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高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第4单元 第1课时 细胞的增殖
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这是一份高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第4单元 第1课时 细胞的增殖，共19页。试卷主要包含了细胞增殖，细胞周期，有丝分裂的意义，无丝分裂等内容，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．细胞增殖
2．细胞周期
(1)模型
(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”
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．(2022·山东青岛一模)细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，当细胞周期中某一节点出现“异常事件”，调节机制就被激活，排除“故障”或使细胞周期中断。如G2期末检验点主要检测复制后的DNA是否损伤，细胞中合成的物质是否够多，细胞的体积是否足够大；纺锤体组装检验点(SAC)能够检查纺锤体是否正确组装，纺锤丝是否正确连接在染色体的着丝粒上。下列相关叙述不正确的是( )
A．G2期末检验通过后，说明具备分裂条件，细胞将进入分裂期
B．SAC检验未通过，细胞将停留在染色体数目暂时加倍的状态
C．细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用
D．有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期，不进行增殖
答案 B
解析 细胞周期的顺序是G1→S→G2→M，G2期正常后，细胞将进入分裂期，A正确；纺锤体的形成是在有丝分裂的前期，若SAC检验未通过，细胞将停留在分裂前期，而染色体数目加倍发生在分裂后期，B错误；由题干信息“当细胞周期中某一节点出现“异常事件”，调节机制就被激活，排除“故障”或使细胞周期中断”可知，细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用，C正确；有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期，处于休眠期，如B细胞，D正确。
3．(2022·丽江高三模拟)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)
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
将亲代细胞的染色体经过复制(关键是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的稳定性。
5．无丝分裂
源于必修1 P115“思维训练”：
(1)细胞越大，细胞的表面积与体积的比值越小。
(2)从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。
(3)细胞体积是不是越小越好？并说明原因。
提示 不是，因为细胞中众多的必需物质和细胞器，都需要一定的容纳空间。
考向 有丝分裂各时期的变化特点
4．在动物造血干细胞分裂过程中，发生在同一时期的是( )
A．DNA的加倍和染色体的加倍
B．染色体的出现和纺锤体的出现
C．染色单体的形成和着丝粒的分裂
D．中心体的倍增和染色体组数的加倍
答案 B
5．纺锤丝在细胞有丝分裂过程中起着重要的作用，若某纺锤丝被破坏，未能移向两极的整条染色体可形成微核，即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块。动物细胞在有丝分裂过程中，母细胞中的姐妹染色单体均附着于纺锤丝上，才能启动中—后期转换，转换过程的部分图解如图。下列相关分析不正确的是( )
A．蛋白S与分离酶结合抑制分离酶的活性，有丝分裂中—后期转换是由活化APC启动的
B．有活性的APC能够降解蛋白S使分离酶活化，进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离
C．要观察用秋水仙素溶液处理的植物根尖细胞中的微核，最好选择处于中期的细胞观察
D．若细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞，则母细胞产生的子细胞中DNA含量增加或减少
答案 C
解析 由图可知，有活性的APC能够分解蛋白S，从而使分离酶活化，进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离，有丝分裂由中期向后期转换，A、B正确；依据题干信息“某纺锤丝被破坏，未能移向两极的整条染色体可形成微核，即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块”可知，观察细胞中的微核最好选择处于末期的细胞观察，C错误。
重温高考 真题演练
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．(2020·山东，6)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是( )
A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
答案 C
解析 “染色体桥”是着丝粒分裂后向两极移动时出现的，可在该细胞有丝分裂后期看到，A项正确；“染色体桥”会在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成两条子染色体，并移向细胞两极，不影响子细胞中染色体的数目，B项正确；由于“染色体桥”会在两着丝粒间任一位置发生断裂，很可能会导致形成的两条染色体不对等，有的可能出现染色体片段的增加，有的可能出现减少，但增加的染色体片段来自其姐妹染色单体，而不是非同源染色体，C项错误，D项正确。
3．(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板上，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板上，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。
