2024年高考生物一轮复习讲义：第四单元细胞的生命历程

第四

I晅I细胞的生命历程

第1课时细胞的增殖

【课标要求】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。

考点一细胞增殖和细胞周期

・归纳夯实必备知识

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)意义：是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

①单细胞生物：通过细胞增殖而繁衍。

②多细胞生物：从受精卵开始，要经过细胞增殖和分化逐渐发育为成体。生物体内不断地有

细胞衰老、死亡，需要通过细胞增殖加以补充。

(3)过程：包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。

2.细胞周期

⑴前提条件：连续分裂的细胞。

(起点：一次分裂完成时

⑵时间〈

1)I终点：下一次分裂完成时

(3)图示含义

(4)分裂间期与分裂期的联系：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。

(5)特点：不同种类的细胞，细胞周期不同,分裂间期与分裂期所占的比例也不同。

■教材隐性知识

源于必修1P115“思维训练”：

⑴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。

■拓展提升科学思维

细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期)，根据DNA合成情况，分裂间期又分为Gi期、S

期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统(检验点)，对细

胞周期的过程是否发生异常加以检测，部分检验点如下图所示。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。为研究某一时期细胞的代谢、增殖或凋亡，常采取一些

方法使细胞群体处于细胞周期的同一时期，这就是细胞同步化技术。

(1)与Gi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目不变，核DNA

数目加倍。

(2)以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。

①在细胞快速增殖的培养液中添加适量的DNA合成抑制剂，主要激活检测点2,处于G,

应期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的&期，以达到细

胞周期同步化的目的。

②在细胞快速增殖期的培养液中添加适量的秋水仙素，抑制纺锤体形成，主要激活检验点4,

使细胞停滞于中期，即可实现细胞周期同步化。经处理的细胞染色体数目加倍,该物质起作

用的时期是细胞分裂的前期。

③培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在回期(填“间期”或“分裂期”)，以实现细胞周

期同步化。

■突破强化关键能力

1.下列关于细胞周期的说法，错误的是()

A.通常不同物种的细胞周期长度不同

B.有分裂能力的细胞不一定都有细胞周期

C.细胞周期会受到环境因素的影响

D.观察有丝分裂应选择细胞周期长的材料

答案D

解析不同物种的细胞周期的长短主要受基因控制，此外还受温度等外界条件的影响，不同

物种的细胞所含有的基因不同，因此不同物种的细胞周期长度不同，细胞周期会受到环境因

素的影响，A、C正确；只有连续进行分裂的细胞才具有细胞周期，因此具有分裂能力的细

胞不一定都有细胞周期，B正确；细胞有丝分裂过程中，分裂期时间越长，占细胞周期的比

例越大，观察到分裂期的细胞数越多，因此观察有丝分裂应选择细胞分裂期比例大的材料，

D错误。

2.真核细胞中的细胞周期蛋白A可促进DNA的复制，细胞中某种特异性siRNA（一种双链

RNA）可以导致翻译细胞周期蛋白A的mRNA降解。下列分析错误的是（）

A.这种特异性siRNA内含有氢键

B.这种特异性siRNA会使细胞周期加快

C.细胞周期蛋白A可能需通过核孔进入细胞核发挥作用

D.细胞周期蛋白A的合成会受此种特异性siRNA的影响

答案B

【归纳提升】具有细胞周期的前提条件

（1）只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有周期

性。如下图中甲细胞就无细胞周期，而乙细胞进行连续的细胞分裂，具有细胞周期。

\0

\二/©

、O

/一

0

（2）生物体有细胞周期的细胞有：受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、

癌细胞（不正常分裂）。

考点二有丝分裂的过程

■归纳夯实必备知识

1.高等植物细胞的有丝分裂

时期图示主要变化特征

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

前期

条由一个共同的着丝粒连接着的并列的姐妹染色单体;

②核仁逐渐解体,核膜逐渐消失;

③细胞两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体:

④染鱼隹散乱分布于纺锤体中央

①纺锤丝牵引染鱼旌运动，使其着丝粒排列在赤道板上;

中期O

②染色体形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察

①每个着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍;

