6.1 细胞的增殖（提升讲义）生物人教版2019必修1

第6章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖 （必会知识+难点强化+必刷好题，三层提升） 必会知识一 细胞增殖与细胞周期 1．细胞增殖 （1）概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。 （2）过程：包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。 （3）意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。 （4）类型： ①有丝分裂：体细胞数目增加。 ②减数分裂：生殖细胞形成方式。 ③无丝分裂：如蛙的红细胞。（提醒：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂是真核细胞分裂方式） ④二分裂：原核细胞分裂方式。 2．细胞周期 （1）概念：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。 ①条件：连续分裂的细胞。（提醒：无丝分裂、减数分裂无细胞周期） ②起点：一次分裂完成。 ③终点：下一次分裂完成。 ④阶段：分裂间期和分裂期。 ⑤特点：不同种类的细胞的细胞周期不一定相同；分裂间期与分裂期所占的比例不同。 （2）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。 3．分裂间期 （1）起止：从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前。 （2）比例：细胞周期的大部分时间处于分裂间期，占细胞周期的90%～95%。 （3）特点：分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。 （4）过程： ①G1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。 ②S期：又称DNA合成期，主要进行DNA的复制。 ③G2期：又称DNA合成后期，主要进行有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。 [例1]下列关于细胞周期的叙述，正确的是（　　） A．细胞周期包括分裂间期和分裂期 B．分裂间期时间短，分裂期时间长 C．分裂期完成DNA复制和有关蛋白质的合成 D．分裂期主要完成遗传物质的平均分配 【答案】A 【详解】A、一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期，A正确； B、分裂间期时间长，分裂期时间短，B错误； C、分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长，C错误； D、分裂期主要将复制后的染色体均等分配到两个子细胞，所以细胞核中的遗传物质会平均分配到子细胞中，但细胞质中的遗传物质（如线粒体中的DNA）不一定平均分配到子细胞中，D错误。 故选A。 [例2]下图表示连续分裂的细胞细胞周期，箭头代表分裂过程的方向。下列叙述正确的是（　　） A．图中a+b、b+c均可表示一个完整的细胞周期 B．图中b和d过程会发生DNA的复制 C．人的成熟红细胞也存在细胞周期 D．由图可得出分裂间期时长远大于分裂期 【答案】D 【详解】A、图中a+b=间期+分裂期，由于细胞分裂先经历间期，再经历分裂期，因此b+c不能表示一个完整的细胞周期，A错误； B、图中b和d过程为分裂期，不会发生DNA的复制，a和c会发生DNA的复制，B错误； C、人的成熟红细胞高度分化，不能分裂，不存在细胞周期，C错误； D、由图可得出分裂间期（a和c）时长远大于分裂期（b和d），D正确。 故选D。 [例3]在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂会阻断间期的DNA复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期，处于分裂期的细胞不受影响而继续进行细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的间期，从而实现细胞周期同步化的目的。已知某细胞有丝分裂的细胞周期为20小时，各时期所占比例如图所示。设处于G1与S期交界处的细胞也算S期，下列叙述错误的是（    ） A．分裂间期为分裂期准备物质，完成DNA分子的复制和有关蛋白的合成 B．用DNA合成可逆抑制剂处理1.6小时，则此时S期细胞数占比约为55% C．用DNA合成可逆抑制剂处理分裂的细胞群，处于S期的细胞会被抑制 D．用DNA合成可逆抑制剂处理9.6h，则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处 【答案】B 【分析】有丝分裂不同时期的特点： （1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成； （2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体； （3）中期：染色体形态固定、数目清晰； （4）后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极； （5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 【详解】A、分裂间期为分裂期准备物质，完成DNA分子的复制和有关蛋白的合成，A正确。 BC、题图表示G1期、S期、G2期、M期在细胞周期中所占的比例，细胞周期时长为20h，已知某时期的时长=细胞周期×该时期占细胞周期的比例，故G1期为1h，S期为10.4h，G2期为7h，M期为1.6h。DNA合成可逆抑制剂能抑制DNA的复制，而DNA的复制发生在S期，因此用DNA合成可逆抑制剂处理，处于S期的细胞立即被抑制。设用DNA合成可逆抑制剂处理的植物根尖细胞数为100，则G1期、S期、G2期、M期的细胞数分别为5、52、35、8。用DNA合成可逆抑制剂处理1.6h后，M期细胞正好完成分裂，细胞数加倍，此时细胞总数变为108，而进入S期细胞数目为52+5+0.6÷1.6×16=63，所以S期细胞所占比例变为7/12，约为58.3%，B错误，C正确； D、用DNA合成可逆抑制剂处理，处于S期的细胞会被抑制，连续处理9.6h（G2、M、G1期总时长），则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处，D正确。 故选B。 必会知识二 有丝分裂 1．动植物的有丝分裂 时期 分裂图像 特点 植物细胞 动物细胞 前期 ①染色质丝→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（不分裂细胞始终呈染色质状态） 中期 染色体的着丝粒排列在赤道板上 后期 ①着丝粒分裂； ②染色体移向细胞两极； ③染色体数目加倍 末期 ①染色体→染色质丝； ②纺锤丝逐渐消失； ③核膜、核仁重新出现； ④细胞质分裂 2．细胞有丝分裂的意义 （1）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。 （2）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了遗传的稳定性。 [例1]如图为动物体细胞有丝分裂中期示意图，下列相关叙述正确的是（　　） A．甲是中心体，在分裂前期倍增并移向细胞两极 B．此图中有2条染色体，4条姐妹染色单体 C．该时期为分裂中期，染色体数加倍 D．丙是星射线，由蛋白质和DNA构成 【答案】B 【分析】该图为动物体细胞有丝分裂中期示意图，甲为中心体，乙为染色体，丙为星射线。 【详解】A、甲为中心体，在分裂间期加倍，在分裂前期移向细胞两极，A错误； B、此图中有2条染色体，每个染色体上有2条姐妹染色单体，共4条姐妹染色单体，B正确； C、该时期为分裂中期，染色体数目在后期加倍，C错误； D、丙是星射线，由中心体发出，成分为蛋白质，D错误。 故选B。 [例2]下图为某植物细胞（2n=6）有丝分裂4个时期的示意图，下列叙述错误的是（　　） A．①时期细胞内含有12条染色单体 B．③和④时期细胞中核DNA数相同 C．细胞有丝分裂各时期的顺序为④→①→③→② D．②时期细胞将发生细胞膜内陷，形成的环沟使细胞缢裂 【答案】D 【详解】A、由某植物细胞（2n =6）有丝分裂4个时期的示意图可知，①时期是中期，细胞的染色体着丝粒都排列在赤道板上，每条染色体由两条染色单体构成，所以该时期细胞内染色单体有12条，A正确； B、③时期是后期，④是前期，核DNA已复制完成，且没有分向两个细胞，故③和④细胞内的核DNA数目相同，B正确； C、观察图示及其步骤：细胞有丝分裂各时期的顺序为④（前期）→①（中期）→③（后期）→②（末期），C正确； D、动物细胞在②末期发生细胞膜内陷形成胞质环沟，而图示为植物细胞，在末期赤道板位置形成细胞板，细胞板向四周扩展形成细胞壁从而将细胞分为两个子细胞，D错误。 故选D。 [例3]如图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，图3表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化，图4表示有丝分裂中不同时期染色体和核DNA数量的关系。下列有关叙述不正确的是（　　） A．图1所示细胞中共有4条染色体，8个DNA分子；图2所示细胞中无姐妹染色单体 B．处于图3中B→C段的是图1所示细胞，完成图3中C→D段变化的细胞的分裂时期是后期 C．有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况 D．图4中a可对应图3中的B→C段，图4中c可对应图3中的A→B段 【答案】D 【详解】A、图1表示的细胞处于有丝分裂中期，细胞中有4条染色体，8个DNA分子，图2细胞着丝粒分裂，染色单体数量为0，A正确； B、图3中BC段每条染色体上有2个DNA，对应于图1，图3中CD段变化的原因是着丝粒分裂，处于有丝分裂的后期，对应于图2，B正确； C、有丝分裂过程中染色体与核DNA的数量关系是1:2或1:1，不可能出现2:1的比例关系，C正确； D、图4中a表示染色体：核DNA=1:1，且染色体数目是体细胞的2倍，对应图3中的D点之后；图4中c表示染色体：核DNA=1:1，且染色体数目与体细胞相同，对应图3中的A点之前或D点之后，D错误。 故选D。 必会知识三 无丝分裂 1．定义：在分裂过程中不出现染色体和纺锤丝的变化，因此叫无丝分裂。 2．过程：细胞核延长→核中央向内凹陷→缢裂成两个细胞核→整个细胞向中央凹陷→缢裂成两个子细胞。 3．特点：整个分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化，无核膜、核仁周期性地消失和重建，但是DNA仍需要经过复制并平均分配到两个子细胞中。 4．实例：蛙的红细胞。 [例1]细胞增殖以分裂的方式进行，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。下列有关真核细胞增殖的叙述，错误的是（    ） A．无丝分裂的过程中，不会出现纺锤丝和染色体的变化 B．有丝分裂以一次分裂开始时作为一个细胞周期的起点 C．细胞增殖是形成多种功能组织、器官的基础 D．在遗传信息传递中，细胞增殖维持生物遗传的稳定性 【答案】B 【详解】A、无丝分裂的特点就是没有纺锤丝和染色体的变化，过程相对简单，比如蛙的红细胞的无丝分裂，A正确； B、细胞周期的起点是上一次分裂完成时（即分裂间期），而非分裂期开始时，B错误； C、细胞增殖通过增加细胞数量为组织、器官形成提供基础，但形成多种功能组织需依赖细胞分化，C正确； D、有丝分裂通过遗传物质的均等分配，维持子代细胞遗传稳定性，D正确。 故选B。 [例2]微丝是一种细胞骨架，动物细胞增殖过程中，核膜形成后，微丝组成收缩环，收缩环不断收缩最终细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述，正确的是（    ） A．收缩环的成分是纤维素和果胶，推动细胞膜向内凹陷 B．纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关 C．在动物细胞中收缩环组装和星射线消失是在同一时期 D．推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝和微丝 【答案】C 【详解】A、微丝是一种细胞骨架，细胞骨架的成分为纤维蛋白；微丝组成收缩环，可见收缩环的成分是纤维蛋白，A错误； B、中心体参与纺锤体的形成；题干信息：收缩环的形成与微丝即细胞骨架有关，B错误； C、在动物细胞中收缩环组装（有丝分裂末期）和星射线消失（有丝分裂末期）是在同一时期，C正确； D、在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，所以叫作无丝分裂，如蛙的红细胞的无丝分裂；细胞无丝分裂的过程比较简单，一般是细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核；接着， 整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞；蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝，但会出现微丝，D错误。 故选C。 必会知识四 运用模型解释细胞不能无限长大 1．原理 （1）不同大小模型模拟细胞大小。 （2）葡萄糖在不同大小模型中扩散速度相同。 2．变量分析 （1）自变量：“细胞”体积的大小。 （2）因变量：“细胞”中葡萄糖扩散的体积与“细胞”体积的比值（细胞物质交换效率）。 3．结果 （1）模型的表面积与体积之比（相对表面积）随体积的增大而减小。 （2）葡萄糖扩散的体积与整个“细胞”体积之比随体积的增大而减小。 4．结论 表面积与体积的关系限制了细胞的长大：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。 