4．(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 根据图示，相同时间内，乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组，由于甲组未加药物，且药物X对细胞增殖有促进作用，所以甲组为对照组，乙组和丙组为加入药物组X组，丙组后半段的细胞数目低于乙组，药物D可抑制药物X的作用，说明丙组培养一段时间后又加入了药物D，因此乙组加入了药物X，丙组先加入药物X，后加入药物D，故A、B正确，C错误；若药物X为蛋白质，药物D可抑制药物X的作用，因此D可能改变了药物X的空间结构，使得药物X失去活性，D正确。
5．(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
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．赤道板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．(必修1 P111)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。
2(必修1 P111)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的合成，同时细胞有适度的生长。
3．(必修1 P114)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(关键是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的稳定性。
4．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。
课时精练
一、选择题
1．(2022·辽宁高三模拟)细胞周期由依赖性蛋白激酶(CDKs)形成系列不同的蛋白复合物有序驱动，蛋白复合物在行使功能后会被拆解，如CDK2－cyclinE复合物驱动DNA合成前期转入DNA合成期，CDK1－cyclinA复合物驱动DNA合成后期转入分裂期。下列关于连续分裂的细胞，说法错误的是( )
A．细胞中蛋白复合物的合成需要氨基酸
B．细胞中蛋白复合物可周期性组装和拆解
C．细胞中CDK1－cyclinA复合物在核膜消失时形成
D．细胞中CDK2－cyclinE复合物在DNA合成前期形成
答案 C
解析 蛋白质的基本单位是氨基酸，即蛋白质的合成需要氨基酸为原料，A正确；由题干信息“细胞周期由依赖性蛋白激酶(CDKs)形成系列不同的蛋白复合物有序驱动，蛋白复合物在行使功能后会被拆解”可知，细胞中蛋白复合物可周期性组装和拆解，B正确；CDK1－cyclinA复合物驱动DNA合成后期转入分裂期，CDK1－cyclinA复合物在DNA合成后期形成，核膜消失于分裂前期，C错误；CDK2－cyclinE复合物驱动DNA合成前期转入DNA合成期，则CDK2－cyclinE复合物在DNA合成前期形成，D正确。
2．抑素是细胞释放的、能抑制细胞分裂的物质，主要作用于细胞周期的G2期。研究发现，皮肤破损后，抑素释放量减少，细胞分裂加快。伤口愈合时，抑素释放量增加，细胞分裂又受抑制。由此推断( )
A．抑素对细胞分裂的抑制作用是可逆的
B．皮肤细胞培养时，加入一定量的抑素有利于细胞分裂
C．抑素能抑制皮肤细胞G2期的活动，使其细胞周期缩短
D．抑素抑制DNA复制所需蛋白质的合成，阻断细胞分裂
答案 A
解析 据题意可知：抑素能抑制细胞的分裂，抑素少，细胞分裂就快，抑素增加，细胞分裂就受抑制，A正确；皮肤细胞培养时，加入一定量的抑素将抑制细胞的分裂，B错误；抑素能抑制皮肤细胞G2期的活动，使细胞停滞在分裂间期，不能完成细胞周期，C错误；DNA复制所需蛋白质的合成发生在G1期，与抑素作用无关，D错误。
3．如图表示某生物细胞周期中的几个时期(用①②③表示)，每个时期内绘有相应的流式细胞仪(根据细胞中核DNA含量的不同对细胞分别计数，测定细胞群体中处于不同时期的细胞数和DNA相对含量)分析图谱(注：横坐标表示核DNA量；纵坐标表示细胞数量；阴影表示处于该阶段的细胞数量相对值)。据图分析判断下列叙述正确的是( )
A．蛙红细胞的细胞周期可表示为②→③→①
B．中心体在①时期完成复制，在③时期移向两极
C．观察染色体形态和染色单体数目的最佳时期是③
D．着丝粒分裂和染色体加倍发生在①时期
答案 D
解析 蛙红细胞进行的是无丝分裂，无细胞周期，A错误；若是动物细胞或某些低等植物细胞，则中心体在间期③进行复制，在分裂前期(①)移向细胞两极，B错误；观察染色体形态和染色单体数目的最佳时期是分裂中期(①)中，C错误。
4．在细胞增殖过程中，周期蛋白依赖性激酶1(CDK1)是细胞由DNA复制后进入分裂期的主要酶，CDK1的活性受周期蛋白B(cyclinB)的调节，cyclinB的降解则是进入分裂期的必要条件，CDK1在连续分裂的细胞中一直存在。HIV感染T细胞可使CDK1失活，并使cyclinB积聚。下图表示cyclinB的含量与CDK1的活性在细胞周期中规律性的变化曲线，下列有关叙述不合理的是( )
A．CDK1的活性下降是因为cyclinB在M期不能合成所致
B．CDK1持续保持较高活性的细胞，细胞周期会延长
C．CDK1可能具有促进染色质凝缩的作用
D．HIV感染会使T细胞停留在图中的G2期
答案 A
解析 CDK1是细胞由DNA复制后进入分裂期的主要酶，其活性下降是因为cyclinB在M期含量逐渐减少，A错误；若CDK1持续保持较高活性，细胞周期将会延长，B正确；间期染色质呈丝状，在分裂期染色体高度螺旋变短、变粗，CDK1是分裂期的主要酶，因此CDK1可能具有促进染色质凝缩的作用，C正确；cyclinB的降解是细胞进入分裂期的必要条件，即cyclinB不降解，细胞就不能进入分裂期，因此HIV感染T细胞后使cyclinB积聚，从而使T细胞停留在图中G2期，D正确。
5．细胞周期沿着G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)四个阶段有条不紊地运行，离不开细胞周期中关卡和调控因子的作用。关卡能够检测核DNA复制及染色体分配质量，只有相应的过程进行完全，细胞才能顺利通过关卡进入下一个时期。如图为细胞周期中的3个主要关卡。下列有关说法错误的是( )
A．连续分裂的细胞中调控因子呈现周期性变化
B．关卡1和3可负责检测核DNA是否有损伤
C．核DNA复制不完全的细胞不能通过关卡2
D．染色体未全部与纺锤体相连的细胞不能通过关卡3
答案 B
