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第6章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖,【知识梳理】 一、细胞的生长和细胞增殖的周期性 1.细胞不能无限长大的原因： (1)_的关系限制了细胞的长大。 (2)_的控制范围是有限的。,细胞表面积与体积,细胞核,2.细胞增殖的周期性： (1)条件：_的细胞。 (2)起点：_。 (3)终点：_。 (4)组成：_和_。 (5)特点：不同类型的细胞，细胞周期不同，_和_ 所占的比例不同。,连续分裂,上一次分裂完成,下一次分裂完成,分裂间期,分裂期,分裂间期,分裂期,二、细胞的有丝分裂 1.有丝分裂的过程： (1)分裂时期： 写出各图像所在的时期： a_，b_，c_，d_，e_。 按照细胞周期排序(填字母)：_。 该图表示_(填“动物”或“植物”)细胞。,间期,中期,后期,末期,前期,a、e、b、c、d,植物,(2)主要特征(连线)：,2.高等植物细胞和动物细胞有丝分裂的区别：,无,纺锤丝,细胞板,有,星射线,三、无丝分裂 1.过程： (1)_先延长，中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核。 (2)整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个_。 2.特点：分裂过程中不出现_和_的变化。 3.实例：蛙的红细胞。,细胞核,子细胞,纺锤丝,染色体,【小题快练】 1.考题诊断： (1)(2014山东高考T2A)细胞体积增大，与外界物质交换效率提 高。 ( ) 【分析】细胞体积增大，表面积和体积的比值减小，与外界物质 交换效率降低。 (2)(2014天津高考T1B)着丝点分裂一定导致DNA数目加倍。( ) 【分析】着丝点分裂导致染色体数目加倍，但DNA数目不变。,(3)(2011海南高考T25D)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分 裂前期。 ( ) 【分析】真核细胞在细胞分裂间期完成DNA的复制和有关蛋白质的 合成。,2.易错诊断： (1)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。 ( ) 【分析】DNA的复制和中心粒的倍增都发生在细胞有丝分裂间期。 (2)有丝分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同。 ( ) 【分析】有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，染色单体 数为0，因此，有丝分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相等。,(3)动物细胞有丝分裂过程中，细胞板形成于末期。 ( ) 【分析】动物细胞分裂过程中不形成细胞板，子细胞的形成是通过细 胞膜向内凹陷缢裂而成的。 (4)动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同。( ) 【分析】在有丝分裂过程中，动植物细胞染色体的变化是一致的。形 态：间期、末期丝状染色质，前期、中期、后期柱状染色体。数目： 后期染色体加倍，间期、前期、中期不变。,3.教材研习： (1)(必修1 P112表6-1改编)下表所列为不同细胞的细胞周期持续时间(h)。据表分析可以得出的结论是( ),A.分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞 B.分裂期占细胞周期时间比例最小的是十二指肠细胞 C.不同种类细胞的细胞周期持续时间不同 D.不同种类细胞的分裂都是同步进行的 【解析】选C。细胞周期包括细胞分裂间期和细胞分裂期，分析表中提供的信息可以得出，不同种类细胞的细胞周期持续时间不同；分裂期最短的是肿瘤细胞，细胞周期最短的是十二指肠细胞；分裂期占细胞周期时间比例最小的是肿瘤细胞；不同种类细胞的分裂周期不同，因此它们的分裂是不同步的。,(2)(必修1 P114图6-7改编)如图是蛙的红细胞无丝分裂过程，和有丝分裂相比，下列叙述正确的是( ),A.分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化 B.没有DNA和染色体的复制 C.分裂过程中细胞核缢裂成两个细胞核，因此子细胞中染色体减少一半 D.无丝分裂只发生在原核生物的细胞分裂中，有丝分裂只发生在真核生物的细胞分裂中,【解析】选A。真核细胞的分裂方式分为三种：无丝分裂、有丝分裂、减数分裂，主要区别是无丝分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。