1、版高考生物一轮复习第五单元细胞的生命历程第9讲细胞的增殖及相关实验教案中图版第9讲细胞的增殖及相关实验最新考纲1.细胞的生长和增殖的周期性（）。2.细胞的有丝分裂（）。3.细胞的无丝分裂（）。4.实验：（1）观察细胞的有丝分裂。（2）模拟探究细胞表面积与体积的关系。考点一细胞的生长和增殖的周期性（5年4考）1.细胞不能无限长大（1）模拟实验细胞大小与物质运输效率之间的关系细胞模型：不同大小的琼脂块。运输效率表示法：检测方法：酚酞遇NaOH变红色。（2）细胞不能无限长大的原因：核质比：细胞核控制的细胞质范围有限：细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低2.细胞分裂方式及判断（1）概念图（2
2、）解读3.细胞增殖的周期性（1）细胞周期（2）分裂间期的物质变化分裂间期又可划分为G1期（DNA合成前期）、S期（DNA合成期）和G2期（DNA合成后期），其主要变化如下：G1期：主要进行RNA和有关蛋白质的合成，为S期的DNA复制做准备。S期：完成DNA复制每条染色体上1个DNA复制为2个DNA，且两个DNA位于两条染色单体上，两条染色单体由一个着丝点连在一起，即：G2期：合成蛋白质主要是用于形成纺锤丝（星射线）。（3）细胞周期的4种常用表示方法1.所有细胞都有细胞周期吗？提示只有连续分裂的细胞才有细胞周期。2.细胞产生的子细胞都将继续分裂吗？提示细胞分裂产生的子细胞有三种去向。继续分裂，始
3、终处于细胞周期中，保持连续分裂状态，如动物红骨髓细胞、植物形成层细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、芽生长点细胞等。暂不分裂，仍具分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂，如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞等。细胞分化，失去分裂能力，分化为其他组织器官细胞，如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞、神经细胞、浆细胞、叶肉细胞、根尖成熟区细胞等。细胞不能无限长大的原因（2018西北工大附中模拟）科学家通过模拟实验探究细胞大小与物质运输的关系，实验过程：将三个边长分别为1 cm、2 cm、3 cm含有酚酞的琼脂块，浸泡于NaOH溶液10 min后取出，切成两半，每块NaOH扩散的深度如图中阴影所示
4、（琼脂块中数据表示未被扩散部分的长度），关于该实验及相关推论叙述正确的是（）A.本实验自变量是不同大小的琼脂块，因变量是NaOH进入琼脂块“细胞”的深度B.NaOH在边长1 cm的琼脂块内扩散的速率最大C.通过本模拟实验可说明，细胞体积越小，其相对表面积越小，物质运输的效率就越高D.本实验中，NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率解析本实验自变量是不同大小的琼脂块，因变量是NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比，A错误；据图示可知，NaOH在3个琼脂块内扩散的速率相同，B错误；通过本模拟实验可说明，细胞体积越小，其相对表面积越大，物质运输的效率就越高，C错
5、误；本实验中，NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率，D正确。答案D模拟探究细胞表面积与体积关系的相关说明（1）琼脂块大小模拟细胞大小，NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。（2）物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。（3）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。（4）NaOH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。（5）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换的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。细胞周期1.（2017全国卷，29）利用一定方法使细胞群体
