B错误；着丝粒是自动分裂的，不需要依靠纺锤丝的牵拉，因此T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍，C正确；T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，进而影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动，D正确。 考向2　有丝分裂中染色体、核DNA等数量变化 例2 (2024·常州一中)图1表示细胞有丝分裂不同时期染色体数/核DNA数的变化，A～D表示分裂间期；图2、图3分别表示高等动物甲、高等植物乙有丝分裂某时期的图像。下列相关叙述正确的是(C) A. 图1中B～C段和E～F段形成的原因分别是染色体数加倍和核DNA数加倍 B. 图2细胞的下一时期，细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝2∶1∶1 C. 图3中结构H为细胞板，与结构H形成密切相关的细胞器是高尔基体 D. 动物甲与植物乙有丝分裂过程存在显著差异的是图2和3所示时期 【解析】图1中B～C段为分裂间期的S期，该段形成的主要原因是DNA的复制，E～F段形成的原因是有丝分裂后期着丝粒分裂，A错误；图2中有纺锤体和染色体，着丝粒排列在赤道板上，处于有丝分裂中期，图2细胞的下一时期为有丝分裂后期，此时没有姐妹染色单体，B错误；结构H为细胞板，该细胞处于有丝分裂末期，结构H最终形成子细胞的细胞壁，与其形成密切相关的细胞器是高尔基体，C正确；高等动物甲、高等植物乙有丝分裂过程存在的显著差异是：①有丝分裂前期，动物细胞的纺锤体由中心体发出的星射线形成，而植物细胞的纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成；②有丝分裂末期，植物细胞细胞板由细胞的中央向四周扩展，将细胞一分为二，最终形成新的细胞壁，动物细胞细胞膜向内凹陷，将细胞一分为二，D错误。 变式2 小明同学观察马蛔虫(2n＝4)细胞分裂过程时，绘制了如下三幅图。下列有关叙述正确的是(D) A. 图1中结构1最终解螺旋，变成细长的染色质丝 B. 图1由中心粒发出纺锤丝形成了纺锤体 C. 图1与图2细胞中染色体数目之比为1∶2，染色单体数目之比为1∶1 D. 图1和图2分别对应图3中的d和a时期 【解析】图1中结构1为纺锤体，是由中心粒发出星射线形成的，解螺旋形成染色质丝的应该是染色体，A、B错误；图1细胞中有4条染色体，8条染色单体，图2细胞中有8条染色体，没有染色单体，C错误；图1含有同源染色体，且着丝粒都排列在赤道板上，处于有丝分裂中期，图2含有同源染色体，且着丝粒分裂，处于有丝分裂后期。图3 a中染色体与核DNA之比为1∶1，且染色体数目是体细胞的2倍，表示有丝分裂后期；d中染色体∶核DNA＝1∶2，表示有丝分裂前期和中期；c中染色体与核DNA之比为1∶1，表示有丝分裂末期结束形成的子细胞及间期DNA复制前的细胞，D正确。  方 法 规 律 如果柱状图中无图注，如何迅速识别柱形图中的染色体、染色单体和核DNA? (1)先看染色单体：染色单体数可能是0，而染色体数和核DNA数不可能是0。 (2)再看核DNA和染色体：核DNA数可能是染色体数的2倍，而染色体数不可能是核DNA数的2倍。 大题考向2　细胞周期的调控 情 境 剖 析 细胞周期的运行，是在一系列称为检验点(check point)的严格检控下进行的，当DNA发生损伤，复制不完全或纺锤体形成不正常，周期将被阻断，直到条件有利。主要的细胞周期检验点包括： ①G1/S检验点：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？ ②S期检验点：DNA复制是否完成？ ③G2/M检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？ ④中—后期检验点(纺锤体组装检验点)：任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会抑制APC的活性，引起细胞周期中断。 