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高考生物一轮复习讲练 第4单元 第11讲 细胞的增殖 (含解析)
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这是一份高考生物一轮复习讲练 第4单元 第11讲 细胞的增殖 (含解析)，共25页。
[考纲要求] 1.细胞的生长和增殖的周期性(Ⅱ)。2.细胞的有丝分裂(Ⅱ)。3.细胞的无丝分裂(Ⅰ)。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。
1．细胞不能无限长大
(1)实验——细胞大小与物质运输的关系
①实验原理
a．用不同大小含酚酞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。
②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。
b．琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小；NaOH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
①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。
②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：真核细胞：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂；原核细胞：二分裂。
(3)意义：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。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期，分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期进行活跃的物质准备，同时细胞有适度的生长。
(3)细胞周期的表示方法
(4)细胞周期的特点：不同种类细胞的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。
教材拾遗 (1)多细胞生物体体积的增大，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。(P110正文第一段)
(2)细胞体积并不是越小越好，因为遗传物质、酶和各种细胞器都需要一定的容纳空间。(P111批判性思维)
(3)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂。减数分裂过程中DNA分子只复制一次，而细胞连续分裂两次，因此进行减数分裂的细胞无细胞周期。(P112知识链接)
(4)无丝分裂：无丝分裂是真核细胞的增殖方式，分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化，但是也有DNA分子的复制和分配。(P114正文第一段)
(1)细胞越小，相对表面积也越小，这样有利于提高物质运输效率( × )
(2)同一生物体器官的大小主要取决于细胞数量的多少( √ )
(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( √ )
易错警示 (1)模拟细胞大小与物质运输的关系实验中，NaOH在每一琼脂块内扩散的速度相同，但是运输的效率不同。
(2)原核生物只能进行二分裂，二分裂不是无丝分裂。
(3)减数分裂和无丝分裂没有细胞周期，高度分化的成熟细胞也没有细胞周期。
(4)蛙的红细胞能进行无丝分裂，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不能分裂。
考向一 细胞的分裂方式和周期性的分析
1．分裂间期的物质变化
G1期：又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质(如DNA聚合酶等)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，发生的是有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。
2．细胞分裂后产生的子细胞有三种去向
(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、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞等。
(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、T细胞、B细胞、记忆细胞等。
(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、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞等。
3．与细胞周期相联系的知识
(1)基因突变：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)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，引起细胞内染色体数目加倍，继续进行有丝分裂，可出现多倍体植株。
(3)细胞癌变：用药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA不能复制，可抑制癌细胞的增殖。
(4)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。
1．(2019·北师大广东石竹附校第一次月考)下列关于细胞周期的说法，正确的是( )
A．人体成熟的红细胞产生后立即进入下一个细胞周期
B．机体内所有的体细胞都处于细胞周期中
C．细胞周期由前期、中期、后期、末期组成
D．细胞种类不同，细胞周期持续的时间一般不同
答案 D
解析 人体成熟的红细胞已经高度分化，不能再进行细胞分裂，A错误；只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，并不是所有体细胞都有细胞周期，B错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期包括前期、中期、后期和末期，C错误；不同种类的细胞，细胞周期持续的时间一般不同，D正确。
2．(2019·四川成都石室中学高三入学考)科学家用被32P标记的磷酸盐溶液浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如图所示，以下说法正确的是( )
A．蚕豆根尖细胞分裂的细胞周期为19.3 h，a→c表示一个细胞周期
B．用含32P的磷酸盐溶液主要是标记蚕豆幼苗细胞中的蛋白质和DNA
C．在a→b时期内，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
D．显微镜观察分生区细胞，绝大多数是处于b→c期
答案 D
解析 一个完整的细胞周期是从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，a→c不能表示一个细胞周期，b→d或d→f为一个完整的细胞周期，A错误；用含32P的磷酸盐溶液作标记物主要用来标记DNA，B错误；a→b时期为分裂期，在分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，C错误；b→c为分裂间期，分裂间期所处时间较长，显微镜观察时看到的细胞多数处于分裂间期，D正确。
考向二 细胞周期的相关实验分析
3．细胞分裂间期依次划分为G1期、S期和G2期，研究者将处于不同时期的细胞进行融合，实验结果如下图所示。其中灰色的部分是细胞核，黑点代表中心体。下列推断错误的是( )
A．引发中心体复制的物质持续存在到G2期
B．中心体和DNA复制可能同时进行
C．S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质
D．中心体的复制始于G1期，在G2期复制完毕
答案 D
解析 据题图可知，G1期的细胞含有1个中心体，S期和G2期的细胞含有2个中心体，G1期的细胞和G2期的细胞融合，G1期的细胞可以完成中心体的复制，由此推测引发中心体复制的物质可持续存在到G2期，A项正确；G1期和S期的细胞融合，G1期细胞进入S期，完成中心体的复制，中心体和DNA复制可能同时进行，B项正确；根据B项推测可知，S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质，C项正确；S期细胞含有2个中心体，即中心体在S期复制完毕，D项错误。
4．(2017·全国Ⅲ，29)利用一定方法使细胞群体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)。
答案 (1)分裂 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
解析 (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，最终细胞会停滞在细胞周期的分裂间期。
(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成来使细胞中染色体数目加倍，而纺锤体形成于有丝分裂前期，因此经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在分裂间期。
(3)分裂间期细胞的特点是完成DNA复制和有关蛋白质的合成，细胞体积略有增大。
1．有丝分裂过程——以高等植物细胞为例(连线)
2．动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别
3．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
4．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
①当有染色单体(间期的G2期、前期、中期)时，染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝1∶2∶2。
②当无染色单体(间期的G1期、后期、末期)时，染色体数∶核DNA数＝1∶1。
(2)核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)
5．有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲代和子代之间遗传性状的稳定性。
(1)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( × )
(2)前期染色质逐渐螺旋化形成了染色单体( × )
(3)有丝分裂后期，着丝点分裂导致染色单体的数目加倍( × )
(4)在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期( √ )
(5)有丝分裂中染色体数目加倍和核DNA数目加倍不是发生在同一时期( √ )
易错警示 (1)低等植物细胞含有中心体，前期由中心体形成纺锤体，末期由高尔基体形成细胞板将细胞一分为二。
(2)染色体的数目始终和着丝点的数目相等；间期DNA复制时，着丝点数目不变，染色体数目不加倍。
(3)纺锤丝的成分是蛋白质，其长度缩短是酶促反应的过程，需要消耗能量。
(4)赤道板不是真实存在的细胞结构，观察不到；细胞板是由高尔基体形成的细胞结构，可以观察到。
