2026届高三生物一轮复习课件：细胞的增殖

第13讲 细胞的增殖 自主回顾·素养储备 易 错 辨 析 (1)细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制(　　) (2)使用高倍镜可观察到赤道板和细胞板的时期分别是中期和末期(　　) × √ (3)蛙的红细胞能通过无丝分裂增殖，人的红细胞能通过有丝分裂增殖(　) (4)有核膜和核仁的时期，细胞内的DNA聚合酶和RNA聚合酶均可能较为活跃(　　) (5)除中心体之外的细胞器在子细胞中的分配是随机的(　　) × √ √ (6)细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低，因此细胞体积越小越好(　　) × 1 2 细胞增殖和细胞周期 3 细胞的有丝分裂和无丝分裂 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 主要内容 一、细胞增殖和细胞周期 细胞增殖 1 （1）生物体的生长 ①单细胞生物的生长 ②多细胞生物的生长 —— 细胞体积增大 细胞体积增大 细胞数目增多 细胞是否可以无限长大呢？ 思维训练P115——探究细胞不能无限长大的原因 一、细胞增殖和细胞周期 思维训练P115——探究细胞不能无限长大的原因 目的： 通过探究细胞 与 之比（即 ） 与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。 表面积 体积 相对表面积 原理： ①琼脂块的大小模拟细胞大小，NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。 ②酚酞遇NaOH呈现______色。 红 （可以显示NaOH在琼脂块中的扩散速度） ③用NaOH的扩散效率反映细胞的物质运输效率。 NaOH在琼脂块中扩散的体积 琼脂块总体积 一、细胞增殖和细胞周期 放入盛有NaOH溶液中浸泡 测量NaOH的扩散深度 由于琼脂快的密度相同，所以，在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同。 NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的 NaOH在每一琼脂块内扩散效率随相对表面积的减小而减小 一、细胞增殖和细胞周期 细胞是否可以无限长大呢？ 细胞体积越大，细胞的表面积与体积的比值越小，物质运输的效率越低，不利于细胞与外界进行物质交换。 ①细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。 ②细胞的核质比例限制了细胞的长大。 既然细胞越小，细胞相对表面积就大，细胞的物质运输的效率就越高， 细胞体积是不是越小越好？ 细胞体积最小限度是由完成细胞功能所必须的基本结构（如核糖体、线粒体等）和物质（如酶）所需要的空间决定的。 一、细胞增殖和细胞周期 ②双小核草履虫由较大细胞构成，具有两个细胞核的目的是保证正常的核质比。 ①原生动物有伸缩泡， 增大细胞相对表面积，使物质运输的速率加快， 保证细胞正常生命活动的需要。 ③卵细胞含有许多供胚胎发育的营养物质卵黄，而使体积增大了许多倍，但卵细胞一般与外界物质交换少，因此卵细胞的细胞膜表面积与体积的比值比较大。 一、细胞增殖和细胞周期 生长、发育、繁殖、遗传 细胞分裂 有丝分裂 细胞增殖 1 （2）方式及意义 （3）过程 细胞增殖包括 和 两个 的过程。 物质准备 细胞分裂 连续 分裂间期 分裂期 细胞周期 （A→B） (B→A） (A→A） 连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段∶分裂间期和分裂期。 01 细胞增殖和细胞周期 2.细胞周期 一、细胞增殖和细胞周期 细胞周期 2 连续分裂的细胞 下一次分裂完成 分裂间期 分裂间期与分裂期所占的比例不同。 分裂间期 分裂期 前期 末期 后期 中期 子细胞 G1 G2 S RNA和蛋白质合成 DNA复制 ①条件： ②起点： ③终点： ④阶段： ⑤特点： 一次分裂完成 继续分裂、 暂不分裂、 不再分裂(细胞分化)。 ⑥产生的子细胞去向： 和分裂期 易错易混与细胞周期有关的3个易错点 (1)并非所有的细胞都有细胞周期。 只有连续分裂的细胞才有细胞周期,如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。高度分化的细胞,如神经细胞、表皮细胞等没有细胞周期;发生减数分裂的细胞无细胞周期。 (2)细胞分裂产生的子细胞并非都能继续分裂。细胞分裂产生的子细胞有3种去向。 ①继续分裂:始终处于细胞周期中,保持连续分裂状态,如动物造血干细胞、植物形成层细胞等。 ②暂不分裂:仍具分裂能力,在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂,如T细胞、B细胞、记忆B细胞、记忆T细胞等。 ③不再分裂:失去分裂能力,如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞等。 (3)细胞类型不同,其细胞周期的长短也不同,但都是分裂间期的时间远远长于分裂期的时间。 一、细胞增殖和细胞周期 1.与细胞周期有关的几种常考图形 知识落实 1.下列关于细胞增殖的叙述,正确的是(　　) A.分裂间期进行染色体复制,染色体数目加倍 B.动物细胞有丝分裂与膜的流动性密切相关 C.高度分化的动物细胞永远失去了增殖的能力 D.同一生物体内不能同时存在有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种细胞增殖方式 B 2.甲、乙两图均为连续分裂的细胞的细胞周期图示。下列有关叙述错误的是(　　) A.