虽然无纺锤丝和染色体的变化，但遗传物质要复制，以保证子细胞中染色体数目的稳定，保持遗传性状的稳定性。,4.下列有关细胞分裂的叙述中正确的是( ) A.随着着丝点的分裂，DNA数目加倍 B.真核细胞的增殖方式主要是有丝分裂 C.植物细胞有丝分裂过程中形成赤道板 D.减数分裂形成的细胞都不具备全能性 【解析】选B。在细胞分裂过程中，随着着丝点的分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，但DNA数目不变；赤道板仅表示位置，在细胞中不存在；减数分裂形成的生殖细胞也具有较高的全能性(如卵细胞)；真核细胞主要以有丝分裂方式增殖。,5.细胞有丝分裂完成后，平均分配到两个子细胞的物质是( ) A.线粒体DNA B.细胞核DNA C.核糖体RNA D.叶绿体DNA 【解析】选B。细胞有丝分裂完成后，平均分配到两个子细胞的物质是细胞核中的DNA。线粒体DNA、核糖体RNA和叶绿体DNA都随机分配给子细胞。,6.在玉米根尖细胞进行有丝分裂的过程中，相关细胞器发挥着重要的作用。下列有关叙述正确的是( ) A.在分裂间期，核糖体上合成多种蛋白质 B.在分裂前期，由中心体发出星射线形成纺锤体 C.在分裂中期，线粒体为着丝点的分裂提供能量 D.在分裂末期，高尔基体参与赤道板的形成,【解析】选A。分裂间期的主要活动是完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，核糖体上合成多种蛋白质；玉米细胞中无中心体；在分裂中期不发生着丝点的分裂；细胞中不存在赤道板这个结构，它只是假想的一个平面。,【速记卡片】 1.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.有丝分裂过程中有关数目的计算： (1)染色体的数目=着丝点的数目。 (2)DNA数目的计算分两种情况。 当染色体不含姐妹染色单体时，一条染色体上只含有一个DNA分子。 当染色体含有姐妹染色单体时，一条染色体上含有两个DNA分子。,3.有丝分裂各时期的主要特点： 间期：DNA复制和有关蛋白质的合成。 前期：核膜消失、核仁解体，出现纺锤体、染色体。 中期：染色体形态、数目清晰，整齐分布在赤道板附近。 后期：着丝点分裂，染色体均匀分配到细胞两极。 末期：纺锤体、染色体消失，核膜、核仁出现。,4.动植物细胞有丝分裂的两点不同： (1)前期(纺锤体的形成方式不同)。 植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。 动物细胞由细胞的两组中心粒发出星射线形成纺锤体。 (2)末期(细胞质的分裂方式不同)。 植物细胞在赤道板位置出现细胞板，细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁。最后，一个细胞分裂成两个子细胞。 动物细胞：细胞膜从中部向内凹陷将细胞缢裂为两部分，每部分都含有一个细胞核。,考点一 细胞周期及其表示方法 1.细胞周期的表示方法：,2.影响细胞周期的因素： (1)内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同。间期和分裂期所占的比例也不同。 (2)外部因素：温度、pH、射线、生理或病理状况等。这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期。 3.细胞周期的时期划分： (1)分裂间期：时间较长，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。 (2)分裂期：经历的时间短。,【高考警示】对细胞周期理解的四点提醒 (1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，高度分化的成熟细胞无细胞周期。 (2)不同种类生物的细胞周期有很大差别。 (3)细胞周期中，间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分都处于间期。 (4)分裂产生子细胞的三种去向：继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。,【考题回访】 1.(2015肇庆模拟)下列有关细胞周期的叙述中，错误的是( ) A.不是生物体的所有细胞都处于细胞周期中 B.无论什么生物，在细胞周期中，都是分裂间期比分裂期时间长 C.利用药物抑制DNA合成，细胞将停留在分裂间期 D.细胞周期可分为前、中、后、末四个时期,【解析】选D。