新高考一轮复习人教版细胞的增殖学案

第11讲细胞的增殖

内容标准细化核心素养

1.细胞的生长和增殖的周期性。通过比较动植物细胞有丝分裂的过程•形成归纳、概括的科学

"心维思维方法。

2.细胞的有丝分裂。

3.观察细胞的有丝分裂。

4.运用模型解释细胞不能无限长大的原因。科学探究通过观察细胞有丝分裂培养观察现象、分析实验的能力。

-----------------P课前自主检测］-----------------

判断正误并找到课本原文

1.生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞

的种类。（必修1PHO）（X）

2.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。（必修1P111XV）

3.有丝分裂是真核细胞进行分裂的主要方式。（必修1PHD（V）

4.动物细胞的两极发出纺锤丝，形成梭形的纺锤体。（必修1PH2）（X）

5.有丝分裂中期可观察到细胞中央出现赤道板。（必修1PH2）（X）

6.有丝分裂产生的每个子细胞中含有的染色体数目与亲代细胞的相等。（必

修1P113）（V）

7.动物细胞有由一对中心粒构成的中心体，中心粒在间期倍增。（必修1

P114）（V）

8.动物细胞分裂末期细胞膜从细胞中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分。（必

修1P114）（V）

9.癌细胞不受机体控制，连续进行分裂。（必修1PH5）（V）

10.细胞体积不同会影响物质的扩散速率。（必修1PH5）（X）

H.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看到处于不

同分裂时期的细胞。（必修1PH6）（V）

12.“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，制片过程中要用清水漂

洗已解离的根尖，目的是洗去药液，防止解离过度。（必修1PH6）（V）

13.洋葱根尖细胞有丝分裂观察时，应先在低倍镜下观察，找到分生区细胞

后再换成高倍镜仔细观察。(必修1PH6)(V)

14.分生区细胞呈长方形，排列紧密。(必修1PH6)(X)

(2019•浙江4月选考)在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动

中，观察到不同分裂时期的细胞如图所示。下列叙述错误的是()

甲乙丙

A.装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色

B.观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜

C.图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成

D.图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍

答案C

解析图甲、乙、丙、丁中的细胞分别处于有丝分裂的前、中、后、末四个

时期。装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色，A正确；观察过程

中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜，B正确；DNA复制及相关蛋白质的

合成发生在间期，C错误；图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的染色体数目

增加了一倍，D正确。

------------------------知识自主梳理］-----------------------

-细胞增殖及细胞周期

1.细胞增殖

(D概念：细胞通过回细胞分裂增加细胞数量的过程。

(2)意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体因生长、发育、繁殖、

遗传的基础。

(3)细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。

2.细胞分裂的主要方式

(1)原核细胞：回二分裂。

(2)真核细胞

因有丝分裂:体细胞增殖的主要方式。

■减数分裂:成熟生殖细胞产生的主要方式。

国无丝分裂:某些生物的部分体细胞的增殖方式。

注：病毒的增殖方式是复制。

3.细胞周期

(1)概念：国连续分裂的细胞,从因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)阶段

①分裂间期：持续时间四旨，大约占细胞周期的回90%〜95%。

特点：主要进行陷DNA分子的复制与回有关蛋白质的合成,同时细胞有适度

的生长。

②分裂期：持续时间回短，为了研究方便，人为地将其分为回前期、中期、

后期、末期四个时期。

特点：主要是染色体的出现及平均分配。

(3)细胞周期的表示方法

方法名称表示方法用字母表示细胞周期

扇形图/A-BfC-A为一个细胞周期

直线图ab(c(dH2la+b或c+d为—细胞周期

［核DNA含量

坐标图USa+b+c+d+e为一^细胞周期

0Ahrrlp

B组细胞处于四分裂间期，正在进行DNA

11

复制，C组细胞处于四分裂期或间期，A组

柱形图

o2c4e细胞为细胞分裂末期和未进行DNA复制的

核DNA相对含量

细胞

笔记空间

特别提醒

只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，如人体皮肤生发层细胞、造血干细胞

等干细胞、癌细胞、植物根尖分生区细胞等。只分裂一次便不再分裂的细胞、减

数分裂形成的细胞、高度分化的细胞都不具有细胞周期。

特别提醒

1.着丝粒是自动分裂的，而与纺锤丝的牵引无关，比如用秋水仙素抑制纺锤

体的形成，没有纺锤丝牵引，着丝粒仍分裂，导致细胞中染色体的数目加倍。

2.与有丝分裂有关的细胞器

名称生物类型作用时期生理作用

核糖体动物、植物主要是间期合成相关蛋白质

线粒体动物、植物整个细胞周期提供能量

高尔基体植物末期与细胞壁（板）的形成有关

中心体动物、低等植物前期与纺锤体的形成有关

二有丝分裂

1.有丝分裂过程

分裂图像

时期特点

植物细胞动物细胞

①回核仁、核膜消失

②染色质f画染色体

前期③纺锤体形成

|植物：画避发出纺锤丝

I动物：翅中心体周围发出星射线

①染色体的画着丝粒排列于赤道

中期板上

②染色体形态画稳定，数目清晰

①画着丝粒分裂，国姐妹染色单体

后期分开

②子染色体国平均移向两极

①IH核仁、核膜出现，形成两个细

胞核

②染色体一叵］染鱼质

(0)③坦纺锤体消失

末期tin11n

,w④细胞质分裂

w植物:园细胞板f细胞壁

动物：国犯幽从细胞中部向内

凹陷

2.比较动、植物细胞的细胞分裂的异同

发生时期和内容高等植物细胞动物细胞

动物细胞中心粒在四间期倍增，

形成园纺锤成为两组。进入分裂期后，两组

前细胞四两极发出明

姓的方式不中心粒分别移向细胞两极，其周

期纺锤丝形成纺锤体

不同围发出大量放射状的四星射线

同形成纺锤体

点细胞中央出现四组

细胞膜从细胞的回生部向内0

末形成子细胞胞板向四周扩展形

凹陷,一个细胞缢裂成两个子细

期的方式不同成细胞壁，一个细胞

胞

形成两个子细胞

相同点分裂间期都进行国染色体复制;分裂期都进行图染色体平均分配

3.细胞有丝分裂的意义

(1)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

配到四两个子细胞中。

(2)由于染色体上有眼遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代间保持了因遗

传的稳定性。

4.无丝分裂

(1)过程：e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,

整个细胞从中部四缢裂为两部分，形成两个子细胞。

(2)特点：没有出现回染色体和纺锤丝的变化。

(3)实例：园蛙的红细胞的无丝分裂。

深入思考

鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞最可靠的方法是

什么？

提示因在低等植物细胞里，也存在着中心体，分裂时也会出现星射线，因

此最可靠的方法是根据有丝分裂过程中是形成细胞板，使细胞质分割为二，还是

细胞膜内陷使细胞质分割为二作为鉴别依据。

三运用模型解释细胞不能无限长大

1.原理

(1)不同大小模型模拟细胞大小。

(2)葡萄糖在不同大小模型中扩散速度相同。

2.变量分析

(1)自变量：“细胞”体积的大小。

(2)因变量：含葡萄糖的体积与“细胞”体积的比值(细胞物质交换效率)。

3.结论

(1)模型的表面积与体积之比(相对表面积)随体积的增大而回减小。

(2)葡萄糖扩散的体积与整个“细胞”体积之比随体积的增大而因减小。

归纳总结：■表面积与体积的关系限制了细胞的长大:细胞体积越大，其相

对表面积越因小，细胞的物质运输效率就越西低。

四观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂

1.实验原理

(1)高等植物根尖、芽尖等回分生区细胞能进行有丝分裂。

(2)在高倍显微镜下，可根据细胞内因染色体的存在状态识别该细胞处于有丝

分裂的哪个时期。

(3)染色体容易被四碱性染料(如甲紫溶液)着色。

(4)盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞因分离狂。

2.实验步骤

(1)洋葱根尖的培养：实验前3〜4d,待根长约5cm。

⑵装片的制作

,取材:取根尖画2~3mtn

解离液：质量分数为朝15%的盐酸和体积分数为匝195%的酒精

解离1混合液(17)

目的：咽使组织中的细胞相互分离开来

时间：3〜5min

漂洗液：清水

防止画解离过度

”的।洗去解离液，便于染色

|时间：约10min

I［染液：质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的液甲紫溶液(或

醋酸洋红液)

染色＜

目的:⑪使染色体(质)着色

时间：3〜5min

制片：用镣子取出根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镒子尖将根尖弄碎.

盖上咽蓬蛆.用拇指轻压。

⑶观察

①低倍镜观察：根据根尖目分生区细胞特点找到细胞。

②高倍镜观察：先找回中期细胞,再找回前、后、末期细胞,最后找间期细

胞。

(4)绘图：绘制植物细胞有丝分裂眄虫期简图。

注：每一时期的时间=细胞周期X此时期的细胞数占计数细胞总数的比例。

笔记空间

特别提醒

1.选择洋葱根尖部位的原因是：洋葱细胞含有染色体少，便于计数；洋葱根

尖分生区细胞分裂旺盛；分裂周期时间相对短且分裂期时间相对较长。

2.取材时只能剪根尖2〜3mm的原因是：若剪得过长会包括伸长区，伸长

区细胞不分裂，增加了寻找目的细胞的难度。

3.解离时间过短，细胞不能分离开，解离时间过长，细胞酥软。

4.解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。如果要找到各个

分裂时期的细胞，要不断移动装片，在不同的视野中寻找。

5.处于分裂间期的细胞最多，因为分裂间期在整个细胞周期中所占时间最长。

------------------------考点题型突破］-----------------------

考点1细胞增殖与细胞周期

题型细胞周期的分析

1.（2021.江西南昌模拟）下列据图描述细胞周期的相关说法，正确的是（）

A.诱导细胞的基因突变可使用物理或化学方法，作用于甲的S期或丙的a-b

段

B.一个完整的细胞周期是指乙的a+b段或b+c段

C.秋水仙素可作用于丙细胞的a-b段

D.细胞中含有染色单体的时间段是M或乙图的b、d或丙图的a-b段

答案C

解析诱导细胞的基因突变可使用物理或化学方法，作用于甲的S期或丙的

b-a段，A错误；一个完整的细胞周期是指乙的a+b段或c+d段，B错误；秋

水仙素能抑制细胞分裂前期纺锤体的形成，丙图的分裂前期在a-b段，C正确；

图中M或乙图的b、d或丙图的a-b段均表示分裂期，分裂期内只有前期和中期

存在染色单体，此外分裂间期DNA复制完成后，即G2期也存在染色单体，D错

误。

2.（2021.重庆选择性考试适应性测试）下表是三种细胞的细胞周期持续时间

（h）,以下叙述正确的是（）

细胞类型分裂间期分裂期

①蚕豆根尖分生区细胞

②小鼠十二指肠上皮细胞TiT2

③人的肝细胞

A.①与②纺锤体形成的方式相同

B.①中分裂期细胞数所占比率低于12%

C.②中TI<T2

D.③的分裂期进行细胞周期相关基因的转录

答案B

解析①是植物细胞，细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，②是动物细胞，由

中心体发出星射线形成纺锤体，A错误；图中分裂期在细胞周期的比例约为

11.6%,根据该比例分裂期细胞的数目所占比例低于12%,B正确；细胞周期中，

分裂间期时间比分裂期长，所以Ti肯定大于T2,C错误；分裂期染色体高度螺旋,

不进行基因的转录，D错误。

3.（2020.江苏高考）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。请据图回答下列问题：

检验点5

检验点4~~

检验点3

检验点1

检验点2

⑴与Gi期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是

（2）细胞有丝分裂的重要意义在于通过_________________，保持亲子代细胞

之间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否

（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，从而决定细胞质是否分裂的检验点是_______________o

