第5单元 第15课时 细胞的增殖(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案

该高中生物学讲义围绕细胞增殖核心考点，涵盖细胞周期、有丝分裂及其实验观察，依据课标要求和考情分析构建“考点梳理-方法指导-真题训练”教学流程，通过诊断辨析夯实基础，题后归纳提炼规律，助力学生系统突破难点。 资料突出科学思维与探究实践，如用数学模型解析染色体数量变化，实验中分析解离液作用及异常成因，设置分层练习与高考真题对接，高效提升学生解题能力，为教师精准把控复习节奏提供清晰路径。

第15课时　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．活动：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 考点 考题统计 考频等级 1.细胞增殖和细胞周期 2025·浙江1月选考，12；2024·湖北卷，13；2024·河北卷，14；2024·浙江1月选考，4 中频 2.细胞的有丝分裂和无丝分裂 2025·广东卷，4；2024·江西卷，3；2024·北京卷，5 中频 3.活动：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 2025·广东卷，4；2024·江西卷，3；2024·北京卷，5；2023·河北卷，2 中频 考点一　细胞增殖和细胞周期 问题 细胞通过什么方式增殖？什么叫作细胞周期？ 1.细胞增殖 2．细胞周期 [诊断辨析] (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。（必修1 P110正文）(√) (2)从一次分裂开始到这次分裂结束就是一个细胞周期。（必修1 P111黑体）(×) 提示：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。 (3)肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长。(×) 提示：肝细胞的细胞周期中，染色体存在的时间比染色质的短。 (4)不同生物的细胞大小和数目不同，但细胞周期长短相同。(×) 提示：不同生物的细胞大小差别不大，但细胞数目一般不同，细胞周期长短也不相同。 考向1　细胞周期及特点 1．（2026·河南洛阳模拟）如图是某细胞的细胞周期图像，图中表示出了各时期的占比，下列说法正确的是(　　) A．观察染色体形态的最佳时期在a→b段 B．该图像可以表示神经细胞的细胞周期 C．b→a段DNA含量和染色体组数都加倍 D．洋葱根尖细胞中心体的倍增发生在a→b段 解析：A　观察染色体形态的最佳时期在有丝分裂中期，属于a→b段，A正确；神经细胞属于高度分化的细胞，没有细胞周期，B错误；b→a表示细胞分裂间期，该阶段核DNA含量增倍，但是染色体组数不变，C错误；洋葱根尖细胞中心体的倍增发生在细胞分裂间期b→a段，D错误。 2．（2026·安徽芜湖模拟）科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下，下列相关分析不正确的是(　　) A．32P主要标记了蚕豆幼苗细胞中的DNA B．蚕豆根尖细胞的一个细胞周期可以用A→C或B→D表示 C．蚕豆根尖细胞分裂时，分裂间期是17.3小时 D．已知蚕豆体细胞的染色体为12条，则有丝分裂后期的染色体有24条 解析：B　DNA的组成元素有C、H、O、N、P，细胞分裂间期有DNA复制过程，因此，32P主要为了标记蚕豆幼苗细胞中的DNA，进而通过放射性检测明确DNA在细胞分裂过程中的走向，A正确；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，B错误；分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，时间较长，图中BC和DE都可表示细胞间期，时长为19.3－2＝17.3(h)，C正确；已知蚕豆体细胞的染色体为12条，在有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体变成染色体，染色体数目加倍，故染色体有24条，D正确。 [题后归纳]　与细胞周期有关的几种常考图形 (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；其余的为分裂期。 (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。 (3)以“mRNA含量”为衡量指标：G1期、G2期均有蛋白质合成，G1期在前，G2期在后。 考向2　细胞周期的调控 3．（2026·河北承德模拟）细胞进行增殖时需依次通过G1期（蛋白质合成）、S期（DNA复制）、G2期（蛋白质合成）和M期中的相关检查点，研究证明细胞周期蛋白(Cyclin)和细胞周期蛋白依赖激酶(CDK)形成的复合物CDK/Cyclin推动细胞跨越细胞周期各时期的检查点、不同的CDK/Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用如图所示，其中Weel蛋白激酶可抑制CDK/CyclinB复合物的活性。下列说法错误的是(　　) A．为确保细胞周期的正常进行，Cyclin出现周期性合成和降解 B．推测CDK/CyclinA的功能是促进DNA复制的进行 C．检验染色体是否都与纺锤体相连的细胞周期蛋白最可能的是CyclinC D．开发抑制Weel蛋白激酶活性的药物，能够有效控制癌细胞的增殖 解析：D　CDK/Cyclin推动细胞跨越细胞周期各时期的检查点，为确保细胞周期的正常进行，Cyclin出现周期性合成和降解，A正确；CDK/CyclinA为S期的检测点，推测CDK/CyclinA的功能是促进DNA复制的进行，B正确；在细胞分裂期的中期，染色体的着丝粒排列在赤道板上，且染色体都与纺锤体相连。结合题图信息可知，周期蛋白CDK/CyclinC属于分裂期（M期）中间的时段，因此可以通过CDK/CyclinC检验染色体是否都与纺锤体相连，C正确；Weel蛋白激酶可抑制CDK/CyclinB复合物的活性，CDK/CyclinB位于G2期与M期的交界点，因此抑制Weel蛋白激酶活性的药物，有利于癌细胞由间期进入分裂期，不利于抑制其增殖，D错误。 4．（2026·湖北宜昌模拟）细胞周期的精确调控依赖于细胞内部的精细机制。有丝分裂原是一类能刺激细胞启动有丝分裂的信号分子，对一系列G1时期的蛋白质活性产生影响，如图1所示。若有丝分裂原消失，细胞会退出细胞周期。已知CNA蛋白可直接影响CDK2活性进而影响细胞周期。研究CNA蛋白和CDK4蛋白对细胞退出细胞周期的影响，结果如图2所示，下列叙述正确的是(　　) A．有丝分裂原激活CDK4进而抑制CDK2的活性完成细胞周期 B．若Rb的活性降低，CDK2对Rb的负反馈调节作用减弱 C．由图可知，细胞中CNA蛋白活性与CDK2的活性成正相关 D．开发类似CNA蛋白功能的药物可用于抑制癌细胞增殖 解析：C　由图1可知，有丝分裂原激活CDK4，CDK4再通过抑制Rb对CDK2的抑制作用，进而完成细胞周期，并非抑制CDK2活性，A错误；由图1可知，若Rb的活性降低，则Rb对CDK2的抑制作用减弱，CDK2活性增强，故CDK2对Rb的负反馈调节作用增强，B错误；结合图1可知，加入CDK4抑制剂后细胞中CDK2活性减弱，图2显示退出细胞周期的细胞比例增加，当加入CNA激活剂后，退出细胞周期的细胞比例减少，所以细胞中CNA蛋白活性与CDK2的活性成正相关，C正确；因为CNA蛋白活性与CDK2活性成正相关，且CDK2活性对于细胞周期有重要作用，若开发类似CNA蛋白功能的药物，会增强CDK2活性，促进细胞增殖，不利于抑制癌细胞增殖，D错误。 考点二　细胞的有丝分裂和无丝分裂 问题1 细胞有丝分裂的过程是怎样的？有丝分裂有什么生物学意义？ 1.细胞有丝分裂各时期的特点（以高等植物细胞为例） 图示 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。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，这两条染色单体由一个共同的着丝粒连接着； ②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失； ③从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体 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，染色体数目加倍； ②染色体在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极 末期 ①每条染色体变成染色质丝，纺锤丝逐渐消失； ②核膜和核仁出现，形成两个新的细胞核； ③赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展为新的细胞壁 2.动植物细胞有丝分裂的主要区别 想一想：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，最佳的方法是什么？ 