考向一 有丝分裂的过程和图像分析
下图是两种二倍体生物(2n＝6)有丝分裂过程中相关图像，请分析：
(1)甲图是高等植物细胞有丝分裂前期，乙图是动物细胞有丝分裂后期。
(2)甲、乙两图中的染色体数目之比为1∶2，核DNA数目之比为1∶1。
(3)乙图中是否有同源染色体？其产生的子细胞中是否有同源染色体？
提示 有；有。
(4)有丝分裂后期着丝点的分裂是不是纺锤丝牵引的结果？如何验证你的结论？
提示 着丝点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，后期染色体的着丝点照样可以分裂，从而使细胞中染色体数目加倍，这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。
5．(2019·河南洛阳联考)下列关于细胞分裂各时期的叙述，正确的是( )
A．有核膜和核仁的时期，细胞内的DNA聚合酶较为活跃，而RNA聚合酶不活跃
B．染色体螺旋化程度达到最高的时期，细胞内不一定有同源染色体，但一定有染色单体
C．着丝点数目加倍的时期，细胞内的全部染色体数与全部DNA数之比为1∶1
D．蛋白质合成较旺盛的时期，纺锤体可由中心粒发出的星射线或者细胞两极发出的纺锤丝形成
答案 B
解析 细胞分裂间期有核膜和核仁，间期主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，此时细胞内的DNA聚合酶与RNA聚合酶均较为活跃，A错误；中期染色体螺旋化程度达到最高，此时细胞内一定有染色单体，但对于只含一个染色体组的单倍体而言，中期细胞没有同源染色体，B正确；有丝分裂后期着丝点数目加倍，该时期细胞内染色体数与核DNA数之比为1∶1，但细胞质中还有少量DNA，C错误；间期蛋白质合成较旺盛，而纺锤体的形成发生在有丝分裂的前期，D错误。
6．下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，下列对图像的描述正确的是( )
A．该生物可能是低等植物
B．甲、乙、丙图细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2
C．甲图细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D．甲、乙、丙图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；乙图细胞中没有染色单体，B项错误；甲图细胞中中心体已经完成了复制，C项错误；甲图细胞中染色体散乱分布，是有丝分裂前期，乙图细胞中着丝点分裂，染色体数目加倍，是有丝分裂后期，丙图细胞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。
7．(2019·广东六校一模)如图为高等植物细胞(2n)处于有丝分裂不同时期的模式图，图中1代表囊泡，2代表细胞壁，3代表纺锤丝。下列分析正确的是( )
A．图甲细胞中的着丝点断裂导致DNA数目加倍
B．图乙细胞中的2是通过1与赤道板融合而形成的
C．若加入DNA合成抑制剂，将会阻止图丙细胞的继续分裂
D．若用秋水仙素抑制3的形成，则图甲细胞中的着丝点不能正常分裂
答案 C
解析 图甲为处于有丝分裂后期的细胞，图乙为处于有丝分裂末期的细胞，图丙为分裂形成的子细胞或间期细胞。DNA数目加倍的原因是DNA复制，着丝点分裂导致染色体数目加倍，A错误；2是细胞板，是由1融合而形成的，赤道板不是真实的结构，B错误；若加入DNA合成抑制剂，将使细胞停留在间期，图丙细胞不能继续分裂，C正确；着丝点分裂与纺锤丝无关，D错误。
考向二 有丝分裂的曲线和柱状图分析
1．有丝分裂的相关曲线
(1)染色体、染色单体、核DNA的变化曲线
解读：
(2)染色体数与核DNA数关系曲线
解读：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。
2．有丝分裂过程中的相关曲线、分裂图和柱形图的联系
8．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c→d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a→c过程染色体数目不变
D．若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则a→c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c→d过程为有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，但该过程细胞中DNA含量不变；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；若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则a→c过程中着丝点没有分裂，所以染色体数目不变；若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则a→c过程包括有丝分裂后期，其中有丝分裂后期时染色体数目加倍。
9．如图1和图2表示有丝分裂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．观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的C→D段
B．图1中D→E段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变
C．图2中a对应图1中的A→B段，c对应图1中的E→F段
D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
答案 C
解析 有丝分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期，对应于图1的C→D段，A正确；图1中D→E段形成的原因是着丝点分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变，B正确；图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的E→F段，c表示G1期，对应图1中的A→B段，C错误；图2中d表示染色体数∶核DNA数＝2∶1，这种情况不存在，D正确。
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液)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)洋葱根尖的培养：实验前3～4 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触到瓶内的水面，置于温暖处培养，待根长至约5 cm。
(2)装片的制作
解离eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(剪取根尖2～3 mm,解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液1∶1,目的：使组织中的细胞相互分离开来,时间：3～5 min))
↓
漂洗eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(漂洗液：清水,目的\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(防止解离过度,便于染色)),时间：约10 min))
↓
染色eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(染液：质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液,目的：使染色体着色，便于观察,时间：3～5 min))
↓
制片eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，复加一片载玻片，用拇指轻压,目的：使细胞分散开来，有利于观察))
(3)观察
低倍镜观察：根据根尖特点找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密
↓
高倍镜观察：先找分裂中期的细胞，再找前期、后期、末期的细胞，最后观察分裂间期的细胞
(4)绘图：绘出植物细胞有丝分裂中期简图。
1．实验操作的注意事项
2．关于实验的4点提醒
(1)根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。
(2)不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。
(3)细胞板是一个真实的结构，赤道板不是真实存在的结构，而是人为定义的平面。
(4)“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。
3．细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算
(1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。
(2)某时期持续时间(t)＝eq \f(处于该时期细胞数,观察细胞总数)×细胞周期(T)。
考向一 实验的基本原理和过程分析
10．如图是关于“观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的部分操作，下列叙述正确的是( )
A．剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛
B．该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C．在观察的图像中，b属于分生区的细胞，细胞已死亡
D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显
答案 C
解析 洋葱根尖2～3 mm的区域属于分生区，A项错误；在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而在③和⑤之间的清水漂洗环节应删除，B项错误；分生区的细胞呈正方形，排列紧密，细胞经解离已死亡，C项正确；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，用于观察质壁分离与复原，实验现象不明显，D项错误。
11．在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示(“＋”表示操作，“－”表示未操作)。
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
答案 C
解析 解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去药液，防止解离过度，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7 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，故观察不到染色体。
考向二 实验的拓展和应用
12．在“观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂”实验中，某同学观察到的一个视野图像如图所示。已知洋葱根尖分生区细胞一个细胞周期约12 h。下列有关叙述最合理的是( )
A．装片制作时使用甲基绿吡罗红混合染色剂进行染色
B．向左上方移动装片可使该视野中M细胞移到视野中央
