高考生物一轮复习61细胞的增殖教程.docx
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高考生物一轮复习61细胞的增殖教程
1．细胞体积越小，细胞的表面积与体积之比就越大，越有利于
物质交换。
2．细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁
殖、遗传的基础。
3．细胞分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分
子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。
4．动物细胞的一个细胞周期中，DNA复制和中心粒的倍增均
发生在分裂间期。
5．真核细胞的分裂方式有三种：
有丝分裂、无丝分裂和减数
分裂。
6．有丝分裂最重要的变化是：
间期DNA复制，数目倍增；分
裂期在纺锤体作用下将复制后的亲代细胞染色体，平均分配
到两个子细胞中。
在细胞的亲代和子代之间保持了细胞遗传
性状上的稳定性。
一、细胞增殖的周期性和细胞的生长
1．细胞周期[据图填空]
（1）条件：
连续分裂的细胞。
（2）起点：
一次分裂完成时，如B点。
（3）止点：
下一次分裂完成时，如B点。
（4）用图中字母表示一个细胞周期：
B→A→B；分裂间期：
B→A，分裂期A→B。
（5）特点：
不同类的细胞，细胞周期不同，分裂间期和分裂期所占比例不同。
2．细胞的生长
（1）时间：
分裂间期。
（2）特点：
不能无限长大。
（3）不能无限长大的原因：
①细胞越大，其表面积与体积的比值就越小；
②细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大；
③细胞核的控制作用所致。
3．细胞增殖的方式、过程和意义
（1）方式：
有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
（2）过程：
包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
（3）意义：
是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
细胞越小，细胞相对表面积就越大，物质的运输效率就越高，那么细胞是不是越小越好？
提示：
不是。
细胞的大小受细胞核的控制，细胞内要有完成各项生命活动所必不可缺少的结构和物质，这必须占有一定的空间，因此，细胞不是越小越好。
二、细胞有丝分裂过程
1．有丝分裂过程（以高等植物细胞为例）
时期 图像 主要特点
间期——
——
前期——
——
中期——
——
后期——
——
末期——
——
2．动植物细胞有丝分裂的主要区别
纺锤体形成不同
细胞分裂方式不同
植物细胞
细胞两极发出纺锤丝
赤道板位置出现细胞板形成细胞壁
动物细胞
中心体发出星射线
细胞膜向内凹陷使细胞缢裂
3．意义
亲代细胞的染色体经过复制后精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间遗传性状的稳定性。
老鼠每天都在磨牙，一天不磨，就会“笑口常开”合不上嘴，这是为什么？
提示：
老鼠的牙根部细胞具有连续分裂能力，分裂方式属于有丝分裂，细胞分裂导致老鼠的牙每天都不断长长，所以老鼠一天不磨牙，就会“笑口常开”合不上嘴。
三、无丝分裂
（1）特点：
分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化。
（2）过程：
①细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成两个。
②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。
（3）实例：
蛙的红细胞的无丝分裂。
无丝分裂过程中存在遗传物质的复制与均分吗？
提示：
存在，否则不能保证亲子代细胞之间遗传性状的稳定性。
[知识体系构建]
有丝分裂过程中相关结构及数目变化
（1）（2012·四川卷T1D）在蛙受精卵发育成原肠胚过程中，在细胞内不能发生姐妹染色单体的分开。
（×）
（2）（2012·山东卷T4D）细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据。
（√）
（3）（2012·江苏卷T15D）探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据。
（√）
（4）（2011·上海卷T17C）植物有丝分裂过程中，细胞核的形成需要高尔基体的参与。
（√）
（5）（2011·海南卷T3D）在动物细胞有丝分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒。