后期②染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极,细胞的两极各有一套彩

态和数目完全相同的染色体

①染色体变成染色质丝,纺锤丝消失；

末期阎②核膜、核仁出现,形成两个新的细胞核；

③赤道板位置出现细胞板并逐渐扩展形成新的细胞壁

2.动植物细胞有丝分裂的异同

时期植物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂

间期无中心粒的倍增(低等植物细胞除外)完成中心粒的倍增

中心粒移到细胞两极,并发出星射线

前期细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体

形成纺锤体

细胞膜从细胞的中部向内凹陷,缢裂

末期细胞板扩展为细胞壁,分割细胞质

细胞质

3.有丝分裂的意义

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。

4.无丝分裂

(1)特点：分裂过程中不会出现染色体和纺锤丝的变化。

⑵过程

①细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核。

②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。

(3)实例：蛙的红细胞的无丝分裂。

■拓展提升科学思维

1.赤道板和细胞板的区别是什么？

提示赤道板是一个假想的结构，类似于地球赤道，是一个位置；而细胞板出现在植物细胞

有丝分裂末期，向四周扩展形成新的细胞壁，细胞板是真实存在的结构。

2.遗传信息的转录过程一般不发生在分裂期，原因是什么？

提示分裂期时染色体高度螺旋化，DNA不容易解旋进行转录。

3.有丝分裂后期着丝粒的分裂是不是纺锤丝牵引的结果？如何验证你的结论？

提示不是。用秋水仙素处理分裂中的细胞，抑制纺锤体形成，后期染色体的着丝粒仍可以

分裂，从而使细胞中染色体数目加倍，这就说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引所致。

■突破强化关键能力

3.下图表示一个细胞分裂过程中染色体变化的不同情况。在整个细胞周期中，染色体的变化

顺序是（）

纺锤丝

①②③④⑤

A.①④⑤③②B.②③①④⑤

C.①⑤④③②D.⑤④③②①

答案c

解析图①为分裂间期，图②为末期，图③为后期，图④为中期，图⑤为前期，故在整个细

胞周期中，染色体的变化顺序为①⑤④③②，C正确。

4.某同学观察根尖有丝分裂实验后，绘制的各时期细胞图如下所示。下列叙述错误的是（）

①②③④⑤

A.有丝分裂的细胞出现的先后顺序是①⑤②③

B.图中M为细胞板、N为核仁、P为星射线

C.细胞分裂过程中，核DNA的复制与染色体复制是同步进行的

D.细胞④内有蛋白质的合成，且合成场所为一种无膜结构的细胞器

答案B

解析有丝分裂的过程包括①前期、⑤中期、②后期、③末期，A正确；因图示为根尖细胞

的有丝分裂，所以纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，图中P为纺锤丝，B错误；染

色体主要由DNA和蛋白质组成，核DNA的复制与染色体复制同步进行，C正确；细胞④对

应的时期为有丝分裂前的间期，该时期的最大特点是完成DNA的复制以及有关蛋白质的合

成，蛋白质的合成场所是核糖体，核糖体没有膜结构，D正确。

5.在高等动物体内，某些迅速增殖的组织，如口腔上皮细胞、伤口附近的细胞等可以通过无

丝分裂的方式形成新细胞。下列有关无丝分裂的叙述，错误的是（）

A.分裂过程中不出现纺锤丝

B.不存在遗传物质的复制过程

C.蛙的红细胞可通过无丝分裂增殖

D.分裂过程中不出现染色体的变化

答案B

解析无丝分裂的特点是分裂过程中没有纺锤丝和染色体的变化，A、D正确；无丝分裂过

程中有遗传物质DNA的复制和平均分配，B错误。

重温高考真题演练

1.（2021•全国乙，1）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

解析已知果蝇体细胞含有8条染色体，每条染色体上有1个DNA分子，共8个DNA分子，

在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子，A正确；间期染色体已经复制，故

在前期每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子，B正确；在中期，8条染色体的

着丝粒排列在赤道板上，此时染色体形态固定、数目清晰，易于观察染色体，C正确；有丝

分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，由8条变成16条，同源染色

体不分离，D错误。

2.（2018•全国I,4）已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某

