1、1第 11 讲 细胞的增殖考纲要求 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 细胞的生长和细胞周期1细胞不能无限长大(1)实验细胞大小与物质运输的关系实验原理a用不同大小的琼脂块模拟不同大小的细胞。b用 NaOH 在琼脂块中扩散的体积与整个琼脂块的体积的比值模拟细胞的物质运输的效率。实验结果和结论a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相同。bNaOH 扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小，说明琼
2、脂块的体积越大，物质运输的效率越低。(2)细胞不能无限长大的原因受相对表面积的制约：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。受核质比的制约：细胞核中的 DNA 是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。2细胞增殖(1) 概念：细胞以分裂的方式进行增殖，包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。(2)方式真核生物：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。原核生物：二分裂。(3)意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。3细胞周期(1)范围：连续进行有丝分裂的细胞才有细胞周期。(2)概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。细胞周期包括分裂间期和分裂
3、期，分裂间期完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期进行物质准备，同时细胞有适度的生长。2(3)细胞周期的表示方法方法名称 表示方法 用字母表示细胞周期扇形图 ABCA 为一个细胞周期直线图 ab 或 cd 为一个细胞周期坐标图 abcde 为一个细胞周期柱形图B 组细胞处于分裂间期，正在进行 DNA 复制，C 组细胞多数处于分裂期，A 组细胞为细胞分裂末期和未进行 DNA 复制的细胞(4)细胞周期的特点：不同种类的细胞，其细胞周期不一定相同，分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同。知识拓展 (1)间期又分为 G1期、S 期、G 2期G1期：又称 DNA 合成前期，主要进行 RNA
4、和有关蛋白质的合成，为 S 期 DNA 的复制做准备。S 期：又称 DNA 合成期，主要进行 DNA 的复制。G2期：又称 DNA 合成后期，主要进行 RNA 和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成，为分裂期做准备。(2)细胞分裂后产生的子细胞有三种去向持续分裂：始终处于细胞周期中，如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞。暂不分裂：暂时脱离细胞周期，但仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中，如肝脏细胞、T 细胞、B 细胞、记忆细胞。永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡，如肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞，叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成
5、熟区细胞。(1)细胞越小，相对表面积也越小，这有利于提高物质交换效率( )(2)琼脂块越小，NaOH 扩散到琼脂块的速度越快( )(3)同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期( )(4)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期( )(5)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长( )(6)多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖( )3下表是几种细胞细胞周期的持续时间( t/h)，据表分析：细胞类型 分裂间期 分裂期 细胞周期蚕豆根尖分生区细胞 15.3 2.0 17.3小鼠十二指肠上皮细胞 13.5 1.8 15.3人的肝细胞 21 1 22人的宫颈癌细胞 20.5 1.5 22(1)这些细胞
6、有什么共同特点？提示 都是能进行连续分裂的细胞。(2)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？提示 都不一定相同。(3)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，为什么？提示 细胞周期中，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，大部分都处于间期。命题点一 细胞不能无限长大的原因分析1将一块 3 cm3 cm6 cm 的含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为 1 cm、2 cm、3 cm 的正方体。将 3 块琼脂块放在装有 NaOH 溶液的烧杯内，淹没浸泡 10 分钟。下列说法正确的是( )A随琼脂块增大，NaOH 扩散
