2027届高三生物人教版一轮复习讲义第四单元　第16课时　细胞的增殖

该高中生物学高考复习讲义围绕细胞增殖核心考点，涵盖细胞周期、有丝分裂过程及物质变化、根尖有丝分裂实验等高考高频内容，按“基础概念→过程分析→实验操作→真题应用”逻辑架构知识，通过考点梳理、方法指导、分层训练等环节，帮助学生构建完整知识网络，突破有丝分裂图像识别、物质变化曲线分析等难点。 讲义突出科学思维与探究实践素养培养，如结合细胞周期调控案例分析检验点作用机制，通过根尖装片制作中解离时间控制等实验细节讨论培养操作能力。设置考向分类真题演练和易错点辨析，配合基础排查与能力提升分层练习，能有效提升学生解题准确性，为教师精准把控复习节奏提供清晰教学路径。

第16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 1.有丝分裂的过程:2025 云南 T4 2025 浙江1月选考 T12 2024 河北 T14 2024 江西 T3 2024 江苏 T12 2024 湖北 T13 2023 辽宁 T11 2023 河北 T2 2023 湖北 T13 2023 重庆 T14 2022 辽宁 T8 2022 天津 T6 2021 重庆 T7 2021 海南 T7 2021 全国乙 T1 2020 山东 T5 2.观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂:2025 江苏 T12 2023 湖北 T10 2022 江苏 T7 2022 湖南 T6 2022 广东 T4 2020 北京 T5 考点一 细胞的增殖 1.细胞增殖 2.细胞周期 归纳提升 (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。 (3)细胞周期的3种常用表示方法 (4)常和细胞周期联系的“热点” 3.动植物细胞有丝分裂的过程 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 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 4.动植物细胞有丝分裂的主要区别 点拨 (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。 5.有丝分裂的意义 6.无丝分裂 7.细胞不能无限长大的原因 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)秋水仙素可促使细胞进入细胞周期的分裂期(2022 天津,6)( ) 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。 (2)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(2021 浙江1月选考,8)( ) 提示 核DNA复制,但染色体数目不变。 (3)高等动物胚胎干细胞分裂过程中,中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期(2020 浙江7月选考,8)( ) 提示 中心体复制发生在分裂间期,染色体组数加倍发生在有丝分裂后期。 (4)细胞DNA总量在有丝分裂后期减半(2023 河北,2)( ) 提示 细胞的核DNA总量在有丝分裂末期结束时减半。 (5)酵母菌和醋酸菌均以有丝分裂的方式进行增殖(2021 辽宁,8)( ) 提示 醋酸菌以二分裂的方式增殖,酵母菌一般以出芽的方式增殖。 有丝分裂与细胞周期的调控 从理论上讲,任何涉及丧失正常细胞的疾病,都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异细胞或组织来治疗。人的胚胎干细胞可由人重组细胞(类似受精卵)经有丝分裂而获得。请回答下列问题: 1.研究人员在实验中观察到下列处于有丝分裂的细胞,它们在一个细胞周期中正确的排序为A C D E B(用字母和箭头表示)。 2.下列选项表示细胞有丝分裂过程中染色体的不同形态特征,其中与遗传物质精确分配到两个子细胞相关的是BCD(填字母,多选)。 3.细胞周期的有序性依赖于细胞周期调控系统和细胞周期的检验机制。请根据资料回答问题: 资料1:细胞周期内具有一系列的检验点,部分检验点如图1所示。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。 (1)图1中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否①②(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检验点5。 资料2: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2)。 (2)细胞由静止状态进入细胞周期时首先合成C(填字母)。 A.Cyclin A B.Cyclin B C.Cyclin D D.Cyclin E (3)CDK/Cyclin E能够促进细胞内发生的生理变化有D(填字母)。 A.染色质螺旋化 B.合成与DNA复制有关的酶 C.纺锤体形成 D.核DNA数量倍增 (4)若使更多细胞阻滞在G1期/S期检验点,可采取的措施有ABC(填字母,多选)。 