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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞的增殖学案
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞的增殖学案，共19页。学案主要包含了归纳总结，名师提醒，归纳提升等内容，欢迎下载使用。
6.1 细胞的增殖
目标导航
1.通过分析、比较植物细胞细胞周期图解、有丝分裂模式图，阐明细胞周期的概念和特点，概述有丝分裂各时期的主要特征。
2.通过对比动植物细胞有丝分裂过程的异同点，深入理解动植物的统一性和差异性，阐明有丝分裂对保证子代细胞遗传信息连续性的意义。
3.通过制作植物细胞有丝分裂临时装片、观察处于细胞周期不同时期细胞的特点，提升临时装片制作和显微镜的观察技能，提升科学探究能力。
知识精讲
知识点01 细胞增殖和细胞周期
1.细胞增殖：不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要取决于细胞数量的多少。细胞数量的增多是通过细胞分裂来实现的。细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
2.细胞周期：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。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前，是分裂间期o细胞周期的大部分时间处于分裂间期,占细胞周期的90%～95%。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。
知识点02 有丝分裂
1.有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。
2.高等植物细胞的有丝分裂
时期
高等植物细胞示意图
主要特征
分裂间期
完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。每条染色体经过复制后形成两条完成一样的姐妹染色单体。
有丝分裂（分裂期）
前期
出现染色体，核仁解体，核膜消失。植物细胞从细胞两极发出纺锤丝进而形成纺锤体。
中期
染色体的着丝粒排列在赤道板的位置上。
后期
每个着丝粒一分为二，每条染色体的两条姐妹染色单体分开，成为两条染色体。由纺锤丝牵引着分别向两极移动，结果细胞两极各有一套形态和数目相同的染色体。
末期
两套染色体分别达到细胞两极后，又变成细长而盘曲的染色质丝。
纺锤体消失，核膜、核仁重新出现。在赤道板位置出现细胞板，进而形成新的细胞壁，最后一个细胞分裂形成两个细胞。
（3）动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
（4）细胞有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
4.无丝分裂：一般是细胞核先延长，其的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核；接着，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。因为在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，所以叫作无丝分裂，如蛙的红细胞的无丝分裂。
知识点03 观察植物根尖分生组织细胞的有丝分裂
1.实验原理：在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、 芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞，通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态，就可以判断这些细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液，旧称龙胆紫溶液）着色。
2.实验步骤：以洋葱为实验材料观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂的步骤包括洋葱根尖的培养、装片的制作和洋葱根尖细胞有丝分裂的观察三步。
3.装片的制作
过程
方法
时间
目的
解离
剪取洋葱根尖2〜3mm,立即放入盛有盐酸和酒精混合液（1：1 ）的玻璃皿中，在室温下解离。
3～5 min
使组织中的细胞相互分离开。
漂洗
待根尖软化后，用镶子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。
约10min
洗去药液，防止解离过度。
染色
把根尖放入盛有质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中染色。
3～5min
甲紫溶液或醋酸洋红 液能使染色体着色。
制片
用镊子将这段根尖取出来，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。然后，用拇指轻轻地按压盖玻片。
使细胞分散开来，有利于观察。
4.洋葱根尖细胞有丝分裂的观察
把制成的装片先放在低倍镜下观察，扫视整个装片，找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密。再换成高倍镜仔细观察，首先找出分裂中期的细胞，然后再找前期、后期、末期的细胞，注意观察各时期细胞内染色体形态和分布的特点。最后观察分裂间期的细胞。
能力拓展
考法01 细胞周期的表示方法和细胞周期的特点
1.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。一个细胞周期包括两个阶段-分裂间期和分裂期。根据染色体的行为，把分裂期划分为四个时期-前期、中期、后期、末期。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，持续时间最长。
2.细胞周期图示分析
①分裂间期：甲图a、c，乙图a；
②分裂期：甲图b、d，乙图b+c+d+e；
③一个细胞周期：甲图a+b、c+d，乙图a+b+c+d+e。
3.细胞周期的特点
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小时
2.0小时
17.3小时
小鼠十二指肠上皮细胞
13.5小时
1.8小时
15.3小时
人的肝细胞
21小时
1小时
22小时
人的宫颈癌细胞
20.5小时
1.5小时
22小时
①不同生物的细胞周期持续时间不一定相同。
②同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间不一定相同。
③细胞周期持续时间相同的细胞，分裂间期和分裂期的比例不一定相同。
【典例1】右图表示细胞周期，有关叙述错误的是( )
A.按箭头所示方向由a→a或由b→b表示一个细胞周期
B.染色体的平均分配发生于a→b段
C.细胞中核DNA含量的加倍发生在b→a段
D.将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可以治疗癌症
【答案】 A
【解析】 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，据图可知，a→b 段为细胞分裂期，b→a段为分裂间期，故细胞周期可以表示为b→b，A错误；染色体平均分配发生在细胞分裂的后期，即a→b段，B正确；b→a段为细胞分裂间期，该时期完成DNA的复制，细胞中核DNA含量加倍，C正确；将癌细胞的细胞周期阻断在细胞分裂间期，即b→a段，可抑制癌细胞的增殖，达到治疗癌症的目的，D正确。
考法02 高等植物的有丝分裂
植物细胞有丝分裂有丝分裂的简图分析。
①该图是植物细胞有丝分裂简图，其体细胞含有4条染色体。A细胞的染色体行为是着丝粒一分为二，为有丝分裂后期；B细胞两极发出纺锤丝，染色体散乱分布在细胞中，是有丝分裂前期；C细胞着丝粒排列在赤道板位置，是有丝分裂中期；D在赤道板位置出现细胞板，出现新的核膜，是有丝分裂末期。作为一个细胞周期还缺少处于分裂间期的细胞简图。
②用高倍镜观察D图所示的细胞能够看到的结构有细胞壁、染色体、纺锤体、核膜；因为赤道板仅仅是类似于地球赤道位置的一个平面，没有具体结构，以上各图所示的细胞在高倍镜下均观察不到赤道板。染色体数目加倍发生在图A所示时期，原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，每条染色单体成为一条染色体。
【归纳总结】
①染色体：在细胞有丝分裂过程中，染色体的主要变化包括在细胞分裂间期进行复制；分裂前期螺旋化，散乱分布于细胞中；中期纺锤体牵引染色体向中央移动，着丝点排列在赤道板位置；后期着丝点分开，染色体平均移向细胞两极，平均分配到两个子细胞中；末期染色体解螺旋形成染色质。
②纺锤体：细胞分裂前期，两级发出纺锤丝形成纺锤体，末期纺锤体消失。
③细胞内DNA分子数因染色体复制而加倍，发生在间期；染色体数因着丝点分开而加倍，发生在后期。染色单体因染色体复制而形成，发生在间期；染色单体因着丝点分开而消失，发生在后期。