C．计算该视野中分裂后期细胞所占的比例，乘以12 h，得出分裂后期的时长
D．降低显微镜的放大倍数，有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短
答案 D
解析 有丝分裂观察实验中，应使用龙胆紫溶液或者醋酸洋红液进行染色；图中M细胞位于右下方，要将M细胞移到视野中央，应该将装片向右下方移动；该视野中各个时期细胞数量较少，不足以计算各个时期细胞所占的比例和各时期时间的长短；降低显微镜的放大倍数，视野中的细胞数量变多，有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短。
13．如图是紫色洋葱植株示意图，它可以是很多实验的材料，下列实验与图中材料标号组合恰当的是( )
答案 C
解析 检测组织中还原糖需要选择富含还原糖、没有颜色的材料，故应选④洋葱鳞片叶肉细胞；绿叶中色素的提取和分离要选择叶绿素含量丰富的材料，故应选⑤洋葱管状叶细胞；观察DNA、RNA在细胞中的分布应选择没有颜色的细胞，可选②洋葱鳞片叶内表皮细胞；观察质壁分离和复原应选择成熟的植物细胞，可选③洋葱鳞片叶外表皮细胞，其有紫色大液泡，便于观察；观察有丝分裂应选用分裂旺盛的细胞，故应选①洋葱根尖分生区细胞。
拓展提升 洋葱在生物学实验中的“一材多用”
1．细胞体积越大，细胞的表面积与体积之比就越小，物质运输的效率就越低。
2．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。
3．动物细胞的一个细胞周期中，DNA分子的复制和中心粒的倍增均发生在分裂间期。
4．真核细胞的分裂方式有三种：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。
5．有丝分裂最重要的变化是：间期DNA分子复制，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，精确地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遗传性状的稳定性。
6．分生区细胞的特点是：细胞呈正方形，排列紧密。
7．某时期细胞在细胞周期中所占比例的表示方法：该时期细胞数目与观察细胞总数的比值。
8．分裂期mRNA在细胞中含量很少，原因是分裂期染色体中的DNA高度螺旋化，难以解旋，无法正常转录。
1．(2018·全国Ⅰ，4)已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物)，每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是( )
A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构
答案 C
解析 乙组细胞数增加最快，应该是加入了药物X后进行的培养，A项正确；丙组细胞开始时增殖速度与乙组几乎相同，曲线和乙组基本重合，后期比乙组慢，说明丙组先加入药物X促进细胞增殖，后期加入药物D，抑制了药物X的作用，B项正确；若乙组先加入药物D，后加入药物X，其细胞数变化曲线开始应与甲组基本重合，后期略有增加，C项错误；药物D对药物X有抑制作用，若药物X为蛋白质，其抑制原理可能是药物D改变了药物X的空间结构，导致药物X的活性降低，D项正确。
2．(2016·海南，6)下列与细胞周期有关的叙述，正确的是( )
A．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
答案 C
解析 等位基因的分离一般发生在减数分裂过程中，减数分裂没有细胞周期，A项错误；纺锤丝出现在植物细胞有丝分裂前期，B项错误；DNA复制需要解旋，染色体高度螺旋化造成难以解旋，C项正确；染色体存在于分裂期，分裂期的时间远小于分裂间期，D项错误。
3．(2015·北京，3)流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞。24小时后用流式细胞仪检测，结果如图。对检测结果的分析不正确的是( )
A．b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍
B．a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C．处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D．此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制
答案 C
解析 由图可知，在b峰中细胞的DNA相对含量为80，而a峰中细胞的DNA相对含量为40，A项正确；在a峰与b峰之间细胞内的DNA含量在逐渐增加，所以正在进行DNA复制，B项正确；处于分裂期的细胞大部分位于b峰中，C项错误；通过实验组和对照组中b峰细胞的数量可以看出，实验组中进行DNA复制的癌细胞数量明显减少，说明该药物对癌细胞DNA复制有抑制作用，D项正确。
4．(2015·安徽，3)如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片，下列叙述正确的是( )
A．甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B．乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极
C．甲和乙细胞中的染色体数目相等，DNA含量相同
D．统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短
答案 B
解析 根据图示可知，甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞处于有丝分裂后期。甲细胞的每条染色体的着丝点排列在赤道板上而不是细胞板上，A项错误；乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极，B项正确；乙细胞中的染色体数目是甲细胞中的2倍，DNA含量相同，C项错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，统计图中处于分裂期的细胞数目只可计算分裂期所用时间在细胞周期中所占的比例，不可计算细胞周期的长短，D项错误。
5．(2019·吉林“五地六校”联考)下列关于无丝分裂的叙述中，正确的是( )
A．由于细菌分裂过程中无纺锤丝形成，因此细菌的分裂方式为无丝分裂
B．蛙的红细胞和人的红细胞均可进行无丝分裂
C．无丝分裂过程中不出现染色体和纺锤丝的变化
D．无丝分裂过程中无DNA分子的复制和相关蛋白质的合成
答案 C
解析 无丝分裂是真核生物的分裂方式，细菌是原核生物，A错误；蛙的红细胞进行无丝分裂，人的红细胞不分裂，B错误；无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化，C正确；无丝分裂过程中有DNA分子的复制，D错误。
一、选择题
1．(2020·贵州铜仁模拟考试)下列与有丝分裂相关的叙述，正确的是( )
A．随着着丝点的分裂，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的流动性密切相关
答案 D
解析 有丝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，染色体数目加倍，DNA含量不变，A错误；有丝分裂、减数分裂和无丝分裂都是真核细胞的分裂方式，原核细胞的主要增殖方式为二分裂，B错误；植物细胞有丝分裂末期形成细胞板，C错误；动物细胞有丝分裂末期，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，缢裂成两个子细胞，这与细胞膜流动性密切相关，D正确。
2．细胞周期可分为间期和分裂期(M期)，间期又分为G1期、S期和G2期。下表为体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间(单位：小时)，若在细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，则( )
A．M期细胞至少需要11.5小时后才能到达G1期和S期的交界处
B．G2期细胞至少需要11.5小时后才能到达G1期和S期的交界处
C．所有细胞被抑制在G1期和S期的交界处都需15小时后
D．所有细胞被抑制在G1期和S期的交界处都需22小时后
答案 B
解析 由表中信息可知，M期细胞至少需要10小时后才能到达G1期和S期的交界处，A项错误；G2期细胞到达G1期和S期的交界处至少需要的时间为1.5＋10＝11.5(小时)，B项正确；若使所有的细胞都被抑制在G1期和S期的交界处，则刚完成DNA复制的细胞需要经过G2、M和G1期，共需要3.5＋1.5＋10＝15(小时)，但并不是所有细胞都需要15小时，C、D项错误。
3．(2019·四川成都石室中学高三入学考)某同学在显微镜下观察到某种细胞的分裂图像如图所示，下列分析正确的是( )
A．该图可能是高等植物根尖细胞的分裂图像
B．该图细胞中每条染色体中含有两条脱氧核苷酸链
C．该图可能是有丝分裂后期的图像
D．该图可能是动物细胞的分裂图像
答案 D
解析 图中细胞的核膜正在消失，4条染色体散乱分布，两组中心体正向细胞两极移动，且在其周围发出星射线形成纺锤体，图中细胞为分裂前期，高等植物细胞没有中心体，动物细胞和某些低等植物细胞存在中心体，该图细胞中每条染色体含有两个DNA分子，含有四条脱氧核苷酸链。
4．PCNA是一类只存在于增殖细胞中的蛋白质，其浓度变化如图所示。下列推断错误的是( )
A．抑制PCNA的合成，细胞不能分裂
B．只有增殖细胞中含有PCNA的基因
C．PCNA经核糖体合成，通过核孔进入细胞核发挥作用
D．检测PCNA的浓度变化，可以推测细胞周期的时间
答案 B
解析 PCNA浓度在DNA复制时期(S期)达到最高峰，随着DNA复制完成，PCNA浓度快速下降，说明PCNA与DNA的复制有关，所以抑制PCNA的合成，细胞不能分裂，A项正确；每个细胞都含有PCNA的基因，只有增殖细胞中的PCNA基因才进行表达，B项错误；PCNA是蛋白质，属于大分子物质，经核糖体合成，通过核孔进入细胞核发挥作用，C项正确；PCNA只有在S期含量最高，所以检测PCNA的浓度变化，可以推测细胞周期的时间，D项正确。
5．(2019·湖北黄冈月考)下列变化会出现在洋葱根尖分生区细胞有丝分裂过程中的是( )
A．间期，中心体进行复制和分离
B．中期，可清晰地看到赤道板和染色体
C．后期，在纺锤丝的牵拉下着丝点断裂
D．末期，高尔基体参与细胞板的形成
答案 D
解析 洋葱是高等植物，没有中心体，A错误；赤道板不是真实存在的结构，B错误；有丝分裂后期，着丝点分裂，纺锤丝牵引染色体均匀地向细胞的两极移动，C错误；有丝分裂末期细胞板由细胞的中央向四周扩展形成细胞壁，高尔基体与细胞壁的形成有关，D正确。
6．图甲表示某动物体内细胞分裂图，图乙表示每条染色体上DNA含量的变化，图丙表示不同分裂时期细胞核中染色体数目、染色单体数目与核DNA数目关系变化。下列叙述中正确的是( )
A．图甲所示细胞对应于图乙中的DE段、图丙中的②
B．图甲所示细胞分裂时期核糖体、中心体代谢活跃
C．图丙中与图乙中BC段对应的只有②
D．图丙中引起②→③变化的原因是同源染色体的分离
答案 C
解析 图甲所示细胞处于有丝分裂后期，图乙中AB段表示间期中的S期，BC段表示间期中的G2期和分裂期的前、中期，DE段为后、末期。图甲中无染色单体，染色体数目∶核DNA数目＝1∶1，所以图甲所示细胞对应于图乙中的DE段、图丙中的①，A项错误；核糖体和中心体在分裂间期因为染色体和中心体的复制而代谢活跃，B项错误；图丙中引起②→③变化的原因是着丝点分裂，D项错误。