（3）细胞癌变与细胞周期调控异常有关，癌细胞的主要特征是___________o

有些癌症采用放射性治疗效果较好，放疗前用药物使癌细胞同步化，治疗效果会

更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。

前者可用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点,将癌细胞阻滞

在S期；后者可用秋水仙碱抑制的形成，主要激活检验点，使

癌细胞停滞于中期。

答案（1）染色体数不变，核DNA数加倍

（2）染色体正确复制和平均分配①②检验点5

（3）细胞无限增殖2纺锤体4

解析（1）分裂间期分为Gi期、S期和G2期，G1期为DNA合成前期（完成相

关RNA和蛋白质合成），S期为DNA合成期（完成DNA复制），G2期为DNA合

成后期，所以G2期与Gi期相比，染色体数不变，核DNA数加倍。

（2）细胞有丝分裂的意义是将亲代细胞的染色体经过复制（实质为DNA的复制）

之后，精确地平均分配到两个子细胞中。检测点1、2和3分别分布在Gi期结束

处、S期和G2期结束处，其作用在于检验DNA分子是否损伤、修复和完成复制。

分离的染色体正确到达细胞两极发生在分裂期（M期）的后期，所以决定胞质是否

分裂的检验点是检验点5o

⑶与正常细胞相比，癌细胞具有无限增殖、细胞形态结构发生显著变化和细

胞表面发生变化等特征，其中与细胞周期调控异常有关的主要特征为细胞无限增

殖。DNA合成发生在S期，主要激活检验点2,可将癌细胞阻滞在S期；秋水仙

碱作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，纺锤体的形成发生在分裂期

的前期，因此应主要激活检验点4,可将癌细胞停滞于中期。

技法提升

断一个完整的细胞周期的方法

(1)“先长后短”：一个细胞周期一定要先经过一个长的间期，再经过一个短

的分裂期。

(2)“终点到终点”：从完成时开始，到完成时结束，为一个细胞周期。

(3)“先复制后分裂”：一个细胞周期一定要先完成DNA的复制，才能完成

细胞的分裂。

2.解答有关细胞周期的三个技巧

(1)只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，高度分化的体细胞(如神经、肌肉细

胞)和减数分裂产生的生殖细胞不具有细胞周期。

(2)细胞周期的长短由遗传物质决定，同时受环境因素影响。

(3)在观察有丝分裂时，应选择分裂期相对较长的材料，有利于观察到处于不

同分裂时期的图像。

3.细胞周期中的三种变化分析策略

(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发

生差错，即发生基因突变。

(2)染色体变异：在细胞分裂前期，秋水仙素或低温处理都可抑制纺锤体的形

成，出现多倍体细胞。

(3)细胞癌变：用药物作用于癌细胞的分裂间期，使DNA分子不能复制，从

而抑制癌细胞的无限增殖。

考点2细胞的有丝分裂

题型一有丝分裂过程及相关图像分析

1.如图表示某动物细胞在细胞周期过程中染色体的行为变化，下列相关分析

错误的是()

A.a->b过程高尔基体活动活跃，有细胞板的形成

B.b-c表示在分裂间期发生了复制过程

C.c-d过程核膜逐渐解体

D.e时期染色体形态数目最清晰

答案A

解析由图分析可知，a〜b时期染色体解螺旋变成染色质，为有丝分裂末期，

动物细胞有丝分裂末期不需要高尔基体的参与，无细胞板的形成，A错误；b〜c

时期染色质复制，表示分裂间期，此时期完成DNA的复制，B正确；c〜d过程

表示有丝分裂前期，此时期核膜逐渐解体，C正确；d〜e可表示有丝分裂中期，

此时期染色体形态数目最清晰，D正确。

2.如图是植物细胞一个细胞周期过程中各时期的示意图。请按图回答下列问

题。

⑴写出图中1〜6的时期名称：1、2、3、4、

5、6Ho

(2)DNA加倍的时期是图________,染色体复制的时期是图_______。

(3)图6有染色体条，染色单体条，DNA分子个。

(4)正确的分裂顺序图号应是_______________o

答案(1)间期后期末期中期前期末期

(2)11(3)12012(4)1、5、4、2、6、3

技法提升

1.“三看法”界定动植物细胞细胞周期各时期分裂图像

有

动物细胞或低等植物细胞

间期有无中心

一体倍增

高等植物细胞

前期纺锤体I—自细胞两极发出一高等植物细胞

一来源L中心体周围发出一藕器点

末期细胞质」一细胞板分割一植物细胞

分裂I一细胞膜缢裂一动物细胞

细胞结构变化规律

纺锤体形成（前期）f消失（末期）

核膜、核仁消失（前期）f重建（末期）

倍增f移向两极f平均分配

中心体

（间期）（前期）（末期）

染色体出现（前期）f消失（末期）

染色单体形成（间期）f出现（前期）-*消失（后期）

题型二二个细胞周期过程.中相关物质数量变化分析

3.如图甲、乙是某哺乳动物（含2N条染色体）的体细胞一个细胞周期过程曲

线图，纵坐标表示一个细胞中染色体或DNA的相对含量。下列说法错误的是

（）

相

对

数

量

MF

0间前中后末

间期分裂期期期期期期

甲乙

A.甲图可能是DNA含量变化，乙图可能是染色体数目变化

B.EF、CD段代表新细胞形成

C.MN段与着丝粒分裂有关

D.BC段只包含前期和中期，NE段包括后期

答案D

解析分析曲线图，若无斜线代表染色体含量变化，有斜线代表DNA含量

变化，因此甲图表示一个细胞周期过程中DNA含量变化曲线，乙图表示一个细

胞周期过程中染色体数目变化规律，A正确；EF、CD段均表示分裂结束，形成

子细胞，B正确；MN段染色体数目加倍的原因是着丝粒分裂，C正确；BC段应

包括G2期、前期、中期、后期、末期，NE段包括后期、末期，D错误。

4.（202L徐州模拟）如图甲表示某二倍体动物细胞有丝分裂图像，图乙、丙、

丁分别是对该动物细胞有丝分裂不同时期染色体数、染色单体数和细胞核中DNA

分子数的统计（图乙、丙、丁中的a、b、c表示的含义相同）。下列有关叙述正确

的是（）

A.该动物的体细胞中都含有4条染色体

B.图乙中的a、b、c分别表示染色体、DNA和染色单体

C.图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、染色单体和DNA的关系

D.图丁所示细胞正处于有丝分裂后期

答案C

解析根据题意可知，图甲为该动物有丝分裂后期，细胞中含8条染色体，

可推知该动物体细胞一般含4条染色体，但不能说都含4条染色体，A错误；分

析图乙要结合丙或丁，在某些时期b为0,则b为染色单体，图乙中a、c数量之

比为1：2,则a为染色体，c为DNA分子，B错误；丙中无染色单体且DNA、

染色体均为加倍状态可对应图甲，C正确；图丁中无染色单体，染色体数：DNA

分子数=1：1,且染色体数与体细胞相同，表示细胞处于有丝分裂末期，D错误。

技法提升

1.模型法表示一个细胞周期中染色体、DNA和染色单体的数量变化

模型变化原因规律分析

ai：间期DNA①间期DNA分

细胞DNA含量复制子复制使DNA

d：末期DNA含量加倍，但染

随染色体平均色体没加倍，而

间前中后末时期

期期期期期分配到两个子是每条染色体上

细胞中含有2条姐妹染

色单体；②染色

gf/l：后期着丝体加倍发生在后

染色体数

粒分裂期着丝粒分裂

4〃hi

O

2n时；③DNA和染

gjj:末期染色

间前中后末时期体平均分配到色体数目减半的

期期期期期

两个子细胞中原因相同

续表

模型变化原因规律分析

）复制.螺旋化，着隹”A

柒色单体数

n

4\P

、ml、L,,一

2N染色体1112

染色单体0220

间前中后末时期DNA分子1222

期期期期期'V_''---------Y'

呈染色质形杰呈染色体形态

染色体数=着丝粒数，即根据着丝

粒数计算染色体数。

每条染色体上DNA含量

2n_it当染色单体存在时,染色体数：染

1

色单体数：DNA数=1：2：2。

间前中后末时期

期期期期期当无染色单体存在时，染色体数：

DNA数=1：1。

2.柱形图中细胞周期各时期的判断方法（以一个细胞核中物质变化为例）

（D区别染色体、DNA、染色单体

①染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0,

则其一定表示染色单体，b为染色单体。

②根据有染色单体时，DNA和染色单体数量相同，如果没染色单体时，DNA

和染色体数量相同，则a为染色体，c为DNA。

(2)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

、无一后期(乙图)；Gi期、末期(丙图)

考点3运用模型作解释细胞不能无限长大

分题型细胞物质运输效率与细胞大小的关系

1.在探究细胞大小与物质运输关系的实验中，用NaOH溶液浸泡不同边长的

含酚酸的琼脂立方块，一定时间后取出立方块切成两半。其剖面如图所示，其中

x为NaOH扩散的深度，y为立方块的边长，阴影代表红色。贝版)

A.该实验的自变量为x,因变量为y

B.x的值随y值的增大而增大

C.NaOH扩散的体积为(y-x)3

D.y值越小，扩散体积的比例越大

答案D

解析本实验的目的为探究细胞大小与物质运输的关系，其中自变量为细胞

大小，可以用立方块边长y表示，因变量为物质扩散效率可以用NaOH扩散的体

y3