2027届高三生物一轮复习课件：第4单元　第11讲　细胞增殖的周期性和有丝分裂

第11讲细胞增殖的周期性和有丝分裂课标要求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临时装片,或观察其永久装片命题趋势1.细胞周期及其调控:重机理、联前沿——细胞周期的阶段与事件、细胞周期的精细调控。高考题常引入细胞周期蛋白(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)以及检验点等概念2.有丝分裂过程辨析:熟阶段、辨行为——各时期的核心特征与数量关系、动植物细胞有丝分裂的差异3.观察细胞有丝分裂实验:懂操作、会分析——重在考查原理、操作、结果分析及在实际情境中的应用考点一考点二目录索引

高考真题•演练考点三考点一细胞增殖的周期性必备知识•精读教材1.细胞增殖

细胞分裂发育遗传物质准备细胞分裂周期无丝分裂2.细胞周期

连续分裂下一次分裂完成时蛋白质DNA

蛋白质3.细胞周期相关常考图形

图1图2(1)以“核DNA分子的相对含量”为衡量指标:图1中a、a~b处的细胞,以及b处部分细胞,可分别对应图2中的a、b、c,即分别对应G1期、S期、G2期,均属于分裂间期。(2)以“mRNA的相对含量”为衡量指标:G1期、G2期均有蛋白质合成,G1期在前,G2期在后。科学思维•教考衔接有丝分裂与细胞周期的调控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G1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。为研究某一时期细胞的代谢、增殖或凋亡,常采取一些方法使细胞群体处于细胞周期的同一时期,这就是细胞同步化技术。(1)与G1期细胞相比,G2期细胞中染色体及核DNA分子数目的变化是

。

(2)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

。

(3)以下是能够实现动物细胞周期同步化的两种方法。①在细胞快速增殖的培养液中添加适量的DNA合成抑制剂,主要激活检验点

,处于

期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转,最终细胞会停滞在细胞周期的

期,以达到细胞周期同步化的目的。

染色体数目不变,核DNA分子数目加倍

①②

检验点52G2、MS

②在细胞快速增殖期的培养液中添加适量的

,抑制纺锤体形成,主要激活检验点

,使细胞停滞于分裂中期,即可实现细胞周期同步化。经处理的细胞染色体数目

,该物质起作用的时期是细胞分裂的

期。

秋水仙素4加倍前关键能力•练透考法1.(2026·安徽合肥模拟)完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期),其中分裂间期又包括G1期、S期(DNA合成期)和G2期,如右图所示。在体外培养细胞时常需要将培养细胞的周期同步化。DNA合成阻断法是一种常用的方法,其做法是用DNA合成抑制剂(如TdR)特异性地抑制DNA合成,使S期的细胞分裂暂停,其他时期的细胞不受影响,去除抑制剂后S期细胞分裂恢复。下列叙述正确的是(

)A.在体外培养时,培养液中大部分细胞处于M期B.经同步化处理后,培养液中各细胞的细胞周期的时间长短不相同C.第一次加入TdR并培养一段时间后,所有细胞都被抑制在G1期和S期的交界处D.至少需要使用TdR两次才能实现所有细胞的周期同步化D解析

由于分裂间期时间远长于M期,因此在体外培养时,培养液中大部分细胞处于分裂间期,A项错误。“周期同步化”的目的是让细胞周期同步,因此经同步化处理后,培养液中各细胞的细胞周期时间长短相同,B项错误。TdR是DNA合成抑制剂,所以第一次加入TdR并培养一段时间后,原本处于G1期、G2期和M期的细胞最终停在G1期和S期的交界处,处于S期的细胞最终停在S期,C项错误。第一次加入TdR并培养一段时间后,原本处于G1期、G2期和M期的细胞最终停在G1期和S期的交界处,处于S期的细胞最终停在S期,随后解除抑制一段时间(大于S期的时长,让所有细胞都过完S期),再次使用TdR使其停在G1和S期的交界点,完成细胞周期同步化,D项正确。2.(2025·北京西城二模)万寿菊花瓣可用来提取叶黄素。用秋水仙素处理万寿菊萌动的种子后进行播种,将获得的植株进行自交,取若干F1植株叶片,用流式细胞仪(根据细胞中DNA含量对细胞分别计数)检测,根据结果将F1分为3种类型(如图)。甲