7．小鼠体细胞培养过程中，发现细胞分为3种类型：甲类细胞核DNA数量为4c，乙类细胞核DNA数量为2c，丙类细胞核DNA数量为2c～4c。下列推测错误的是( )
A．甲类细胞和乙类细胞中都含有同源染色体
B．用药物抑制细胞的DNA复制，乙类细胞比例将增加
C．乙类细胞中可能存在DNA解开双螺旋的现象
D．将周期阻断在DNA复制前会导致乙类细胞比例减少
答案 D
解析 小鼠体细胞培养过程中进行的是有丝分裂，有丝分裂不同时期细胞中都存在同源染色体；在体细胞培养过程中用药物抑制细胞的DNA复制，细胞核中DNA含量不能加倍，使细胞停留在分裂间期(G1期)，所以乙类细胞比例将增加；乙类细胞核DNA数量为2c，其可能处于分裂间期，存在DNA解开双螺旋的现象，为DNA的复制做准备。
8．(2019·南昌高三第一次模拟)使用特定的方法可以抑制蚕豆根尖细胞的分裂，使细胞停留在分裂的某一阶段，如下表所示，“—”表示停留时期。由表不能得出的结论是( )
A．胸苷不能直接作为DNA复制的原料
B．秋水仙素可能通过抑制纺锤体的形成使细胞停留在中期
C．低温主要抑制细胞分裂中有关酶的活性
D．加入过量的胸苷使细胞停留在间期可能的原因是抑制了RNA合成
答案 D
解析 胸苷是胸腺嘧啶脱氧核苷的简称，在细胞内可代谢生成胸腺嘧啶脱氧核苷酸，胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA复制的原料；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，从而使细胞停留在中期；低温处理可使细胞停留在细胞分裂的各个时期，原因是低温抑制细胞分裂中有关酶的活性；加入过量的胸苷抑制了DNA合成，使细胞停留在间期。
9．用不同浓度的药物X处理大蒜根尖分生区细胞3 d、5 d后，分别制片观察有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)＝分裂期细胞数/观察细胞数×100%]如下图。下列相关叙述错误的是( )
A．药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%，表明多数细胞处于分裂间期
B．制作装片过程中使用解离液的目的是固定细胞的形态
C．高浓度的药物X严重抑制了根尖分生区细胞有丝分裂
D．随着处理时间的延长，根尖细胞有丝分裂指数呈下降趋势
答案 B
解析 解离液的作用是使组织中的细胞相互分离开来，B项错误。
10．如图表示植物细胞新细胞壁的形成过程，据图分析，下列有关叙述错误的是( )
A．该细胞处于有丝分裂的末期，图中D表示内质网
B．图中C是高尔基体，图中E的主要成分是加工后的多肽链
C．该细胞的核基因在有丝分裂后期不能转录，但是在该时期能够进行翻译
D．该过程体现了生物膜的结构特性
答案 B
解析 植物细胞壁形成于有丝分裂末期，图中D表示内质网；图中C是高尔基体，图中E的主要成分是纤维素；有丝分裂后期，DNA在高度螺旋化的染色体上不易解旋进行转录，但细胞质中仍存在原来合成的mRNA，能够进行翻译；该过程体现了生物膜的结构特性，即具有一定的流动性。
二、非选择题
11．下图甲中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域，图乙是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的模式图。请据图回答下列问题：
(1)观察根尖有丝分裂时应选择图甲中的____________(填字母)区细胞，请按细胞有丝分裂过程排列图乙中细胞A、B、C、D的准确顺序：______________________________________。该区域的细胞中能产生ATP的细胞器有____________。
(2)细胞是独立分裂的，但不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程，原因是______。
(3)某同学在显微镜下观察到了A图像，发现了赤道板，请你评价他的观察结果：______。
(4)观察细胞质壁分离时可选择________(填字母)区细胞。③和④过程中细胞核遗传物质________(填“发生”或“不发生”)改变。
答案 (1)b B→A→D→C 线粒体 (2)制作装片时细胞经解离已经死亡 (3)赤道板只是一个位置，不是真实存在的结构，因此赤道板是看不到的 (4)d 不发生
解析 (1)a区是根冠，b区是分生区，c区是伸长区，d区是成熟区(又叫根毛区)，分生区的细胞具有旺盛的分裂能力。A是中期，B是前期，C是末期，D是后期。根尖细胞无叶绿体，所以能产生ATP的细胞器只有线粒体。(2)观察有丝分裂装片时细胞经解离已经死亡。(3)赤道板只是一个虚拟结构，不是真实结构。(4)可以用于观察质壁分离的细胞应是成熟区细胞。③和④细胞分化的过程中细胞核遗传物质不发生改变。
12．(2019·广西南宁模拟)图1表示某种体外培养细胞的细胞周期及各阶段(用字母表示)的时间，图2表示姐妹染色单体及着丝粒、动粒结构，其中动粒有驱动染色单体分离的作用，据图回答问题：
(1)据图可知，一个细胞周期所经历的时期依次是_______________(用图中字母和箭头表示)，脱氧核苷酸在________(用图中字母表示)期被消耗。根尖成熟区细胞是否会出现动粒结构？________(填“会”或“不会”)，原因是_______________________________________。
(2)若在电镜下观察发现纺锤丝正在缩短，则此时细胞处于分裂________期。
(3)姐妹染色单体分离与黏连蛋白解聚有关。分离酶能使黏连蛋白解聚。通常情况下，分离酶与securin蛋白结合而不表现出活性。进入有丝分裂后期时，细胞中的后期促进复合体(APC)被激活，此复合体能特异性选择并引导securin蛋白降解，激活分离酶。APC自身不能独立工作，需要Cdc20(一种辅助因子)协助。上述资料能表明的事实是________(多选)。
A．姐妹染色单体的分离与纺锤丝的活动无关
B．黏连蛋白解聚是动粒驱动的结果
C．姐妹染色单体的分离需要酶的参与
D．Cdc20、APC等物质的作用结果导致细胞染色体数目加倍
答案 (1)G1→S→G2→M S 不会 根尖成熟区细胞不分裂，不存在姐妹染色单体结构
(2)后
(3)ACD
解析 (1)图1中G1期为DNA复制前期，S期完成DNA复制，G2期为DNA复制后期，M期为分裂期，一个细胞周期所经历的时期依次是G1→S→G2→M，脱氧核苷酸用于DNA复制，在S期被消耗。根尖成熟区细胞高度分化，不再进行细胞分裂，不会出现染色单体分离的现象，不会出现动粒结构。
(2)在电镜下观察发现纺锤丝正在缩短，说明纺锤丝正牵引染色体向细胞两极移动，此时细胞应处于有丝分裂后期。
(3)姐妹染色单体分离与黏连蛋白解聚有关，与纺锤丝的活动无关，A正确；黏连蛋白解聚是分离酶作用的结果，而不是动粒驱动的结果，B错误、C正确；Cdc20、APC等物质的作用结果是分离酶被激活，进而使染色单体分离，导致细胞染色体数目加倍，D正确。
13．为了寻找更为理想的“观察植物细胞有丝分裂”的实验材料以及探究不同材料适宜的取材时间，科研人员进行了如下实验：
步骤1：剔除大蒜蒜瓣和红葱的老根，置于装有适量清水的烧杯中，在20～25 ℃下培养，每2 d更换一次清水。
步骤2：待大蒜和红葱的须根长出后，每24 h测量一次须根长度，记录并处理数据，结果如图1。
步骤3：若干天后，从8：00～16：00，每2 h取生长健壮的须根根尖制成临时装片。观察时随机选取30个视野，统计各视野中分裂期细胞数以及细胞总数，并计算细胞分裂指数[细胞分裂指数%＝分裂期细胞数/细胞总数×100%]，结果如图2，请回答下列问题：
(1)绘制图1所依据的数据，应该是同一时间测得的须根长度的__________。
(2)步骤3中，制作根尖临时装片的过程是取材→解离→__________________________。
(3)植物细胞壁的胞间层由果胶组成，使相邻细胞黏连。洋葱细胞的胞间层比大蒜、红葱厚，若以洋葱为材料进行本实验，解离时要________________或________________等，否则观察时会发现______________。
(4)根据本实验结果，最适宜的材料及最佳取材时间是____________________________。
答案 (1)平均值 (2)漂洗→染色→制片 (3)适当延长解离时间 适当提高盐酸浓度(或若环境温度低，可以适当水浴加热等) 细胞相互重叠 (4)红葱、上午10：00左右取材
解析 (1)实验中要对所得数据计算平均值，以排除偶然因素的影响，确保实验结果的可靠性。
(2)观察根尖有丝分裂装片的制作步骤是取材→解离→漂洗→染色→制片。
(3)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，植物细胞之间的胞间层的主要成分是果胶，解离的目的就是用盐酸使果胶水解。如果胞间层厚，则可适当提高盐酸的浓度或延长解离的时间，若是低温条件，也可适当提高温度，否则观察时会出现细胞相互重叠现象。
(4)根据本实验结果，最适宜的材料是红葱，最佳取材时间是上午10：00左右。方法名称
表示方法
用字母表示
扇形图
A→B→C→A为一个细胞周期
直线图
a＋b或c＋d为一个细胞周期
坐标图
a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期
柱形图
B组细胞处于分裂间期，C组细胞多数处于分裂期，A组细胞为细胞分裂结束形成的子细胞和未进行DNA复制的细胞
项目
纺锤体的形成方式不同(前期)
细胞分裂方式不同(末期)
高等植物细胞
从细胞的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
由中心粒发出星射线形成纺锤体
由细胞膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两部分
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
时期
项目
分裂间期
分裂期
前期
中期
后期
末期
核DNA
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
染色体
2n
2n
2n
4n
4n→2n
染色单体
0→4n
4n
4n
0
0
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，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
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
实验人员
操作
取材
解离
漂洗
染色
制片
甲
根尖1～3 mm处
－
＋
＋
＋
乙
根尖1～3 mm处
＋
－
＋
＋
丙
根尖5～7 mm处
＋
＋
＋
＋
实验
A
B
C
D
检测组织中还原糖
①
③
④
②
绿叶中色素的提取和分离
③
②
⑤
④
观察DNA、RNA在细胞中的分布
④
①
②
③
观察质壁分离和复原
②
②
③
①
观察有丝分裂
①
③
①
⑤
取材部位
实验名称
取材原因
叶
鳞片叶
植物细胞的质壁分离和复原
外表皮细胞含紫色大液泡
用显微镜观察多种多样的细胞
细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核
观察DNA和RNA在细胞中的分布
内表皮细胞近于无色
管状叶
叶绿体中色素的提取和分离
色素含量多
根
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察
低温诱导植物染色体数目的变化
材料易得，且低温(4 ℃)下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高
细胞周期
G1
S
G2
M
合计
时长(小时)
10
7
3.5
1.5
22
时期
处理方法
间期
前期
中期
后期
末期
加入过量的胸苷
—
秋水仙素
—
低温(2～4 ℃)
—
—
—
—
—
[考纲要求] 1.细胞的生长和增殖的周期性(Ⅱ)。2.细胞的有丝分裂(Ⅱ)。3.细胞的无丝分裂(Ⅰ)。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。
1．细胞不能无限长大
(1)实验——细胞大小与物质运输的关系
①实验原理
a．用不同大小含酚酞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。
②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。
b．琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小；NaOH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
①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。
②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：真核细胞：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂；原核细胞：二分裂。
(3)意义：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。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期，分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期进行活跃的物质准备，同时细胞有适度的生长。
(3)细胞周期的表示方法
(4)细胞周期的特点：不同种类细胞的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。
教材拾遗 (1)多细胞生物体体积的增大，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。(P110正文第一段)
(2)细胞体积并不是越小越好，因为遗传物质、酶和各种细胞器都需要一定的容纳空间。(P111批判性思维)
(3)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂。减数分裂过程中DNA分子只复制一次，而细胞连续分裂两次，因此进行减数分裂的细胞无细胞周期。(P112知识链接)
(4)无丝分裂：无丝分裂是真核细胞的增殖方式，分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化，但是也有DNA分子的复制和分配。(P114正文第一段)
(1)细胞越小，相对表面积也越小，这样有利于提高物质运输效率( × )
(2)同一生物体器官的大小主要取决于细胞数量的多少( √ )
(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( √ )
易错警示 (1)模拟细胞大小与物质运输的关系实验中，NaOH在每一琼脂块内扩散的速度相同，但是运输的效率不同。
(2)原核生物只能进行二分裂，二分裂不是无丝分裂。
(3)减数分裂和无丝分裂没有细胞周期，高度分化的成熟细胞也没有细胞周期。
(4)蛙的红细胞能进行无丝分裂，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不能分裂。
考向一 细胞的分裂方式和周期性的分析
1．分裂间期的物质变化
G1期：又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质(如DNA聚合酶等)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，发生的是有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。
2．细胞分裂后产生的子细胞有三种去向
(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、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞等。
(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、T细胞、B细胞、记忆细胞等。
(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、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞等。
3．与细胞周期相联系的知识
(1)基因突变：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)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，引起细胞内染色体数目加倍，继续进行有丝分裂，可出现多倍体植株。
(3)细胞癌变：用药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA不能复制，可抑制癌细胞的增殖。
(4)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。
1．(2019·北师大广东石竹附校第一次月考)下列关于细胞周期的说法，正确的是( )
A．人体成熟的红细胞产生后立即进入下一个细胞周期
B．机体内所有的体细胞都处于细胞周期中
C．细胞周期由前期、中期、后期、末期组成
D．细胞种类不同，细胞周期持续的时间一般不同
答案 D
解析 人体成熟的红细胞已经高度分化，不能再进行细胞分裂，A错误；只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，并不是所有体细胞都有细胞周期，B错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期包括前期、中期、后期和末期，C错误；不同种类的细胞，细胞周期持续的时间一般不同，D正确。
2．(2019·四川成都石室中学高三入学考)科学家用被32P标记的磷酸盐溶液浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如图所示，以下说法正确的是( )
A．蚕豆根尖细胞分裂的细胞周期为19.3 h，a→c表示一个细胞周期
B．用含32P的磷酸盐溶液主要是标记蚕豆幼苗细胞中的蛋白质和DNA
C．在a→b时期内，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
D．显微镜观察分生区细胞，绝大多数是处于b→c期
答案 D
解析 一个完整的细胞周期是从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，a→c不能表示一个细胞周期，b→d或d→f为一个完整的细胞周期，A错误；用含32P的磷酸盐溶液作标记物主要用来标记DNA，B错误；a→b时期为分裂期，在分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，C错误；b→c为分裂间期，分裂间期所处时间较长，显微镜观察时看到的细胞多数处于分裂间期，D正确。
考向二 细胞周期的相关实验分析
3．细胞分裂间期依次划分为G1期、S期和G2期，研究者将处于不同时期的细胞进行融合，实验结果如下图所示。其中灰色的部分是细胞核，黑点代表中心体。下列推断错误的是( )
A．引发中心体复制的物质持续存在到G2期
B．中心体和DNA复制可能同时进行
C．S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质
D．中心体的复制始于G1期，在G2期复制完毕
答案 D
解析 据题图可知，G1期的细胞含有1个中心体，S期和G2期的细胞含有2个中心体，G1期的细胞和G2期的细胞融合，G1期的细胞可以完成中心体的复制，由此推测引发中心体复制的物质可持续存在到G2期，A项正确；G1期和S期的细胞融合，G1期细胞进入S期，完成中心体的复制，中心体和DNA复制可能同时进行，B项正确；根据B项推测可知，S期细胞中存在使G1期细胞核进入S期的物质，C项正确；S期细胞含有2个中心体，即中心体在S期复制完毕，D项错误。
4．(2017·全国Ⅲ，29)利用一定方法使细胞群体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)。
答案 (1)分裂 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
解析 (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，最终细胞会停滞在细胞周期的分裂间期。
(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成来使细胞中染色体数目加倍，而纺锤体形成于有丝分裂前期，因此经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在分裂间期。
(3)分裂间期细胞的特点是完成DNA复制和有关蛋白质的合成，细胞体积略有增大。
1．有丝分裂过程——以高等植物细胞为例(连线)
2．动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别
3．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
4．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
①当有染色单体(间期的G2期、前期、中期)时，染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝1∶2∶2。
②当无染色单体(间期的G1期、后期、末期)时，染色体数∶核DNA数＝1∶1。
(2)核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)
5．有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲代和子代之间遗传性状的稳定性。
(1)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( × )
(2)前期染色质逐渐螺旋化形成了染色单体( × )
(3)有丝分裂后期，着丝点分裂导致染色单体的数目加倍( × )
(4)在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期( √ )
(5)有丝分裂中染色体数目加倍和核DNA数目加倍不是发生在同一时期( √ )
易错警示 (1)低等植物细胞含有中心体，前期由中心体形成纺锤体，末期由高尔基体形成细胞板将细胞一分为二。
(2)染色体的数目始终和着丝点的数目相等；间期DNA复制时，着丝点数目不变，染色体数目不加倍。
(3)纺锤丝的成分是蛋白质，其长度缩短是酶促反应的过程，需要消耗能量。
(4)赤道板不是真实存在的细胞结构，观察不到；细胞板是由高尔基体形成的细胞结构，可以观察到。
考向一 有丝分裂的过程和图像分析
下图是两种二倍体生物(2n＝6)有丝分裂过程中相关图像，请分析：
(1)甲图是高等植物细胞有丝分裂前期，乙图是动物细胞有丝分裂后期。
(2)甲、乙两图中的染色体数目之比为1∶2，核DNA数目之比为1∶1。
(3)乙图中是否有同源染色体？其产生的子细胞中是否有同源染色体？