④赤道板不同于细胞板，赤道板不是存在的具体结构，因此在显微镜下是无法观察到的，它指的是细胞中央假想的一个平面。而细胞板则是植物细胞在末期形成的具体结构，最终扩散形成细胞壁。
【典例2】下列关于植物细胞有丝分裂过程的叙述，不正确的是( )
A．在分裂间期，每个染色体复制，DNA含量加倍
B．在分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，DNA含量也加倍
C．在分裂中期，染色体的形态和数目最清晰
D．在分裂末期，细胞内复制后的染色体平均分配进入两个子细胞
【答案】B
【解析】在分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动，该时期染色体数目加倍，但DNA含量未变。
【名师提醒】①有丝分裂后期，着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的结果，即便没有纺锤丝的牵引，到了一定时期，着丝粒也会分裂。
②分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，分裂间期结束后，开始进行有丝分裂，有丝分裂不包括分裂间期。
③有丝分裂的前期、中期、后期、末期是人为划分的，它们之间没有明显的界限。
考法03 动植物细胞有丝分裂的差异
1.染色体行为是划分细胞分裂方式和细胞分裂时期的依据，动植物细胞有丝分裂过程中染色体行为变化完全相同，都是间期完成染色体的复制，分裂期染色体平均分配到两个子细胞中。
动植物细胞有丝分裂的不同有细胞的结构特点决定。两者的不同点一是前期纺锤体的形成方式不同，二是末期子细胞的形成方式不同。前期，高等植物细胞没有中心体，纺锤体由两极发出的纺锤丝形成；动物细胞有中心体，纺锤体由中心粒发出的星射线形成。末期，高等植物细胞存在细胞壁，在高尔基体参与下，在赤道板位置形成细胞板，进一步扩散形成细胞壁，把一个细胞分裂形成两个子细胞的方式不同；动物细胞没有细胞壁，由细胞膜从中央向内凹陷，把一个细胞分裂为两个子细胞。
2.与动植物细胞有丝分裂关系密切的细胞器
种类
时期
作用
动物
线粒体
间期、分裂期
提供能量
核糖体
间期
合成蛋白质
中心体
前期
发出星射线，形成纺锤体
高等植物
线粒体
间期、分裂期
提供能量
核糖体
间期
合成蛋白质
高尔基体
末期
向赤道板移动，参与细胞壁形成
3.在一些低等植物细胞里，也存在着中心体，会出现星射线，因此鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是根据有丝分裂过程中是形成细胞板，使细胞质分割为二，还是细胞膜内陷使细胞质分割为二作为鉴别依据。
【典例3】鉴定一个正在分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是（ ）
A．观察是否有中心体发出星状射线
B．观察是否有细胞核的消失和重建
C．观察末期细胞分裂的状态
D．观察是否有染色体形态的变化
【答案】C
【解析】动物细胞和低等植物细胞都有丝分裂过程中都有中心体发出星状射线，观察是否有中心体发出星状射线不是最可靠的方法；动植物细胞有丝分裂过程中都有细胞核的消失和重建，不能鉴定是动物细胞还是植物细胞；动植物细胞有丝分裂末期细胞质的分裂方式不同，植物细胞在赤道板的位置形成细胞板，并由细胞板向四周扩展，最终形成细胞壁，进而形成两个子细胞，而动物细胞在有丝分裂的末期，细胞膜从中部向内凹陷，最后缢裂成两个子细胞，因此观察末期细胞分裂的状态是鉴定一个正在分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞的可靠方法；动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态变化相同，不能鉴定是动物细胞还是植物细胞。
【名师提醒】
“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像
考法04 动植物细胞有丝分裂的差异
操作分析：以下是几位同学进行植物细胞有丝分裂的实验操作，假设每个同学的操作都只有下面一个方面的错误。
甲：剪取距根尖4～5mm处的根尖部位进行实验；
乙：从解离液取出根尖后，立即进行染色；
丙：将染色后的根尖立即盖上载玻片观察；
丁：将制作的根尖直接用高倍镜观察；
戊：在视野中央发现一个处于前期的细胞后，一直盯着这个细胞观察，希望了解这个细胞从前期到末期的染色体的动态变化。
他们均不能观察到理想现象。他们的观察到的实验现象及出现该现象的原因分别为：
甲：看到的细胞呈长方形，没有处于分裂期的细胞。原因是选择的材料是根尖伸长区。
乙：染色体这色浅或没有被染上色。原因是解离后没有漂洗，残留的盐酸与染色剂发生了中和反应。
丙：细胞重叠看不清。原因是没有把根尖用镊子弄碎和对盖玻片进行压片，导致细胞重叠。
戊：看不到细胞从前期到末期的染色体的动态变化。原因是细胞经解离已经被杀死，不能继续进行分裂。
【归纳提升】
①解离时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏；解离时间过短会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。实验中保证细胞相互分散开的操作有对根尖进行充分解离，然后的根尖用镊子弄碎保证细胞相互分开，盖上盖玻片后轻压使细胞分散均匀为单层细胞。
②解离液中含有盐酸，而染色使用的是碱性染液，解离过程中留在组织中的盐酸会中和碱性染液，影响染色效果。漂洗的目的之一是洗去组织中的盐酸，保证染色效果。漂洗不充分会导致染色体染色较浅或不能染色。
③低倍镜视野范围大，更容易找到分生区，因此应把制成的装片先放在低倍镜下观察，找到呈正方形且排列紧密的细胞即为分生区细胞。因为细胞周期中间期最长，因此视野中处于间期的细胞最多。
【典例4】在观察植物细胞的有丝分裂实验中，甲、乙、丙三位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下表：①～④为观察中要使用到的镜头。有关该实验的叙述，正确的是( )
学生
操作步骤
解离
漂洗
染色
制片
观察
甲
－
＋
＋
＋
＋
乙
＋
－
＋
＋
＋
丙
＋
＋
＋
＋
＋
注：“＋”表示已操作；“－”表示未操作。
A．甲观察到的结果是染色过深，无法看清染色体
B．乙观察到的结果是细胞重叠，看不到染色体
C．低倍镜下找到细胞分裂图像后，丙同学欲仔细观察染色体的数目，应选用的镜头组合为②和③
D．丙同学可以看到处于有丝分裂中期的细胞中中心体发出星射线形成纺锤体
【答案】C
【解析】：甲没有解离是活细胞不能被染色，乙未漂洗会解离过度，细胞分散距离大，细胞一般不重叠，丙同学不会观察到中心体发出星射线，高等细胞没有中心体。
【名师提醒】
实验成功的关键及注意事项
实验材料的选择
类型
选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部分
选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)
时间
必须在分裂旺盛的时间
操作注意事项
解离时间
太短
细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散
过长
导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色
漂洗时间
适宜
洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色
染色时间
太短
染色体或染色质不能完全着色
过长
使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
压片力度
过轻
细胞未分散开
过重
将组织压烂
显微镜观察
细胞状态
显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化
细胞数目
间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长
考法05 染色体数、染色单体数和DNA数的规律性变化
1.结合有丝分裂各时期染色体的特点，以体细胞中DNA数目为2C、染色体数目为2N为例，完成下表
时期
染色体形态变化
染色体行为变化
核DNA分子数
染色体数
染色单体数
间期
染色质复制
2C→4C
2N
0→4N
前期
染色质螺旋化，缩短变粗
4C
2N
4N
中期
着丝粒排列在赤道板位置上
4C
2N
4N
后期
着丝粒分裂，纺锤丝牵引子染色体移向细胞两极
4C
2N
4N→0
末期
解螺旋形成染色质丝，平均分配到两个细胞核中去
4C→2C
2N→4N
0
2.细胞内核DNA分子、染色体和每条染色体上DNA含量的变化曲线
3.根据柱形图判断细胞分裂时期的方法
①根据染色单体判断各时期
有染色单体：对应图甲，是间期DNA复制后、着丝粒分裂前的前期、中期
无染色单体→对应图乙和图丙。图乙对应后期，着丝粒分裂导致染色单体消失、染色体数目加倍；图丙对应间期或末期，间期未复制前不存在染色单体，末期由于后期着丝粒分裂不存在染色单体、由于染色体平均分配导致染色体数目与体细胞一样。
②
根据比例关系判断各时期 4:2:4→间期DNA复制后、前或中期
核DNA分子数：染色体数：染色单体数= 4:4:0→后或末期
2:2:0→末期结束时或间期DNA复制前
