【高考突破方案】必修一 专题4 第1讲 细胞的增殖 -讲义（教师版） 高考生物一轮复习

专题4　细胞的生命历程
第1讲　细胞的增殖
1.简述细胞的生长和增殖的周期性 2.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 3.制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片 生命观念 通过分析细胞有丝分裂的基本过程，阐明细胞周期的概念，解释细胞周期的动态变化和物质准备过程
科学思维 比较有丝分裂过程中物质或结构的变化规律，归纳有丝分裂过程中各个时期的主要特点，总结和比较染色体和DNA的数目的变化规律，比较动物细胞和植物细胞有丝分裂的异同点，培养逻辑思维能力
科学探究 通过制作和分析细胞模型，解释细胞不能无限长大的原因；通过制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片的实验，掌握实验的原理和操作技能
社会责任 关注细胞增殖的原理在医学领域的应用，关注自身及他人健康
一、细胞的增殖
1.生物体生长的原因
一是细胞的生长；二是细胞的__分裂__。
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__两个相连续的过程。细胞增殖具有周期性。
(2)方式
①真核细胞：无丝分裂、__有丝__分裂和__减数__分裂。
②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。
二、细胞周期
(1)条件：__连续分裂__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。
(3)一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和__分裂期__，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。
1.并非所有的细胞都有细胞周期
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期。
(2)进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。
2.细胞不能无限长大
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。
【易错易混自纠】
(1)人体中的全部细胞都可以进行有丝分裂，具有细胞周期。( × )
提示：人体中的细胞只有部分细胞具有细胞周期。已经高度分化的细胞(如神经细胞、肌细胞等)不具有细胞周期，进行减数分裂的细胞也不具有细胞周期。
(2)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。( √ )
(3)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。( × )
提示：只有连续分裂的细胞才有细胞周期，只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期，进行减数分裂的细胞不具有细胞周期，所以并不是具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。
(4)原核生物主要进行无丝分裂。( × )
提示：无丝分裂是真核细胞的分裂方式，原核生物主要进行二分裂。
(5)在“运用模型作解释”实验中物质运输的效率可用物质进入细胞的深度来表示。( × )
提示：在不同大小的琼脂块中物质进入的深度是一样的，物质运输的效率应当用物质扩散的体积/琼脂块体积来表示。
三、细胞的有丝分裂和无丝分裂
1.各时期主要特点(以高等植物细胞为例)
时期 主要变化
分裂 间期 分裂间期包括G1期、S期、G2期。 ①G1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； ②S期：又称DNA合成期，主要进行__DNA的复制__； ③G2期：又称DNA合成后期，主要进行__RNA和蛋白质__的合成，特别是微管蛋白的合成，为分裂期做准备 ④细胞有适度的生长
有 丝 分 裂 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，此时染色体形态稳定，数目清晰，便于观察
后期 ①每条染色体的着丝粒分裂成两个，__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__
(1)赤道板≠细胞板
①赤道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下观察不到。
②细胞板是一种真实结构，在光学显微镜下能观察到，出现在植物细胞有丝分裂末期，其形成与高尔基体有关。
(2)有丝分裂后期染色体的着丝粒一分为二，是受生物体内遗传物质控制的一种生理活动，不是由纺锤丝牵引所致。
2.比较动、植物细胞的细胞分裂的异同
名称 高等植物细胞 动物细胞
不同点 前期 形成__纺锤体__的方式不同 细胞__两极__发出__纺锤丝__形成纺锤体 动物细胞中心粒在__分裂间期__倍增，成为两组。进入分裂期后，两组中心粒分别移向细胞两极，其周围发出大量放射状的__星射线__形成纺锤体
末期 形成子细胞的方式不同 细胞中央出现__细胞板__向四周扩展形成细胞壁，一个细胞形成两个子细胞 细胞膜从细胞的__中__部向内__凹陷__，一个细胞缢裂成两个子细胞
相同点 分裂间期都进行__染色体复制__；分裂期都进行__染色体平均分配__
3.与细胞周期有关的细胞器及其生理作用
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
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
【易错易混自纠】
(1)分裂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。( × )
提示：分裂间期的特点是完成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。DNA分子的复制是在细胞核中进行的，但蛋白质的合成是在细胞质中完成的。
(2)在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可发生在同一时期。( √ )