图甲中的a段和图乙中的B→A段细胞进行DNA分子的复制 B.图甲中的b段和图乙中的A→B段细胞会出现染色体数目加倍现象 C.图甲、乙中会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合 D.根据在细胞周期中阻断DNA分子复制的原理,可以控制癌细胞的增生 C 一、细胞增殖和细胞周期 2.常和细胞周期联系的“热点” (1)基因突变：在细胞分裂间期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而出现差错，可能发生基因突变； (2)染色体变异：在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞； (3)细胞癌变：治疗癌症的药物作用于癌细胞的分裂间期，DNA不能复制，可以抑制癌细胞的无限增殖； (4)免疫：在细胞因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂，使细胞周期缩短。 提升·关键能力 拓展1.细胞周期检验点 为保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统(检验点)，对细胞周期的过程是否发生异常加以检测，只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下个阶段运行。部分检验点如右图所示。 G1检验点：DNA是否损伤；生长因子是否具备；营养物质是否充足。 G2检验点：又称有丝分裂检验点，DNA是否正确复制。 M检验点：纺锤体组装检验点，染色体是否正确排列。 提升·关键能力 拓展2.细胞周期同步化 应用过量的TdR 阻断法进行细胞周期同步化 细胞周期同步化是指借助特定方法使分裂细胞都停留在细胞周期的同一阶段的现象。 细胞周期同步化是使体外培养的细胞都处于相同分裂阶段的技术，胸腺嘧啶脱氧核苷（TdR）双阻断法是其常用方法，原理是高浓度TdR可抑制DNA复制，使处于S期的细胞受到抑制，处于其他时期的细胞不受影响，洗去TdR后S期的细胞又可继续分裂。图1是细胞周期的示意图。图2是TdR双阻断法诱导小鼠细胞周期同步化的操作流程。 1. T1的时长至少为__________，T2的时长至少为__________（用图3中字母和数学符号表示）。 2. 步骤三的目的是使处理后的所有细胞都停留在__________期的交界处。 考点 强化训练 1.(2017·全国卷Ⅲ，29)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题： (1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于______期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的________期，以达到细胞周期同步化的目的。 (2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制____________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞________(填“会”或“不会”)被阻断在间期。 分裂 间 纺锤体形成 不会 02 有丝分裂 2.有丝分裂的过程 分裂间期 分 裂 期 完成DNA复制和有关蛋白质合成 （膜仁消失两体现） 前期 中期 后期 末期 （形定数晰赤道齐） （点裂数加均两极） （两体消失膜仁现） 核膜核仁消失，染色体、纺锤体出现 染色体形态稳定，数目清晰，整齐排列在赤道板上 着丝点分裂，染色体数目加倍，平均分配到细胞两极 染色体、纺锤体消失，核膜核仁重新出现 01 细胞增殖和细胞周期 分裂间期的物质变化： G1期：又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质（如DNA聚合酶等）的合成，为S期DNA的复制做准备。 S期：又称DNA合成期，主要进行DNA的复制。 G2期：又称DNA合成后期，发生的是有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成 2.细胞周期 二、有丝分裂 前期 中期 后期 末期 间期 中心体在S期复制 动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别 2 02 有丝分裂 2.动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别 区别 动物细胞 高等植物细胞 纺锤体形成方式 前期 细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体 由两组中心粒周围发出星射线， 形成纺锤体 赤道板位置出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁 细胞膜内陷，细胞缢裂成两个子细胞 细胞分裂方式 末期 02 有丝分裂 2.动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别 二、有丝分裂 复制 子代细胞 亲代细胞 分裂（染色体平均分配） 有丝分裂的意义 3 将亲代细胞的染色体进行复制（关键是DNA的复制）之后，精确的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之间保持遗传物质的稳定性。 知识延伸(1)有丝分裂全过程均存在同源染色体,但不联会、不分离。 (2)姐妹染色单体在间期就已形成,只是呈染色质形态,而染色体形态出现于前期。 (3)后期着丝粒是自动分裂,与纺锤丝的牵引无关。若用秋水仙素抑制纺锤体的形成,没有纺锤丝的牵引,细胞中的染色体数目仍可加倍。 (4)界定赤道板与细胞板:赤道板不是细胞结构,是一个假想的平面,在光学显微镜下看不到;细胞板是一个真实的结构,在光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。 知识落实 1.右图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图。 此过程(　　) A.发生在有丝分裂的末期,核膜再度合成 B.发生在细胞周期的分裂间期,染色质复制 C.发生在有丝分裂的前期,核膜逐渐消失 D.发生在有丝分裂的中期,染色体螺旋变粗 C 由题图可以看出,该细胞的核膜正在消失或正在形成,应该处于有丝分裂的前期或末期,又因为有染色单体存在,所以只能处于前期。 2.染色体在细胞周期中的行为变化如下图所示。 下列叙述错误的是(　　) A.a→b过程中纺锤丝逐渐消失 B.b→c过程中有蛋白质通过核孔进入细胞核 C.c→d过程中核膜逐渐解体成具有单层膜的小泡 D.e→a过程中纺锤丝的牵引导致着丝粒分裂 D a→b表示有丝分裂末期,该过程中纺锤丝逐渐消失,A项正确。b→c表示分裂间期,该过程中有蛋白质通过核孔进入细胞核,B项正确。c→d表示有丝分裂前期,该过程中核膜逐渐解体成具有单层膜的小泡,C项正确。着丝粒分裂不是纺锤丝牵引导致的,D项错误。 1.过程 ①细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成两个细胞核 ②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞 分裂过程中不会出现 的变化。 染色体和纺锤丝 蛙的红细胞 2.特点： 3.实例： 02 有丝分裂 4. 无丝分裂 【易错提示】 　　(1)分裂过程核膜不解体, 无纺锤丝的形成, 但有遗传物质的复制。 　　(2)原核细胞的分裂也没有纺锤丝的形成，但不能叫无丝分裂，而是二分裂。 ● 前期 （动物、低等植物） 与纺锤体的形成有关 间期（动植物） 与相关蛋白质的合成有关 末期（植物） 与细胞壁的形成有关 整个细胞周期 （动植物） 提供能量 中心体 高尔 基体 线粒体 核糖体 核心 归纳 与细胞有丝分裂相关的细胞器及其生理作用 一、有丝分裂过程中相关变化分析 细胞结构及物质的变化 1 (1)纺锤体的变化: 前期形成→末期解体 (2)核膜、核仁的变化: 前期解体→末期重建 (3)中心体的变化: 间期复制→前期移向两极→末期平分到两个子细胞 一、有丝分裂过程中相关变化分析 成分或结构 时期 原因 DNA 间期 DNA复制 染色体 后期 着丝粒分裂 中心体 间期 中心体复制 细胞核 末期 新核膜已经形成，细胞质尚未分裂 着丝粒 后期 着丝粒分裂 (4)物质加倍原因 细胞结构及物质的变化 1 一、有丝分裂过程中相关变化分析 染色体、细胞核DNA、染色单体的数目变化曲线分析 2 间期 前期 中期 后期 末期 一、有丝分裂过程中相关变化分析 G1 前 中 后 末 2N 4N G2 S a b c d e ab：间期DNA复制 cd：末期结束，核DNA随染色体 平均分配到两个子细胞中去 （1）有丝分裂细胞中核DNA的变化曲线： 一、有丝分裂过程中相关变化分析 （2）有丝分裂细胞中染色体的变化曲线： G1 前 中 后 末 2N 4N G2 S bc：后期着丝粒分裂 de：末期结束细胞一分为二，，染色体减半 a b c d e f 一、有丝分裂过程中相关变化分析 （3）有丝分裂细胞中染色单体的变化曲线： G1 前 中 后 末 2N 4N G2 S 染色单体在______形成，在 可见 间期 G2、前、间期 bc：间期染色体复制形成 染色单体，一条染色体上有两条染色单体 de：后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色单体消失 a b c d e f 一、有丝分裂过程中相关变化分析 （4）有丝分裂细胞中染色体和DNA比值曲线： 每条染色体上的DNA数量变化 染色体与核DNA数量变化 一、有丝分裂过程中相关变化分析 根据柱状图判断细胞分裂时期的规律 (以二倍体生物为例) 3 (1)根据染色单体变化判断各时期 染色单体 有→ (甲图) 无→后期、末期(乙图)、G1期(丙图) G2期、前期、中期 (2)根据比例关系判断各时期 核DNA∶染色体∶染色单体= 4n∶2n∶4n→ (甲图) 4n∶4n∶0→ (乙图) 2n∶2n∶0→ (丙图) G2期、前期、中期 后期、末期 G1期 考点 强化训练 1.(2022·江西南昌期末改编)如图是某生物体处于有丝分裂不同时期的细胞，下列对图像的描述正确的是 (　　) A A.甲、乙、丙细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期 B.甲、乙、丙细胞中染色体、染色单体与核DNA分子数的比例都为1∶2∶1 C.甲细胞进行中心粒倍增，发出星射线，形成纺锤体 D.该生物可能是低等植物 动物受精卵及早期胚胎 植物茎尖 植物根尖 【问题1】可以用哪些材料观察细胞的有丝分裂过程？ ①分裂能力旺盛的部位，如根尖、芽尖。 ②分裂期占分裂周期比例大。 ③染色体数目较少，便于观察。 03 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 【问题2】如何选取到根尖分生区细胞？ 分生区细胞的特点： ①根尖只有该区域有丝分裂旺盛 ②细胞呈正方形，排列紧密 ③无液泡和叶绿体 ①解离要充分； ②制片时用镊子把根尖弄碎； ③压片使细胞尽量单层铺展。 伸长区 分生区 成熟区 根冠(死细胞) 【问题3】如何将细胞分散开以便在显微镜下观察？ 03 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 【问题3】如何判断细胞所处分裂时期？ ①染色体容易被碱性染料（如甲紫或醋酸洋红液）着色 ②可通过高倍显微镜下观察染色体的状态，来判断细胞所处分裂时期 【问题4】如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？ ①各个细胞的分裂是独立进行的， 因此可以在同一分生组织中看到处于不同分裂时期的细胞 ②通过统计各个视野中不同时期细胞数所占比例，来计算各个时期的时间长短 03 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 15%盐酸 95%的酒精 相互分离开来 清水 解离过度 甲紫 染色体 盖玻片 2-3mm 上午10时或下午2时。 03 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 二、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 ③洋葱根尖细胞有丝分裂的观察 把制成的装片先放在低倍镜下观察，扫视整个装片，找到分生区细胞： 细胞呈正方形，排列紧密。 甲紫溶液染色 醋酸洋红液染色 间期 前期 前期 中期 中期 后期 后期 末期 末期 中期 观察 二、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 细胞 周期 样本1 样本2 总数 每一时期的细胞数/ 观察到的细胞总数 分裂间期 43 48 91 88.3% 分裂期 前期 3 2 5 4.9% 中期 1 0 1 0.97% 后期 2 1 3 2.9% 末期 1 2 3 2.9% 计数细胞总数 103 100% 观察到的不同时期细胞数目的多少，可反映出各时期经历时间的长度； 计算：如何依据记录表计算细胞周期中不同时期的时间长短？ T=12h 易错易混观察细胞的有丝分裂实验的关键点 (1)实验材料的选择 ①类型:选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料。 ②部位:应选分裂旺盛的部位(如根尖的分生区)。 ③时间:必须在分裂旺盛的时间取材。 本实验一般选择生长旺盛、带有分生区的洋葱根尖,且一般在上午10时至下午2时进行实验,此时洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多。 (2)应该严格按照操作步骤进行实验:取材→解离→漂洗→染色→制片。 (3)在解离过程中细胞已被盐酸杀死(甲紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色,表明细胞已丧失生物活性,生物膜已不具有选择透过性),因此,显微镜下观察到的都是死细胞,不能看到细胞分裂的动态变化。若视野中找不到处于某一时期的细胞,可通过移动装片从邻近的区域中寻找。 ● 一材 多用 取材部位 实验名称 取材原因 叶 鳞片叶 探究植物细胞的吸水和失水 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 观察根尖分生区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 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 材料易得，且低温(4 ℃)下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高 ● 同材 异用 知识落实 1.在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中,下列处理及其目的错误的是(　　) A.剪取根尖2~3 mm,进行制片处理 B.将根尖放入盐酸和酒精混合液中解离,目的是使组织中的细胞相互分离开来 C.染色后,需用清水漂洗去掉浮色再观察 D.盖上盖玻片后,用拇指轻轻地按压盖玻片 C 2.(2022湖南卷)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12 h。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。 下列分析正确的是(　　) A.a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离 B.b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个 C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长 D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低 B 3.CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如左下图所示。下列说法错误的是(　　) A.正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的 去磷酸化过程受到抑制 B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色 质螺旋化形成染色体 C.感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期 D.M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期 C EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$