细胞周期是针对进行有丝分裂的细胞而言的，不是所有的细胞都能进行有丝分裂，即使进行有丝分裂但不能连续进行分裂也无细胞周期；细胞周期中间期时间长于分裂期；DNA复制发生在细胞分裂的间期，所以抑制DNA的合成可使细胞停留在分裂间期；细胞周期分为间期、前、中、后、末期。,2.(2015长沙模拟)科学家用含15N的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞的分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的数据如下，则下列叙述正确的是( ) A.一个细胞周期可以用019.3 h、19.338.6 h来表示 B.蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期有02 h、19.321.3 h、38.640.6 h C.蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3 h D.高尔基体、线粒体、叶绿体在蚕豆根尖细胞分裂过程中活动旺盛,【解题指南】解答本题需明确以下两点： (1)细胞周期中分裂期和分裂间期的先后顺序。 (2)DNA分子复制时稳定性最低。,【解析】选C。细胞周期包括分裂间期和分裂期，间期经历时间长，分裂期经历时间短。从图中可以看出，221.3 h、21.340.6 h各为一个细胞周期，一个细胞周期需要的时间是19.3 h；在细胞分裂过程中，间期要进行DNA分子的复制，此时DNA分子双链解旋，稳定性最低，即219.3 h、21.338.6 h时，DNA分子的稳定性最低；蚕豆根尖细胞中无叶绿体，在细胞分裂过程中，高尔基体与新细胞壁的形成有关，线粒体为分裂过程提供能量，所以高尔基体和线粒体在根尖细胞分裂过程中活动旺盛。,【延伸探究】本题图中高尔基体活动旺盛的区段有哪几个？高尔基体在该过程中的作用是什么？ 提示：02 h、19.321.3 h、38.640.6 h。高尔基体在该过程中与植物细胞壁的形成有关。,3.(2015沈阳模拟)甲、乙两图均为连续分裂的细胞的细胞周期图示，乙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.甲中的a、乙中的BA时细胞正在进行DNA复制 B.甲中的b、乙中的AB时细胞会出现染色体数目加倍的时期 C.甲、乙中会发生同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合 D.根据在细胞周期中阻断DNA复制的原理，可以控制癌细胞的增生,【解析】选C。在细胞周期中，间期比分裂期时间长，因此，甲中的a(c)、乙中的BA表示间期，甲中的b(d)、乙中的AB表示分裂期；间期完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，在分裂期的后期由于着丝点分裂，细胞内的染色体数目会加倍；有丝分裂过程中不会发生同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合，这种现象发生在减数第一次分裂过程中；阻断DNA复制后，癌细胞就不能完成染色体复制，其增殖过程被阻断，最终将衰老死亡。,【加固训练】 1.下图是按顺时针方向表示的4种植物细胞的细胞周期，其中说法正确的是( ),A.图中的bab表示细胞增殖过程的一个细胞周期 B.图甲的ba与图丙的ba所用的时间可能一样长 C.从ab，由于DNA的复制使染色体数目增加一倍 D.观察植物细胞有丝分裂的实验材料最好是选植物甲,【解析】选B。细胞周期是从一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止，所以题干四个图形中的完整细胞周期都应是aba，包括分裂间期和分裂期。图中ab表示分裂间期，此时期完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，使DNA含量加倍，但染色体数目不变。在观察植物细胞有丝分裂过程的实验中，应该尽量选择分裂期所占比例较大的细胞，这样在显微镜下观察时，处于分裂期的细胞较多。图甲和图丙中ba表示不同植物细胞分裂期，所以两种细胞的分裂期所用的时间可能一样长。,2.若将3HTdR(一种含3H标记的脱氧核苷酸)加入细胞培养液中，正在进行DNA复制的细胞就会立即摄取。在相同的条件下，向连续培养的两组细胞培养液中同时加入3HTdR，定期取样，检查被标记细胞所占的百分比如下表所示，据此推断正确的是( ),A.两组都有25%的细胞不在细胞周期中 B.两组细胞复制所用时间大致相同 C.细胞周期的时间应是甲组小于乙组 D.乙组约有20%的细胞处于细胞周期中 【解析】选B。从表中信息可知，t3以后两组细胞的被标记细胞所占百分比分别稳定在100%和80%，据此可推出乙组应有20%的细胞不处于细胞周期中，且两组细胞复制所用时间大致相同。