专题11 细胞的增殖（串讲）-备战2024年高考生物一轮复习串讲精练（新高考专用）（原卷版）

专题11 细胞的增殖

考点一　细胞的生长和细胞周期

1．细胞增殖

（1）概念：细胞通过_________增加细胞数量的过程。

（2）方式

真核生物：_________分裂、有丝分裂和减数分裂；原核生物：____分裂。

（3）意义：是重要的生命活动，是生物体__________________________的基础。

2．细胞周期

（1）条件：_________的细胞才有细胞周期。

（2）__________________________时开始，到__________________________时为止，为一个细胞周期。细胞周期包括__________________________，分裂间期G1期主要合成____________，S期完成_________，G2期主要合成_________，分裂间期为分裂期进行物质准备，同时细胞有适度的生长。

（3）特点：不同种类的细胞周期_________，分裂间期与分裂期所占比例也不同。

（4）不同图形所表示的细胞周期

1.不同生物细胞的细胞周期持续时间不一定相同，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，应选择细胞周期中分裂期所占时间相对较长的细胞，容易观察到处于分裂期的细胞。

4.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。

典例1.如图是关于细胞周期的示意图(G0期是具有分裂能力的细胞反复分裂数次之后处于停止分裂状态的时期，M期为分裂期，G1期主要进行RNA和有关蛋白质的合成，S期主要进行DNA的复制，G2期为有丝分裂的准备期，还有一些RNA和有关蛋白质的合成)。下列叙述错误的是(　　)

A．一个完整的细胞周期为G1期→S期→G2期→M期

B．相同抗原再次入侵时会将处于G0期的记忆细胞激活

C．S期DNA复制后染色体数目加倍，为M期的进行提供所需物质

D．处于G1期的细胞数量远多于处于(M＋G2)期的细胞数量

典例2.(2021山东潍坊五县市10月联考）利用一定的方法,使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步。高浓度TdR(胸腺嘧啶核苷)双阻断法是常用的同步化方法。它可逆地起作用,且不影响其他时期细胞的活动,最终可使细胞停留在S期或G1/S交界处。研究人员利用胡萝卜细胞,经下图过程的处理,成功将所有细胞阻断在G1/S交界处。下列叙述错误的是              (　　)

注:胡萝卜细胞周期中G1为1.3 h、S为2.7 h、G2为2.9 h、M为0.6 h。

A.细胞周期同步利于研究某一时期细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡

B.通过抑制纺锤体的形成,可使细胞同步于M期

C.t1、t3的处理时长都应大于或等于4.8 h

D.t1、t2和t3三次处理的总时长为7.5 h

考点二　细胞的有丝分裂

1．有丝分裂过程

Ⅰ　___期 Ⅱ___期　 Ⅲ___期 　Ⅳ　___期

Ⅴ___期

（2）有丝分裂各时期的主要特征（以高等植物细胞为例）：

间期→

前期→

中期→⑥染色体的着丝点排列在____________上

后期→⑦____________分裂，____________分开成为两条子染色体，在纺锤丝的牵引下移向两极

末期→

（3）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，由于染色体上有遗传物质DNA，保持了细胞的亲子代之间____________的稳定性。

2．无丝分裂

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)染色体行为变化

核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)

（2）有丝分裂过程中相关成分或结构“加倍”的时期和原因

（3）与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用

（4）动植物细胞有丝分裂的主要区别

“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像

典例1.如图所示某动物细胞的有丝分裂过程图。下列相关叙述正确的是(　　)

A．图中从时期1到8可表示一个完整的细胞周期

B．图中时期2的染色体空间结构最稳定

C．图中时期3同源染色体两两配对并形成四分体

D．图中时期6、7体现了细胞膜的流动性

典例2.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

考点三　观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

1．实验原理

（1）选材：高等植物的____________组织细胞有丝分裂较旺盛。

（2）染色：细胞核内的染色体（质）易被______染料（甲紫溶液）染成深色。

（3）时期确定：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，判断细胞所处的分裂时期。

2．实验操作步骤

（1）洋葱根尖的培养：实验前培养3～4 d，待根长到约5 cm。

（2）装片的制作过程：________________________。

（3）观察

①先低倍镜观察：根据根尖特点找到____________细胞。后高倍镜观察：先找______期，后找前、后、末期细胞。

②分生区细胞特点：细胞呈______形，排列紧密。

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）＝×细胞周期（T）。

洋葱在生物学实验中的“一材多用”

典例1.如图是关于“观察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与复原，实验现象明显

典例2.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如表所示(注：“＋”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

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界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.(2020·山东高三模拟)在细胞周期中有一系列的检验点对细胞增殖进行严密监控，确保细胞增殖有序进行。周期蛋白cyclin B与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后，被激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期；周期蛋白cyclin E与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后，被激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期。上述调控过程中MPF的活性和周期蛋白的浓度变化如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)

A．抑制cyclin B基因的表达或CDK1的活性都可使细胞周期停滞在G2/M检验点

B．cyclin E可能与细胞内染色质螺旋化和纺锤体的形成密切相关

C．若将G2期和M期细胞融合，则G2期细胞进入M期的时间会提前

D．蛋白激酶CDK2可能参与了中心体复制的起始调控

2.(2020·山东高三二模)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．加入过量胸苷约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

3.(2020·北京，5)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响，用聚乙二醇溶液模拟干旱条件，处理白刺花的根尖，制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异的情况，细胞图像如图。相关叙述正确的是(　　)

A．制片需经龙胆紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤

B．直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体

C．染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期

D．观察结果表明该细胞染色体发生了变异

4.(2020·天津，8)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，下列相关叙述正确的是(　　)

A．上图所示过程可发生在有丝分裂中期

B．细胞的遗传信息主要储存于rDNA中

C．核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所

D．核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出

5.(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

6.(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；后者可用秋水仙碱抑制________的形成，主要激活检验点______，使癌细胞停滞于中期。

7.(2021·山东滕州模拟)如图甲中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。请回答下列问题：

(1)观察根尖有丝分裂时应选择____________(填图甲中字母)区细胞，请按细胞有丝分裂过程排列图乙中细胞A、B、C、D：________________(用字母和箭头表示)。

(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)观察细胞质壁分离时可选择________(填图甲中字母)区细胞，③和④过程中细胞核遗传物质________(填“会”或“不会”)发生改变。

(4)动植物细胞有丝分裂的区别主要反映在图乙中的 ________(填字母)。

(5)某同学通过多次实验汇总得到各时期的细胞数记录如下，数值最大的字母是________，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。