5．注意 （1）细胞越大，细胞的表面积与体积的比值越小。 （2）从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。 （3）细胞体积并不是越小越好，因为细胞中众多的必需物质和细胞器，都需要一定的容纳空间。 [例1]某酵母突变株经有丝分裂后形成一大一小两个子细胞。分裂过程中，线粒体的第一次分配和核物质的分配是同时发生的，核物质可平均分配，但线粒体的分配如图所示。下列说法正确的是（　　） A．较小的子细胞物质运输效率低 B．线粒体的分配与细胞骨架的作用无关 C．酵母突变株的细胞周期的时长远大于40 min D．线粒体的第一次分配发生在有丝分裂末期 【答案】C 【详解】A、较小的子细胞相对表面积大，物质运输效率高，A错误； B、线粒体的分配涉及线粒体的运动，细胞器的运动与细胞骨架的作用密切相关，B错误； C、从线粒体第一次分配开始到线粒体再分配完成共40 min，该时期属于分裂期，而细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期的时长远超过分裂期，因此酵母突变株的细胞周期的时长远大于40 min，C正确； D、线粒体的第一次分配发生在核物质分至细胞两极前，即有丝分裂后期之前，D错误。 故选C。 [例2]某兴趣小组为了探究细胞大小与扩散作用的关系，将不同边长的立方体琼脂块浸泡在红墨水中进行实验。下列叙述错误的是（　　） A．琼脂块易被切成两半，便于观察实验结果 B．琼脂体积越小，红墨水扩散的深度越大 C．琼脂体积越大，红色区域体积占比越小 D．该实验从物质交换效率角度解释了细胞体积较小的原因 【答案】B 【详解】A、琼脂块结构松散，易于切割，易被切成两半，便于观察红墨水扩散的深度，A正确； B、红墨水的扩散深度与琼脂块体积无关，无论体积大小，扩散深度相同，B错误； C、体积越大，表面积/体积比越小，物质扩散进入的体积占比越小，红色区域占比也越小，C正确； D、实验通过比较不同体积琼脂块的物质运输效率，解释了细胞体积较小的原因，D正确。 故选B。 必会知识五 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1．实验原理 （1）植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛，如根尖分生区、茎尖生长点等。 （2）有丝分裂各个时期细胞内染色体的行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。 （3）细胞核内的染色体容易被碱性染料甲紫溶液(旧称龙胆紫溶液)染色，以便于观察。 2．实验试剂 （1）解离液：由质量分数为15%的HCl和体积分数为95%的酒精按1:1配制而成。 （2）甲紫溶液（或醋酸洋红液）：使染色体着色。 （3）漂洗液：清水，洗去组织液中的解离液。 3．方法步骤 流程 操作 步骤说明 根尖培养 实验前3~4 d，将洋葱放在广口瓶上，洋葱底部接触清水，放置温暖处，常换水，待根长约5 cm时取生长健壮的根尖备用。 装 片 制 作 取材 剪取根尖2~3 mm(取材时间：上午10时至下午2时) 解离 解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1体积比混合； 时间：3~5 min； 目的：使组织中的细胞相互分离开来 漂洗 漂洗液：清水； 时间：约10 min； 目的：洗去解离液，防止解离过度 染色 染色液：龙胆紫溶液或醋酸洋红液； 时间：3~5 min； 目的：使染色体(或染色质)着色 制片 用镊子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，再在上面加一片载玻片；用拇指轻压，使细胞分散开 观察 先低倍镜观察：找到分生区细胞(方形、排列紧密)； 后高倍镜观察：找出各时期细胞，观察各时期染色体的形态和分布特点并记录各时期的细胞数目 绘图 中期细胞绘图要点：植物细胞形态近方形，着丝点排列在赤道板上；有染色单体、纺锤体，无核膜、核仁和中心体 [例1]丙酯草醚是一种除草剂。研究者利用洋葱根尖作为材料，开展了丙酯草醚对植物细胞分裂影响的实验研究，显微镜下观察到的部分细胞如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．在分裂期的细胞中，若中期细胞数比例增加，则推测丙酯草醚抑制了着丝粒的分裂 B．图中甲箭头所指细胞处于有丝分裂的末期，此时期姐妹染色单体已分开 C．图中乙箭头所指细胞处于有丝分裂的中期，同源染色体排列在赤道板两侧 D．对根尖分生区细胞进行解离、漂洗、染色和制片后，再滴加丙酯草醚进行观察 【答案】A 【详解】A、在分裂期的细胞中，若中期细胞数比例增加，则可推测丙酯草醚抑制了着丝粒的分裂，使细胞分裂停滞在中期，A正确； B、图中甲箭头所指细胞处于有丝分裂的后期，此时细胞中染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，B错误； C、图中乙箭头所指细胞处于有丝分裂的中期，此时细胞中染色体的着丝粒排列在赤道板上，染色体的形态固定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期，C错误； D、对根尖分生区细胞进行解离、漂洗、染色和制片后，再从盖玻片一侧滴加丙酯草醚没有效果，无法达到探究的目的，因为此时细胞已经死亡，D错误。 故选A。 [例2]如图为光学显微镜下观察到的某植物根尖有丝分裂图像，下列叙述正确的是（　　） A．该实验的制片流程为：解离→染色→漂洗→制片 B．细胞C时期染色体数与细胞B时期的不同 C．细胞E时期核DNA数与细胞B时期的相同 D．与细胞C处于相同时期的细胞在视野中数量较多，该时期是最佳观察时期 【答案】C 【详解】A、植物根尖有丝分裂的制片流程为：解离→漂洗→染色→制片（解离后需 “漂洗” 去除解离液，避免影响后续染色效果），A错误； B、有丝分裂过程中，细胞C（中期）染色体整齐排列在赤道板上，染色体数目与体细胞相同，细胞 C（中期）的染色体数与细胞B（分裂间期）的染色体数相同，B错误； C、细胞E时期处于有丝分裂后期，细胞B时期处于有丝分裂间期，已完成DNA复制，因此两个时期的核DNA相同，C正确； D、细胞周期中，间期持续时间最长，因此视野中间期细胞的数量最多；而中期（如细胞 C）是观察染色体形态和数目的最佳时期，但并非数量最多的时期，D错误。 故选C。 [例3]利用洋葱根尖观察植物细胞有丝分裂时，得到分裂图像甲及染色体数、染色单体数、核DNA数量统计图乙。下列叙述错误的是（　　） A．解离步骤使细胞相互分离，制片按压可让细胞进一步散开，便于观察染色体形态 B．甲图中D图像对应乙图中2时期，该时期细胞中染色体数：染色单体数为1：2 C．甲图中A图像适合观察染色体的形态和数目，乙图1时期中无染色单体 D．视野中多数细胞在分裂间期，说明分裂间期在细胞周期中所占时间最长 【答案】C 【详解】A、解离和制片按压都是为了分散细胞，方便观察染色体，A正确； B、甲图中D是有丝分裂中期，染色体着丝粒排列在赤道板，此时细胞中染色体数：染色单体数的比例为1：2，与乙图中2时期对应，B正确； C、甲图中A图像处于有丝分裂前期，适合观察染色体形态和数目的时期是有丝分裂中期，图乙中1时期细胞中无染色单体，C错误； D、视野中多数细胞处于分裂间期，是因为分裂间期在细胞周期中所占时间最长，符合细胞周期的特点，D正确。 故选C。 难点知识一 细胞周期 1．细胞周期的不同表示方法 方法名称 表示方法 说明 扇形图 A→B→C→A为一个细胞周期 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 B组DNA含量在2N~4N之间，说明细胞正处于DNA复制期；C组细胞中DNA含量已经加倍说明细胞处于G2期或M期 【易错提醒】 （1）细胞周期必须是分裂间期在前，分裂期在后，不能颠倒。 （2）只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期，减数分裂的细胞没有细胞周期。 2．分裂产生的子细胞去向：继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化) （1）持续分裂：始终处于细胞周期中，如部分造血干细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞等。 （2）暂不分裂：暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中，如肝脏细胞、B细胞、记忆细胞等。 （3）永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡，如神经细胞、根尖成熟区细胞、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞等。（提醒：高度分化细胞不在分裂） 命题角度1 细胞周期的不同表示方法 细胞周期可分为间期（G1、S、G2）和分裂期（如下图），M期为分裂期，G1期为DNA复制做准备；S期细胞完成DNA复制；G2期细胞则会检查DNA复制是否完成，并合成有丝分裂所需的蛋白。下列叙述错误的是（    ） A．G2→S→G1→M可表示一个细胞周期 B．G1期和G2期都进行蛋白质的合成 C．M期又可分为前、中、后、末四个连续时期 D．S期结束后的每条染色体上有2个DNA分子 【答案】A 【详解】A、细胞周期的正确顺序应为G1→S→G2→M，A错误； B、G1期和G2期均涉及蛋白质合成。G1期为DNA复制做准备(如合成复制相关蛋白)，G2期则合成有丝分裂所需蛋白，B正确； C、M期(分裂期)分为前、中、后、末四个连续时期，符合细胞分裂的典型阶段划分，C正确； D、S期完成DNA复制后，每条染色体上的姐妹染色单体各自含一个DNA分子，因此染色体包含两个DNA分子，D正确。   故选A。 命题角度2 细胞分裂周期与分裂前的间期 检测进行体外培养的动物细胞的细胞周期各阶段时长，数据如表所示，其中G1期、S期、G2期属于分裂间期，DNA的复制发生在S期，M期为分裂期。下列说法正确的是（    ） 时期 G1期 S期 G2期 M期 合计 时长/h 10 7 3.5 1.5 22 A．从第1次S期结束至第2次S期结束是一个完整的细胞周期 B．G2期细胞的染色体数目与M期细胞的不一定相等 C．细胞周期中处于G2期的细胞数量最多 D．经过S期，细胞的核DNA和染色体数目均加倍 【答案】B 【详解】A、细胞周期应从一次分裂完成（M期结束）开始到下一次分裂完成结束，而非从第1次S期结束至第2次S期结束，A错误； B、G₂期细胞染色体数目与正常体细胞相同，而M期细胞在后期时染色体数目加倍，因此两者数目可能不等，B正确； C、处于某阶段的细胞数量与其时长成正比。表中G₁期最长（10h），故G₁期细胞最多，而非G₂期，C错误； D、S期完成DNA复制后，核DNA加倍但染色体数目不变（仍为单体），染色体数目加倍发生在M期后期，D错误。 故选B。 难点知识二 细胞周期同步化 1．细胞周期检验点 （1）G1/S检验点（检验点1）： ①核心功能：检查DNA损伤、细胞大小及营养状态，决定是否进入S期。 ②调控分子： 1)p53/p21通路：DNA损伤激活ATM/ATR激酶，磷酸化p53，诱导p21抑制CDK2/cyclinE。 2)Rb/E2F通路：未磷酸化Rb结合E2F，阻止S期基因表达；CDK4/6-cyclinD磷酸化Rb后释放E2F。 （2）G2/M检验点（检验点3）： 机制：ATM/ATR激活Chk1/Chk2，磷酸化Cdc25使其失活，抑制CDK1/cyclinB复合物，阻断M期进入。 （3）纺锤体组装检验点（检验点4）： 关键分子：Mad2和Bub1结合未附着染色体，抑制APC/C泛素连接酶，阻止姐妹染色单体分离。 2．细胞周期同步化 （1）主要方法 ①DNA合成阻断法：TdR双阻断法：高浓度TdR抑制DNA聚合酶，两次处理将细胞同步于G1/S期交界处（如HeLa细胞第一次阻断16小时，释放9小时后第二次阻断16小时）。 ②中期阻断法：秋水仙素/诺考达唑：抑制微管聚合，使细胞停滞于M期；振荡收集法物理分离贴壁细胞的中期群体。 ③血清饥饿法：去除血清使细胞停滞于G0/G1期，恢复血清后同步进入S期。 （2）方法对比与选择 ①TdR法：同步化程度高，但可能导致细胞体积增大。 ②秋水仙素法：效率高但毒性大，适用于染色体观察。 ③血清法：操作简单但周期长，可能引发分化。 ④实验设计：研究S期选TdR法，观察染色体选秋水仙素法。 （3）检测手段 ①流式细胞术：PI染色区分G1（2N）、S（2N-4N）、G2/M（4N）期细胞。 ②放射自显影：3H-TdR掺入S期细胞，检测DNA合成活性。 ③免疫荧光：结合cyclinB定位验证同步化阶段。 命题角度1 细胞周期检验点 细胞周期可分为间期和分裂期（M），间期又分为G1期（蛋白质合成）、S期（DNA复制）和G2期（蛋白质合成）。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结合的蛋白质。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。下列相关叙述错误的是（　　） 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．M期染色体高度螺旋化，不利于基因的表达 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G1期 D．用秋水仙碱抑制纺锤体的形成，主要激活检验点4使细胞停滞于中期 【答案】A 【详解】A、细胞生长信号会激活G1-CDK，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； B、基因在染色体上，M期染色体高度螺旋化，基因不能解旋，故不利于基因的表达，B正确； C、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G1期，C正确； D、秋水仙碱抑制纺锤体的形成，会阻止细胞进入后期，主要激活检验点4，使细胞停滞于中期，D正确。 故选A。 纺锤体组装检验点（SAC）的检查机制是保证染色体正确分离的重要机制之一。