,考点二 有丝分裂过程中相关结构和数量的变化 1.细胞分裂过程中细胞结构的变化：,2.染色体的形态和计数： (1)染色体的形态：一条染色体包含一个着丝点和12个臂(染色体的臂有长有短，着丝点的位置可位于染色体的不同部位)。如图所示。 (2)染色体计数：计算染色体的数目时，以染色体着丝点的数目为依据。有一个着丝点，就是一条染色体。,3.核DNA、染色体、染色单体数目变化(以二倍体生物为例)：,4.一个细胞中DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化曲线：,(1)ab、lm、pq变化原因都是DNA分子复制。 (2)gh、no、rs变化原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。 (3)cd，rs的变化很相似，但时期不同。 (4)染色单体数在细胞周期中的起点为0，终点也为0。,【提分技法】根据柱形图来判断细胞分裂时期的方法 常见柱形图如下：,一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期。 (1)根据染色单体变化判断各时期： 染色单体 (2)根据比例关系判断各时期： DNA染色体 染色单体=,有前期、中期(甲图) 无后期(乙图)、末期(丙图),4N2N4N前期、中期(甲图) 4N4N0后期(乙图) 2N2N0末期(丙图),【考题回访】 1.(2014江苏高考)如图为动物细胞分裂中某时期示意图，下列相关叙述正确的是( ) A.甲在分裂前期倍增并移向细胞两极 B.乙和丙在组成成分上差异很大 C.该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍 D.该时期通过核孔进入细胞核的物质减少,【解题指南】(1)图示信息：该细胞处于有丝分裂的中期。 (2)关键知识：核膜在有丝分裂前期解体。 【解析】选B。本题考查动物细胞有丝分裂各时期的特点。图示为动物细胞，由于有同源染色体存在，并且染色体整齐地排列在赤道板上，可以判断该图像处于有丝分裂中期。甲为中心体，在分裂间期倍增，前期移向细胞两极，A项错误；乙为染色体，主要组成成分为DNA和蛋白质，丙为纺锤丝，组成成分主要是蛋白质，二者差异很大，故B正确；该时期细胞中染色体虽然进行了复制，但是由于着丝点没有分裂，所以该时期染色体数与体细胞染色体数相等，C项错误；该时期之前核膜已解体，D项错误。,2.(2015哈尔滨模拟)下图为某种植物根尖细胞分裂过程中染色质与染色体规律性变化的模式图。下列相关判断正确的是( ) A.过程是有丝分裂间期，此时细胞内核膜解体、核仁消失 B.低温处理导致过程中染色单体不分开使染色体数目加倍 C.过程处于有丝分裂后期，细胞中的染色体组数增加一倍 D.过程中DNA解旋酶可使染色体解旋变为细丝状的染色质,【解析】选C。表示的是染色体的复制过程，属于有丝分裂间期，而不是核膜解体、核仁消失的前期；过程中染色单体已分开成为染色体，低温抑制纺锤体形成，染色体复制，但着丝点分裂后不能被拉向两极，全部保留在同一细胞内，导致染色体数目加倍；过程中染色体解旋变为细丝状的染色质，不是DNA解旋酶的作用，DNA解旋酶作用于DNA分子的双螺旋结构。,【延伸探究】本题图中哪个适于观察细胞中染色体的数量和形态？过程细胞内发生的变化还有哪些？ 提示：。纺锤体消失，核膜、核仁重新出现，细胞中央出现细胞板。,3.(2015泰安模拟)下图为植物组织培养时，所测得的细胞中DNA含量在整个细胞群中的分布情况。下列说法错误的是( ) A.中部分细胞中的核糖体增多 B.中细胞染色体组数都加倍 C.若用秋水仙素处理细胞群，则细胞将增多 D.若用DNA合成抑制剂处理细胞群，则细胞将增多,【解析】选B。包括处于分裂间期和末期的细胞，其中分裂间期的细胞正大量合成蛋白质，此时细胞中的核糖体增多；包括处于间期、前期、中期和后期的细胞，只有后期细胞中染色体组的数目加倍；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，因此用秋水仙素处理细胞群，会导致细胞增多；DNA合成抑制剂能抑制DNA的合成，因此用DNA合成抑制剂处理细胞群，会导致细胞增多。,【加固训练】 1.下图中甲、乙分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，丙表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化，丁表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA数量的关系。下列有关叙述不正确的是( ),A.