【典例5】下图甲表示某二倍体动物细胞有丝分裂图像，图乙、丙、丁分别是对该动物细胞有丝分裂不同时期染色体数、染色单体数和核DNA分子数的统计(图乙、丙、丁中的a、b、c表示的含义相同)。下列有关叙述正确的是( )
A．该动物各个体细胞中都含有4条或8条染色体
B．图乙中的a、b、c分别表示染色体、核DNA分子和染色单体
C．图丁可以表示图甲所示时期的染色体、核DNA分子的数量关系
D．图丁所示细胞正处于有丝分裂后期
【答案】A
【解析】据题可知，题图甲表示某二倍体动物细胞的有丝分裂图像，从图甲可以看出该细胞处于有丝分裂后期，细胞中有8条染色体，据此可以推出该动物体细胞中一般含有4条染色体，但不能说明该动物各个体细胞中含有的染色体数都是4条，如图甲细胞就有8条染色体。根据有丝分裂不同时期染色体、染色单体和核DNA分子的数目关系以及染色单体数可出现“0”，可以判断题图乙中的a、b、c分别表示染色体、染色单体和核DNA分子。题图丙中染色单体数为0，但染色体数加倍后与核DNA分子数相同，据此可判断图丙表示的是处于有丝分裂后期或末期的细胞，故图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、核DNA分子和染色单体的数量关系。题图丁所示细胞中没有染色单体，染色体与核DNA分子数目相等且没有加倍，可以判断该细胞处于有丝分裂末期结束或分裂间期中DNA复制之前的时期。
分层提分
题组A 基础过关练
1.下列细胞中，具有细胞周期的是（ ）
A．人的红细胞 B．根尖分生区细胞 C．洋葱表皮细胞 D．口腔上皮细胞
【答案】B
【解析】连续分裂的细胞才有细胞周期，人的红细胞、洋葱表皮细胞和口腔上皮细胞都不再分裂，没有细胞周期，根尖分生区细胞连续进行细胞分裂，具有细胞周期。
2.下列有关观察根尖分生区组织细胞有丝分裂的叙述，正确的是（ ）
A.制作有丝分裂装片时，根尖解离后直接用甲紫溶液染色
B.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
C.盐酸解离根尖的同时也为甲紫溶液染色创造酸性环境
D.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体
【答案】B
【解析】制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后要经过漂洗才能染色，A不正确；解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散，B正确；盐酸解离根尖后要漂洗才能用甲紫染色，甲紫溶液呈碱性，不能在酸性环境中使用，C不正确；能分裂的细胞大多数细胞处于分裂间期，染色体是前期形成的，所以显微镜下绝大多数细胞里不能观察到染色体，D不正确。
3.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
【答案】C
【解析】观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂时，绝大多数细胞处于有丝分裂间期，不能观察到染色体，C不正确。
4．如图1中，ab表示一个细胞周期，cd表示另一个细胞周期。图2中，按箭头方向表示细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是( )
A．图1中的a、图2中B→A，细胞正在进行DNA复制
B．图1中的b、图2中A→B，会出现染色体数目加倍的时期
C．图2中细胞周期可以是从A到B再到A
D．图2中细胞周期可以是从B到A再到B
【答案】C
【解析】 图2中细胞周期应是从B到A再到B,C不正确。
5.与高等植物细胞有丝分裂相比，下列叙述中不是动物细胞有丝分裂显著特点的是( )
A．染色体经过复制后精确均分到两个子细胞中
B．中心体周围发射出星射线
C．在细胞分裂末期，细胞缢裂成两部分
D．在细胞分裂前期，两组中心粒分别移向细胞两极
【答案】A
【解析】染色体经过复制后精确均分到两个子细胞中是动植物细胞有丝分裂的共同点。
6．无丝分裂与有丝分裂最主要的区别是( )
A．无染色体的变化和纺锤体的出现 B．无染色体的复制
C．形成的子细胞染色体数目减少 D．形成的两个子细胞大小不同
【答案】A
【解析】 无丝分裂与有丝分裂最主要的区别是无染色体的变化和纺锤体的出现。
题组B 能力提升练
7.关于有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的变化，下列说法正确的是( )
A．有丝分裂的全过程都能看到染色体
B．在细胞周期中，染色单体数量随着染色体数量的增加而增加
C．细胞分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同
D．有丝分裂的全过程中，核DNA和染色单体的数量始终保持一致
【答案】C
【解析】有丝分裂的间期和末期时，染色体以染色质丝形式存在，看不到染色体，A不正确；染色体数目随着着丝粒分裂而增加，着丝粒分裂后染色单体消失，B不正确；细胞分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同，C正确；染色体复制之前和着丝粒分裂之后不存在染色单体，核DNA数量和染色单体数量不一致，D不正确。
8.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,以下操作和结论正确的是（ ）
A．剪取5 cm根尖,用酒精和吡罗红混合液解离染色
B．上图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野
C．持续观察,视野中的K细胞将分裂成两个子细胞
D．视野中,N细胞的染色体数目是M细胞的一半
【答案】B
【解析】解离时用的解离液是酒精和盐酸混合液（1∶1）,且剪取的根尖长2~3mm。该实验所观察的细胞在解离时已经死亡,不会继续分裂。M细胞的着丝点尚未分裂,染色体数目没有加倍;N细胞中着丝点分裂,染色体数目加倍,所以N细胞的染色体数是M细胞的两倍。
9．如图表示细胞增殖（以有丝分裂为例）过程中每条染色体中DNA含量变化曲线,下列有关叙述正确的是 （ ）
A．该细胞在BC时期始终有染色单体存在
B．若是植物细胞,在BC时期会出现赤道板,由C到D会出现细胞板
C．DE时期不能表示细胞有丝分裂的后期
D．用电镜观察马蛔虫受精卵细胞,会发现中心粒倍增和移向细胞两极发生在AB段
【答案】A
【解析】图中BC时期表示每条染色体中都含有两个DNA分子,所以包括了前期、中期,但不包括后期;若图中曲线表示植物细胞,细胞板则出现在DE段,赤道板是一个平面,并不是细胞的真实结构;DE段表示每条染色体中含有一个DNA分子,可以表示有丝分裂后期;图中AB段表示分裂间期,动物细胞中心粒的倍增发生在分裂间期,倍增的中心粒移向细胞两极发生在前期。
10．在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中，观察到不同分裂时期的细胞如图所示：
下列叙述错误的是
A．装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色
B．观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜
C．图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成
D．图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍
【答案】C
【解析】分析题图可得，甲图为植物有丝分裂前期的细胞，乙图为植物有丝分裂中期的细胞，丙图为植物有丝分裂后期的细胞，丁图为植物有丝分裂末期的细胞。装片在制作时需要先用盐酸解离，而因为染色用的染色剂为碱性，因此在染色前需要用清水漂洗以防止解离液和染色剂中和导致染色效果降低，A选项正确；观察过程需要从低倍镜开始，找到分生区细胞后再换高倍镜观察，B选项正确；图甲为有丝分裂前期的细胞，正在处于核膜消失，形成染色体的阶段，已经完成了染色体的复制和相关蛋白质的合成，C选项错误；图乙为有丝分裂中期的细胞，染色体数与普通体细胞相等，丙图为有丝分裂后期的细胞，由于着丝粒断裂，使染色体暂时加倍，故图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍，D选项正确。
11.如图甲表示某高等植物细胞有丝分裂的相关图像，图乙表示细胞内染色体与核DNA数目比的变化关系，据图分析回答问题：
（1）图甲中的①代表有丝分裂____________期，该时期的特征是____________（写出三个）。
（2）图甲中的①处于图乙中的____________段，细胞中染色体：DNA：染色单体=____________；图乙中ef段代表有丝分裂的____________期。
（3）图甲②代表有丝分裂的____________期。动物细胞有丝分裂过程中在该时期与其不同的特点是____________。
（4）绘制该高等植物有丝分裂过程中一个细胞中染色体的数目变化曲线（注：在纵坐标上标注具体条数）
【答案】（1）前 核膜溶解；核仁消失；染色质螺旋成为染色体；染色体散乱分布；细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 （2）cd 1：2：2 后期和末 （3）末 （不形成细胞板），细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分 （4）