7、速率增大 B随琼脂块增大，琼脂块的表面积与体积之比增大C随琼脂块增大，琼脂块中变红的体积增大D随琼脂块增大，琼脂块中变红的体积所占的比例增大答案 C解析 在“细胞大小与物质运输的关系”模拟实验中，用含酚酞的不同琼脂块模拟大小不同的细胞，用变红的琼脂块体积与琼脂块的总体积比模拟物质运输的速率，但各琼脂块中NaOH 扩散速率相同，A 项错误；随琼脂块增大，琼脂块的表面积与体积之比减小，B 项错误；随琼脂块的增大，琼脂块中变红的体积增大，C 项正确；随琼脂块增大，琼脂块中变红的体积所占的比例减小，D 项错误。2以下有关细胞大小和分裂的叙述正确的是( )4A细胞体积越小，表面积也越小，物质运输效率越低
8、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答案 D解析 细胞体积越小，表面积也越小，但相对表面积越大，物质运输效率越高，A 项错误；原核细胞可通过二分裂的方式增加细胞数目，无丝分裂是真核细胞的分裂方式，B 项错误；人的成熟红细胞在分化形成过程中失去细胞核，不能再进行分裂，C 项错误；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，D 项正确。命题点二 细胞周期的判断与分析3下列据图描述细胞周期的相关说法正确的是
9、( )A甲图中的 S 期位于丙图中的 ab 段B一个完整的细胞周期是指乙中的 ab 段或 bc 段C用秋水仙素作用于丙细胞可使细胞分裂停留在 ab 段D细胞中含有染色单体的时间段是 M 或 b、d 或 ab 段答案 C解析 甲图中的 S 期属于间期，而丙图中的 ab 段是分裂期，A 项错误； 一个完整的细胞周期是指乙中的 ab 段或 cd 段，B 项错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使丙细胞分裂停留在 ab 段，C 项正确；图中 M 或 b、d 或 ab 段均表示分裂期，分裂期的后期和末期无染色单体，间期的 G2期已形成染色单体，D 项错误。4下图为细胞周期示意图，其中 S 期内解旋酶和 DN
10、A 聚合酶的活性较高，处于 G0期的细胞属于暂不分裂的细胞。下列相关叙述错误的是( )5A图示细胞的细胞周期为 24 hBS 期应为染色体复制及加倍的时期C记忆 B 细胞所处时期应为 G0期DM 期是染色单体出现和消失的时期答案 B解析 一个细胞周期的总时长为分裂期用时与间期用时之和，A 项正确；染色体加倍发生在有丝分裂后期，属于 M 期，B 项错误；记忆 B 细胞受特定抗原刺激后会迅速增殖和分化，可见记忆 B 细胞属于暂不分裂的细胞，即处于 G0期的细胞，C 项正确；染色单体出现在有丝分裂前期，消失在有丝分裂后期，这两个时期均属于 M 期，D 项正确。与细胞周期相联系的知识(1)联系基因突变
11、：在细胞分裂间期的 S 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。(2)联系染色体变异：在细胞分裂期的前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。(3)联系细胞癌变：用药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA 分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。(4)联系免疫：在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的 B 细胞将进入细胞周期迅速分裂，使细胞周期缩短。6考点二 细胞的有丝分裂 1有丝分裂过程以高等植物细胞为例(连线)巧记 间期：生长复制合成蛋；前期：膜仁消失两体现；中期：着丝点排在赤道板；后期：单体分开向两极；末期：两消两现一重建(重建指植物细胞重建细胞壁)。2动
12、植物细胞有丝分裂的主要区别项目 纺锤体的形成方式不同(前期) 细胞分裂方式不同(末期)植物细胞 从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体由细胞板形成细胞壁，将细胞分隔成两部分动物细胞 由中心体发出星射线形成纺锤体 由细胞膜向内凹陷，将细胞缢裂成两部分3.与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用名称 生物类型 作用时期 生理作用核糖体 动物、植物 主要是间期 合成相关蛋白质线粒体 动物、植物 整个细胞周期 提供能量高尔基体 植物 末期 与细胞壁(板)的形成有关中心体 动物、低等植物 前期 与纺锤体的形成有关74.有丝分裂中细胞结构或物质的周期性变化(1)染色体行为变化当有染色单体(间期的 G2期、前期、中期)时
13、，染色体染色单体DNA122。当无染色单体(间期的 G1期、后期、末期)时，染色体DNA11。(2)核 DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)分裂期 时期项目 分裂间期前期 中期 后期 末期核 DNA 2n4 n 4n 4n 4n 4n2 n染色体 2n 2n 2n 4n 4n2 n染色单体 04 n 4n 4n 0 05.有丝分裂的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。(1)间期细胞核的主要变化是 DNA 的复制和有关蛋白质的合成( )(2)前期随着染色质逐渐螺旋化形成了染色单体( )(3)动植物细胞有丝分裂的中