6、处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：（1）DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，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。（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞（填“会”或“不会”）被阻断在间期。（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是_（答出1点即可）。解析（
7、1）DNA复制发生在细胞分裂间期；DNA合成被阻断后，分裂期不受影响，分裂间期受影响。（2）秋水仙素通过抑制纺锤丝的形成来使细胞中染色体数目加倍，而纺锤丝的形成于有丝分裂前期，因此不会被阻断在间期。（3）分裂间期细胞的特点是DNA的复制和有关蛋白质的合成、细胞体积略有增大。答案（1）分裂间（2）纺锤体形成不会（3）完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质2.如图表示细胞周期，下列叙述不正确的是（）A.按箭头所示方向，aa段或bb段表示一个细胞周期B.染色体的平均分配发生于ab段C.细胞中DNA含量的加倍发生在ba段D.将癌细胞的细胞周期阻断在ba段可以治疗癌症解析本题考查对细胞周期的
8、理解，解题的突破口是细胞周期起点和终点的确定。ba段、ab段分别表示分裂间期和分裂期，细胞周期应是bb段。答案A细胞周期的2点提醒（1）分裂间期的特征：间期又分为G1期、S期、G2期，G1期进行RNA和有关蛋白质的合成，为S期DNA的复制做准备；S期合成DNA；G2期进行RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成。（2）观察细胞分裂过程中染色体形态、数目的变化时，应选择细胞周期短、分裂期相对较长的细胞；由于分裂间期远比分裂期长，视野中处于间期的细胞数目更多。考点二细胞的有丝分裂和无丝分裂（5年11考）1.有丝分裂过程以高等植物细胞为例（连线）助学巧记细胞有丝分裂各时期特点膜仁消失显两体形定数晰
9、赤道齐点裂数加均两极两消两（三）现质分离2.有丝分裂过程中细胞结构的变化（1）染色体形态及行为变化：间期前期中期后期末期（2）有丝分裂过程中相关成分或结构“加倍”的时期和原因分析成分或结构时期原因DNA间期DNA复制染色体后期着丝粒分裂中心体间期中心体复制细胞核末期新核膜已经形成，细胞质尚未分裂3.“三看”法界定动物和高等植物细胞有丝分裂图像4.无丝分裂DNA含量、染色体数、染色单体数及每条染色体上DNA分子数变化曲线分析：（1）请依次标注图甲丁的纵轴标识内容。（2）上图甲丁中，由于核DNA分子复制而引起变化的区段有哪些？（3）图甲丁中哪些区段变化原因是“着丝粒分裂，姐妹染色单体分离形成子染色
10、体”？提示（1）甲丁纵轴标识内容依次为甲：DNA含量；乙：染色体数；丙：染色单体数；丁：每条染色体上DNA分子数。（2）AB、LM、PQ变化的原因都是核DNA分子复制。（3）GH、NO、RS变化的原因都是着丝粒分裂、染色单体分离形成染色体。1.真题重组判断正误（1）若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色（2017全国卷，2C）（）（2）人的正常体细胞的分裂次数是有限的（2016海南卷，4A）（）（3）细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献（2016全国卷，1A）（）（4）细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制（2016海南卷，6C）（）（5）细胞中染色体的数目始终等于DNA的
11、数目（2017海南卷，23A）（）以上内容主要源自教材必修一 P7680有丝分裂与无丝分裂知识，全面把握有丝分裂过程及相关物质或结构变化并了解无丝分裂特点和适用范围是解题关键。（注：高考对本考点的考查大多与减数分裂结合）2.下列与有丝分裂相关叙述正确的是（）A.随着着丝粒的分裂，DNA数目加倍B.有丝分裂是真核细胞的主要增殖方式，无丝分裂是原核细胞的主要增殖方式C.与动物细胞有丝分裂方式不同，植物细胞有丝分裂末期可形成赤道板D.动物细胞有丝分裂与细胞膜流动性密切相关解析随着着丝粒分裂，染色体数目加倍；有丝分裂和无丝分裂均为真核细胞的分裂方式；植物细胞有丝分裂末期可形成细胞板而不是赤道板。答案D
12、3.真核细胞体积普遍较小，但卵细胞体积为何较大？提示卵细胞的卵黄中贮存了大量营养物质，卵裂初期所需的营养物质由卵黄提供，不是靠细胞外物质的输入；细胞的表面积与体积之比限制细胞的物质运输，而卵细胞内部储存了大量的营养物质，可以长得比较大。有丝分裂的过程及特点1.（2013海南单科，5）关于细胞有丝分裂的叙述，正确的是（）A.赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构B.有丝分裂间期DNA复制的过程需要解旋酶的参与C.有丝分裂中期，发生联会的同源染色体排列在赤道板上D.在细胞周期中，分裂间期的持续时间通常比分裂期的短解析有丝分裂过程中提到的赤道板只是个位置，没有真正的结构存在，A项错误；细胞在有丝分