【解析】（1）图甲中①的核膜溶解、核仁消失；染色质螺旋成为染色体；染色体散乱分布；细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，说明该细胞为有丝分裂的前期。（2）图甲中的①每条染色体上含有两个DNA，细胞中染色体∶DNA∶染色单体=1∶2∶2，染色体数与核DNA数之比为0.5，故处于图乙中的cd段。图乙中de段表示着丝点断裂，ef段表示每条染色体上含有一个DNA，可代表有丝分裂的后期和末期。（3）图甲②细胞中出现了细胞板，可代表有丝分裂的末期。动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分。（4）有丝分裂过程中染色体数目加倍发生在后期，末期结束细胞中染色体数恢复为体细胞数量，故该高等植物有丝分裂过程中一个细胞中染色体的数目变化曲线如答案所示。
12.下图甲表示洋葱根尖有丝分裂，图乙表示一个细胞有丝分裂过程中某物质数量变化曲线。其中A、B、C、D、E为细胞代号。请据图回答：
(1) 在观察细胞有丝分裂时，往往看到视野中有大量的间期细胞，而分裂期的细胞较少。其原因是在细胞周期中______________________________________。
(2) 有丝分裂过程中，在前期消失、末期重建的结构是____________________________。
(3) 根据细胞周期写出图甲所示细胞在有丝分裂中的顺序是___________。
(4) 图乙表示细胞中________的数量变化，图中a～d段细胞内发生的主要变化是________________________________________________________。
【答案】(1)细胞周期的大部分时间处于分裂间期/分裂间期比分裂期所占时间长/分裂期比分裂间期所占时间短 (2)核膜与核仁 (3)DABCE (4)核DNA DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
【解析】(1)由于在细胞周期中，大部分时间处于分裂间期（或分裂间期比分裂期所占时间长或分裂期比分裂间期所占时间短），所以在观察细胞有丝分裂时，往往看到视野中有大量的间期细胞，而分裂期的细胞较少。 (2)有丝分裂过程中，核膜与核仁在前期消失，在末期重建。(3)依据图甲中各细胞的染色体行为特点可推知：A为前期，D为间期，B为中期，C为后期，E为末期，因此图甲所示细胞在有丝分裂中的顺序是DABCE。(4)图乙表示细胞中核DNA的数量变化，其中a～d段表示间期，此时细胞内发生的主要变化是：DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
题组C 培优拔尖练
13.（2020·山东卷）CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒( BYDV )的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B. 正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体
C. 感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期
D. M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
【答案】C
【解析】分析题图可知，在正常细胞中，DNA复制开始后，CDK1磷酸化水平升高，当细胞中DNA复制完成后，CDK1的磷酸化水平降低，使细胞进入分裂期，从而完成正常的细胞周期。感染BYDV的细胞中，间期DNA复制时，CDK1磷酸化水平升高后则不再降低，使细胞不能进入分裂期而停留在间期，不能完成正常的细胞周期。由此可推测M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的。由分析可知，正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制，使其磷酸化水平较高，A正确；正常细胞中，磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，会使细胞进入分裂期，在分裂期的前期染色质会螺旋化形成染色体，B正确；由分析可知，感染BYDV的细胞中，M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的，C错误；由分析可知，M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞不能进入分裂期而停留在分裂间期，D正确。
14.（2020浙江1月）下列关于用不同方法处理与培养小鼠骨髓细胞的叙述,正确的是
A.用缺乏营养物质的培养液培养,会使M期细胞减少
B.用蛋白质合成抑制剂处理,不影响G1期细胞进入S期
C.用促进细胞分裂的试剂处理,G2期细胞中染色体数目增加
D.用仅含适量3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液培养,S期细胞的数量增加
【答案】 A
【解析】用缺乏营养物质的培养液培养，细胞无法完成间期的物质合成，会使M期细胞减少，A正确；G1期完成与DNA复制有关的蛋白质的合成和核糖体的增生，用蛋白质合成抑制剂处理，G1期细胞无法进入S期，B错误；，G2期完成与有丝分裂有关的蛋白质的合成，用促进细胞分裂的试剂处理G2期细胞，染色体数目不变，C错误；S期细胞进行DNA复制，但用仅含适量3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液培养，S期细胞的数量不会增加，因为缺乏其他的脱氧核苷作为原料，D错误。
15.（2019北京卷）玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。
对此图像的观察与分析，错误的是
A．先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范
B．可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁
C．在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞
D．细胞不同结构成分与该染料结合能力不同
【答案】B
【解析】用普通光学显微镜观察根尖分生区的装片，要先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，A正确；图中箭头所指的细胞处于有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，此时观察不到细胞核，因为，细胞核在有丝分裂前期逐渐消失，B错误；有丝分裂前期染色质缩短变粗，成为染色体，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体，染色体散乱地分布在纺锤体中央，据以上特点，可以在图像中观察到处于分裂期前期的细胞，C正确；碱性染料易于与染色体结合，而不易与其他结构成分结合，D正确。
16.（2020江苏卷）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。请据图回答下列问题：
（1）与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是__________。
（2）细胞有丝分裂的重要意义在于通过__________，保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。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，从而决定胞质是否分裂的检验点是__________。
（3）细胞癌变与细胞周期调控异常有关，癌细胞的主要特征是_________。有些癌症采用放射性治疗效果较好，放疗前用药物使癌细胞同步化，治疗效果会更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点__________，将癌细胞阻滞在S期；后者可用秋水仙碱抑制__________的形成，主要激活检验点__________，使癌细胞停滞于中期。
【答案】（1）染色体数不变，核DNA数加倍 （2）染色体正确复制和平均分配 ①② 检验点5 （3）细胞无限增殖 2 纺锤体 4
【解析】（1）G2期细胞已完成DNA复制和组蛋白合成，其每条染色体含有两条染色单体，每个染色单体含有一个DNA，染色体数目不变，DNA加倍；
（2）细胞有丝分裂的重要意义在于通过间期的染色体正确复制和分裂期的平均分配，保证亲子代细胞的遗传物质保持一致；保持遗传的稳定性。图中检验点1、2和3依次处在间期的G1-S、S、G2-M，其主要作用在于检验DNA分子是否损伤和修复，DNA是否完成复制；检验点5主要检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定胞质是否分裂；