（×）
（6）（2010·天津卷T3D）在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，持续观察，视野中处于中期的细胞将分裂成两个子细胞。
（×）
1．细胞周期中几种细胞结构的变化
（1）纺锤体的变化：
形成（前期）→解体（末期）。
（2）核膜、核仁的变化：
解体（前期）→重建（末期）。
（3）中心体变化规律（动物细胞、低等植物细胞）：
复制→分开移向细胞两极→平均进入子细胞
（间期） （前期） （末期结束）
1～2个 2个 1个
（4）染色体形态变化：
（5）染色体行为变化规律：
2．有丝分裂过程中细胞核中DNA、染色体、染色单体的数目变化（以二倍体为例）
分裂间期
分裂期
前期
中期
后期
末期
着丝点
2n
2n
2n
4n
2n
染色体
2n
2n
2n
4n
2n
染色单体
0→4n
4n
4n
0
0
DNA分子
2n→4n
4n
4n
4n
2n
染色体形态
丝状
丝状→棒状
棒状
棒状
棒状→丝状
3．有丝分裂过程中核DNA、染色体数目变化曲线
图解分析：
（1）图中D点表示DNA复制完成，A点表示着丝点分裂。
（2）一个细胞内的染色体和DNA变化曲线和一个细胞核中的相应变化曲线走向一样，但B点和B′点及E和E′对应时期不一样。
（3）染色体数目增多的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成子染色体。
（4）染色单体在细胞周期中的起点为0，终点也为0。
4．与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用
细胞器
细胞类型
作用时期
生理作用
核糖体
动物、植物
整个时期
各种蛋白质的合成
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
动物、植物
整个时期
提供能量
[关键一点]
（1）细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞，低等植物细胞有丝分裂的分裂期，纺锤体的形成也与中心体有关。
（2）细胞分裂的过程中不出现中心体的不一定是植物细胞，也有可能是进行无丝分裂或者二分裂的细胞。
高考地位
本考点知识具有一定的难度，重在理解，在高考中是命题的热点，常考点之一
命题角度
（1）结合图示综合考查有丝分裂过程中核DNA、染色体等数目变化规律及识图分析能力，如典例1；
（2）结合分裂图像考查有丝分裂图像识别判断及各时期特征，如典例2。
[典例1] 下图为某二倍体生物细胞有丝分裂模式图，据图回答。
（1）图甲中含有同源染色体的区段是________________________________________。
（2）图乙为细胞________分裂________期图像。
该时期的主要特征是______________
________________________________________________________________________。
（3）若2号染色体的遗传信息来自父方，那么与其遗传信息完全相同的染色体为________号，其遗传信息完全相同的原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）图乙对应于图甲中的________段，图丙对应于图甲中的________段。
[解析]
（1）图甲纵坐标是核DNA数目。
图中a～c为分裂间期，c～d为前期，d～e为中期，e～f为后期，在有丝分裂整个过程中都有同源染色体存在。
（2）图乙细胞是着丝点分裂，细胞的每一极都含有同源染色体，所以是有丝分裂后期。
（3）图乙细胞中2号和6号是复制后的姐妹染色单体着丝点分裂形成的两条染色体，所以二者遗传信息完全相同。
（4）图乙细胞是有丝分裂后期，对应于图甲曲线的e～f段；图丙中，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2，对应有丝分裂的前期、中期、即图甲中c～e段。
[答案]
（1）a～h
（2）有丝 后 染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动
（3）6 它们是由同一条染色体复制后分离形成的
（4）e～f c～e
[典例2] 下图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图，据图判断错误的是（ ）
A．若按分裂的先后顺序排列，应为②→③→④→①
B．图①到④构成了一个完整的细胞周期
C．正常情况下，图④所示细胞两极染色体形态和数目相同
D．图③所示时期是观察染色体形态和数目的最佳时期
