第四单元　第16课时　细胞的增殖

第16课时细胞的增殖课标要求1.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。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。考情分析1.有丝分裂的过程2024·河北·T142024·江西·T32024·江苏·T122024·湖北·T132023·辽宁·T112023·河北·T22023·湖北·T132023·重庆·T142022·辽宁·T82022·天津·T62021·重庆·T72021·海南·T72021·全国乙·T12020·山东·T52020·山东·T62.观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂2023·湖北·T102022·江苏·T72022·湖南·T62022·广东·T42020·北京·T5考点一细胞的增殖1．细胞增殖2．细胞周期[提醒](1)细胞周期必须是分裂间期在前，分裂期在后，不能颠倒。(2)只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期，减数分裂的细胞没有细胞周期。3．动植物细胞有丝分裂的过程时期分裂图像特点植物细胞动物细胞前期①染色质丝→______________；②核仁逐渐解体，__________逐渐消失；③形成纺锤体；④染色体散乱分布中期染色体的______________排列在赤道板上后期①着丝粒分裂；②染色体_______________；③染色体数目________末期①染色体→_________________________；②_________________________逐渐消失；③__________________________重新出现；④细胞质分裂4.动植物细胞有丝分裂的主要区别[提醒](1)中心体在间期倍增，在前期两组中心粒分别移向细胞两极，在末期随着细胞分裂进入两个子细胞。(2)星射线和纺锤丝都由微管蛋白组装而成，在前期形成纺锤体。(3)除了动物，低等植物中也有中心体，故不能通过中心体或纺锤体的形成方式鉴别动植物细胞，可以通过有无细胞壁或末期是否会形成细胞板(细胞质的分裂方式)鉴别。5．有丝分裂的意义6．无丝分裂7．细胞不能无限长大细胞的大小影响________________，即细胞越大，细胞的表面积与体积的比值越______，物质运输的效率越______，不利于细胞与外界进行物质交换。(1)秋水仙素可促使细胞进入细胞周期的分裂期(2022·天津，6D)()(2)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量(2018·全国Ⅲ，2A)()(3)有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现(2021·河北，2A)()(4)植物细胞有丝分裂前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍(2021·浙江1月选考，8A)()(5)酵母菌和醋酸菌均以有丝分裂的方式进行增殖(2021·辽宁，8B)()(6)高等动物胚胎干细胞分裂过程中，中心体的复制和染色体组数的加倍发生在同一时期(2020·浙江7月选考，8D)()有丝分裂与细胞周期的调控从理论上讲，任何涉及丧失正常细胞的疾病，都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异细胞或组织来治疗。人的胚胎干细胞可由人重组细胞(类似受精卵)经有丝分裂而获得。请回答以下问题：1．研究人员在实验中观察到下列处于有丝分裂的细胞，它们在一个细胞周期中正确的排序为____________________(用字母和箭头表示)。2．下列选项表示细胞有丝分裂过程中染色体的不同形态特征，其中与遗传物质精确分配到两个子细胞相关的是________(填字母，多选)。3．细胞周期的有序性依赖于细胞周期调控系统和细胞周期的检验机制。请根据资料回答问题：资料1：细胞周期内具有一系列的检验点，部分检验点如图1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。(1)图1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，从而决定胞质是否分裂的检验点是______________。资料2：研究证明，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)在细胞顺利通过检验点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK/Cyclin复合物，推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检验点，且不同的CDK/Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同(如图2)。(2)细胞由静止状态进入细胞周期时首先合成______(填字母)。A．CyclinA B．CyclinBC．CyclinD D．CyclinE(3)CDK/CyclinE能够促进细胞内发生的生理变化有______(填字母)。A．染色质螺旋化B．合成与DNA复制有关的酶C．纺锤体形成D．核DNA数量倍增(4)若使更多细胞阻滞在G1期/S期检验点，可采取的措施有________(填字母，多选)。A．降低CDK的合成B．抑制CyclinE活性C．抑制脱氧核苷酸的吸收D．抑制CyclinA活性4．细胞周期同步化干细胞技术是一把双刃剑，若细胞过度分裂可诱发肿瘤等疾病。研究发现放疗前用药物使肿瘤细胞同步化在细胞周期的某个特定阶段，治疗效果往往更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种：胸苷(TdR)双阻断法、分裂中期阻断法。前者的作用原理：若G1、S、G2、M期依次为10h、7h、3h、1h，经第一次阻断，S期细胞立刻被抑制，其余细胞最终停留在G1期/S期交界处；洗去TdR可恢复正常的细胞周期，若要使所有细胞均停留在G1期/S期处，第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后________h进行。后者可用秋水仙素抑制____________的形成，主要激活检验点____(见图1)，使肿瘤细胞停滞于中期。考向一有丝分裂的基本过程分析1．(2023·辽宁，11)如图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是()A．②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同B．③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上C．④时期，非同源染色体自由组合D．⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同2.(2022·天津，6)用荧光标记技术显示细胞中心体和DNA，获得有丝分裂某时期荧光图。下列有关叙述正确的是()A．中心体复制和染色体加倍均发生在图示时期B．图中两处DNA荧光标记区域均无同源染色体C．图中细胞分裂方向由中心体位置确定D．秋水仙素可促使细胞进入图示分裂时期考向二细胞周期的调控及同步化3．(2023·重庆，14)药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定的毒副作用。某小组利用试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究了药物甲的毒性与细胞周期的关系，实验流程和结果如图所示。下列推测正确的是()注：G1：DNA合成前期；S：DNA合成期；G2：分裂准备期；M期：分裂期。A．试剂K可以将细胞阻滞在G1期B．试剂K对细胞周期的阻滞作用不可逆C．药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组的凋亡率应最低D．在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞4．(2020·山东，5)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是()A．正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期D．M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期

考点二有丝分裂过程中相关变化分析1．染色体形态及行为变化(1)当有染色单体(分裂间期的G2期、前期、中期)时，染色体∶染色单体∶核DNA＝________________________________________________________________________。(2)当无染色单体(分裂间期的G1期、后期、末期)时，染色体∶核DNA＝__________。2．细胞内核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)时期项目分裂间期有丝分裂前期中期后期末期核DNA2n→4n4n染色体2n2n4n染色单体0→4n4n0(1)曲线图①a→b、l→m、p→q变化原因都是__________________________________________。②g→h、n→o、r→s变化原因都是________________________________，染色体数目加倍。③c→d、r→s的变化很相似，但原因不同，c→d的变化原因是__________________。(2)柱形图①根据染色单体变化判断各时期染色单体eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(有→,图甲,无→\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(后期、末期图乙,G1期图丙))))②根据数量关系判断各时期eq\s(核DNA∶染色,体∶染色单体)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4n∶2n∶4n→,图甲,→后期、,末期图乙,2n∶2n∶0→G1期图丙))考向三有丝分裂过程中相关变化5．(2024·荆州月考)已知图甲为某二倍体生物的细胞有丝分裂部分时期的示意图；图乙表示该生物的细胞分裂过程中，不同时期细胞内核DNA含量、染色体数、染色单体数的关系；图丙表示在细胞分裂的不同分裂时期每条染色体上的DNA含量变化。下列有关说法错误的是()A．图甲中与图乙中②时期相对应的细胞是ⅠB．图乙中表示核DNA含量的是字母aC．因为有中心体无细胞壁，所以该生物是动物D．图丙的BC段分别对应图甲的Ⅱ和图乙的①6．如图1表示细胞有丝分裂过程中每条染色体上的DNA含量变化曲线(部分)。图2表示细胞分裂过程中染色体的系列变化过程(黏连蛋白与细胞中染色体的正确排列、分离有关，分裂中期开始在水解酶的作用下水解；SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解)。下列分析不正确的是()A．图1中，bc段的发生导致细胞中核DNA含量减半B．图1中，观察染色体形态和数目的最佳时期处于ab段C．着丝粒分裂前SGO蛋白逐渐失去对黏连蛋白的保护作用D．抑制SGO蛋白的合成，可能导致细胞中染色体数目异常考点三观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂1．实验原理2．方法步骤[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)“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。(4)各操作步骤时间或力度要严格控制的原因分析解离时间太短细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散过长导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色染色时间太短染色体或染色质不能完全着色过长使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体压片力度过轻细胞未分散开过重将组织压烂考向四观察细胞的有丝分裂7.(2022·湖南，6)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8．(2023·湖北，10)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，结果如表(单位：个)。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是()学生分裂间期分裂期总计前期中期后期末期甲5632622乙5633522丙5632622丁7632523戊7732625A.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一、过教材1．下列关于细胞增殖和细胞生长的叙述，错误的是()A．细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础B．细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程C．真核生物的细胞分裂方式主要为有丝分裂和减数分裂，原核生物的细胞分裂方式是无丝分裂D．有丝分裂是蛙的红细胞进行的分裂方式E．细胞周期是指一次细胞分裂开始至本次细胞分裂结束的时长F．所有细胞都有细胞周期，同一个体不同细胞的细胞周期相同G．减数分裂是特殊的有丝分裂，也有细胞周期，细胞周期包括前期、中期、后期、末期H．细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础，分裂期时间短于分裂间期I．细胞分裂间期染色体经过复制后，染色体数目加倍、DNA的数目加倍J．细胞经过有丝分裂后，就立即进入下一个细胞周期K．细胞体积增大会导致物质运输速率和效率均降低L．细胞核与细胞质的比例关系是限制细胞体积不能无限长大的原因2．下列关于细胞有丝分裂的叙述，不正确是()A．细胞有丝分裂中，纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂末期B．分裂前期每条染色体含有2条姐妹染色单体和2个着丝粒C．中期染色体的着丝粒排列在细胞板上，形态比较固定，数目比较清晰D．有丝分裂后期进行染色体的复制，细胞两极的染色体的形态是不同的E．动物细胞有丝分裂会在中期出现赤道板，但不会在末期出现细胞板F．动物细胞的中心体在有丝分裂过程中与染色体运动有关G．赤道板和细胞板都是有丝分裂过程中真实存在的物质性的结构H．动、植物细胞分裂的过程中都有核膜、核仁的消失I．高等动、植物细胞有丝分裂的主要区别分别发生在前期、末期J．植物细胞有丝分裂可能由中心粒周围发出星射线形成纺锤体K．无丝分裂过程中不出现染色体和纺锤丝，也不发生遗传物质的复制和分配L．细胞有丝分裂的意义在于保持了亲子代细胞间遗传的稳定性3．下列关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述，错误的是()A．该实验的操作过程包括取材→解离→漂洗→染色→制片→观察B．将洋葱根尖放入盐酸和酒精(1∶1)混合液中解离，以使组织细胞相互分散开C．用清水进行漂洗，目的是洗去多余的染液D．根尖解离后立即用甲紫溶液染色，以防解离过度E．可选择根尖呈长方形、排列紧密的分生区细胞观察有丝分裂F．观察时应先用高倍镜找到分生区细胞，再换低倍镜找出分裂期细胞G．可以选一个处于间期的细胞，持续观察它从间期到末期的全过程H．在显微观察时，会发现根尖分生区的大多数细胞处于细胞分裂间期I．已知细胞周期，根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间二、过高考1．(2023·新课标，31节选)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性，细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备，物质准备过程主要包括________________。2．