乙丙下列叙述正确的是(

)A.秋水仙素可抑制细胞分裂时着丝粒的分裂B.图甲所示植株一定没有发生可遗传变异C.图乙所示植株每个细胞中DNA含量最高D.实际生产叶黄素倾向选择图丙所示植株D解析

秋水仙素能抑制纺锤体的形成,不能抑制着丝粒的分裂,A项错误。可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异,用秋水仙素处理可能导致染色体数目变异,这些变异是可遗传的,B项错误。图乙所示植株的细胞中DNA相对含量既有未加倍的、又有加倍的,不是图乙所示植株每个细胞中DNA含量最高,有些细胞中的DNA相对含量与处理前可能相同,C项错误。图丙所示植株的细胞中DNA含量的最大值高于细胞甲,说明此时万寿菊已经实现了染色体数目的加倍,且图乙所示植株的细胞中DNA相对含量有未加倍的,所以实际生产叶黄素倾向选择图丙所示植株,D项正确。【以题悟道】

常和细胞周期联系的五个“热点”考点二有丝分裂和无丝分裂必备知识•精读教材1.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染色质丝→

;核仁逐渐解体,

逐渐消失;③形成纺锤体;④染色体散乱分布

染色体核膜时期分裂图像特点植物细胞动物细胞中期染色体的

排列在赤道板上

后期①着丝粒分裂;②子染色体

;③染色体数目

着丝粒移向细胞两极加倍时期分裂图像特点植物细胞动物细胞末期①染色体→

;②

逐渐消失;③

重新出现;④细胞质分裂

染色质丝纺锤丝核膜、核仁2.动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别

纺锤丝两组中心粒细胞板缢裂3.细胞周期中核DNA分子、染色体和染色单体的变化(1)染色体形态及行为变化(2)核DNA分子、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)时期分裂间期分裂期前期中期后期末期核DNA分子2n→4n4n4n4n4n→2n染色体2n2n2n2n→4n4n→2n染色单体0→4n4n4n4n→004.有丝分裂的意义

染色体DNA平均遗传5.无丝分裂

染色体纺锤丝蛙的红细胞细胞核中部易错排查(1)精原细胞能通过有丝分裂产生子细胞。(2023·河北卷)(

)(2)动物细胞有丝分裂中核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成。(2023·河北卷)(

)(3)果蝇体细胞中有8条染色体,其体细胞在有丝分裂后期,成对的同源染色体分开,细胞中有16条染色体。(

)(4)有丝分裂过程中,核膜和核仁周期性地消失和重现。(

)(5)蛙的红细胞能通过无丝分裂增殖,人的红细胞能通过有丝分裂增殖。(

)√√×√×科学思维•教考衔接1.细胞周期中核DNA分子、染色体、染色单体数目变化曲线分析(1)曲线模型(2)曲线解读

项目上升段的变化原因下降段的变化原因核DNA分子______________________________________________________末期细胞一分为二,核DNA分子数目减半染色体______________________________________________________末期细胞一分为二,染色体数目减半染色单体分裂间期(S期)DNA复制,染色单体形成______________________________________________________分裂间期(S期)DNA复制,核DNA分子数目加倍

后期着丝粒分裂,染色体数目加倍后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色单体消失2.细胞周期中每条染色体上DNA含量及染色体数/核DNA分子数的变化曲线

图1图2S期DNA的复制

G2期、有丝分裂前期和中期

有丝分裂后期着丝粒分裂3.根据柱状图判断细胞分裂各时期(以二倍体生物为例)(1)根据染色单体变化判断各时期

(2)根据比例关系判断各时期

关键能力•练透考法命题角度一

有丝分裂的过程及特点1.(2025·广东卷)某同学用光学显微镜观察网球花胚乳细胞分裂,视野中(如图)可见(

)A.细胞质分离B.等位基因分离C.同源染色体分离

D.姐妹染色单体分离D解析

细胞质分离可以在光学显微镜下观察到,如植物细胞中出现细胞板,题图中没有出现细胞板,不处于末期,故没发生细胞质分离,A项错误。等位基因分离发生在减数分裂过程中,胚乳细胞不能进行减数分裂,且等位基因显微镜下不可见,B项错误。同源染色体分离发生在减数分裂过程中,胚乳细胞不能进行减数分裂,C项错误。图中染色体均匀分布在细胞两极,可知着丝粒已经分裂,姐妹染色单体形成的染色体在分离,D项正确。2.(2026·广东深圳模拟)某同学在观察细胞的有丝分裂后手绘了一个细胞图像(如图),以下是该同学对该细胞图像的描述,错误的是(