A.加入DNA合成抑制剂 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 4.细胞周期同步化 干细胞技术是一把双刃剑,若细胞过度分裂可诱发肿瘤等疾病。研究发现放疗前用药物使肿瘤细胞同步化在细胞周期的某个特定阶段,治疗效果往往更好。诱导细胞同步化的方法主要有以下三种: (1)DNA合成阻断法:胸腺嘧啶核苷(TdR)是一种DNA合成抑制剂(阻断S期,去除后S期可继续进行),对S期以外的细胞无影响,但可以阻止细胞进入S期而停留在G1/S交界处。 周期 G1 S G2 M 合计 时长(h) 8 6 3.5 1.5 19 ①阻断 :将细胞培养在含有过量的TdR的培养液中,培养时间不短于13 h,能使S期细胞立刻被抑制,其余细胞最终停留在G1/S交界处。 ②解除:去除抑制剂,更换正常的新鲜培养液,培养的时间应控制在6 h到13 h之间。 ③阻断 :在所有细胞达到G1期终点前,再加入DNA合成抑制剂,则全部细胞都被阻断在G1/S交界处,实现细胞周期同步化。 (2)秋水仙素阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素,秋水仙素能够抑制纺锤体形成,主要激活检验点4(见图1),使肿瘤细胞停滞于中期。 (3)血清饥饿法:培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期,以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是完成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。 考向一 有丝分裂的基本过程分析 1.(2024 江西,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 答案 B 解析 纺锤体的形成在前期,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基因突变不影响染色体的着丝粒在赤道板上排列,B错误;着丝粒的分裂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.(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 答案 D 解析 由题图分析,甲为G1期细胞和有丝分裂末期结束时的细胞,乙为S期细胞,丙为G2期和分裂期细胞;若培养液中加入秋水仙素,细胞会停留在中期,丙占细胞总数的百分比会增加,D错误。 考向二 细胞周期的调控及同步化 3.(2025 大湾区二模)细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)两个阶段,其中决定是否启动下一个阶段的关键节点被称为细胞周期检查点,如图所示。研究表明,细胞周期调控与细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)和细胞周期蛋白(cyclin)有关,cyclin与CDK结合形成cyclin-CDK复合物,Cdc25激活cyclin-CDK复合物,活化的cyclin-CDK又反过来激活Cdc25,最终促进细胞进入下一时期。下列叙述正确的是( ) A.从G2/M期检查点开始,经M、G1、S、G2再回到G2/M期检查点为一个细胞周期 B.若某生物体细胞染色体数为2n,则G2期细胞核DNA数量为2n C.cyclin-CDK复合物与Cdc25之间存在负反馈调节 D.抑制CDK的活性将使细胞周期停滞,该思路可用于研制抗癌药物 答案 D 解析 细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,一个完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期在前面,因此应该是从分裂间期的G1期开始,经S期、G2期,再到M期,然后回到下一次分裂间期的G1期,而不是从G2/M期检查点开始,A错误;分裂间期的S期会进行DNA的复制,体细胞染色体数为2n,细胞核DNA含量也为2n,经过S期DNA复制后,G2期细胞核DNA数量变为4n,B错误;负反馈调节是指系统作用的结果反过来抑制系统的进一步作用,根据题干信息可知,Cdc25激活cyclin - CDK复合物,活化的cyclin - CDK又反过来激活Cdc25,这是一种促进作用,属于正反馈调节,C错误;根据题意,细胞周期调控与CDK有关,抑制CDK的活性,会使细胞周期调控受到影响,从而使细胞周期停滞,抑制癌细胞的细胞周期可以阻止癌细胞的增殖,所以该思路可用于研制抗癌药物,D正确。 4.CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后,CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制,当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后,磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活,使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列叙述错误的是( ) A.