提示：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。 3．有丝分裂的意义 问题2 无丝分裂过程是怎样的？有什么特点？ [细节拾遗]　（必修1 P115“思维训练”）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细胞体积是不是越小越好？并说明原因。 提示：不是，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。 [诊断辨析] (1)有丝分裂前的间期进行DNA复制。（2024·北京卷）(√) (2)有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现。（经典高考题）(√) (3)植物细胞有丝分裂前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍。（经典高考题）(×) 提示：植物细胞有丝分裂前期，核DNA复制，但染色体数目不变。 (4)酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖。（经典高考题）(×) 提示：醋酸杆菌以二分裂的方式增殖，酵母菌一般以出芽的方式增殖。 (5)秋水仙素可促使细胞进入细胞周期的分裂期。（经典高考题）(×) 提示：秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，而纺锤体的形成是在分裂期。 深度理解有丝分裂的过程 图1是某二倍体生物细胞分裂的模式图，图2表示细胞周期中不同时期每条染色体上DNA含量的变化，图3表示有丝分裂过程中某一时期细胞中染色体(a)、染色单体(b)和核DNA(c)的数量关系： (1)图1中细胞所处的时期对应图2中的哪一段？判断的依据是什么？ 提示：EF。图1中细胞具有同源染色体，且着丝粒发生分裂，可推知其处于有丝分裂后期；图2中DE段，每条染色体上的DNA含量由2变为1，说明DE段发生了着丝粒分裂，那么EF段可以代表有丝分裂后期，因此图1中细胞所处的时期对应图2中的EF段。 (2)图1所示细胞有多少个核DNA分子？该生物的体细胞含有多少条染色体？判断的依据是什么？ 提示：图1中有8条染色体，每条染色体上有1个核DNA分子，因此共有8个核DNA分子；由于此时处于有丝分裂后期，染色体数目是正常体细胞的2倍，则可推知该生物的体细胞含有4条染色体。 (3)图3对应图2哪一段？判断的依据是什么？ 提示：CD。由题干可知，图3中细胞处于有丝分裂某时期，染色体数为4，染色单体为8，核DNA数为8，由此可判断其处于（G2期和）有丝分裂前期、中期；图2中CD段每条染色体上的DNA含量为2，由此推知CD段可代表（G2期和）有丝分裂前期、中期，因此图3对应图2整个CD段。 [归纳提升]　应用数学模型分析染色体（核DNA）数目变化 (1)细胞周期中核DNA、染色体数目变化 ①图中表示DNA分子复制的时段为a→b。 ②图中表示着丝粒分裂的时段为g→h。 (2)细胞周期中染色单体数目变化 ①图中i→m表示DNA复制，n→o表示着丝粒分裂。 ②染色单体数在细胞周期中的起点为0，终点也为0。 (3)细胞周期中每条染色体上DNA的含量及染色体数与核DNA数比值的变化 ①图中ef(BC)段表示S期DNA的复制，染色单体形成。 ②图中fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期，即G2期、有丝分裂前期和中期。 ③图中gh(DE)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体消失。 (4)应用柱状图分析染色体、染色单体及核DNA的数量变化 ①根据染色单体变化判断各时期。 ②根据核DNA∶染色体∶染色单体的比例关系判断各时期。 考向1　有丝分裂的过程和特点 1．（2024·江西卷，3）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 解析：B　纺锤体的形成是在前期，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。 2．（2026·江苏苏州模拟）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，从而阻止染色体移动。下列有关紫杉醇作用的叙述正确的是(　　) A．促进染色质高度螺旋化 B．不影响染色体分布 C．