(3)有丝分裂中染色体数目加倍和核DNA数目加倍发生在同一时期。( × )
提示：有丝分裂中染色体数目加倍是在有丝分裂后期，由于着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，而核DNA加倍是在有丝分裂前的间期，DNA数目完成复制后加倍。
(4)在动物细胞的分裂间期能观察到由星射线形成的纺锤体。( × )
提示：在动物细胞的有丝分裂前期能观察到由星射线形成的纺锤体。
(5)使用高倍镜可观察到赤道板和细胞板的时期分别是中期和末期。( × )
提示：赤道板只是个位置，没有真正的结构存在。
四、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理
(1)选材：高等植物的__分生区__细胞。
(2)染色：细胞核内的染色体(质)易被__碱性染料__(如甲紫溶液或醋酸洋红液)着色。
(3)时期确定：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处于有丝分裂的哪个时期。
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，让洋葱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
↓
漂洗
↓
染色
↓
制片
(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：先找出__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。
【易错易混自纠】
(1)在观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，可在显微镜的视野中观察一个根尖分生区组织细胞的连续变化，以了解不同分裂时期的细胞特点。( × )
提示：在观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，根尖分生区组织细胞已经在解离过程中死亡，不会有动态变化过程。
(2)高倍显微镜视野中数量最多的是染色体的着丝粒排列在赤道板上的细胞。( × )
提示：在显微镜下观察分生区细胞，处于分裂间期的细胞数目多于处于分裂期的细胞数目。因为细胞周期的大部分时间处于分裂间期，占细胞周期的90%～95%。
(3)解离后应立即进行染色，然后漂洗。( × )
提示：解离后应立即进行漂洗，然后染色。
(4)细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制。( √ )
(5)在取洋葱根尖材料时，切取的洋葱根尖长度是2～3 cm。( × )
提示：切取的根尖长度应是2～3 mm以便快速找到分生区位置。
1.(必修1 P111)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，原因是__细胞周期的大部分时间处于分裂间期，占细胞周期的90%～95%，因此观察细胞有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期__。
2.(必修1 P112)设计实验来验证有丝分裂后期着丝粒的分裂不是由于纺锤丝的牵引：__可以用秋水仙素处理分裂中的细胞，秋水仙素的原理是抑制纺锤体形成，后期染色体的着丝粒依然可以分裂，从而使细胞中染色体数目加倍，这说明着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果__。
3.(必修1 P115)细胞越小，越有利于细胞与外界的物质交换，但细胞并不是越小越好，原因是__细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能__。
教材拾遗
1.(必修1 P115)有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中__遗传物质__发生改变，就变成不受机体控制的、__连续进行分裂__的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。
2.(必修1 P115)因为在分裂过程中没有出现__纺锤丝和染色体__的变化，所以叫无丝分裂，如__蛙的红细胞__的无丝分裂。
考点1　细胞的生长和细胞周期
细胞周期的4种常用表示方法
(1)扇形图
解读：a→b→c→a为一个细胞周期。
(2)直线图
解读：a＋b或c＋d为一个细胞周期。
(3)坐标图
解读：A→H为一个完整的细胞周期。
(4)柱形图
解读：A组细胞处于G1期；B组细胞处于S期；C组细胞处于G2期和分裂期。
(1)不同种类生物的细胞周期有很大差别。
(2)细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分细胞处于分裂间期。
(3)细胞周期必须是分裂间期在前，分裂期在后，不能颠倒。
(4)分裂产生的子细胞的三种去向：继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。
围绕细胞周期的概念，考查科学思维
1.下列关于细胞增殖和细胞周期的叙述，正确的是(　　)
A.不同细胞的细胞周期持续时间一般相同
B.细胞分裂期是决定细胞增殖快慢的最关键时期
C.有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式
D.除成熟红细胞外，人体细胞都能增殖，都有细胞周期
【解析】C　不同细胞的细胞周期持续时间一般不同，同种细胞的细胞周期也不是固定不变的，A错误；细胞分裂间期占细胞周期的比例更大，是决定细胞增殖快慢的最关键时期，B错误；真核生物细胞分裂最主要的方式是有丝分裂，另外还有减数分裂和无丝分裂，C正确；高度分化的细胞不具有增殖能力，连续分裂的细胞才具有细胞周期，D错误。
结合细胞周期的相关拓展，考查科学探究
2.(2024·云南阶段检测)细胞周期可分为分裂间期(包括G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。细胞周期的进行受不同周期蛋白的影响，其中周期蛋白CyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后，激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期；周期蛋白CyclinB与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后，激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期。已知胸苷(TdR)双阻断法可以使细胞周期同步化，TdR使得处于S期的细胞立刻被抑制，而其他时期的细胞不受影响，且去掉TdR后细胞控制作用会消除，如图是某动物细胞的细胞周期及时长示意图。下列叙述错误的是(　　)