[解析] 选B 由图示可知，①是有丝分裂末期，②是有丝分裂间期，③是有丝分裂中期，④是有丝分裂的后期，因此细胞分裂先后的顺序是②→③→④→①；图示缺乏细胞分裂的前期，因此图①到④不能构成一个完整的细胞周期；图④是有丝分裂的后期，细胞两极染色体形态和数目相同；图③是有丝分裂中期，是观察染色体形态和数目的最佳时期。
实验平台—
一、实验原理
（1）高等植物根尖、茎尖的分生区细胞有丝分裂较旺盛。
（2）细胞核内的染色体（质）易被碱性染料（如龙胆紫溶液）染成深色。
（3）细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。
二、实验步骤
（1）洋葱根尖培养：
实验课前3d～4d，将洋葱放在盛满清水的广口瓶上，让其底部接触水面放在温暖的地方培养，待根长约5cm时取用。
（2）装片制作：
①取材：
剪取洋葱根尖2mm～3mm。
②解离
③漂洗
④染色
⑤制片：
用镊子将（以上处理过的）根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，用拇指轻轻按压，使细胞分散开
（3）观察：
①低倍显微镜观察：
找到根尖分生区
②高倍显微
镜观察
4．绘画：
绘出植物细胞有丝分裂中期简图
三、易误点拨
（1）培养根尖时，要经常换水，目的是增加水中氧气，防止根进行无氧呼吸造成根的腐烂。
（2）严格控制解离时间，若时间过短，细胞在压片时，不易分裂开；若时间过长，导致解离过度，无法取出根尖进行染色制片。
（3）漂洗染色顺序不能颠倒，否则解离液中盐酸会干扰染色效果。
（4）在显微镜下不能观察到有丝分裂的动态变化，因为对根尖进行解离时，细胞已被杀死。
[高考实验对接]
（2012·山东高考）某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验，下列关于该实验的叙述正确的是（ ）
A．盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B．碱性染料吡罗红（派洛宁）可用于染色体染色
C．观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁
D．细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据
选项分析对接教材
A解离的目的是便于组织细胞相互分离，它是通过压片操作使细胞分散的前提，故该项错误考查实验试剂作用。
所用的试剂与教材实验完全相同，试剂作用因主次颠倒而错误
B碱性染料吡罗红（派洛宁）用于RNA染色，不能使染色体着色，该实验中能用的染色剂是龙胆紫或醋酸洋红液，故该项错误考查染色剂的选用及染色剂的作用。
因与教材实验选用染色体不同而错误
C洋葱根尖在解离时细胞已死亡，所以观察不到处于有丝分裂末期的细胞内细胞板继续向四周扩展形成新的细胞壁的过程，故该项错误考查实验处理后实验材料所处生活状态。
设置可能的理解错误类型让学生进行辨析
D该实验中通过交换不同视野，根据细胞内染色体的存在状态判断细胞所处的各个时期，从而理解生活状态下细胞进行有丝分裂的动态变化过程，故该项正确与教材实验原理完全相同
[多维思考]
（1）该实验中，显微镜下观察到细胞数目最多处于哪一时期？
为什么？
提示：
间期细胞数目最多。
因为间期历时最长。
（2）若已知洋葱根尖分生组织细胞的细胞周期长短，通过该实验测定出不同分裂时期所占时间长短，如何表示？
提示：
通过计数所有观察视野中处于各个不同时期的细胞数目及所有观察视野中细胞总数。
计算各个时期所占比例，然后乘以细胞周期。
技法平台—
1．动、植物细胞分裂图像识别
（1）图像画成方形或图像中有细胞板结构，无中心粒结构，一般可判断为高等植物细胞。
（2）图像画成方形或图像中有细胞板结构，有中心粒结构，一般为低等植物细胞。
（3）图像画成圆形或有中心粒结构，无细胞板结构，通过缢裂方式平分细胞，一般可判断为动物细胞。
2．若为二倍体生物细胞，有丝分裂各时期可作如下判断：
（1）染色体散乱排列，无联会现象，有同源染色体→有丝分裂前期。
（2）着丝粒排列在赤道面上，有同源染色体→有丝分裂中期。
（3）染色体移向两极，每一极都有同源染色体→有丝分裂后期。
[典例1] 下图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析，下列判断正确的是（ ）
A．图①②③④表示一个完整的细胞周期
B．若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→②
C．该细胞图②中有中心体、线粒体和高尔基体参与活动
D．该细胞图①中有同源染色体的配对，图③过程发生了基因重组
[解析] 选B 图示仅为植物细胞分裂时期，不包括分裂间期，不能代表一个完整的细胞周期；由图可知，①为分裂前期、②为分裂末期，③为分裂后期，④为分裂中期，则细胞分裂的先后顺序为①→④→③→②；该细胞图②中无中心体参与活动；有丝分裂过程中，无同源染色体配对，无基因重组。