)A.据图推测该细胞是动物细胞B.该细胞处于有丝分裂的后期C.该细胞在分裂间期有8条染色体D.该时期细胞内有同源染色体C解析

分析题图可知,该细胞无细胞壁,细胞膜向内凹陷,故可能为动物细胞,A项正确。该细胞含有同源染色体,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,处于有丝分裂的后期,B、D两项正确。该细胞处于有丝分裂的后期,染色体数目为8条,为体细胞的2倍,由此可知体细胞的染色体数目为4条,该细胞在分裂间期的染色体数目与体细胞的相同,均为4条,C项错误。命题角度二

有丝分裂相关物质或结构变化3.(2025·安徽蚌埠一模)细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期又包括DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)和DNA合成后期(G2期)。离开细胞周期暂时不再分裂的细胞称为G0期细胞。下列说法正确的是(

)A.人体骨髓内的造血干细胞属于G0期细胞B.在细胞分裂前期,中心粒复制一次,并发出星射线,形成可被显微镜观察到的纺锤体C.在植物细胞有丝分裂后期,高尔基体会破碎成小泡,形成细胞板D.人体体细胞在有丝分裂后期,染色体数目加倍,此时细胞内有4条21号染色体D解析

人体骨髓内的造血干细胞具有分裂能力,不属于G0期细胞,A项错误。中心粒的复制发生在分裂间期,而非分裂前期,B项错误。高尔基体形成小泡,形成细胞板,是在有丝分裂末期,C项错误。人体体细胞含有2条21号染色体,在有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体加倍,因此会有4条21号染色体,D项正确。考点三观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂必备知识•精读教材1.实验原理

碱性2.实验步骤

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,有利于观察3.实验成功的关键及注意事项

细胞分裂旺盛不易分散解离过度未分散开关键能力•练透考法1.(2023·湖北卷)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,结果如下表(单位:个)。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7732625关于表中记录结果的分析,下列叙述错误的是(

)A.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C解析

有丝分裂是一个连续的过程,不同细胞可能处于不同的时期,某些细胞所处的时期可能会导致观察者的混淆,从而导致计数差异,A项正确。在有丝分裂中期,染色体的着丝粒位于赤道板上,此时染色体排列整齐,易于观察,B项正确。由于分裂期只占整个细胞周期的5%~15%,而分裂间期占到整个细胞周期的85%~95%,即使取用的材料处于较旺盛的分裂阶段,间期细胞数量也应该多于分裂期细胞数量,五名同学记录的间期细胞数不多,原因可能是某名同学选择的视野含有较多分裂期的细胞,C项错误。根据表中记录的结果,戊统计的细胞数量较多,有可能是由其计数规则与其他同学不同导致的,D项正确。2.(2026·河南南阳模拟)某兴趣小组用大蒜(2n=16)根尖制作临时装片观察植物细胞的有丝分裂,拍摄的照片如图所示。下列叙述错误的是(

)A.①为分裂前期细胞,细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体B.②为分裂中期细胞,含16条染色体、32个核DNA分子C.③为分裂后期细胞,纺锤丝的牵引使染色体着丝粒断裂D.④为分裂末期细胞,细胞中央的细胞板扩展形成细胞壁C解析

细胞①处于前期,植物细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体,A项正确。细胞②处于中期,每条染色体上有两条染色单体,此时细胞中有16条染色体、32个核DNA分子,B项正确。细胞③处于后期,着丝粒在相关酶的作用下分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体后,由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动,C项错误。细胞④处于末期,在细胞中央赤道板的位置出现一个细胞板,细胞板逐渐扩展,形成新的细胞壁,D项正确。高考真题•演练1.(2024·湖北卷)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(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(

)A.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酵母菌出芽生殖图1图2A解析

由题意可知,芽殖酵母出芽与核DNA复制同时开始,核DNA复制发生在细胞周期的分裂间期,芽殖酵母出芽发生在分裂间期,A项错误。由图2实验结果可知,基因甲、乙和溶液丙都会影响芽殖酵母最大分裂次数,可以通过调节环境因素或基因的表达调控细胞生命周期,B、D两项正确。出芽生殖为无性繁殖,可以很好地保持亲本性状,成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同,C项正确。2.(2024·浙江卷)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