抑制染色质复制 D．抑制细胞分裂 解析：D　染色质复制发生于分裂间期，染色质高度螺旋化发生在前期、染色体解聚为染色质发生于末期，三者均与纺锤丝无关，A、C错误；紫杉醇可与微管结合，使微管稳定不解聚，阻止染色体移动，影响染色体分布，进而影响细胞的分裂，B错误，D正确。 考向2　有丝分裂过程的图像和曲线分析 3．（2023·辽宁卷，11）如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 解析：B　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；④时期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，不存在非同源染色体的自由组合，C错误；⑤时期细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同，都是直接从细胞中央缢裂，D错误。 4．（2026·山东日照模拟）图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列叙述错误的是(　　) A．图1中，观察染色体形态和数目的最佳时期位于cd段 B．图1中，de段的细胞染色体数目加倍，核DNA数目不变 C．图2中，甲对应图1中的ab段，丙对应图1中的ef段 D．有丝分裂和减数分裂过程均不会出现图2中丁所示的情况 解析：C　图1中的cd段包括G2期、前期和中期，中期是观察染色体形态和数目的最佳时期，A正确。图1中de段形成的原因是着丝粒分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA数目不变，B正确。图2中甲染色体数为4n，表示有丝分裂后期，对应图1中的ef段；丙时期染色体与核DNA的数量均比甲时期少一半，对应图1中的ab段，C错误。图2中丁表示染色体∶核DNA＝2∶1，有丝分裂和减数分裂过程中，这种情况均不存在，D正确。 考点三　活动：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 问题 观察根尖分生区组织细胞有丝分裂的实验原理是什么？怎样进行实验操作？ 1.实验原理 2．实验步骤 [细节拾遗]　（必修1 P117探究·实践）根据观察结果，比较细胞周期中不同时期的时间长短的方法是统计某时期的细胞数占计数细胞总数的比例，比例越大，该时期的时间越长。 [诊断辨析] (1)观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂，可以用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液”。（2025·湖南卷）(√) (2)观察植物细胞的有丝分裂实验过程须保持细胞活性。（2025·陕晋宁青卷）(×) 提示：无须保持，因为解离时细胞已死亡。 (3)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散。（必修1 P116探究·实践）(√) (4)解离液是由等比例的盐酸和酒精配制而成的。（必修1 P116探究·实践）(√) 1．解离液中两种液体的作用 (1)酒精：迅速杀死细胞，固定细胞内染色体的形态和位置。 (2)盐酸：促进细胞之间的中胶层物质溶解，从而达到分离细胞的目的。 2．实验异常现象的原因分析 考向　实验原理和过程的分析 1．（2025·湖北黄冈二模）用洋葱(2n＝16)根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，图中①～③为光学显微镜下拍摄的照片。下列有关实验结果分析的叙述，正确的是(　　) A．①结果表明洋葱分裂期时间较长 B．②细胞重叠是漂洗时间过短导致 C．①中的M细胞有16条染色体，32条染色单体 D．③可能是分生区细胞都处于间期 解析：C　细胞分裂间期比分裂期时间长，A错误；细胞重叠可能是解离时间过短，导致组织细胞相互没有分散开来，而不是漂洗时间过短，B错误；①中的M细胞是有丝分裂中期的细胞，有16条染色体，32条染色单体，C正确；分生区细胞呈正方形，排列紧密，③是伸长区细胞，不分裂，D错误。 2．如图是显微镜下观察到的洋葱根尖细胞分裂图，下列分析错误的是(　　) A．观察洋葱根尖有丝分裂装片时，应找到分生区的细胞进行观察 B．由于间期持续时间最长，视野中大多数细胞处于有丝分裂间期 C.图中的A细胞处于有丝分裂的中期，B细胞处于有丝分裂的后期 D．