A.观察该动物可以进行连续有丝分裂的组织细胞，视野中处于M期的细胞最少
B.若周期蛋白CyclinE功能障碍，则细胞周期会停留在G1期
C.周期蛋白CyclinE与胸苷对细胞周期的影响相同
D.蛋白激酶CDK2和蛋白激酶CDK1均是维持正常细胞周期所必需的
【解析】C　 从图中可以看出，一个周期中M期的时间最短，所以观察该动物细胞的有丝分裂时，处于M期的细胞数目最少，A正确；周期蛋白CyclinE与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后可促进细胞由G1期进入S期，所以若周期蛋白CyclinE功能障碍，则细胞周期会停留在G1期，B正确；周期蛋白CyclinE会促进细胞从G1期进入S期，而胸苷的作用是抑制S期，C错误；蛋白激酶CDK2促进细胞从G1期进入S期，蛋白激酶CDK1促进细胞由G2期进入M期，所以它们都是维持正常细胞周期所必需的，D正确。
考点2　细胞的有丝分裂
1.核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)
时期 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 2n→4n 4n→2n
染色单体 0→4n 4n 4n 4n→0 0
2.核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析(以二倍体生物为例)
3.根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)
(1)根据染色单体变化判断各时期
(2)根据比例关系判断各时期
＝
4.有丝分裂过程中染色体变化模型的构建
(1)染色体形态变化
(2)染色体行为的变化
结合有丝分裂的过程和图像分析，考查科学思维
1.下图为细胞周期示意图，处于G0期的细胞属于暂不分裂的细胞。下列相关叙述错误的是(　　)
A.G1、S、G2、M 4个时期的总时长为24 h
B.S期是染色体复制及加倍的时期
C.处于M期的细胞也会有基因的转录和翻译
D.人体内有些细胞处于G0期
【解析】B　一个完整的细胞周期包括G1、S、G2、M期，根据题图可知，细胞周期时长为1＋23＝24 h，A正确；S期是染色体(DNA)复制的时期，但该时期染色体数目不变，染色体数目加倍发生在M期着丝粒分裂时，B错误；蛋白质是通过基因的转录和翻译过程产生的，处于M期的细胞也会有基因的转录和翻译，C正确；人体中的肝细胞属于暂不分裂的细胞，其所处时期为G0期，D正确。
2.(2024·江苏期末)在进行有丝分裂的动物细胞的一个细胞周期中，在同一时期发生的变化是(　　)
A.染色单体出现和纺锤体的形成
B.中心粒倍增和DNA的复制
C.DNA数目加倍和染色体数目加倍
D.核膜、核仁的消失和着丝粒排列在赤道板位置上
【解析】B　染色单体形成于分裂间期，而纺锤体形成于有丝分裂前期，A错误；DNA的复制和中心粒的复制都发生在有丝分裂间期，B正确；DNA数目加倍发生在分裂间期，而染色体数目加倍发生在有丝分裂后期，C错误；核膜和核仁消失于有丝分裂前期，有丝分裂中期着丝粒排列在赤道板上，D错误。
3.有关下图的叙述中，不正确的是(　　)
A.因为细胞中有中心体⑨，没有细胞壁，所以推断该细胞可能为动物细胞
B.④是一条染色体，包含2条染色单体①③，2条染色单体由一个着丝粒②相连
C.细胞中有2对同源染色体，即④和⑦为一对同源染色体，⑤和⑥为另一对同源染色体
D.在后期时，移向同一极的染色体均为非同源染色体
【解析】D　图中细胞有中心体，但没有细胞壁，可推断该细胞可能为动物细胞，A正确；图中④是一条染色体，包含2条染色单体①③，2条染色单体由一个着丝粒②相连，B正确；同源染色体是指形态、大小一般相同，可以联会配对的染色体，该细胞中有2对同源染色体，即④和⑦为一对同源染色体，⑤和⑥为另一对同源染色体，C正确；在有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成染色体，移向一极的染色体包含同源染色体，D错误。
1.“三看法”界定动物及高等植物细胞分裂图像
2.根据染色体的行为变化识别细胞分裂时期
结合细胞周期中的曲线，考查科学思维
4.(2024·辽阳一模)图1和图2表示某同学绘制的有丝分裂不同时期染色体与核DNA的数量关系，下列叙述正确的是(　　)
A.图1中AC段动植物细胞中都会发生染色体复制和中心体复制
B.图1中CD段会发生同源染色体分离，染色体数目加倍
C.图1中DE段对应图2中的a时期，E点时每条染色体上有1个DNA分子
D.植物细胞在图2的c→d过程同时伴随细胞板扩展形成细胞壁的过程
【解析】C　高等植物细胞中无中心体，A错误；同源染色体分离是减数分裂过程中特有的行为，有丝分裂后期姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，发生在图1中的DE段，B错误；图1中DE段表示着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，此时细胞中每条染色体上含有1个DNA分子，可对应图2中的a时期，E点时每条染色体上有1个DNA分子，C正确；植物细胞在图2的a→c过程中同时伴随细胞板扩展形成细胞壁的过程，图2中d状态是不存在的，D错误。
5.如图是高等动物的细胞周期示意图，图1中①～⑥表示细胞周期的不同时期，其中③～⑥表示分裂期；图2表示蛋白A、B、D、E在细胞周期中表达量的变化情况。下列有关叙述错误的是(　　)
A.G1期和②时期均可进行转录和翻译过程，①时期的细胞中蛋白A含量逐渐增加
B.⑤时期会出现染色体数目加倍，⑥时期细胞缢裂分为两个细胞
C.蛋白E和蛋白B都能周期性地合成和分解，且功能相同
D.③时期染色质丝螺旋缠绕形成染色体，则蛋白A可能是染色体的组成成分
【解析】C　G1期和②时期(G2期)均可进行转录和翻译过程，S期主要进行DNA复制，从图2看出①时期(S期)蛋白A含量逐渐增加，A正确。⑤时期(后期)染色体数目加倍，⑥时期(末期)细胞缢裂分为两个细胞，B正确。分析可知蛋白E和蛋白B可能是细胞分裂中两种不同的蛋白质，作用时期不完全相同，推测功能不相同，C错误。③时期(前期)染色质丝螺旋缠绕形成染色体，蛋白A在DNA复制期增多，进入分裂期后减少，可能是染色体的组成成分，D正确。
