2027届高三人教版生物一轮复习讲义第15讲　细胞的增殖

第15讲　细胞的增殖 　考点一　细胞增殖和细胞周期 知|识|巩|固 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。 2．图示细胞周期 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，主要进行有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。 教材隐含知识 (必修1 P111表6－1)(1)不同生物细胞的细胞周期持续时间不一定相同(填“相同”“不同”或“不一定相同”，下同)，同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间不一定相同。 (2)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，是因为细胞周期中，分裂间期所占的时间长。 (3)若要观察细胞的有丝分裂，应选择小鼠十二指肠上皮细胞，理由是细胞周期中分裂期所占时间相对较长，容易观察到处于分裂期的细胞。 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (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。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)× 剖析难点·考点突破 重|难|精|讲 1．细胞周期4种常用表示方法 2．常和细胞周期联系的5个“热点” 精|准|命|题 考向　围绕细胞周期的分析和应用，考查科学思维 》例　(2025·重庆一中质检)下表是三种细胞的细胞周期持续时间(h)，以下叙述正确的是(　　) 细胞类型 分裂间期 分裂期 ①蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 ②小鼠十二指肠上皮细胞 T1 T2 ③人的肝细胞 21.0 1.0 A．①和②的中心粒发出星射线形成纺锤体 B．①的分裂期进行细胞周期相关基因的转录 C．②中T1≤T2，末期细胞中赤道板的位置会出现细胞板 D．③中分裂期细胞数所占比例低于4.7% 答案：D 解析：①是高等植物细胞，②是动物细胞，高等植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，而动物细胞由中心粒发出星射线形成纺锤体，A错误；细胞周期相关基因的转录发生在分裂间期，而不是分裂期，B错误；②是动物细胞，无细胞壁，故末期细胞中赤道板的位置不会出现细胞板，且T1>T2，C错误；③为人的肝细胞，进行有丝分裂时分裂间期所用时间为21 h，分裂期所用时间为1 h，分裂期细胞数所占比例为1/22，低于4.7%，D正确。 〔变式训练〕　如图表示细胞周期，下列叙述错误的是(　　) A．按箭头所示方向a→a或b→b表示一个细胞周期 B．染色体的平均分配发生于a→b段 C．治疗癌症的途径之一是用药物抑制DNA的复制和有关蛋白质的合成，从而将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段 D．细胞中DNA含量的加倍是在b→a段，该阶段可能存在染色体变异 答案：A 解析：分析题图可知，按箭头所示方向b→b表示一个细胞周期，A错误；a→b段表示分裂期，后期染色体平均分配，B正确；b→a段表示分裂间期，该时期DNA分子完成复制，含量加倍，染色体可能发生变异，将癌细胞的细胞周期阻断在分裂间期是治疗癌症的途径之一，C、D正确。 考点二　细胞有丝分裂与无丝分裂 必备知识·夯实基础 知|识|巩|固 1．染色体、染色单体和核DNA的关系 ①当有染色单体(有丝分裂前、中期)时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2 ②当无染色单体(有丝分裂后、末期)时，染色体∶DNA＝1∶1 2.有丝分裂各时期主要特点(以高等植物细胞为例) 时期 主要变化 前期 ①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体； ②从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体； ③核仁逐渐解体，核膜逐渐消失； ④染色体散乱分布于纺锤体中央 中期 纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道板上 后期 ①每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动； ②结果：染色体数目加倍，细胞的两极各有一套形态和数目完全相同的染色体 末期 ①染色体变成染色质丝，纺锤丝消失； ②出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核； ③赤道板的位置出现一个细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁 教材隐含知识 (必修1 P114正文信息)有丝分裂的丝：对于高等植物，丝指纺锤丝；对于动物和低等植物，丝指星射线。它的作用是牵引染色体的运动(中期牵引染色体排列在赤道板上，后期牵引着丝粒分裂形成的子染色体移向细胞两极)。 3．动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别 4．无丝分裂 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)高等动物胚胎干细胞分裂过程中，染色体和纺锤体的出现可发生于同一时期。(　　) (2)真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物。(　　) (3)二倍体动物有丝分裂中期染色体排列在赤道板上，后期染色单体分离。(　　) (4)细胞中染色体的数目始终等于DNA分子的数目。(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)× 剖析难点·考点突破 重|难|精|讲 1．细胞周期中核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 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 2．进行有丝分裂的细胞周期中染色体数与核DNA数比值的变化曲线 　　 图中EF(BC)段表示S期DNA的复制，染色单体形成；FG(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期，即分裂间期的G2期、有丝分裂前期和中期；GH(DE)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体消失。 