第3单元 第17讲 细胞的增殖(教参Word版)-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义（多选）

该高中生物学讲义聚焦细胞增殖核心考点，涵盖细胞周期、有丝分裂及无丝分裂等高考重点，按“必备知识复盘-关键能力提升-真题研析”逻辑架构知识体系，通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节，帮助学生构建细胞动态变化认知框架，突破分裂过程物质变化等难点。 资料以生命观念和科学思维为引领，如结合细胞周期动态变化渗透生命运动观念，通过有丝分裂图像与特点关联培养科学思维。设计细胞周期表示方法对比、分裂期物质变化模型构建等活动，配合分层练习与即时反馈，确保高效复习，助力学生提升解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第17讲　细胞的增殖 知识体系——定内容 核心素养——定能力 生命 观念 通过理解细胞周期的概念和有丝分裂的基本过程，能够掌握细胞周期的动态变化和物质准备过程，并形成生命在于运动的观念 科学 思维 通过有丝分裂各时期的主要特点的分析，动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别，建立图像和特点之间的联系 考点1　细胞增殖和细胞周期 [必备知识·复盘] 1．细胞增殖 2．细胞周期 　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。 ③G1期与G2期的区别是G1期合成的RNA和有关蛋白质大多是与DNA复制有关的，如解旋酶、DNA聚合酶、组成染色体的蛋白质等；而G2期合成的RNA和有关蛋白质大多是与分裂期有关的，如微管蛋白，以形成纺锤丝等结构。 3．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．DIC(一种嘌呤类生物合成的前体，能干扰嘌呤的合成)可抑制细胞增殖使其停滞在细胞分裂间期。(2024·江苏卷，12B)(√) 2．芽殖酵母进入分裂期时开始出芽。 (2024·湖北卷，13A)(×) 3．微重力环境下多能干细胞和心肌细胞具有相同的细胞周期。(×) 1．(必修1 P111“表6－1”) (1)不同生物的细胞周期长短相同吗？ 答案：不同。 (2)细胞周期越长的细胞，处于分裂期的细胞就越多，对吗？为什么？ 答案：不对。细胞周期包括分裂间期和分裂期，当分裂期的时间所占比例越大时，处于分裂期的细胞就越多，而不是看细胞周期的长短。 2．(必修1 P111“图6－1”)一个细胞周期的起点和终点分别是指哪个时间点？ 答案：细胞周期是从一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止，故细胞周期的起点和终点都是分裂末期结束点。 3．(情景探究)下表是几种细胞的细胞周期持续时间(t/h)，据表分析： 细胞类型 分裂间期 分裂期 细胞周期 蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3 小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3 人的肝细胞 21 1 22 人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22 (1)这些增殖细胞的细胞周期有怎样的特点？ (2)若用上述细胞观察细胞的有丝分裂，选择哪种细胞最有利于各时期的观察？说明理由。 答案：(1)不同种类的细胞，其细胞周期不一定相同，分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同；同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间也不相同。 (2)小鼠十二指肠上皮细胞。因为细胞周期中分裂期相对较长。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过细胞周期考查信息提取能力　 1．(2022·浙江6月选考)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 解析：：B　[细胞周期的分裂间期中S期是DNA复制期，主要是遗传物质的复制，该过程需要4种游离的脱氧核苷酸作为原料，与RNA相比，DNA特有的碱基是胸腺嘧啶，故用放射性同位素标记的胸腺嘧啶最适合检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期，B正确。] 