13、裂间期进行的DNA分子复制中的解旋需要酶的参与，B项正确；有丝分裂过程中没有同源染色体的联会，C项错误；在细胞分裂周期中间期占的比例较大，D项错误。答案B2.如图所示，有关细胞有丝分裂的描述正确的是（）A.具有姐妹染色单体的只有eB.在b时期实现了细胞中的DNA和染色体数目的加倍C.细胞有丝分裂的顺序是ceabdD.观察和计数染色体数目的最佳时期是e解析图中a、e时期均含姐妹染色单体；b时期染色体数目加倍，c时期DNA数目加倍；细胞有丝分裂顺序应为caebd。答案D（1）分裂全过程均存在同源染色体，但不联会、不分离。（2）姐妹染色单体在间期就已形成，只是呈染色质形态，而染色体形态出现于前期。（
14、3）后期着丝粒是自动分裂而与纺锤丝的牵引无关。若用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝的牵引，细胞中染色体的数目仍可加倍。（4）界定赤道板与细胞板：赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。（5）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活动活跃的时期生理作用核糖体动、植物整个细胞周期，但主要是间期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有丝分裂过程中染色体、DNA等数据变化分析1.（2018江淮十校联考）如图甲、乙是某哺乳动物
15、（含2n条染色体）的体细胞一次细胞分裂过程曲线图，纵坐标表示一个细胞核中染色体或DNA的含量。下列说法错误的是（）A.甲图可能是DNA含量变化，乙图可能是染色体数目变化B.EF、CD段均与新核形成有关C.MN段与着丝粒断裂有关D.BC段只包含前期和中期，NE包括后期解析BC段应包括G2期、前期、中期和后期，D错误。答案D2.如图为某生物细胞有丝分裂过程中染色体数（a）、染色单体数（b）和核DNA分子数（c）的统计图。下列解释一定不正确的是（）A.图可以用于表示细胞分裂的前期B.染色体螺旋化程度最高时，可用图表示三者的数量关系C.间期用图表示最恰当D.图可表示细胞分裂完成解析先判断图可表示哪些时
16、期，再根据各时期的特点逐项分析。图与图相比，染色体数加倍，染色单体数为零，可表示有丝分裂后期。图与图相比，染色体和核DNA数恢复为正常值，可表示有丝分裂完成。答案C根据柱状图判断细胞有丝分裂时期（以二倍体生物为例）一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期：（1）根据染色单体变化判断有丝分裂各时期：染色单体（2）根据比例关系判断有丝分裂各时期：DNA染色体染色单体考点三实验：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂（5年7考）1.实验原理（1）高等植物的分生组织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（龙胆紫溶液或醋酸洋红）染成深色。（3）由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可
17、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。2.实验步骤（1）取材时为什么只能剪23 mm，而不能过长？提示若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。（2）解离和染色时间要严格控制的原因是什么？提示若解离时间太短，则压片时细胞不易分散开；时间过长，则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。若染色时间太短，则染色体不能完全着色；若染色时间过长，则使细胞核等其他部分充满染色剂，无法分辨染色体。（3）实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换？并说明原因。提示不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸，有利于碱性染料的着色，若二者顺序颠倒，