细胞周期进程是由一系列蛋白质驱动的，其核心成分包含细胞周期蛋白(cyclin)和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)两种组分。细胞周期蛋白没有酶活性，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的活性依赖于细胞周期蛋白。激活的CDK1可将靶蛋白磷酸化而产生相应的生理效应，如将核纤层蛋白磷酸化导致核纤层解体、核膜消失，将H1磷酸化导致染色体的凝缩等等。这些效应的最终结果是细胞周期的不断运行。周期蛋白不仅仅起激活CDK的作用，还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化，从而推动细胞周期的前进。不同细胞周期蛋白的浓度在细胞周期中呈周期性升降，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的活性也随之升降。因此直接影响细胞周期蛋白活性的物质，会对细胞周期的进程产生影响。 典 题 体 验 例1 (2024·扬州期初节选)真核细胞中，细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，检验点通过细胞的反馈信号来启动或推迟进入下一个时期。三种常见检验点的功能如下表，请分析回答下列有关问题： 检验点 功能 A 评估细胞大小 B 评估DNA是否准确复制 C 评估纺锤体是否正确组装 　(1)检验点A决定细胞是否进行分裂，若通过了检验点A，细胞开始进行分裂，据表推测，此时检验点A接受的反馈信号是细胞体积增大到一定程度或达到一定大小。在一个细胞周期中检验点B与检验点A发生的先后顺序为B、A。检验点C还可评估纺锤丝是否与着丝粒正确连接，则此检验点对有丝分裂的重要作用是确保复制后的染色体均分到细胞两极。 (2)通过检验点B后，细胞中染色体与核DNA的数量比变为1∶2。从检验点B到检验点C，细胞内染色质丝发生的变化为染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。 (3)为研究L蛋白和U蛋白在细胞有丝分裂过程中的作用，分别观察正常细胞、L蛋白含量降低的细胞(L－细胞)，U蛋白含量降低的细胞(U－细胞)的图像，发现L－细胞分裂时出现多极纺锤体、纺锤体变小且不再位于细胞中央(见图1)，U－细胞分裂期个别染色体没有排列到赤道板上，而是游离在外(图2白色箭头所指)。据此推测，正常情况下L蛋白促进①(填下列序号)，U蛋白促进②(填下列序号)。 ①细胞完成纺锤体的正确组装　②使纺锤丝附着于染色体的着丝粒上　③牵拉染色体移向细胞两极 图1 图2 (4)端粒学说认为，细胞每分裂一次端粒DNA序列会缩短一截，在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列(或“基因”或“DNA”)受到损伤会导致细胞衰老。研究发现，端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒DNA，使端粒延长从而延缓细胞衰老，据此分析引起细胞衰老的原因可能是端粒酶活性降低(或端粒酶活性受到抑制)。 【解析】(1)检验点A是评估细胞大小，通过了检验点A，细胞开始进行分裂，细胞在分裂前细胞体积有适度的增大，因此检验点A接受的反馈信号是细胞体积增大到一定程度或达到一定大小。DNA复制在S期，过了G2期，细胞开始进入分裂期，因此检测点B在检测点A之前。纺锤丝与着丝粒正确连接的意义是保证了经过复制的染色体精确地平均分配到两个子细胞中，维持了细胞的亲代和子代之间遗传的稳定性。(2)DNA复制后，一条染色体上含有两个DNA分子，此时细胞中染色体与核DNA的数量比变为1∶2。由间期到分裂前期的这段时期，染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。(3)由图1可知，L－细胞中L蛋白含量降低，纺锤体没有完成正确组装，因此正常情况下，L蛋白促进细胞完成纺锤体的正确组装；U－细胞中U蛋白含量降低，个别染色体没有排列到赤道板上，而是游离在外，据此推测，正常情况下U蛋白促进纺锤丝附着于着丝粒上。 例2 真核细胞的细胞周期进程受到精密的调控，从而使细胞有序正常分裂。