正常细胞中DNA复制未完成时,磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制 B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后,染色质螺旋化形成染色体 C.感染BYDV的细胞中,M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期 D.M蛋白发挥作用后,感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期 答案 C 解析 正常细胞中DNA复制未完成时,CDK1处于磷酸化状态,去磷酸化过程被抑制,A正确;正常细胞中,CDK1去磷酸化之后使细胞进入分裂期,染色质变为染色体,B正确;感染BYDV的细胞中,CDK1磷酸化水平高,无法去磷酸化,M蛋白是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的,C错误;感染BYDV的细胞中,CDK1磷酸化水平高,去磷酸化受抑制,不能正常进入分裂期,停留在分裂间期,D正确。 考点二 有丝分裂过程中相关变化分析 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 (1)曲线图 ①a b、l m、p q变化原因都是DNA分子复制。 ②g h、n o、r s变化原因都是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍。 ③c d、r s的变化很相似,但原因不同,c d的变化原因是一个亲代细胞分裂成两个子代细胞。 (2)柱形图 ①根据染色单体变化判断各时期 染色单体 ②根据数量关系判断各时期 核DNA∶染色体∶染色单体 考向三 有丝分裂过程中相关变化 5.果蝇(体细胞含有4对染色体)的精原细胞可通过有丝分裂进行增殖。如图为处于a~e不同时期的细胞中核DNA与染色体的对应关系。下列叙述错误的是( ) A.d时期可以是有丝分裂的前期,细胞含有16个染色单体 B.c d时期是分裂间期,发生变化的原因是DNA复制 C.d e时期的细胞经历着丝粒分裂,导致染色体数加倍 D.图中n=4,精原细胞进行有丝分裂时经历的过程是c d e b 答案 D 解析 d时期,一条染色体上含有2个DNA分子,可以是有丝分裂的前期,此时细胞中有8条染色体、16条染色单体、16个核DNA分子,A正确;c d时期,染色体数目没变,都是2n,但核DNA含量加倍,是由DNA复制引起的,B正确;d e时期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,由2n 4n,C正确;果蝇体细胞含有4对染色体,2n=8,即n=4,精原细胞进行有丝分裂时经历的过程是c d e c,D错误。 6.图1表示细胞有丝分裂过程中每条染色体上的DNA含量变化曲线(部分)。图2表示细胞分裂过程中染色体的系列变化过程(黏连蛋白与细胞中染色体的正确排列、分离有关,分裂中期开始在水解酶的作用下水解;SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解)。下列叙述错误的是( ) A.图1中,bc段的发生导致细胞中核DNA含量减半 B.图1中,观察染色体形态和数目的最佳时期处于ab段 C.着丝粒分裂前SGO蛋白逐渐失去对黏连蛋白的保护作用 D.抑制SGO蛋白的合成,可能导致细胞中染色体数目异常 答案 A 解析 bc段每条染色体上的DNA含量减半,说明着丝粒分裂,处于有丝分裂后期,但细胞中核DNA含量不变,A错误;ab段可表示有丝分裂的前期、中期,观察染色体形态和数目的最佳时期是中期,B正确;SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解,阻止着丝粒分裂,据此推测着丝粒分裂前SGO蛋白逐渐失去对黏连蛋白的保护作用,C正确;SGO蛋白在细胞分裂中的作用主要是保护黏连蛋白不被水解酶破坏,如果阻断正在分裂的细胞内SGO蛋白的合成,有可能导致染色体数目发生改变,D正确。 考点三 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1.实验原理 2.方法步骤 点拨 (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)各操作步骤时间或力度要严格控制的原因分析 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 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 考向四 观察细胞的有丝分裂 7.(2025 江苏,12)用秋水仙素处理大花葱(2n=16),将其根尖制成有丝分裂装片,如图为2个细胞分裂相。下列叙述正确的是( ) A.解离时间越长,越有利于获得图甲所示的分裂相 B.取解离后的根尖,置于载玻片上,滴加清水并压片 C.图乙是有丝分裂后期的细胞分裂相 D.