备战高考生物一轮复习第12讲细胞的增殖 讲义.docx

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备战高考生物一轮复习第12讲细胞的增殖讲义

第12讲

细胞的增殖

知识体系——定内容

核心素养——定能力

生命观念

通过理解细胞周期的概念和有丝分裂的基本过程，能够掌握细胞周期的动态变化和物质准备过程，并形成生命在于运动的观点

科学思维

通过归纳有丝分裂过程中物质或结构的变化规律和相关曲线变式分析，培养利用逻辑思维分析问题的能力，以及利用数学知识解答问题的能力

考点一　细胞增殖的周期性[重难深化类]

1．分析细胞不能无限长大的原因

2．图示细胞周期

[基础自测]

1．判断下列叙述的正误

（1）细胞体积增大，与外界物质交换效率提高（×）

（2）同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期（×）

（3）任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期（×）

（4）G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生（2018·浙江卷，T21A）（√）

（5）在细胞周期中，分裂间期的持续时间通常比分裂期的短（×）

（6）动物细胞分裂间期有DNA和中心体的复制（√）

（7）发生减数分裂的细胞没有细胞周期（√）

（8）幼年个体生长需细胞增殖，成年后不需要细胞增殖（×）

2．回答下列与细胞生长和细胞周期有关的问题

（1）判断下列哪些细胞具有细胞周期：

A．根尖分生区细胞B．植物形成层细胞　C．神经细胞　D．人表皮细胞　E．哺乳动物成熟红细胞　F．干细胞　

G．动物皮肤生发层细胞　H．洋葱表皮细胞　I．浆细胞

①具有细胞周期的是：

A、B、F、G（填序号）。

②判断的理由：

这些细胞都是连续分裂的细胞。

（2）图中按箭头方向表示一个完整细胞周期是B→B（或B→A→B）。

其中B→A表示分裂间期，A→B表示分裂期。

（3）据下表分析：

细胞

分裂间期（h）

分裂期（h）

细胞周期（h）

十二指肠细胞

13.5

1.8

15.3

肿瘤细胞

18.0

0.5

18.5

成纤维细胞

19.3

0.7

20.0

若用上述三种细胞观察细胞的有丝分裂，应选择十二指肠细胞，原因是细胞周期中分裂期相对较长。

模拟细胞大小与物质运输效率之间的关系

1．实验原理

（1）含酚酞的琼脂块

酚酞变为红色。

（2）NaOH在每一块琼脂块中扩散的速率相同。

（3）在相同时间内，NaOH扩散的体积（而不是NaOH扩散的深度）与琼脂块的总体积的比值可以反映NaOH扩散的速率，由此模拟细胞大小与物质运输效率之间的关系。

2．模拟实验中的模型

实验模型

模拟对象

不同大小的琼脂块

不同大小的细胞

NaOH扩散进入琼脂块

细胞物质的运输

NaOH扩散体积/整个琼脂块体积

细胞物质运输的效率

3．实验的结论

（1）细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境的物质交换能力越小。

（2）细胞内物质的交换受到细胞体积的制约，细胞体积过大，会影响物质运输的效率，细胞内的生命活动也不能得到有效的控制。

[对点落实]

1．（2019·南昌模拟）以下有关细胞大小和分裂的叙述，正确的是（　　）

A．细胞体积越小，表面积也越小，物质运输效率越低

B．原核细胞只能通过无丝分裂增加数目

C．人的成熟红细胞可以进行有丝分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂

D．细胞不能无限长大的原因之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加

解析：

选D　细胞体积越小，表面积也越小，但相对表面积增大，物质运输效率升高；原核细胞可通过二分裂增加数目，无丝分裂是真核细胞的分裂方式；人的成熟红细胞在分化形成过程中会失去细胞核，不能再进行分裂；细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，这是细胞不能无限长大的原因之一。

2.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酞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。

则（　　）

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

解析：

选D　本实验的目的是探究细胞大小与物质运输关系，y表示细胞大小，x表示细胞运输物质的量，故该实验的自变量为y，因变量为x/y；从实验的结果来说，细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低；NaOH扩散的体积为y3－（y－2x）3；从实验的结果来说，细胞体积越小，其相对表面积越大，细胞的物质运输效率就越高。

1．对有丝分裂细胞周期理解的四点提醒

（1）只有连续分裂的细胞才有细胞周期，不分裂或暂不分裂的细胞无细胞周期。

（2）不同种类生物的细胞周期有很大差别。

（3）细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分都处于分裂间期。

（4）分裂产生的子细胞的三种去向：

继续分裂、暂不分裂、不再分裂（细胞分化）。

2．细胞周期的表示方法

方法名称

图形

说明

扇形图

A→B→C→A为一个细胞周期

线段图

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

柱状图

A：

DNA合成前期（G1期）

B：

DNA合成期（S期）

C：

DNA合成后期（G2期）及分裂期（M期）

[对点落实]

3．（2016·海南高考）下列与细胞周期有关的叙述，正确的是（　　）

A．等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期

B．在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂间期

C．细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制

D．肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长

解析：

选C　等位基因的分离发生在减数分裂过程中，减数分裂没有细胞周期；纺锤丝出现在有丝分裂前期；DNA复制需要解螺旋，染色体高度螺旋化，难以解旋；染色体存在于分裂期，分裂期的时间远小于分裂间期。