6.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核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
【解析】D　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，则中心体在分裂间期(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)，C错误。
考点3　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验操作的注意事项
实验材料选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部位 选取分裂旺盛的部位(如根尖，注意剪取根尖时不宜过长，一般剪取2～3 mm)
时间 必须在分裂旺盛的时间(如根尖的剪取一般在上午10时至下午2时左右进行)
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 洗去多余药液，防止解离过度
染色 时间 太短 染色体或染色质不能完全着色
过长 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，不能观察到动态变化
细胞数目 分裂间期的细胞数目最多，原因是分裂间期历时最长
2.洋葱在生物学实验中的“一材多用”
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
使用高倍显微镜观察细胞的多样性 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
管状叶 叶绿体中色素的提取和分离 色素含量多
根 观察根尖分生区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
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)。
对实验的基本原理和过程分析，考查科学思维
1.(2024·浙江卷1月)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①～④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是(　　)
A.细胞①处于分裂间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成
B.细胞②处于中期，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2
C.细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动
D.细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
【解析】B　细胞①处于分裂间期，细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，并且细胞有适度的生长，但蛋白质的合成场所不在细胞核，而在核糖体，A错误；②是中期，染色体已在分裂间期复制完成，因此染色体数目没有改变，但一条染色体上有两条染色单体，一条染色体上有两个核DNA，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2，B正确；细胞③处于后期，有丝分裂不会出现同源染色体分离的情况，C错误；细胞④处于末期，题干中指出观察的是植物细胞，植物细胞末期的特点之一是在细胞板的位置逐渐扩展形成新的细胞壁，动物细胞有丝分裂末期是细胞膜向内凹陷将细胞一分为二，D错误。
结合实验的拓展和应用，考查科学探究
2.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%]，结果如图，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
【解析】B　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，少数细胞处于分裂期，A正确；制作装片过程中使用解离液的目的是使组织细胞分散开来，B错误；据图分析，高浓度的药物X使得细胞有丝分裂指数减小，严重抑制根尖分生区细胞有丝分裂，C正确；据图分析，随着处理时间的延长，根尖细胞有丝分裂指数呈下降趋势，D正确。
1.(2024·河北卷)(不定项)酵母细胞中的M蛋白被激活后可导致核膜裂解、染色质凝缩以及纺锤体形成。蛋白K和P可分别使M发生磷酸化和去磷酸化，三者间的调控关系如图所示。现有一株细胞体积变小的酵母突变体，研究发现其M蛋白的编码基因表达量发生显著改变。下列分析正确的是(　　)
A.该突变体变小可能是M增多且被激活后造成细胞分裂间期变短所致
B.P和K都可改变M的空间结构，从而改变其活性
C.K不足或P过量都可使酵母细胞积累更多物质而体积变大
D.M和P之间的活性调控属于负反馈调节
【解析】AB　据题干信息“M蛋白被激活后可导致核膜裂解、染色质凝缩以及纺锤体形成”可知，M蛋白激活可促进细胞进入分裂前期，导致分裂间期变短，使得间期蛋白质合成量不足，细胞体积变小，A正确；据题干信息“蛋白K和P可分别使M发生磷酸化和去磷酸化”可知，P和K分别通过去磷酸化和磷酸化改变M的空间结构，从而改变其活性，B正确；据题图可知，蛋白K对M有抑制作用，蛋白P对M有激活作用，故K不足或P过量都会使酵母细胞中被激活的蛋白M增多，促进细胞进入分裂前期，间期蛋白质积累不足而体积变小，C错误；据题图可知，当M增多时，会激活促进蛋白P的产生，而蛋白P又会反过来继续激活促进蛋白M的产生，使得M继续增多，故M和P之间的活性调控属于正反馈调节，D错误。
2.(2024·江西卷)某植物中，T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是(　　)
A.T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体
B.T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列
