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【暑假初升高】人教版生物初三（升高一）暑假预习-（必修1）第16讲 细胞的增殖 讲学案
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第16讲 细胞的增殖
【学习目标】
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。
【基础知识】
一、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。
二、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。
三、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。
【考点剖析】
考点一、细胞周期的表示方法和细胞周期的特点
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。
归纳总结
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。
考点二：高等植物的有丝分裂
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。
【归纳总结】
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。
【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。
考点三：动植物细胞有丝分裂的差异
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。
归纳总结
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。
【名师提醒】
“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像
考点四：有丝分裂的观察
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。
归纳总结
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。
【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
考点五：染色体数、染色单体数和DNA数的规律性变化
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。
归纳总结
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
【真题演练】
1．（2022·湖南·高考真题）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
2．（2022·广东·高考真题）用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是（ ）
A．根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色，以防解离过度
B．根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检
C．找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D．向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
3．（2022·浙江·高考真题）用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期，放射性同位素最适合标记在（ ）
A．胞嘧啶 B．胸腺嘧啶 C．腺嘌呤 D．鸟嘌呤
4．（2022·浙江·高考真题）某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白（cyclin）和多种细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK），两者可组成多种有活性的CDK-cyclin复合体，细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。细胞周期如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B．细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控
C．抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D．一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK-cyclin复合体会同步发生周期性变化
5．（2021·海南·高考真题）真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A．Ⅰ时期，核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构
B．Ⅰ→Ⅱ过程中，核膜围绕染色体重新组装
C．Ⅲ时期，核膜组装完毕，可进入下一个细胞周期
D．组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔
6．（2021·辽宁·高考真题）下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是（ ）
选项
实验名称
观察指标
A
探究植物细胞的吸水和失水
细胞壁的位置变化
B
绿叶中色素的提取和分离
滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌培养液的浑浊程度
D
观察根尖分生组织细胞有丝分裂
纺锤丝牵引染色体的运动
A．A B．B C．C D．D
7．（2021·全国·高考真题）选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述，错误的是（ ）
A．鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B．观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色
C．观察RNA在细胞中分布的实验中，盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D．观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
8．（2021·浙江·高考真题）“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中，观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是（ ）
A．出现染色体，核膜开始解体
B．着丝粒分裂，姐妹染色单体分离
C．染色体凝聚，着丝粒排列在赤道面上
D．纺锤体消失，细胞板扩展形成新的细胞壁
9．（2021·全国·高考真题）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条染色体的着丝点排列在赤道板上，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
10．（2021·浙江·高考真题）下列关于植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是（ ）
A．前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍
B．后期，染色体的着丝粒分布在一个平面上
C．末期，含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板
D．亲代细胞的遗传物质平均分配到两个子细胞
11．（2020·北京·高考真题）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（畸变）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（畸变）
12．（2020·山东·高考真题）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
13．（2019·上海·高考真题）果蝇某体细胞有 8 条染色体，在其细胞周期中，仅有 8 个 DNA 分子的时期是（ ）
A．G1 期 B．S 期结束 C．G2 期 D．M 期开始
14．（2020·浙江·高考真题）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
15．（2019·海南·高考真题）若要观察植物细胞有丝分裂中期的染色体。适宜的材料和染液组合是（ ）
A．大蒜根尖细胞，龙胆紫溶液
B．玉米根尖细胞，台盼蓝染液
C．菠菜叶肉细胞，碘液
D．番茄果肉细胞，吡罗红染色剂
16．（2019·江苏·高考真题）下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是
A．只有从新生的根尖上取材，才能观察到有丝分裂
B．解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分分离
C．滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散
D．临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞
17．（2019·北京·高考真题）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
18．（2019·浙江·高考真题）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
【过关检测】
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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）
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________________________________________________________。
第16讲 细胞的增殖
【学习目标】
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。
【基础知识】
一、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。
二、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。
三、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。
【考点剖析】
考点一、细胞周期的表示方法和细胞周期的特点
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。
归纳总结
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。
考点二：高等植物的有丝分裂
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。
【归纳总结】
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。
【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。
考点三：动植物细胞有丝分裂的差异
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。
归纳总结
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。
【名师提醒】
“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像
考点四：有丝分裂的观察
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。
归纳总结
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。
【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
考点五：染色体数、染色单体数和DNA数的规律性变化
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。
归纳总结
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
【真题演练】
1．（2022·湖南·高考真题）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
2．（2022·广东·高考真题）用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是（ ）
A．根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色，以防解离过度
B．根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检
C．找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D．向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
3．（2022·浙江·高考真题）用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期，放射性同位素最适合标记在（ ）
A．胞嘧啶 B．胸腺嘧啶 C．腺嘌呤 D．鸟嘌呤
4．（2022·浙江·高考真题）某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白（cyclin）和多种细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK），两者可组成多种有活性的CDK-cyclin复合体，细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。细胞周期如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B．细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控
C．抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D．一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK-cyclin复合体会同步发生周期性变化
5．（2021·海南·高考真题）真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A．Ⅰ时期，核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构
B．Ⅰ→Ⅱ过程中，核膜围绕染色体重新组装
C．Ⅲ时期，核膜组装完毕，可进入下一个细胞周期
D．组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔
6．（2021·辽宁·高考真题）下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是（ ）
选项
实验名称
观察指标
A
探究植物细胞的吸水和失水
细胞壁的位置变化
B
绿叶中色素的提取和分离
滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌培养液的浑浊程度
D
观察根尖分生组织细胞有丝分裂
纺锤丝牵引染色体的运动
A．A B．B C．C D．D
7．（2021·全国·高考真题）选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述，错误的是（ ）
A．鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B．观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色
C．观察RNA在细胞中分布的实验中，盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D．观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
8．（2021·浙江·高考真题）“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中，观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是（ ）
A．出现染色体，核膜开始解体
B．着丝粒分裂，姐妹染色单体分离
C．染色体凝聚，着丝粒排列在赤道面上
D．纺锤体消失，细胞板扩展形成新的细胞壁
9．（2021·全国·高考真题）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条染色体的着丝点排列在赤道板上，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
10．（2021·浙江·高考真题）下列关于植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是（ ）
A．前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍
B．后期，染色体的着丝粒分布在一个平面上
C．末期，含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板
D．亲代细胞的遗传物质平均分配到两个子细胞
11．（2020·北京·高考真题）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（畸变）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（畸变）
12．（2020·山东·高考真题）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
13．（2019·上海·高考真题）果蝇某体细胞有 8 条染色体，在其细胞周期中，仅有 8 个 DNA 分子的时期是（ ）
A．G1 期 B．S 期结束 C．G2 期 D．M 期开始
14．（2020·浙江·高考真题）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
15．（2019·海南·高考真题）若要观察植物细胞有丝分裂中期的染色体。适宜的材料和染液组合是（ ）
A．大蒜根尖细胞，龙胆紫溶液
B．玉米根尖细胞，台盼蓝染液
C．菠菜叶肉细胞，碘液
D．番茄果肉细胞，吡罗红染色剂
16．（2019·江苏·高考真题）下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是
A．只有从新生的根尖上取材，才能观察到有丝分裂
B．解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分分离
C．滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散
D．临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞
17．（2019·北京·高考真题）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
18．（2019·浙江·高考真题）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
【过关检测】
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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）
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________________________________________________________。
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