（3）癌细胞的主要特征是细胞无限增殖，细胞表面糖蛋白减少，失去接触抑制；DNA合成阻断法是用药物特异性抑制癌细胞的DNA合成，主要激活检验点2，将癌细胞阻断在S期；分裂中期阻断法可用秋水仙素碱抑制纺锤体的形成，染色体不能移向两极，故主要激活检验点4，使癌细胞停滞于中期。
6.1 细胞的增殖
目标导航
1.通过分析、比较植物细胞细胞周期图解、有丝分裂模式图，阐明细胞周期的概念和特点，概述有丝分裂各时期的主要特征。
2.通过对比动植物细胞有丝分裂过程的异同点，深入理解动植物的统一性和差异性，阐明有丝分裂对保证子代细胞遗传信息连续性的意义。
3.通过制作植物细胞有丝分裂临时装片、观察处于细胞周期不同时期细胞的特点，提升临时装片制作和显微镜的观察技能，提升科学探究能力。
知识精讲
知识点01 细胞增殖和细胞周期
1.细胞增殖：不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要取决于细胞数量的多少。细胞数量的增多是通过细胞分裂来实现的。细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
2.细胞周期：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。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前，是分裂间期o细胞周期的大部分时间处于分裂间期,占细胞周期的90%～95%。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。
知识点02 有丝分裂
1.有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。
2.高等植物细胞的有丝分裂
时期
高等植物细胞示意图
主要特征
分裂间期
完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。每条染色体经过复制后形成两条完成一样的姐妹染色单体。
有丝分裂（分裂期）
前期
出现染色体，核仁解体，核膜消失。植物细胞从细胞两极发出纺锤丝进而形成纺锤体。
中期
染色体的着丝粒排列在赤道板的位置上。
后期
每个着丝粒一分为二，每条染色体的两条姐妹染色单体分开，成为两条染色体。由纺锤丝牵引着分别向两极移动，结果细胞两极各有一套形态和数目相同的染色体。
末期
两套染色体分别达到细胞两极后，又变成细长而盘曲的染色质丝。
纺锤体消失，核膜、核仁重新出现。在赤道板位置出现细胞板，进而形成新的细胞壁，最后一个细胞分裂形成两个细胞。
（3）动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
（4）细胞有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
4.无丝分裂：一般是细胞核先延长，其的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核；接着，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。因为在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，所以叫作无丝分裂，如蛙的红细胞的无丝分裂。
知识点03 观察植物根尖分生组织细胞的有丝分裂
1.实验原理：在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、 芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞，通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态，就可以判断这些细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液，旧称龙胆紫溶液）着色。
2.实验步骤：以洋葱为实验材料观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂的步骤包括洋葱根尖的培养、装片的制作和洋葱根尖细胞有丝分裂的观察三步。
3.装片的制作
过程
方法
时间
目的
解离
剪取洋葱根尖2〜3mm,立即放入盛有盐酸和酒精混合液（1：1 ）的玻璃皿中，在室温下解离。
3～5 min
使组织中的细胞相互分离开。
漂洗
待根尖软化后，用镶子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。
约10min
洗去药液，防止解离过度。
染色
把根尖放入盛有质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中染色。
3～5min
甲紫溶液或醋酸洋红 液能使染色体着色。
制片
用镊子将这段根尖取出来，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。然后，用拇指轻轻地按压盖玻片。
使细胞分散开来，有利于观察。
4.洋葱根尖细胞有丝分裂的观察
把制成的装片先放在低倍镜下观察，扫视整个装片，找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密。再换成高倍镜仔细观察，首先找出分裂中期的细胞，然后再找前期、后期、末期的细胞，注意观察各时期细胞内染色体形态和分布的特点。最后观察分裂间期的细胞。
能力拓展
考法01 细胞周期的表示方法和细胞周期的特点
1.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。一个细胞周期包括两个阶段-分裂间期和分裂期。根据染色体的行为，把分裂期划分为四个时期-前期、中期、后期、末期。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，持续时间最长。
2.细胞周期图示分析
①分裂间期：甲图a、c，乙图a；
②分裂期：甲图b、d，乙图b+c+d+e；
③一个细胞周期：甲图a+b、c+d，乙图a+b+c+d+e。
3.细胞周期的特点
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小时
2.0小时
17.3小时
小鼠十二指肠上皮细胞
13.5小时
1.8小时
15.3小时
人的肝细胞
21小时
1小时
22小时
人的宫颈癌细胞
20.5小时
1.5小时
22小时
①不同生物的细胞周期持续时间不一定相同。
②同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间不一定相同。
③细胞周期持续时间相同的细胞，分裂间期和分裂期的比例不一定相同。
【典例1】右图表示细胞周期，有关叙述错误的是( )
A.按箭头所示方向由a→a或由b→b表示一个细胞周期
B.染色体的平均分配发生于a→b段
C.细胞中核DNA含量的加倍发生在b→a段
D.将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可以治疗癌症
【答案】 A
【解析】 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，据图可知，a→b 段为细胞分裂期，b→a段为分裂间期，故细胞周期可以表示为b→b，A错误；染色体平均分配发生在细胞分裂的后期，即a→b段，B正确；b→a段为细胞分裂间期，该时期完成DNA的复制，细胞中核DNA含量加倍，C正确；将癌细胞的细胞周期阻断在细胞分裂间期，即b→a段，可抑制癌细胞的增殖，达到治疗癌症的目的，D正确。
考法02 高等植物的有丝分裂
植物细胞有丝分裂有丝分裂的简图分析。
①该图是植物细胞有丝分裂简图，其体细胞含有4条染色体。A细胞的染色体行为是着丝粒一分为二，为有丝分裂后期；B细胞两极发出纺锤丝，染色体散乱分布在细胞中，是有丝分裂前期；C细胞着丝粒排列在赤道板位置，是有丝分裂中期；D在赤道板位置出现细胞板，出现新的核膜，是有丝分裂末期。作为一个细胞周期还缺少处于分裂间期的细胞简图。
②用高倍镜观察D图所示的细胞能够看到的结构有细胞壁、染色体、纺锤体、核膜；因为赤道板仅仅是类似于地球赤道位置的一个平面，没有具体结构，以上各图所示的细胞在高倍镜下均观察不到赤道板。染色体数目加倍发生在图A所示时期，原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，每条染色单体成为一条染色体。
【归纳总结】
①染色体：在细胞有丝分裂过程中，染色体的主要变化包括在细胞分裂间期进行复制；分裂前期螺旋化，散乱分布于细胞中；中期纺锤体牵引染色体向中央移动，着丝点排列在赤道板位置；后期着丝点分开，染色体平均移向细胞两极，平均分配到两个子细胞中；末期染色体解螺旋形成染色质。
②纺锤体：细胞分裂前期，两级发出纺锤丝形成纺锤体，末期纺锤体消失。
③细胞内DNA分子数因染色体复制而加倍，发生在间期；染色体数因着丝点分开而加倍，发生在后期。染色单体因染色体复制而形成，发生在间期；染色单体因着丝点分开而消失，发生在后期。
④赤道板不同于细胞板，赤道板不是存在的具体结构，因此在显微镜下是无法观察到的，它指的是细胞中央假想的一个平面。而细胞板则是植物细胞在末期形成的具体结构，最终扩散形成细胞壁。
【典例2】下列关于植物细胞有丝分裂过程的叙述，不正确的是( )
A．在分裂间期，每个染色体复制，DNA含量加倍