解析 连续分裂的细胞有细胞周期，调控因子也随细胞周期呈周期性变化，A正确；核DNA复制在S期，关卡2是检测核DNA是否有损伤，关卡3是检测分裂是否正常，B错误；核DNA复制不完全的细胞不能进入到分裂期，即不能通过关卡2，C正确；染色体没有全部和纺锤体相连会导致分裂后期的染色体没有平均移向细胞两极，细胞分裂不正常，不能通过关卡3，D正确。
6．酵母菌是一种单细胞真菌。在细胞分裂过程中，细胞核核膜并不会消失和重现，而是长时间的完整存在。另外，与细胞分裂直接相关的纺锤体不在细胞质而是在细胞核内形成，这种有丝分裂称为封闭式有丝分裂。下列叙述正确的是( )
A．封闭式有丝分裂因纺锤体在细胞核内，所以染色体不能平均分配到两个子细胞
B．酵母菌经有丝分裂产生的两个子细胞即为子一代个体，两个子代的DNA完全相同
C．如果用药物抑制纺锤体的形成，可使细胞中染色体数目加倍
D．酵母菌的有丝分裂过程与动物细胞不同，与植物细胞相同
答案 C
解析 染色体会在纺锤丝的牵引下平均分到细胞核两端，并生成两个DNA相同的细胞核，再生成两个细胞核遗传物质相同的子细胞，A错误；DNA不仅存在于细胞核，还存在于细胞质中，两个子细胞的细胞核DNA完全相同，但细胞质中线粒体的DNA可能不完全相同，B错误；如果用药物抑制纺锤体的形成，细胞核中复制加倍的染色体不能平均分到两个细胞核中，则会使细胞中的染色体数目加倍，C正确；酵母菌的有丝分裂与动物、植物的有丝分裂均不相同，其细胞核核膜不会消失和重现，且纺锤体在细胞核中形成，D错误。
7．为研究有丝分裂过程子细胞核膜的产生过程，某生物兴趣小组通过观察3H标记核膜的变形虫，发现分裂期形成许多带放射性的单层小囊泡。他们查阅资料后得知，分裂形成的子细胞核大小与母细胞核相近，每个子细胞核放射性强度基本相同。下列叙述正确的是( )
A．核膜是由两层磷脂分子和蛋白质组成
B．核膜在分裂间期裂解为许多单层小囊泡
C．子细胞核膜完全来自于母细胞核膜碎片
D．核膜重建过程中某些部位会发生内外膜融合
答案 D
解析 核膜是双层膜结构，由四层磷脂分子和蛋白质组成，A错误；根据题干信息“生物兴趣小组通过观察3H标记核膜的变形虫，发现分裂期形成许多带放射性的单层小囊泡”可知，核膜在分裂期裂解为许多单层小囊泡，B错误；由题干“分裂形成的两个子细胞核大小与母细胞核相近”可推知子细胞核膜不完全来自于母细胞核膜碎片，应含有新成分，C错误；在由单层小囊泡相互融合以重建核膜的过程中，必然进行着核孔的构建，而核孔部位的内外膜是相互融合的，D正确。
8．(2022·海口高三模拟)中心体由两个相互垂直的中心粒和周围物质构成。细胞分裂时，中心体进行复制，结果每个子代中心粒与原中心粒成为一组新的中心体。中心体能使细胞产生纤毛和鞭毛，从而参与细胞的运动。下列关于中心体的叙述正确的是( )
A．高等植物细胞有丝分裂时，由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，与中心体无关
B．中心体在分裂期复制后，每个中心体的两个中心粒分别来自亲代和子代
C．中心体的复制和分离与染色体的复制和分离是同步的
D．气管上皮细胞中心体异常易患慢性支气管炎，这与纤毛运动能力过强有关
答案 A
解析 中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中，高等植物细胞有丝分裂时，由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，与中心体无关，A正确；中心体在分裂间期复制，B错误；有丝分裂过程中染色体的分离发生在有丝分裂后期，而中心体的分离在此前早已发生，C错误；中心体异常会造成纤毛运动能力过弱，会使气管的病原体不易被清除，从而易患慢性支气管炎，D错误。
9．分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融合后，不会出现的情况是( )
A．来自G1期细胞的染色质开始凝集
B．融合细胞核DNA含量是G1期细胞的3倍
C．此时融合细胞内基因表达不活跃
D．融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转
答案 D
解析 分裂期细胞内存在促进染色质凝集的物质，细胞融合后，来自G1期细胞的染色质便会开始凝集；染色质凝集后，高度螺旋化的染色体由于无法实现DNA的解螺旋，染色体也无法完成复制，即此时融合细胞内核DNA的含量为G1期细胞的3倍；染色体高度螺旋化会影响基因表达；融合后细胞的细胞周期会重新调整运转。
10．下列关于细胞周期各时期的叙述，正确的是( )
A．有核膜和核仁的时期，细胞内的DNA聚合酶和RNA聚合酶均可能较为活跃
B．染色体螺旋化程度达到最高的时期，细胞内一定有同源染色体和染色单体
C．着丝粒数目加倍的时期，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 A
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正确；分裂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错误；有丝分裂后期着丝粒数目加倍，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。
11．有丝分裂过程中存在如图所示的检验机制，SAC蛋白是该机制的重要蛋白质，其对染色体复制后能否正确分离进行检测并作出应答。据图分析下列相关说法不正确的是( )
A．图a细胞处于有丝分裂的前期，两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体
B．如果染色体与纺锤体连接并排列在赤道板上，SAC蛋白会很快失活并脱离
C．SAC蛋白异常失活，细胞将停止在分裂中期，最终导致细胞染色体数目加倍
D．当所有染色体上的SAC蛋白都脱离后，APC被激活，细胞才能进入分裂后期
答案 C
解析 图a细胞染色体散乱分布在细胞内，处于有丝分裂前期，中心体发出星射线形成纺锤体，A正确；如图所示，一开始SAC蛋白位于染色体的着丝粒上，如果染色体与纺锤体连接并排列在赤道板上，SAC蛋白会很快失活并脱离，B正确；如果SAC蛋白异常失活，细胞检验机制失效，将会引起染色体错误分配，不能平均进入子细胞，而不是停止在分裂中期，导致细胞染色体数目加倍，C错误；当所有的SAC蛋白都脱离后，APC被激活，细胞进入图d所示的时期，在后期促进因子(APC)的作用下进入有丝分裂后期，D正确。
二、非选择题
12．细胞增殖是细胞重要的生命活动，具有周期性。细胞周期包含四个阶段：G1期(DNA复制前期)、S期(DNA复制期)、G2期(DNA复制后期)和M期(分裂期)。细胞周期同步化是指借助特定方法使分裂细胞都停留在细胞周期的同一阶段的现象。高浓度的胸腺嘧啶核苷(TdR)双阻断法是常用的同步方法。TdR能可逆地抑制S期DNA合成，而不作用于其他细胞阶段的运转，最终导致细胞群被同步化。下图为研究人员利用TdR双阻断法使人宫颈癌细胞群同步化的过程示意图。回答下列问题：
