第4单元 1 第14讲 细胞的增殖和有丝分裂（教师用书Word）-【金版新学案】2026年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（人教版 广东专版）

该高中生物学讲义聚焦细胞增殖与有丝分裂核心考点，涵盖细胞周期调控、有丝分裂过程及物质变化、观察根尖细胞有丝分裂实验，按课标要求分考点整合概念辨析、图形分析、实验操作等内容，通过考点梳理-方法指导-真题训练环节，助力学生构建知识体系，突破细胞周期图形解读、有丝分裂物质变化等难点。 讲义突出科学思维与探究实践，如通过染色体-DNA-染色单体数量关系模型培养建模能力，结合观察实验误差分析（解离不充分致细胞重叠等）提升实验操作素养。设置分层练习（正误判断、情境分析、高考真题），帮助学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第14讲　细胞的增殖和有丝分裂 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。 考情分析 1.细胞周期及其调控(2024·湖北卷T13；2022·辽宁卷T8) 2.有丝分裂的过程及物质变化(2023·辽宁卷T11；2022·天津卷T8；2021·海南卷T7；2021·全国乙卷T1) 3.观察有丝分裂(2022·广东卷T4；2023·湖北卷T10；2022·江苏卷T7；2022·湖南卷T6) 考点一　细胞增殖和细胞周期 1．细胞增殖和细胞周期 2．细胞不能无限长大 细胞的大小影响物质运输效率，即细胞越大，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．正误判断 (1)(必修1 P110 正文)多细胞生物体体积的增大，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。(√) (2)(必修1 P111 正文拓展)抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期。(×) (3)(必修1 P111 “图6-1”)不同生物细胞周期持续时间不同，同一生物的不同组织细胞周期持续时间相同。(×) (4)(经典高考)G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生。(√) (5)(经典高考)肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长。(×) 2．情境分析 (1)与细胞周期有关的几种常考图形分析： ①以“时间长短”为衡量指标：图1中的a和c、图2中的乙→甲均为分裂间期。 ②以“核DNA含量”为衡量指标：图3中a、a～b处的细胞，以及b处部分细胞，可分别对应图4中的a、b、c，即分别对应G1期、S期、G2期，均属于分裂间期。 学生用书第98页 ③以“mRNA含量”为衡量指标：G1、G2期均有蛋白质合成，DNA聚合酶主要在G1期合成。 (2)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。例如：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，处于分裂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间期，以达到细胞周期同步化的目的。如图中的字母代表各个时期以及各时期所持续的时间，请说出利用DNA合成可逆抑制剂将细胞群完全同步化的具体操作过程。 提示：①向细胞的培养液中加入过量的DNA合成可逆抑制剂，培养时间大于(G2＋M＋G1)；②除去抑制剂，更换新鲜培养液，培养时间大于S，小于(G2＋M＋G1)；③再加入DNA合成可逆抑制剂，培养时间大于(G2＋M＋G1)，全部细胞都被阻断在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。 细胞增殖 1．(2025·陕西模拟)细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)，如图1；细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组，每组的细胞数如图2。据图分析，下列说法错误的是(　　) A．分裂间期合成相关蛋白质需要核糖体的参与 B．染色体的着丝粒分裂发生在图1中的M期 C．图2中的乙主要发生在图1中的S期 D．将周期阻断在DNA复制前会导致图2中甲组细胞数减少 答案：D 解析：分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，合成相关蛋白质需要核糖体的参与，A正确；染色体的着丝粒分裂发生在有丝分裂后期，即图1中的M期，B正确；乙组细胞中的DNA含量为2C～4C，均为S期细胞，C正确；甲组细胞中的DNA含量为2C，包括G1期和末期的细胞，S期进行DNA的复制，将周期阻断在DNA复制前会导致图2中甲组细胞数(G1期)增多，D错误。 细胞周期的调控 2．(2023·重庆卷)药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定的毒副作用，某小组利用试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究了药物甲的毒性与细胞周期的关系，实验流程和结果如图所示，下列推测正确的是(　　) 注：G1期：DNA合成前期；S期：DNA合成期；G2期：分裂准备期；M期：分裂期。 A．试剂K可以将细胞阻滞在G1期 B．试剂K对细胞周期的阻滞作用不可逆 C．药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组的凋亡率应最低 D．在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞 答案：C 解析：根据表中Ⅰ、Ⅱ组数据可知，Ⅱ组S期细胞比例明显增多，故试剂K可以将细胞阻滞在S期，A错误；根据表中Ⅱ、Ⅲ组数据可知，去除试剂K后，S期细胞比例大幅下降，G2＋M期细胞数目大幅增多，说明试剂K对细胞周期的阻滞作用是可逆的，B错误；用药物甲处理前，Ⅰ组细胞主要处于G1和S期，用药物甲处理后，细胞凋亡率较低，用药物甲处理前，Ⅲ组细胞主要处于G2＋M期，用药物甲处理后，细胞凋亡率较高，说明药物甲主要作用于G2＋M期，促进细胞凋亡，Ⅱ组处于G2＋M期细胞数目最少，凋亡率应最低，C正确；浆细胞已经高度分化，不再分裂，受药物甲的影响较小，造血干细胞分裂旺盛，受药物甲的影响较大，D错误。 