2024届 一轮复习 人教版 细胞的增殖学案

第11课细胞的增殖

，学业质量水平要求＜

1.运用结构与功能观等观念，举例说明有丝分裂中染色体的行为与细胞分裂之

间的关系。(生命观念)

2.基于有丝分裂的模型，采取归纳与概括等方法，说明有丝分裂各时期的主要

特征。(科学思维)

3.基于有丝分裂的过程,采取模型与建模等方法,说明有丝分裂中染色体和DNA

数目的变化规律。(科学思维)

Q息皴。构建必备知识培养关键能力

考点一细胞增殖和细胞周期

I概念梳理」

1.细胞增殖

⑴概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，包括物质准备和细胞分裂两

个相连续的过程。

⑵方式。

‘真核生物：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂

源核生物：二分裂

⑶意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

2.细胞周期

~~腐「(1)条件：连续分裂的细胞

彩(2)起点：一次分裂完成

»(3)终点：下一次分裂完成

鬲(4)阶段：分裂间期和分裂期

芍1(5)特点：不同种类的细胞的

\wBy/细胞周期不一定相同,支

/裂间期与分裂期所占比例

间期,

也不一定相同

概念辨析」

1.同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期。（X）

2.洋葱的鳞片叶表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。（X）

3.细胞不能无限长大的原因之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大

而增加。（J）

4.多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖。（J）

5.在一个细胞周期中，分裂间期持续的时间比分裂期长。（J）

【教材细节命题】

（必修1P115“思维训练”拓展）将一块3cmX3cmX6cm的含酚肽的琼脂块切

成三块边长分别为1cm、2cm、3cm的正方体。将3块琼脂块放在装有NaOH

溶液的烧杯内，淹没浸泡lOmin。据此思考下列问题：

（1）在相同时间内，NaOH在每一块琼脂块内扩散的深度基本相同，说明了NaOH

在每一块琼脂块内“扩散的速率”是相同的。

（2）大多数细胞和微生物的边长不到0.01cm。扩散作用与细胞大小之间的关系是

随着细胞体积的变大，其表面积与体积之比减小，单位体积内分配到的表面积越

来越小，扩散作用的效率降低。

（3）分析细胞大小的微小变化对细胞活动产生很大影响的原因：细胞大小的微小

变化会引起表面积与体积之比发生改变，对细胞营养物质和代谢废物的扩散产

生很大影响，甚至直接影响细胞生命活动的正常进行。

概念徐研」

1.细胞周期的表示方法

方法名称表示方法用字母表示

2

扇形图DAfBfCfA为一个细胞周期

直线图,a2,c.da+b或c+d为一个细胞周期

核DNA的数量

坐标图Ia+b+c+d+e为-1个细胞周期

।

0abcde

［细胞数

B组细胞处于S期，C组细胞处于G2期和分

L卜

柱形图裂期,A组细胞为细胞分裂结束形成的子细胞

O2c4c和未进行DNA复制的细胞

DNA的相对含量

2.分裂间期的物质变化

⑴Gi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。

(2)S期：又称DNA合成期，主要进行DNA的复制。

⑶G2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。

3.细胞分裂后产生的子细胞有三种去向

(1)持续分裂：始终处于细胞周期中，如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、

根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞等。

(2)暂不分裂：暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞

周期中，如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞等。

(3)永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡，如肌纤维细胞、神经

细胞、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞等。

提醒：与细胞周期相联系的知识点

(1)基因突变：在细胞分裂间期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而出现差

错，可能发生基因突变。

⑵染色体变异：在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现

多倍体细胞。

(3)细胞癌变：治疗癌症的药物作用于癌细胞的分裂间期，DNA不能复制，可以

抑制癌细胞的无限增殖。

(4)免疫：在细胞因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分

裂，使细胞周期缩短。

「案例导引」

考向1|细胞周期

1.细胞周期在调控因子的严格调控下沿着Gi期(DNA合成前期)、S期(DNA合

成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)四个阶段有条不紊地运行。为

了探究细胞周期运行的调控机制，研究人员取不同时期的细胞进行了融合实验,

获得如下结果。下列推论错误的是（）

细胞融合的组合方式融合细胞中的现象

M期细胞和Gi期细胞原Gi期细胞中染色质出现凝缩

M期细胞和G2期细胞原G2期细胞中染色质出现凝缩

S期细胞和Gi期细胞原Gi期细胞核中DNA进行复制

S期细胞和G2期细胞原G2期细胞核中DNA没有启动复制

A.M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子

B.S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子

C.将M期细胞和S期细胞融合，原M期细胞染色体DNA不会复制

D.将M期细胞和S期细胞融合，原S期细胞中染色质不会凝缩

D解析：M期细胞和Gi期细胞融合后，原Gi期细胞中染色质出现凝缩，说明

M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子，A正确；S期细胞和

Gi期细胞融合后，原Gi期细胞核中DNA进行复制，说明S期细胞中存在能诱

导染色质DNA复制的调控因子，B正确；将M期细胞和S期细胞融合，由于

M期细胞中染色体已经高度螺旋化,所以原M期细胞中染色体DNA不会复制，

C正确；将M期细胞和S期细胞融合，由于M期细胞中存在能诱导染色质凝缩

成染色体的调控因子，所以原S期细胞中染色质会发生凝缩，D错误。

考向2|细胞周期的相关拓展

2.利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。

以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：

（DDNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成

抑制剂，处于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。

⑵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，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同

步化。经秋水仙素处理的细胞（填"会”或“不会”）被阻断在间期。

⑶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__________________________________________

______________________________________________________（答出1点即可）。

解析：（l）DNA复制发生在细胞分裂间期；DNA合成被阻断后，分裂期不受影

响，分裂间期受影响，最终细胞会停滞在细胞周期的分裂间期。（2）秋水仙素通过

抑制纺锤体的形成来使细胞中染色体数目加倍，而纺锤体形成于有丝分裂前期，

因此经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在分裂间期。（3）分裂间期细胞的特点是

完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。

答案：（1）分裂分裂间（2）纺锤体形成不会（3）完成DNA的复制和有关蛋

白质的合成（或细胞有适度的生长）

【归纳总结】利用DNA合成抑制剂实现细胞周期的同步化

（1）假设一个细胞周期时长=61+5+62+1^=10+7+3.5+1.5=2201）。

（2）向细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，处于S期的细胞立刻被抑

制。

（3）再培养G2+M+Gi=3.5+1.5+10=15（h）,则处于G2、M、Gi期的细胞都将

被抑制在Gi/S期交界处。

（4）除去抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，运行时间既要保

证处于Gi/S期交界处的细胞经过S期（7h）进入G2期，又要保证处于S期的细

胞不能再次进入S期，即运行时间应控制在7〜15h。

⑸再加入DNA合成抑制剂，则可实现全部细胞都被阻断在Gi/S期交界处，实

现细胞周期同步化。

考点二细胞的有丝分裂

I概念梳理」

1.有丝分裂过程（以高等植物细胞为例）

f瀛「①完成DNA复制

分裂核--②合成有关的蛋白质

间期Sj-L③细胞有适度的生长

;细胞壁

「①染色质丝螺旋化形成鎏包在

一-②核膜解体,核仁消失

纺锤।-③细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体

体（丝）

染色体清晰可见，每条染色体的若丝

—粒排列在赤道板上,此时染色体形态

,固定，数目清晰，便于观察

染色体

每条染色体的着丝粒一分为二，姐妹

—染色单体分开，成为两条子染色体.由

纺锤丝牵引着向细胞的两极移动

细胞板

'「①染色体解螺旋形成染色质

一-②纺锤丝消失

-③核膜、核仁重新出现

2.动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别

।概念辨析」

1.赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构。（X）

2.动物细胞分裂时，纺锤体、染色单体均形成于分裂前期，消失于分裂后期。

(X)

3.有丝分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同。（J）

4.在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可发生在同一时期。（J）

5.染色体计数的最佳时期是分裂中期。(V)

【教材细节命题】

1.（必修1P112图6-2思考）赤道板和细胞板是一回事吗？赤道板修细胞板。赤

道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下看不到。细胞板是一种真

实结构，在光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。

2.（必修1P114图6-3思考）由星射线形成的纺锤体一定是动物细胞的有丝分裂

吗？不一定，低等植物细胞中也有中心体。判断一个正在分裂的细胞是动物细

胞，最可靠的证据是根据分裂末期细胞质的分裂是否通过细胞膜的凹陷来完成。

概念涿研」

1.理清染色体、染色单体和核DNA的关系

⑴染色体形态及行为变化。

1条染色体1条染色体】条染色体2条染色体1条染色体

1个DNA分子2个DNA分子2个分子2个DNA分子1个分子

无染色单.体2条染色整体2条染色单体无染色单体无染色单体

呈染色质形态呈染色体形态呈染色质形态

①当有染色单体（前、中期）时，染色体：染色单体:核DNA=1：2：2;

②当无染色单体（后、末期）时.染色体:核DNA=I：1

⑵核DNA、染色体、染色单体的数目变化（以二倍体生物为例）。

分裂期

时期分裂间期

前期中期后期末期

核DNA4〃4〃4n4n4〃f2〃

染色体InInIn2〃f4〃4〃f2〃

染色单体Of4〃4〃4〃4，L00

⑶核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析及曲线解读。

核DNA数目变化

---染色体数目变化

染色单体数目变化

分裂时期

项目上升段的变化原因下降段的变化原因

核DNA分裂间期（S期）DNA复制，核末期结束，细胞一分为二，

DNA数量加倍DNA数目减半

后期着丝粒分裂，染色体数目末期结束，细胞一分为二，染

染色体

加倍色体数目减半

染色分裂间期（S期）DNA复制，染后期着丝粒分裂，染色单体分

单体色单体形成离，染色单体消失

2.有丝分裂中，每条染色体上DNA含量'染色体与核DNA数目比的变化曲线

EF

CI。

n1--1—1—1—1—1—►

时期u时期

图2

图中以5。段变化的原因是S期DNA的复制，染色单体形成；

火（CD）段表示含有染色单体的时期；

g/z（OE）段变化的原因是有丝分裂后期着丝粒分裂。

3.根据柱状图判断细胞有丝分裂时期的规律（以二倍体生物为例）

（1）根据染色单体变化判断各时期。

‘有-G2期、前期、中期（甲图）

染色单体

.无T后期、末期（乙图）、G］期（丙图）

⑵根据比例关系判断各时期。

（4瓶:2瓶:4"-»G?期、前期、中期（甲图）

核DNA：染色体：染色单体4建:4兀0—后期、末期（乙图）

12Tl:2ZI:0TGI期（丙图）

提醒：有丝分裂过程中中心体经复制后，均等分配到两个子细胞中，而线粒体、

叶绿体等细胞器随机、不均等分配到两个子细胞中。

「案例导引」

考向11有丝分裂的过程和特点

1.（2023•广东佛山一模）将变形虫培养在含有3H标记的胆碱（一种构成磷脂的

成分）的培养基中。一段时间后，将带有放射性标记的细胞核取出，移植到未标

记的去核变形虫中，追踪观察一个细胞周期，发现原有的放射性标记平均分配到

子细胞的核膜上。下列叙述正确的是（）

A.细胞核供体变形虫中含有放射性标记的结构只有细胞核

B.在重组变形虫细胞分裂的中期、后期检测不到放射性

C.在前期核膜解体后，其结构成分磷脂分子也会被分解

D.该实验证明母细胞解体的核膜参与了子细胞的核膜重建

D解析：3H标记的胆碱是一种构成磷脂的成分，则供体变形虫的细胞中所有

的膜结构都有放射性标记，A错误；虽然细胞分裂前期核膜解体，但是核膜的成

分没有消失，所以在重组变形虫细胞分裂的中期、后期能检测到放射性，B错误；

在前期核膜解体后，其结构成分磷脂分子不会被分解，C错误；根据题干信息

“将带有放射性标记的细胞核取出，移植到未标记的去核变形虫中，追踪观察一

个细胞周期，发现原有的放射性标记平均分配到子细胞的核膜上”，说明母细胞

的核膜参与了子细胞核膜的重建，D正确。

考向2|有丝分裂的图像或曲线

2.（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

B解析：题图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分子数加倍，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分裂周期所占时间成正相关，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；间期时的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。

3.下图甲表示细胞分裂的不同时期每条染色体上DNA含量的变化情况，图乙

表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中错误的是（）

乙

A.图甲中45段形成的原因是DNA分子复制

B.图甲中CO段时染色体平均分配到了两个子细胞中

C.图乙细胞中含有8条染色体、8个核DNA分子、0条染色单体

D.图乙细胞的前一时期中着丝粒排列在赤道板上，对应图甲BC段

B解析：图甲中经过AB段每条染色体上DNA含量加倍，说明DNA分子进行

了复制，A正确；图甲中CD段一条染色体上DNA含量由2变为1,这是有丝

分裂后期着丝粒分裂的结果，B错误；图乙细胞中着丝粒分裂，细胞中含有8条

染色体、8个核DNA分子、0条染色单体，C正确；图乙细胞表示有丝分裂后

期，它的前一时期即中期应该是着丝粒排列在赤道板上，对应图甲BC段，D正

确。

【规律方法】“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像

有动物细胞或低筝植物细胞

高等植物细胞

一自细胞两极发出一高等植物细胞

一市心必省动物细胞或低

中2年发出T等植物细胞

细胞板分割一＞植物细胞

细胞膜向内凹陷一*动物细胞

考点三（探究・实践）观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂

r概念梳理」

i.实验原理

（1）高等植物的殳生组织细胞有丝分裂较旺盛。

（2）细胞核内的染色体（质）易被礴性染料（甲紫溶液或醋酸洋红液）着色。

⑶由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜

观察细胞内染色体的存在状态,判断处于不同分裂时期的细胞。

2.实验过程

洋葱根尖的培养待根长约立cm时，可用于实验

取材-剪取根尖2〜3mm

解离液质量分数为15%的③度+体积分

数为的酒精（：）

|解离95%11

使组织中的细胞相互分离开来

漂洗液、土.

制-------------清水

作漂洗L

装一目的洗去药液,防止解离过度

片e染色剂0.01fi/mL或0.02g/mL的甲紫

溶液或醋酸洋红液

染色

目的

------使染色体着色，便于观察

操作用镣子尖将根尖弄碎.盖上盖玻片,

用拇指轻压

且也一使细胞分散开来，有利于观察

国倍镜观察一►五倍镜观察

找分生区找各分裂期细胞

।概念辨析」

1.制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用甲紫溶液染色。（X）

2.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体。（X）

3.着丝粒分裂是纺锤丝牵拉开的。（X）

4.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散。（J）

概念深研」

1.实验操作中的注意事项

解离太短细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散

时间过长导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色

漂洗适宜洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色

时间

染色太短染色体或染色质不能完全着色

时间过长其他部分也被染成深色，无法分辨染色体

压片过轻细胞未分散开

力度过重将组织压烂

2.细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算

(1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。

(2)某时期持续时间”)=笔瞿瞿岁X细胞周期(为。

观祭细胞总数

提醒：关于实验的三点提醒

(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，因为解离时细胞已经死亡，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)细胞板是一个真实的结构，赤道板不是真实存在的结构，而是人为定义的平

面。

「案例导引」

考向11实验材料的选取'实验过程

1.(2022•广东卷改编)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，下图为

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

C解析：根尖解离后需要先漂洗，洗去解离液后再进行染色，A错误；将已经

染色的根尖置于载玻片上，加一滴清水后，用镶子将根尖弄碎，盖上盖玻片后再

用拇指轻轻按压，使细胞分散开，再进行观察，B错误；在低倍镜下找到分生区

细胞(呈正方形，排列紧密)后，再换用高倍镜进行观察，此时为使视野清晰，需

要用细准焦螺旋进行调焦，C正确；分裂中期的染色体着丝粒整齐排列在赤道板

上，据图可知，中期细胞位于题图中左上方，故需要向左上方移动装片才能将分

裂中期的细胞移至视野中央，D错误。

考向2|实验结果的分析推理

2.（2022•福建福州月考）在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，

三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示（“+”表示操作，“一”

表示未操作）：

操作

实验人员

取材解离漂洗染色压片

甲根尖1~3mm处—+++

乙根尖1~3mm处+—++

丙根尖5〜7mm处++++

则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是（）

A.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚

B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚

C.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体

D.染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚

C解析：解离的目的是用解离液使细胞分散开，甲未解离，细胞相互重叠；漂

洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色

很浅不清楚；根尖5〜7mm处为伸长区细胞，已失去分裂能力，染色体呈染色

质状态，观察不到染色体。

【技法总结】实验异常现象的原因分析

•解离液浓度不够大

①现野中的细胞重叠一-•解离时间不够长

严重•制片时没有压和敲

♦染色剂浓度不够大

②染色体几乎未染色一-•染色时间不够长

•没有把解离液漂洗干净

•视野选择不合适

③观察不到分裂期细胞一-•取材位置不合适

•取材时间不恰当

0层贮凝练学科素养探析高考命题

【命题动态】细胞的一生要经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命历程。本

专题已出现的高考试题常考查细胞周期、有丝分裂的过程、实验等知识点。对“细

胞周期”的考查常结合最新科技进展材料，涉及的知识点有细胞周期的时期划

分、细胞周期的控制等。

「四授高考真题I

1.（2021•全国乙卷）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条染色体的着丝点（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

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，在分裂间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子，

A正