2．真核细胞的细胞周期分为分裂间期和分裂期，受多种物质的调控，分裂间期又分为G1、S、G2三个阶段。如图是某动物细胞周期的部分调节过程，图中CDK2－cyclinE能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损，会发生如图所示的调节过程。下列说法错误的是(　　) A．DNA受损可能导致细胞分裂停滞 B．DNA受损可能是由于随细胞分裂次数增加，端粒被截短造成的 C．活化的p53蛋白促进了p21基因的复制和表达 D．某些蛋白质具有调控细胞增殖的功能 解析：：C　[DNA受损伤可使p53蛋白活化，活化的p53蛋白能促进p21基因表达形成p21蛋白，p21蛋白使CDK2－cyclinE失活，导致细胞不能从G1期进入S期，即导致连续分裂的细胞大量停留在分裂间期，A正确；端粒是指染色体两端的DNA片段，DNA受损可能是随细胞分裂次数增加，端粒被截短造成的，B正确；活化的p53蛋白能促进p21基因表达形成p21蛋白，p21蛋白使CDK2－cyclinE失活，导致细胞不能从G1期进入S期，可见活化的p53蛋白不促进p21基因的复制，C错误；某些蛋白质具有调控细胞增殖的功能，如p53蛋白、p21蛋白，D正确。] 细胞周期的四种表示方法 方法名称 图形 说明 扇形图 A→B→C→A为一个细胞周期 线段图 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 柱状图 A：DNA合成前期 (G1期) B：DNA合成期(S期) C：DNA合成后期(G2期)及分裂期(M期) ◆[提升点2]　通过细胞周期各时期的变化考查获取信息能力和科学探究能力　 3．细胞周期分为分裂间期和分裂期(M期)，分裂间期包括G1期、S期和G2期。高等动物细胞X的细胞周期中，各时期经历时间依次为G1期8 h、S期6 h、G2期5 h、M期1 h。HU(羟基脲)是一种DNA合成抑制剂，能阻断DNA分子的复制，使细胞周期停留于S期，对S期以外的细胞分裂进程无影响。为了验证HU的作用并获得分裂同步的细胞，研究人员利用细胞X和HU进行实验。请完善实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。 (1)完善实验思路： ①A组：培养液＋X细胞＋HU(用生理盐水配制)； B组：　____________________________________　。 ②培养14 h后，统计A、B两组中各时期细胞所占百分比。 ③将A组培养液中的HU全部洗脱，更换新鲜培养液，继续培养10 h，再向A组培养液中加入HU。 ④培养　________　h后，统计A、B两组中各时期细胞所占百分比。 (2)预测实验结果： ①若上述实验思路合理，则经处理后A组所有细胞将同步于细胞周期的　__________________　。 ②请设计一张表格用于记录实验结果。 (3)分析与讨论： ①分裂间期细胞内分子水平发生的主要变化是　__________________________________　；若将B组细胞培养在缺乏某种氨基酸的培养液中，则处于　________　期的细胞会立刻被抑制。 ②为了获得较精确的实验统计数据，A、B组分别应 ________________________________________________________________________。 ③利用3H标记的TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷)培养细胞一段时间后，处于S期的细胞都会被标记；洗脱含3H标记的TdR，换用无放射性的新鲜培养液培养；不同间隔时间取样，统计处于分裂期细胞的百分数，可确定细胞周期各时期的持续时间。科学家在测定某种细胞分裂的细胞周期时取得以下数据： (A：处于S期的细胞都被3H标记；B：被标记细胞最早进入分裂期；C：50%分裂期细胞被标记且在增加；D：50%分裂期细胞被标记且在减少；E：出现被标记细胞第二次进入分裂期) 则该种细胞的S期为　________　h。 解析：：(1)本实验的目的是为了验证HU的作用并获得分裂同步的细胞，A组进行培养液＋X细胞＋HU(用生理盐水配制)处理，则B组应该作为对照，进行培养液＋X细胞＋生理盐水处理。根据实验目的和设计步骤，步骤④应是：培养10 h(≥10均可)后，统计A、B两组中各时期细胞所占百分比。 (2)A组中的HU能阻断DNA的复制，因此经处理后A组所有细胞将同步于细胞周期的G1/S期交界处(或S期)。