由于秋水仙素的诱导,图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍 答案 C 解析 解离时间过长,会使细胞过于酥软,导致细胞结构被破坏,不利于观察到图甲所示的清晰分裂相,A错误;根尖解离后要漂洗、染色才能制片,B错误;图乙细胞的着丝粒分裂,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,符合有丝分裂后期的特征,C正确;图甲细胞不处于有丝分裂后期,且明显看出染色体数目多于16条,故可能是秋水仙素诱导染色体数目加倍的结果,而图乙细胞处于正常的有丝分裂后期,着丝粒分裂导致其染色体数目加倍,D错误。 8.(2023 湖北,10)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 取用的材料处于旺盛的分裂阶段时,观察结果仍应是绝大多数细胞处于分裂间期,只有少数细胞处于分裂期。五位同学记录的间期细胞数不多,可能原因是该同学进行拍照记录的区域处于分裂间期的细胞比例相对较低,C错误。 一、基础排查 1.判断下列关于细胞增殖和细胞生长的叙述 (1)细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础( √ ) (2)细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程( √ ) (3)真核生物的细胞分裂方式主要为有丝分裂和减数分裂,原核生物的细胞分裂方式是无丝分裂( ) 提示 原核生物的细胞分裂方式是二分裂。 (4)有丝分裂是蛙的红细胞进行的分裂方式( ) 提示 蛙的红细胞进行的是无丝分裂。 (5)细胞周期是指一次细胞分裂开始至本次细胞分裂结束的时长( ) 提示 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。 (6)所有细胞都有细胞周期,同一个体不同细胞的细胞周期相同( ) 提示 连续分裂的细胞才具有细胞周期,同一个体不同细胞的细胞周期不一定相同。 (7)细胞分裂间期染色体经过复制后,染色体数目加倍、核DNA的数目也加倍( ) 提示 细胞分裂间期DNA完成复制过程,其数量加倍,染色体数目不变。 (8)细胞经过有丝分裂后,就立即进入下一个细胞周期( ) 提示 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。 (9)细胞体积增大会导致物质运输速率和效率均降低( ) 提示 细胞体积增大会导致物质运输效率降低,但物质运输速率不变。 (10)细胞核与细胞质的比例关系是限制细胞体积不能无限长大的原因之一( √ ) 2.判断下列关于细胞有丝分裂的叙述 (1)细胞有丝分裂中,纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂末期( √ ) (2)分裂前期每条染色体含有2条姐妹染色单体和2个着丝粒( ) 提示 分裂前期每条染色体只含有1个着丝粒。 (3)中期染色体的着丝粒排列在细胞板上,形态比较固定,数目比较清晰( ) 提示 有丝分裂中期染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。 (4)有丝分裂后期进行染色体的复制,细胞两极的染色体的形态是不同的( ) 提示 染色体复制发生在间期,有丝分裂后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条染色体,并在纺锤丝的牵引下移向两极,所以细胞两极的染色体形态是相同的。 (5)动物细胞有丝分裂会在中期出现赤道板,但不会在末期出现细胞板( ) 提示 赤道板是一个假想的平面,并不是真实存在的结构,不会出现和消失;细胞板是植物细胞有丝分裂末期出现的一种真实存在的结构。 (6)动物细胞的中心体在有丝分裂过程中与染色体运动有关( √ ) (7)高等动、植物细胞有丝分裂的主要区别分别发生在前期、末期( √ ) (8)植物细胞有丝分裂可能由中心粒周围发出星射线形成纺锤体( √ ) 提示 低等植物细胞有中心体,所以在有丝分裂过程中可能由中心粒周围发出星射线形成纺锤体。 (9)无丝分裂过程中不出现染色体和纺锤丝,也不发生遗传物质的复制和分配( ) 提示 无丝分裂过程中虽然不出现纺锤丝和染色体的变化,但仍发生遗传物质的复制和分配。 (10)细胞有丝分裂的意义在于保持了亲子代细胞间遗传的稳定性( √ ) 3.判断下列关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述 (1)该实验的操作过程包括取材 解离 漂洗 染色 制片 观察( √ ) (2)将洋葱根尖放入盐酸和酒精(1∶1)混合液中解离,以使组织细胞相互分离开( √ ) (3)用清水进行漂洗,目的是洗去多余的染液( ) 提示 制片流程中,用清水将解离液漂洗干净,防止解离过度。 (4)根尖解离后立即用甲紫溶液染色,以防解离过度( ) 提示 根尖解离后需先用清水漂洗,再用甲紫溶液染色,以防解离过度。 (5)将染色后的洋葱根尖置于载玻片上,滴清水并盖上盖玻片即可观察染色体( ) 提示 观察染色体需经过压片处理:染色后用镊子将根尖置于载玻片,加一滴清水,用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,然后用拇指轻轻地按压盖玻片,使细胞分散开。否则细胞重叠,无法清晰观察染色体。 (6)可选择根尖呈长方形、排列紧密的分生区细胞观察有丝分裂( ) 提示 应选择根尖呈正方形、排列紧密的分生区细胞观察有丝分裂。 (7)可以选一个处于间期的细胞,持续观察它从间期到末期的全过程( ) 提示 解离后细胞已死亡,故无法观察从间期到末期的全过程。 (8)在显微观察时,会发现根尖分生区的大多数细胞处于细胞分裂间期( √ ) (9)已知细胞周期,根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间( √ ) 二、要语必背 1.(必修1 P111)细胞周期: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。 2.(必修1 P111)分裂间期的特点:细胞周期大部分时间处于分裂间期。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。 3.(必修1 P112)有丝分裂前期的特点: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。核仁逐渐解体,核膜逐渐消失。从细胞的两极发出纺锤丝,形成一个梭形的纺锤体。 4.(必修1 P112)有丝分裂中期的特点:每条染色体的着丝粒两侧,都有纺锤丝附着在上面,纺锤丝牵引着染色体运动,使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上。这个平面与纺锤体的中轴相垂直,类似于地球上赤道的位置,称为赤道板。 5.(必修1 P113)有丝分裂后期的特点: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,结果是细胞的两极各有一套染色体。这两套染色体的形态和数目完全相同,每一套染色体与分裂前亲代细胞中的染色体的形态和数目也相同。 6.(必修1 P113)有丝分裂末期的特点:当这两套染色体分别到达细胞的两极以后,每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝。同时,纺锤丝逐渐消失,出现了新的核膜和核仁,形成两个新的细胞核。这时候,在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。 7.(必修1 P114)与植物细胞有丝分裂相比,动物细胞有丝分裂过程的不同:第一,动物细胞有一对中心粒构成的中心体,中心粒在间期倍增,成为两组。进入分裂期后,两组中心粒分别移向细胞两极。在这两组中心粒的周围,发出大量放射状的星射线,两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。第二,动物细胞分裂的末期不形成细胞板,而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分,每部分都含有一个细胞核。这样,一个细胞就分裂成了两个子细胞。 8.(必修1 P114)细胞有丝分裂的重要意义是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。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。 9.(必修1 P115)细胞无丝分裂的过程: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。因为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。 10.(必修1 P116)制片流程及各步骤的目的:解离(用药液使组织中的细胞相互分离开来) 漂洗(洗去药液,防止解离过度) 染色(甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色) 制片(用镊子将这段根尖取出来,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。然后,用拇指轻轻地按压盖玻片。目的:使细胞分散开来,有利于观察)。 课时精练 [分值:100分] [1~10题,每题5分;11~13题,每题6分。共68分] 一、选择题 1.(2026 湛江八校联考)用药物A处理癌细胞后发现,癌细胞两端中心体的间距减小(在有丝分裂中检测)。据此推测,药物A处理癌细胞后,比例增加的细胞是( ) A.前期细胞 B.中期细胞 C.后期细胞 D.末期细胞 答案 A 解析 在有丝分裂前期,中心体发出星射线形成纺锤体,中心体开始向细胞两极移动,药物A处理后癌细胞两端中心体的间距减小,说明中心体向两极移动的过程受到抑制,更多细胞停留在前期,所以前期细胞比例增加,A符合题意。 2.(2025 广东,4)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 答案 D 解析 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;等位基因分离发生在减数分裂 后期,且显微镜下可观察到染色体,但无法直接看到基因,B不符合题意;同源染色体分离是减数分裂 的特征,有丝分裂中同源染色体不分离,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。 