正常情况下，当所有的染色体与来自纺锤体两极的微管正确连接，并排列在赤道板上时，SAC才能失活，从而使细胞分裂进入下一时期。下列说法错误的是（    ） A．纺锤体的组装发生在有丝分裂的中期 B．SAC失活是细胞进入有丝分裂后期的关键 C．当染色体排列在赤道板上时，每条染色体还有2个DNA分子 D．若SAC异常，则细胞分裂可能会停止 【答案】A 【分析】由题意可知，SAC失活，使细胞分裂进入下一时期，说明SAC失活是细胞进入有丝分裂后期的关键，若SAC异常，则细胞分裂可能会停止。 【详解】A、纺锤体的组装在有丝分裂的中期前已经完成，A错误； BD、由题意可知，SAC失活，使细胞分裂进入下一时期，即SAC失活是细胞进入有丝分裂后期的关键，若SAC异常，则细胞分裂可能会停止，BD正确； C、当染色体排列在赤道板上时，即细胞分裂中期，每条染色体还有2个DNA分子，C正确。 故选A。 命题角度2 细胞周期同步化 一个完整的细胞周期按照时间先后顺序包括G1期、S期（DNA合成期）、G2期、M期（分裂期）。某生物的分生组织细胞的细胞周期各时期的时间，如下表所示。科研人员利用DNA合成抑制剂实现了细胞周期的同步化，操作步骤：①向细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂；②培养a小时；③除去抑制剂，更换培养液；④培养b小时；⑤再向细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，培养c小时；⑥再除去抑制剂，更换培养液。下列各项关于a、b、c对应数据合理的是（    ） 时期 G1期 S期 G2期 M期 时间/h 10 7 3.5 1.5 A．a＝15、b＝9、c＝13.5 B．a＝16、b＝8、c＝12 C．a＝15、b＝5、c＝12 D．a＝16、b＝10、c＝11.5 【答案】A 【详解】向细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，会抑制S期的细胞，但对其他时期的细胞没有影响，为了使细胞都处于G1期与S期的交界处以及S期，至少要培养3.5（G2期）+1.5（M期）+10（G1期）=15小时，即a≥15；③除去抑制剂，更换培养液，将停留在G1期与S期的交界处以及S期的细胞全部“赶”出S期，且不能重新进入S期，培养时间不能少于7小时，不能多于15小时，即7≤b≤15；⑤再向细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，将细胞都“赶”到G1期与S期的交界处，培养时间应不少于22-b小时，即c≥22-b，BCD错误，A正确。 故选A。 某种细胞的分裂周期（17小时）包括间期和分裂期，分裂期分为前期、中期、后期、末期，间期又可分为G1（6小时）期、S（4小时）期、G2（5小时）期，其中S期完成DNA复制。科研人员利用TdR（一种可逆的DNA合成抑制剂）通过DNA合成双阻断法实现细胞周期的同步化。过程是：第一次，在细胞培养基中加入过量TdR，培养一段时间；第二次，移去TdR，洗涤细胞并加入新鲜培养液、继续培养细胞一段时间；第三次，加入过量TdR，培养并实现细胞同步化。关于该过程叙述错误的是（    ） A．DNA合成双阻断法不适用于睾丸中精原细胞分裂形成生殖细胞的同步化 B．DNA合成双阻断法第一次操作后，细胞停留在S期及S期与G1期的交界处 C．若加入秋水仙素会抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉向细胞两极 D．DNA合成双阻断法第二次操作时间必须控制在大于5小时，小于12小时 【答案】D 【分析】细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程，分为间期与分裂期两个阶段。生命是从一代向下一代传递的连续过程，因此是一个不断更新、不断从头开始的过程。 【详解】A、睾丸中精原细胞分裂形成生殖细胞的过程是减数分裂，没有细胞周期，A正确； B、DNA合成双阻断法第一次操作后，S期细胞DNA复制停止，停留在S期，其他细胞继续完成细胞周期直至到G1期与S期交界处停止，B正确； C、若加入秋水仙素会抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉向细胞两极，C正确； D、DNA合成双阻断法第二次操作，需要所有细胞处于S期以外，时间需要控制在大于4小时，小于13小时，D错误。 故选D。 难点知识三 有丝分裂 1．染色体形态及行为变化 （1）当有染色单体(分裂间期的G2期、前期、中期)时，染色体∶染色单体∶核DNA＝1∶2∶2。 （2）当无染色单体(分裂间期的G1期、后期、末期)时，染色体∶核DNA＝1∶1。 2．细胞内核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例) 时期 项目 分裂间期 有丝分裂 前期 中期 后期 末期 核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n 染色体 2n 2n 2n 4n 4n→2n 染色单体 0→4n 4n 4n 0 0 3．细胞周期(进行有丝分裂)中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析 （1）曲线模型 （2）曲线解读 项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因 核DNA 间期(S期)DNA复制，核DNA数目加倍 末期形成两个新细胞核，核DNA数目减半 染色体 后期着丝粒分裂，染色体数目加倍 末期形成两个新细胞核，染色体数目减半 染色单体 间期(S期)DNA复制，染色单体形成 后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色单体消失 4.细胞周期(进行有丝分裂)中染色体数与核DNA数比值的变化曲线 （1）曲线模型 （2）曲线解读 ①AB(GH)段：S期DNA的复制，染色单体形成。 ②BC(HI)段：含有姐妹染色单体的时期，即分裂间期G2期、有丝分裂前期和中期。 ③CD(IJ)段：有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体消失。 5．根据柱状图判断细胞周期各时期的规律(以二倍体生物为例) (1)根据染色单体变化判断各时期 (2)根据比例关系判断各时期 ＝ 6．有丝分裂过程中的“加倍” 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 中心粒复制 细胞核 末期 新核膜已经形成，细胞质尚未分裂 7．比较动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别 比较 类别　 不同点 是否有中心体复制 有丝分裂过程 前期：纺锤体形成机制不同 末期：细胞质分裂方式不同 高等植 物细胞 无 　 动物细胞 有 8．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 细胞器名称 细胞类型 活动活跃的时期 生理作用 核糖体 动、植物 整个细周期，主要是间期 有关蛋白质的合成 中心体 动物、某些低等植物 前期 纺锤体的形成 高尔基体 植物 末期 细胞壁的形成 线粒体 动、植物 整个细胞周期 提供能量 【易错提醒】 （1）中心体在间期倍增，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）着丝粒是自动分裂的，与纺锤丝的牵引无关，比如用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝牵引，着丝粒仍分裂，导致细胞中染色体的数目加倍。 （5）鉴定一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最佳的方法是看分裂末期细胞质的分裂方式，如果形成细胞板则为植物细胞，如果是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，则为动物细胞。 命题角度1 染色体形态及行为变化 下图是小明同学在光学显微镜下观察到的某动物细胞有丝分裂某时期的图像。下列分析正确的是（ ） A．细胞内的同源染色体正在联会 B．染色体的着丝点（粒）已经完成分裂 C．下一时期，染色体向细胞两极移动 D．下一时期，染色单体数量倍增 【答案】C 【详解】A、有丝分裂过程中，同源染色体不能联会，A错误； B、该细胞处于有丝分裂中期，着丝点（粒）未分裂，B错误； C、该细胞处于有丝分裂中期，下一个时期着丝点（粒）分裂，染色体向细胞两极移动，C正确； D、该细胞处于有丝分裂中期，下一个时期着丝点（粒）分裂，染色单体消失，D错误。 故选C。 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），则在Mad2蛋白的作用下，细胞分裂会暂时停滞在中期，延缓后期的起始，直至该染色体与另一侧的纺锤丝相连。正确排列的中期染色体上没有Mad2蛋白。下列相关推测不合理的是（　　） A．Mad2蛋白是保证细胞正常进行有丝分裂的物质 B．有丝分裂前期，染色体上可结合Mad2蛋白 C．Mad2基因突变的细胞中，单附着染色体比例增加 D．Mad2基因突变有利于姐妹染色单体的正常分离 【答案】D 【详解】A、染色体与纺锤丝结合异常时，Mad2蛋白可延缓后期的起始，等待染色体正确结合后才进入后期，故可保证细胞正常进行有丝分裂，A合理； B、Mad2蛋白监控染色体与纺锤丝的结合，故推测有丝分裂前期，染色体上可结合Mad2蛋白，B合理； C、Mad2基因突变后，不需要延缓后期的起始，不需要等待染色体与另一侧纺锤丝正确结合，故单附着染色体比例增加，C合理； D、Mad2基因突变后，不利于姐妹染色单体的正常分离，D不合理。 故选D。 命题角度2 有丝分裂过程中相关物质的变化规律 如图为某动物细胞有丝分裂相关模式图，①~⑤表示不同时期的细胞。下列叙述错误的是（　　） A．该动物细胞分裂的顺序为①→⑤→③→②→④ B．②细胞中染色体数、染色单体数和核 DNA 数相等 C．⑤细胞中由中心粒发出星射线形成纺锤体，染色质螺旋化形成染色体 D．④的核仁核膜会重新出现，细胞膜从细胞中部向内凹陷 【答案】B 【详解】A、图中①为间期，②为有丝分裂后期，③为有丝分裂中期，④为有丝分裂末期，⑤为有丝分裂前期,因此分裂顺序为①→⑤→③→②→④,A正确； B、②为有丝分裂后期，染色体数与核 DNA 数相等，但染色单体数由于着丝粒分裂变为0，B错误； C、图⑤为有丝分裂前期，该时期中心粒发出星射线，形成纺锤体，染色质螺旋化形成染色体，C正确； D、④为有丝分裂末期，核仁核膜会重新出现，细胞膜从细胞中部向内凹陷，D正确。 故选 B。 图1是一个细胞周期内每条染色体上的DNA含量变化曲线图，图2是根据细胞核DNA含量不同，将大量某种连续增殖的细胞分为三组，统计每组的细胞数而绘制的柱形图。下列叙述正确的是（    ） A．图1中EF段的染色体数是CD段的一半 B．图2丙组细胞中只有部分细胞的染色体数目加倍 C．图2中乙组细胞所处时期相当于图1中的AB段 D．有丝分裂过程中染色体螺旋化程度最高的是图2的甲组细胞 【答案】B 【详解】A、图1表示一个细胞周期内每条染色体上的DNA变化， BC段形成的原因是DNA的复制，AC段处于有丝分裂间期；CD段处于有丝分裂前期和中期；DE段形成的原因是着丝点的分裂；EF段表示有丝分裂后期和末期，后期细胞中染色体数目是CD段2倍，A错误； B、图2丙组细胞中的DNA含量为4C，包括间期DNA复制后、前期、中期和后期的细胞，其中只有后期的细胞染色体数目加倍，B正确； C、图2中甲组细胞所处时期相当于图1中的AB段（DNA复制以前），乙组细胞所处时期相当于图1中的BC段，C错误； D、观察有丝分裂过程中染色体的最佳时期是中期，为图2的丙组部分细胞，D错误。 故选B。 命题角度3 动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别 下列有关人体造血干细胞及蚕豆根尖分生区细胞的有丝分裂的叙述，正确的是（    ） A．造血干细胞进行分裂时，中心粒在间期已经完成倍增 B．根尖分生区细胞进行分裂时，细胞壁和核膜将在前期逐渐消失 C．这两种细胞进行分裂时，细胞中的纺锤体都是由星射线形成的 D．这两种细胞进行分裂时，细胞中的染色体数目加倍是因为DNA复制 【答案】A 【详解】A、中心粒的复制发生在有丝分裂的间期，造血干细胞作为动物细胞，其分裂时中心粒在间期完成倍增，A正确； B、核膜在前期解体，但植物细胞的细胞壁不会在前期消失，而是在末期通过细胞板形成新的细胞壁，B错误； C、动物细胞的纺锤体由中心体的星射线形成，而植物细胞的纺锤体由细胞两极的纺锤丝直接形成，并非星射线，C错误； D、染色体数目加倍是因后期着丝粒分裂，而非间期的DNA复制，DNA复制仅导致染色单体形成，D错误。 故选A。 图1是某生物体细胞有丝分裂不同时期的图像，图2是该生物体细胞有丝分裂不同时期染色体数和核DNA数，a～c代表分裂的不同时期。下列说法正确的是（　　） A．相比上一个时期，细胞甲中的染色体数和核DNA数均加倍 B．图2中M和N分别代表染色体数和核DNA数 C．图1中的乙→甲的过程对应图2中b→a的过程 D．图2中c时期的细胞在赤道板的位置会形成细胞板 【答案】C 【分析】分析题图可知：图1中的细胞甲、乙分别处于有丝分裂后期、中期。在图2中，a表示有丝分裂后期，b表示有丝分裂前期和中期，c可以表示有丝分裂末期形成的子细胞，染色体数和核DNA数为1：1或1：2，推测M为核DNA数，N为染色体数。 【详解】A、细胞甲呈现的特点是：着丝粒分裂后形成的两条子染色体分别移向细胞两极，据此可判断细胞处于有丝分裂后期，与中期相比，此时染色体数加倍，核DNA数不变，A错误； B、染色体数和核DNA数为1：1或1：2，推测M为核DNA数，N为染色体数，B错误； C、图1中的细胞甲、乙分别处于有丝分裂后期、中期，a表示有丝分裂后期，b表示有丝分裂前期和中期，图1中的乙→甲的过程对应图2中b→a的过程，C正确； D、根据图1可知，该生物为动物，有丝分裂过程中不会形成细胞板，D错误。 故选C。 