(1)细胞增殖包括________和细胞分裂两个相连续的过程。对于真核细胞来说，有丝分裂是其细胞分裂的主要方式，有丝分裂的重要意义是________________________________
________________________________________________________________________。
(2)据图推测，TdR双阻断法先后两次使用高浓度TdR处理，这两次处理的时间均应控制在______________________________范围内；正常处理的时间应控制在_______________范围内，该次处理的目的是____________________________________________________
________________________________________________________________________；
经过上述三次处理后，所有细胞都应停滞在细胞周期的________(填位置)，从而实现了细胞周期的同步化。
(3)细胞周期受到严格的分子调控，调控异常会引起细胞增殖无序化。为研究W蛋白对动物细胞有丝分裂的调控作用，研究人员将经上述同步化处理的某动物正常细胞群和W蛋白缺失细胞群放入正常培养液中培养，一段时间后采用特定方法对两组细胞的有丝分裂期过程进行图像采集，部分结果如下图所示：
由图可知，细胞D内染色体的主要行为变化是________________________________。本实验表明W蛋白对细胞周期的调控作用是________________________________________
________________________。
答案 (1)物质准备 将亲代细胞的染色体经过复制，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的稳定性 (2)大于或等于(G2＋M＋G1) 大于S，小于(G2＋M＋G1) 保证被TdR阻断在S期的细胞完全越过S期 G1/S期交界处 (3)着丝粒分裂，姐妹染色单体分开 明显缩短前期(或前期到中期)的时间
解析 (2)TdR能可逆地抑制S期DNA合成，结合宫颈癌细胞周期各期长短，用TdR对细胞进行恰当时间的处理，可调整、阻断细胞周期的时间节点。如第一次用TdR处理细胞大于或等于(G2＋M＋G1)的时间时，可让刚加入TdR处理时S期的细胞依然停在S期，其他时期的细胞停留在G1/S交界处，然后正常处理大于S，小于(G2＋M＋G1)的时间，可让所有细胞均不在S期，此时再次用TdR处理，则可让所有细胞均被阻断在G1/S交界处，从而实现了细胞周期的同步化。(3)由图可知，细胞D内染色体的主要行为变化是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。本实验表明W蛋白对细胞周期的调控作用是明显缩短前期(或前期到中期)的时间。
13．研究发现，细胞周期的控制有三个关键点：从G1期到S期，从G2期到M期，从中期到后期。细胞中染色体的正确排列、分离与染色单体之间的黏连蛋白有关，细胞分裂过程中，蛋白质复合物(APC)、分离酶(SEP)、保全素(SCR)是调控的关键因素，其中分离酶(SEP)能将黏连蛋白水解，蛋白质复合物(APC)是细胞周期从中期到后期的调控因子。分离酶(SEP)的活性需要被严密调控，保全素(SCR)能与分离酶(SEP)紧密结合，并充当假底物而阻断其活性。细胞分裂过程中三种物质的含量变化如下图所示。请回答下列问题：
(1)正常情况下，小鼠受精卵细胞以__________________________________________
分裂方式，将亲代细胞的染色体__________________，从而保证亲子代细胞间遗传物质的稳定性。该分裂过程中黏连蛋白被水解的时期是______。
(2)在人类细胞中，分离酶在分裂间期时被阻挡在细胞核外，如果此时核膜的通透性发生不恰当地改变，最终会导致无法保证DNA平均分配，其原因是____________________
________________________________________________________________________。
(3)根据题中信息，推测蛋白质复合物APC在细胞周期中的具体作用是___________
________________________________________________________________________。
(4)细胞分裂过程中还伴随着一系列周期相关分子信号的启动，研究发现蛋白Numb参与细胞周期进程的调控。为了研究Numb蛋白的功能，研究者对实验组细胞(通过干扰RNA以抑制Numb蛋白的表达)和对照组细胞(不作处理)中处于各时期的细胞比例进行了统计，结果如下表所示。
请据表分析，Numb蛋白与细胞分裂进入____________________________________
期有关，说明理由：________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)有丝 复制并均分到子细胞中 有丝分裂后期 (2)核膜的通透性的改变，使分离酶进入细胞核内，水解黏连蛋白，使得姐妹染色单体提早分离，使得染色体分配混乱，导致DNA无法平均分配 (3)APC在分裂中期将保全素(SCR)分解，释放分离酶，分离酶分解染色单体之间的黏连蛋白，为染色单体移向细胞两极，完成DNA均分做准备 (4)M 因抑制了Numb蛋白的表达，使得实验组中G2期的细胞比例明显低于对照组，而M期细胞比例明显高于对照组思考 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。
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核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；
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板上
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，纺锤丝消失；
②出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核；
③赤道板的位置出现一个细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁
思考 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。
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
G1
S
G2
M(分裂期)
实验组
34%
29%
28%
9%
对照组
34%
29%
34%
3%
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．细胞增殖
2．细胞周期
(1)模型
(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”
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．(2022·山东青岛一模)细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，当细胞周期中某一节点出现“异常事件”，调节机制就被激活，排除“故障”或使细胞周期中断。如G2期末检验点主要检测复制后的DNA是否损伤，细胞中合成的物质是否够多，细胞的体积是否足够大；纺锤体组装检验点(SAC)能够检查纺锤体是否正确组装，纺锤丝是否正确连接在染色体的着丝粒上。下列相关叙述不正确的是( )
A．G2期末检验通过后，说明具备分裂条件，细胞将进入分裂期
B．SAC检验未通过，细胞将停留在染色体数目暂时加倍的状态
C．细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用
D．有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期，不进行增殖
答案 B
解析 细胞周期的顺序是G1→S→G2→M，G2期正常后，细胞将进入分裂期，A正确；纺锤体的形成是在有丝分裂的前期，若SAC检验未通过，细胞将停留在分裂前期，而染色体数目加倍发生在分裂后期，B错误；由题干信息“当细胞周期中某一节点出现“异常事件”，调节机制就被激活，排除“故障”或使细胞周期中断”可知，细胞周期检验点往往与相应的分子修复机制共同作用，C正确；有的细胞可能因某些原因暂时脱离细胞周期，处于休眠期，如B细胞，D正确。
3．(2022·丽江高三模拟)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)
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
将亲代细胞的染色体经过复制(关键是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的稳定性。
5．无丝分裂
源于必修1 P115“思维训练”：
(1)细胞越大，细胞的表面积与体积的比值越小。
(2)从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。
(3)细胞体积是不是越小越好？并说明原因。
提示 不是，因为细胞中众多的必需物质和细胞器，都需要一定的容纳空间。
考向 有丝分裂各时期的变化特点
4．在动物造血干细胞分裂过程中，发生在同一时期的是( )
A．DNA的加倍和染色体的加倍
B．染色体的出现和纺锤体的出现
C．染色单体的形成和着丝粒的分裂
D．中心体的倍增和染色体组数的加倍
答案 B
5．纺锤丝在细胞有丝分裂过程中起着重要的作用，若某纺锤丝被破坏，未能移向两极的整条染色体可形成微核，即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块。动物细胞在有丝分裂过程中，母细胞中的姐妹染色单体均附着于纺锤丝上，才能启动中—后期转换，转换过程的部分图解如图。下列相关分析不正确的是( )
A．蛋白S与分离酶结合抑制分离酶的活性，有丝分裂中—后期转换是由活化APC启动的
B．有活性的APC能够降解蛋白S使分离酶活化，进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离
C．要观察用秋水仙素溶液处理的植物根尖细胞中的微核，最好选择处于中期的细胞观察
D．若细胞质分裂时微核随机进入其中一个子细胞，则母细胞产生的子细胞中DNA含量增加或减少
答案 C
解析 由图可知，有活性的APC能够分解蛋白S，从而使分离酶活化，进而黏连蛋白被切割使姐妹染色单体分离，有丝分裂由中期向后期转换，A、B正确；依据题干信息“某纺锤丝被破坏，未能移向两极的整条染色体可形成微核，即没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块”可知，观察细胞中的微核最好选择处于末期的细胞观察，C错误。
重温高考 真题演练
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．(2020·山东，6)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是( )
A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
答案 C
解析 “染色体桥”是着丝粒分裂后向两极移动时出现的，可在该细胞有丝分裂后期看到，A项正确；“染色体桥”会在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成两条子染色体，并移向细胞两极，不影响子细胞中染色体的数目，B项正确；由于“染色体桥”会在两着丝粒间任一位置发生断裂，很可能会导致形成的两条染色体不对等，有的可能出现染色体片段的增加，有的可能出现减少，但增加的染色体片段来自其姐妹染色单体，而不是非同源染色体，C项错误，D项正确。
3．(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板上，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板上，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。
4．(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 根据图示，相同时间内，乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组，由于甲组未加药物，且药物X对细胞增殖有促进作用，所以甲组为对照组，乙组和丙组为加入药物组X组，丙组后半段的细胞数目低于乙组，药物D可抑制药物X的作用，说明丙组培养一段时间后又加入了药物D，因此乙组加入了药物X，丙组先加入药物X，后加入药物D，故A、B正确，C错误；若药物X为蛋白质，药物D可抑制药物X的作用，因此D可能改变了药物X的空间结构，使得药物X失去活性，D正确。