3.(2025 广州二调)研究人员在电镜下观察动物细胞有丝分裂,发现大部分细胞有串珠状的细丝结构,其粗度为10 nm,少部分细胞没有串珠状的细丝结构,取而代之的是粗度为30 nm的杆状结构。推测出现这种现象的原因是( ) A.间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成 B.两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体 C.前期染色质螺旋化缩短变粗形成染色体 D.后期着丝粒分裂导致姐妹染色单体分开 答案 C 解析 电镜下观察动物细胞的有丝分裂,大部分细胞处于间期,其粗度为10 nm的细丝结构为染色质,少部分处于分裂期,取而代之的是粗度为30 nm的杆状结构,即染色质丝转变为染色体,所以该现象是染色质和染色体在不同时期的变化,在分裂前期染色质螺旋化缩短变粗成为染色体,C符合题意。 4.(2024 湖北,13)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1),出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响,实验结果如图2所示。下列叙述错误的是( ) A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽 B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命 C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同 D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路 答案 A 解析 细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,由题干“出芽与核DNA复制同时开始”可知,芽殖酵母在细胞分裂间期开始出芽,A错误;由题图2可知,与对照组相比,基因甲超量表达组的最大分裂次数明显提高,敲除基因乙组和溶液丙处理组的最大分裂次数降低,结合题意可知,芽殖酵母最大分裂次数与其寿命呈正相关,因此基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命,该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路,B、D正确;芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖,故成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同,C正确。 5.(2023 辽宁,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 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,而高等动物细胞有丝分裂前期核仁、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,姐妹染色单体分开后移向细胞两极,C错误;⑤时期,细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同,都是直接从细胞中部向内凹陷,缢裂成两部分,D错误。 6.(2025 深圳实验学校二模)图甲为某人体干细胞的部分结构示意图,图乙为该细胞在一个细胞周期中进行有丝分裂时RNA相对含量的变化,下列分析正确的是( ) A.图甲中细胞所处的时期很可能是图乙的分裂前期 B.图乙中出现两个高峰可能主要是因为mRNA增多 C.图乙分裂间期细胞中最多含有2个A基因 D.图乙分裂间期时b基因能边复制边转录 答案 B 解析 据图甲分析,图中细胞具有核膜和核孔,且有RNA的形成和mRNA通过核孔,mRNA与蛋白质的合成有关,符合分裂间期的特点,A错误;分裂间期主要进行的是DNA的复制和相关蛋白质的合成,在分裂间期的G1和G2期需要合成蛋白质,因此mRNA合成也会增加,图乙中出现两个高峰可能主要是因为mRNA增多,B正确;图中只给出一个A基因,但是该个体的基因型可能是AA,因此图乙分裂间期细胞最多可能有4个A基因,C错误;在真核生物中,基因的复制和转录是不能同时进行的,D错误。 7.有丝分裂过程中存在以下行为:①DNA的复制;②着丝粒的分裂;③遗传物质进入子代细胞。下列叙述最合理的是( ) A.核DNA分子数变化的原因是①②③ B.染色体数目变化的原因是①③ C.姐妹染色单体数目变化的原因是②③ D.一条染色体上DNA分子数变化的原因是①② 答案 D 解析 核DNA分子数变化的原因是①DNA复制,核DNA数量加倍,③遗传物质进入子代细胞,核DNA数量减半,A错误;染色体数目变化的原因是②着丝粒的分裂,染色体数目加倍,③遗传物质进入子代细胞,染色体数目减半,B错误;姐妹染色单体数目变化的原因是①DNA复制,染色单体出现,②着丝粒分裂,染色单体消失,C错误;一条染色体上DNA分子数变化的原因是①DNA复制,DNA数量加倍,②着丝粒的分裂,DNA数量减半,D正确。 8.青蒿素是著名抗疟神药,单细胞原生动物疟原虫(2n=14)是引发疟疾的病原体,在人体内会通过裂体生殖的方式大量繁殖产生后代。裂体生殖属于复分裂的一种,其过程原理如图所示,下列叙述错误的是( ) A.原生动物疟原虫的裂体生殖方式属于无性生殖 B.一个裂殖体最终产生20个子细胞,其细胞核至少要进行4轮有丝分裂 C.一个正进行2核变4核复分裂的疟原虫细胞可观察到28条或56条染色体 D.复分裂相比于细胞正常有丝分裂,可以在短时间内产生更多子细胞 答案 B 解析 无性生殖是指不经过两性细胞的结合的生殖方式,原生动物疟原虫的裂体生殖方式属于无性生殖,A正确;一个细胞进行一次有丝分裂产生2个细胞,4轮有丝分裂产生16个细胞,因此一个裂殖体最终产生20个子细胞,其细胞核至少要进行5轮有丝分裂,B错误;疟原虫一个细胞核中的染色体为2n=14,一个正进行2核(4n=28)变4核复分裂的疟原虫细胞可观察到28条(有丝分裂前期、中期)或56条(有丝分裂后期)染色体,C正确;复分裂相比于细胞正常有丝分裂,细胞质分裂次数少,可以在短时间内产生更多子细胞,D正确。 9.(2025 深圳中学摸底)正常细胞分裂期时长约30 min,当细胞存在异常导致时长超过30 min后,某特殊的复合物(内含p53蛋白)开始积累,过多的复合物会引起细胞生长停滞或凋亡,研究者将该复合物命名为有丝分裂“秒表”。某异常细胞中“秒表”复合物含量变化如图所示,癌细胞分裂期通常更长,且伴有更多缺陷。下列叙述错误的是( ) A.该细胞中“秒表”复合物水平在一定时间内随分裂期延长逐渐升高 B.部分染色体着丝粒与纺锤丝连接异常可导致细胞分裂期延长 C.p53基因突变可导致癌细胞中“秒表”机制被关闭从而避免凋亡 D.抑制“秒表”复合物的形成有利于生物体进行正常的生长发育 答案 D 解析 结合题图分析,在一定时间内,细胞中“秒表”复合物含量随着分裂期延长而逐渐升高,A正确;若部分染色体着丝粒与纺锤丝连接异常,后期染色体可能不能及时地分离,导致细胞分裂期延长,B正确;“秒表”复合物含有p53蛋白,“秒表”复合物积累可导致细胞生长停滞或凋亡,若p53基因突变,癌细胞中“秒表”机制被关闭,从而避免细胞凋亡,C正确;抑制“秒表”复合物的形成可避免细胞凋亡,会增加异常细胞的数量,不利于生物体进行正常的生命活动,D错误。 10.(2026 肇庆一模)根据最新的研究资料,KIF18A驱动蛋白是纺锤体微管蛋白中的主要蛋白质。如图是 KIF18A在有丝分裂部分过程作用图解。下列关于细胞分裂与驱动蛋白的叙述,正确的是( ) A.KIF18A在低等植物细胞有丝分裂前期由中心体大量合成 B.KIF18A的运动使染色体着丝粒分裂,染色单体分开 C.KIF18A通过调控染色体运动影响赤道板的形成 D.KIF18A抑制剂会阻止细胞正常进入有丝分裂中期 答案 D 解析 根据题干信息可知,KIF18A化学本质是蛋白质,在细胞中由核糖体合成,A错误;在细胞分裂过程中,染色体着丝粒的分裂由相关酶的催化完成,根据题干信息可知,KIF18A是构成纺锤体的主要蛋白质,负责在细胞中牵引染色体的移动,并不是使染色体着丝粒分裂,B错误;赤道板不是真实存在的结构,有丝分裂过程中无赤道板的形成,C错误;结合题干信息与题图信息可得,KIF18A抑制剂会导致染色体整齐排列受到阻碍,从而使细胞无法进入分裂中期,D正确。 11.用不同浓度的药物X处理大蒜根尖分生区细胞3 d和5 d后,分别制片观察有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)=分裂期细胞数/观察细胞数 100%],结果如图所示。下列叙述错误的是( ) A.药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%,表明多数细胞处于分裂间期 B.随着处理时间的延长,根尖分生区细胞有丝分裂指数呈下降趋势 C.高浓度的药物X明显降低了根尖分生区细胞有丝分裂指数 D.制作装片过程中使用解离液的目的是固定细胞的形态 答案 D 解析 药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%,表明多数细胞处于分裂间期,少数细胞处于分裂期,A正确;据图分析可知,随着处理时间的延长,根尖分生区细胞有丝分裂指数下降,B正确;据图分析可知,高浓度的药物X使得细胞有丝分裂指数减小,严重抑制根尖分生区细胞的有丝分裂,C正确;制作装片过程中使用解离液的目的是使得组织细胞分离开来,D错误。 12.除草剂乙草胺能被棉花根系吸收,高浓度乙草胺抑制棉花细胞呼吸,干扰核酸和蛋白质合成,造成DNA损伤和有丝分裂过程中染色体变异。图1为棉花细胞染色体桥显微图,图2为染色体桥示意图,染色体桥会在着丝粒移向细胞两极时,在两着丝粒间的任意位置断裂。下列叙述正确的是( ) A.高浓度乙草胺能使棉花根尖分生区细胞周期变短 B.若高浓度乙草胺干扰DNA的合成,则可能导致棉花根尖分生区间期细胞增多 C.观察棉花细胞有丝分裂染色体异常时,制作装片的流程:解离 染色 漂洗 制片 D.染色体桥的断裂发生在后期,所产生的子细胞会出现染色体结构和数目变异 答案 B 解析 分裂间期主要进行DNA复制和有关蛋白质的合成,高浓度乙草胺抑制棉花细胞呼吸,干扰核酸和蛋白质合成,使细胞停留在分裂间期,导致棉花根尖分生区间期细胞增多,同时使棉花根尖分生区细胞周期变长,A错误,B正确;观察棉花细胞有丝分裂染色体异常时,制作装片的流程:解离 漂洗 染色 制片,C错误;染色体桥会在着丝粒移向细胞两极时,在两着丝粒间的任意位置断裂,所以染色体桥的断裂发生在后期,产生的子细胞会出现染色体结构变异,不会出现染色体数目变异,D错误。 