3．根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例) (1)根据染色单体变化判断各时期 染色单体 (2)根据比例关系判断各时期 核DNA：染色体：染色单体＝ 精|准|命|题 考向一　围绕有丝分裂的过程及特点，考查分析判断能力 》例1　下图为动物和植物细胞的有丝分裂示意图。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．图甲表示动物细胞分裂前期，图乙表示植物细胞分裂后期 B．⑤聚集成为赤道板，需要高尔基体参与 C．甲细胞在细胞分裂间期进行①的复制 D．甲细胞在分裂前期由①发出星射线，乙细胞在分裂前期也会发生这一过程 答案：C 解析：根据细胞壁的有无和星射线可以判断甲细胞为动物细胞，乙细胞为植物细胞。根据甲细胞中有清晰的染色体，且中心体向两极移动，发出星射线，判断甲细胞处于分裂前期，根据乙细胞中细胞板的形成判断其处于分裂末期，A错误；⑤聚集成为细胞板，而非赤道板，B错误；中心体的复制发生在分裂间期，C正确；植物细胞的纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，D错误。 与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 名称 生物类型 作用时期 生理作用 核糖体 动物、植物 主要是间期 合成相关蛋白质 线粒体 动物、植物 整个细胞周期 提供能量 高尔基体 植物 末期 与细胞壁(板)的形成有关 中心体 动物、低等植物 前期 与纺锤体的形成有关 〔变式训练1〕　真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．Ⅰ时期，核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构 B．Ⅰ→Ⅱ过程中，核膜围绕染色体重新组装 C．Ⅲ时期，核膜组装完毕，可进入下一个细胞周期 D．组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔 答案：D 解析：真核细胞有丝分裂前期会发生核膜解体，即图中的Ⅰ时期，核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构，A正确；根据图形可知，Ⅰ→Ⅱ过程中，核膜围绕染色体的变化重新组装，B正确；真核细胞有丝分裂末期核膜会重新合成，即对应图中的Ⅲ时期，重新合成的核膜为下一次细胞分裂做准备，C正确；核膜上的核孔可以允许蛋白质等大分子物质进出细胞核，但核孔具有选择透过性，大分子物质不能自由进出核孔，D错误。 考向二　细胞周期中相关物质的数量变化 》例2　(2025·陕西长安高三月考)如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法错误的是(　　) A．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则c～d过程细胞中核DNA的含量不变 B．若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则e点时一条染色体中DNA的含量与a点相同 C．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则a～c过程染色体数目不变 D．若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则a～c过程染色体数目不变 答案：D 解析：若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则a～c过程表示有丝分裂前的间期、有丝分裂前期、中期、后期和末期，在后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，D错误。 〔变式训练2〕　果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，错误的是(　　) A．在间期，DNA进行半保留复制，形成16个核DNA分子 B．在前期，每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子 C．在中期，8条染色体的着丝粒排列在赤道板上，易于观察染色体 D．在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有16条染色体 答案：D 解析：DNA的复制方式为半保留复制，复制完成后DNA分子数目加倍，形成16个核DNA分子，A正确；有丝分裂前期，每条染色体由2条姐妹染色单体组成，含2个DNA分子，B正确；有丝分裂中期，染色体高度螺旋化，形态比较稳定，数目比较清晰，易于观察，C正确；有丝分裂后期，着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，细胞中有16条染色体，有丝分裂过程中没有同源染色体分开的现象，D错误。 考点三　实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 必备知识·夯实基础 知|识|巩|固 1．实验原理 2．实验步骤 延|伸|探|究 　为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？ 提示：①解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。②如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断移动装片，在不同的视野中寻找。 剖析难点·考点突破 重|难|精|讲 1．实验操作的注意事项 2．酒精在生物学教材实验中的“同材异用” 精|准|命|题 考向　结合实验原理与过程，考查实验技能与操作能力 》例 (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：题述实验的过程为解离→漂洗→染色→制片→观察，A错误；将染色后的根尖置于载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片，使细胞分散开，进行镜检，B错误；据题图可知，处于分裂中期的细胞位于视野的左上方，根据显微镜的成像原理可知，向左上方移动装片才可将分裂中期细胞移至视野中央，D错误。 