癌细胞周期失控而恶性分裂，科研人员利用人的乳腺癌细胞开展下列实验。 (1)研究人员检测了Whi5蛋白在细胞周期中的变化，如图1显示，进入分裂间期的G1期，Whi5蛋白浓度的变化是先升高后下降，该变化完成后细胞才进入S期。 图1 图2 (2)研究表明，雌激素能促进乳腺癌细胞增殖。其机理是：雌激素进入细胞后与雌激素受体结合形成激素—受体复合物，激素—受体复合物促进cyclinD与CDK4/6结合，促使CDK4/6活化。活化的CDK4/6促进细胞由G1期转变为S期，进而促进乳腺癌的发展(如图2所示)。雌激素进入细胞的运输方式是自由扩散，因为雌激素为固醇类激素，属于脂溶性物质。培养液中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸用32P标记，标记物被大量利用的时期是S(填“G1”“S”“G2”或“M”)期。 (3)为了抑制乳腺癌的发展，研究人员研制出了雌激素受体拮抗剂B，从植物体内提取出了纺锤体抑制剂紫杉醇。B和紫杉醇发挥作用的时期分别是G1、M(均填“G1”“S”“G2”或“M”)期，其中B发挥作用的原理是阻断雌激素和雌激素受体之间的结合，使雌激素失去作用。 【解析】(1)据图1结果显示，进入细胞间期的G1期后，Whi5蛋白浓度先升高后下降，该变化完成后细胞才进入S期。(2)雌激素属于性激素，性激素属于固醇类物质，是小分子脂类物质，进入细胞的方式是自由扩散。在细胞周期中的S期为DNA复制期，DNA进行复制需要以4种脱氧核苷酸为原料，又由于胸腺嘧啶核苷酸是DNA特有的碱基，培养液中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸用32P标记，所以标记物被大量利用的时期是S期。(3)B是雌激素受体拮抗剂，而雌激素进入细胞后与雌激素受体结合形成激素—受体复合物，激素—受体复合物促进乳腺癌细胞周期蛋白D(cyclinD)的表达，cyclinD与周期蛋白依赖性激酶4/6(CDK4/6)结合，促使CDK4/6活化，从而作用于G1期，所以B能在G1期阻断雌激素和雌激素受体之间的结合，使雌激素失去作用。紫杉醇是纺锤体抑制剂，而M期的前期形成纺锤体，所以紫杉醇作用于M期的前期，抑制纺锤体形成，从而抑制细胞分裂。 实验9　观察根尖细胞的有丝分裂 实 验 回 归 1. 实验原理 (1)高等植物根尖、茎尖的分生区细胞能进行有丝分裂。 (2)在高倍显微镜下，可根据细胞内染色体的变化情况，识别该细胞所处的时期。 (3)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液)着色。 2. 实验步骤 a. 洋葱根尖培养：实验前3～4 d，待根长约5 cm 实 验 延 伸 1. 实验成功的关键及注意事项 选材 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料 部位 选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区) 时间 选取细胞分裂旺盛的时间(一般在上午10时至下午2时) 操作 解离 时间 太短 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散 过长 导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色 漂洗 时间 适宜 洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色 染色 时间 太短 染色体或染色质不能完全着色 过长 使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体 压片 过轻 细胞未分散开 过重 将组织压烂 观察 部位 只有分生区细胞才可以作为观察对象 细胞状态 不能观察到细胞有丝分裂的动态变化过程，因为解离时细胞就已死亡。观察到的单个细胞只是处于某一种状态，只有移动装片，才能观察到处于不同分裂时期的细胞 易错 不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到 2.细胞周期和各期的计算 (1)原理：细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。 (2)计算公式：由T/N＝t/n 公式推导出T＝tN/n或t＝nT/N。其中T为细胞周期，t为完成各期所需时间，n为各期的细胞数，N为取样的总细胞数。 实验素养 实验材料的选择和处理 1. 下面是植物根尖示意图，请据图回答问题： (1)观察植物细胞有丝分裂实验中，取材时为什么只能剪取根尖2～3 mm，而不能过长？ 提示：若剪得过长会包括伸长区，伸长区细胞不分裂，这样会很难找到处于细胞周期的细胞。 (2)观察植物细胞的有丝分裂需要先在低倍镜下找到分生区的细胞，请结合图示，描述一下分生区细胞的特点：细胞呈正方形且排列紧密。 2. 洋葱在实验中的“一材多用” 取材部位 实验名称 取材原因 叶 鳞片叶 植物细胞的质壁分离和复原 外表皮细胞含紫色大液泡 使用高倍显微镜观察细胞的多样性 细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核 管状叶 绿叶中色素的提取和分离 色素含量多 根 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察 题 组 运 用 1. (2022·江苏卷)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后，分别制作有丝分裂装片，镜检、观察。下图为二倍体根尖中三个细胞的照片。下列相关叙述错误的是(D) A. 两种根尖都要用有分生区的区段进行制片 B. 装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞 C. 在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞 D. 四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的4倍，③的2倍 【解析】根尖分生区细胞有丝分裂比较旺盛，所以观察有丝分裂两种根尖都要用有分生区的区段进行制片，A正确；多层细胞相互遮挡不容易观察细胞，所以装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞，B正确；低倍镜下视野大，所以在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞，C正确；四倍体中期细胞中的染色体数是4N，图中①处于二倍体根尖细胞有丝分裂后期，染色体数目加倍，染色体数目为4N，②处于二倍体根尖细胞有丝分裂前的间期，染色体数目为2N，③处于二倍体根尖细胞有丝分裂前期，染色体数目为2N，所以四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的2倍，③的2倍，D错误。 2. (2022·广东卷)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(C) A. 根尖解离后立即用龙胆紫(甲紫)溶液染色，以防解离过度 B. 根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检 C. 找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦 D. 向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央 【解析】根尖解离后需要先漂洗，洗去解离液后再进行染色，A错误；将已经染色的根尖置于载玻片上，加一滴清水后，用镊子将根尖弄碎，盖上盖玻片后需要用拇指轻轻按压盖玻片，使细胞分散开，再进行观察，B错误；在低倍镜下找到分生区细胞后，再换用高倍镜进行观察，此时为使视野清晰，需要用细准焦螺旋进行调焦，C正确；分裂中期的染色体着丝粒整齐排列在赤道板上，据图可知，图示中的中期细胞位于左上方，向左上方移动装片可将分裂中期的细胞移至视野中央，D错误。 配套精练 第四单元　细胞的生命历程 第18讲　细胞的增殖 一、 单项选择题 1. (2023·浙江6月卷)为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述，不合理的是(D) A．