13.(2025 华附、省实、广雅、深中四校联考)某课题组揭示了哺乳动物卵母细胞减数分裂的新机制,原理如图所示。APC-Cdh1为泛素连接酶,可使目的蛋白泛素化,从而被降解;CyclinB2和Cdk1为细胞周期蛋白,能驱动G2期(DNA合成后期)向M期(分裂期)转换和调控纺锤体的组装。据图分析,下列叙述错误的是( ) A.APC-Cdh1在高温或强碱环境中会变性失活 B.Sororin蛋白可促进CyclinB2泛素化,从而维持纺锤体形态正常 C.正常的初级卵母细胞,在减数分裂 的前期有四分体和纺锤体存在 D.CyclinB2应在G2期结束之前合成,若CyclinB2缺失则处于分裂间期的细胞增多 答案 B 解析 APC-Cdh1为泛素连接酶,本质为蛋白质,在高温或强碱环境中会变性失活,A正确;图中Sororin蛋白缺失的卵母细胞内CyclinB2可发生泛素化,进而导致纺锤体形态异常,正常卵母细胞(含Sororin蛋白)内CyclinB2不发生泛素化,纺锤体形态正常,说明Sororin蛋白可抑制CyclinB2泛素化,维持纺锤体形态正常,B错误;正常的初级卵母细胞中,减数分裂 前期同源染色体联会配对形成四分体,同时形成纺锤体,C正确;CyclinB2和Cdk1为细胞周期蛋白,能驱动G2期向M期转换和调控纺锤体的组装,说明CyclinB2应在G2期结束之前合成,若CyclinB2缺失则细胞不能由G2期进入分裂期,处于分裂间期的细胞将增多,D正确。 二、非选择题 14.(16分)(2025 东莞常平中学月考)图甲为培养某种动物体细胞时观察到的几个有丝分裂时期图像,图乙为有丝分裂过程中染色体与核DNA数目之比的变化曲线图,图丙表示处于某个时期的细胞内各物质数量柱状图。回答下列问题: (1)欲观察该动物细胞中染色体的数目,可以选择图甲中的_(填字母)细胞作为观察对象,该时期细胞的主要特点是_ _。 如果该生物的体细胞中有16条染色体,则图甲D细胞中有_条染色体,_条染色单体。 (2)若培养图甲动物体细胞的过程中用DNA合成抑制剂处理细胞,则处于分裂期的细胞数目会_(填“增加”或“减少”)。 (3)图乙中cd段染色体与染色单体数目之比是_;de段形成的原因是_。图丙中所示时期可以对应图乙的_段。 答案 (1)A 每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上 32 0 (2)减少 (3)1∶2 着丝粒分裂 cd 解析 (1)A为有丝分裂中期,便于观察该动物细胞中染色体的数目;有丝分裂中期每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上;D为有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,是体细胞的两倍,为32条,不含染色单体。(2)DNA合成抑制剂会抑制DNA复制,细胞停滞在S期,无法进入分裂期,因此处于分裂期的细胞数目会减少。(3)图乙中cd段染色体与核DNA之比为0.5,说明存在染色单体,即染色体与染色单体数目之比是1∶2,de段形成的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,图丙中核DNA数目是染色体数目的两倍,对应G2期、有丝分裂前期、中期,所示时期可以对应图乙的cd段。 15.(16分)真核细胞的细胞周期进程受到精密的调控,从而使细胞有序正常分裂。癌细胞周期失控而恶性分裂,科研人员利用人的乳腺癌细胞开展下列实验。请回答下列问题: (1)细胞增殖具有周期性,细胞周期是指_ _。 (2)研究人员检测了Whi5蛋白在细胞周期中的变化,如图1结果显示,进入细胞间期的G1期后,Whi5蛋白浓度_,该变化完成后细胞才进入S期。 (3)研究表明,雌激素能促进乳腺癌细胞增殖。其机理是雌激素进入细胞后与雌激素受体结合形成激素—受体复合物,激素—受体复合物促进cyclinD与CDK4/6结合,促使CDK4/6活化。活化的CDK4/6促进细胞由G1期进入S期,进而促进乳腺癌的发展(如图2所示)。雌激素进入细胞的运输方式是_,判断的依据是_。 细胞经历S期进入G2期后,细胞的染色体数及核DNA数量的变化是_。培养液中的尿嘧啶核糖核苷酸用32P标记,即32P-UdR。请推测:32P-UdR被大量利用的时期是_。 (4)为了抑制乳腺癌进展,根据癌细胞增殖的调控特点,研制了CDK4/6抑制剂P、雌激素受体拮抗剂B及纺锤体抑制剂紫杉醇等药物,应用于乳腺癌的治疗。请在表格中填写出这些药物的主要作用时期和原理。 药物 时期 主要原理 P G1期 抑制CDK4/6的活性,使癌细胞周期阻滞于G1期 B G1期 ①_ 紫杉醇 ②_ 抑制纺锤体形成,抑制细胞分裂 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的一个时间区段 (2)先升高后下降 (3)自由扩散 雌激素为固醇类激素,属于脂溶性物质 染色体数不变,核DNA数量加倍 G1期和G2期 (4)①阻断雌激素和雌激素受体之间的结合,使雌激素失去作用 ②M期 学科网(北京)股份有限公司 $