第4章 细胞的增殖

一、细胞增殖的周期性和细胞的生长

1．细胞周期[据图填空]

(1)条件：

的细胞。

(2)起点：

时，如

点。

(3)止点：

时，如B点。

(4)用图中字母表示一个细胞周期：

；分裂间期：

，分裂期

。

(5)特点：不同类的细胞，细胞周期不同，

和分裂期所占比例不同。连续分裂一次分裂完成B下一次分裂完成B→A→BB→AA→B分裂间期2．细胞的生长(1)时间：

。(2)特点：不能

。(3)不能无限长大的原因：①细胞越大，其表面积与体积的比值就越小；②

限制了细胞的长大；③

的控制作用所致。分裂间期无限长大细胞表面积与体积的关系细胞核3．细胞增殖的方式、过程和意义(1)方式：

、无丝分裂和

。(2)过程：包括

和

整个连续的过程。(3)意义：是生物体

的基础。有丝分裂减数分裂物质准备细胞分裂生长、发育、繁殖、遗传[想一想]细胞越小，细胞相对表面积就越大，物质的运输效率就越高，那么细胞是不是越小越好？提示：不是。细胞的大小受细胞核的控制，细胞内要有完成各项生命活动所必不可缺少的结构和物质，这必须占有一定的空间，因此，细胞不是越小越好。二、细胞有丝分裂过程1．有丝分裂过程(以高等植物细胞为例)时期图像主要特点DNA分子的复制蛋白质时期图像主要特点染色体核仁核膜纺锤体着丝点赤道板上时期图像主要特点着丝点姐妹染色单体染色质丝核膜和核仁2．动植物细胞有丝分裂的主要区别纺锤体形成不同细胞分裂方式不同植物细胞

发出纺锤丝

位置出现细胞板形成细胞壁动物细胞

发出星射线

向内凹陷使细胞缢裂细胞两极赤道板中心体细胞膜3．意义亲代细胞的

经过复制后精确地

到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间

的稳定性。染色体平均分配遗传性状[想一想]老鼠每天都在磨牙，一天不磨，就会“笑口常开”合不上嘴，这是为什么？提示：老鼠的牙根部细胞具有连续分裂能力，分裂方式属于有丝分裂，细胞分裂导致老鼠的牙每天都不断长长，所以老鼠一天不磨牙，就会“笑口常开”合不上嘴。三、无丝分裂(1)特点：分裂过程中不出现

和

的变化。(2)过程：①

先延长，核的中部向内凹进，缢裂成两个。②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个

。(3)实例：

的无丝分裂。纺锤丝染色体细胞核子细胞蛙的红细胞[想一想]无丝分裂过程中存在遗传物质的复制与均分吗？

提示：存在，否则不能保证亲子代细胞之间遗传性状的稳定性。1．细胞周期中几种细胞结构的变化(1)纺锤体的变化：形成(前期)→解体(末期)。(2)核膜、核仁的变化：解体(前期)→重建(末期)。(3)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞)：复制→分开移向细胞两极→平均进入子细胞(间期)

(前期)

(末期结束)1～2个2个1个有丝分裂过程中相关结构及数目变化(5)染色体行为变化规律：2．有丝分裂过程中细胞核中DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体为例)分裂间期分裂期前期中期后期末期着丝点2n2n2n4n2n染色体2n2n2n4n2n染色单体0→4n4n4n00DNA分子2n→4n4n4n4n2n染色体形态丝状丝状→棒状棒状棒状棒状→丝状3．有丝分裂过程中核DNA、染色体数目变化曲线图解分析：

(1)图中D点表示DNA复制完成，A点表示着丝点分裂。

(2)一个细胞内的染色体和DNA变化曲线和一个细胞核中的相应变化曲线走向一样，但B点和B′点及E和E′对应时期不一样。

(3)染色体数目增多的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成子染色体。

(4)染色单体在细胞周期中的起点为0，终点也为0。4．与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用细胞器细胞类型作用时期生理作用核糖体动物、植物整个时期各种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物、植物整个时期提供能量[关键一点](1)细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞，低等植物细胞有丝分裂的分裂期，纺锤体的形成也与中心体有关。

(2)细胞分裂的过程中不出现中心体的不一定是植物细胞，也有可能是进行无丝分裂或者二分裂的细胞。[典例2]下图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图，据图判断错误的是(

)A．若按分裂的先后顺序排列，应为②→③→④→①

B．图①到④构成了一个完整的细胞周期

C．正常情况下，图④所示细胞两极染色体形态和数目相同

D．图③所示时期是观察染色体形态和数目的最佳时期[解析]由图示可知，①是有丝分裂末期，②是有丝分裂间期，③是有丝分裂中期，④是有丝分裂的后期，因此细胞分裂先后的顺序是②→③→④→①；图示缺乏细胞分裂的前期，因此图①到④不能构成一个完整的细胞周期；图④是有丝分裂的后期，细胞两极染色体形态和数目相同；图③是有丝分裂中期，是观察染色体形态和数目的最佳时期。[答案]B二、实验步骤三、易误点拨

(1)培养根尖时，要经常换水，目的是增加水中氧气，防止根进行无氧呼吸造成根的腐烂。

(2)严格控制解离时间，若时间过短，细胞在压片时，不易分裂开；若时间过长，导致解离过度，无法取出根尖进行染色制片。

(3)漂洗染色顺序不能颠倒，否则解离液中盐酸会干扰染色效果。

(4)在显微镜下不能观察到有丝分裂的动态变化，因为对根尖进行解离时，细胞已被杀死。[高考实验对接](2012·山东高考)某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验，下列关于该实验的叙述正确的是(

)A．盐酸和酒精混合液主要起固定作用

B．碱性染料吡罗红(派洛宁)可用于染色体染色

C．观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁

D．细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据选项分析对接教材A解离的目的是便于组织细胞相互分离，它是通过压片操作使细胞分散的前提，故该项错误考查实验试剂作用。所用的试剂与教材实验完全相同，试剂作用因主次颠倒而错误B碱性染料吡罗红(派洛宁)用于RNA染色，不能使染色体着色，该实验中能用的染色剂是龙胆紫或醋酸洋红液，故该项错误考查染色剂的选用及染色剂的作用。因与教材实验选用染色体不同而错误选项分析对接教材C洋葱根尖在解离时细胞已死亡，所以观察不到处于有丝分裂末期的细胞内细胞板继续向四周扩展形成新的细胞壁的过程，故该项错误考查实验处理后实验材料所处生活状态。设置可能的理解错误类型让学生进行辨析D该实验中通过交换不同视野，根据细胞内染色体的存在状态判断细胞所处的各个时期，从而理解生活状态下细胞进行有丝分裂的动态变化过程，故该项正确与教材实验原理完全相同[多维思考](1)该实验中，显微镜下观察到细胞数目最多处于哪一时期？为什么？提示：间期细胞数目最多。因为间期历时最长。

(2)若已知洋葱根尖分生组织细胞的细胞周期长短，通过该实验测定出不同分裂时期所占时间长短，如何表示？

提示：通过计数所有观察视野中处于各个不同时期的细胞数目及所有观察视野中细胞总数。计算各个时期所占比例，然后乘以细胞周期。

[典例1]

(双选)下图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析，下列判断正确的是 (

)A．图①②③④表示一个完整的细胞周期B．若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→②C．该细胞图②中有线粒体和高尔基体参与活动D．该细胞图①中有同源染色体的配对，图③过程发生了基因重组[解析]图示仅为植物细胞分裂时期，不包括分裂间期，不能代表一个完整的细胞周期；由图可知，①为分裂前期、②为分裂末期，③为分裂后期，④为分裂中期，则细胞分裂的先后顺序为①→④→③→②；该细胞图②中有线粒体和高尔基体参与细胞壁的形成；有丝分裂过程中，无同源染色体配对，无基因重组。答案：BC[典例2]某同学在光学显微镜下观察洋葱根尖有丝分裂并绘制出下图。据此推测高尔基体的活动明显增强的时期是(

)[解析]

A、B、C、D四个图依次表示有丝分裂的前期、中斯、后期、末期。在末期高尔基体的活动明显增强，以形成新的细胞壁。[答案]D1.细胞体积越小，细胞的表面积与体积之比就越大，越有利于物质交换。2．细胞增殖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。3．细胞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。小结4．动物细胞的一个细胞周期中，DNA复制和中心粒的倍增均发生在分裂间期。5．真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。6．有丝分裂最重要的变化是：间期DNA复制，数目倍增；分裂期在纺锤体作用下将复制后的亲代细胞染色体，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细胞遗传性状上的稳定性。[高考随堂体验]解析：基因选择性表达是细胞分化的根本原因，在题干所述过程中能够发生；由受精卵发育成原肠胚的过程中细胞进行有丝分裂，因此存在DNA的半保留复制；同源染色体的分离发生在减数分裂过程中，而蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中进行的是有丝分裂；有丝分裂过程中存在姐妹染色单体的分开。答案：C2．(2012·上海高考)由细胞形态判断，下列细胞中最可能连续分裂的是(

)解析：由图可知，A是精子、C是肌细胞、D是神经细胞，均是已分化的细胞，丧失了分裂能力。而B所示的细胞从形态上看，仍处于原始状态，没有分化，可连续分裂。答案：B3．(2012·江苏高考)下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述，错误的是(

)A．解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散B．先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜观察C．显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体D．探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据解析：有丝分裂实验中，解离和压片等都有利于根尖分生区细胞分散开来；观察时应先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜进行观察；由于细胞周期中分裂间期占了大部分时间，所以在显微镜下绝大多数细胞处于分裂间期，不能观察到染色体；一天中不同时间点处于分裂期的细胞数目不同，故探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据。答案：C4．(2011·上海高考)下图为同一植物细胞处在有丝分裂两个不同时期的模式图，下列表述错误的是(

)A．a结构主要由纤维素和果胶组成B．b表示细胞膜，c表示细胞核C．d结构的形成需要高尔基体的参与D．e的蛋白质成分是在G2期合成的解析：由图可知a为植物细胞的最外层结构，即主要由纤维素和果胶组成的细胞壁；细胞膜与细胞壁在生活状态下是紧贴在一起的，图中b表示核膜，c表示核仁；细胞板逐渐形成d表示的细胞壁，此过程与高尔基体密切相关。答案：B5．(2010·海南高考)有关动物细胞有丝分裂的叙述，正确的是(

)A．细胞板在细胞有丝分裂末期形成B．同源染色体配对通常发生在分裂前期C．在分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞D．在分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒解析：动物细胞无细胞壁，在有丝分裂末期不形成细胞板，而是通过细胞内陷形成两个子