提示 有；有。
(4)有丝分裂后期着丝点的分裂是不是纺锤丝牵引的结果？如何验证你的结论？
提示 着丝点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，后期染色体的着丝点照样可以分裂，从而使细胞中染色体数目加倍，这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。
5．(2019·河南洛阳联考)下列关于细胞分裂各时期的叙述，正确的是( )
A．有核膜和核仁的时期，细胞内的DNA聚合酶较为活跃，而RNA聚合酶不活跃
B．染色体螺旋化程度达到最高的时期，细胞内不一定有同源染色体，但一定有染色单体
C．着丝点数目加倍的时期，细胞内的全部染色体数与全部DNA数之比为1∶1
D．蛋白质合成较旺盛的时期，纺锤体可由中心粒发出的星射线或者细胞两极发出的纺锤丝形成
答案 B
解析 细胞分裂间期有核膜和核仁，间期主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，此时细胞内的DNA聚合酶与RNA聚合酶均较为活跃，A错误；中期染色体螺旋化程度达到最高，此时细胞内一定有染色单体，但对于只含一个染色体组的单倍体而言，中期细胞没有同源染色体，B正确；有丝分裂后期着丝点数目加倍，该时期细胞内染色体数与核DNA数之比为1∶1，但细胞质中还有少量DNA，C错误；间期蛋白质合成较旺盛，而纺锤体的形成发生在有丝分裂的前期，D错误。
6．下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，下列对图像的描述正确的是( )
A．该生物可能是低等植物
B．甲、乙、丙图细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2
C．甲图细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D．甲、乙、丙图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；乙图细胞中没有染色单体，B项错误；甲图细胞中中心体已经完成了复制，C项错误；甲图细胞中染色体散乱分布，是有丝分裂前期，乙图细胞中着丝点分裂，染色体数目加倍，是有丝分裂后期，丙图细胞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。
7．(2019·广东六校一模)如图为高等植物细胞(2n)处于有丝分裂不同时期的模式图，图中1代表囊泡，2代表细胞壁，3代表纺锤丝。下列分析正确的是( )
A．图甲细胞中的着丝点断裂导致DNA数目加倍
B．图乙细胞中的2是通过1与赤道板融合而形成的
C．若加入DNA合成抑制剂，将会阻止图丙细胞的继续分裂
D．若用秋水仙素抑制3的形成，则图甲细胞中的着丝点不能正常分裂
答案 C
解析 图甲为处于有丝分裂后期的细胞，图乙为处于有丝分裂末期的细胞，图丙为分裂形成的子细胞或间期细胞。DNA数目加倍的原因是DNA复制，着丝点分裂导致染色体数目加倍，A错误；2是细胞板，是由1融合而形成的，赤道板不是真实的结构，B错误；若加入DNA合成抑制剂，将使细胞停留在间期，图丙细胞不能继续分裂，C正确；着丝点分裂与纺锤丝无关，D错误。
考向二 有丝分裂的曲线和柱状图分析
1．有丝分裂的相关曲线
(1)染色体、染色单体、核DNA的变化曲线
解读：
(2)染色体数与核DNA数关系曲线
解读：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。
2．有丝分裂过程中的相关曲线、分裂图和柱形图的联系
8．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c→d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a→c过程染色体数目不变
D．若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则a→c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c→d过程为有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，但该过程细胞中DNA含量不变；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；若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则a→c过程中着丝点没有分裂，所以染色体数目不变；若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则a→c过程包括有丝分裂后期，其中有丝分裂后期时染色体数目加倍。
9．如图1和图2表示有丝分裂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．观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的C→D段
B．图1中D→E段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变
C．图2中a对应图1中的A→B段，c对应图1中的E→F段
D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
答案 C
解析 有丝分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期，对应于图1的C→D段，A正确；图1中D→E段形成的原因是着丝点分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变，B正确；图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的E→F段，c表示G1期，对应图1中的A→B段，C错误；图2中d表示染色体数∶核DNA数＝2∶1，这种情况不存在，D正确。
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液)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)洋葱根尖的培养：实验前3～4 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触到瓶内的水面，置于温暖处培养，待根长至约5 cm。
(2)装片的制作
解离eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(剪取根尖2～3 mm,解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液1∶1,目的：使组织中的细胞相互分离开来,时间：3～5 min))
↓
漂洗eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(漂洗液：清水,目的\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(防止解离过度,便于染色)),时间：约10 min))
↓
染色eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(染液：质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液,目的：使染色体着色，便于观察,时间：3～5 min))
↓
制片eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，复加一片载玻片，用拇指轻压,目的：使细胞分散开来，有利于观察))
(3)观察
低倍镜观察：根据根尖特点找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密
↓
高倍镜观察：先找分裂中期的细胞，再找前期、后期、末期的细胞，最后观察分裂间期的细胞
(4)绘图：绘出植物细胞有丝分裂中期简图。
1．实验操作的注意事项
2．关于实验的4点提醒
(1)根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。
(2)不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。
(3)细胞板是一个真实的结构，赤道板不是真实存在的结构，而是人为定义的平面。
(4)“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。
3．细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算
(1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。
(2)某时期持续时间(t)＝eq \f(处于该时期细胞数,观察细胞总数)×细胞周期(T)。
考向一 实验的基本原理和过程分析
10．如图是关于“观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的部分操作，下列叙述正确的是( )
A．剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛
B．该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C．在观察的图像中，b属于分生区的细胞，细胞已死亡
D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显
答案 C
解析 洋葱根尖2～3 mm的区域属于分生区，A项错误；在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而在③和⑤之间的清水漂洗环节应删除，B项错误；分生区的细胞呈正方形，排列紧密，细胞经解离已死亡，C项正确；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，用于观察质壁分离与复原，实验现象不明显，D项错误。
11．在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示(“＋”表示操作，“－”表示未操作)。
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
答案 C
解析 解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去药液，防止解离过度，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7 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，故观察不到染色体。
考向二 实验的拓展和应用
12．在“观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂”实验中，某同学观察到的一个视野图像如图所示。已知洋葱根尖分生区细胞一个细胞周期约12 h。下列有关叙述最合理的是( )
A．装片制作时使用甲基绿吡罗红混合染色剂进行染色
B．向左上方移动装片可使该视野中M细胞移到视野中央
C．计算该视野中分裂后期细胞所占的比例，乘以12 h，得出分裂后期的时长
D．降低显微镜的放大倍数，有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短
答案 D
解析 有丝分裂观察实验中，应使用龙胆紫溶液或者醋酸洋红液进行染色；图中M细胞位于右下方，要将M细胞移到视野中央，应该将装片向右下方移动；该视野中各个时期细胞数量较少，不足以计算各个时期细胞所占的比例和各时期时间的长短；降低显微镜的放大倍数，视野中的细胞数量变多，有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短。
13．如图是紫色洋葱植株示意图，它可以是很多实验的材料，下列实验与图中材料标号组合恰当的是( )
答案 C
解析 检测组织中还原糖需要选择富含还原糖、没有颜色的材料，故应选④洋葱鳞片叶肉细胞；绿叶中色素的提取和分离要选择叶绿素含量丰富的材料，故应选⑤洋葱管状叶细胞；观察DNA、RNA在细胞中的分布应选择没有颜色的细胞，可选②洋葱鳞片叶内表皮细胞；观察质壁分离和复原应选择成熟的植物细胞，可选③洋葱鳞片叶外表皮细胞，其有紫色大液泡，便于观察；观察有丝分裂应选用分裂旺盛的细胞，故应选①洋葱根尖分生区细胞。
拓展提升 洋葱在生物学实验中的“一材多用”
1．细胞体积越大，细胞的表面积与体积之比就越小，物质运输的效率就越低。
2．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。
3．动物细胞的一个细胞周期中，DNA分子的复制和中心粒的倍增均发生在分裂间期。
4．真核细胞的分裂方式有三种：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。
5．有丝分裂最重要的变化是：间期DNA分子复制，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，精确地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遗传性状的稳定性。
6．分生区细胞的特点是：细胞呈正方形，排列紧密。
7．某时期细胞在细胞周期中所占比例的表示方法：该时期细胞数目与观察细胞总数的比值。
8．分裂期mRNA在细胞中含量很少，原因是分裂期染色体中的DNA高度螺旋化，难以解旋，无法正常转录。
1．(2018·全国Ⅰ，4)已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物)，每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是( )
A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构
答案 C
解析 乙组细胞数增加最快，应该是加入了药物X后进行的培养，A项正确；丙组细胞开始时增殖速度与乙组几乎相同，曲线和乙组基本重合，后期比乙组慢，说明丙组先加入药物X促进细胞增殖，后期加入药物D，抑制了药物X的作用，B项正确；若乙组先加入药物D，后加入药物X，其细胞数变化曲线开始应与甲组基本重合，后期略有增加，C项错误；药物D对药物X有抑制作用，若药物X为蛋白质，其抑制原理可能是药物D改变了药物X的空间结构，导致药物X的活性降低，D项正确。
2．(2016·海南，6)下列与细胞周期有关的叙述，正确的是( )
A．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
答案 C
解析 等位基因的分离一般发生在减数分裂过程中，减数分裂没有细胞周期，A项错误；纺锤丝出现在植物细胞有丝分裂前期，B项错误；DNA复制需要解旋，染色体高度螺旋化造成难以解旋，C项正确；染色体存在于分裂期，分裂期的时间远小于分裂间期，D项错误。
3．(2015·北京，3)流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞。24小时后用流式细胞仪检测，结果如图。对检测结果的分析不正确的是( )
A．b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍
B．a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C．处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D．此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制
答案 C
解析 由图可知，在b峰中细胞的DNA相对含量为80，而a峰中细胞的DNA相对含量为40，A项正确；在a峰与b峰之间细胞内的DNA含量在逐渐增加，所以正在进行DNA复制，B项正确；处于分裂期的细胞大部分位于b峰中，C项错误；通过实验组和对照组中b峰细胞的数量可以看出，实验组中进行DNA复制的癌细胞数量明显减少，说明该药物对癌细胞DNA复制有抑制作用，D项正确。
4．(2015·安徽，3)如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片，下列叙述正确的是( )
A．甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B．乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极
C．甲和乙细胞中的染色体数目相等，DNA含量相同
D．统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短
答案 B
解析 根据图示可知，甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞处于有丝分裂后期。甲细胞的每条染色体的着丝点排列在赤道板上而不是细胞板上，A项错误；乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极，B项正确；乙细胞中的染色体数目是甲细胞中的2倍，DNA含量相同，C项错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，统计图中处于分裂期的细胞数目只可计算分裂期所用时间在细胞周期中所占的比例，不可计算细胞周期的长短，D项错误。
5．(2019·吉林“五地六校”联考)下列关于无丝分裂的叙述中，正确的是( )
A．由于细菌分裂过程中无纺锤丝形成，因此细菌的分裂方式为无丝分裂
B．蛙的红细胞和人的红细胞均可进行无丝分裂
C．无丝分裂过程中不出现染色体和纺锤丝的变化
D．无丝分裂过程中无DNA分子的复制和相关蛋白质的合成
答案 C
解析 无丝分裂是真核生物的分裂方式，细菌是原核生物，A错误；蛙的红细胞进行无丝分裂，人的红细胞不分裂，B错误；无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化，C正确；无丝分裂过程中有DNA分子的复制，D错误。
一、选择题
1．(2020·贵州铜仁模拟考试)下列与有丝分裂相关的叙述，正确的是( )
A．随着着丝点的分裂，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的流动性密切相关
答案 D
解析 有丝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，染色体数目加倍，DNA含量不变，A错误；有丝分裂、减数分裂和无丝分裂都是真核细胞的分裂方式，原核细胞的主要增殖方式为二分裂，B错误；植物细胞有丝分裂末期形成细胞板，C错误；动物细胞有丝分裂末期，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，缢裂成两个子细胞，这与细胞膜流动性密切相关，D正确。
2．细胞周期可分为间期和分裂期(M期)，间期又分为G1期、S期和G2期。下表为体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间(单位：小时)，若在细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，则( )
A．M期细胞至少需要11.5小时后才能到达G1期和S期的交界处
B．G2期细胞至少需要11.5小时后才能到达G1期和S期的交界处
C．所有细胞被抑制在G1期和S期的交界处都需15小时后
D．所有细胞被抑制在G1期和S期的交界处都需22小时后
答案 B
解析 由表中信息可知，M期细胞至少需要10小时后才能到达G1期和S期的交界处，A项错误；G2期细胞到达G1期和S期的交界处至少需要的时间为1.5＋10＝11.5(小时)，B项正确；若使所有的细胞都被抑制在G1期和S期的交界处，则刚完成DNA复制的细胞需要经过G2、M和G1期，共需要3.5＋1.5＋10＝15(小时)，但并不是所有细胞都需要15小时，C、D项错误。
3．(2019·四川成都石室中学高三入学考)某同学在显微镜下观察到某种细胞的分裂图像如图所示，下列分析正确的是( )
A．该图可能是高等植物根尖细胞的分裂图像
B．该图细胞中每条染色体中含有两条脱氧核苷酸链
C．该图可能是有丝分裂后期的图像
D．该图可能是动物细胞的分裂图像
答案 D
解析 图中细胞的核膜正在消失，4条染色体散乱分布，两组中心体正向细胞两极移动，且在其周围发出星射线形成纺锤体，图中细胞为分裂前期，高等植物细胞没有中心体，动物细胞和某些低等植物细胞存在中心体，该图细胞中每条染色体含有两个DNA分子，含有四条脱氧核苷酸链。
4．PCNA是一类只存在于增殖细胞中的蛋白质，其浓度变化如图所示。下列推断错误的是( )
A．抑制PCNA的合成，细胞不能分裂
B．只有增殖细胞中含有PCNA的基因
C．PCNA经核糖体合成，通过核孔进入细胞核发挥作用
D．检测PCNA的浓度变化，可以推测细胞周期的时间
答案 B
解析 PCNA浓度在DNA复制时期(S期)达到最高峰，随着DNA复制完成，PCNA浓度快速下降，说明PCNA与DNA的复制有关，所以抑制PCNA的合成，细胞不能分裂，A项正确；每个细胞都含有PCNA的基因，只有增殖细胞中的PCNA基因才进行表达，B项错误；PCNA是蛋白质，属于大分子物质，经核糖体合成，通过核孔进入细胞核发挥作用，C项正确；PCNA只有在S期含量最高，所以检测PCNA的浓度变化，可以推测细胞周期的时间，D项正确。
5．(2019·湖北黄冈月考)下列变化会出现在洋葱根尖分生区细胞有丝分裂过程中的是( )
A．间期，中心体进行复制和分离
B．中期，可清晰地看到赤道板和染色体
C．后期，在纺锤丝的牵拉下着丝点断裂
D．末期，高尔基体参与细胞板的形成
答案 D
解析 洋葱是高等植物，没有中心体，A错误；赤道板不是真实存在的结构，B错误；有丝分裂后期，着丝点分裂，纺锤丝牵引染色体均匀地向细胞的两极移动，C错误；有丝分裂末期细胞板由细胞的中央向四周扩展形成细胞壁，高尔基体与细胞壁的形成有关，D正确。
6．图甲表示某动物体内细胞分裂图，图乙表示每条染色体上DNA含量的变化，图丙表示不同分裂时期细胞核中染色体数目、染色单体数目与核DNA数目关系变化。下列叙述中正确的是( )
A．图甲所示细胞对应于图乙中的DE段、图丙中的②
B．图甲所示细胞分裂时期核糖体、中心体代谢活跃
C．图丙中与图乙中BC段对应的只有②
D．图丙中引起②→③变化的原因是同源染色体的分离
答案 C
解析 图甲所示细胞处于有丝分裂后期，图乙中AB段表示间期中的S期，BC段表示间期中的G2期和分裂期的前、中期，DE段为后、末期。图甲中无染色单体，染色体数目∶核DNA数目＝1∶1，所以图甲所示细胞对应于图乙中的DE段、图丙中的①，A项错误；核糖体和中心体在分裂间期因为染色体和中心体的复制而代谢活跃，B项错误；图丙中引起②→③变化的原因是着丝点分裂，D项错误。
7．小鼠体细胞培养过程中，发现细胞分为3种类型：甲类细胞核DNA数量为4c，乙类细胞核DNA数量为2c，丙类细胞核DNA数量为2c～4c。下列推测错误的是( )
A．甲类细胞和乙类细胞中都含有同源染色体
B．用药物抑制细胞的DNA复制，乙类细胞比例将增加
C．乙类细胞中可能存在DNA解开双螺旋的现象