命题角度4 与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 真核细胞的细胞分裂一般包括细胞核分裂和细胞质分裂两步，前者负责将母细胞的遗传物质传给子细胞，后者则负责分母细胞的细胞质。细胞器的分配可以是被动地随机进行（如内质网先解体成大量的小块，随机分配后组装起来），也可以是主动地均匀分配（如线粒体在细胞骨架的作用下均匀分配）。下列说法错误的是（    ） A．线粒体的均匀分配有利于维持子细胞的能量供应 B．高尔基体在动物细胞分裂过程中会参与细胞板的形成 C．动物细胞有丝分裂时中心粒会倍增并平均分配到子细胞 D．内质网的随机分配的过程体现了生物膜具有流动性 【答案】B 【详解】A、线粒体通过细胞骨架主动均匀分配，确保子细胞获得足够的能量供应，A正确； B、高尔基体在植物细胞分裂时参与细胞板形成，而动物细胞通过缢缩分裂，无细胞板结构，B错误； C、动物细胞有丝分裂间期中心粒倍增，分裂时两组中心粒分别移向两极并平均分配，C正确； D、内质网解体后随机分配涉及膜的断裂与重组，体现生物膜的流动性，D正确。 故选B。 下列对细胞结构、功能及其联系的叙述错误的是（　　） A．植物细胞有丝分裂末期，高尔基体参与了细胞壁的形成 B．动物细胞有丝分裂前期，中心粒发出星射线，形成了纺锤体，可在光学显微镜下看见 C．线粒体可以为溶酶体内合成、分泌酸性水解酶提供能量 D．高尔基体与分泌蛋白的加工、分类、包装及膜泡运输有关 【答案】C 【分析】1、高尔基体在动植物细胞中的功能不同，在动物细胞中与分泌物的形成有关，在植物细胞中与细胞壁的形成有关。 2、植物细胞有丝分裂前期，由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；动物细胞有丝分裂前期，由两极的中心体（每个中心体由两个中心粒相互垂直组成）发出星射线形成纺锤体。 【详解】A、植物细胞有丝分裂末期，细胞板的形成需要高尔基体合成并运输细胞壁成分（如纤维素和果胶），A正确； B、动物细胞有丝分裂前期，中心体复制后移向两极并发出星射线形成纺锤体，纺锤体结构可在光学显微镜下观察到，B正确； C、溶酶体内的酸性水解酶由核糖体合成，经内质网和高尔基体加工后运输至溶酶体，线粒体为整个过程提供能量，但溶酶体自身不合成酶，C错误； D、高尔基体负责分泌蛋白的加工、分类、包装，并通过膜泡运输至细胞膜，D正确； 故选C。 难点知识四 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1．实验原理 （1）高等植物根尖、芽尖等分生区细胞能进行有丝分裂。 （2）在高倍显微镜下观察各时期细胞内染色体的存在状态判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。 （3）染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液）着色。 （4）盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞分离开。 2．实验步骤 （1）洋葱根尖的培养：实验前3～4d培养，待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成装片观察。 （2）装片的制作 解离 　 漂洗 　 染色　 制片：镊子取出根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖将根尖弄碎，盖上盖玻片，拇指轻压 （3）观察 ①低倍镜观察：根据根尖分生区细胞特点找到细胞。 ②高倍镜观察：先找中期细胞，再找前、后、末期细胞，最后找分裂间期细胞。 （4）绘图：绘制植物细胞有丝分裂中期简图。 3．实验成功的关键及注意事项 实验材料的选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料 部分 选取分裂旺盛的部位（如根尖、茎尖的分生区） 时间 必须在分裂旺盛的时间 操作注意事项 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、根尖过于酥软，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 压片力度 过轻 细胞未分散开 过重 将组织压烂 显微镜观察 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化 细胞数目 间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长 【易错提醒】 （1）根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。 （2）不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。 （3）“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。 （4）每一时期的时间＝细胞周期×此时期的细胞数占计数细胞总数的比例 命题角度1 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂过程 光学显微镜下观察植物根尖细胞有丝分裂，现象如图，下列叙述错误的是（　　） A．该实验的流程为：根尖培养→装片制作→镜下观察等 B．该装片制作的过程为：解离→漂洗→染色→制片 C．细胞A中能直接观察到细胞由间期进入前期 D．细胞B中能直接观察到清晰的染色体形态 【答案】C 【详解】A、图示为观察植物根尖细胞有丝分裂的实验，该实验的流程为：根尖培养→装片制作（解离→漂洗→染色→制片）→镜下观察 （先低倍镜、后高倍镜）等，A正确； B、该实验中装片的制作过程为：解离→漂洗→染色→制片，其目的是为了获得单层细胞，B正确； C、经过解离后的细胞已经死亡，因此，在细胞A中不能直接观察到细胞由间期进入前期的过程，C错误； D、细胞B处于有丝分裂中期，此时细胞中染色体形态固定、数目清晰，因而能直接观察到清晰的染色体形态，D正确。 故选C。 如图是某同学观察大蒜（2n=16）根尖细胞有丝分裂的图像。下列叙述正确的是（　　） A．该材料取材通常在距离根尖2～3cm处 B．图中存在含32、16或8条染色体的细胞 C．后期和末期细胞内的染色体数可以相同 D．可观察到图中某细胞的细胞板不断扩展 【答案】C 【详解】A、观察大蒜根尖细胞有丝分裂时，需要取分生区作为材料，应剪取根尖2～3mm，A错误； B、根尖细胞有丝分裂时，不会发生染色体数目成倍减少，不会出现含8条染色体的细胞，B错误； C、后期细胞着丝粒分裂，染色体数为32条，末期细胞尚未完全分裂为两个子细胞时，染色体数仍为32条，故后期与末期细胞染色体数可以相同，C正确； D、由于细胞在解离时已死亡，不会观察到一个细胞的细胞板不断向四周扩展，D错误。 故选C。 命题角度2 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂结果分析 关于“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂”实验的说法，正确的是（　　） A．细胞中的染色体容易被醋酸洋红液这种酸性染料染成深色 B．观察临时装片时，在视野中可以观察到绝大多数细胞处于分裂期 C．在显微镜的视野中可以看到一个分生区细胞完成一个完整的分裂期 D．在解离后必须进行充分的漂洗，防止解离过度，也有利于后续的染色 【答案】D 【详解】A、醋酸洋红液是碱性染料，A错误； B、细胞周期中分裂间期占约90%的时间，因此视野中绝大多数细胞处于间期而非分裂期，B错误； C、解离步骤已杀死细胞，分裂过程被终止，显微镜下只能观察到固定在不同阶段的细胞，无法看到动态连续变化，C错误； D、在解离后必须进行充分的漂洗，漂洗能洗去解离液，防止解离过度，并有利于染色剂着色，D正确。 故选D。 下列关于“制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片”活动的叙述，错误的是（    ） A．选用染色体数目少、易观察的根尖材料便于观察有丝分裂 B．持续观察某个细胞，可观察到连续的分裂过程 C．制作装片过程中需要用清水漂洗已解离的根尖，使其便于染色 D．观察到的分裂中期细胞可用于制作染色体组型图 【答案】B 【详解】A、选用染色体数目少、易观察的根尖材料（如洋葱根尖），可减少观察难度，便于识别染色体形态和数目，A正确； B、解离过程中细胞已被盐酸和酒精混合液杀死，细胞失去活性，无法继续分裂，因此无法观察到连续的分裂过程，B错误； C、解离后需用清水漂洗根尖，目的是去除残留的解离液，避免其与染色剂反应影响染色效果，C正确； D、分裂中期染色体形态稳定、排列整齐，是制作染色体组型图的理想时期，D正确。 故选B。 1．生物的生长既要依靠细胞体积的增大，又要依靠细胞数目的增加，下列有关叙述，正确的是（　　） A．随着细胞体积的增长，细胞的相对表面积增大，物质运输效率提高 B．发菜细胞可以通过有丝分裂、无丝分裂、减数分裂增加细胞数量 C．同一个体不同器官的大小差异主要取决于细胞数量的多少 D．细胞的分裂具有周期性，细胞经过有丝分裂后，立即进入下一个细胞周期 【答案】C 【详解】A、随着细胞的生长，细胞的体积增长，细胞的相对表面积(表面积与体积之比)变小，物质运输效率降低，A错误； B、有丝分裂、无丝分裂、减数分裂是真核细胞的增殖方式，发菜是原核细胞，不能进行有丝分裂、无丝分裂、减数分裂，B错误； C、同一个体不同器官的大小差异主要取决于细胞数量的多少，C正确； D、细胞经过有丝分裂后，有三种去向：①继续分裂，进入下一个细胞周期，②不再分裂，进行细胞分化，③暂不分裂，D错误。 故选C。 2．研究发现，胸腺嘧啶脱氧核苷（TdR）能特异性地抑制DNA合成，但不影响处于其他时期的细胞进行细胞周期运转，对细胞无毒害。去除TdR后所有细胞会继续进行细胞周期的运转。在某动物体细胞培养液中加入一定剂量的TdR培养一段时间，然后洗脱掉TdR，重新更换培养液，第二次加入TdR培养一段时间，可使所有细胞完成同步化。已知其细胞周期的G1期、S期、G2期、M期分别为8h、6h、5h、1h。下列说法错误的是（    ） A．开始培养时，处于G2期的细胞约占1/4 B．S期是DNA复制及DNA数目加倍的时期 C．第1次加入TdR处理8h，可使所有细胞都处于G1/S交界或S期 D．第2次加入TdR处理14h，可使所有细胞都处于G1/S交界处 【答案】C 【详解】A、G2期时间为5h，总周期20h，比例为5/20=1/4，A正确； B、S期进行DNA分子复制，复制后核DNA数目加倍，B正确； C、第一次处理8h不足以让所有细胞进入S期。例如，原G2期细胞需5h进入M期，1h完成M期，剩余2h处于G1期，未达S期，C错误； D、第二次处理14h（G2+M+G1=5+1+8=14h），所有细胞完成周期后再次进入S期时被阻断于G1/S交界，D正确。 故选C。 3．细胞增殖具有周期性，一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。人们根据染色体的行为，把有丝分裂分为前期、中期、后期、末期四个时期。下列有可能发生在细胞周期中同一时期的事件是（    ） A．着丝粒分裂和核DNA数目加倍 B．中心粒倍增和DNA复制 C．纺锤体形成和染色体数目加倍 D．赤道板出现和细胞板形成 【答案】B 【详解】A、着丝粒分裂发生在有丝分裂的后期，导致染色体数目加倍；核DNA数目加倍发生在间期的S期（DNA复制），A错误； B、中心粒倍增发生在间期的S期（动物细胞中），而DNA复制也发生在S期，B正确； C、纺锤体形成于分裂前期，染色体数目加倍发生在分裂后期（着丝粒分裂），C错误； D、赤道板是一个假想结构，不会出现，细胞板的形成发生在末期，D错误。 故选B。 4．如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程（    ） A．发生在细胞分裂末期，核膜再度形成 B．发生在细胞周期的分裂间期，染色质复制 C．发生在细胞分裂前期，核膜逐渐消失 D．发生在细胞分裂中期，染色体缩短变粗 【答案】C 【详解】A、有丝分裂末期没有染色单体，因此图示细胞不能表示有丝分裂末期，A错误； B、此图不是发生在分裂间期，因为染色体已完成复制，形成了染色单体，B错误； C、发生在细胞分裂的前期，染色质螺旋变粗，核膜逐渐消失，C正确； D、不是发生在细胞分裂的中期，因为仍有核膜结构，D错误。 故选C。 5．如图是某同学实验时拍摄的洋葱根尖分生区细胞分裂图，①~⑤表示不同分裂时期的细胞。下列叙述错误的是（　　） A．细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③ B．①中染色体数量是②中染色体数的2倍 C．⑤主要的变化是DNA复制和有关蛋白质的合成 D．细胞质分开可在②所处的时期开始进行 【答案】D 【详解】A、图中①处于有丝分裂后期，②处于中期，③处于末期，④处于前期，⑤处于间期，因此细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③，A正确； B、①处于有丝分裂后期，其中染色体数目暂时加倍，因而其中染色体数量是②中染色体数的2倍，B正确； C、⑤处于有丝分裂间期，此时发生的主要变化是DNA复制和有关蛋白质的合成，C正确； D、细胞质分开可在①有丝分裂后期所处的时期开始进行，D错误。 故选D。 6．小鼠成纤维细胞通过有丝分裂进行增殖，下列叙述正确的是（　　） A．前期进行DNA复制和相关蛋白质合成 B．中期着丝粒排列在细胞中央的平面上 C．后期着丝粒分裂，使核DNA数目加倍 D．末期形成细胞板，进而产生两个子细胞 【答案】B 【详解】A、DNA复制和相关蛋白质合成发生在有丝分裂的间期，A错误； B、中期时，染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道面上，B正确； C、后期着丝粒分裂导致染色体数目加倍，但核DNA数目在间期复制时已加倍，此时每个染色体仅含1个DNA，C错误； D、细胞板是植物细胞分裂末期的特征，动物细胞通过细胞膜缢裂形成子细胞，D错误。 故选B。 7．动植物细胞有丝分裂的相同点是（　　） A．前期纺锤体的形成方式 B．末期细胞质的分裂方式 C．