14、期都会出现赤道板( )(4)有丝分裂后期，着丝点分裂导致 DNA 的数目是染色单体数目的两倍( )(5)动、植物细胞有丝分裂的不同体现在前期和后期( )(6)大肠杆菌和人的红细胞均不能进行无丝分裂( )分析有丝分裂过程中相关曲线和图像(1)PQ 形成的原因是 DNA 的复制， RS 形成的原因是着丝点分裂。(2)乙图是植物细胞有丝分裂前期，丙图是动物细胞有丝分裂后期。8(3)乙图位于甲图中的 QR 段，丙图位于甲图中的 ST 段。1有丝分裂过程中核 DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析(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 间期(S 期)DNA 复制
15、，DNA 数目加倍 末期细胞一分为二，DNA 数目减半染色体 后期着丝点分裂，染色体数目加倍 末期细胞一分为二，染色体数目减半染色单体间期(S 期)DNA 复制，染色单体形成后期着丝点分裂，姐妹染色单体分离，染色单体消失2.有丝分裂中染色体数与核 DNA 数比值的变化曲线图中 ef(BC)段表示 S 期 DNA 的复制，染色单体形成，fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期，即有丝分裂 G2期、前期和中期，gh(DE)段表示有丝分裂后期着丝点分裂，染色单体消失。3根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)(1)根据染色单体变化判断各时期染色单体Error!9(2)根据比例关系判断各时
16、期DNA染色体染色单体Error!命题点一 有丝分裂相关图像的分析1(2017江西上高二中第三次月考)下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，对图像的描述正确的是( )A该生物可能是低等植物B甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与 DNA 分子数比例都为 122C甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体D甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期答案 D解析 图中细胞没有细胞壁、含有中心体，应是动物细胞，A 项错误；图乙中没有染色单体，B 项错误；甲细胞中中心体已经完成了复制，C 项错误；图甲中染色体散乱排布，是有丝分裂前期，图乙中着丝点分裂，染色体数目加倍，是有丝分裂后期
17、，图丙中染色体的着丝点排列在一个平面上，是有丝分裂中期，D 项正确。2下图为植物细胞有丝分裂各时期图像，下列叙述错误的是( )A有丝分裂的分裂期，细胞出现的先后顺序是B图中 M 为赤道板、N 为核仁、P 为星射线C有丝分裂过程中，核 DNA 的复制与染色体复制是同步进行的D细胞内有蛋白质的合成，且合成场所为一种无膜结构的细胞器答案 B解析 图中分别指代有丝分裂的前期、后期、末期、间期、中期，其中分裂期细胞出现的先后顺序是：前期、中期、后期、末期，A 项正确；因图中没有中心体，所以纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，图中 M 为细胞板、N 为核仁，P 为纺锤丝，B 项错误；染色体主要由 DNA
18、 和蛋白质组成，所以核 DNA 的复制与染色体复制应同步进行，C 项正确；细胞对应的时期为有丝分裂间期，该时期的最大特点是进行 DNA 分子的复制以及相10关蛋白质的合成，蛋白质的合成场所是核糖体，核糖体没有膜结构，D 项正确。“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像命题点二 有丝分裂相关曲线图分析3.如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法不正确的是( )A若纵坐标表示一条染色体中 DNA 的含量，则 cd 过程细胞中 DNA 含量不变B若纵坐标表示一个细胞中 DNA 的含量，则 e 点时一条染色体中 DNA 的含量与 a 点相同C若纵坐标表示一条染色体中 DNA 的含量，则 ac 过程染色
19、体数目不变D若纵坐标表示一个细胞中 DNA 的含量，则 ac 过程染色体数目不变答案 D解析 若纵坐标表示一条染色体中 DNA 的含量，则 ab 表示 DNA 复制，cd 表示着丝点分裂，染色体数目加倍，但细胞中 DNA 含量不变；若纵坐标表示一个细胞中 DNA 的含量，则 ab 表示 DNA 复制，cd 表示细胞分裂成两个子细胞的过程，着丝点分裂发生在 bc 段，因此 D 项中ac 过程中包含有丝分裂后期染色体数目加倍的时期。4图 1、图 2 分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，图 3 表示有丝分裂中不同时期核 DNA 分子数的变化，图 4 表示有丝分裂中不同时期染色体和核 DNA 的数量关系。下列有关叙述不正确的是( )A图 1 所示细胞中共有 4 条染色体，8 个 DNA 分子；图 2 所示细胞中共有 0 条姐妹染色单