图甲所示细胞中共有4条染色体，8个DNA分子；图乙所示细胞中共有0条姐妹染色单体 B.处于图丙中BC段的是图甲所示细胞；完成图丙中CD段变化的细胞分裂时期是后期 C.有丝分裂过程中不会出现图丁中d所示的情况 D.图丁中a可对应图丙中的BC段；图丁中c可对应图丙中的AB段,【解析】选D。图甲中1条染色体包含2条姐妹染色单体，图乙中染色单体分离后就不再称为染色单体，只能称为染色体；图丙纵坐标的含义是“每条染色体上DNA分子数”，BC段的1条染色体上有2个DNA分子，对应图甲，CD段的变化表示一条染色体上DNA分子由2个变成1个，表示后期着丝点分裂的过程；图丁中d表示细胞中核DNA含量为2N，染色体数目为4N，不可能出现这种情况；图丁中a可对应有丝分裂后期，b可对应有丝分裂前、中期，c可对应有丝分裂末期。,2.如图是细胞有丝分裂过程中每条染色体上的DNA含量变化图解，下列叙述中正确的是( ) A.在AB段主要进行蛋白质的合成，细胞生长速度快 B.出现CD段变化的原因是姐妹染色单体被平均分配到2个细胞 C.该细胞中，在BC段始终有染色单体存在 D.若该细胞是植物细胞，则CD段高尔基体和内质网活动非常活跃,【解析】选C。AB段一条染色体上的DNA数目由1个变为2个，表示DNA的复制。出现CD段的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体成为两条染色体，每条染色体上只含有一个DNA分子。BC段每条染色体上始终有两个DNA分子，说明始终存在姐妹染色单体。若该细胞是植物细胞，CD段为有丝分裂后期，而不是末期，末期时高尔基体活动非常活跃。,考点三 动植物细胞有丝分裂的比较 1.高等动植物细胞有丝分裂的比较：,2.与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用：,【提分技法】动植物细胞有丝分裂图像的识别方法 细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞，低等植物细胞有丝分裂的分裂期，纺锤体的形成也与中心体有关。 (1)细胞边界画成方形或图像中有细胞板结构，无中心粒结构，一般可判断为高等植物细胞。 (2)细胞边界画成圆形或有中心粒，无细胞板，通过缢裂方式平分细胞，一般可判断为动物细胞。,【考题回访】 1.(2013江苏高考)下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是 ( ) A.分裂间期有DNA和中心体的复制 B.分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍 C.纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期 D.染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期,【解题指南】解答本题，需要注意以下两点： (1)明确染色体、染色单体在细胞分裂过程中的动态变化。 (2)掌握动物细胞分裂间期发生的变化：DNA复制、中心体复制、染色单体形成、细胞的生长等。,【解析】选A。本题考查有丝分裂过程。A项中，DNA复制和中心体复制发生在分裂间期，故正确。B项中，分裂间期经过DNA复制，DNA含量加倍，但染色体数目没有变化，染色体组数也没有变化，故错误。C项中，纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂末期，故错误。D项中，染色单体形成于分裂间期，消失于分裂后期，故错误。,2.(2015宁波模拟)如图表示真核细胞一个细胞周期中染色体的变化，下列有关叙述正确的是( ) A.同一个体所有细胞的细胞周期持续时间相同 B.细胞中的DNA含量加倍是在ea时期 C.植物细胞中，de时期囊泡的活动加强 D.动植物细胞有丝分裂过程的不同之处主要发 生在ab时期和cd时期,【解析】选D。同一个体不同细胞的细胞周期持续时间不相同，分裂旺盛的细胞的细胞周期短一些。细胞中的DNA含量加倍是在bc时期。植物细胞中，ab表示由分裂后期到末期，高尔基体与细胞壁的形成有关，囊泡活动加强。动植物细胞有丝分裂过程的主要区别有两点：前期动物细胞的中心粒参与形成纺锤体；末期植物细胞形成细胞板。,【加固训练】下表为某同学观察到的4块装片中细胞有丝分裂结果，能表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是( ) A.1、3号 B.4、2号 C.1、2号 D.4、3号,【解析】选C。纺锤体、染色体形成在前期，动物细胞中部凹陷发生在末期，植物细胞形成细胞板发生在末期。,
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