B．在分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，DNA含量也加倍
C．在分裂中期，染色体的形态和数目最清晰
D．在分裂末期，细胞内复制后的染色体平均分配进入两个子细胞
【答案】B
【解析】在分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动，该时期染色体数目加倍，但DNA含量未变。
【名师提醒】①有丝分裂后期，着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的结果，即便没有纺锤丝的牵引，到了一定时期，着丝粒也会分裂。
②分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，分裂间期结束后，开始进行有丝分裂，有丝分裂不包括分裂间期。
③有丝分裂的前期、中期、后期、末期是人为划分的，它们之间没有明显的界限。
考法03 动植物细胞有丝分裂的差异
1.染色体行为是划分细胞分裂方式和细胞分裂时期的依据，动植物细胞有丝分裂过程中染色体行为变化完全相同，都是间期完成染色体的复制，分裂期染色体平均分配到两个子细胞中。
动植物细胞有丝分裂的不同有细胞的结构特点决定。两者的不同点一是前期纺锤体的形成方式不同，二是末期子细胞的形成方式不同。前期，高等植物细胞没有中心体，纺锤体由两极发出的纺锤丝形成；动物细胞有中心体，纺锤体由中心粒发出的星射线形成。末期，高等植物细胞存在细胞壁，在高尔基体参与下，在赤道板位置形成细胞板，进一步扩散形成细胞壁，把一个细胞分裂形成两个子细胞的方式不同；动物细胞没有细胞壁，由细胞膜从中央向内凹陷，把一个细胞分裂为两个子细胞。
2.与动植物细胞有丝分裂关系密切的细胞器
种类
时期
作用
动物
线粒体
间期、分裂期
提供能量
核糖体
间期
合成蛋白质
中心体
前期
发出星射线，形成纺锤体
高等植物
线粒体
间期、分裂期
提供能量
核糖体
间期
合成蛋白质
高尔基体
末期
向赤道板移动，参与细胞壁形成
3.在一些低等植物细胞里，也存在着中心体，会出现星射线，因此鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是根据有丝分裂过程中是形成细胞板，使细胞质分割为二，还是细胞膜内陷使细胞质分割为二作为鉴别依据。
【典例3】鉴定一个正在分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是（ ）
A．观察是否有中心体发出星状射线
B．观察是否有细胞核的消失和重建
C．观察末期细胞分裂的状态
D．观察是否有染色体形态的变化
【答案】C
【解析】动物细胞和低等植物细胞都有丝分裂过程中都有中心体发出星状射线，观察是否有中心体发出星状射线不是最可靠的方法；动植物细胞有丝分裂过程中都有细胞核的消失和重建，不能鉴定是动物细胞还是植物细胞；动植物细胞有丝分裂末期细胞质的分裂方式不同，植物细胞在赤道板的位置形成细胞板，并由细胞板向四周扩展，最终形成细胞壁，进而形成两个子细胞，而动物细胞在有丝分裂的末期，细胞膜从中部向内凹陷，最后缢裂成两个子细胞，因此观察末期细胞分裂的状态是鉴定一个正在分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞的可靠方法；动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态变化相同，不能鉴定是动物细胞还是植物细胞。
【名师提醒】
“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像
考法04 动植物细胞有丝分裂的差异
操作分析：以下是几位同学进行植物细胞有丝分裂的实验操作，假设每个同学的操作都只有下面一个方面的错误。
甲：剪取距根尖4～5mm处的根尖部位进行实验；
乙：从解离液取出根尖后，立即进行染色；
丙：将染色后的根尖立即盖上载玻片观察；
丁：将制作的根尖直接用高倍镜观察；
戊：在视野中央发现一个处于前期的细胞后，一直盯着这个细胞观察，希望了解这个细胞从前期到末期的染色体的动态变化。
他们均不能观察到理想现象。他们的观察到的实验现象及出现该现象的原因分别为：
甲：看到的细胞呈长方形，没有处于分裂期的细胞。原因是选择的材料是根尖伸长区。
乙：染色体这色浅或没有被染上色。原因是解离后没有漂洗，残留的盐酸与染色剂发生了中和反应。
丙：细胞重叠看不清。原因是没有把根尖用镊子弄碎和对盖玻片进行压片，导致细胞重叠。
戊：看不到细胞从前期到末期的染色体的动态变化。原因是细胞经解离已经被杀死，不能继续进行分裂。
【归纳提升】
①解离时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏；解离时间过短会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。实验中保证细胞相互分散开的操作有对根尖进行充分解离，然后的根尖用镊子弄碎保证细胞相互分开，盖上盖玻片后轻压使细胞分散均匀为单层细胞。
②解离液中含有盐酸，而染色使用的是碱性染液，解离过程中留在组织中的盐酸会中和碱性染液，影响染色效果。漂洗的目的之一是洗去组织中的盐酸，保证染色效果。漂洗不充分会导致染色体染色较浅或不能染色。
③低倍镜视野范围大，更容易找到分生区，因此应把制成的装片先放在低倍镜下观察，找到呈正方形且排列紧密的细胞即为分生区细胞。因为细胞周期中间期最长，因此视野中处于间期的细胞最多。
【典例4】在观察植物细胞的有丝分裂实验中，甲、乙、丙三位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下表：①～④为观察中要使用到的镜头。有关该实验的叙述，正确的是( )
学生
操作步骤
解离
漂洗
染色
制片
观察
甲
－
＋
＋
＋
＋
乙
＋
－
＋
＋
＋
丙
＋
＋
＋
＋
＋
注：“＋”表示已操作；“－”表示未操作。
A．甲观察到的结果是染色过深，无法看清染色体
B．乙观察到的结果是细胞重叠，看不到染色体
C．低倍镜下找到细胞分裂图像后，丙同学欲仔细观察染色体的数目，应选用的镜头组合为②和③
D．丙同学可以看到处于有丝分裂中期的细胞中中心体发出星射线形成纺锤体
【答案】C
【解析】：甲没有解离是活细胞不能被染色，乙未漂洗会解离过度，细胞分散距离大，细胞一般不重叠，丙同学不会观察到中心体发出星射线，高等细胞没有中心体。
【名师提醒】
实验成功的关键及注意事项
实验材料的选择
类型
选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部分
选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)
时间
必须在分裂旺盛的时间
操作注意事项
解离时间
太短
细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散
过长
导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色
漂洗时间
适宜
洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色
染色时间
太短
染色体或染色质不能完全着色
过长
使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
压片力度
过轻
细胞未分散开
过重
将组织压烂
显微镜观察
细胞状态
显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化
细胞数目
间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长
考法05 染色体数、染色单体数和DNA数的规律性变化
1.结合有丝分裂各时期染色体的特点，以体细胞中DNA数目为2C、染色体数目为2N为例，完成下表
时期
染色体形态变化
染色体行为变化
核DNA分子数
染色体数
染色单体数
间期
染色质复制
2C→4C
2N
0→4N
前期
染色质螺旋化，缩短变粗
4C
2N
4N
中期
着丝粒排列在赤道板位置上
4C
2N
4N
后期
着丝粒分裂，纺锤丝牵引子染色体移向细胞两极
4C
2N
4N→0
末期
解螺旋形成染色质丝，平均分配到两个细胞核中去
4C→2C
2N→4N
0
2.细胞内核DNA分子、染色体和每条染色体上DNA含量的变化曲线
3.根据柱形图判断细胞分裂时期的方法
①根据染色单体判断各时期
有染色单体：对应图甲，是间期DNA复制后、着丝粒分裂前的前期、中期
无染色单体→对应图乙和图丙。图乙对应后期，着丝粒分裂导致染色单体消失、染色体数目加倍；图丙对应间期或末期，间期未复制前不存在染色单体，末期由于后期着丝粒分裂不存在染色单体、由于染色体平均分配导致染色体数目与体细胞一样。
②
根据比例关系判断各时期 4:2:4→间期DNA复制后、前或中期
核DNA分子数：染色体数：染色单体数= 4:4:0→后或末期
2:2:0→末期结束时或间期DNA复制前
【典例5】下图甲表示某二倍体动物细胞有丝分裂图像，图乙、丙、丁分别是对该动物细胞有丝分裂不同时期染色体数、染色单体数和核DNA分子数的统计(图乙、丙、丁中的a、b、c表示的含义相同)。下列有关叙述正确的是( )
A．该动物各个体细胞中都含有4条或8条染色体
B．图乙中的a、b、c分别表示染色体、核DNA分子和染色单体
C．图丁可以表示图甲所示时期的染色体、核DNA分子的数量关系
D．图丁所示细胞正处于有丝分裂后期
【答案】A
【解析】据题可知，题图甲表示某二倍体动物细胞的有丝分裂图像，从图甲可以看出该细胞处于有丝分裂后期，细胞中有8条染色体，据此可以推出该动物体细胞中一般含有4条染色体，但不能说明该动物各个体细胞中含有的染色体数都是4条，如图甲细胞就有8条染色体。根据有丝分裂不同时期染色体、染色单体和核DNA分子的数目关系以及染色单体数可出现“0”，可以判断题图乙中的a、b、c分别表示染色体、染色单体和核DNA分子。题图丙中染色单体数为0，但染色体数加倍后与核DNA分子数相同，据此可判断图丙表示的是处于有丝分裂后期或末期的细胞，故图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、核DNA分子和染色单体的数量关系。题图丁所示细胞中没有染色单体，染色体与核DNA分子数目相等且没有加倍，可以判断该细胞处于有丝分裂末期结束或分裂间期中DNA复制之前的时期。
分层提分
题组A 基础过关练
1.下列细胞中，具有细胞周期的是（ ）
A．人的红细胞 B．根尖分生区细胞 C．洋葱表皮细胞 D．口腔上皮细胞
【答案】B
【解析】连续分裂的细胞才有细胞周期，人的红细胞、洋葱表皮细胞和口腔上皮细胞都不再分裂，没有细胞周期，根尖分生区细胞连续进行细胞分裂，具有细胞周期。
2.下列有关观察根尖分生区组织细胞有丝分裂的叙述，正确的是（ ）
A.制作有丝分裂装片时，根尖解离后直接用甲紫溶液染色
B.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
C.盐酸解离根尖的同时也为甲紫溶液染色创造酸性环境
D.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体
【答案】B
【解析】制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后要经过漂洗才能染色，A不正确；解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散，B正确；盐酸解离根尖后要漂洗才能用甲紫染色，甲紫溶液呈碱性，不能在酸性环境中使用，C不正确；能分裂的细胞大多数细胞处于分裂间期，染色体是前期形成的，所以显微镜下绝大多数细胞里不能观察到染色体，D不正确。
3.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
【答案】C
【解析】观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂时，绝大多数细胞处于有丝分裂间期，不能观察到染色体，C不正确。
4．如图1中，ab表示一个细胞周期，cd表示另一个细胞周期。图2中，按箭头方向表示细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是( )
A．图1中的a、图2中B→A，细胞正在进行DNA复制
B．图1中的b、图2中A→B，会出现染色体数目加倍的时期
C．图2中细胞周期可以是从A到B再到A
D．图2中细胞周期可以是从B到A再到B
【答案】C
【解析】 图2中细胞周期应是从B到A再到B,C不正确。
5.与高等植物细胞有丝分裂相比，下列叙述中不是动物细胞有丝分裂显著特点的是( )
A．染色体经过复制后精确均分到两个子细胞中
B．中心体周围发射出星射线
C．在细胞分裂末期，细胞缢裂成两部分
D．在细胞分裂前期，两组中心粒分别移向细胞两极
【答案】A
【解析】染色体经过复制后精确均分到两个子细胞中是动植物细胞有丝分裂的共同点。
6．无丝分裂与有丝分裂最主要的区别是( )
A．无染色体的变化和纺锤体的出现 B．无染色体的复制
C．形成的子细胞染色体数目减少 D．形成的两个子细胞大小不同
【答案】A
【解析】 无丝分裂与有丝分裂最主要的区别是无染色体的变化和纺锤体的出现。
题组B 能力提升练
7.关于有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的变化，下列说法正确的是( )
A．有丝分裂的全过程都能看到染色体
B．在细胞周期中，染色单体数量随着染色体数量的增加而增加
C．细胞分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同
D．有丝分裂的全过程中，核DNA和染色单体的数量始终保持一致
【答案】C
【解析】有丝分裂的间期和末期时，染色体以染色质丝形式存在，看不到染色体，A不正确；染色体数目随着着丝粒分裂而增加，着丝粒分裂后染色单体消失，B不正确；细胞分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同，C正确；染色体复制之前和着丝粒分裂之后不存在染色单体，核DNA数量和染色单体数量不一致，D不正确。
8.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,以下操作和结论正确的是（ ）
A．剪取5 cm根尖,用酒精和吡罗红混合液解离染色
B．上图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野
C．持续观察,视野中的K细胞将分裂成两个子细胞
D．视野中,N细胞的染色体数目是M细胞的一半
【答案】B
【解析】解离时用的解离液是酒精和盐酸混合液（1∶1）,且剪取的根尖长2~3mm。该实验所观察的细胞在解离时已经死亡,不会继续分裂。M细胞的着丝点尚未分裂,染色体数目没有加倍;N细胞中着丝点分裂,染色体数目加倍,所以N细胞的染色体数是M细胞的两倍。
9．如图表示细胞增殖（以有丝分裂为例）过程中每条染色体中DNA含量变化曲线,下列有关叙述正确的是 （ ）
A．该细胞在BC时期始终有染色单体存在
B．若是植物细胞,在BC时期会出现赤道板,由C到D会出现细胞板
C．DE时期不能表示细胞有丝分裂的后期
D．用电镜观察马蛔虫受精卵细胞,会发现中心粒倍增和移向细胞两极发生在AB段
【答案】A
【解析】图中BC时期表示每条染色体中都含有两个DNA分子,所以包括了前期、中期,但不包括后期;若图中曲线表示植物细胞,细胞板则出现在DE段,赤道板是一个平面,并不是细胞的真实结构;DE段表示每条染色体中含有一个DNA分子,可以表示有丝分裂后期;图中AB段表示分裂间期,动物细胞中心粒的倍增发生在分裂间期,倍增的中心粒移向细胞两极发生在前期。
10．在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中，观察到不同分裂时期的细胞如图所示：
下列叙述错误的是
A．装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色
B．观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜
C．图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成
D．图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍
【答案】C
【解析】分析题图可得，甲图为植物有丝分裂前期的细胞，乙图为植物有丝分裂中期的细胞，丙图为植物有丝分裂后期的细胞，丁图为植物有丝分裂末期的细胞。装片在制作时需要先用盐酸解离，而因为染色用的染色剂为碱性，因此在染色前需要用清水漂洗以防止解离液和染色剂中和导致染色效果降低，A选项正确；观察过程需要从低倍镜开始，找到分生区细胞后再换高倍镜观察，B选项正确；图甲为有丝分裂前期的细胞，正在处于核膜消失，形成染色体的阶段，已经完成了染色体的复制和相关蛋白质的合成，C选项错误；图乙为有丝分裂中期的细胞，染色体数与普通体细胞相等，丙图为有丝分裂后期的细胞，由于着丝粒断裂，使染色体暂时加倍，故图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍，D选项正确。
11.如图甲表示某高等植物细胞有丝分裂的相关图像，图乙表示细胞内染色体与核DNA数目比的变化关系，据图分析回答问题：
（1）图甲中的①代表有丝分裂____________期，该时期的特征是____________（写出三个）。
（2）图甲中的①处于图乙中的____________段，细胞中染色体：DNA：染色单体=____________；图乙中ef段代表有丝分裂的____________期。
（3）图甲②代表有丝分裂的____________期。动物细胞有丝分裂过程中在该时期与其不同的特点是____________。
（4）绘制该高等植物有丝分裂过程中一个细胞中染色体的数目变化曲线（注：在纵坐标上标注具体条数）
【答案】（1）前 核膜溶解；核仁消失；染色质螺旋成为染色体；染色体散乱分布；细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 （2）cd 1：2：2 后期和末 （3）末 （不形成细胞板），细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分 （4）