继续观察A细胞，可看到其经历B细胞时期直至分裂成两个细胞 解析：D　洋葱根尖分生区细胞具有旺盛的分裂能力，观察有丝分裂装片时应找到分生区细胞进行观察，A正确；在细胞周期中，间期持续时间远远长于分裂期，所以视野中大多数细胞处于有丝分裂间期，B正确；图中的A细胞染色体的着丝粒排列在赤道板上，处于有丝分裂的中期，B细胞着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，分别向细胞两极移动，处于有丝分裂的后期，C正确；在制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，经过解离步骤细胞已经死亡，所以不能继续观察A细胞经历B细胞时期直至分裂成两个细胞的过程，D错误。 角度1　考查细胞周期及细胞分裂的过程 1．（2025·浙江1月选考，12）某哺乳动物的体细胞核DNA含量为2C，对其体外培养细胞的核DNA含量进行检测，结果如图所示，其中甲、乙、丙表示不同核DNA含量的细胞及其占细胞总数的百分比。下列叙述错误的是(　　) A．甲中细胞具有核膜和核仁 B．乙中细胞进行核DNA复制 C．丙中部分细胞的染色体着丝粒排列在细胞中央的平面上 D．若培养液中加入秋水仙素，丙占细胞总数的百分比会减小 解析：D　甲细胞中核DNA含量为2C，说明甲细胞处于G1期，因此甲中细胞具有核膜和核仁，A正确；乙细胞中核DNA含量为2C～4C，说明乙细胞处于S期，在进行核DNA复制，B正确；丙细胞中的核DNA含量为4C，说明丙细胞处于G2期和M期，在有丝分裂中期染色体着丝粒排列在细胞中央的平面上，因此丙中部分细胞染色体着丝粒排列在细胞中央的平面上，C正确；培养液中加入秋水仙素会抑制有丝分裂前期纺锤体形成，导致着丝粒分裂后的染色体无法均分移向两极，细胞中的核DNA加倍，因此丙占细胞总数的百分比会增加，D错误。 2．[（2023·重庆卷，14）新情境类]药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定毒副作用，某小组利用试剂K（可将细胞阻滞在细胞周期某时期）研究药物甲毒性与细胞周期关系，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对细胞周期阻滞作用不可逆 C．药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组凋亡率应最低 D．在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞 解析：C　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对细胞周期阻滞作用是可逆的，B错误；用药物甲处理后，Ⅰ组细胞主要处于G1和S期，细胞凋亡率较低，Ⅲ组细胞主要处于G2＋M期，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。 角度2　考查观察有丝分裂的实验 3．[（2025·广东卷，4）链接必修1 P112图6－2]某同学用光学显微镜观察网球花胚乳细胞分裂，视野中（如图）可见(　　) A．细胞质分离　　　 B．等位基因分离 C．同源染色体分离 D．姐妹染色单体分离 解析：D　网球花的胚乳细胞通过有丝分裂增殖，胞质分裂发生在有丝分裂末期，图中为有丝分裂后期，A不符合题意；等位基因分离和同源染色体分离发生在减数第一次分裂，B、C不符合题意；有丝分裂后期着丝粒分裂，原本的两条姐妹染色单体分离成为独立的两条子染色体，分别移向细胞两极，D符合题意。 4．[（2025·江苏卷，12）链接必修1 P116探究·实践]用秋水仙素处理大花葱(2n＝16)，将其根尖制成有丝分裂装片，图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是(　　) A．解离时间越长，越有利于获得图1所示的分裂相 B．取解离后的根尖，置于载玻片上，滴加清水并压片 C．图2是有丝分裂后期的细胞分裂相 D．由于秋水仙素的诱导，图1和图2细胞的染色体数目都加倍 解析：C　解离时间过长会导致解离过度，使细胞结构遭到破坏，不利于根尖有丝分裂装片的制作，A错误；解离后的根尖需放入盛有清水的玻璃皿中漂洗，并经染色后压片，B错误；根据图2可知，染色体移向了两极，属于有丝分裂后期的细胞分裂相，C正确；秋水仙素在细胞分裂前期抑制纺锤体的形成，影响细胞分裂，从而使细胞中染色体数目加倍，图1细胞染色体数目加倍可能是由于秋水仙素的诱导，但图2细胞染色体数目加倍是由于着丝粒分裂，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $