第1节细胞的增殖一、细胞不能无限长大的原因1.表面积与体

第1节细胞的增殖一、细胞不能无限长大的原因1．表面积与体积的关系：细胞体积越大，其相对表面积越小，_______________就越低。2．细胞核与细胞体积的关系：细胞核是细胞的控制中心，其中的_________不会随着细胞体积的扩大而增加。物质运输效率DNA二、有丝分裂1．细胞周期(1)定义：连续分裂的细胞，从_________________时开始，到____________________时为止，为一个细胞周期。(2)阶段划分：一个完整的细胞周期包括分裂间期和______两个阶段。2．过程(1)高等植物细胞的有丝分裂一次分裂完成下一次分裂完成分裂期(2)动物细胞的有丝分裂与植物细胞有丝分裂相比，不同点表现在：①间期：中心体复制导致中心粒倍增，成为两组。②前期：中心粒发生__________形成纺锤体。③末期：___________由中部向内凹陷，把细胞缢裂成两部分。星射线细胞膜(3)有丝分裂的意义亲代细胞的__________经过复制，平均分配到两个子细胞中，在亲代和子代之间保持了________的稳定性，对于生物的遗传具有重要意义。三、无丝分裂1．特点：没有出现纺缍丝和__________的变化。2．实例：____________的分裂。四、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂解离解离液：质量分数15%的_______＋体积分数95%的__________作用：使组织中细胞______________漂洗漂洗液：清水目的：洗去__________防止解离过度染色染色液：0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液目的：使_____________着色制片过程：弄碎→压片目的：使细胞相互分散观察分生区细胞呈____________，排列_________染色体遗传性状染色体蛙的红细胞盐酸酒精染色体药液染色体正方形紧密1．(教材课后题改编)在细胞有丝分裂过程中，染色体、染色单体和DNA三者的数量比为1∶2∶2的时期是(

)A．间期和末期 B．前期和中期C．中期和后期 D．后期和末期【解析】

染色体、染色单体和DNA三者的数量比为1∶2∶2的时期为染色体复制之后、染色单体分离之前的时期，包括前期、中期。【答案】

B2．下列有关细胞不能无限长大的原因中，不正确的是(

)A．与细胞表面积和体积的比有关B．细胞核的大小是有一定限度的C．细胞体积过大不利于细胞内的物质交流D．细胞内各种细胞器的数目和种类限制【解析】

本题考查的知识点是细胞不能长大的限制因素。解答此题时，可根据细胞的结构和代谢方面的知识结合各选项作答。细胞越大，其细胞表面积与体积比越小，物质运输效率越低。细胞中核DNA的量是一定的，其控制细胞的能力也是有限度的。细胞体积过大，物质运输效率低，影响细胞的新陈代谢过程。细胞内各种细胞器的数目和种类与细胞的功能有关，不是限制细胞大小的因素。【答案】

D3．在细胞有丝分裂间期，染色体复制的实质是(

)A．染色体数加倍 B．同源染色体数加倍C．染色单体数加倍 D．DNA数加倍【解析】

染色体在间期复制的结果是原来的一条染色体(不含染色单体)经复制后形成了由两条并列的姐妹染色单体组成的染色体，但这两个染色单体共用一个着丝点，着丝点数目没变，故复制后染色体数目没变，且每个染色单体上含有1个DNA，故DNA数加倍。【答案】

D4．(2010·苏北四市调研)用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂。下列叙述正确的是(

)A．处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等B．观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到核膜、核仁等结构C．视野中不同细胞的染色体数目可能不相等D．细胞是独立分裂的，可选一个细胞持续观察其整个分裂过程【解析】

分裂间期时间长，处于分裂间期的细胞多于中期的细胞。前期核膜、核仁消失，到中期看不到核膜、核仁。分裂后期由于姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，不同细胞的染色体数目可能不相等。细胞是独立分裂的，但在解离时已杀死细胞，不能持续观察一个细胞的整个分裂过程。【答案】

C5．如图所示为某种生物体内细胞有丝分裂中的几个时期。据图回答问题：(1)这种生物是动物还是植物？________。写出至少一条判断的理由：_____________________________________________________。(2)按照细胞分裂的顺序，正确的是________。(3)如果这种生物的体细胞中有16个染色体，图中每个细胞中有16个染色体的是________。(4)图中没有染色单体的细胞是________。(5)细胞D中，移向两极的两组染色体相比较，其________完全相同。【解析】判断进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，既要观察细胞结构的特征，又要观察染色体的行为特征及细胞分裂的特点，然后再确定顺序，解答问题。【答案】

(1)动物没有细胞壁(细胞分裂时未形成细胞板，而是缢裂)

(2)BADC

(3)ABC

(4)CD

(5)染色体的形态、数目

1.制约细胞无限长大的因素分析(1)S/V：细胞越大，S(表面积)/V(体积)越小，物质交换与运输效率越低；细胞越小，S/V越大，物质运输速率越高，代谢越快。(2)核/质比细胞质中的生理、生化过程都受到细胞核中遗传信息的指导和控制。因此，当细胞质的体积增长过大时，细胞核对这样大范围的细胞质的调控作用就会相对地减弱，以致造成核、质的不平衡。2．细胞大小与物质运输关系的模拟实验(1)实验原理①酚酞遇NaOH呈红色。②琼脂块大小模拟细胞大小。③物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。(2)实验过程制备琼脂块：3块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体

↓浸泡：质量分数为0.1%的NaOH溶液，10min

↓切割：捞取、干燥，平分两半

↓测量→记录→计算(3)结果讨论①从琼脂块的颜色变化可知NaOH扩散的深度。②在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。③NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。(4)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流的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。1．(2010·湖南重点中学联考)生物体内的细胞代谢率与物质扩散的速率有关。同种物质虽然在细胞中扩散的速率基本相同，但细胞大小不同，扩散发生的快慢也有差异。有人设计了一种模型，用于研究这一问题。实验目的：(略)。实验材料：(略)。实验步骤：a．用小刀将琼脂块(内含酚肽)切成3块边长分别为3cm、2cm、1cm的立方体。b．将以上3种琼脂块样品，浸入0.1%NaOH溶液中处理10min。c．取出琼脂块样品，吸干浮液后，分别将每一样品切成两半，观察切面，测量每一切面上NaOH扩散的深度，记录结果并分析。(1)请你以此研究确定一个课题名称______________________。(2)该研究中所用的细胞模型是________，在样品中加入酚肽是为了检测NaOH在琼脂块中扩散的深度，原理是_____________【解析】

(1)由题干给出的信息，很容易获知，此实验是要探究细胞大小与物质运输的关系。(2)实验中用不同大小的琼脂块代表体积不同的细胞；由于酚酞与NaOH会变成红色，根据红色的深度便知NaOH扩散到琼脂块的深度。(3)根据表格数据得出细胞边长越大，其表面积与体积的比值越小，3号的细胞最小，表面积与体积的比值最大，物质运输效率最高，NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比最大。(4)当细胞的边长为0.1cm左右时，表面积与体积之比较大，物质扩散发生得快，细胞的代谢效率高。【答案】

(1)细胞大小与物质扩散快慢之间关系的研究(2)不同大小的琼脂块酚酞遇NaOH变红色(3)细胞边长越大，其表面积与体积之比越小3号(4)当细胞的边长为0.1cm左右时，表面积与体积之比较大，物质扩散发生得快，细胞的代谢效率高1.对细胞周期的理解(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期。只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期。生物体内具有细胞周期的细胞有人体皮肤生发层细胞、人体造血干细胞以及其他干细胞、癌细胞，植物的根尖生长点细胞、茎尖分生区细胞以及形成层细胞等。(2)进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。(3)一个细胞周期包括分裂间期和分裂期。分裂间期经历时间长，分裂期经历时间短，所以在观察有丝分裂时大多数细胞处于分裂间期。(4)细胞种类不同，一个细胞周期持续的时间也不同，在观察有丝分裂时，应选取分裂期相对较长的材料，这样比较容易观察到处于不同分裂期的细胞图像。2．(2010·山东省实验中学)下列关于细胞周期的说法不正确的是(

)A．具有特定形态、结构和功能的成熟细胞没有细胞周期B．细胞周期是一个与代谢有关的过程，温度越高所需的时间越长C．细胞的种类不同，一个细胞周期的时间也不相同D．一个新细胞分裂成两个新细胞所需时间为一个细胞周期【解析】

温度会影响细胞周期的长短，但不是温度越高所需的时间越长。只有温度适宜时所需的时间较短。【答案】

B3．(2010·广东调研)科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间(单位：h)数据如下图所示。下列叙述正确的是(

)A．DE阶段发生遗传物质的平均分配B．BC阶段结束时DNA含量增加一倍C．CD阶段完成DNA复制和有关蛋白质的合成D．一个细胞周期(可表示为CD＋DE)等于17.3h【解析】

本题主要考查细胞有丝分裂的特点、细胞周期的概念和识图能力。通过给出的信息可以看出图中包含了两个细胞周期，BC＋CD或DE＋EF；分裂间期主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，在一个细胞周期中时间较长；分裂期主要完成细胞分裂，在一个细胞周期中时间较短。【答案】

B染色质和染色体的相互变化，发生的是物理变化而非化学变化，所以染色质和染色体是同一种物质在不同细胞时期的两种形态。2．染色体行为变化规律复制→散乱分布于纺缍体中央→着丝点排列在赤道板上→着丝点分裂→移向两极。3．纺缍体的变化：形成(前期)→逐渐消失(末期)。4．核膜、核仁的变化：解体消失(前期)→重建(末期)。5．细胞有丝分裂时期的识别(二倍体生物为例)若为二倍体生物细胞，可作如下判断：(1)前期染色体散乱排列，无联会现象，有同源染色体。(2)中期着丝点排列在赤道板上，有同源染色体。(3)后期染色体移向细胞两极，每一极内有同源染色体。6．动植物细胞的识别(1)细胞为方形；无中心体；有细胞板→(高等)植物细胞(2)细胞为圆形；有中心体；细胞膜缢裂→动物细胞4．(2010·上海高考)下列是关于细胞分裂过程中细胞内变化的叙述，能正确表示一个细胞周期内分裂过程的顺序是(

)①两个相同DNA分子完全分开②出现放射状排列的细丝③中心体发生倍增④着丝粒排列在一个平面上A．②→③→①→④

B．②→④→③→①C．③→②→④→①

D．②→③→④→①【解析】

①两个相同DNA分子完全分开、②出现放射性排列的细丝、③中心体发生倍增、④着丝粒排列在一个平面上，分别表示细胞分裂的后期、前期、间期和中期，故选C。【答案】

C5．(2010·烟台一模)下图表示一个二倍体植物(2N＝4)细胞有丝分裂后期的示意图。其中表示正确的图示是(

)【解析】

有丝分裂中同源染色体没有分开，每一极都有同源染色体，A错；由题意可知，该植物是二倍体，所以有丝分裂后期每一极有四条染色体，C图错；细胞分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成两条完全相同的染色体，D图错误。【答案】

B2.DNA、染色体数量变化曲线(1)a→b、l→m的变化原因都是DNA分子复制。(2)g→h、n→o变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。(3)m→n表示含有姐妹染色单体的时期，包括有丝分裂前期和中期。3．染色体、染色单体、DNA三者之间的关系(1)当有染色单体存在时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。(2)当无染色单体存在时，染色体∶DNA＝1∶1。6．细胞周期各阶段中的染色体和DNA分子的数量不可能是(

)【解析】

B表示细胞周期的后期，C表示细胞周期的前期和中期，D表示末期和染色体复制前的间期。不存在A图表示的时期。【答案】

A7．(2010·湖南雅礼中学月考)关于有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的变化，下列说法正确的是(

)A．间期复制后染色体、染色单体和DNA数都加倍B．后期染色单体数量随着染色体数量的增加而增加C．细胞分裂后期和末期核DNA分子数与染色体数相同D．有丝分裂的全过程中核DNA和染色单体的数量始终保持一致【解析】间期复制后DNA数加倍，染色体数不变，产生染色单体；后期染色体数量加倍，染色单体消失；细胞分裂后期和末期每条染色体上含有一条DNA，DNA分子数与染色体数相同；染色单体在染色体复制后出现，着丝点分裂后消失。【答案】

C1.实验原理(1)植物体中，有丝分裂常见于根尖、茎尖等分生区细胞。(2)细胞核内的染色体容易被碱性染料着色。(3)可以在高倍镜下观察到有丝分裂的各个时期。2．实验步骤3．实验成功的关键及注意事项(1)取材时，剪取根尖应为2mm～3mm，过长会包括伸长区，无细胞分裂。(2)解离时间不宜过长，否则根尖易烂。(3)漂洗时洗去细胞内部的盐酸，因此要保证足够的时间，否则染色时细胞质中也会被染成深色。(4)染色用的龙胆紫溶液浓度不宜过大，染色时间不宜过长，否则染色体与周围结构均被着色。(5)压片时要掌握好力度，过轻，细胞分散不开；过重，会压坏玻片。(6)用显微镜观察装片时，要遵循“先低后高”的原则。(7)观察时应先找到呈正方形的分生区细胞，在一个视野里，往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞图像，因此，观察时要注意边观察边移动装片，以便观察有丝分裂各个时期。换高倍镜时，要先把低倍镜下的物像移到视野中央。8．下列有关“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验过程的叙述中，正确的一组是(

)①解离的目的是用药液使组织细胞相互分离②漂洗的目的是洗去根尖上的解离液③压片的目的是使根尖细胞分散开来④应选取长方形的细胞进行观察⑤可以持续观察一个细胞，认识有丝分裂的完整过程A．①②③

B．③④⑤

C．①④⑤

D．②③④【解析】

分生区细胞为正方形；细胞已经死亡，看到的是停留在各时期的细胞。【答案】

A9．(2010·天津高考)在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，以下操作和结论正确的是(

)A．剪取5cm根尖，用酒精和吡罗红混合液解离染色B．右图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野C．持续观察，视野中的K细胞将分裂成两个子细胞D．视野中，N细胞的染色体数目是M细胞的一半【解析】在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，需用解离液(盐酸＋酒精)对剪取的2～3mm的根尖进行解离处理，染色液是龙胆紫溶液而不是吡罗红。因解离液可杀死细胞，故显微镜下观察到的细胞均是停留在某一细胞周期的死细胞。视野中N细胞(处于有丝分裂后期)的染色体数是M细胞(处于有丝分裂中期)的两倍。由图示可看出该视野是高倍镜下调节细准焦螺旋后所观察到的。【答案】

B

(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【答案】

C(2010·佛山一中检测)下列甲图表示洋葱根尖的不同区域；乙图表示洋葱根尖处于有丝分裂各阶段细胞核中DNA和细胞质中mRNA含量变化；丙图呈现的是细胞分裂过程中的一种物质变化和形态变化。请分析回答下列问题：(1)在放射性同位素标记研究中，为区别DNA和RNA，最好选择标记的合成原料分别是________、________。(2)进行分裂的细胞集中在甲图中的[③]________。该区域的细胞中能产生ATP的细胞器有________。(3)研究表明细胞的呼吸速率在各时期是不同的，乙图中c阶段后期耗氧最多，这与分裂期需要大量的________相适应。c阶段细胞核DNA、染色体与染色单体的比例为________，这种比例将维持到细胞有丝分裂的________期才可能开始变化。(4)乙图表明细胞分裂过程中核糖体功能较活跃的时期是________(填字母)，这也说明在上述时期进行了大量________的合成。(5)丙图呈现了一种物质变化和形态变化过程，①→②的物质变化对应于乙图中的时期是________(填字母)；②→③的形态变化对应于乙图中的时期是________(填字母)。(6)在观察有丝分裂实验时，我们发现即使操作正确，也难以看到很多处于分裂期的细胞，主要原因是_____________。(3)在分裂期需要大量的能量(ATP)，故细胞呼吸加快，耗氧量增加。C阶段DNA已经复制，每条染色体含有两个DNA，两个染色单体。后期着丝点分开每条染色体含一个DNA，染色单体消失。(4)核糖体是蛋白质合成的机器，核糖体功能活跃，mRNA的含量相对增多。(5)丙图①→②表示染色体复制，对应乙图b阶段，②→③染色质变成染色体对应乙图d阶段。(6)对于有丝分裂来说，细胞分裂间期时间比较长，远远大于分裂期，所以在显微镜下观察时，很难看到分裂期的细胞。【答案】

(1)胸腺嘧啶脱氧核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸(2)分生区线粒体(3)ATP(能量)

2∶1∶2后(4)a、c蛋白质(5)b

d

(6)分裂期时间远远短于分裂间期时间实验假设假设一般采用“如果A，则B”的形式表达，是根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释因结论是已知的，故不存在假设问题实验原理因探究内容而异因验证内容而异实验步骤①取材、分组、编号；②相同处理、不同处理、进一步相同处理；③检测、观察、统计、分析等实验结果预期对应假设，分类讨论与实验验证的事实相符合实验结论根据可能的实验结果，进行讨论分析对应实验目的作出肯定结论 (2010·湖南师大附中月考)细胞有丝分裂后期，由于着丝点一分为二，染色体数目暂时加倍。着丝点一分为二的原因是纺锤丝牵引的结果还是受基因控制的生理活动？某同学对该问题进行了实验探究。实验假设：______________________________________。实验步骤：第一步：培养洋葱根尖。第二步：取两个广口瓶分别编号为1号、2号，并装入适量蒸馏水，向1号瓶内加入2mL一定浓度的秋水仙素溶液，向2号瓶中加入2mL蒸馏水。第三步：将已长出根尖的两洋葱分别转移到1号、2号广口瓶中培养一段时间，只将其根尖伸入瓶中液体中。第四步：从1号、2号广口瓶中洋葱上分别切取2～3mm长的根尖若干条，并分别进入________等步骤制成临时装片。第五步：分别在显微镜下观察装片，比较并记录________(时期)的染色体数目。请你预测实验结果和结论：①_________________________________________________。②________________________________________________。【解析】本题考查学生提出实验假说、预测实验结果的能力。根据题目要求，实验的假设可以是“染色体着丝点一分为二的原因是纺缍丝牵引的结果”，也可以是“染色体着丝点一分为二的原因是受基因控制的生理活动”。有丝分裂装片制作的基本步骤是：解离→漂洗→染色→制片。实验的结论要回答实验假设提出的问题。【答案】染色体着丝点一分为二的原因是纺缍丝牵引的结果(或是受基因控制的)解离→漂洗→染色→制片细胞分裂后期①1号、2号瓶中洋葱根尖细胞有丝分裂后期染色体数目相等，说明着丝点一分为二是受基因控制的生理活动②1号瓶中洋葱根尖细胞有丝分裂后期染色体数目是2号瓶的一半，说明着丝点一分为二是纺缍丝牵引的结果铝是自然界中含量最多的金属元素，但是在人和动植物体内的水平却很低。有文章报道，铝对植物生长有益，但在一定的条件下，铝对植物也有毒害作用。某校的同学们为探究三氯化铝对洋葱根尖细胞有丝分裂的影响，设计了如下实验(提示：细胞分裂程度可用细胞分裂指数来表示，即分裂中期的细胞数与所观察的细胞总数之比值)：实验材料及器材：略实验步骤：①取A、B、C、D四个培养皿，在培养皿中加入适量且等量的、质量浓度分别为0.2g/L、0.4g/L、0.6g/L、0.8g/L的AlCl3溶液。②在每个培养皿中放入一个洋葱，在室温下培养生根。③待洋葱长出5cm长的新根后，分别从每个洋葱上剪取一个根尖，制成临时装片。④镜检。观察并统计每张装片100个细胞中________细胞的数目，计算出________。预期实验结果与结论：(略)认真阅读以上实验方案，并回答以下问题。(1)以上实验方案的实验目的是____________________。(2)指出以上实验方案中的两个不足之处，并说明理由。___________________________________________________。【解析】

本实验的目的是探究AlCl3溶液对洋葱根尖细胞有丝分裂程度的影响。实验的自变量为AlCl3溶液的浓度，实验的检测指标是细胞分裂程度。该实验除了利用不同浓度的AlCl3溶液处理洋葱根尖外，还需要利用清水作为对照组，便于准确判断不同浓度的AlCl3溶液对细胞分裂的影响；同时，由于实验中只取一个根尖，会因各种偶然因素影响结果的准确性。【答案】④处于分裂中期分裂指数(1)探究不同浓度(四种浓度的)AlCl3溶液对洋葱根尖细胞有丝分裂程度(指数的)的影响(2)a.只取一个根尖，会因各种偶然因素影响结果的准确性，应取多个根尖制临时装片，统计和计算细胞分裂指数的平均值；b.未设空白对照，依据实验结果难于准确判断不同浓度的AlCl3对细胞分裂的影响及影响程度1．(原创题)下列关于豌豆细胞有丝分裂过程中相关细胞器作用的叙述，正确的是(

)A．在间期，核糖体上合成DNA聚合酶B．在前期，由中心粒发出星射线形成纺缍体C．在中期，线粒体为DNA的复制提供能量D．在末期，高尔基体与赤道板的形成有关【解析】

在间期要进行DNA复制，因此要合成DNA聚合酶；豌豆为高等植物细胞无中心粒；DNA复制在间期，不在中期；末期高尔基体与细胞板的形成有关，赤道板是虚拟的。【答案】

A2．下图是按顺时针方向表示的4种植物细胞的细胞周期，其中说法正确的是(

)A．温度对植物a→b段的生理活动没有影响B．图中b→a→b表示细胞增殖过程的一个细胞周期C．甲图的b→a与丙图的b→a所用的时间可能一样长D．从a→b，由于DNA的复制使染色体数目增加一倍【解析】细胞周期中，间期经历的时间远远长于分裂期，图中b→a代表分裂期，a→b代表分裂间期。一个细胞周期的起点是上次分裂结束，终点是这次分裂结束，因此a→b→a表示一个细胞周期；温度是细胞内酶活性正常发挥作用的必要条件，无论是间期还是分裂期，温度都对细胞的生理活动具有重要影响；间期DNA复制的结果，是每条染色体都由两条相同的染色单体组成，其数目并不加倍；甲、乙、丙、丁四图中，b→a所占整个圆周的比例，分别反映的是四种生物分裂期在整个细胞周期中所占的比例，不代表时间长短的真实数值，因此，甲图的b→a与丙图的b→a所用的时间有可能是一样长的。【答案】

C3．在人体体细胞增殖的一个细胞周期中，在纺缍体形成时，一个细胞中的染色体数为N、DNA含量为m；则当该细胞中染色单体消失时，此细胞中的染色体数和DNA含量分别是(

)A．2N和m

B．N/2和m/2C．2N和m/2 D．N和m【解析】

纺锤体形成在细胞有丝分裂前期，染色单体消失是在细胞有丝分裂后期，由于着丝点分裂使染色体数加倍，DNA含量不再增加。【答案】

A4．(2010·福建质