间期结束时染色体数目加倍 D．染色体加倍后平均分配 【答案】D 【分析】动物和植物细胞在有丝分裂过程中的不同点： 1、前期：高等植物细胞由细胞两极发纺锤丝形成纺锤体期；动物细胞已复制的两中心体分别移向两极周围发出星射线，形成纺锤体。 2、末期：植物细胞末期在赤道板位置出现细胞板，扩末展形成新细期胞壁，并把细胞分为两个子细胞；动物细胞末期在细胞中部出现细胞内陷，把细胞质隘裂为二，形成两个子细胞。 【详解】A、动植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成方式不同，动物细胞通过中心体发出星射线，形成纺锤体，而植物细胞通过细胞两极发纺锤丝形成纺锤体，A错误； B、动植物细胞有丝分裂末期细胞质的分裂方式不同，动物细胞中部出现细胞内陷，把细胞质隘裂为二，形成两个子细胞，而植物赤道板出现细胞板扩展形成新细胞壁，并把细胞分为两个，B错误； C、间期结束时细胞核DNA数量加倍，但染色体数目不变，C错误； D、动植物细胞有丝分裂过程中染色体都会加倍后平均分配，D正确。 故选D。 8．用3H标记洋葱（染色体数目为2n）根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含有秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续分裂时持续发挥作用，则下列叙述正确的是（    ） A．在低倍镜下找到圆形的根尖分生区细胞后，换成高倍镜仔细观察 B．秋水仙素通过抑制纺锤体的形成而影响着丝粒的分裂 C．DNA第二次复制后，3H标记的染色单体所占比例为1/4 D．若细胞中不含染色单体时的染色体数目为8n，则推测DNA复制的次数可能是2次 【答案】D 【详解】A、低倍镜下找到分生区细胞后，需换高倍镜并调节细准焦螺旋和光圈，而非直接观察，A错误； B、秋水仙素通过抑制纺锤体形成阻止细胞分裂，但着丝粒分裂由特定酶催化，与秋水仙素无关，B错误； C、DNA第一次复制后，每条染色体的两个姐妹染色单体DNA均含³H标记（半保留复制）；第二次复制后，每条染色体含2个DNA分子，其中仅1个含³H标记。因此，³H标记的染色单体比例为1/2，C错误； D、若染色体数目为8n且无染色单体，说明细胞经历两次DNA复制且两次分裂被阻断（秋水仙素持续作用）。第一次复制后染色体数目加倍至4n，第二次复制后加倍至8n，D正确。 故选D。 9．研究者用50μmol/LCd2+溶液处理大蒜植株7天后，镜检观察到细胞①~⑥，下列叙述错误的是（    ） A．镜检观察前需对材料进行解离→漂洗→染色→压片处理 B．在视野中找到①后持续观察染色体的行为，会依次经历⑤②④③的过程 C．细胞②的核DNA数与④相同，但染色体数仅为④的一半 D．细胞⑥中有1条染色体滞后，可能是由于Cd2+影响了纺锤丝的功能 【答案】B 【详解】A、有丝分裂装片的制作流程为：解离→漂洗→染色→制片→观察，A正确； B、细胞经解离液作用后已经死亡，不会再分裂，B错误； C、细胞②着丝粒整齐地排列在赤道板上，处于有丝分裂中期，细胞④染色体数加倍，染色体数目是细胞②的2倍，C正确； D、细胞⑥发生了1条染色体滞后的现象，说明染色体分离异常，最可能是由纺锤体功能异常引起的，D正确。 故选B。 10．大肠杆菌的细胞进行的细胞增殖方式是（　　） A．无丝分裂 B．减数分裂 C．有丝分裂 D．以上都不是 【答案】D 【详解】A、无丝分裂是真核生物（如蛙的红细胞）的分裂方式，原核生物不进行无丝分裂，A错误； B、减数分裂是产生生殖细胞的分裂方式，仅存在于有性生殖的真核生物中，大肠杆菌进行无性繁殖，B错误； C、有丝分裂是真核生物体细胞增殖的主要方式，涉及染色体和纺锤体的形成，原核生物无染色体结构，C错误； D、大肠杆菌通过二分裂增殖，属于原核生物特有的无性繁殖方式，D正确。 故选D。 11．细胞周期包括分裂间期（G1期、S期和G2期）和分裂期（M期）。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列检验点，对细胞周期的过程是否发生异常加以检测。只有相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。如图所示，回答下列问题： (1)与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是 。 (2)图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否 （填序号：①损伤和修复、②完成复制）；检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定胞质是否分裂的检验点是 。 (3)若用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养该细胞后，使进S期的细胞均被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约 h后会检测到被标记的M期细胞。 (4)若向该细胞培养液中加入过量胸苷，正在DNA合成的细胞立刻被抑制，主要激活检验点 ，将细胞阻滞在S期，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约 h后，细胞都将停留在S期。若用秋水仙素抑制 的形成，主要激活检验点 ，使癌细胞停滞于中期。 【答案】(1)染色体数不变，核DNA数加倍 (2) ①② 5 (3)2.2 (4) 2 7.4 纺锤体 4 【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始到下次分裂完成时为止，包括分裂间期和分裂期，其中分裂间期历时长，占细胞周期的90%--95%。 【详解】（1）S期进行DNA分子复制，G2期细胞已完成DNA复制和组蛋白合成，其每条染色体含有两条染色单体，每个染色单体含有一个DNA，故与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是染色体数不变，核DNA数加倍。 （2）图中检验点1、2和3依次处在间期的G1-S、S、G2-M，其主要作用在于检验DNA分子是否损伤和修复（①），DNA是否完成复制（②）；据图分析，检验点4主要检验纺锤体组装完成，着丝粒是否正确连接到纺锤体上，检验点5主要检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极。 （3）用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养该细胞后，处于S期的细胞都会被标记，洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，则细胞又进入正常运转，由题图信息可知，G2期的时间为2.2小时，洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测最快约2.2h后会检测到被标记的M期细胞。 （4）加入过量胸苷，正在DNA合成的细胞（S期细胞）立刻被抑制，主要激活检验点2，将细胞阻滞在S期，而处于其他时期的细胞不受影响。要使所有细胞都停留在S期，需让处于G2期、M期、G1期的细胞都进入S期，G2期时长2.2h，M期时长1.8h，G1期时长3.4h，总共约3.4+2.2+1.8=7.4h后细胞都将停留在S期。秋水仙素抑制纺锤体的形成，纺锤体在M期的前期形成，纺锤体形成受抑制会使细胞停滞于中期，主要激活检验点检验点4。 12．细胞周期包括分裂间期和分裂期(M)，其中分裂间期又分为G1、S、G2期，G1期主要合成RNA和核糖体。G2期为有丝分裂的准备期，主要是RNA和蛋白质的大量合成。具体时间如图所示，回答下列问题。 (1)细胞周期是指 ，据图推测S期的特点是 。 (2)M期细胞形态、结构发生显著改变，请具体举例进行说明： (至少写2点)。 (3)DNA合成阻断法是采用过量的TdR(DNA合成抑制剂)特异地抑制DNA合成，而不影响处于其他时期的细胞进行细胞周期运转，从而将被抑制的细胞抑制在DNA合成期的实验方法。当将过量的TdR加入细胞培养液，凡处于 (填“G₁”或“S”或“G₂”或“M”)期的细胞立刻被抑制，而其他各期的细胞则照常运转，洗去TdR更换培养液后继续培养，当培养时间(t)为 后第二次加入TdR，所有这些细胞则被抑制在G1期和S期的交界处。这种方法可以实现 的目的。 【答案】(1) 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所经历的全过程 DNA 复制期，主要是遗传物质的复制 (2)染色质丝缩短变粗成为染色体及再成为染色质，核膜、核仁解体及重建，细胞核消失再形成两个细胞核，细胞质一分为二 (3) S 2<t<8 细胞周期同步化 【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞，从上一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止的时间。根据染色体的行为特征，将其分为间期和分裂期，间期时间较长。 【详解】（1）细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程，据图推测S期的特点是进行DNA复制，主要是遗传物质的复制。 （2）M期细胞形态、结构发生显著改变，如染色质丝缩短变粗成为染色体及再成为染色质，核膜、核仁解体及重建，细胞核消失再形成两个细胞核，细胞质一分为二。 （3）采用过量的TdR可特异地抑制DNA合成，而DNA的合成期是S期，因此，当将过量的TdR加入细胞培养液，凡处于S期的细胞立刻被抑制，而其他各期的细胞则照常运转，洗去TdR更换培养液后继续培养，若要将所有这些细胞都抑制在G1期和S期的交界处，培养的时间至少大于 S期的时长，小于(G2+M +G1)时长，故2<t<8，这种方法可以实现细胞周期同步化的目的。 13．有丝分裂间期可分为G1、S、G2期，G1期主要是合成RNA和有关蛋白质，为DNA复制作准备，S期进行DNA复制，G2期DNA合成终止，但合成少量RNA和蛋白质。据此请回答下列相关问题： (1)干细胞是指 。用显微镜观察干细胞临时装片，下图分裂图像中不可能出现的是 （选填序号），理由是 。 (2)科研人员做了如下实验：取胚胎干细胞随机均分成两组，分别在普通培养液和含CDK抑制剂的培养液中培养24h，最终测定这些细胞一个细胞周期的核DNA含量，结果如图甲、图乙所示。 ①图中A所代表的时期是 ，该时期合成的有关蛋白质可能是 （写2种）。据图分析CDK抑制剂可能抑制的时期是 。 ②随着时间推移，图甲培养液中所有的细胞最终是否都会进入A时期，并说明理由 。 【答案】(1) 体内保留的少数具有分裂、分化能力的细胞 ②③④ ②③④为减数分裂过程图，干细胞不能进行减数分裂 (2) G1 DNA聚合酶、解旋酶 G1或S期 否，因为会有一部分细胞衰老、凋亡，不再进入细胞周期 【分析】有丝分裂不同时期的特点： （1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成； （2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体； （3）中期：染色体形态固定、数目清晰； （4）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极； （5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 【详解】（1）干细胞是指体内保留的少数具有分裂、分化能力的细胞。用显微镜观察干细胞临时装片，不可能出现的分裂图像是下图中的②③④，因为干细胞只能进行有丝分裂（不能进行减数分裂），②③④为减数分裂过程图，分别属于减数第一次分裂后期、减数第二次分裂中期、减数第二次分裂后期。 （2）①图中A所代表的时期DNA含量为2N，处于间期DNA还未复制时期，即G1期；G1期合成的有关蛋白质主要是为DNA复制作准备，DNA复制需要解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，在DNA聚合酶作用下合成新的DNA，所以G1期合成的有关蛋白质最可能为DNA聚合酶、解旋酶；据图分析CDK抑制剂处理后，2N的细胞数明显增多，可能抑制DNA的复制，可能抑制间期中的G1或S期。 ②随着时间推移，培养液中所有的细胞最终不都会进入A时期，因为会有一部分细胞衰老、凋亡，不再分裂，不再进入细胞周期。 14．下图甲表示某植物根尖细胞分裂不同时期的模式图；图乙为外界干扰下酵母细胞有丝分裂过程中染色体与中心粒的几种连接方式示意图。请回答下列问题： (1)在观察植物根尖细胞有丝分裂的实验时，要用 （填具体染料名称）使细胞中染色体着色。 (2)图甲中细胞C处于有丝分裂的 期，染色体与核DNA数目比例为 。正常情况下，每条染色体的 （填结构名称）两侧都有纺锤丝附着，纺锤丝牵引着染色体运动，使其在此时期排列在赤道板上。 (3)图乙中能保证染色体精确地平均分配到两个子细胞中的是图 （填字母），可能造成子细胞中出现非整倍体的是图 （填字母）。 【答案】(1)甲紫溶液（或醋酸洋红液） (2) 中 1：2 着丝粒 (3) A B、C、D 【分析】细胞有丝分裂是一个连续动态的变化过程，但可以通过它的形态变化，特别是细胞核中的染色体行为，人为地划分阶段，并进行比较研究。在自然状态下，一大群处于各个分裂期的细胞混杂在一起。必须仔细观察，寻找有丝分裂过程各期典型形态特征的细胞，从而建立起细胞周期的概念。植物的分生组织（如根尖分生区、茎尖生长点等）细胞，能够通过有丝分裂增加其数目。依据植物细胞分裂周期中各个时期细胞中染色质或染色体的形态、数目、位置变化，确定该细胞所处的时期。为了看清染色体或染色质，要用碱性染料将其染色。 【详解】（1）染色体能被碱性染料染色，在观察有丝分裂的实验时，要用甲紫溶液（或醋酸洋红液）使细胞中染色体着色。 （2）图甲中细胞C处于有丝分裂的中期，此时每条染色体都有两个DNA分子，故染色体与核DNA数目比例为1：2。正常情况下，每条染色体的着丝粒两侧都有纺锤丝附着，纺锤丝牵引着染色体运动，使其着丝粒在有丝分裂中期排列在赤道板上。 （3）图乙中，图A两侧都有中心粒，且每侧只有1个，到达两极后发出纺锤丝各自牵引一条染色体到达两极，故图A能保证染色体精确地平均分配到两个子细胞。图B、C、D中，由于染色体和中心粒连接方式错误，会发生染色体分离错误，出现非整倍体化，故可造成子细胞中出现非整倍体的是图B、C、D。 15．微核也叫卫星核，通常认为它是在有丝分裂后期由丢失着丝粒的染色体断片产生的，是染色体畸变在间期细胞中的一种表现形式。科学家根据蚕豆根尖分生区细胞（经铬处理后）的微核率，得到下面的结果。请回答下列问题： (1)统计蚕豆根尖细胞的微核率，需要观察蚕豆根尖细胞的有丝分裂情况，制作蚕豆根尖有丝分裂临时装片时，常用 对染色体进行染色。为了使统计数据更科学，计数时应采用的方法是 。 (2)当铬离子浓度为零时，细胞分裂指数约为千分之二十五，即处于分裂期的细胞少，这说明 。 (3)由图1可知，铬离子对细胞分裂能力的影响是 。比较图1和图2，当铬离子相对浓度达到100时，细胞的微核率反而下降的原因是 。 【答案】(1) 甲紫溶液 每组装片观察多个视野 (2)分裂间期在细胞周期中所占的比例大 (3) 铬离子能抑制细胞分裂，浓度越大，其抑制作用越强 抑制了细胞的有丝分裂，由于微核形成于有丝分裂后期，所以微核率会下降 【分析】细胞周期指连续分裂的细胞，从一次有丝分裂完成时开始，到下一次有丝分裂完成时为止所经历的全过程。包括分裂前的间期和分裂期。 【详解】（1）在制作有丝分裂临时装片时，常用甲紫溶液对染色体进行染色，因为这些染色剂能使染色体着色，便于观察。为了使统计数据更科学，计数时应采用的方法是每组装片观察多个视野，求平均值，这样可以减少偶然因素对实验结果的影响。 （2）当铬离子浓度为零时，细胞分裂指数约为千分之二十五，即处于分裂期的细胞少，这说明细胞分裂间期在细胞周期中所占的比例大，大部分细胞处于间期，所以处于分裂期的细胞比例较低。 （3）由图1可知，随着铬离子相对浓度的升高，细胞分裂指数逐渐降低，所以铬离子对细胞分裂能力的影响是抑制细胞分裂，且浓度越大，抑制作用越强。 比较图1和图2，当铬离子相对浓度达到100时，细胞的微核率反而下降，原因是高浓度的铬离子抑制了细胞的有丝分裂，由于微核形成于有丝分裂后期，所以微核率会下降（微核是在有丝分裂后期由丢失着丝粒的染色体断片产生的，细胞分裂受抑制，产生微核的过程也会受影响）。 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第6章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖 （必会知识+难点强化+必刷好题，三层提升） 必会知识一 细胞增殖与细胞周期 1．细胞增殖 （1）概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。 （2）过程：包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。 （3）意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。 （4）类型： ①有丝分裂：体细胞数目增加。 ②减数分裂：生殖细胞形成方式。 ③无丝分裂：如蛙的红细胞。（提醒：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂是真核细胞分裂方式） ④二分裂：原核细胞分裂方式。 2．细胞周期 （1）概念：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。 ①条件：连续分裂的细胞。（提醒：无丝分裂、减数分裂无细胞周期） ②起点：一次分裂完成。 ③终点：下一次分裂完成。 ④阶段：分裂间期和分裂期。 ⑤特点：不同种类的细胞的细胞周期不一定相同；分裂间期与分裂期所占的比例不同。 （2）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。 3．分裂间期 （1）起止：从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前。 （2）比例：细胞周期的大部分时间处于分裂间期，占细胞周期的90%～95%。 （3）特点：分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。 （4）过程： ①G1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。 ②S期：又称DNA合成期，主要进行DNA的复制。 ③G2期：又称DNA合成后期，主要进行有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。 [例1]下列关于细胞周期的叙述，正确的是（　　） A．细胞周期包括分裂间期和分裂期 B．分裂间期时间短，分裂期时间长 C．分裂期完成DNA复制和有关蛋白质的合成 D．分裂期主要完成遗传物质的平均分配 [例2]下图表示连续分裂的细胞细胞周期，箭头代表分裂过程的方向。下列叙述正确的是（　　） A．图中a+b、b+c均可表示一个完整的细胞周期 B．图中b和d过程会发生DNA的复制 C．人的成熟红细胞也存在细胞周期 D．由图可得出分裂间期时长远大于分裂期 [例3]在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂会阻断间期的DNA复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期，处于分裂期的细胞不受影响而继续进行细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的间期，从而实现细胞周期同步化的目的。已知某细胞有丝分裂的细胞周期为20小时，各时期所占比例如图所示。设处于G1与S期交界处的细胞也算S期，下列叙述错误的是（    ） A．分裂间期为分裂期准备物质，完成DNA分子的复制和有关蛋白的合成 B．用DNA合成可逆抑制剂处理1.6小时，则此时S期细胞数占比约为55% C．用DNA合成可逆抑制剂处理分裂的细胞群，处于S期的细胞会被抑制 D．用DNA合成可逆抑制剂处理9.6h，则处于G2、M、G1期的细胞都将被抑制在G1/S期交界处 必会知识二 有丝分裂 1．动植物的有丝分裂 时期 分裂图像 特点 植物细胞 动物细胞 前期 ①染色质丝→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（不分裂细胞始终呈染色质状态） 中期 染色体的着丝粒排列在赤道板上 后期 ①着丝粒分裂； ②染色体移向细胞两极； ③染色体数目加倍 末期 ①染色体→染色质丝； ②纺锤丝逐渐消失； ③核膜、核仁重新出现； ④细胞质分裂 2．细胞有丝分裂的意义 （1）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。 （2）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了遗传的稳定性。 [例1]如图为动物体细胞有丝分裂中期示意图，下列相关叙述正确的是（　　） A．甲是中心体，在分裂前期倍增并移向细胞两极 B．此图中有2条染色体，4条姐妹染色单体 C．该时期为分裂中期，染色体数加倍 D．丙是星射线，由蛋白质和DNA构成 [例2]下图为某植物细胞（2n=6）有丝分裂4个时期的示意图，下列叙述错误的是（　　） A．①时期细胞内含有12条染色单体 B．③和④时期细胞中核DNA数相同 C．细胞有丝分裂各时期的顺序为④→①→③→② D．②时期细胞将发生细胞膜内陷，形成的环沟使细胞缢裂 [例3]如图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，图3表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化，图4表示有丝分裂中不同时期染色体和核DNA数量的关系。下列有关叙述不正确的是（　　） A．图1所示细胞中共有4条染色体，8个DNA分子；图2所示细胞中无姐妹染色单体 B．处于图3中B→C段的是图1所示细胞，完成图3中C→D段变化的细胞的分裂时期是后期 C．有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况 D．图4中a可对应图3中的B→C段，图4中c可对应图3中的A→B段 必会知识三 无丝分裂 1．定义：在分裂过程中不出现染色体和纺锤丝的变化，因此叫无丝分裂。 2．过程：细胞核延长→核中央向内凹陷→缢裂成两个细胞核→整个细胞向中央凹陷→缢裂成两个子细胞。 3．特点：整个分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化，无核膜、核仁周期性地消失和重建，但是DNA仍需要经过复制并平均分配到两个子细胞中。 4．实例：蛙的红细胞。 [例1]细胞增殖以分裂的方式进行，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。下列有关真核细胞增殖的叙述，错误的是（    ） A．无丝分裂的过程中，不会出现纺锤丝和染色体的变化 B．有丝分裂以一次分裂开始时作为一个细胞周期的起点 C．细胞增殖是形成多种功能组织、器官的基础 D．在遗传信息传递中，细胞增殖维持生物遗传的稳定性 [例2]微丝是一种细胞骨架，动物细胞增殖过程中，核膜形成后，微丝组成收缩环，收缩环不断收缩最终细胞缢裂。下列关于收缩环的叙述，正确的是（    ） A．收缩环的成分是纤维素和果胶，推动细胞膜向内凹陷 B．纺锤体和收缩环的形成均与中心体有关 C．在动物细胞中收缩环组装和星射线消失是在同一时期 D．推测蛙的红细胞在无丝分裂过程中不会出现纺锤丝和微丝 必会知识四 运用模型解释细胞不能无限长大 1．原理 （1）不同大小模型模拟细胞大小。 （2）葡萄糖在不同大小模型中扩散速度相同。 2．变量分析 （1）自变量：“细胞”体积的大小。 （2）因变量：“细胞”中葡萄糖扩散的体积与“细胞”体积的比值（细胞物质交换效率）。 3．结果 （1）模型的表面积与体积之比（相对表面积）随体积的增大而减小。 （2）葡萄糖扩散的体积与整个“细胞”体积之比随体积的增大而减小。 4．结论 表面积与体积的关系限制了细胞的长大：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。 5．注意 （1）细胞越大，细胞的表面积与体积的比值越小。 （2）从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。 （3）细胞体积并不是越小越好，因为细胞中众多的必需物质和细胞器，都需要一定的容纳空间。 [例1]某酵母突变株经有丝分裂后形成一大一小两个子细胞。分裂过程中，线粒体的第一次分配和核物质的分配是同时发生的，核物质可平均分配，但线粒体的分配如图所示。下列说法正确的是（　　） A．较小的子细胞物质运输效率低 B．线粒体的分配与细胞骨架的作用无关 C．酵母突变株的细胞周期的时长远大于40 min D．线粒体的第一次分配发生在有丝分裂末期 [例2]某兴趣小组为了探究细胞大小与扩散作用的关系，将不同边长的立方体琼脂块浸泡在红墨水中进行实验。下列叙述错误的是（　　） A．琼脂块易被切成两半，便于观察实验结果 B．琼脂体积越小，红墨水扩散的深度越大 C．琼脂体积越大，红色区域体积占比越小 D．该实验从物质交换效率角度解释了细胞体积较小的原因 必会知识五 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1．实验原理 （1）植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛，如根尖分生区、茎尖生长点等。 （2）有丝分裂各个时期细胞内染色体的行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。 （3）细胞核内的染色体容易被碱性染料甲紫溶液(旧称龙胆紫溶液)染色，以便于观察。 2．实验试剂 （1）解离液：由质量分数为15%的HCl和体积分数为95%的酒精按1:1配制而成。 （2）甲紫溶液（或醋酸洋红液）：使染色体着色。 （3）漂洗液：清水，洗去组织液中的解离液。 3．方法步骤 流程 操作 步骤说明 根尖培养 实验前3~4 d，将洋葱放在广口瓶上，洋葱底部接触清水，放置温暖处，常换水，待根长约5 cm时取生长健壮的根尖备用。 装 片 制 作 取材 剪取根尖2~3 mm(取材时间：上午10时至下午2时) 解离 解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1体积比混合； 时间：3~5 min； 目的：使组织中的细胞相互分离开来 漂洗 漂洗液：清水； 时间：约10 min； 目的：洗去解离液，防止解离过度 染色 染色液：龙胆紫溶液或醋酸洋红液； 时间：3~5 min； 目的：使染色体(或染色质)着色 制片 用镊子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，再在上面加一片载玻片；用拇指轻压，使细胞分散开 观察 先低倍镜观察：找到分生区细胞(方形、排列紧密)； 后高倍镜观察：找出各时期细胞，观察各时期染色体的形态和分布特点并记录各时期的细胞数目 绘图 中期细胞绘图要点：植物细胞形态近方形，着丝点排列在赤道板上；有染色单体、纺锤体，无核膜、核仁和中心体 [例1]丙酯草醚是一种除草剂。研究者利用洋葱根尖作为材料，开展了丙酯草醚对植物细胞分裂影响的实验研究，显微镜下观察到的部分细胞如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．在分裂期的细胞中，若中期细胞数比例增加，则推测丙酯草醚抑制了着丝粒的分裂 B．图中甲箭头所指细胞处于有丝分裂的末期，此时期姐妹染色单体已分开 C．图中乙箭头所指细胞处于有丝分裂的中期，同源染色体排列在赤道板两侧 D．对根尖分生区细胞进行解离、漂洗、染色和制片后，再滴加丙酯草醚进行观察 [例2]如图为光学显微镜下观察到的某植物根尖有丝分裂图像，下列叙述正确的是（　　） A．该实验的制片流程为：解离→染色→漂洗→制片 B．细胞C时期染色体数与细胞B时期的不同 C．细胞E时期核DNA数与细胞B时期的相同 D．与细胞C处于相同时期的细胞在视野中数量较多，该时期是最佳观察时期 [例3]利用洋葱根尖观察植物细胞有丝分裂时，得到分裂图像甲及染色体数、染色单体数、核DNA数量统计图乙。下列叙述错误的是（　　） A．解离步骤使细胞相互分离，制片按压可让细胞进一步散开，便于观察染色体形态 B．甲图中D图像对应乙图中2时期，该时期细胞中染色体数：染色单体数为1：2 C．甲图中A图像适合观察染色体的形态和数目，乙图1时期中无染色单体 D．视野中多数细胞在分裂间期，说明分裂间期在细胞周期中所占时间最长 难点知识一 细胞周期 1．细胞周期的不同表示方法 方法名称 表示方法 说明 扇形图 A→B→C→A为一个细胞周期 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 B组DNA含量在2N~4N之间，说明细胞正处于DNA复制期；C组细胞中DNA含量已经加倍说明细胞处于G2期或M期 【易错提醒】 （1）细胞周期必须是分裂间期在前，分裂期在后，不能颠倒。 （2）只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期，减数分裂的细胞没有细胞周期。 2．分裂产生的子细胞去向：继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化) （1）持续分裂：始终处于细胞周期中，如部分造血干细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞等。 （2）暂不分裂：暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中，如肝脏细胞、B细胞、记忆细胞等。 （3）永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡，如神经细胞、根尖成熟区细胞、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞等。（提醒：高度分化细胞不在分裂） 命题角度1 细胞周期的不同表示方法 细胞周期可分为间期（G1、S、G2）和分裂期（如下图），M期为分裂期，G1期为DNA复制做准备；S期细胞完成DNA复制；G2期细胞则会检查DNA复制是否完成，并合成有丝分裂所需的蛋白。下列叙述错误的是（    ） A．G2→S→G1→M可表示一个细胞周期 B．G1期和G2期都进行蛋白质的合成 C．M期又可分为前、中、后、末四个连续时期 D．S期结束后的每条染色体上有2个DNA分子 命题角度2 细胞分裂周期与分裂前的间期 检测进行体外培养的动物细胞的细胞周期各阶段时长，数据如表所示，其中G1期、S期、G2期属于分裂间期，DNA的复制发生在S期，M期为分裂期。下列说法正确的是（    ） 时期 G1期 S期 G2期 M期 合计 时长/h 10 7 3.5 1.5 22 A．从第1次S期结束至第2次S期结束是一个完整的细胞周期 B．G2期细胞的染色体数目与M期细胞的不一定相等 C．细胞周期中处于G2期的细胞数量最多 D．经过S期，细胞的核DNA和染色体数目均加倍 难点知识二 细胞周期同步化 1．细胞周期检验点 （1）G1/S检验点（检验点1）： ①核心功能：检查DNA损伤、细胞大小及营养状态，决定是否进入S期。 ②调控分子： 1)p53/p21通路：DNA损伤激活ATM/ATR激酶，磷酸化p53，诱导p21抑制CDK2/cyclinE。 2)Rb/E2F通路：未磷酸化Rb结合E2F，阻止S期基因表达；CDK4/6-cyclinD磷酸化Rb后释放E2F。 （2）G2/M检验点（检验点3）： 机制：ATM/ATR激活Chk1/Chk2，磷酸化Cdc25使其失活，抑制CDK1/cyclinB复合物，阻断M期进入。 （3）纺锤体组装检验点（检验点4）： 关键分子：Mad2和Bub1结合未附着染色体，抑制APC/C泛素连接酶，阻止姐妹染色单体分离。 2．细胞周期同步化 （1）主要方法 ①DNA合成阻断法：TdR双阻断法：高浓度TdR抑制DNA聚合酶，两次处理将细胞同步于G1/S期交界处（如HeLa细胞第一次阻断16小时，释放9小时后第二次阻断16小时）。 ②中期阻断法：秋水仙素/诺考达唑：抑制微管聚合，使细胞停滞于M期；振荡收集法物理分离贴壁细胞的中期群体。 ③血清饥饿法：去除血清使细胞停滞于G0/G1期，恢复血清后同步进入S期。 （2）方法对比与选择 ①TdR法：同步化程度高，但可能导致细胞体积增大。 ②秋水仙素法：效率高但毒性大，适用于染色体观察。 ③血清法：操作简单但周期长，可能引发分化。 ④实验设计：研究S期选TdR法，观察染色体选秋水仙素法。 （3）检测手段 ①流式细胞术：PI染色区分G1（2N）、S（2N-4N）、G2/M（4N）期细胞。 ②放射自显影：3H-TdR掺入S期细胞，检测DNA合成活性。 ③免疫荧光：结合cyclinB定位验证同步化阶段。 命题角度1 细胞周期检验点 细胞周期可分为间期和分裂期（M），间期又分为G1期（蛋白质合成）、S期（DNA复制）和G2期（蛋白质合成）。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结合的蛋白质。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。下列相关叙述错误的是（　　） 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．M期染色体高度螺旋化，不利于基因的表达 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G1期 D．用秋水仙碱抑制纺锤体的形成，主要激活检验点4使细胞停滞于中期 纺锤体组装检验点（SAC）的检查机制是保证染色体正确分离的重要机制之一。正常情况下，当所有的染色体与来自纺锤体两极的微管正确连接，并排列在赤道板上时，SAC才能失活，从而使细胞分裂进入下一时期。下列说法错误的是（    ） A．纺锤体的组装发生在有丝分裂的中期 B．SAC失活是细胞进入有丝分裂后期的关键 C．当染色体排列在赤道板上时，每条染色体还有2个DNA分子 D．若SAC异常，则细胞分裂可能会停止 命题角度2 细胞周期同步化 一个完整的细胞周期按照时间先后顺序包括G1期、S期（DNA合成期）、G2期、M期（分裂期）。某生物的分生组织细胞的细胞周期各时期的时间，如下表所示。科研人员利用DNA合成抑制剂实现了细胞周期的同步化，操作步骤：①向细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂；②培养a小时；③除去抑制剂，更换培养液；④培养b小时；⑤再向细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，培养c小时；⑥再除去抑制剂，更换培养液。下列各项关于a、b、c对应数据合理的是（    ） 时期 G1期 S期 G2期 M期 时间/h 10 7 3.5 1.5 A．a＝15、b＝9、c＝13.5 B．a＝16、b＝8、c＝12 C．a＝15、b＝5、c＝12 D．a＝16、b＝10、c＝11.5 某种细胞的分裂周期（17小时）包括间期和分裂期，分裂期分为前期、中期、后期、末期，间期又可分为G1（6小时）期、S（4小时）期、G2（5小时）期，其中S期完成DNA复制。科研人员利用TdR（一种可逆的DNA合成抑制剂）通过DNA合成双阻断法实现细胞周期的同步化。过程是：第一次，在细胞培养基中加入过量TdR，培养一段时间；第二次，移去TdR，洗涤细胞并加入新鲜培养液、继续培养细胞一段时间；第三次，加入过量TdR，培养并实现细胞同步化。关于该过程叙述错误的是（    ） A．DNA合成双阻断法不适用于睾丸中精原细胞分裂形成生殖细胞的同步化 B．DNA合成双阻断法第一次操作后，细胞停留在S期及S期与G1期的交界处 C．若加入秋水仙素会抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉向细胞两极 D．DNA合成双阻断法第二次操作时间必须控制在大于5小时，小于12小时 难点知识三 有丝分裂 1．染色体形态及行为变化 （1）当有染色单体(分裂间期的G2期、前期、中期)时，染色体∶染色单体∶核DNA＝1∶2∶2。 （2）当无染色单体(分裂间期的G1期、后期、末期)时，染色体∶核DNA＝1∶1。 2．细胞内核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例) 时期 项目 分裂间期 有丝分裂 前期 中期 后期 末期 核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n 染色体 2n 2n 2n 4n 4n→2n 染色单体 0→4n 4n 4n 0 0 3．细胞周期(进行有丝分裂)中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析 （1）曲线模型 （2）曲线解读 项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因 核DNA 间期(S期)DNA复制，核DNA数目加倍 末期形成两个新细胞核，核DNA数目减半 染色体 后期着丝粒分裂，染色体数目加倍 末期形成两个新细胞核，染色体数目减半 染色单体 间期(S期)DNA复制，染色单体形成 后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色单体消失 4.细胞周期(进行有丝分裂)中染色体数与核DNA数比值的变化曲线 （1）曲线模型 （2）曲线解读 ①AB(GH)段：S期DNA的复制，染色单体形成。 ②BC(HI)段：含有姐妹染色单体的时期，即分裂间期G2期、有丝分裂前期和中期。 ③CD(IJ)段：有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体消失。 5．根据柱状图判断细胞周期各时期的规律(以二倍体生物为例) (1)根据染色单体变化判断各时期 (2)根据比例关系判断各时期 ＝ 6．有丝分裂过程中的“加倍” 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 中心粒复制 细胞核 末期 新核膜已经形成，细胞质尚未分裂 7．比较动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别 比较 类别　 不同点 是否有中心体复制 有丝分裂过程 前期：纺锤体形成机制不同 末期：细胞质分裂方式不同 高等植 物细胞 无 　 动物细胞 有 8．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 细胞器名称 细胞类型 活动活跃的时期 生理作用 核糖体 动、植物 整个细周期，主要是间期 有关蛋白质的合成 中心体 动物、某些低等植物 前期 纺锤体的形成 高尔基体 植物 末期 细胞壁的形成 线粒体 动、植物 整个细胞周期 提供能量 【易错提醒】 （1）中心体在间期倍增，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）着丝粒是自动分裂的，与纺锤丝的牵引无关，比如用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝牵引，着丝粒仍分裂，导致细胞中染色体的数目加倍。 （5）鉴定一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最佳的方法是看分裂末期细胞质的分裂方式，如果形成细胞板则为植物细胞，如果是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，则为动物细胞。 命题角度1 染色体形态及行为变化 下图是小明同学在光学显微镜下观察到的某动物细胞有丝分裂某时期的图像。下列分析正确的是（ ） A．细胞内的同源染色体正在联会 B．染色体的着丝点（粒）已经完成分裂 C．下一时期，染色体向细胞两极移动 D．下一时期，染色单体数量倍增 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），则在Mad2蛋白的作用下，细胞分裂会暂时停滞在中期，延缓后期的起始，直至该染色体与另一侧的纺锤丝相连。正确排列的中期染色体上没有Mad2蛋白。下列相关推测不合理的是（　　） A．Mad2蛋白是保证细胞正常进行有丝分裂的物质 B．有丝分裂前期，染色体上可结合Mad2蛋白 C．Mad2基因突变的细胞中，单附着染色体比例增加 D．Mad2基因突变有利于姐妹染色单体的正常分离 命题角度2 有丝分裂过程中相关物质的变化规律 如图为某动物细胞有丝分裂相关模式图，①~⑤表示不同时期的细胞。下列叙述错误的是（　　） A．该动物细胞分裂的顺序为①→⑤→③→②→④ B．②细胞中染色体数、染色单体数和核 DNA 数相等 C．⑤细胞中由中心粒发出星射线形成纺锤体，染色质螺旋化形成染色体 D．④的核仁核膜会重新出现，细胞膜从细胞中部向内凹陷 图1是一个细胞周期内每条染色体上的DNA含量变化曲线图，图2是根据细胞核DNA含量不同，将大量某种连续增殖的细胞分为三组，统计每组的细胞数而绘制的柱形图。下列叙述正确的是（    ） A．图1中EF段的染色体数是CD段的一半 B．图2丙组细胞中只有部分细胞的染色体数目加倍 C．图2中乙组细胞所处时期相当于图1中的AB段 D．有丝分裂过程中染色体螺旋化程度最高的是图2的甲组细胞 命题角度3 动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别 下列有关人体造血干细胞及蚕豆根尖分生区细胞的有丝分裂的叙述，正确的是（    ） A．造血干细胞进行分裂时，中心粒在间期已经完成倍增 B．根尖分生区细胞进行分裂时，细胞壁和核膜将在前期逐渐消失 C．这两种细胞进行分裂时，细胞中的纺锤体都是由星射线形成的 D．这两种细胞进行分裂时，细胞中的染色体数目加倍是因为DNA复制 图1是某生物体细胞有丝分裂不同时期的图像，图2是该生物体细胞有丝分裂不同时期染色体数和核DNA数，a～c代表分裂的不同时期。下列说法正确的是（　　） A．相比上一个时期，细胞甲中的染色体数和核DNA数均加倍 B．图2中M和N分别代表染色体数和核DNA数 C．图1中的乙→甲的过程对应图2中b→a的过程 D．图2中c时期的细胞在赤道板的位置会形成细胞板 命题角度4 与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 真核细胞的细胞分裂一般包括细胞核分裂和细胞质分裂两步，前者负责将母细胞的遗传物质传给子细胞，后者则负责分母细胞的细胞质。细胞器的分配可以是被动地随机进行（如内质网先解体成大量的小块，随机分配后组装起来），也可以是主动地均匀分配（如线粒体在细胞骨架的作用下均匀分配）。下列说法错误的是（    ） A．线粒体的均匀分配有利于维持子细胞的能量供应 B．高尔基体在动物细胞分裂过程中会参与细胞板的形成 C．动物细胞有丝分裂时中心粒会倍增并平均分配到子细胞 D．内质网的随机分配的过程体现了生物膜具有流动性 下列对细胞结构、功能及其联系的叙述错误的是（　　） A．植物细胞有丝分裂末期，高尔基体参与了细胞壁的形成 B．动物细胞有丝分裂前期，中心粒发出星射线，形成了纺锤体，可在光学显微镜下看见 C．线粒体可以为溶酶体内合成、分泌酸性水解酶提供能量 D．高尔基体与分泌蛋白的加工、分类、包装及膜泡运输有关 难点知识四 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1．实验原理 （1）高等植物根尖、芽尖等分生区细胞能进行有丝分裂。 （2）在高倍显微镜下观察各时期细胞内染色体的存在状态判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。 （3）染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液）着色。 （4）盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞分离开。 2．实验步骤 （1）洋葱根尖的培养：实验前3～4d培养，待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成装片观察。 （2）装片的制作 解离 　 漂洗 　 染色　 制片：镊子取出根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖将根尖弄碎，盖上盖玻片，拇指轻压 （3）观察 ①低倍镜观察：根据根尖分生区细胞特点找到细胞。 ②高倍镜观察：先找中期细胞，再找前、后、末期细胞，最后找分裂间期细胞。 （4）绘图：绘制植物细胞有丝分裂中期简图。 3．实验成功的关键及注意事项 实验材料的选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料 部分 选取分裂旺盛的部位（如根尖、茎尖的分生区） 时间 必须在分裂旺盛的时间 操作注意事项 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、根尖过于酥软，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 压片力度 过轻 细胞未分散开 过重 将组织压烂 显微镜观察 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化 细胞数目 间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长 【易错提醒】 （1）根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。 （2）不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。 （3）“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。 （4）每一时期的时间＝细胞周期×此时期的细胞数占计数细胞总数的比例 命题角度1 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂过程 光学显微镜下观察植物根尖细胞有丝分裂，现象如图，下列叙述错误的是（　　） A．该实验的流程为：根尖培养→装片制作→镜下观察等 B．该装片制作的过程为：解离→漂洗→染色→制片 C．细胞A中能直接观察到细胞由间期进入前期 D．细胞B中能直接观察到清晰的染色体形态 如图是某同学观察大蒜（2n=16）根尖细胞有丝分裂的图像。下列叙述正确的是（　　） A．该材料取材通常在距离根尖2～3cm处 B．图中存在含32、16或8条染色体的细胞 C．后期和末期细胞内的染色体数可以相同 D．可观察到图中某细胞的细胞板不断扩展 命题角度2 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂结果分析 关于“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂”实验的说法，正确的是（　　） A．细胞中的染色体容易被醋酸洋红液这种酸性染料染成深色 B．观察临时装片时，在视野中可以观察到绝大多数细胞处于分裂期 C．在显微镜的视野中可以看到一个分生区细胞完成一个完整的分裂期 D．在解离后必须进行充分的漂洗，防止解离过度，也有利于后续的染色 下列关于“制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片”活动的叙述，错误的是（    ） A．选用染色体数目少、易观察的根尖材料便于观察有丝分裂 B．持续观察某个细胞，可观察到连续的分裂过程 C．制作装片过程中需要用清水漂洗已解离的根尖，使其便于染色 D．观察到的分裂中期细胞可用于制作染色体组型图 1．生物的生长既要依靠细胞体积的增大，又要依靠细胞数目的增加，下列有关叙述，正确的是（　　） A．随着细胞体积的增长，细胞的相对表面积增大，物质运输效率提高 B．发菜细胞可以通过有丝分裂、无丝分裂、减数分裂增加细胞数量 C．同一个体不同器官的大小差异主要取决于细胞数量的多少 D．细胞的分裂具有周期性，细胞经过有丝分裂后，立即进入下一个细胞周期 2．研究发现，胸腺嘧啶脱氧核苷（TdR）能特异性地抑制DNA合成，但不影响处于其他时期的细胞进行细胞周期运转，对细胞无毒害。去除TdR后所有细胞会继续进行细胞周期的运转。在某动物体细胞培养液中加入一定剂量的TdR培养一段时间，然后洗脱掉TdR，重新更换培养液，第二次加入TdR培养一段时间，可使所有细胞完成同步化。已知其细胞周期的G1期、S期、G2期、M期分别为8h、6h、5h、1h。下列说法错误的是（    ） A．开始培养时，处于G2期的细胞约占1/4 B．S期是DNA复制及DNA数目加倍的时期 C．第1次加入TdR处理8h，可使所有细胞都处于G1/S交界或S期 D．第2次加入TdR处理14h，可使所有细胞都处于G1/S交界处 3．细胞增殖具有周期性，一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。人们根据染色体的行为，把有丝分裂分为前期、中期、后期、末期四个时期。下列有可能发生在细胞周期中同一时期的事件是（    ） A．着丝粒分裂和核DNA数目加倍 B．中心粒倍增和DNA复制 C．纺锤体形成和染色体数目加倍 D．赤道板出现和细胞板形成 4．如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程（    ） A．发生在细胞分裂末期，核膜再度形成 B．发生在细胞周期的分裂间期，染色质复制 C．发生在细胞分裂前期，核膜逐渐消失 D．发生在细胞分裂中期，染色体缩短变粗 5．如图是某同学实验时拍摄的洋葱根尖分生区细胞分裂图，①~⑤表示不同分裂时期的细胞。下列叙述错误的是（　　） A．细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③ B．①中染色体数量是②中染色体数的2倍 C．⑤主要的变化是DNA复制和有关蛋白质的合成 D．细胞质分开可在②所处的时期开始进行 6．小鼠成纤维细胞通过有丝分裂进行增殖，下列叙述正确的是（　　） A．前期进行DNA复制和相关蛋白质合成 B．中期着丝粒排列在细胞中央的平面上 C．后期着丝粒分裂，使核DNA数目加倍 D．末期形成细胞板，进而产生两个子细胞 7．动植物细胞有丝分裂的相同点是（　　） A．前期纺锤体的形成方式 B．末期细胞质的分裂方式 C．间期结束时染色体数目加倍 D．染色体加倍后平均分配 8．用3H标记洋葱（染色体数目为2n）根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含有秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续分裂时持续发挥作用，则下列叙述正确的是（    ） A．在低倍镜下找到圆形的根尖分生区细胞后，换成高倍镜仔细观察 B．秋水仙素通过抑制纺锤体的形成而影响着丝粒的分裂 C．DNA第二次复制后，3H标记的染色单体所占比例为1/4 D．若细胞中不含染色单体时的染色体数目为8n，则推测DNA复制的次数可能是2次 9．研究者用50μmol/LCd2+溶液处理大蒜植株7天后，镜检观察到细胞①~⑥，下列叙述错误的是（    ） A．镜检观察前需对材料进行解离→漂洗→染色→压片处理 B．在视野中找到①后持续观察染色体的行为，会依次经历⑤②④③的过程 C．细胞②的核DNA数与④相同，但染色体数仅为④的一半 D．细胞⑥中有1条染色体滞后，可能是由于Cd2+影响了纺锤丝的功能 10．大肠杆菌的细胞进行的细胞增殖方式是（　　） A．无丝分裂 B．减数分裂 C．有丝分裂 D．以上都不是 11．细胞周期包括分裂间期（G1期、S期和G2期）和分裂期（M期）。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列检验点，对细胞周期的过程是否发生异常加以检测。只有相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。如图所示，回答下列问题： (1)与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是 。 (2)图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否 （填序号：①损伤和修复、②完成复制）；检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定胞质是否分裂的检验点是 。 (3)若用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养该细胞后，使进S期的细胞均被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约 h后会检测到被标记的M期细胞。 (4)若向该细胞培养液中加入过量胸苷，正在DNA合成的细胞立刻被抑制，主要激活检验点 ，将细胞阻滞在S期，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约 h后，细胞都将停留在S期。若用秋水仙素抑制 的形成，主要激活检验点 ，使癌细胞停滞于中期。 12．细胞周期包括分裂间期和分裂期(M)，其中分裂间期又分为G1、S、G2期，G1期主要合成RNA和核糖体。G2期为有丝分裂的准备期，主要是RNA和蛋白质的大量合成。具体时间如图所示，回答下列问题。 (1)细胞周期是指 ，据图推测S期的特点是 。 (2)M期细胞形态、结构发生显著改变，请具体举例进行说明： (至少写2点)。 (3)DNA合成阻断法是采用过量的TdR(DNA合成抑制剂)特异地抑制DNA合成，而不影响处于其他时期的细胞进行细胞周期运转，从而将被抑制的细胞抑制在DNA合成期的实验方法。当将过量的TdR加入细胞培养液，凡处于 (填“G₁”或“S”或“G₂”或“M”)期的细胞立刻被抑制，而其他各期的细胞则照常运转，洗去TdR更换培养液后继续培养，当培养时间(t)为 后第二次加入TdR，所有这些细胞则被抑制在G1期和S期的交界处。这种方法可以实现 的目的。 13．有丝分裂间期可分为G1、S、G2期，G1期主要是合成RNA和有关蛋白质，为DNA复制作准备，S期进行DNA复制，G2期DNA合成终止，但合成少量RNA和蛋白质。据此请回答下列相关问题： (1)干细胞是指 。用显微镜观察干细胞临时装片，下图分裂图像中不可能出现的是 （选填序号），理由是 。 (2)科研人员做了如下实验：取胚胎干细胞随机均分成两组，分别在普通培养液和含CDK抑制剂的培养液中培养24h，最终测定这些细胞一个细胞周期的核DNA含量，结果如图甲、图乙所示。 ①图中A所代表的时期是 ，该时期合成的有关蛋白质可能是 （写2种）。据图分析CDK抑制剂可能抑制的时期是 。 ②随着时间推移，图甲培养液中所有的细胞最终是否都会进入A时期，并说明理由 。 14．下图甲表示某植物根尖细胞分裂不同时期的模式图；图乙为外界干扰下酵母细胞有丝分裂过程中染色体与中心粒的几种连接方式示意图。请回答下列问题： (1)在观察植物根尖细胞有丝分裂的实验时，要用 （填具体染料名称）使细胞中染色体着色。 (2)图甲中细胞C处于有丝分裂的 期，染色体与核DNA数目比例为 。正常情况下，每条染色体的 （填结构名称）两侧都有纺锤丝附着，纺锤丝牵引着染色体运动，使其在此时期排列在赤道板上。 (3)图乙中能保证染色体精确地平均分配到两个子细胞中的是图 （填字母），可能造成子细胞中出现非整倍体的是图 （填字母）。 15．微核也叫卫星核，通常认为它是在有丝分裂后期由丢失着丝粒的染色体断片产生的，是染色体畸变在间期细胞中的一种表现形式。科学家根据蚕豆根尖分生区细胞（经铬处理后）的微核率，得到下面的结果。请回答下列问题： (1)统计蚕豆根尖细胞的微核率，需要观察蚕豆根尖细胞的有丝分裂情况，制作蚕豆根尖有丝分裂临时装片时，常用 对染色体进行染色。为了使统计数据更科学，计数时应采用的方法是 。 (2)当铬离子浓度为零时，细胞分裂指数约为千分之二十五，即处于分裂期的细胞少，这说明 。 (3)由图1可知，铬离子对细胞分裂能力的影响是 。比较图1和图2，当铬离子相对浓度达到100时，细胞的微核率反而下降的原因是 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $