第12讲-细胞的增殖(讲义)(新教材新高考)(教师版)

第12讲细胞增殖1.能够简述细胞增殖和细胞周期。通过细胞增殖、细胞周期和细胞有丝分裂的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。2．能够概述高等植物细胞有丝分裂的过程。通过学习有丝分裂过程中染色体和DNA的变化，养成模型构建的科学思维方法。3.学会描述植物细胞有丝分裂过程中各阶段的主要变化。结合高倍显微镜的使用，观察根尖有丝分裂，对事物本质进行科学探究。考点要求考题统计考情分析细胞周期2022，河北，选T14,2、分2021，河北，选T2,2分本专题知识难度较低、基础性强。考查学生对细胞整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。高等生物的有丝分裂和无丝分裂023，浙江，选T5，2分2023，湖北，选T5,2分2022，河北，选T14，2分2021，河北，选T2，2分观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂和运用模型做解释2023，湖北，选T8，2分2023，浙江，选T8，2分2022，广东，选T3，,2分2022，湖南，选T6，12分2022，山东，选T3，2分2021，辽宁，选T5，2分考点一细胞周期1.细胞增殖【深度扩展】原核细胞分裂的方式二分裂2.细胞周期（1）模型旁栏边角(必修1P111表6-1拓展分析)在生物体内，细胞分裂后产生的下列子细胞的分裂状况：a.根尖分生区细胞b.根尖成熟区细胞c.茎形成层细胞d.芽生长点细胞e.B细胞f.记忆细胞g.浆细胞h.叶肉细胞i.洋葱鳞片叶表皮细胞①持续分裂：始终处于细胞周期中，如部分造血干细胞、癌细胞、a、c、d(填字母，下同)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、e、f等。③永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡，如神经细胞、b、g、h、i等【易混点】(1)多细胞生物体体积的增大,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1P110正文)(√)(2)不同生物体器官的大小主要取决于细胞数量的多少。(必修1P110正文)(√)(3)同一生物的不同组织细胞的增殖都具有周期性。(必修1P110正文)(×)(4)细胞周期中细胞适度的生长发生在分裂间期。(必修1P111正文)(√)2.细胞周期(2)据表分析下列问题：不同细胞的细胞周期持续时间/h①不同生物细胞的细胞周期持续时间不一定相同(填“相同”“不同”或“不一定相同”，下同)，同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间不一定相同。②显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，是因为细胞周期中，分裂间期所占的时间长，因此观察细胞所处时期时，大部分细胞都处于分裂间期。③若要观察细胞的有丝分裂，应选择小鼠十二指肠上皮细胞，理由是细胞周期中分裂期所占时间相对较长，容易观察到处于分裂期的细胞。(3)在细胞处于旺盛分裂的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于分裂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间(S)期，以达到细胞周期同步化的目的。（4）与细胞周期有关的4种常考图形【易混点】1.与细胞周期相联系的知识2.细胞周期同步化应用过量的TdR阻断法进行细胞周期同步化：A.处于对数生长期的细胞。B.第一次加入TdR，所有处于S期的细胞立即被抑制，其他细胞运行到G1/S期交界处被抑制。C.将TdR洗脱，解除抑制，被抑制的细胞沿细胞周期运行。D.在解除抑制的细胞到达G1期终点前，第二次加入TdR并继续培养，所有的细胞被抑制在G1/S期交界处细胞增殖是细胞重要的生命活动，具有周期性。细胞周期包含四个阶段：G1期(DNA复制前期)、S期(DNA复制期)、G2期(DNA复制后期)和M期(分裂期)。细胞周期同步化是指借助特定方法使分裂细胞都停留在细胞周期的同一阶段的现象。高浓度的胸腺嘧啶核苷(TdR)双阻断法是常用的同步方法。TdR能可逆地抑制S期DNA合成，而不作用于其他细胞阶段的运转，最终导致细胞群被同步化。下图为研究人员利用TdR双阻断法使人宫颈癌细胞群同步化的过程示意图。回答下列问题：(1)细胞增殖包括_________和细胞分裂两个相连续的过程。对于真核细胞来说，有丝分裂是其细胞分裂的主要方式，有丝分裂的重要意义是:。(2)据图推测，TdR双阻断法先后两次使用高浓度TdR处理，这两次处理的时间均应控制在______________________范围内；正常处理的时间应控制在________________________范围内，该次处理的目的是_____________________________________；经过上述三次处理后，所有细胞都应停滞在细胞周期的_____________(填位置),从而实现细胞周期同步化。答案：（1）物质准备将亲代细胞的染色体经过复制，精确地平均分配到两个子细胞中，在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性（2）大于或等于(G2＋M＋G1)大于S，小于(G2＋M＋G1)保证被TdR阻断在S期的细胞完全越过S期G1/S期交界处考点二高等生物的有丝分裂和无丝分裂1.无丝分裂【特别提醒】(1)无丝分裂是真核生物快速形成体细胞的方式，但不精确。(2)分裂过程核膜不解体，无纺锤丝的形成，但有遗传物质的复制。(3)原核细胞的分裂也没有纺锤丝的形成，但不能叫无丝分裂，而是二分裂。2.有丝分裂过程——以高等植物、动物细胞（二倍体）为例（1）分裂间期（2）有丝分裂（前、中、后、末）的特征1.下列图中曲线①表示染色体着丝粒与纺锤体相应极之间的距离，②表示子染色体之间的距离，则正确的绘图是（）答案：B2.在动物细胞有丝分裂中期，若从细胞的某一极方向观察，染色体的排列情况是（）答案：D【教材拾遗】旁栏边角(必修1P112图6-2拓展)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,秋水仙素抑制纺锤体形成,后期染色体的着丝粒照样可以分裂,从而使细胞中染色体数目加倍,这说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果。【易混点】(1)有丝分裂前期染色质丝逐渐螺旋化形成了染色单体。(必修1P112、113图6-2)(×)(2)动植物细胞有丝分裂的中期都会出现赤道板。(必修1P112、113图6-2)(×)(3)有丝分裂后期,着丝粒分裂导致DNA的数目是染色单体数目的两倍。(必修1P112、113图6-2)(×)(4)在一个细胞周期中,DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期。(必修1P114正文)(√)(5)低等植物细胞和动物细胞都含有中心体,有丝分裂前期,中心粒发出星射线形成纺锤体。(必修1P114正文)(√)2.有丝分裂过程——以高等植物、动物细胞（二倍体）为例(3)动植物细胞细胞周期中的主要区别分裂过程中细胞器的分配：①中心体复制后，均等分配到两个子细胞中去②线粒体、叶绿体等细胞器随机、不均匀地分配到两个子细胞中去3.有丝分裂的意义(1)将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制和相关蛋白质的合成)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。(2)由于染色上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。(多选)(2022南通模拟)细胞分裂过程中染色体移向两极的机制有三种假说:假说1认为由微管发生中心端微管解聚引起,假说2认为由动粒端微管解聚引起,假说3认为由微管发生中心端和动粒端微管同时解聚引起。用不同荧光标记纺锤丝和染色体如图1,用激光使纺锤丝上箭头处的荧光淬灭(不影响其功能)如图2,一段时间后结果如图3,相关叙述正确的是()A.图示过程发生在高等植物细胞中,纺锤丝的成分是蛋白质和DNAB.图2处于有丝分裂后期,细胞中有4对同源染色体C.纺锤丝的牵引导致着丝粒分裂,染色体移向细胞两极D.实验结果表明染色体移向两极是由动粒端微管解聚引起的答案:BD解析:图示过程发生在高等植物细胞中,纺锤丝由细胞两极发出,其成分主要是蛋白质,没有DNA,A项错误;图2着丝粒已分裂,染色单体分开形成子染色体,处于有丝分裂后期,细胞中有4对同源染色体,B项正确;着丝粒分裂与纺锤丝的牵引无关,染色体移向细胞两极是由纺锤丝牵引的,C项错误;图3可知,一段时间后,动粒端荧光标记的纺锤丝明显变短,说明染色体移向两极是由动粒端微管解聚引起的,D项正确。有丝分裂细胞周期中染色体的形态变化和计数（1）染色体的形态变化（2）染色体计数：染色体的数目只看着丝粒的数目，有几个着丝粒，就是几条染色体。如上图①②③均为1条染色体，④⑤均为2条染色体。（3）有丝分裂中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析（4）根据直方图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)【解题神器1：】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,下列有关叙述不正确的是()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含量不变C.图2中a时期对应图1中的AB段,c时期对应图1中的EF段D.有丝分裂过程不会出现图2中d时期所示的情况答案:C解析:图1中的CD段包括DNA复制后的间期、有丝分裂前期和中期,中期是观察染色体形态和数目的最佳时期,A项正确;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含量不变,B项正确;图2中a时期表示有丝分裂后期、末期,对应图1中的DE或EF段,c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半,对应图1中的AB段,C项错误;图2中d时期表示染色体∶DNA=2∶1,有丝分裂过程中不存在这种情况,D项正确。考点三观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂和运用模型做解释1.观察根尖分生组织细胞的有丝分裂P一116（1）实验步骤：答案：2-3mm15%盐酸95%的酒精相互分离开来清水解离过度龙胆紫染色体盖玻片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，可以寻找不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的过程。（2）实验结论：实验结论：根据观察结果，用自己的语言描述植物细胞有丝分裂各时期的特点。（3）实验成功的关键及注意事项（4）实验探究：①取材时为什么只能剪取根尖2～3mm，而不能过长？提示:若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找分裂细胞的难度。②为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？提示：A.解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。B.如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断的移动装片，在不同的视野中寻找。【归纳总结】高中生物实验中洋葱的“一材多用”(2020北京高考)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响,用聚乙二醇溶液模拟干旱条件,处理白刺花的根尖,制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异(畸变)的情况,细胞图像如图。相关叙述正确的是()A.制片需经甲紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤B.直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体C.染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期D.观察结果表明该细胞染色体发生了变异(畸变)答案:D解析:实验基本流程为解离、漂洗、染色和制片,A项错误;寻找分生区细胞来观察染色体先使用低倍镜,再利用高倍镜观察,B项错误;据图分析,细胞中染色体排列在细胞中央的赤道板上,处于有丝分裂的中期,C项错误;图中出现断裂的染色体片段,说明发生了染色体结构变异,D项正确。2.思维训练：探究细胞不能无限长大的原因P一115实验结论：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间物质交换的面积相对越小，细胞的物质运输的效率就越低。细胞体积的限制因素：注意：①原生动物有伸缩泡，增大细胞相对表面积，使物质运输的速率加快，保证细胞正常生命活动的需要。②双小核草履虫由较大细胞构成，具有两个细胞核的目的是保证正常的核质比③卵细胞含有许多供胚胎发育的营养物质卵黄，而使体积增大了许多倍，但卵细胞一般与外界物质交换少，因此卵细胞的细胞膜表面积与体积的比值比较大下列关于探究细胞大小与物质运输实验的叙述，不正确的是（）A.实验的材料和试剂不能用土豆小方块和碘液替代B.实验中，单位时间内红色进入深度与琼脂块体积大小无关C.在相同时间内，NaOH在每一块正方体琼脂块上扩散的深度一样D.相同时间内物质扩散进琼脂块的体积与其总体积之比可以反映细胞的物质运输效率答案：A1．（2023·浙江·统考高考真题）为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述，不合理的是（）A．选用易获取且易大量生根的材料B．选用染色体数目少易观察的材料C．选用解离时间短分散性好的材料D．选用分裂间期细胞占比高的材料【答案】D【详解】A、根尖分生区的细胞分裂能力较强，故观察有丝分裂时选用易获取且易大量生根的材料，A正确；B、选用染色体数目少易观察的材料有利于观察有丝分裂每一个时期的特点，B正确；C、选用解离时间短分散性好的材料，更利于观察细胞的染色体变化，C正确；D、细胞周期中，分裂间期比分裂期占比更大，应该选用分裂间期细胞占比低的材料观察有丝分裂，D错误。故选D。2．（2023·湖北·统考高考真题）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，结果如下表（单位：个）。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是（）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【分析】A、丙和丁差别在于分裂间期和末期的数量不同，在区分两个时期时丙和丁同学判断结果不同，分裂时期发生混淆，A正确；B、有丝分裂中期，染色体整齐排列在细胞中央，易区分，故五位同学记录的中期细胞数一致，B正确；C、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，可能原因是该同学是将其中的某个视野放大拍照进行记录的，在该区域处于分裂间期的细胞比例相对较低，故五位同学记录的间期细胞数不多，C错误；D、戊统计的细胞数量较多，可能与该同学的细胞计数规则有关，戊的细胞计数规则可能与其他同学不同，D正确。故选C。3．（2023·湖北·统考高考真题）快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的