5．(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
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．赤道板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．(必修1 P111)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。
2(必修1 P111)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的合成，同时细胞有适度的生长。
3．(必修1 P114)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(关键是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的稳定性。
4．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。
课时精练
一、选择题
1．(2022·辽宁高三模拟)细胞周期由依赖性蛋白激酶(CDKs)形成系列不同的蛋白复合物有序驱动，蛋白复合物在行使功能后会被拆解，如CDK2－cyclinE复合物驱动DNA合成前期转入DNA合成期，CDK1－cyclinA复合物驱动DNA合成后期转入分裂期。下列关于连续分裂的细胞，说法错误的是( )
A．细胞中蛋白复合物的合成需要氨基酸
B．细胞中蛋白复合物可周期性组装和拆解
C．细胞中CDK1－cyclinA复合物在核膜消失时形成
D．细胞中CDK2－cyclinE复合物在DNA合成前期形成
答案 C
解析 蛋白质的基本单位是氨基酸，即蛋白质的合成需要氨基酸为原料，A正确；由题干信息“细胞周期由依赖性蛋白激酶(CDKs)形成系列不同的蛋白复合物有序驱动，蛋白复合物在行使功能后会被拆解”可知，细胞中蛋白复合物可周期性组装和拆解，B正确；CDK1－cyclinA复合物驱动DNA合成后期转入分裂期，CDK1－cyclinA复合物在DNA合成后期形成，核膜消失于分裂前期，C错误；CDK2－cyclinE复合物驱动DNA合成前期转入DNA合成期，则CDK2－cyclinE复合物在DNA合成前期形成，D正确。
2．抑素是细胞释放的、能抑制细胞分裂的物质，主要作用于细胞周期的G2期。研究发现，皮肤破损后，抑素释放量减少，细胞分裂加快。伤口愈合时，抑素释放量增加，细胞分裂又受抑制。由此推断( )
A．抑素对细胞分裂的抑制作用是可逆的
B．皮肤细胞培养时，加入一定量的抑素有利于细胞分裂
C．抑素能抑制皮肤细胞G2期的活动，使其细胞周期缩短
D．抑素抑制DNA复制所需蛋白质的合成，阻断细胞分裂
答案 A
解析 据题意可知：抑素能抑制细胞的分裂，抑素少，细胞分裂就快，抑素增加，细胞分裂就受抑制，A正确；皮肤细胞培养时，加入一定量的抑素将抑制细胞的分裂，B错误；抑素能抑制皮肤细胞G2期的活动，使细胞停滞在分裂间期，不能完成细胞周期，C错误；DNA复制所需蛋白质的合成发生在G1期，与抑素作用无关，D错误。
3．如图表示某生物细胞周期中的几个时期(用①②③表示)，每个时期内绘有相应的流式细胞仪(根据细胞中核DNA含量的不同对细胞分别计数，测定细胞群体中处于不同时期的细胞数和DNA相对含量)分析图谱(注：横坐标表示核DNA量；纵坐标表示细胞数量；阴影表示处于该阶段的细胞数量相对值)。据图分析判断下列叙述正确的是( )
A．蛙红细胞的细胞周期可表示为②→③→①
B．中心体在①时期完成复制，在③时期移向两极
C．观察染色体形态和染色单体数目的最佳时期是③
D．着丝粒分裂和染色体加倍发生在①时期
答案 D
解析 蛙红细胞进行的是无丝分裂，无细胞周期，A错误；若是动物细胞或某些低等植物细胞，则中心体在间期③进行复制，在分裂前期(①)移向细胞两极，B错误；观察染色体形态和染色单体数目的最佳时期是分裂中期(①)中，C错误。
4．在细胞增殖过程中，周期蛋白依赖性激酶1(CDK1)是细胞由DNA复制后进入分裂期的主要酶，CDK1的活性受周期蛋白B(cyclinB)的调节，cyclinB的降解则是进入分裂期的必要条件，CDK1在连续分裂的细胞中一直存在。HIV感染T细胞可使CDK1失活，并使cyclinB积聚。下图表示cyclinB的含量与CDK1的活性在细胞周期中规律性的变化曲线，下列有关叙述不合理的是( )
A．CDK1的活性下降是因为cyclinB在M期不能合成所致
B．CDK1持续保持较高活性的细胞，细胞周期会延长
C．CDK1可能具有促进染色质凝缩的作用
D．HIV感染会使T细胞停留在图中的G2期
答案 A
解析 CDK1是细胞由DNA复制后进入分裂期的主要酶，其活性下降是因为cyclinB在M期含量逐渐减少，A错误；若CDK1持续保持较高活性，细胞周期将会延长，B正确；间期染色质呈丝状，在分裂期染色体高度螺旋变短、变粗，CDK1是分裂期的主要酶，因此CDK1可能具有促进染色质凝缩的作用，C正确；cyclinB的降解是细胞进入分裂期的必要条件，即cyclinB不降解，细胞就不能进入分裂期，因此HIV感染T细胞后使cyclinB积聚，从而使T细胞停留在图中G2期，D正确。
5．细胞周期沿着G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)四个阶段有条不紊地运行，离不开细胞周期中关卡和调控因子的作用。关卡能够检测核DNA复制及染色体分配质量，只有相应的过程进行完全，细胞才能顺利通过关卡进入下一个时期。如图为细胞周期中的3个主要关卡。下列有关说法错误的是( )
A．连续分裂的细胞中调控因子呈现周期性变化
B．关卡1和3可负责检测核DNA是否有损伤
C．核DNA复制不完全的细胞不能通过关卡2
D．染色体未全部与纺锤体相连的细胞不能通过关卡3
答案 B
解析 连续分裂的细胞有细胞周期，调控因子也随细胞周期呈周期性变化，A正确；核DNA复制在S期，关卡2是检测核DNA是否有损伤，关卡3是检测分裂是否正常，B错误；核DNA复制不完全的细胞不能进入到分裂期，即不能通过关卡2，C正确；染色体没有全部和纺锤体相连会导致分裂后期的染色体没有平均移向细胞两极，细胞分裂不正常，不能通过关卡3，D正确。
6．酵母菌是一种单细胞真菌。在细胞分裂过程中，细胞核核膜并不会消失和重现，而是长时间的完整存在。另外，与细胞分裂直接相关的纺锤体不在细胞质而是在细胞核内形成，这种有丝分裂称为封闭式有丝分裂。下列叙述正确的是( )