4.细胞周期检验点（checkpoint）是细胞周期调控的一种机制，主要是确保周期每一时相事件有序、全部完成并与外界环境因素相联系。

在真核细胞中，细胞分裂周期蛋白6（Cdc6）是启动细胞DNA复制的必需蛋白，其主要功能是促进“复制前复合体”形成，进而启动DNA复制。

参照如图所示的细胞周期，下列相关叙述正确的是（　　）

A．“复制前复合体”组装完成的时间点是2

B．所有的细胞都具有细胞周期，但不同细胞的细胞周期有差异

C．有的细胞可能会暂时脱离细胞周期，在特定的环境下会重新进入细胞周期

D．1到4过程为一个完整的细胞周期

解析：

选C　根据题意可知，“复制前复合体”组装完成的时间点是1；只有连续分裂的细胞才有细胞周期；有的细胞可能会暂时脱离细胞周期，在特定的环境下会重新进入细胞周期；4到4过程为一个完整的细胞周期。

5．细胞分裂间期依次划分为G1、S和G2期，研究者将处于不同时期的细胞进行融合，实验结果如下图所示。

其中灰色的部分是细胞核，黑点代表中心体。

下列推断不合理的是（　　）

A．引发中心体复制的物质持续存在到G2期

B．中心体和DNA复制可能同时进行

C．S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质

D．中心体的复制始于G1期，在G2期复制完毕

解析：

选D　据图可知，G1期的细胞含有1个中心体，S期和G2期的细胞含有2个中心体，G1期的细胞和G2期的细胞融合，G1期细胞可以完成中心体的复制，推测引发中心体复制的物质持续存在到G2期；G1期和S期的细胞融合，G1期细胞可以发育到S期，同时完成中心体的复制；根据B项推测S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质；中心体在S期即复制完毕。

[归纳拓展]

细胞周期中可能发生的“3”变

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

染色体变异

在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞

细胞癌变

分裂过程中若原癌基因和抑癌基因发生突变，细胞会发生癌变

考点二　有丝分裂过程和相关结构、物质变化规律[重难深化类]

1．动植物细胞有丝分裂过程（填表）

时期

分裂图像

特点

植物细胞

动物细胞

间期

①完成DNA复制和有关蛋白质合成

②细胞适度生长

前期

共同点

①核膜、核仁消失②染色质→染色体

③纺锤体形成

区别

植物：

细胞两极发出纺锤丝

动物：

中心体发出星射线

中期

①染色体的着丝点排列于赤道板上

②染色体形态稳定，数目清晰

后期

①着丝点分裂，姐妹染色单体分开

②子染色体移向两极

末期

共同点

①核膜、核仁出现，形成两个核

②染色体→染色质

③纺锤体消失

④细胞质分裂

区别

植物：

细胞板→细胞壁

动物：

细胞膜凹陷

2．比较动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别

3．无丝分裂过程示意图（填空）

[基础自测]

1．判断下列叙述的正误

（1）二倍体动物有丝分裂中期染色体排列在赤道板上，后期染色单体分离（2018全国卷Ⅲ，T4AD改编）（√）

（2）纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期（×）

（2013·江苏卷，T3C）

（3）染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期（×）

（2013·江苏卷，T3D）

（4）蛙受精卵发育过程中不能发生DNA的半保留复制（×）

（2012·四川卷，T1B）

（5）动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成（×）

（6）动物细胞有丝分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞（√）

（7）无丝分裂过程中核膜不消失（√）

（8）动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖（×）

2．连线高等植物细胞有丝分裂的时期及其图像主要特点

3．据下面三幅不同生物细胞有丝分裂图回答问题

（1）A图表示植物细胞（填“动物细胞”或“植物细胞”），理由是：

①具有细胞壁，②无中心体。

（2）B图细胞处于分裂期的

期，图中有染色单体

条。

该图与它的前一时期相比，相同的是核DNA分子数，不同的是染色体数。

（3）C图表示动物细胞进行有丝分裂的

期，此期细胞内发生的主要变化是着丝点分裂，染色单体分开成为两条子染色体，在纺锤丝牵引下移向细胞两极。

1．理清染色体、染色单体和核DNA的关系

①当有染色单体（前、中期）时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2

②当无染色单体（后、末期）时，染色体∶DNA＝1∶1

2．总结细胞有丝分裂中相关结构的变化规律

细胞结构

变化规律

纺锤体

形成（前期）→消失（末期）

核膜、核仁

消失（前期）→重建（末期）

中心体

倍增（间期）→移向两极（前期）→平均分配（末期）

3．区分有丝分裂过程中细胞器的作用与分配

（1）与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用

细胞器名称

细胞类型

作用时期

生理作用

核糖体

动、植物

间期（主要）

有关蛋白质的合成

中心体

动物、低等植物

前期

纺锤体的形成

高尔基体

植物

末期

细胞壁的形成

线粒体

动、植物

整个细胞周期

提供能量

（2）有丝分裂过程中细胞器的分配

①中心粒经倍增后，均等分配到两个子细胞中。

②线粒体、叶绿体等细胞器随机地分配到两个子细胞中。

[对点落实]

1．下列关于动物细胞增殖及增殖过程的一些数量变化，叙述正确的是（　　）

A．细胞增殖都具有周期性

B．中心粒在前期倍增，成为两组

C．着丝点分裂会导致染色单体消失

D．核DNA随染色体增倍而增倍

解析：

选C　减数分裂也是细胞增殖的一种方式，但是没有周期性；中心粒在间期复制倍增，成为两组；着丝点分裂会导致染色单体消失；核DNA在间期DNA复制时倍增，而染色体在有丝分裂后期着丝点分裂时倍增。

2．在大蒜