江苏高考生物一轮复习第18讲　细胞的增殖学生用

第四单元细胞的生命历程第18讲细胞的增殖【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.实验：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。考点1细胞增殖的周期性考点透析知识1细胞增殖1.生物体的生长，既靠增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。细胞不能无限生长的原因：的限制、细胞核控制范围的限制。2.细胞增殖知识2细胞周期1.细胞周期＝分裂间期(时间长)＋分裂期(时间短)。2.细胞周期概念模型分析解疑释惑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→B→C→D→E→A为一个细胞周期，其中A→E为分裂间期，M期为分裂期直线图(a＋b)或(c＋d)为一个细胞周期坐标图(a＋b＋c＋d＋e)为一个细胞周期直方图A组细胞处于DNA复制前期；B组细胞处于DNA复制期；C组细胞处于DNA复制后的间期和分裂期3.影响细胞周期的因素(1)内部因素：不同种类的细胞(控制细胞周期的相关基因有差异)，细胞周期持续的时间不完全相同，分裂间期和分裂期所占的比例也不同。(2)外部因素：温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶活性来影响细胞周期。深度指津细胞周期的“4个联系”思辨小练1.判断下列说法的正误：(1)卵细胞的体积较大，能提高它与周围环境进行物质交换的效率。()(2)分裂间期是分裂期的准备期，主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。()(3)不同生物体器官的大小主要取决于细胞数量的多少。()(4)同一细胞的细胞周期是不变的。()(5)细胞周期中细胞适度的生长发生在分裂间期。()2.诱导癌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，将癌细胞阻滞在期；后者可用秋水仙素抑制的形成，使癌细胞停滞于中期。典题说法考向细胞周期(2024·湖北卷)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(见图1)，出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响，实验结果如图2所示。下列叙述错误的是()酵母菌出芽生殖图1图2A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路(多选)(2024·河北卷)酵母细胞中的M蛋白被激活后可导致核膜裂解、染色质凝缩以及纺锤体形成。蛋白K和P可分别使M发生磷酸化和去磷酸化，三者间的调控关系如图所示。现有一株细胞体积变小的酵母突变体，研究发现其M蛋白的编码基因表达量发生显著改变。下列分析正确的是()A.该突变体变小可能是M增多且被激活后造成细胞分裂间期变短所致B.P和K都可改变M的空间结构，从而改变其活性C.K不足或P过量都可使酵母细胞积累更多物质而体积变大D.M和P之间的活性调控属于负反馈调节考点2有丝分裂考点透析知识1有丝分裂1.有丝分裂的过程有丝分裂是真核细胞分裂期的主要分裂方式之一，包括前、中、后、末四个时期。时期植物细胞动物细胞主要特点前期①出现；②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；③形成；④染色体散乱分布中期染色体的着丝粒排列在上，染色体的形态和数目比较清晰后期①着丝粒一分为二；②纺锤丝牵引染色体移向细胞的两极；③染色体数目末期①染色体变成细长而盘曲的染色质丝；②纺锤丝逐渐消失；③重新出现；④一个细胞分裂成两个子细胞[识记口诀]膜仁消失现两体，形定数晰赤道齐，粒裂数增均两极，两消两现重开始。2.动植物细胞有丝分裂的主要区别时期间期前期末期高等植物细胞无中心体的倍增由两极发出的纺锤丝构成纺锤体细胞中部形成细胞板，扩展形成新细胞壁，分裂成两个子细胞动物细胞有中心体的倍增(包括低等植物)两组中心粒发出星射线构成纺锤体(包括低等植物)细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分解疑释惑(1)中心粒在期倍增，在期两组中心粒分别移向细胞两极，在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。(3)除了动物，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(细胞质的分裂方式)鉴别。(4)与细胞有丝分裂有关的细胞器细胞器所在细胞类型作用时期生理作用核糖体动植物细胞整个时期合成蛋白质中心体动物、低等植物细胞前期与纺锤体的形成有关高尔基体动植物细胞末期与植物细胞壁的形成有关线粒体动植物细胞整个时期提供能量3.动植物细胞有丝分裂过程中相关结构行为变化的规律结构变化规律染色体注：染色体数目＝着丝粒数目，存在染色单体时，染色体数∶核DNA分子数＝1∶2；不存在染色单体时，该比值为1∶1纺锤体(前期)形成→(末期)消失核膜、核仁(前期)消失→(末期)重建4.细胞周期过程中相关物质或结构的数量变化规律(以二倍体生物为例)(1)列表比较各时期的变化时期分裂间期有丝分裂前期中期后期末期染色体2n2n2n4n4n→2n染色单体0→4n4n4n00核DNA分子2n→4n4n4n4n4n→2n(2)曲线图表示各时期的变化①a→b、l→m、p→q的变化原因都是核DNA分子复制。②g→h、n→o、r→s的变化原因都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。③c→d、i→j的变化原因都是随着细胞一分为二而减少。(3)根据柱状图判断细胞分裂的时期(以二倍体生物为例)5.有丝分裂的意义将亲代细胞的经过复制(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。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的。知识2无丝分裂思辨小练判断下列说法的正误：(1)在植物细胞有丝分裂末期形成了赤道板。()(2)动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同。()(3)纺锤体与染色体运动有关，与着丝粒分裂无关。()(4)无丝分裂过程中没有遗传物质的复制和变化。()(5)有丝分裂后期，着丝粒分裂，细胞内核DNA数目加倍。()(6)有丝分裂前期，细胞内染色体数与核DNA分子数之比为1∶2。()(7)在细胞周期中，染色单体数量随着染色体数量的加倍而加倍。()典题说法考向1有丝分裂各时期特点(2024·浙江1月卷)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①～④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是()A.细胞①处于间期，细胞核内主要进行DNA复制和蛋白质合成B.细胞②处于中期，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2C.细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动D.细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二(2024·江西卷)某植物中，T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是()A.T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体B.T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列C.T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍D.T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动考向2有丝分裂中染色体、核DNA等数量变化(2024·常州一中)图1表示细胞有丝分裂不同时期染色体数/核DNA数的变化，A～D表示分裂间期；图2、图3分别表示高等动物甲、高等植物乙有丝分裂某时期的图像。下列相关叙述正确的是()A.图1中B～C段和E～F段形成的原因分别是染色体数加倍和核DNA数加倍B.图2细胞的下一时期，细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝2∶1∶1C.图3中结构H为细胞板，与结构H形成密切相关的细胞器是高尔基体D.动物甲与植物乙有丝分裂过程存在显著差异的是图2和3所示时期小明同学观察马蛔虫(2n＝4)细胞分裂过程时，绘制了如下三幅图。下列有关叙述正确的是()A.图1中结构1最终解螺旋，变成细长的染色质丝B.图1由中心粒发出纺锤丝形成了纺锤体C.图1与图2细胞中染色体数目之比为1∶2，染色单体数目之比为1∶1D.图1和图2分别对应图3中的d和a时期方法规律如果柱状图中无图注，如何迅速识别柱形图中的染色体、染色单体和核DNA?(1)先看染色单体：染色单体数可能是0，而染色体数和核DNA数不可能是0。(2)再看核DNA和染色体：核DNA数可能是染色体数的2倍，而染色体数不可能是核DNA数的2倍。大题考向2细胞周期的调控情境剖析细胞周期的运行，是在一系列称为检验点(checkpoint)的严格检控下进行的，当DNA发生损伤，复制不完全或纺锤体形成不正常，周期将被阻断，直到条件有利。主要的细胞周期检验点包括：①G1/S检验点：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？②S期检验点：DNA复制是否完成？③G2/M检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？④中—后期检验点(纺锤体组装检验点)：任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会抑制APC的活性，引起细胞周期中断。细胞周期进程是由一系列蛋白质驱动的，其核心成分包含细胞周期蛋白(cyclin)和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)两种组分。细胞周期蛋白没有酶活性，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的活性依赖于细胞周期蛋白。激活的CDK1可将靶蛋白磷酸化而产生相应的生理效应，如将核纤层蛋白磷酸化导致核纤层解体、核膜消失，将H1磷酸化导致染色体的凝缩等等。这些效应的最终结果是细胞周期的不断运行。周期蛋白不仅仅起激活CDK的作用，还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化，从而推动细胞周期的前进。不同细胞周期蛋白的浓度在细胞周期中呈周期性升降，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的活性也随之升降。因此直接影响细胞周期蛋白活性的物质，会对细胞周期的进程产生影响。典题体验(2024·扬州期初节选)真核细胞中，细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，检验点通过细胞的反馈信号来启动或推迟进入下一个时期。三种常见检验点的功能如下表，请分析回答下列有关问题：检验点功能A评估细胞大小B评估DNA是否准确复制C评估纺锤体是否正确组装(1)检验点A决定细胞是否进行分裂，若通过了检验点A，细胞开始进行分裂，据表推测，此时检验点A接受的反馈信号是细胞体积。在一个细胞周期中检验点B与检验点A发生的先后顺序为。检验点C还可评估纺锤丝是否与着丝粒正确连接，则此检验点对有丝分裂的重要作用是。(2)通过检验点B后，细胞中染色体与核DNA的数量比变为。从检验点B到检验点C，细胞内染色质丝发生的变化为。(3)为研究L蛋白和U蛋白在细胞有丝分裂过程中的作用，分别观察正常细胞、L蛋白含量降低的细胞(L－细胞)，U蛋白含量降低的细胞(U－细胞)的图像，发现L－细胞分裂时出现多极纺锤体、纺锤体变小且不再位于细胞中央(见图1)，U－细胞分裂期个别染色体没有排列到赤道板上，而是游离在外(图2白色箭头所指)。据此推测，正常情况下L蛋白促进(填下列序号)，U蛋白促进(填下列序号)。①细胞完成纺锤体的正确组装②使纺锤丝附着于染色体的着丝粒上③牵拉染色体移向细胞两极图1图2(4)端粒学说认为，细胞每分裂一次端粒DNA序列会缩短一截，在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的受到损伤会导致细胞衰老。研究发现，端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒DNA，使端粒延长从而延缓细胞衰老，据此分析引起细胞衰老的原因可能是。真核细胞的细胞周期进程受到精密的调控，从而使细胞有序正常分裂。癌细胞周期失控而恶性分裂，科研人员利用人的乳腺癌细胞开展下列实验。(1)研究人员检测了Whi5蛋白在细胞周期中的变化，如图1显示，进入分裂间期的G1期，Whi5蛋白浓度的变化是，该变化完成后细胞才进入S期。图1图2(2)研究表明，雌激素能促进乳腺癌细胞增殖。其机理是：雌激素进入细胞后与雌激素受体结合形成激素—受体复合物，激素—受体复合物促进cyclinD与CDK4/6结合，促使CDK4/6活化。活化的CDK4/6促进细胞由G1期转变为S期，进而促进乳腺癌的发展(如图2所示)。雌激素进入细胞的运输方式是，因为。培养液中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸用32P标记，标记物被大量利用的时期是(填“G1”“S”“G2”或“M”)期。(3)为了抑制乳腺癌的发展，研究人员研制出了雌激素受体拮抗剂B，从植物体内提取出了纺锤体抑制剂紫杉醇。B和紫杉醇发挥作用的时期分别是、(均填“G1”“S”“G2”或“M”)期，其中B发挥作用的原理是。实验9观察根尖细胞的有丝分裂实验回归1.实验原理(1)高等植物根尖、茎尖的细胞能进行有丝分裂。(2)在高倍显微镜下，可根据细胞内的变化情况，识别该细胞所处的时期。(3)细胞核内的容易被碱性染料(如甲紫溶液)着色。2.实验步骤a.洋葱根尖培养：实验前3～4d，待根长约5cm实验延伸1.实验成功的关键及注意事项选材类型选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料部位选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)时间选取细胞分裂旺盛的时间(一般在上午10时至下午2时)操作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、根尖酥软，影响染色漂洗时间适宜洗去多余的盐酸，防止解离过度而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过轻细胞未分散开过重将组织压烂观察部位只有分生区细胞才可以作为观察对象细胞状态不能观察到细胞有丝分裂的动态变化过程，因为解离时细胞就已死亡。观察到的单个细胞只是处于某一种状态，只有移动装片，才能观察到处于不同分裂时期的细胞易错不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到2.细胞周期和各期的计算(1)原理：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)计算公式：由T/N＝t/n公式推导出T＝tN/n或t＝nT/N。其中T为细胞周期，t为完成各期所需时间，n为各期的细胞数，N为取样的总细胞数。实验素养实验材料的选择和处理1.下面是植物根尖示意图，请据图回答问题：(1)观察植物细胞有丝分裂实验中，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，伸长区细胞不分裂，这样会很难找到处于细胞周期的细胞。(2)观察植物细胞的有丝分裂需要先在低倍镜下找到分生区的细胞，请结合图示，描述一下分生区细胞的特点：。2.洋葱在实验中的“一材多用”取材部位实验名称取材原因叶鳞片叶植物细胞的质壁分离和复原细胞含紫色大液泡使用高倍显微镜观察细胞的多样性细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核管状叶绿叶中色素的提取和分离色素含量多根观察根尖分生组织细胞的有丝分裂材料易得，且细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察题组运用1.(2022·江苏卷)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后，分别制作有丝分裂装片，镜检、观察。下图为二倍体根尖中三个细胞的照片。下列相关叙述错误的是()A.两种根尖都要用有分生区的区段进行制片B.装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞C.在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞D.四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的4倍，③的2倍2.(2022·广东卷)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如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.根尖解离后立即用龙胆紫(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配套精练第四单元细胞的生命历程第18讲细胞的增殖一、单项选择题1.(2023·浙江6月卷)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2.(2024·盐城期中)如图表示有丝分裂过程中一条染色体(质)的变化过程。下列说法错误的是()A．d中的两条染色体的形态和大小不同B．②发生在有丝分裂的前期C．③过程可以发生在有丝分裂的后期D．①发生在有丝分裂前的间期3.(2023·浙江卷改编)纺锤丝由微管构成，微管由微管蛋白组成。有丝分裂过程中，染色体的移动依赖于微管的组装和解聚。紫杉醇可与微管结合，使微管稳定不解聚，阻止染色体移动。培养癌细胞时加入一定量的紫杉醇，下列过程受影响最大的是()A．染色质复制B．染色质凝缩为染色体C．染色体向两极移动D．染色体解聚为染色质4.(2025·海安期初改编)下图是某同学利用蚕豆(2n＝12)根尖制作临时装片观察到的有丝分裂显微照片。相关叙述错误的是()甲乙A．制作临时装片的步骤是解离→漂洗→染色→压片B．甲细胞含有12条染色体、24条染色单体C．乙细胞中含有6种不同形态的染色体D．乙细胞处于有丝分裂后期，此时染色体和DNA含量都加倍5.(2024·仪征中学)科研人员将海拉细胞放入正常培养液中培养7h，用碱性荧光物质对细胞进行染色体染色后，再用荧光显微镜采集各组细胞有丝分裂分裂期的图像，每5min采集一次图像，部分结果依次如下图。关于图像的描述，下列叙述错误的是()A．a组细胞的染色质螺旋缠绕形成染色体B．c组细胞中所有染色体的着丝粒排在赤道面上C．e组细胞中，染色单体数目是分裂间期的两倍D．55min后核膜会重新形成，并向内凹陷形成环沟6.(2024·扬州中学)如下图所示，液泡化的植物细胞有丝分裂时，细胞中形成细胞质丝，细胞核从细胞的边缘通过细胞质丝移动到细胞中央。在正常核分裂的同时，成膜粒(主要由细胞骨架构成)出现在某些细胞质丝中，后扩展形成成膜体，之后，来自高尔基体等的囊泡在细胞中部融合形成细胞板，并逐步形成新的细胞壁，进而完成细胞质分裂。下列说法错误的是()A．植物细胞中细胞质丝的出现和消失可能具有周期性B．成膜体可能以轨道的形式介导了囊泡到达细胞中部C．该实例体现了细胞骨架与细胞分裂密切相关D．植物的根尖分生区细胞也能发生图中所示的过程7.下图是一个细胞周期中染色体数目变化的曲线，下列有关叙述错误的是()A．F点之前进行DNA复制B．G～H段染色体数目加倍的原因是着丝粒分裂C．K～J段染色体数目下降一半是由于染色体平均进入两个子细胞D．F～G段一条染色体含一个DNA分子8.(2024·常州期末)在有丝分裂中期，若出现单附着染色体(染色体的着丝粒只与一侧的纺锤丝相连，如图所示)，细胞将延缓后期的起始，直至该染色体着丝粒与另一极的纺锤丝相连，并正确排列在赤道板上。此过程受位于前期和错误排列的中期染色体上的MAD2蛋白的监控，正确排列的中期染色体上没有MAD2蛋白。用玻璃微针勾住单附着染色体，模拟施加来自对极的正常拉力时，细胞会进入分裂后期。下列说法错误的是()A．细胞分裂能进入后期与来自两极纺锤丝的均衡拉力有关B．当所有染色体上的MAD2蛋白都消失后，细胞才能进入分裂后期C．MAD2蛋白功能异常，细胞将在染色体错误排列时停滞在分裂中期D．某些细胞在染色体排列异常时仍能继续分裂可能与监控缺失有关9.(2024·如东期初改编)在观察二倍体细胞有丝分裂时，发现有的细胞中个别染色体的姐妹染色单体末端发生黏合，着丝粒分裂后形成“染色体桥”，如图所示。后续分裂过程中染色体在两个着丝粒间任一位置发生断裂，相关叙述错误的是()A．可在细胞分裂后期观察到“染色体桥”结构B．若无其他变异发生，分裂产生的子细胞染色体数相同C．图中细胞中含4个染色体组，2套控制生物性状的遗传信息D．此时细胞中核DNA与染色体的数量比为1∶110.(2024·常州期末)研究人员观察并统计了不同浓度锶(Sr2＋)溶液处理48h后根尖分生区细胞有丝分裂指数(有丝分裂细胞数/观察统计的细胞总数×100%)、出现微核细胞和染色体畸变的细胞占统计细胞总数的比例，结果如下图所示。相关叙述正确的是()图1图2A．计算有丝分裂指数、染色体畸变率和微核率均需