【解析】（1）图甲中①的核膜溶解、核仁消失；染色质螺旋成为染色体；染色体散乱分布；细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，说明该细胞为有丝分裂的前期。（2）图甲中的①每条染色体上含有两个DNA，细胞中染色体∶DNA∶染色单体=1∶2∶2，染色体数与核DNA数之比为0.5，故处于图乙中的cd段。图乙中de段表示着丝点断裂，ef段表示每条染色体上含有一个DNA，可代表有丝分裂的后期和末期。（3）图甲②细胞中出现了细胞板，可代表有丝分裂的末期。动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分。（4）有丝分裂过程中染色体数目加倍发生在后期，末期结束细胞中染色体数恢复为体细胞数量，故该高等植物有丝分裂过程中一个细胞中染色体的数目变化曲线如答案所示。
12.下图甲表示洋葱根尖有丝分裂，图乙表示一个细胞有丝分裂过程中某物质数量变化曲线。其中A、B、C、D、E为细胞代号。请据图回答：
(1) 在观察细胞有丝分裂时，往往看到视野中有大量的间期细胞，而分裂期的细胞较少。其原因是在细胞周期中______________________________________。
(2) 有丝分裂过程中，在前期消失、末期重建的结构是____________________________。
(3) 根据细胞周期写出图甲所示细胞在有丝分裂中的顺序是___________。
(4) 图乙表示细胞中________的数量变化，图中a～d段细胞内发生的主要变化是________________________________________________________。
【答案】(1)细胞周期的大部分时间处于分裂间期/分裂间期比分裂期所占时间长/分裂期比分裂间期所占时间短 (2)核膜与核仁 (3)DABCE (4)核DNA DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
【解析】(1)由于在细胞周期中，大部分时间处于分裂间期（或分裂间期比分裂期所占时间长或分裂期比分裂间期所占时间短），所以在观察细胞有丝分裂时，往往看到视野中有大量的间期细胞，而分裂期的细胞较少。 (2)有丝分裂过程中，核膜与核仁在前期消失，在末期重建。(3)依据图甲中各细胞的染色体行为特点可推知：A为前期，D为间期，B为中期，C为后期，E为末期，因此图甲所示细胞在有丝分裂中的顺序是DABCE。(4)图乙表示细胞中核DNA的数量变化，其中a～d段表示间期，此时细胞内发生的主要变化是：DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
题组C 培优拔尖练
13.（2020·山东卷）CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒( BYDV )的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B. 正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体
C. 感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期
D. M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
【答案】C
【解析】分析题图可知，在正常细胞中，DNA复制开始后，CDK1磷酸化水平升高，当细胞中DNA复制完成后，CDK1的磷酸化水平降低，使细胞进入分裂期，从而完成正常的细胞周期。感染BYDV的细胞中，间期DNA复制时，CDK1磷酸化水平升高后则不再降低，使细胞不能进入分裂期而停留在间期，不能完成正常的细胞周期。由此可推测M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的。由分析可知，正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制，使其磷酸化水平较高，A正确；正常细胞中，磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，会使细胞进入分裂期，在分裂期的前期染色质会螺旋化形成染色体，B正确；由分析可知，感染BYDV的细胞中，M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的，C错误；由分析可知，M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞不能进入分裂期而停留在分裂间期，D正确。
14.（2020浙江1月）下列关于用不同方法处理与培养小鼠骨髓细胞的叙述,正确的是
A.用缺乏营养物质的培养液培养,会使M期细胞减少
B.用蛋白质合成抑制剂处理,不影响G1期细胞进入S期
C.用促进细胞分裂的试剂处理,G2期细胞中染色体数目增加
D.用仅含适量3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液培养,S期细胞的数量增加
【答案】 A
【解析】用缺乏营养物质的培养液培养，细胞无法完成间期的物质合成，会使M期细胞减少，A正确；G1期完成与DNA复制有关的蛋白质的合成和核糖体的增生，用蛋白质合成抑制剂处理，G1期细胞无法进入S期，B错误；，G2期完成与有丝分裂有关的蛋白质的合成，用促进细胞分裂的试剂处理G2期细胞，染色体数目不变，C错误；S期细胞进行DNA复制，但用仅含适量3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液培养，S期细胞的数量不会增加，因为缺乏其他的脱氧核苷作为原料，D错误。
15.（2019北京卷）玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。
对此图像的观察与分析，错误的是
A．先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范
B．可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁
C．在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞
D．细胞不同结构成分与该染料结合能力不同
【答案】B
【解析】用普通光学显微镜观察根尖分生区的装片，要先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，A正确；图中箭头所指的细胞处于有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，此时观察不到细胞核，因为，细胞核在有丝分裂前期逐渐消失，B错误；有丝分裂前期染色质缩短变粗，成为染色体，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体，染色体散乱地分布在纺锤体中央，据以上特点，可以在图像中观察到处于分裂期前期的细胞，C正确；碱性染料易于与染色体结合，而不易与其他结构成分结合，D正确。
16.（2020江苏卷）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。请据图回答下列问题：
（1）与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是__________。
（2）细胞有丝分裂的重要意义在于通过__________，保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。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，从而决定胞质是否分裂的检验点是__________。
（3）细胞癌变与细胞周期调控异常有关，癌细胞的主要特征是_________。有些癌症采用放射性治疗效果较好，放疗前用药物使癌细胞同步化，治疗效果会更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点__________，将癌细胞阻滞在S期；后者可用秋水仙碱抑制__________的形成，主要激活检验点__________，使癌细胞停滞于中期。
【答案】（1）染色体数不变，核DNA数加倍 （2）染色体正确复制和平均分配 ①② 检验点5 （3）细胞无限增殖 2 纺锤体 4
【解析】（1）G2期细胞已完成DNA复制和组蛋白合成，其每条染色体含有两条染色单体，每个染色单体含有一个DNA，染色体数目不变，DNA加倍；
（2）细胞有丝分裂的重要意义在于通过间期的染色体正确复制和分裂期的平均分配，保证亲子代细胞的遗传物质保持一致；保持遗传的稳定性。图中检验点1、2和3依次处在间期的G1-S、S、G2-M，其主要作用在于检验DNA分子是否损伤和修复，DNA是否完成复制；检验点5主要检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定胞质是否分裂；
（3）癌细胞的主要特征是细胞无限增殖，细胞表面糖蛋白减少，失去接触抑制；DNA合成阻断法是用药物特异性抑制癌细胞的DNA合成，主要激活检验点2，将癌细胞阻断在S期；分裂中期阻断法可用秋水仙素碱抑制纺锤体的形成，染色体不能移向两极，故主要激活检验点4，使癌细胞停滞于中期。
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