A．封闭式有丝分裂因纺锤体在细胞核内，所以染色体不能平均分配到两个子细胞
B．酵母菌经有丝分裂产生的两个子细胞即为子一代个体，两个子代的DNA完全相同
C．如果用药物抑制纺锤体的形成，可使细胞中染色体数目加倍
D．酵母菌的有丝分裂过程与动物细胞不同，与植物细胞相同
答案 C
解析 染色体会在纺锤丝的牵引下平均分到细胞核两端，并生成两个DNA相同的细胞核，再生成两个细胞核遗传物质相同的子细胞，A错误；DNA不仅存在于细胞核，还存在于细胞质中，两个子细胞的细胞核DNA完全相同，但细胞质中线粒体的DNA可能不完全相同，B错误；如果用药物抑制纺锤体的形成，细胞核中复制加倍的染色体不能平均分到两个细胞核中，则会使细胞中的染色体数目加倍，C正确；酵母菌的有丝分裂与动物、植物的有丝分裂均不相同，其细胞核核膜不会消失和重现，且纺锤体在细胞核中形成，D错误。
7．为研究有丝分裂过程子细胞核膜的产生过程，某生物兴趣小组通过观察3H标记核膜的变形虫，发现分裂期形成许多带放射性的单层小囊泡。他们查阅资料后得知，分裂形成的子细胞核大小与母细胞核相近，每个子细胞核放射性强度基本相同。下列叙述正确的是( )
A．核膜是由两层磷脂分子和蛋白质组成
B．核膜在分裂间期裂解为许多单层小囊泡
C．子细胞核膜完全来自于母细胞核膜碎片
D．核膜重建过程中某些部位会发生内外膜融合
答案 D
解析 核膜是双层膜结构，由四层磷脂分子和蛋白质组成，A错误；根据题干信息“生物兴趣小组通过观察3H标记核膜的变形虫，发现分裂期形成许多带放射性的单层小囊泡”可知，核膜在分裂期裂解为许多单层小囊泡，B错误；由题干“分裂形成的两个子细胞核大小与母细胞核相近”可推知子细胞核膜不完全来自于母细胞核膜碎片，应含有新成分，C错误；在由单层小囊泡相互融合以重建核膜的过程中，必然进行着核孔的构建，而核孔部位的内外膜是相互融合的，D正确。
8．(2022·海口高三模拟)中心体由两个相互垂直的中心粒和周围物质构成。细胞分裂时，中心体进行复制，结果每个子代中心粒与原中心粒成为一组新的中心体。中心体能使细胞产生纤毛和鞭毛，从而参与细胞的运动。下列关于中心体的叙述正确的是( )
A．高等植物细胞有丝分裂时，由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，与中心体无关
B．中心体在分裂期复制后，每个中心体的两个中心粒分别来自亲代和子代
C．中心体的复制和分离与染色体的复制和分离是同步的
D．气管上皮细胞中心体异常易患慢性支气管炎，这与纤毛运动能力过强有关
答案 A
解析 中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中，高等植物细胞有丝分裂时，由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，与中心体无关，A正确；中心体在分裂间期复制，B错误；有丝分裂过程中染色体的分离发生在有丝分裂后期，而中心体的分离在此前早已发生，C错误；中心体异常会造成纤毛运动能力过弱，会使气管的病原体不易被清除，从而易患慢性支气管炎，D错误。
9．分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融合后，不会出现的情况是( )
A．来自G1期细胞的染色质开始凝集
B．融合细胞核DNA含量是G1期细胞的3倍
C．此时融合细胞内基因表达不活跃
D．融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转
答案 D
解析 分裂期细胞内存在促进染色质凝集的物质，细胞融合后，来自G1期细胞的染色质便会开始凝集；染色质凝集后，高度螺旋化的染色体由于无法实现DNA的解螺旋，染色体也无法完成复制，即此时融合细胞内核DNA的含量为G1期细胞的3倍；染色体高度螺旋化会影响基因表达；融合后细胞的细胞周期会重新调整运转。
10．下列关于细胞周期各时期的叙述，正确的是( )
A．有核膜和核仁的时期，细胞内的DNA聚合酶和RNA聚合酶均可能较为活跃
B．染色体螺旋化程度达到最高的时期，细胞内一定有同源染色体和染色单体
C．着丝粒数目加倍的时期，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 A
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正确；分裂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错误；有丝分裂后期着丝粒数目加倍，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。
11．有丝分裂过程中存在如图所示的检验机制，SAC蛋白是该机制的重要蛋白质，其对染色体复制后能否正确分离进行检测并作出应答。据图分析下列相关说法不正确的是( )
A．图a细胞处于有丝分裂的前期，两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体
B．如果染色体与纺锤体连接并排列在赤道板上，SAC蛋白会很快失活并脱离
C．SAC蛋白异常失活，细胞将停止在分裂中期，最终导致细胞染色体数目加倍
D．当所有染色体上的SAC蛋白都脱离后，APC被激活，细胞才能进入分裂后期
答案 C
解析 图a细胞染色体散乱分布在细胞内，处于有丝分裂前期，中心体发出星射线形成纺锤体，A正确；如图所示，一开始SAC蛋白位于染色体的着丝粒上，如果染色体与纺锤体连接并排列在赤道板上，SAC蛋白会很快失活并脱离，B正确；如果SAC蛋白异常失活，细胞检验机制失效，将会引起染色体错误分配，不能平均进入子细胞，而不是停止在分裂中期，导致细胞染色体数目加倍，C错误；当所有的SAC蛋白都脱离后，APC被激活，细胞进入图d所示的时期，在后期促进因子(APC)的作用下进入有丝分裂后期，D正确。
二、非选择题
12．细胞增殖是细胞重要的生命活动，具有周期性。细胞周期包含四个阶段：G1期(DNA复制前期)、S期(DNA复制期)、G2期(DNA复制后期)和M期(分裂期)。细胞周期同步化是指借助特定方法使分裂细胞都停留在细胞周期的同一阶段的现象。高浓度的胸腺嘧啶核苷(TdR)双阻断法是常用的同步方法。TdR能可逆地抑制S期DNA合成，而不作用于其他细胞阶段的运转，最终导致细胞群被同步化。下图为研究人员利用TdR双阻断法使人宫颈癌细胞群同步化的过程示意图。回答下列问题：
(1)细胞增殖包括________和细胞分裂两个相连续的过程。对于真核细胞来说，有丝分裂是其细胞分裂的主要方式，有丝分裂的重要意义是________________________________