C.T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍
D.T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动
【解析】B　 纺锤体的形成是在前期，T基因的突变影响的是后期纺锤体伸长的时间和长度，因此T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体，A正确；染色体着丝粒排列在赤道板上是中期的特点，T基因的突变影响的是后期纺锤体伸长的时间和长度，因此T基因突变染色体着丝粒可以在赤道板上排列，B错误；着丝粒是自动分裂的，不需要依靠纺锤丝的牵拉，因此T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍，C正确；T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，进而影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动，D正确。
3.(2024·湖北卷)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1)，出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响，实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　)
A.芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽
B.基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命
C.成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同
D.该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路
【解析】A　细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，由题干“出芽与核DNA复制同时开始”可知，芽殖酵母在细胞分裂间期开始出芽，A错误；由图2可知，基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数，而溶液丙可降低芽殖酵母的最大分裂次数，而一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡，因此基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命，B正确；芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖，无性繁殖不会改变染色体的数目，C正确；一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡，基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数，因此，该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路，D正确。
研究发现，肿瘤细胞周期调控蛋白Plk1能调节戊糖磷酸途径的关键酶——G6PD的活性，进而促进生物大分子合成以及肿瘤细胞在体内外的增殖。回答下列问题：
(1)G6PD是人体内葡萄糖代谢的一种关键酶，可催化葡萄糖的分解。葡萄糖的分解最先发生在细胞的__________。
(2)细胞周期是指________________________________________________________________________________________________________________________________________________。细胞周期包括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)。戊糖磷酸途径产生的脱氧核苷酸主要在__________期被利用。
(3)胸苷(TdR)双阻断法可使细胞周期同步化。若G1、S、G2、M期依次为10 h、7 h、3 h、1 h，经一次阻断，S期细胞立刻被抑制，其余细胞最终停留在G1/S交界处；洗去TdR可恢复正常的细胞周期，若要使所有细胞均停留在G1/S交界处，第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后__________h到__________h进行。
(4)该项研究成果表明，______________________________通过结合并磷酸化修饰G6PD，使G6PD形成的二聚体增多，从而促进酶活性以及整个戊糖磷酸途径。增强的戊糖磷酸途径对于肿瘤细胞的周期进程以及肿瘤的发生发展具有__________(填“促进”或“抑制”)作用。
【答案】(1)细胞质基质　(2)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　S　(3)7　14　(4)肿瘤细胞周期调控蛋白Plk1　促进
【解析】(1)葡萄糖首先在细胞质基质中分解为丙酮酸和NADH。(2)细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止的全过程；脱氧核苷酸是合成DNA的原料，DNA的复制发生在S期(DNA复制期)。(3)由题意可知，第一次阻断S期细胞立刻被抑制，说明此时细胞至少停留在G1/S交界处，至多停留在S/G2交界处(在S期中最快的在S/G2交界处，最慢的在G1/S交界处，而除了S期以外的细胞都被同步到了G1/S交界处)。第二次阻断，要使所有细胞都停留在G1/S交界处，说明需要所有的细胞都不在S期内，则需要让G1/S交界处的细胞达到S/G2交界处(即最慢的细胞跑到S/G2交界处)，即7小时S/G2交界处的细胞到达下一个周期的G1/S交界处；最快的细胞经过G2、M、G1期到G1/S交界处，但是不能进入S期，时间为3＋1＋10＝14 h，所以，在7 h到14 h之间进行第二次阻断。(4)从图中可以看出肿瘤细胞周期调控蛋白Plk1结合G6PD，促进了戊糖磷酸途径；戊糖磷酸途径能促进核苷酸的生物合成，肿瘤细胞是人体内由于细胞分裂失控从而无限增殖的细胞，因此增强的戊糖磷酸途径有利于肿瘤细胞的分裂。