同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中

进行不同的处理（其中甲组未加药物），每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图

分析，下列相关叙述不合理的是（）

A.乙组加入了药物X后再进行培养

B.丙组先加入药物X,培养一段时间后加入药物D,继续培养

C.乙组先加入药物D,培养一段时间后加入药物X,继续培养

D.若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构

答案c

解析根据图示，相同时间内，乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组，由于甲组未加药物，

且药物X对细胞增殖有促进作用，所以甲组为对照组，乙组和丙组为加入药物X组，丙组后

半段的细胞数目低于乙组，药物D可抑制药物X的作用，说明丙组培养一段时间后又加入了

药物D,因此乙组加入了药物X,丙组先加入药物X,后加入药物D,故A、B正确，C错

误；若药物X为蛋白质，药物D可抑制药物X的作用，因此D可能改变了药物X的空间结

构，使得药物X失去活性，D正确。

3.(2020•浙江1月选考，16)下列关于用不同方法处理与培养小鼠骨髓细胞的叙述，正确的是

()

A.用缺乏营养物质的培养液培养，会使M期细胞减少

B.用蛋白质合成抑制剂处理，不影响Gi期细胞进入S期

C.用促进细胞分裂的试剂处理，G2期细胞中染色体数目增加

D.用仅含适量3H标记的胸腺喀嚏脱氧核甘的培养液培养，S期细胞的数量增加

答案A

4.(2022•浙江1月选考，18)某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋

白依赖性激酶(CDK),两者可组成多种有活性的CDK-cyclin复合体，细胞周期各阶段间的

转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。细胞周期如图所示，下列叙述错误的是()

A.同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异

B.细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控

C.抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段

D.一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK-cyclin复合体会同步发生周期性变化

答案D

解析同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期的持续时间一般不同，A正确；根据题意“细

胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控”，可知细胞周期各阶段的有

序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控，因此抑制某种CDK—cyclin复合体的活性可使各

阶段之间的转化受抑制，从而使细胞周期停滞在特定阶段，B、C正确；由于一个细胞周期

中，不同阶段的变化不是同步的，因此调控不同阶段的CDK—cyclin复合体不会同步发生周

期性变化，D错误。

五分钟查落实

1.判断关于细胞增殖的叙述

（1）细胞生长过程中，细胞膜表面积/细胞体积的值有所减小（V）

（2）在“运用模型作解释”实验中物质运输的效率可用物质进入细胞的深度来表示（X）

（3）减数分裂没有细胞周期，高度分化的成熟细胞一般也没有细胞周期（V）

2.判断关于有丝分裂的叙述

（1）细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制（J）

（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（X）

（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（X）

（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（V）

（5）除中心体之外的细胞器在子细胞中的分配是随机的（V）

3.填空默写

（1）（必修1Pw）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1Pw）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1P”）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。

（4）据下面两幅不同生物细胞有丝分裂模式图回答下列问题：

AB

①A图表示高等植物细胞（填“高等动物细胞”或“高等植物细胞”），判断的理由：具有细

胞壁；无中心体，两极发出纺锤丝形成纺锤体。

②B图表示动物（填“植物”或“动物”）细胞有丝分裂的后期，此时期细胞内发生的主要变

化是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，在纺锤丝牵引下移向细胞两极。

课时精练

一、选择题

1.下列关于多细胞生物体的叙述，不正确的是（）

A.细胞表面积与体积的关系以及细胞核的体积都限制了细胞长大

B.多细胞生物体的器官大小主要取决于细胞数量的多少

C.细胞体积越大，细胞相对表面积越大，物质运输的效率越高

D.多细胞生物体的体积的增大既靠细胞的分裂，又靠细胞的生长

答案C

解析细胞长大的限制因素：细胞表面积与体积的关系以及细胞核的体积，A正确；单细胞

生物体大小主要取决于细胞的体积，多细胞生物体的器官大小主要取决于细胞数量的多少，

B正确；细胞体积越小，相对表面积越大，物质运输的效率越高，C错误：多细胞生物体的

体积的增大靠细胞的分裂与细胞的生长，D正确。

2.如图表示一个连续分裂细胞的分裂间期和分裂期的线段图。下列有关说法错误的是（）

bd,e,

A.b和c表示一个细胞周期，b时期细胞有适度生长

B.抑制DNA复制，细胞会停留在b或d阶段

C.进行分裂的细胞不一定都有细胞周期

D.基因突变主要发生在b、d时期，是由于其持续时间相对较长

答案D

解析一个细胞周期包括时间较长的分裂间期和时间较短的分裂期，b代表分裂间期，此时

完成DNA复制和有关蛋白质的合成，细胞有适度生长，c代表分裂期，A正确；抑制DNA

复制，细胞会停留在分裂间期b或d阶段，B正确；连续分裂的细胞才有细胞周期，进行分

裂的细胞不一定都有细胞周期，C正确；基因突变主要发生在分裂间期bad阶段，此时DNA

进行复制，容易发生差错，D错误。

3.（2023•江苏高淳高三期末）如图是某动物细胞分裂的模式图，下列相关叙述错误的是（）

A.上述细胞分裂的顺序是图1-图4f图2f图3

B.图2与图4相比，细胞中的核DNA数目不变，但染色体数目加倍

C.若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能作用于图2细胞所属时期

D.开始出现染色体的时期是图4,染色体开始转变成染色质形态的时期是图3

答案C

解析据图示可知，上述细胞分裂的顺序是图1分裂间期一图4前期一图2后期一图3末期，

A正确；在图2时期为有丝分裂后期，细胞中的核DNA数目不变，着丝粒分裂染色体数目

加倍，B正确；纺锤体形成于分裂前期，即图4时期，若某药物可抑制纺锤体形成，则它极

可能是作用于图4,C错误；图4是有丝分裂前期，细胞中出现染色体，且染色体散乱分布，

图3是有丝分裂末期，染色体开始转变成染色质形态，D正确。

4,下列关于细胞增殖的叙述，错误的是（）

A.人的成熟红细胞进行的细胞增殖方式为无丝分裂

B.细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础

C.细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程

D.对于真核生物来说，有丝分裂是其进行细胞分裂的主要方式

答案A

解析哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不能再分裂，A错误；真核细胞分裂方式有无丝

分裂、有丝分裂、减数分裂，但主要以有丝分裂为主，D正确。

5.下图表示细胞分裂某一时期的示意图，下列相关叙述错误的是（）

④②•

A.⑨与纺锤体的形成有关

B.④是一条染色体，包含两条染色单体①和③

C.该细胞中有4条染色体，8条染色单体

D.进入后期，该细胞中有8条染色体和8条染色单体

答案D

解析⑨中心体与纺锤体的形成有关，A正确；④是一条染色体，由两条相同的姐妹染色单

体①和③构成，B正确：图中所示的细胞中有4条染色体，每条染色体上有2条姐妹染色单

体，共有8条姐妹染色单体，C正确；进入后期，该细胞中有8条染色体，不含染色单体，

D错误。

6.如图是青蛙红细胞无丝分裂全过程图解，下列叙述错误的是（）

A.据图判断，无丝分裂过程中不需要进行DNA的复制

B.图中信息表明细胞膜具有流动性

C.青蛙红细胞无丝分裂过程中，不出现染色体和纺锤丝

D.青蛙红细胞核DNA分子上具有合成青蛙血红蛋白的基因

答案A

解析无丝分裂过程中也需要进行DNA复制，A错误：青蛙红细胞进行无丝分裂，细胞膜

从中部向内凹陷，细胞分裂成两个子细胞，体现了细胞膜具有流动性，B正确；无丝分裂过

程中不出现染色体和纺锤丝，C正确；青蛙的红细胞含有血红蛋白，其核内DNA分子上具

有合成血红蛋白的基因，D正确。

7.（2023•江苏六校高三联合模考）流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。

研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞，24小时后用流式细胞仪检测，结果如图所示。

下列对检测结果的分析，错误的是（）

02040608010012002040608()1()0120

DNA相对含量DNA相对含量

对照组实验组

A.此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制

B.所有处在分裂期的细胞都位于a峰

C.a峰和b峰之间的细胞正进行DNA的复制

D.b峰中细胞的DNA含量是a峰的2倍

答案B

解析比较实验组和对照组中的b峰细胞的数量，可以看出实险组中进行DNA复制的癌细

胞数量明显减少，说明该药物对癌细胞DNA复制有抑制作用，A正确：DNA的复制发生在

间期，处于细胞分裂期的细胞中DNA是加倍的，所以处于分裂期的细胞均被计数在b峰中，

B错误；在a峰与b峰之间细胞内的DNA在逐渐加倍，所以正进行着DNA分子的复制，C

正确；对照组和实脸组在a峰中的细胞的DNA含量均为40,在b峰中的细胞的DNA含量

均为80,所以b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍，D正确。

8.细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，当细胞周期中某一节点出现“异常事件”，

调节机制就被激活、排除“故障”或使细胞周期中断。如G2期末检验点主要检测复制后的

DNA是否损伤，细胞中合成的物质是否够多，细胞的体积是否足够大；纺锤体组装检验点

（SAC）能够检查纺锤体是否正确组装，纺锤丝是否正确连接在染色体的着丝粒上。下列相关

叙述不正确的是（）

A.G2期末检验通过后，说明具备分裂条件，细胞将进入分裂期

B.SAC检验未通过，细胞将停留在染色体数目暂时加倍的状态

C.细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用

D.有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期，不进行增殖

答案B

解析细胞周期的顺序是G1-S-G2-M,G2期正常完成后，细胞将进入分裂期，A正确;

纺锤体的形成是在有丝分裂的前期，若SAC检验未通过，细胞将停留在分裂前期，而染色体

数目加倍发生在分裂后期，B错误；由题干信息“当细胞周期中某一节点出现'异常事件'，

调节机制就被激活，排除‘故障'或使细胞周期中断”可知，细胞周期检验点往往与相应的

分子修复机制共同作用，C正确；有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期，处于休眠期，

如B细胞，D正确。

9.细胞分裂过程中，当某一阶段出现异常时，细胞会通过调控排除故障，或中断细胞周期处

于静息状态。如缺少某种氨基酸时，细胞会终止间期蛋白质的合成，变成静息状态，补充营

养后，则重新启动合成。下列与细胞有丝分裂有关的说法，不正确的是（）

A,细胞进入静息状态可以避免物质和能量的浪费

B.进入分裂期，中心粒倍增，并在移向细胞两极过程中发出星射线，形成纺锤体

C.蛋白质合成中断后，重新启动的过程受基因调控

D.观察细胞分裂时，应选择分裂期相对较长的细胞

答案B

解析细胞进入静息状态，停止分裂，减少利用物质和能量，A正确；中心粒倍增发生在分

裂间期，而不是分裂期，B错误；细胞分裂的进程受基因调控，C正确；选择分裂期相对较

长的细胞，这样比较容易观察到处于不同分裂时期的细胞图像，D正确。

10.有丝分裂过程中存在如图所示的检验机制，SAC蛋白是该机制的重要蛋白质，其对染色

体复制后能否正确分离进行检测并作出应答。据图分析下列相关说法不正确的是（）

有活性

无活性

的SAC

的SAC.

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无活性无活性无活性有活性

的APC的APC的APC的APC

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注：APC—后期促进因子。

A.图a细胞处于有丝分裂的前期，两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体

B.如果染色体与纺锤体连接并排列在赤道板上，SAC蛋白会很快失活并脱离

C.SAC蛋白异常失活，细胞将停止在分裂中期，最终导致细胞染色体数目加倍

D.当所有染色体上的SAC蛋白都脱离后，APC被激活，细胞才能进入分裂后期

答案C

解析图a细胞染色体散乱分布在细胞内，处于有丝分裂前期，中心体发出星射线形成纺锤

体，A正确；如图所示，一开始SAC蛋白位于染色体的着丝粒上，如果染色体与纺锤体连接

并排列在赤道板上，SAC蛋白会很快失活并脱离，B正确；如果SAC蛋白异常失活，细胞

检脸机制失效，将会引起染色体错误分配，不能平均进入子细胞，而不是停止在分裂中期，

导致细胞染色体数目加倍，C错误；当所有的SAC蛋白都脱离后，APC被激活，细胞进入

图d所示的时期，在后期促进因子（APC）的作用下进入有丝分裂后期，D正确。

11.（2023•甘肃天水高三期末）细胞周期受到一系列功能蛋白的调控。如p53蛋白是一种由抑

癌基因控制的蛋白质，可以判断DNA损伤的程度。若损伤小，该蛋白能促使DNA自我修复;

若DNA损伤大，则诱导细胞凋亡。蛋白激酶CDK2被周期蛋白CyclinE激活后促进细胞由

Gi期进入S期；蛋白激酶CDK1被周期蛋白CyclinB激活后促进细胞由G2期进入M期。下

列有关叙述错误的是（）

A.抑制p53蛋白基因的表达，则细胞分裂更旺盛

B.p53蛋白可使DNA受损的细胞分裂间期延长

C.抑制CyclinB基因的表达可使细胞周期停滞在G2/M交界处

D.CyclinE可能与细胞内染色质螺旋化和纺锤体的形成密切相关

答案D

解析p53蛋白是一种由抑癌基因控制的蛋白质，抑制p53蛋白基因的表达，则细胞分裂更

旺盛，A正确；蛋白激酶CDK1被周期蛋白CyclinB激活后促进细胞由G2期进入M期，抑

制8基因的表达可使细胞周期停滞在G2/M交界处，C正确：蛋白激酶CDK2被周期

蛋白CyclinE激活后促进细胞由Gi期进入S期，而胞内染色质螺旋化和纺锤体的形成出现

在前期，D错误。

12.细胞周期可分为分裂间期（包括Gi期、S期和G?期）和分裂期（M期），胸背（TdR）双阻断

法可以使细胞周期同步化。TdR使得处于S期的细胞立刻被抑制，而其他时期的细胞不受影

响。如图为科研人员利用TdR双阻断法使宫颈癌细胞群细胞周期同步化的过程，①②③分别

表示三次处理。下列说法不正确的是（）

A.M期核DNA含量与G2期细胞中核DNA含量不同

B.①处理后所有细胞停留在S期和G/S的交界处

C.②处理的时间应不能短于S期时长，不能长于Gi期、G2期和M期的时长总和

D.③处理的时间如果短于G1+G2+M,无法实现细胞周期同步化

答案A

解析M期为分裂期，该过程中核DNA含量的变化经过4〃到2〃的变化，而G2期细胞中核

DNA数目为4”，可见M期核DNA含量与G2期细胞中核DNA含量可能相同、也可能不同，

A错误;TdR使得处于S期的细胞立刻被抑制，因此①处理后培养时间大于G2+M+G1之后，

所有细胞停留在S期和Gi/S的交界处，B正确；②处理是为了让S期的细胞都离开S期，因

此该处理的时间应不能短于S期时长，不能长于Gi期、G2期和M期的时长总和，C正确；

第二次加入胸首的时机，即③处理的时间应该在所有细胞都离开S期，且还没有细胞进入下

一个S期时，因此处理的时间为不能短于G1+G2+M,否则无法实现细胞周期同步化，D

正确。

二、非选择题

13.研究发现，细胞周期的控制有三个关键点：从Gi期到S期，从G2期到M期，从中期到

后期。细胞中染色体的正确排列、分离与染色单体之间的黏连蛋白有关，细胞分裂过程中，

蛋白质复合物(APC)、分离酶(SEP)、保全素(SCR)是调控的关键因素，其中分离酶(SEP)能将

黏连蛋白水解，蛋白质复合物(APC)是细胞周期从中期到后期的调控因子。分离酶(SEP)的活

性需要被严密调控，保全素(SCR)能与分离酶(SEP)紧密结合，并充当假底物而阻断其活性。

细胞分裂过程中三种物质的含量变化如下图所示。请回答下列问题：

C

R

P

(1)正常情况下，小鼠受精卵细胞以分裂方式，将亲代

细胞的染色体,从而保证亲子代细胞间遗传物质的稳定性。该分

裂过程中黏连蛋白被水解的时期是。

(2)在人类细胞中，分离酶在分裂间期时被阻挡在细胞核外，如果此时核膜的通透性发生不恰

当地改变，最终会导致无法保证DNA平均分配，其原因是

(3)根据题中信息，推测蛋白质复合物APC在细胞周期中的具体作用是

(4)细胞分裂过程中还伴随着一系列周期相关分子信号的启动，研究发现蛋白Numb参与细胞

周期进程的调控。为了研究Numb蛋白的功能，研究者对实验组细胞(通过干扰RNA以抑制

Numb蛋白的表达)和对照组细胞(不作处理)中处于各时期的细胞比例进行了统计，结果如下

表所示。

GiSG2M(分裂期)

实验组34%29%28%9%

对照组34%29%34%3%

请据表分析，Numb蛋白与细胞分裂进入期有关，说明理由:

答案(1)有丝复制并均分到子细胞中有丝分裂后期(2)核膜的通透性的改变，使分离酶

进入细胞核内，水解黏连蛋白，使得姐妹染色单体提早分离，使得染色体分配混乱，导致DNA

无法平均分配(3)APC在分裂中期将保全素(SCR)分解，释放分离酶，分离酶分解染色单体

之间的黏连蛋白，为染色单体移向细胞两极，完成DNA均分做准备

(4)M因抑制了Numb蛋白的表达，使得实验组中G2期的细胞比例明显低于对照组，而M

期细胞比例明显高于对照组

14.细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期)，根据DNA合成情况，分裂间期又分为DNA

合成前期一Gi期，DNA合成期一S期，DNA合成后期一G2期。在细胞周期中有一系列检验

点对细胞增殖进行严密监控，确保细胞增殖严格有序地进行。只有相应的过程检验合格，细

胞才能顺利进入下一个时期。图1表示细胞周期简图及相应检验点位置，字母表示时期，已

知核DNA的复制是在D时期完成的。回答下列问题：

检验点心单验点$

检验点0-■检验点］

检验点2

图1

—MPF的活性--周期蛋白1浓度

(1)在光学显微镜下观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂，结果发现视野中大多数细胞处于分

裂间期，原因是•该实验的制片流程是o

(2)图1中检验染色体是否都与纺锤体相连的检验点是,此检验点对有丝分裂的意义

是。

(3)研究发现，细胞是否能通过检验点与周期蛋白和CDK蛋白有关。已知周期蛋白含量呈周

期性变化，当其含量积累到一定程度并与CDK结合后，会形成周期蛋白一CDK复合物，而

该复合物能帮助细胞通过检验点。如图2中的周期蛋白1与CDK1结合后会形成复合物MPF,

从而促进细胞从G2期进入M期。

①根据以上信息推测，MPF除了能够促进动物细胞内染色质缩短变粗成为染色体外，还能促

进动物细胞发生的变化可能有(答出

2点即可)。

②若将M期细胞的细胞质注入G2期细胞中，则G2期细胞进入M期的时间提前，原因是

答案(1)分裂间期持续时间在细胞周期中所占比例大解离一漂洗一染色一制片(2)检验

点5确保染色体能够平均分配到子细胞中（3）①促进核仁解体，核膜消失；促进中心粒发

出星射线形成纺锤体②M期细胞的细胞质中含有MPF,该物质能够促进细胞从G2期进入

M期

解析（1）在光学显微镜下观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂，结果发现视野中大多数细胞

处于分裂间期，原因是分裂间期持续时间在细胞周期中所占比例大，分裂期持续时间在细胞

周期中所占比例小。该实验的制片流程：解离一漂洗一染色一制片。（2）根据细胞各分裂时期

的特征可知，在细胞分裂期的中期，染色体的着丝粒排列在赤道板上，且染色体的着丝粒都

与纺锤体相连。结合题意可知，图1中核DNA的复制是在D时期完成的，则D时期为S期，

那么A时期为G2期，则B为分裂期，图中由A时期通过检脸点4进入B时期，则B时期中

检验点5属于分裂期中期的时段，因此可以通过检验点5检脸染色体是否都与纺锤体相连。

染色体的着丝粒都与纺锤体相连，可以确保染色体在纺锤体的牵引下，能够平均分配到子细

胞中。（3）①由题干信息“周期蛋白1与CDK1结合形成复合物MPF,从而促进细胞由G2期

进入M期”，可知MPF可促进细胞由分裂间期进入分裂前期，而分裂前期细胞中发生的主

要变化是染色质螺旋化、核膜消失、纺锤体形成、核仁解体。②由于M期细胞的细胞质中含

有MPF,该物质能够促进细胞从G2期进入M期，因此若将M期细胞的细胞质注入G2期细

胞中，则G2期细胞进入M期的时间将提前。

第2课时有丝分裂过程中相关变化及观察实验

【课标要求】1.比较有丝分裂过程中物质或结构的变化规律，培养逻辑思维能力。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。

考点一有丝分裂的图像和曲线分析

・归纳夯实必备知识

1.染色体、染色单体、核DNA的数量关系

螺旋化V着丝粒分裂।

，染色体加倍’