选用易获取且易大量生根的材料 B．选用染色体数目少易观察的材料 C．选用解离时间短分散性好的材料 D．选用分裂间期细胞占比高的材料 【解析】根尖分生区的细胞分裂能力较强，故观察有丝分裂时选用易获取且易大量生根的材料，A合理；选用染色体数目少易观察的材料有利于观察有丝分裂每一个时期的特点，B合理；选用解离时间短分散性好的材料，更有利于观察细胞的染色体变化，C合理；细胞周期中，分裂间期比分裂期占比更大，应该选用分裂间期细胞占比低的材料观察有丝分裂，D不合理。 2. (2024·盐城期中)如图表示有丝分裂过程中一条染色体(质)的变化过程。下列说法错误的是(A) A．d中的两条染色体的形态和大小不同 B．②发生在有丝分裂的前期 C．③过程可以发生在有丝分裂的后期 D．①发生在有丝分裂前的间期 【解析】d中两条染色体是间期复制形成的，因此其形态和大小一般相同，A错误。 3. (2023·浙江卷改编)纺锤丝由微管构成，微管由微管蛋白组成。有丝分裂过程中，染色体的移动依赖于微管的组装和解聚。紫杉醇可与微管结合，使微管稳定不解聚，阻止染色体移动。培养癌细胞时加入一定量的紫杉醇，下列过程受影响最大的是(C) A．染色质复制 B．染色质凝缩为染色体 C．染色体向两极移动 D．染色体解聚为染色质 【解析】紫杉醇可与微管结合，使微管稳定不解聚，阻止染色体移动，从而抑制细胞分裂，但不影响染色体的复制、凝缩、解聚过程，影响最大的是染色体向两极移动。 4. (2025·海安期初改编)下图是某同学利用蚕豆(2n＝12)根尖制作临时装片观察到的有丝分裂显微照片。相关叙述错误的是(D) 甲 乙 A．制作临时装片的步骤是解离→漂洗→染色→压片 B．甲细胞含有12条染色体、24条染色单体 C．乙细胞中含有6种不同形态的染色体 D．乙细胞处于有丝分裂后期，此时染色体和DNA含量都加倍 【解析】乙细胞处于有丝分裂后期，有24条染色体，有6种不同形态，即非同源染色体有6种，C正确；有丝分裂后期染色体因着丝粒分裂而加倍，但DNA含量不加倍，D错误。 5. (2024·仪征中学)科研人员将海拉细胞放入正常培养液中培养7 h，用碱性荧光物质对细胞进行染色体染色后，再用荧光显微镜采集各组细胞有丝分裂分裂期的图像，每5 min采集一次图像，部分结果依次如下图。关于图像的描述，下列叙述错误的是(C) A．a组细胞的染色质螺旋缠绕形成染色体 B．c组细胞中所有染色体的着丝粒排在赤道面上 C．e组细胞中，染色单体数目是分裂间期的两倍 D．55 min后核膜会重新形成，并向内凹陷形成环沟 【解析】a组的核膜破裂，细胞处于前期，此时细胞的染色质螺旋缠绕形成染色体，A正确；c组细胞处于中期，染色体凝聚达到最大，染色体的着丝粒排列在赤道板上，染色体形态最为清晰，B正确；e组细胞处于后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色单体数目为0，C错误；55 min后处于末期，此时核膜会重新形成，并向内凹陷形成环沟，最终将细胞缢裂为两个子细胞，D正确。 6. (2024·扬州中学)如下图所示，液泡化的植物细胞有丝分裂时，细胞中形成细胞质丝，细胞核从细胞的边缘通过细胞质丝移动到细胞中央。在正常核分裂的同时，成膜粒(主要由细胞骨架构成)出现在某些细胞质丝中，后扩展形成成膜体，之后，来自高尔基体等的囊泡在细胞中部融合形成细胞板，并逐步形成新的细胞壁，进而完成细胞质分裂。下列说法错误的是(D) A．植物细胞中细胞质丝的出现和消失可能具有周期性 B．成膜体可能以轨道的形式介导了囊泡到达细胞中部 C．该实例体现了细胞骨架与细胞分裂密切相关 D．植物的根尖分生区细胞也能发生图中所示的过程 【解析】构成细胞骨架的重要结构是微丝和微管，微管是一种管状结构，囊泡就是沿微管移动的，成膜粒(主要由细胞骨架构成)出现在某些细胞质丝中，后扩展形成成膜体，之后，来自高尔基体等的囊泡在细胞中部融合形成细胞板，由此推测成膜体可能以轨道的形式介导了囊泡到达细胞中部，B正确；该图为液泡化的植物细胞进行有丝分裂的示意图，根尖分生区细胞没有大液泡，因此不能发生图中所示的过程，D错误。 7. 下图是一个细胞周期中染色体数目变化的曲线，下列有关叙述错误的是(D) A．F点之前进行DNA复制 B．G～H段染色体数目加倍的原因是着丝粒分裂 C．