(2020·江苏，29节选)与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是______________________________________________________________。答案精析考点一整合1．细胞分裂发育遗传物质准备细胞分裂周期无丝分裂2．连续分裂下一次分裂完成蛋白质蛋白质3．染色体核膜着丝粒移向细胞两极加倍染色质丝纺锤丝核膜、核仁4．纺锤丝中心体细胞板缢裂5．染色体DNA平均遗传6．染色体纺锤丝细胞核蛙的红细胞中部7．物质运输效率小低判断正误(1)×[秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，而纺锤体的形成是在分裂期。](2)×[成熟个体中的细胞增殖过程中，间期DNA复制和蛋白质合成需要消耗能量，分裂期纺锤丝牵引染色体运动需要消耗能量。](3)√(4)×[核DNA复制，但染色体数目不变。](5)×[醋酸菌以二分裂的方式增殖，酵母菌一般以出芽的方式增殖。](6)×[中心体复制发生在分裂间期，染色体组数加倍发生在有丝分裂后期。]提升1．A→C→D→E→B2．BCD3．(1)①②检验点5(2)C(3)D(4)ABC4．7～14纺锤体4评价1．B[②时期已经完成了DNA的复制，相当于高等动物的有丝分裂前期，但图中还能观察到核膜，高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失，A错误；④时期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，C错误；⑤时期细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同，都是直接从细胞中央缢裂，D错误。]2．C[图示为有丝分裂后期，染色体数目因着丝粒分裂而加倍，但中心体的复制发生在分裂间期，A错误；在有丝分裂过程中同源染色体不分离，细胞两极均存在同源染色体，B错误；中心体的位置决定了染色体移动的方向，中心体周围发出的星射线将分裂开的染色体拉向细胞两极，从而决定细胞分裂的方向，C正确；秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，使有丝分裂停滞在中期，不能进入后期，D错误。]3．C[与Ⅰ组相比，Ⅱ组添加了试剂K，由表格数据可以看出Ⅱ组的细胞主要停滞在S期，A错误；对比Ⅱ组和Ⅲ组可以得出，试剂K对细胞周期的阻滞作用可逆，B错误；药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组处于G2＋M期的细胞数最少，所以Ⅱ组的凋亡率应最低，C正确；浆细胞为高度分化的细胞，不再进行细胞分裂，所以药物甲对造血干细胞的毒性强于浆细胞，D错误。]4．C[正常细胞中DNA复制未完成时，CDK1处于磷酸化状态，去磷酸化过程被抑制，A正确；正常细胞中，CDK1去磷酸化之后使细胞进入分裂期，染色质变为染色体，B正确；感染BYDV的细胞中，CDK1磷酸化水平高，无法去磷酸化，M蛋白是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的，C错误；感染BYDV的细胞中，CDK1磷酸化水平高，去磷酸化受抑制，不能正常进入分裂期，停留在分裂间期，D正确。]考点二整合1．(1)1∶2∶2(2)1∶12．4n4n4n→2n2n4n→2n4n0(1)DNA分子复制着丝粒分裂，姐妹染色单体分开一个亲代细胞分裂成两个子代细胞(2)G2期、前期、中期G2期、前期、中期4n∶4n∶0评价5．B[图甲中细胞Ⅰ的着丝粒分裂，处于有丝分裂后期，图乙中，②中没有染色单体，染色体数∶核DNA分子数＝1∶1，染色体数目加倍，处于有丝分裂后期，A正确；图乙中，b会消失，为染色单体数，a小于或等于c，a为染色体数，c为核DNA含量，B错误；中心体分布于低等植物和动物细胞中，因为无细胞壁，所以该生物是动物，C正确；BC段每条染色体上含有两个DNA分子，此时着丝粒没有分裂，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2，对应图甲的Ⅱ和图乙的①，D正确。]6．A[bc段每条染色体上的DNA含量减半，说明着丝粒分裂，处于有丝分裂后期，但细胞中核DNA含量不变，A错误；ab段可表示有丝分裂的前期、中期，观察染色体形态和数目的最佳时期是中期，B正确；SGO蛋白可以保护黏连蛋白不被水解，阻止着丝粒分裂，据此推测着丝粒分裂前SGO蛋白逐渐失去对黏连蛋白的保护作用，C正确；SGO蛋白在细胞分裂中的作用主要是保护黏连蛋白不被水解酶破坏，如果阻断正在分裂的细胞内SGO蛋白的合成，有可能导致染色体数目发生改变，D正确。]考点三整合1．碱性2．使组织中的细胞相互分离开洗去药液，防止解离过度0.01g/mL或0.02g/mL使细胞分散开来，有利于观察评价7．B[图示细胞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中的数目相同，但核DNA分子加倍，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呈正相关，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；分裂间期时的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，细胞停滞在分裂间期，故分裂间期细胞所占比例升高，D错误。]8．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