染色体112

染色单体()220

核DNA分子1222

呈染色质形态呈染色体形态

(1)染色体数=着丝粒数,即根据着丝粒数计算染色体数。

(2)当染色单体存在时，染色体：染色单体：核DNA=1：2：2。

(3)当无染色单体存在时，染色体：核DNAR：1。

2.有丝分裂过程中细胞内核DNA含量、染色体数、染色单体数的变化(假定生物体细胞中核

DNA含量为2c,染色体数为2〃)

(1)核DNA含量、染色单体数、染色体数变化

项目间期前期中期后期末期

核DNA含量2-f4。4c4c4c2c

染色单体数0-4〃4n4〃00

染色体数2nIn2n4n4〃f2〃

(2)细胞核DNA含量、染色体数、染色单体数、每条染色体上DNA含量变化曲线

°间前中后末时期O间前中后末时期

期期期期期期期期期期

染色单体数

mn

°间前中后末时期

期期期期期

①a-*b、1—m、pfq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。

③cfd、rfs的变化很相似，但原因不同，cfd的变化原因是一个亲代细胞分裂成两个子代

细胞。

（3）根据柱状图判断细胞分裂时期的规律：

①根据染色单体变化判断各时期：

'有一G2期、前期、中期甲图

染色单体4（后期、末期一乙图

-Jr—►,

I期一丙图

②根据比例关系判断各时期:

4?：2n:4〃fG2期、前期、中期f甲图

核DNA:染色体：染色单体=,核：4〃：0-后期、末期一乙图

2n:2/2:OfGi期f丙图

■拓展提升科学思维

1.细胞有丝分裂过程中，哪些时期染色体数量与核DNA含量一定相等？

提示Gi期、分裂后期、末期。

2.请分析在有丝分裂过程中下列细胞结构主要有哪些变化。

（1）染色体；（2）纺锤体；（3）核膜和核仁。

提示（1）染色体：复制一散乱分布于纺锤体中央一着丝粒排列在赤道板上一着丝粒分裂一移

向细胞两极f平均分配到两个子细胞中；（2）纺锤体：形成（前期）一解体消失（末期）；（3）核膜

和核仁：解体消失（前期）一重建（末期）。

■突破强化关键能力

1.如图是细胞中某两种物质的含量在有丝分裂相关过程中的变化情况。下列叙述不正确的是

物质含量:

0时期

A.图中的虚线所代表的物质有两种不同的表现形式

B.图中的b〜c段会发生着丝粒分裂

C.叶肉细胞中会出现如图所示变化，而细菌细胞中不会出现

D.a〜b段细胞中有蛋白质和RNA的合成

答案C

解析叶肉细胞是高度分化的植物细胞，不能进行有丝分裂，C错误。

2.如图1和图2表示细胞周期不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述不正确

的是（）

染色体与核DNA数目比

A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段

B.图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA数量不变

C.图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段

D.有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况

答案C

解析图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c表示Gi期，对应图1中

的AB段，C错误。

【归纳提升】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

考点二观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂

■归纳夯实必备知识

1.实验原理：在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的

分裂是独立进行的,因此在同一分生组织中可以观察到处于不同分裂时期的细胞。染色体容

易被碱性染料（如甲紫溶液,旧称龙胆紫溶液）着色。

2.实验步骤

（洋葱根尖培养卜待根长约5cm时，可用于实验

根尖处2~3mm

解离液质量分数为15%的盐酸+体积分数为

’95%的酒精（1：1）

目的使组织中的细胞相互分离开

阑落选遒清水

,瓦怛比L洗去解离液.防止解离过度，便于染色

G染色剂0.（“g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）

染E

色相的

使染色体着色，便于观察

幽宜盖上盖玻片，用拇指轻压

邺.

使细胞分散开来,有利于观察

高孤_先低倍镜观察，找到分生区细胞;再高倍

也陶-镜观察细胞分裂不同时期的图像

倒国F会制植物细胞有丝分裂中期简图

■拓展提升科学思维

如图甲中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域，图乙是用高倍显微镜观察到的该植物组

织切片有丝分裂模式图，图丙表示该组织细胞周期中某物质的数量变化曲线。

微量

bcdefghi时间

丙

（1）观察根尖有丝分裂时应选择图甲b（填字母）区细胞，该区细胞特点是呈正方形，排列紧密。

观察细胞质壁分