[典例2] 某同学在光学显微镜下观察洋葱根尖有丝分裂并绘制出下图。
据此推测高尔基体的活动明显增强的时期是（ ）
[解析] 选D A、B、C、D四个图依次表示有丝分裂的前期、中斯、后期、末期。
在末期高尔基体的活动明显增强，以形成新的细胞壁。
[高考随堂体验]
1．（2012·四川高考）蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中，下列行为在细胞中不能发生的是（ ）
A．基因的选择性表达
B．DNA的半保留复制
C．同源染色体的分离
D．姐妹染色单体的分开
解析：
选C 基因选择性表达是细胞分化的根本原因，在题干所述过程中能够发生；由受精卵发育成原肠胚的过程中细胞进行有丝分裂，因此存在DNA的半保留复制；同源染色体的分离发生在减数分裂过程中，而蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中进行的是有丝分裂；有丝分裂过程中存在姐妹染色单体的分开。
2．（2012·上海高考）由细胞形态判断，下列细胞中最可能连续分裂的是（ ）
解析：
选B 由图可知，A是精子、C是肌细胞、D是神经细胞，均是已分化的细胞，丧失了分裂能力。
而B所示的细胞从形态上看，仍处于原始状态，没有分化，可连续分裂。
3．（2012·江苏高考）下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述，错误的是（ ）
A．解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
B．先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜观察
C．显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体
D．探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据
解析：
选C 有丝分裂实验中，解离和压片等都有利于根尖分生区细胞分散开来；观察时应先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜进行观察；由于细胞周期中分裂间期占了大部分时间，所以在显微镜下绝大多数细胞处于分裂间期，不能观察到染色体；一天中不同时间点处于分裂期的细胞数目不同，故探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据。
4．（2011·上海高考）下图为同一植物细胞处在有丝分裂两个不同时期的模式图，下列表述错误的是（ ）
A．a结构主要由纤维素和果胶组成
B．b表示细胞膜，c表示细胞核
C．d结构的形成需要高尔基体的参与
D．e的蛋白质成分是在G2期合成的
解析：
选B 由图可知a为植物细胞的最外层结构，即主要由纤维素和果胶组成的细胞壁；细胞膜与细胞壁在生活状态下是紧贴在一起的，图中b表示核膜，c表示核仁；细胞板逐渐形成d表示的细胞壁，此过程与高尔基体密切相关。
5．（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
解析：
选C 动物细胞无细胞壁，在有丝分裂末期不形成细胞板，而是通过细胞内陷形成两个子细胞。
同源染色体配对发生在减数分裂过程中；中心粒的复制发生于有丝分裂间期。
6．（2009·广东高考）有关真核细胞分裂的叙述，正确的是（多选）（ ）
A．无丝分裂过程核膜不消失
B．动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖
C．动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板
D．无丝分裂仅出现于高等生物的衰老细胞
解析：
选AC 无丝分裂过程中没有染色体和纺锤体的出现，也没有核膜和核仁的消失，但无丝分裂并非只出现于高等生物衰老的细胞。
动物细胞的分裂方式有：
有丝分裂、无丝分裂（如蛙的红细胞）和减数分裂（如卵原细胞）。
动物细胞在有丝分裂的末期不形成细胞板，而是细胞膜从中部向内凹陷，将细胞缢裂成为两个子细胞。
7．（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着丝点排列在一个平面上
A．②→③→①→④ B．②→④→③→①
C．③→②→④→①D．②→③→④→①
解析：
选C 进行有丝分裂的细胞具有细胞周期，①过程发生在有丝分裂的后期，②过程发生在有丝分裂的前期，③过程发生在有丝分裂间期，④过程发生在有丝分裂的中期。
故一个细胞周期分裂过程的顺序是③→②→④→①。
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