2024届苏教版高考生物一轮复习细胞的增殖学案

这是一份2024届苏教版高考生物一轮复习细胞的增殖学案，共14页。学案主要包含了易错辨析，填空默写等内容，欢迎下载使用。
课标要求 描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。
考点一 细胞增殖和细胞周期
1．生物体的生长主要是细胞增殖的结果
(1)多细胞生物体积增大的原因
①细胞数量增多。
②细胞体积增大。
(2)细胞的直径是细胞的重要特征
各类细胞的直径有一定的规律，一般而言，多数动物和植物细胞的直径为20～30 μm。
(3)细胞体积
①合适的细胞体积能保证细胞与周围环境进行正常的物质和信息交换，保证细胞内物质运输和信息传递的正常进行。
②当细胞体积增加过大时，细胞的相对表面积就变小，细胞与周围环境的物质和信息交换的效率也可能会降低，这会影响细胞核对细胞的控制，不利于细胞生命活动的进行。
③生物体的细胞不能无限长大，受多种因素的限制。
2．细胞增殖
必修1 P113“积极思维”：细胞体积增大和细胞生命活动的关系：细胞体积越大，细胞的相对表面积就越小，细胞与周围环境的物质和信息交换的效率也越低，从而也影响细胞核对细胞的控制，不利于细胞生命活动的进行。所以多细胞生物的长大主要靠细胞的增殖。
3．细胞周期
(1)模型
思考 在生物体内，细胞分裂后产生的下列子细胞的分裂状况
a．根尖分生区细胞 b．根尖成熟区细胞 c．茎形成层细胞 d．芽生长点细胞 e．B细胞 f．记忆细胞 g．浆细胞 h．叶肉细胞 i．洋葱鳞片叶表皮细胞
①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、a、c、d(填字母，下同)等。
②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、e、f等。
③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、b、g、h、i等。
(2)据表分析下列问题：
不同细胞的细胞周期持续时间/h
①不同生物细胞的细胞周期持续时间不一定相同(填“相同”“不同”或“不一定相同”，下同)，同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间不一定相同。
②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，是因为细胞周期中，分裂间期所占的时间长，因此观察细胞所处时期时，大部分细胞都处于分裂间期。
③若要观察细胞的有丝分裂，应选择小鼠十二指肠上皮细胞，理由是细胞周期中分裂期所占时间相对较长，容易观察到处于分裂期的细胞。
(3)在细胞处于旺盛分裂的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于分裂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间(S)期，以达到细胞周期同步化的目的。
前挂后连 常和细胞周期联系的“热点”
必修1 P114旁栏问题：生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S、59Fe、45Ca等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。
考向 细胞周期
1．细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。下图标注了某动物(2n＝12)甲种细胞细胞周期各阶段的时长及核DNA含量，若向该种细胞的培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，处于其他时期的细胞不受影响。下列叙述错误的是( )
A．处于M期的染色体数目变化是12→24→12
B．加入过量胸苷7.4 h后，甲种细胞都将停留在S期
C．G1期发生的变化主要是DNA的复制和有关蛋白质的合成
D．若乙种细胞周期为24 h，M期为1.9 h，选择甲种细胞观察有丝分裂染色体变化更合适
答案 C
解析 M期的前期和中期染色体数目为12，后期染色体数目加倍为24条，而分裂结束又恢复12条，A正确；加入过量的胸苷后，核DNA的复制被抑制，而复制刚结束的(G2期细胞)经过2.2＋1.8＋3.4＝7.4(h)进入S期，分裂过程被抑制，所以加入过量胸苷7.4 h后，甲种细胞都将停留在S期，B正确；从图中看出DNA的复制发生在S期，C错误；观察有丝分裂染色体变化应该选择分裂期比例较大的细胞，而甲细胞分裂期的比例为1.8/(3.4＋7.9＋2.2＋1.8)，而乙细胞分裂期的比例为1.9/24，甲细胞分裂期比例较大，所以选择甲种细胞观察有丝分裂染色体变化更合适，D正确。
归纳总结 与细胞周期有关几种常考图形
(1)以“时间长短”为衡量指标：图1中的a和c、图2中的乙→甲均为分裂间期；其余的为分裂期。
(2)以“核DNA含量”为衡量指标：图3中a、a～b处的细胞，以及b处部分细胞，可分别对应图4中的a、b、c，即分别对应G1期、S期、G2期，均属于分裂间期。
(3)以“mRNA含量”为衡量指标：G1、G2期均有蛋白质合成，G1期在前，G2期在后。
2．细胞周期的调控需要一系列蛋白的参与，其中的两类关键蛋白为细胞周期蛋白(cyclins)和依赖细胞周期蛋白的蛋白激酶(CDKs)，cyclins在细胞中的浓度会发生周期性变化，CDKs是一种对关键酶及相关蛋白质中的氨基酸进行磷酸化的酶。正常情况下，大部分的CDKs处于失活状态，CDKs须与cyclins结合才能行使功能，在G2期二者结合形成一种化合物MPF，能够促进细胞进入分裂期。据此分析，以下说法错误的是( )
A．CDKs直接作用使细胞周期中的关键酶磷酸化以激活酶的活性
B．细胞周期蛋白的周期性降解是启动或维持细胞周期的关键
C．温度的变化会影响细胞周期持续时间的长短
D．在细胞分裂末期，有活性的MPF越来越少
答案 A
解析 据题干“正常情况下，大部分的CDKs处于失活状态，CDKs须与cyclins结合才能行使功能”可知，CDKs不能直接发挥作用，A错误；温度的变化会通过影响酶的活性进而影响细胞周期持续时间的长短，C正确；MPF能够促进细胞进入分裂期，推测在细胞分裂末期，有活性的MPF越来越少，D正确。
考点二 细胞的有丝分裂和无丝分裂
1．有丝分裂各时期主要特点(以高等植物细胞为例)
提醒 (1)有丝分裂后期着丝粒的分裂是不是纺锤丝牵引的结果？如何验证你的结论？
提示 着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的结果。用秋水仙素处理分裂中的细胞，抑制纺锤体形成，后期染色体的着丝粒照样可以分裂，从而使细胞中染色体数目加倍，这就说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引所致。
(2)着丝粒和着丝点是染色体结构(如图)的重要组成部分，它们的结构成分联系紧密，功能方面密切相关，构成了高度有序的整合结构。着丝粒连接两条姐妹染色单体；在电镜下，着丝点为圆盘状结构，其外侧主要与纺锤体微管相连，内侧与着丝粒相互交织。
2．动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别
3．与细胞有丝分裂有关的细胞器
(1)有丝分裂过程中细胞器的作用时期及生理作用
(2)有丝分裂过程中相关细胞器的分配
①中心体经复制后，均等分配到两个子细胞中。
②线粒体等细胞器随机分配到两个子细胞中。
4．有丝分裂的意义
在分裂间期，染色体复制(主要是DNA复制)一次，在有丝分裂中，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子代细胞中，这保证了子代细胞与亲代细胞中遗传信息的一致性。
5．无丝分裂
考向 有丝分裂各时期的变化特点
3．(2023·南京高三模拟)在高等动物体内，某些迅速增殖的组织，如口腔上皮细胞、伤口附近的细胞等可以通过无丝分裂的方式形成新细胞。下列有关无丝分裂的叙述，错误的是( )
A．分裂过程中不出现纺锤丝
B．不存在遗传物质的复制过程
C．蛙的红细胞可通过无丝分裂增殖
D．分裂过程中不出现染色体的变化
答案 B
解析 无丝分裂的特点是分裂过程中没有纺锤丝和染色体的变化，A、D正确；无丝分裂过程中有遗传物质DNA的复制和平均分配，B错误。
4．纺锤丝由微管蛋白组成，KIF18A是以微管为轨道的驱动蛋白，在细胞内依赖ATP可调控微管的动态不稳定性，发挥类似于微管解聚酶的活性，从而在有丝分裂过程中发挥功能(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A．KIF18A可促进染色体排列在赤道面上
B．KIF18A与线粒体在分裂期均较为活跃
C．KIF18A在维持纺锤体正常形态上具有重要作用
D．KIF18A在间期表达量较低，在分裂期表达量升高
答案 D
解析 间期是物质准备阶段，蛋白质合成主要在间期，分裂期染色质螺旋化变为染色体，基因不易表达，D错误。
1．(2020·山东，5)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 正常细胞中DNA复制未完成时，CDK1处于磷酸化状态，去磷酸化过程被抑制，A项正确；正常细胞中，CDK1去磷酸化之后使细胞进入分裂期，染色质变为染色体，B项正确；感染BYDV的细胞中，CDK1磷酸化水平高，无法去磷酸化，M蛋白是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的，C项错误；感染BYDV的细胞中，CDK1磷酸化水平高，去磷酸化受抑制，不能正常进入分裂期，停留在分裂间期，D项正确。
2．(2021·全国乙，1)果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，错误的是( )
A．在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子
B．在前期，每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子
C．在中期，8条染色体的着丝粒排列在赤道面上，易于观察染色体
D．在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有16条染色体
答案 D
解析 已知果蝇体细胞含有8条染色体，每条染色体上有1个DNA分子，共8个DNA分子，在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子，A正确；间期染色体已经复制，故在前期每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子，B正确；在中期，8条染色体的着丝粒排列在赤道面上，此时染色体形态固定、数目清晰，易于观察染色体，C正确；有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，由8条变成16条，同源染色体不分离，D错误。
3．(2022·湖南，6)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是( )
A．a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离
B．b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个
C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D．根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低
答案 B
解析 图示为洋葱根尖细胞的有丝分裂图，有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象，A错误；b细胞着丝粒整齐排列在赤道面上，细胞处于有丝分裂中期，且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同，但核DNA分子数加倍，故b细胞含染色体16条，核DNA分子32个，B正确；各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间呈正相关，故已知细胞周期时间，根据各时期细胞数目所占比例可计算出各时期的时间，但应统计多个视野中的比例求平均值，图中只有一个视野，无法准确推算，C错误；分裂间期时的S期进行DNA分子复制，若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，细胞停滞在分裂间期，故分裂间期细胞所占比例升高，D错误。
4．(2020·浙江1月选考，16)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
5．(2020·江苏，29)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；后者可用秋水仙素抑制__________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 据图分析，检验点1位于细胞分裂间期的G1期，检验点2位于细胞分裂间期的S期，检验点3位于细胞分裂间期的G2期，检验点4大概位于细胞分裂中期，检验点5大概位于细胞分裂后期至末期的过程中。(1)细胞分裂间期包括G1期、S期和G2期，细胞从G1期经过S期到G2期，在S期会进行核DNA的复制，使核DNA数加倍，形成染色单体，两条染色单体由一个着丝粒连接，故染色体数不变。(2)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(实质是核DNA的复制)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性状的稳定性。图中检验点1、2和3分别位于G1期即将结束处、S期过程中和G2期即将结束处，通过对细胞分裂间期的3次检验可以判断DNA在复制过程中是否出现了损伤和修复以及DNA复制是否完成。细胞分裂后期染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分离并开始移向细胞两极，因此在检验点5处(细胞分裂的后期至末期)可以检验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能够无限增殖。DNA合成阻断法可以阻止癌细胞中DNA的复制，检验点2位于细胞分裂间期的S期，主要激活检验点2，将癌细胞阻滞在S期。纺锤体在分裂前期形成，分裂中期阻断法可用秋水仙素抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，主要激活检验点4，使癌细胞分裂停滞在中期。
一、易错辨析
1．任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期( × )
2．洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长( × )
3．细胞周期具有物种特异性，同一生物体内不同细胞的细胞周期是相同的( × )
4．同一细胞的细胞周期是一定的，不会受到环境条件的影响( × )
5．间期细胞核中的主要变化是DNA分子的复制和有关蛋白质的合成( × )
6．有丝分裂后期着丝粒的分裂是纺锤丝牵引的结果( × )
7．赤道面不是真实存在的细胞结构，观察不到；细胞板的形成与高尔基体有关，可以观察到
( √ )
8．除中心体之外的细胞器在子细胞中的分配是随机的( √ )
9．卵细胞的体积较大，这样可以提高细胞与外界物质交换的效率( × )
二、填空默写
1．细胞在分裂之前，必须进行一定的物质准备，特别是遗传物质要进行复制。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。
2．(必修1 P114)细胞周期：连续分裂的细胞，从一次细胞分裂结束开始，经过物质准备，直到下一次细胞分裂结束为止的过程，称为一个细胞周期。
3．(必修1 P115)细胞周期大部分时间处于分裂间期。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合成的同时，细胞适度的生长。
4．(必修1 P116)在分裂间期，染色体复制(主要是DNA复制)一次，在有丝分裂中，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子代细胞中，这保证了子代细胞与亲代细胞中遗传信息的一致性。
5．(必修1 P119)无丝分裂是真核细胞的增殖方式之一，分裂过程中不出现染色体和纺锤体的变化，但是也有DNA分子的复制和分配。
6．据下面两幅不同生物细胞有丝分裂图回答下列问题：
(1)A图表示高等植物细胞(填“高等动物细胞”或“高等植物细胞”)，判断的理由：具有细胞壁；无中心体，两极发出纺锤丝形成纺锤体。
(2)B图表示动物(填“植物”或“动物”)细胞有丝分裂的后期，此时期细胞内发生的主要变化是着丝粒分裂，姐妹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。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
时期
主要变化
前期
①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体；
②从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体；
③核仁逐渐消失，核膜解体；
④染色体散乱分布于纺锤体中央
中期
纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道面上
后期
①每个着丝粒分裂成两个，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细胞的两极移动；
②结果：染色体数目加倍，细胞的两极各有一套形态和数目完全相同的染色体
末期
①染色体变成染色质丝，纺锤体消失；
②出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核；
③赤道面的位置出现一个细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁
细胞器名称
生物类型
作用时期
生理作用
核糖体
动物、植物
主要是分裂间期
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