18、解离液中的盐酸会影响染色的效果。（4）为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？提示解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断移动装片，在不同的视野中寻找。（5）使细胞分散开的操作措施有哪三种？提示解离；镊子尖弄碎根尖；拇指按压载玻片。观察植物细胞的有丝分裂1.（2014全国课标，29）回答下列问题。（1）在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中，常用盐酸酒精混合液处理根尖，用龙胆紫溶液染色。实验中，盐酸酒精混合液的作用是；龙胆紫溶液属于性染料，能够使细胞中的着色。（2）用光学显微镜观察细胞，可以看到细胞核。细胞核的功能
19、可概括为：_。解析（1）盐酸酒精混合液是解离液，用于解离过程，解离的作用是使组织中的细胞相互分离开来。龙胆紫溶液用于染色过程，为碱性染料，能使细胞核中的染色体（质）着色。（2）对细胞核功能较为全面的阐述应该是：细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。答案（1）使组织中的细胞相互分离碱染色体（质）（2）细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心2.（2017海南模拟）在“观察细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤（“”表示操作，“”表示未操作）如下表所示。实验人员操作取材解离漂洗染色制片甲根尖13 mm
20、处乙根尖13 mm处丙根尖57 mm处则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是（）A.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚C.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体D.染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚解析解离的目的是使细胞分散开，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖57 mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。答案C实验成功的关键点（1）实验材料的选择类型：选取分裂期占
21、细胞周期比例相对较大的材料。部位：应选分裂旺盛的部位（如根尖的分生区）。（2）应该严格按照操作步骤进行：取材解离漂洗染色制片。（3）在解离过程中细胞已被盐酸杀死（龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色，表明细胞已丧失生物活性，生物膜已不具选择透过性），因此，显微镜下观察到的都是死细胞，不能看到细胞分裂的动态变化。若视野中找不到处于某一时期的细胞，可通过移动装片从邻近的区域中寻找。 易错防范清零易错清零易错点1误认为所有分裂的细胞都有细胞周期点拨只有有丝分裂的细胞“连续分裂时”才具备（无丝分裂、减数分裂不具有细胞周期）细胞周期。能连续分裂的细胞包括动物的受精卵、精（卵）原细胞、皮肤生发层细胞、造血干
22、细胞、癌细胞、杂交瘤细胞等，植物的根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织细胞、茎的形成层细胞、受精卵等。易错点2不明确有丝分裂过程中相关结构的变化规律点拨纺锤体形成于前期，消失于末期；核膜、核仁在前期消失，在末期重建；中心体在间期倍增，在前期移向两极，在末期平均分配。易错点3不清楚细胞分裂间期mRNA的变化点拨（1）G1、G2期解读：G1、G2两时期为mRNA形成的高峰期，表明此期为转录高峰期，此时应大量消耗“U”，且RNA聚合酶活性较高，但G1期主要合成DNA复制所需的酶系，G2期主要合成纺锤体微管蛋白等。（2）S期解读：S期为DNA复制期，是细胞周期的最关键期，此时大量消耗“T”S期易发生基因突
23、变，为诱变育种、癌细胞增殖，药物研发关键期。 纠错小练1.下列关于细胞周期的叙述，正确的是（）A.机体内所有的体细胞都处于细胞周期中B.受抗原刺激后的淋巴细胞细胞周期变长C.细胞种类不同，细胞周期持续时间不同D.成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期解析只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，已经分化的细胞无细胞周期，A错误；受抗原刺激后的淋巴细胞分裂增殖，细胞周期变短，B错误；细胞种类不同，细胞周期持续时间不同，C正确；成熟的生殖细胞不再分裂，无细胞周期，D错误。答案C2.（2017蕲春模拟）如图表示某高等动物细胞分裂各阶段染色体和核DNA数的比例关系（用实线表示）和细胞质中mRNA含