________________________________________________________________________。
(2)据图推测，TdR双阻断法先后两次使用高浓度TdR处理，这两次处理的时间均应控制在______________________________范围内；正常处理的时间应控制在_______________范围内，该次处理的目的是____________________________________________________
________________________________________________________________________；
经过上述三次处理后，所有细胞都应停滞在细胞周期的________(填位置)，从而实现了细胞周期的同步化。
(3)细胞周期受到严格的分子调控，调控异常会引起细胞增殖无序化。为研究W蛋白对动物细胞有丝分裂的调控作用，研究人员将经上述同步化处理的某动物正常细胞群和W蛋白缺失细胞群放入正常培养液中培养，一段时间后采用特定方法对两组细胞的有丝分裂期过程进行图像采集，部分结果如下图所示：
由图可知，细胞D内染色体的主要行为变化是________________________________。本实验表明W蛋白对细胞周期的调控作用是________________________________________
________________________。
答案 (1)物质准备 将亲代细胞的染色体经过复制，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的稳定性 (2)大于或等于(G2＋M＋G1) 大于S，小于(G2＋M＋G1) 保证被TdR阻断在S期的细胞完全越过S期 G1/S期交界处 (3)着丝粒分裂，姐妹染色单体分开 明显缩短前期(或前期到中期)的时间
解析 (2)TdR能可逆地抑制S期DNA合成，结合宫颈癌细胞周期各期长短，用TdR对细胞进行恰当时间的处理，可调整、阻断细胞周期的时间节点。如第一次用TdR处理细胞大于或等于(G2＋M＋G1)的时间时，可让刚加入TdR处理时S期的细胞依然停在S期，其他时期的细胞停留在G1/S交界处，然后正常处理大于S，小于(G2＋M＋G1)的时间，可让所有细胞均不在S期，此时再次用TdR处理，则可让所有细胞均被阻断在G1/S交界处，从而实现了细胞周期的同步化。(3)由图可知，细胞D内染色体的主要行为变化是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。本实验表明W蛋白对细胞周期的调控作用是明显缩短前期(或前期到中期)的时间。
13．研究发现，细胞周期的控制有三个关键点：从G1期到S期，从G2期到M期，从中期到后期。细胞中染色体的正确排列、分离与染色单体之间的黏连蛋白有关，细胞分裂过程中，蛋白质复合物(APC)、分离酶(SEP)、保全素(SCR)是调控的关键因素，其中分离酶(SEP)能将黏连蛋白水解，蛋白质复合物(APC)是细胞周期从中期到后期的调控因子。分离酶(SEP)的活性需要被严密调控，保全素(SCR)能与分离酶(SEP)紧密结合，并充当假底物而阻断其活性。细胞分裂过程中三种物质的含量变化如下图所示。请回答下列问题：
(1)正常情况下，小鼠受精卵细胞以__________________________________________
分裂方式，将亲代细胞的染色体__________________，从而保证亲子代细胞间遗传物质的稳定性。该分裂过程中黏连蛋白被水解的时期是______。
(2)在人类细胞中，分离酶在分裂间期时被阻挡在细胞核外，如果此时核膜的通透性发生不恰当地改变，最终会导致无法保证DNA平均分配，其原因是____________________
________________________________________________________________________。
(3)根据题中信息，推测蛋白质复合物APC在细胞周期中的具体作用是___________
________________________________________________________________________。
(4)细胞分裂过程中还伴随着一系列周期相关分子信号的启动，研究发现蛋白Numb参与细胞周期进程的调控。为了研究Numb蛋白的功能，研究者对实验组细胞(通过干扰RNA以抑制Numb蛋白的表达)和对照组细胞(不作处理)中处于各时期的细胞比例进行了统计，结果如下表所示。
请据表分析，Numb蛋白与细胞分裂进入____________________________________
期有关，说明理由：________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)有丝 复制并均分到子细胞中 有丝分裂后期 (2)核膜的通透性的改变，使分离酶进入细胞核内，水解黏连蛋白，使得姐妹染色单体提早分离，使得染色体分配混乱，导致DNA无法平均分配 (3)APC在分裂中期将保全素(SCR)分解，释放分离酶，分离酶分解染色单体之间的黏连蛋白，为染色单体移向细胞两极，完成DNA均分做准备 (4)M 因抑制了Numb蛋白的表达，使得实验组中G2期的细胞比例明显低于对照组，而M期细胞比例明显高于对照组思考 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。
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核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；
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板上
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，纺锤丝消失；
②出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核；
③赤道板的位置出现一个细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁
思考 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。
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
G1
S
G2
M(分裂期)
实验组
34%
29%
28%
9%
对照组
34%
29%
34%
3%
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