根据步骤②设计表格，HU处理对细胞X细胞周期影响实验结果记录表如下：                                    时期 各时期细胞所占比例                  组别                                      G1 S G2 M A组 B组 (3)①分裂间期细胞内发生的主要变化是DNA分子复制和有关蛋白质的合成；若将B组细胞培养在缺乏某种氨基酸的培养液中，由于相关蛋白质不能合成，使处于G1期和G2期的细胞会立刻被抑制。②为了获得较精确的实验统计数据，避免出现偶然性，A、B组分别设置多个重复样品。③由题意可知，B：标记细胞开始进入分裂期，E：标记细胞第二次进入分裂期，说明BE为一个细胞周期的时间，25－3＝22 h；B：标记细胞开始进入分裂期(分裂开始计时)，C：50%分裂期细胞被标记且在增加(一半细胞完成分裂)，BC间隔表示完成分裂期一半的时间为0.5 h，则分裂期为1 h；分裂间期经历的时间是22－1＝21 h；C：50%分裂期细胞被标记且在增加；D：50%分裂期细胞被标记且在减少，而处于S期的细胞都会被标记，所以细胞的S期为10.5－3.5＝7 h。 答案：(1)①培养液 ＋ X细胞 ＋ 生理盐水　④10(≥10均可)　(2)①G1/S期交界处(或S期) HU处理对细胞X细胞周期影响实验结果记录表 时期各时期细胞所占比例组别 G1 S G2 M A组 B组 (3)①DNA分子复制和有关蛋白质的合成　G1和G2　②设置多个重复样品(重复实验)　③7 　常和细胞周期联系的“热点” 考点2　有丝分裂和无丝分裂 [必备知识·复盘] 1．有丝分裂 时期 植物细胞 动物细胞 主要特点 前期 ①出现　染色体　； ②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失； ③形成　纺锤体　 中期 染色体的着丝粒排列在　赤道板　上 后期 ①着丝粒一分为二； ②纺锤丝牵引染色体移向细胞的两极； ③染色体数目　加倍　 末期 ①染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝； ②纺锤丝逐渐消失； ③　核膜、核仁　重新出现 2.动植物细胞有丝分裂的主要区别 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。 3．细胞周期中细胞结构或物质的周期性变化 (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)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 分裂期 前期 中期 后期 末期 核DNA 2n→4n, 4n 4n 4n 4n→2n 染色体 2n 2n 2n 2n→4n　 4n→2n 染色单体 0→4n, 4n 4n 4n→0 0 　染色体的数目始终和着丝粒的数目相等；染色体加倍的原因是着丝粒分裂。 4．无丝分裂 1．有丝分裂前的间期进行DNA的复制。(2024·北京卷，5C)(√) 2．有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现。(√) 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。(×) 1．(必修1 P114“图6－3”)由星射线形成纺锤体一定是动物细胞的有丝分裂吗？ 答案：不是。低等的植物细胞也有中心粒。 2．(情景探究)请据甲、乙、丙三图回答下列问题： (1)甲、乙、丙三图中含有染色体、染色单体、DNA的数目分别是多少？ 甲：　________________　；乙：　________________　； 丙：　________________　。 (2)中心体复制和移向细胞两极分别是在有丝分裂的什么时期？甲图中中心体有几个？中心粒有几个？ 答案：(1)4、8、8　8、0、8　4、8、8 (2)分别是间期和前期；2个；4个。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过细胞分裂中有关细胞器的作用考查理解能力　 1．如图为某高等植物细胞有丝分裂形成新细胞壁的过程，下列相关说法不正确的是(　　) A．高尔基体小泡聚集在赤道板的位置，愈合后形成细胞板 B．与此同时，染色体逐渐变成细长的染色质丝，出现了新的核膜和核仁 C．抑制高尔基体小泡的产生可能会导致形成多核细胞 D．