K～J段染色体数目下降一半是由于染色体平均进入两个子细胞 D．F～G段一条染色体含一个DNA分子 【解析】F～G段着丝粒没有分裂，姐妹染色单体没有分开，故一条染色体含两个DNA分子，D错误。 8. (2024·常州期末)在有丝分裂中期，若出现单附着染色体(染色体的着丝粒只与一侧的纺锤丝相连，如图所示)，细胞将延缓后期的起始，直至该染色体着丝粒与另一极的纺锤丝相连，并正确排列在赤道板上。此过程受位于前期和错误排列的中期染色体上的MAD2蛋白的监控，正确排列的中期染色体上没有MAD2蛋白。用玻璃微针勾住单附着染色体，模拟施加来自对极的正常拉力时，细胞会进入分裂后期。下列说法错误的是(C) A．细胞分裂能进入后期与来自两极纺锤丝的均衡拉力有关 B．当所有染色体上的MAD2蛋白都消失后，细胞才能进入分裂后期 C．MAD2蛋白功能异常，细胞将在染色体错误排列时停滞在分裂中期 D．某些细胞在染色体排列异常时仍能继续分裂可能与监控缺失有关 【解析】用玻璃微针勾住单附着染色体，模拟施加来自对极的正常拉力时，原本不能进入分裂后期的细胞会进入分裂后期，可知细胞分裂能进入后期与来自两极纺锤丝的均衡拉力有关，A正确；由题意可知，前期染色体上存在MAD2蛋白，正确排列的中期染色体上没有MAD2蛋白，推测当所有染色体上的MAD2蛋白都消失后，细胞才能进入分裂后期，B正确；由“此过程受位于前期和错误排列的中期染色体上的MAD2蛋白的监控”可知，MAD2蛋白起监控作用，MAD2蛋白功能异常，细胞监控缺失，细胞分裂不会停在分裂中期，能继续分裂，C错误；MAD2蛋白监控细胞中染色体的错误排列，某些细胞的染色体排布异常时仍能继续分裂，可能与MAD2蛋白的监控功能缺失有关，D正确。 9. (2024·如东期初改编)在观察二倍体细胞有丝分裂时，发现有的细胞中个别染色体的姐妹染色单体末端发生黏合，着丝粒分裂后形成“染色体桥”，如图所示。后续分裂过程中染色体在两个着丝粒间任一位置发生断裂，相关叙述错误的是(C) A．可在细胞分裂后期观察到“染色体桥”结构 B．若无其他变异发生，分裂产生的子细胞染色体数相同 C．图中细胞中含4个染色体组，2套控制生物性状的遗传信息 D．此时细胞中核DNA与染色体的数量比为1∶1 【解析】根据题意，着丝粒分裂后向两极移动，由于染色体的姐妹染色单体末端发生黏合，因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构，后期核DNA与染色体的数量比为1∶1，A、D正确；产生“染色体桥”后，后续分裂过程中染色体在两着丝粒间任一位置发生断裂，因此分裂产生的两个子细胞染色体数相同，B正确；图中细胞含4个染色体组，4套控制生物性状的遗传信息，C错误。 10. (2024·常州期末)研究人员观察并统计了不同浓度锶(Sr2＋)溶液处理 48 h后根尖分生区细胞有丝分裂指数(有丝分裂细胞数/观察统计的细胞总数×100%)、出现微核细胞和染色体畸变的细胞占统计细胞总数的比例，结果如下图所示。相关叙述正确的是(B) 图1 图2 A．计算有丝分裂指数、染色体畸变率和微核率均需统计处于分裂期的细胞数 B．Sr2＋可诱导根尖分生区细胞出现程度不同的染色体断裂，进而形成微核细胞 C．Sr2＋能抑制细胞分裂，且Sr2＋的浓度与其对细胞分裂的抑制作用呈正相关 D．剪取根尖放入卡诺氏液浸泡后用体积分数为75%的酒精冲洗，以延长根尖保存时间 【解析】根据题干信息，仅有丝分裂指数需要统计处于分裂期的细胞数，A错误；由图2可知，染色体畸变率和微核率呈正相关，且与Sr2＋的浓度呈正相关，染色体变异可能导致微核的产生，B正确；由图1可知，有丝分裂指数随着Sr2＋浓度的增加先上升后下降，因此Sr2＋的浓度与其对细胞分裂的抑制作用不呈正相关，C错误；由课本信息可知，卡诺氏液固定后需要用体积分数为95%的酒精冲洗2次，D错误。 二、 多项选择题 11. (2024·连云港一调)下图为桉树叶挥发油处理后的蚕豆根尖细胞有丝分裂图像。下列相关叙述错误的有 (AB) A．实验过程中应先用体积分数为95%的酒精冲洗，再用卡诺氏液固定，然后再制作装片 B．先使用高倍物镜找到分生区，再找染色体形态较好的分裂相观察 C．培养期若用适量的秋水仙素处理，能看到更多如图所示时期的细胞 D．桉树叶挥发油处理后的根尖细胞，分裂产生的子代细胞染色体数量可能不变 【解析】实验过程中应先用卡诺氏液固定，再用体积分数为95%的酒精冲洗，然后再制作装片，A错误；先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察，B错误；秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，培养期若用适量的秋水仙素处理，能看到更多如图所示时期的细胞(中期的细胞)，C正确；桉树叶挥发油处理后的根尖细胞，既有正常的二倍体细胞，也有含染色体断裂片段的细胞，因此分裂产生的子代细胞染色体数量可能不变，D正确。 12. (2025·扬州期初改编)下图为某种动物细胞(2N＝6)的有丝分裂后期图，图中部分染色体出现异常，数字代表染色体，不考虑基因突变。下列相关叙述不正确的有(ABC) A．该细胞中染色单体数为0 B．该细胞中含有两套完整的遗传信息 C．图中的1与 6、5 与 10是两对同源染色体 D．该细胞产生的子细胞的基因型是AaBB和 Aabb 【解析】该细胞处于有丝分裂后期，正常情况下该时期细胞应该含有12条染色体，而图示细胞只有10条染色体，原因是5号和10号染色体的着丝粒没有分裂，因此该细胞含有4条染色单体，A错误；图示细胞含有4个染色体组，即含有4套关于这种动物生长、发育、繁殖的全部遗传信息，B错误；同源染色体一般是指形态、大小相同的一组染色体，图中1与 6是复制产生的染色体，不是同源染色体，C错误；据图可知，5号和10号染色体无纺锤丝牵引，故可能导致相应的染色体随机移向细胞的任何一极，仅考虑图示基因，则图中细胞理论上产生的子细胞有基因型为AaBB和Aabb，D正确。 13. (2025·海安期初)下图表示细胞周期中的部分检验点，其中E2F是一种转录因子，Rb是一种能与E2F结合的蛋白。当Rb和E2F结合时，E2F不能发挥作用，相关基因不能转录。脱离Rb后，E2F可以发挥作用。相关叙述正确的有(BCD) A．细胞生长信号会激活G1－CDK，活化的G1－CDK促进Rb与E2F结合 B．若Rb基因突变，检验点1可能失去作用，可引发细胞增殖失控 C．用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点2将细胞阻滞在S期 D．用秋水仙素抑制纺锤体的形成，主要激活检验点4使细胞停滞于中期 【解析】据图知，活化的G1－CDK会促进Rb与E2F分离，从而使E2F发挥作用，促进相关基因的转录，A错误；若Rb基因突变，Rb蛋白不能正常与E2F结合，E2F将持续活化，导致细胞周期失控，检验点1失去作用，可能引发细胞增殖失控，B正确；用药物特异性抑制DNA合成，会阻止细胞进入S期，主要激活检验点2，使细胞阻滞在S期，C正确；秋水仙素抑制纺锤体的形成，会阻止细胞进入M期，主要激活检验点4，使细胞停滞于中期，D正确。 14. (2024·南通二调)为探究重金属Cr6＋对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响，将萌发的蚕豆种子在胚根长到1 cm时，转入盛有一定浓度Cr6＋溶液的培养皿中浸泡处理，每隔24 h更换溶液，处理72 h后，制作有丝分裂装片，镜检、观察，拍摄到如甲、乙所示的两幅图片，相关叙述正确的是(ABD) A．制作有丝分裂装片时解离的时间要适当，确保根尖组织细胞分散 B．装片中单层细胞区比多层细胞区更容易找到理想的分裂期细胞 C．图甲所示细胞中姐妹染色单体正在分离，部分染色体出现断裂现象 D．图乙所示细胞处于分裂末期，箭头所指微核是由断裂的染色体形成的 【解析】制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，解离的时间要适当，时间过短细胞不能充分分散，时间过长根尖过于酥软，A正确；细胞重叠会影响观察效果，B正确；图甲所示细胞中染色体的着丝粒排列在赤道板上，说明该细胞处于有丝分裂中期，C错误；图乙所示细胞一分为二，处于分裂末期，箭头所指为断裂的染色体片段，这些片段在细胞分裂末期不能进入子细胞核，而成为了细胞核外的团块，称为微核，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$