24、量的变化（用虚线表示）。下列有关叙述错误的是（）A.该图表示的细胞分裂方式不一定为有丝分裂B.在b阶段核DNA和染色体的含量均加倍C.核糖体发挥功能的主要时期是c阶段D.d阶段细胞中可能发生基因重组答案B3.（2017云南省大理州理科综合）下列有关二倍体生物细胞增殖的叙述正确的是（）A.染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期B.有丝分裂中期，发生联会的同源染色体排列在赤道板上C.赤道板是细胞在有丝分裂过程中出现的一种结构D.在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁的形成解析染色单体形成于分裂间期，A错误；有丝分裂中期有同源染色体，但是同源染色体不发生联会，B错误；赤道板不是真实存在的结构，是一
25、种虚拟的结构，C错误。答案D4.（2017安徽省皖北名校联考）图示中的甲、乙、丙表示动物细胞有丝分裂中三种物质的数量关系，其中a是染色体，b是染色单体，c是DNA分子，那么图中数量关系正确的是（）A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.只有甲解析甲图：染色体数目染色单体数目DNA分子数122，可表示有丝分裂前期和中期；乙图：染色体数目染色单体数目DNA分子数212，有丝分裂过程中不存在这样的数量关系；丙图：不含染色单体，染色体数目DNA分子数目11，可表示有丝分裂末期。答案B随堂真题&预测1.（2017北京卷，1）洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂，比较实验操作和结果，叙述正确的是
26、（）A.都需要用盐酸溶液使细胞相互分离B.都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察C.在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍D.在有丝分裂末期都能观察到细胞板解析盐酸只能使植物细胞相互分离开来，动物细胞的相互分离用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，A错误；使用高倍显微镜观察细胞分裂图像时，需在低倍镜下找到物像移到视野中央，再用高倍物镜，B正确；在有丝分裂中期着丝点不分裂，染色体数目没有加倍，在有丝分裂后期着丝点分裂，染色体加倍，C错误；植物细胞有丝分裂末期在细胞中央出现细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，动物细胞膜从中央向内凹陷，D错误。答案B2.（2016海南卷，6）下列与细胞周期有关的叙述，正确的是（）A
27、.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等位基因分离只发生于减数分裂过程中，而减数分裂无细胞周期，A错误；在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现于分裂前期，B错误；细胞周期大部分时间处于分裂间期，此时染色体呈染色质状态，D错误。答案C3.（2014海南单科，1）下列植物细胞中，适合观察细胞有丝分裂的是（）A.蚕豆叶肉细胞 B.洋葱鳞片叶表皮细胞C.蚕豆根尖分生区细胞 D.洋葱根尖伸长区细胞解析在四个备选项中只有C选项的细胞具有分裂能力，其他细胞都是高度
28、分化的细胞，不能进行细胞分裂。答案C4.（2019高考预测）在人的体细胞增殖过程中，下列生理活动通常不会发生的是（）A.DNA复制 B.三磷酸腺苷的水解C.纺锤体的形成与消失 D.基因重组解析人的体细胞有丝分裂过程中有DNA复制；细胞增殖需要消耗能量，三磷酸腺苷的水解释放能量；人的体细胞有丝分裂过程中有纺锤体的形成与消失；有丝分裂通常不会发生基因重组。答案D（时间：30分钟满分：100分）1.（2017河北衡水四调，9）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
29、，阴影代表红色。则（）A.该实验的自变量为x，因变量为yB.x的值随y值的增大而增大C.NaOH扩散的体积为（yx）3D.y值越小，扩散体积的比例越大解析该实验的目的为探究细胞大小与物质运输关系，即自变量为y，因变量为NaOH扩散体积占琼脂立方块体积的比例，A错误；x为NaOH扩散的深度，与y（立方块的边长）没有关系，B错误；NaOH扩散的体积应为y3（y2x）3，C错误；y值越小，琼脂立方块的相对表面积越大，扩散体积的比例越大，D正确。答案D2.下列甲图表示在一个细胞周期中不同时期所需时间的示意图，乙图表示不同温度条件下酶活性的变化曲线。关于这两幅图的描述，正确的是（）A.利用一定剂量射线处理a时期可诱发突变B.