D．将周期阻断在DNA复制前会导致乙类细胞比例减少
答案 D
解析 小鼠体细胞培养过程中进行的是有丝分裂，有丝分裂不同时期细胞中都存在同源染色体；在体细胞培养过程中用药物抑制细胞的DNA复制，细胞核中DNA含量不能加倍，使细胞停留在分裂间期(G1期)，所以乙类细胞比例将增加；乙类细胞核DNA数量为2c，其可能处于分裂间期，存在DNA解开双螺旋的现象，为DNA的复制做准备。
8．(2019·南昌高三第一次模拟)使用特定的方法可以抑制蚕豆根尖细胞的分裂，使细胞停留在分裂的某一阶段，如下表所示，“—”表示停留时期。由表不能得出的结论是( )
A．胸苷不能直接作为DNA复制的原料
B．秋水仙素可能通过抑制纺锤体的形成使细胞停留在中期
C．低温主要抑制细胞分裂中有关酶的活性
D．加入过量的胸苷使细胞停留在间期可能的原因是抑制了RNA合成
答案 D
解析 胸苷是胸腺嘧啶脱氧核苷的简称，在细胞内可代谢生成胸腺嘧啶脱氧核苷酸，胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA复制的原料；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，从而使细胞停留在中期；低温处理可使细胞停留在细胞分裂的各个时期，原因是低温抑制细胞分裂中有关酶的活性；加入过量的胸苷抑制了DNA合成，使细胞停留在间期。
9．用不同浓度的药物X处理大蒜根尖分生区细胞3 d、5 d后，分别制片观察有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)＝分裂期细胞数/观察细胞数×100%]如下图。下列相关叙述错误的是( )
A．药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%，表明多数细胞处于分裂间期
B．制作装片过程中使用解离液的目的是固定细胞的形态
C．高浓度的药物X严重抑制了根尖分生区细胞有丝分裂
D．随着处理时间的延长，根尖细胞有丝分裂指数呈下降趋势
答案 B
解析 解离液的作用是使组织中的细胞相互分离开来，B项错误。
10．如图表示植物细胞新细胞壁的形成过程，据图分析，下列有关叙述错误的是( )
A．该细胞处于有丝分裂的末期，图中D表示内质网
B．图中C是高尔基体，图中E的主要成分是加工后的多肽链
C．该细胞的核基因在有丝分裂后期不能转录，但是在该时期能够进行翻译
D．该过程体现了生物膜的结构特性
答案 B
解析 植物细胞壁形成于有丝分裂末期，图中D表示内质网；图中C是高尔基体，图中E的主要成分是纤维素；有丝分裂后期，DNA在高度螺旋化的染色体上不易解旋进行转录，但细胞质中仍存在原来合成的mRNA，能够进行翻译；该过程体现了生物膜的结构特性，即具有一定的流动性。
二、非选择题
11．下图甲中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域，图乙是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的模式图。请据图回答下列问题：
(1)观察根尖有丝分裂时应选择图甲中的____________(填字母)区细胞，请按细胞有丝分裂过程排列图乙中细胞A、B、C、D的准确顺序：______________________________________。该区域的细胞中能产生ATP的细胞器有____________。
(2)细胞是独立分裂的，但不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程，原因是______。
(3)某同学在显微镜下观察到了A图像，发现了赤道板，请你评价他的观察结果：______。
(4)观察细胞质壁分离时可选择________(填字母)区细胞。③和④过程中细胞核遗传物质________(填“发生”或“不发生”)改变。
答案 (1)b B→A→D→C 线粒体 (2)制作装片时细胞经解离已经死亡 (3)赤道板只是一个位置，不是真实存在的结构，因此赤道板是看不到的 (4)d 不发生
解析 (1)a区是根冠，b区是分生区，c区是伸长区，d区是成熟区(又叫根毛区)，分生区的细胞具有旺盛的分裂能力。A是中期，B是前期，C是末期，D是后期。根尖细胞无叶绿体，所以能产生ATP的细胞器只有线粒体。(2)观察有丝分裂装片时细胞经解离已经死亡。(3)赤道板只是一个虚拟结构，不是真实结构。(4)可以用于观察质壁分离的细胞应是成熟区细胞。③和④细胞分化的过程中细胞核遗传物质不发生改变。
12．(2019·广西南宁模拟)图1表示某种体外培养细胞的细胞周期及各阶段(用字母表示)的时间，图2表示姐妹染色单体及着丝粒、动粒结构，其中动粒有驱动染色单体分离的作用，据图回答问题：
(1)据图可知，一个细胞周期所经历的时期依次是_______________(用图中字母和箭头表示)，脱氧核苷酸在________(用图中字母表示)期被消耗。根尖成熟区细胞是否会出现动粒结构？________(填“会”或“不会”)，原因是_______________________________________。
(2)若在电镜下观察发现纺锤丝正在缩短，则此时细胞处于分裂________期。
(3)姐妹染色单体分离与黏连蛋白解聚有关。分离酶能使黏连蛋白解聚。通常情况下，分离酶与securin蛋白结合而不表现出活性。进入有丝分裂后期时，细胞中的后期促进复合体(APC)被激活，此复合体能特异性选择并引导securin蛋白降解，激活分离酶。APC自身不能独立工作，需要Cdc20(一种辅助因子)协助。上述资料能表明的事实是________(多选)。
A．姐妹染色单体的分离与纺锤丝的活动无关
B．黏连蛋白解聚是动粒驱动的结果
C．姐妹染色单体的分离需要酶的参与
D．Cdc20、APC等物质的作用结果导致细胞染色体数目加倍
答案 (1)G1→S→G2→M S 不会 根尖成熟区细胞不分裂，不存在姐妹染色单体结构
(2)后
(3)ACD
解析 (1)图1中G1期为DNA复制前期，S期完成DNA复制，G2期为DNA复制后期，M期为分裂期，一个细胞周期所经历的时期依次是G1→S→G2→M，脱氧核苷酸用于DNA复制，在S期被消耗。根尖成熟区细胞高度分化，不再进行细胞分裂，不会出现染色单体分离的现象，不会出现动粒结构。
(2)在电镜下观察发现纺锤丝正在缩短，说明纺锤丝正牵引染色体向细胞两极移动，此时细胞应处于有丝分裂后期。
(3)姐妹染色单体分离与黏连蛋白解聚有关，与纺锤丝的活动无关，A正确；黏连蛋白解聚是分离酶作用的结果，而不是动粒驱动的结果，B错误、C正确；Cdc20、APC等物质的作用结果是分离酶被激活，进而使染色单体分离，导致细胞染色体数目加倍，D正确。
13．为了寻找更为理想的“观察植物细胞有丝分裂”的实验材料以及探究不同材料适宜的取材时间，科研人员进行了如下实验：
步骤1：剔除大蒜蒜瓣和红葱的老根，置于装有适量清水的烧杯中，在20～25 ℃下培养，每2 d更换一次清水。
步骤2：待大蒜和红葱的须根长出后，每24 h测量一次须根长度，记录并处理数据，结果如图1。
步骤3：若干天后，从8：00～16：00，每2 h取生长健壮的须根根尖制成临时装片。观察时随机选取30个视野，统计各视野中分裂期细胞数以及细胞总数，并计算细胞分裂指数[细胞分裂指数%＝分裂期细胞数/细胞总数×100%]，结果如图2，请回答下列问题：
(1)绘制图1所依据的数据，应该是同一时间测得的须根长度的__________。
(2)步骤3中，制作根尖临时装片的过程是取材→解离→__________________________。
(3)植物细胞壁的胞间层由果胶组成，使相邻细胞黏连。洋葱细胞的胞间层比大蒜、红葱厚，若以洋葱为材料进行本实验，解离时要________________或________________等，否则观察时会发现______________。
(4)根据本实验结果，最适宜的材料及最佳取材时间是____________________________。
答案 (1)平均值 (2)漂洗→染色→制片 (3)适当延长解离时间 适当提高盐酸浓度(或若环境温度低，可以适当水浴加热等) 细胞相互重叠 (4)红葱、上午10：00左右取材
解析 (1)实验中要对所得数据计算平均值，以排除偶然因素的影响，确保实验结果的可靠性。
(2)观察根尖有丝分裂装片的制作步骤是取材→解离→漂洗→染色→制片。
(3)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，植物细胞之间的胞间层的主要成分是果胶，解离的目的就是用盐酸使果胶水解。如果胞间层厚，则可适当提高盐酸的浓度或延长解离的时间，若是低温条件，也可适当提高温度，否则观察时会出现细胞相互重叠现象。
(4)根据本实验结果，最适宜的材料是红葱，最佳取材时间是上午10：00左右。方法名称
表示方法
用字母表示
扇形图
A→B→C→A为一个细胞周期
直线图
a＋b或c＋d为一个细胞周期
坐标图
a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期
柱形图
B组细胞处于分裂间期，C组细胞多数处于分裂期，A组细胞为细胞分裂结束形成的子细胞和未进行DNA复制的细胞
项目
纺锤体的形成方式不同(前期)
细胞分裂方式不同(末期)
高等植物细胞
从细胞的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
由中心粒发出星射线形成纺锤体
由细胞膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两部分
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
时期
项目
分裂间期
分裂期
前期
中期
后期
末期
核DNA
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
染色体
2n
2n
2n
4n
4n→2n
染色单体
0→4n
4n
4n
0
0
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，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
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
实验人员
操作
取材
解离
漂洗
染色
制片
甲
根尖1～3 mm处
－
＋
＋
＋
乙
根尖1～3 mm处
＋
－
＋
＋
丙
根尖5～7 mm处
＋
＋
＋
＋
实验
A
B
C
D
检测组织中还原糖
①
③
④
②
绿叶中色素的提取和分离
③
②
⑤
④
观察DNA、RNA在细胞中的分布
④
①
②
③
观察质壁分离和复原
②
②
③
①
观察有丝分裂
①
③
①
⑤
取材部位
实验名称
取材原因
叶
鳞片叶
植物细胞的质壁分离和复原
外表皮细胞含紫色大液泡
用显微镜观察多种多样的细胞
细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核
观察DNA和RNA在细胞中的分布
内表皮细胞近于无色
管状叶
叶绿体中色素的提取和分离
色素含量多
根
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察
低温诱导植物染色体数目的变化
材料易得，且低温(4 ℃)下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高
细胞周期
G1
S
G2
M
合计
时长(小时)
10
7
3.5
1.5
22
时期
处理方法
间期
前期
中期
后期
末期
加入过量的胸苷
—
秋水仙素
—
低温(2～4 ℃)
—
—
—
—
—
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