有丝分裂过程可使细胞中的遗传物质被精确均分 解析：：D　[分裂末期，高尔基体小泡聚集在赤道板的位置，愈合后形成细胞板，最终扩展成为细胞壁，A正确；与此同时(末期)，染色体逐渐解螺旋，变成细长的染色质丝，出现了新的核膜和核仁，B正确；高尔基体小泡的产生与细胞壁的形成有关，若抑制高尔基体小泡的产生，导致细胞板不能形成，可能会导致形成多核细胞，C正确；有丝分裂使得细胞核中的遗传物质被精确均分，但细胞质中的遗传物质不是均分的，D错误。] 2. 如图表示某生物的纺锤体，纺锤体由动粒微管、极微管和星体微管组成，细胞分裂后期需要马达蛋白的作用。下列相关叙述错误的是(　　) A．此图一定不是高等植物的分裂图 B．如图所示的时期可能为细胞分裂中期 C．微管的化学本质是纤维素 D．马达蛋白的运动需要消耗能量 解析：：C　[高等植物细胞不含有中心体，A正确；细胞分裂中期染色体着丝粒整齐的排列在赤道板上，B正确；微管的化学本质为蛋白质，其基本单位是氨基酸，C错误；马达蛋白运动时需要消耗能量，D正确。] 区分有丝分裂过程中细胞器的作用与分配 (1)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 作用时期 生理作用 核糖体 动、植物 间期(主要) 有关蛋白质的合成 中心体 动物、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 (2)有丝分裂过程中细胞器的分配 ①中心粒经倍增后，均等分配到两个子细胞中。 ②线粒体、叶绿体等细胞器随机地分配到两个子细胞中。 ◆[提升点2]　通过有丝分裂各时期的变化，考查科学思维能力　 3．(2023·辽宁卷)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，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。] [真题研析]——浸润素养 [例]　(2025·浙江1月卷)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 [关键信息点] ① 某哺乳动物的体细胞核DNA含量为2C ② 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 解析：：D　[据图可知，甲中细胞核DNA含量为2C的细胞，在甲、乙、丙三组细胞占比最大，说明此时细胞处于分裂间期的G1期，DNA还未进行复制，此时细胞具有核膜和核仁，A正确；乙中细胞核DNA含量为2C～4C，说明细胞处于S期，细胞进行DNA复制，B正确；丙中细胞核DNA含量为4C，说明细胞处于G2期和分裂期。当细胞处于有丝分裂中期时，细胞中染色体着丝粒排列在细胞中央的赤道上，C正确；秋水仙素抑制纺锤体形成，若培养液中加入秋水仙素，细胞无法完成细胞分裂，丙占细胞总数的百分比会增加，D错误。] [真题品悟]——厚积素养 [考向]　细胞增殖和细胞周期　 1．(2024·福建高考)科研人员用CCK－8试剂盒检测化合物M对肝细胞增殖的作用效果。该试剂盒的检测原理：在活细胞线粒体脱氢酶催化产物的介导下，试剂盒中无色的WST－8被还原成橙黄色甲攒，通过检测反应液颜色深浅判定活细胞的相对数量。下列叙述正确的是(　　) A．WST－8可影响肝细胞线粒体脱氢酶的专一性 B．线粒体脱氢酶参与肝细胞有氧呼吸的第一阶段 C．用该方法对肝细胞增殖情况检测无需控制反应温度 D．若M促进肝细胞增殖能力越强则反应液颜色越深 解析：：D　[酶的专一性是指的一种酶只能催化一种或一类生物化学反应，在活细胞线粒体脱氢酶催化产物的介导下，试剂盒中无色的WST－8被还原成橙黄色甲攒，WST－8并不会影响线粒体脱氢酶的专一性，A错误；有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中，线粒体脱氢酶参与肝细胞有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质中的丙酮酸脱氢，B错误；该方法用到了酶的作用，因此需要控制温度，C错误；若M促进肝细胞增殖能力越强，则能量需求越高，活细胞线粒体脱氢酶催化产物越多，因此反应液颜色越深，D正确。] 2．(2025·云南卷)研究发现，细胞蛇是一种无膜细胞器，其在果蝇三龄幼虫大脑干细胞中数量较多而神经细胞中几乎没有；在人类肝癌细胞中数量比正常组织中多。据此推测细胞蛇可能参与的生命活动是(　　) A．细胞增殖　　　 B．细胞分化 C．细胞凋亡 D．细胞衰老 解析：：A　[因为细胞蛇在具有较强增殖能力的果蝇大脑干细胞和异常增殖的人类肝癌细胞中数量较多，所以推测细胞蛇可能参与细胞增殖，A正确，BCD错误。] 学科网（北京）股份有限公司 $