〔变式训练〕　(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在分裂周期中所占时间成正相关，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；间期的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，细胞停滞在间期，故分裂间期细胞所占比例升高，D错误。 素养提升·强化思维 构|建|网|络 |情境储备　战高考| 【情境储备】　细胞周期检验点和细胞周期同步化 不同物种的细胞、同一物种的不同细胞细胞周期长短不同，主要因为G1期不同，而其余三个时期大致相同。  1．细胞周期检验点 细胞周期检验点是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制。当细胞周期进程中出现异常时，这类调节机制就被激活，及时中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后，细胞周期才能恢复运转。 部分细胞周期检验点举例： 检查：营养状况、生长因子、DNA损伤。  (1)G1/S期检验点：主要检验DNA是否损伤，合成的蛋白质和糖等是否充足等。 (2)S期检验点：检验DNA复制情况。 (3)G2/M期检验点：主要检测DNA是否完成复制，环境因素是否利于细胞分裂，细胞是否已生长到合适大小等。 (4)M期中/后期检验点：检验纺锤体是否连到染色体上。 (5)M期末期检验点：检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极。 2．细胞周期同步化 细胞周期同步化可通过人工诱导获得，即通过药物诱导，使细胞同步化在细胞周期的某个特定时期。目前应用较广泛的诱导同步化的方法主要有两种，即DNA合成阻断法和分裂中期阻断法。 (1)DNA合成阻断法：采用低毒或无毒的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的运转，从而将被抑制的细胞抑制在DNA合成期。目前采用最多的DNA合成抑制剂为TdR或羟基脲。 细胞具有稳定而持续的分裂能力。  A．处于对数生长期的细胞。 B．第一次加入TdR，所有处于S期的细胞立即被抑制，其他细胞运行到G1/S期交界处被抑制。 C．将TdR洗脱，更换新鲜培养液后，抑制被解除，被抑制的细胞沿细胞周期运行。 D．在解除抑制的细胞全部离开S期且到达G1期终点前，第二次加入TdR并继续培养，所有的细胞被抑制在G1/S期交界处。 (2)分裂中期阻断法 参与合成纺锤体。  某些药物，如秋水仙素、秋水酰胺等，可以抑制微管聚合，因而能有效地抑制细胞纺锤体的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。 【高考预测】　(2024·江西省五市九校协作体高三联考)科学研究发现，细胞周期的调控主要由两类关键蛋白参与，即细胞周期蛋白(cyclins，能调控细胞按照一定顺序完成细胞分裂)和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)，CDK的活性受到cyclins的调节。被激活的CDK可将靶蛋白磷酸化，从而产生相应的生理效应。若CDK持续保持较高活性，细胞周期将会延长。实验测得体外培养某种动物细胞的细胞周期各阶段时间为G1期(10 h)、S期(DNA复制，7 h)、G2期(3.5 h)，分裂期(M期，1.5 h)。下列叙述错误的是(　　) A．G1期主要进行相关RNA和蛋白质的合成 B．CDK使靶蛋白磷酸化的过程，改变了靶蛋白的空间结构从而产生相应的生理效应 C．动物神经细胞中cyclins基因的表达量减少 D．用含有DNA合成抑制剂的培养液培养10 h后，所有细胞都被阻断在S期 答案：D 解析：间期分为G1期、S期和G2期，其中G1期主要进行相关RNA和蛋白质的合成，A正确；CDK使靶蛋白磷酸化的过程，可能会改变靶蛋白的空间结构，空间结构改变后，其功能也会发生改变，从而产生相应的生理效应，如CDK持续保持较高活性，细胞周期将会延长，B正确；动物神经细胞是高度分化的细胞，不再增殖，cyclins基因的表达量减少，C正确；用含有DNA合成抑制剂的培养液培养至少15 h(G2期3.5 h＋M期1.5 h＋下一个细胞周期的G1期10 h)后，细胞都被阻断在S期，D错误。 真|题|再|现 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 答案：D 解析：制作并观察根尖细胞的临时装片，应选用易获取且易大量生根的材料，A正确；对染色体行为进行观察，应选用染色体数目少易观察的材料，B正确；观察植物根尖有丝分裂需要解离使植物细胞分离开来，因此应选用解离时间短分散性好的材料，C正确；选用分裂期细胞占比高的材料有助于观察有丝分裂各个时期的染色体行为，D错误。故选D。 2．(2023·辽宁卷)下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是(　　) A．②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同 B．③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上 C．④时期，非同源染色体自由组合 D．⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同 答案：B 解析：②时期已经完成了DNA的复制，相当于高等动物的有丝分裂前期，但图中还能观察到核膜，高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失，A错误；由图可知，③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上，相当于高等动物有丝分裂中期，B正确；④时期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，C错误；⑤时期，细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同，都是细胞膜从细胞中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分，D错误。故选B。 3．(2022·浙江卷)用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期，放射性同位素最适合标记在(　　) A．胞嘧啶　　　　　　 B．胸腺嘧啶 C．腺嘌呤 D．鸟嘌呤 答案：B 解析：细胞周期的S期进行DNA复制，组成DNA和RNA的碱基中，不同的是T(胸腺嘧啶)和U(尿嘧啶)，因此本题选择B。 学科网（北京）股份有限公司 $