考点二　细胞的有丝分裂 1．染色体、染色单体和核DNA的关系 (1)当有染色单体(G2期、有丝分裂前、中期)时，染色体∶染色单体∶核DNA＝1∶2∶2。 (2)当无染色单体(G1期、有丝分裂后、末期)时，染色体∶核DNA＝1∶1。 2．高等植物有丝分裂的过程(连线) 学生用书第99页 3．动植物细胞有丝分裂的异同 4．有丝分裂的意义 将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 5．无丝分裂 (1)特点：分裂过程中不会出现染色体和纺锤丝的变化。 (2)过程 ①细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核。 ②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。 (3)实例：蛙的红细胞的无丝分裂。 1．正误判断 (1)(必修1 P112、P113图6-2)有丝分裂过程中纺锤体、染色单体均形成于前期，消失于后期。(×) (2)(必修1 P114 正文)低等植物细胞和动物细胞都含有中心体，动物细胞有丝分裂前期，中心粒发出星射线形成纺锤体。(√) (3)(必修1 P115 正文拓展)酵母菌和醋酸杆菌均以无丝分裂的方式进行增殖。(×) (4)(2021·河北卷)有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现。(√) 2．情境分析 (1)如图为二倍体(2n)有丝分裂过程中染色体、核DNA、染色单体的数目变化曲线，请分析各曲线变化的原因。 项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因 核DNA 分裂间期(S期)DNA复制，核DNA数目加倍 末期细胞一分为二，核DNA数目减半 染色体 后期着丝粒分裂，染色体数目加倍 末期细胞一分为二，染色体数目减半 染色单体 分裂间期(S期)DNA复制，染色单体形成 后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色单体消失 (2)如图是有丝分裂中每条染色体上DNA数目变化曲线，请分析： ①ef段变化的原因是分裂间期(S期)DNA复制。 ②gh段变化的原因是后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离。 (3)判断下列柱形图细胞有丝分裂时期(以二倍体生物为例，含分裂间期各时期)： 甲：G2期、有丝分裂前期和中期；乙：有丝分裂后期；丙：G1期。 有丝分裂过程 1．(2025·扬州模拟)如图为某动物细胞(2n＝6)有丝分裂过程示意图。下列叙述错误的是(　　) 学生用书第100页 A．甲图细胞正在发生染色质高度螺旋化成为染色体过程 B．乙图和丙图细胞的染色体数相等，染色体上DNA数也相等 C．丁图细胞内有两套形态和数目相同的染色体 D．戊图细胞的质膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两部分 答案：A 解析：甲图细胞处于分裂间期，而染色质高度螺旋化成为染色体过程发生在前期，A错误；乙图细胞处于前期，丙图细胞处于中期，这两个时期细胞中的染色体数相等，染色体上DNA数也相等，B正确；丁图细胞中着丝粒分裂，此时细胞内就有了两套形态和数目相同的染色体，C正确；戊图细胞处于末期，此时细胞的质膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两部分，D正确。 有丝分裂中物质的数量变化 2．(2025·江苏海安模拟)已知图甲为某二倍体生物的细胞有丝分裂部分时期的示意图；图乙表示该生物的细胞分裂过程中，不同时期细胞内核DNA含量、染色体数、染色单体数的关系；图丙表示在细胞分裂的不同分裂时期每条染色体上的DNA含量变化。下列有关说法错误的是(　　) A．图甲中与图乙中②时期相对应的细胞是Ⅰ B．图乙中表示核DNA含量的是字母a C．因为有中心体无细胞壁，所以该生物是动物 D．图丙的BC段分别对应图甲的Ⅱ和图乙的① 答案：B 解析：图甲中细胞Ⅰ的着丝粒分裂，处于有丝分裂后期，图乙中，②中没有染色单体，染色体数∶核DNA分子数＝1∶1，染色体数目加倍，处于有丝分裂后期，A正确；图乙中，b会消失，为染色单体数，a小于或等于c，a为染色体数，c为核DNA分子数，B错误；中心体分布于低等植物和动物细胞中，因为无细胞壁，所以该生物是动物，C正确；BC段每条染色体上含有两个DNA分子，此时着丝粒没有分裂，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2，对应图甲的Ⅱ和图乙的①，D正确。 考点三　实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1．实验原理 选材 高等植物的分生区组织细胞(如根尖)能进行有丝分裂 染色 细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(如甲紫溶液)染成深色 时期确定 在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察各个时期细胞内染色体的存在状态，判断细胞所处的不同分裂时期 2.方法步骤 1．正误判断 (1)(必修1 P116“探究·实践”)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散。(√) (2)(必修1 P116“探究·实践”)在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，持续观察，视野中处于后期的细胞将分裂成两个子细胞。(×) (3)(必修1 P116“探究·实践”)要观察植物细胞的细胞板结构，应选取处于有丝分裂后期的细胞。(×) (4)(2020·山东卷)观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片。(√) (5)(2023·河北卷)精原细胞能通过有丝分裂产生子细胞。(√) 2．语言组织 某小组在做该实验的过程中，出现了以下几种情况，请推测其可能的原因： 误差 原因 细胞重叠，无法观察清楚 解离不充分；制片时没有压片 染色体着色浅 解离后没有漂洗；染色时间过短 视野中无分裂期细胞 取材位置不对；观察时未找到分生区 学生用书第101页 观察有丝分裂 (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。如图为二倍体根尖细胞的照片。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 答案：D 解析：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。 1．(2022·广东卷，改编)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 答案：C 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(呈正方形，排列紧密)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，图示分裂中期细胞位于视野左上方，故需要向左上方移动装片将分裂中期的细胞移至视野中央，D错误。 2．(2023·湖北卷)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他将其中的某个视野放大拍照，发给5位同学观察细胞并计数，结果如下表(单位：个)。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是(　　) 学生 分裂 间期 分裂期 总计 前期 中期 后期 末期 甲 5 6 3 2 6 22 乙 5 6 3 3 5 22 丙 5 6 3 2 6 22 丁 7 6 3 2 5 23 戊 7 7 3 2 6 25 A．丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆 B．五位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分 C．五位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段 D．戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同 答案：C 解析：由于有丝分裂是一个连续过程，人为划分的时期并不能十分精确，故某些细胞所处时期易混淆，A正确；有丝分裂中期，染色体排列在细胞中央，形态稳定，数目清晰，便于观察，有利于计数，所以五位同学记录的中期细胞数一致，B正确；旺盛的分裂阶段，分裂间期由于所费时间长，此时期细胞数目应相对较多，C错误；戊统计的细胞数量较多，可能与该同学的细胞计数规则与其他同学不同有关，D正确。 3．(2022·辽宁卷)二甲基亚砜(DMSO)易与水分子结合，常用作细胞冻存的渗透性保护剂。干细胞冻存复苏后指标检测结果见下表。下列叙述错误的是(　　) 学生用书第102页 冻存剂 指标　　　　　　 合成培养基＋DMSO 合成培养基＋DMSO＋血清 G1期细胞数百分比/% 65.78 79.85 活细胞数百分比/% 15.29 41.33 注：细胞分裂间期分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期。 A．冻存复苏后的干细胞可以用于治疗人类某些疾病 B．G1期细胞数百分比上升，导致更多干细胞直接进入分裂期 C．血清中的天然成分影响G1期，增加干细胞复苏后的活细胞数百分比 D．DMSO的作用是使干细胞中自由水转化为结合水 答案：B 解析：干细胞可以经培养分化为特定的细胞、组织或器官，治疗人类某些疾病，如帕金森综合征、糖尿病、老年痴呆症等，A正确；G1期细胞数百分比上升，导致更多干细胞直接进入分裂间期，B错误；由表格信息可知，血清中的天然成分影响G1期，增加干细胞复苏后的活细胞数百分比，C正确；DMSO易与水分子结合，常用作细胞冻存的渗透性保护剂，其作用是使干细胞中自由水转化为结合水，防止细胞冻伤，D正确。 4．(2022·湖南卷)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。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 答案：B 解析：图示细胞为洋葱根尖细胞的分裂图，有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象，A错误；b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上，细胞处于有丝分裂中期，且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，有丝分裂中期染色体数目与体细胞中的数目相同，但核DNA分子加倍，故b细胞含染色体16条，核DNA分子32个，B正确；各期细胞数目所占比例与其所占时间呈正相关，故已知细胞周期时间，根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间，但应统计多个视野中的比例，图中只有一个视野，无法准确推算，C错误；分裂间期时的S期进行DNA分子复制，若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，细胞停滞在分裂间期，故分裂间期细胞所占比例升高，D错误。 研究证明，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)在细胞顺利通过检验点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK/Cyclin复合物，推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检验点，且不同的CDK/Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同(如图)。 角度一　图形的理解 (1)CDK/Cyclin E能够促进细胞内发生的生理变化是　　　　　　　　。 (2)若使更多细胞阻滞在G1期/S期检验点，可采取的措施有　　(填字母)。 A．降低CDK的合成 B．抑制Cyclin E活性 C．抑制脱氧核苷酸的吸收 D．抑制Cyclin A活性 角度二　周期蛋白与癌症发生 (3)在雌激素的作用下，乳腺癌细胞中Cyclin D的合成量增加，Cyclin D与CDK结合形成复合物，促进乳腺癌的恶性发展。下列说法错误的是(　　) A．雌激素受体不在细胞膜上 B．若细胞核DNA含量开始增加，说明细胞周期开始进入G1期 C．染色体的形成有利于遗传物质平均分配 D．CDK活性抑制剂能抑制乳腺癌的恶性发展 答案：(1)DNA复制　(2)ABC　(3)B 学科网（北京）股份有限公司 $