人教版高中生物必修一知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：12细胞的增殖

细胞的增殖
【学习目标】
1、理解细胞周期的概念，有丝分裂的概念、过程、结果和意义。
2、理解无丝分裂的概念、过程
3、重点：真核细胞有丝分裂的过程
4、难点：真核细胞有丝分裂过程中，各个时期染色体行为和数目的变化，以及DNA数量的变化。
【要点梳理】　
要点一、细胞不能无限制长大
限制细胞长大的因素
（1）细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大，细胞体积越大，其相对面积越小，细胞的物质运输效率就低
（2）细胞核是细胞的控制中心。细胞核中的DNA不会随细胞体积的扩大而增加。
要点二、细胞增殖
（1）遗传物质：
（2）单细胞生物： 细胞增殖意味着生物的繁衍（繁殖的基础）
（3）多细胞生物体

（4）真核细胞的分裂方式
①有丝分裂：多数生物体的体细胞的增殖
②无丝分裂：蛙的红细胞等特殊细胞的增殖方式
③减数分裂：与有性生殖细胞的形成有关，是一种特殊的有丝分裂
要点三、细胞的有丝分裂
1、细胞周期概念的理解
（1）细胞周期的概念：
　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。一个细胞周期分为细胞分裂间期和细胞分裂期两个时期，分裂期又人为地分为前期、中期、后期和末期。
（2）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。
（3）细胞的种类不同，完成细胞周期的时间也不同。
2、分裂间期： 【细胞的增殖 有丝分裂（分裂间期）】
分 期
主 要 事 件
G1（DNA复制准备期）
细胞合成RNA和蛋白质；
核糖体、中心体等细胞器数量增加
S（DNA复制期）
DNA分子进行自我复制
G2（细胞分裂准备期）
细胞合成RNA和蛋白质
主要事件: 完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
结果：DNA数目加倍，每条染色体含有两条单体
3、有丝分裂过程中各时期特点：
（1）细胞周期各期的特点较多，容易混淆，利用下面的口诀辅助记忆可以事半功倍。
主要变化特点分析
记忆口诀
间期
DNA复制和有关蛋白质的合成完毕，每一条染色体包含两条姐妹染色单体
复制合成姐妹生
前期
两消：核膜、核仁消失；两现：染色变质成染色体、纺锤体出现
核仁消失两体现
中期
染色体的形态固定，数目清晰，着丝点排列在赤道板上
形定数晰点道齐
后期
着丝点分裂，染色体数目加倍，并平均移向两极
点裂数加两极移
末期
两消：纺锤体消失，染色体变成染色质；两现：核膜、核仁重新出现，植物细胞中央出现细胞板
两消三现分裂完
（2）记住染色体、染色单体、DNA的行为变化时期：
DNA分子数目的加倍在间期，数目的恢复在末期；
染色体数目的加倍在后期，数目的恢复在末期；
染色单体的产生在间期，出现在前期，消失在后期。
4、分裂后子细胞的去路
细胞分裂完成，有三种去路：继续分裂、暂时停止分裂和细胞分化。
（1）继续分裂：此类细胞始终处于细胞周期中，保持连续分裂状态，如动物的红骨髓细胞、皮肤生发层细胞，
植物的形成分层细胞、黄骨髓造血细胞等。
（2）暂时停止分裂：这些细胞仍然具有分裂能力，在合适条件下仍可以回到分列周期之中继续进行细胞分裂移植。例如：肝脏细胞、黄骨髓造血细胞等。
（3）细胞分化：细胞不分裂，就必然分化。这类细胞完全脱离细胞周期，不再分裂，而是分化为组织、器官和其他细胞。如骨髓细胞、白细胞、植物韧皮部细胞等。
5、与细胞分裂有关的细胞器及分裂过程中细胞器的分配
（1）与细胞分裂有关的细胞器
①核糖体：分裂间期蛋白质合成的场所。
②中心体：动物细胞与低等植物细胞的中心体发出星射线，形成纺锤体。
③高尔基体：植物细胞分裂末期与细胞壁形成有关。
④线粒体：为DNA、蛋白质的合成及纺锤体（星射线）牵引染色体运动提供能量。
（2）分列过程中细胞器的分配
细胞分裂成两个子细胞时，不仅获得了成套染色体，也获得了细胞中的各种细胞器。子细胞获得的细胞器只能通过原有的细胞分裂增生，各种细胞器的增生都是在细胞分裂之前的间期发生的，细胞器在子细胞中的分配不是平均的。
6、动、植物细胞细胞周期的不同
植物细胞有丝分裂
动物细胞有丝分裂
相同
分裂过程基本相同。染色体变化规律相同：分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中去。分裂间期完成染色体复制。
不同
前期
由细胞两极发出的纺锤丝形成的纺锤体
由两组中心粒发出的星射线，形成纺锤体
末期
细胞中部形成细胞板扩展形成细胞壁，将一个细胞分裂成两个子细胞
细胞膜从中部向内凹陷，把细胞缢裂成两个子细胞
要点四、观察细胞的有丝分裂
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
一个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（或染色质）
的存在状态，就可以判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期，进而认识有丝分裂的完整过程。
2、实验步骤
①解离：取根尖2～3 mm，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3～5min。对于洋葱根尖，4 min较好；对于大蒜根尖，时间可稍短一些，3 min为宜。
②漂洗：取出根尖，放入盛有清水的玻璃皿中，漂洗约10 min。漂洗时间不能少于10 min，如果时间过短，染色效果不好。刚开始漂洗的2～3 min内用镊子搅动，然后浸泡即可。
③染色：染色时间为3～5 min。时间不要太长。染色后多余的染液一定要用吸水纸吸净，否则多余的染液会在制片过程中继续起作用，使整个细胞着色过深，不利于观察。
④制片：把根尖放在载玻片上，加一滴清水，盖上盖玻片。关键是使细胞分散开。方法是：在盖玻片上再放一块载玻片，用拇指摁住旋转，或用镊子的钝端轻轻敲打。
3、实验结果绘图：
/ /
要点五、有丝分裂的特征和意义
1、有丝分裂的特征
⑴细胞间期染色体复制一次
⑵分裂期加倍的子染色体平均分配到两个子细胞中去
⑶亲子细胞中染色体保持恒定
2、有丝分裂的意义
保证了亲代细胞和子代细胞遗传性状的稳定性
要点六、无丝分裂 【 细胞的增殖 无丝分裂】
1、无丝分裂的实例
/ /
2、无丝分裂的过程
（1）间期：DNA复制
（2）分裂期：包括细胞核分裂和细胞质分裂
（3）分裂过程是先细胞核延长，从核的中部向内凹进，缢裂成为2个细胞核，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成2个子细胞。
3、特征
（1）细胞核分裂过程不出现染色体；（2）不出现纺锤丝和纺锤体
要点诠释：
这种分裂方式常出现于高度分化成熟的组织中，如蛙的红细胞的分裂，在某些植物的胚乳中胚乳细胞的分裂等。这里要注意的是：蛙的红细胞是无丝分裂，但不能依次类推，人的红细胞就是无丝分裂。哺乳动物的红细胞已永久失去分裂的能力，哺乳动物的红细胞是通过骨髓中造血干细胞分裂产生的细胞，再分化发育而来的。
【典型例题】　
类型一：细胞周期
例1、下列关于细胞周期的叙述，正确的是（ ）
A．成熟的生殖细胞产生后立即进人下一个细胞周期
B．机体内所有的体细胞处于细胞周期中
C．抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期
D．细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础
【答案】D
【解析】细胞周期指从一次分裂完成开始，到下次分裂完成为止，包括分裂间期和分裂期两个阶段。单从时间上看，似乎两者谁先谁后都可以，但从物质变化看，必须分裂间期在前，分裂期在后，因为分裂间期为分裂期提供了物质准备（完成了DNA分子的复制和有关蛋白质的合成）。生殖细胞是经过减数分裂产生的，成熟后不可能再继续分裂；机体内的体细胞并不都在进行细胞分裂（成年人只有皮肤的生发层、红骨髓的细胞不断地分裂），故不都处于细胞周期；若抑制DNA的合成，细胞则停留在分裂间期。
【总结升华】考查细胞周期的概念。
【举一反三】：
【变式一】
在有丝分/裂过程中，DNA分子的复制发生在细胞周期的 （ ）
A．间期 B．前期 C．中期 D．后期
【答案】A
【变式二】
在细胞有丝分裂过程中，DNA分子数目相同而染色体数目不同的时期是 （ ）
A．间期和前期 B．前期和中期 C．前期和后期 D．间期和中期
【答案】C
【变式三】
在细胞的有丝分裂过程中，着丝点分裂发生在分裂期的 （ ）
A．间期 B．前期 C．中期 D．后期
【答案】D
类型二： 有丝分裂
例2、下图为同一植物处在有丝分裂两个不同时期的模式图，下列表述错误的是（ ）
A．a结构主要由纤维素和果胶组成
B．b表示细胞膜，c表示细胞核
C．d结构的形成需要高尔基体的参与
D．e的蛋白质成分是在G2期合成的
【答案】B
【解析】a结构是植物细胞细胞壁，成分是纤维素和果胶，A项正确；b是核膜，c是核仁，紧贴细胞壁的才是细胞膜，B项错误；d结构是细胞板形成需要高尔基体参与，最终形成细胞壁，这也是动植物细胞有丝分裂的区别，C项正确；e结构是纺锤丝，属于有丝分裂过程中需要的蛋白质，在间期的G2期形成，D项正确。
【总结升华】本题考查细胞的各细胞器与有丝分裂的联系。
【举一反三】：
【变式一】
下图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况。在整个细胞周期中，染色体的变化顺序是（ ）
/
A. （1）（4）（5）（3）（2） 　　　　B.（2）（3）（1）（4）（5）
C. （1）（5）（4）（3）（2） D. （5）（4）（3）（2）（1）
【答案】C
【解析】根据染色体形态和数目的变化来分析。细胞分裂间期是新细胞周期的开始，该时期发生的主要变化是：染色体的复制，并且染色体呈现染色质状态，故应首先选(1），排除了B，D两项。在A、C两项中关键的是（4）、（5)两项哪一项应该排在前。在细胞有丝分裂的前期和中期，每条染色体都包含两条染色单体，但是，在细胞分裂的中期，每个染色体的着丝点的两侧都有纺锤丝附着在上面，因此（5）表示分裂前期，（4）表示的是有丝分裂的中期，分裂后期的变化特点是每个染色体着丝点一分为二并在纺锤丝的牵引下向细胞的两极移动，因此，（3）表示有丝分裂的后期，（2）表示有丝分裂的末期。
【变式二】
细胞有丝分裂的重要特征是（ ）
A．染色体的复制和平均分配
B．纺锤体的形成与消失
C．核膜、核仁的解体和重现
D．染色质和染色体的互变
【答案】A
【变式三】
下图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是（ ）
/
A．O～A段表示染色体复制/，含量加倍
B．细菌与B～C段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁
C．C～D段细胞核中染色体：染色单体：DNA为1：2：2
D．B～D段的团藻细胞中含有两组中心粒
【答案】D
【解析】染色体经过复制，含量并不变，只是一条染色体含有两条姐妹染色单体，所以选项A是错误的，B～C段/此细胞处在分裂中期，核膜和核仁早已解体消失，细菌也没有，B选项也是错误的，C～D段处在分裂后期,着丝点断裂，染色单体分开，此时染色单体为0，C选项不对，D选项中的团藻属低等植物，也有中心体，且在A～B段已复制成为两/组中心粒，所/以B～D段的团藻细胞中含有两组中心粒。
类型三：实验与探究
例3、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5cm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解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
【答案】B
【解析】在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂” 实验中，应剪取洋葱跟尖2~3mm，用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液的混合液（1:1）解离，用0.01g/ml或0.02g/ml的龙胆紫（或醋酸洋红）染色。根尖细胞已被杀死，持续观察，视野中的K细胞不会分裂成两个子细胞，视野中，N细胞处于有丝分裂后期，M细胞处于有丝分裂中期，N细胞的染色体数目是M细胞的2倍。
【总结升华】本题考查“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的注意事项及细胞分裂的基础知识。
【举一反三】：
【变式一】
有1位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如下图所示。造成这种情况的原因可能是 （ ）

①取材位置不合适 ②取材时间不合适
③制片时压片力量不合适 ④解离时间不合适
⑤视野选择不合适
A．②③ B．②⑤
C．①②⑤ D．①③④
【答案】C
【解析】由图观察，细胞多处于未分裂状态，故可能取材时间不合适，细胞分裂不旺盛；且视野中有一些细胞为长形，可能取自伸长区细胞，为取材位置不合适，应取分生区细胞；也有可能是视野选择不当，没有找到合适视野观察；由图知细胞均分散开，故不可能为③④所述原因。
【巩固练习】
单项选择题：
1. 连续进行有丝分裂的细胞，其间期的特点是（ ）。
A. 细胞没有变化 B. 核膜解体
C. 染色体隐约可见 D. 细胞内进行着 DNA 复制和蛋白质合成
2. 在细胞周期内，要辨认染色体的形态和数目，应选择（ ）。
A. 间期 B. 前期 C. 中期 D. 后期
3. 在细胞有丝分裂过程中，染色体、染色单体、 DNA 分子三者的数量比为 1:2:2 时，该细胞所处的时期为（ ）。
A. 前期和中期 B. 中期和后期 C. 后期和末期 D. 末期和前期
4. 用高倍显微镜观察植物细胞有丝分裂中期的图像，全部清晰可见的结构是（ ）。
A. 染色体、纺锤体、细胞壁 B. 染色体、赤道板、细胞膜
C. 纺锤体、细胞膜、细胞核 D. 纺锤体、细胞壁、核仁
5. 在细胞分裂过程中，纺锤体的作用是（ ）。
A. 使染色质变成染色体 B. 形成细胞板
C. 表成细胞核膜 D. 牵引染色体平均分配到两个子细胞中
6. 下列各图为某学生所绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图，其中正确的是（ ）
/
7. 若用物理化学方法抑制恶性肿瘤细胞中 DNA 的复制，则这些细胞将停留在细胞周期的（ ）
A. 前期 B. 中期C. 后期D. 间期
8. 观察动物细胞有丝分裂的理想材料是（ ）。
A. 活的肝细胞 B. 口腔上皮细胞 C. 发育着的受精卵 D. 卵细胞
9. 动物细胞与植物细胞相比，分裂过程基本相同的时期是（ ）。
A. 间期 B. 前期 C. 中期 D. 后期
10. 在显微镜下观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂时，视野内最多的细胞是（ ）。
A. 间期细胞 B. 前期细胞 C. 中期细胞 D. 后期细胞
11、下图中，横轴表示细胞周期，纵轴表示数目的变化情况。能表示有丝分裂过程中，一个细胞核中 DNA 含量和染色体数目的变化情况的曲线分别是（ ）。
/
12. 果蝇体细胞有 8 条染色体，在细胞有丝分裂后期，其染色体、染色单体、 DNA 分子数止依次是（ ）。
A. 8 、 16 、 16 B. 16 、 16 、 16 C . 16 、 0 、 16 D. 8 、 0 、 16
非选择题
1. 图为植物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图。请据图回答：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　/　　（1）此细胞为有丝分裂＿期，细胞内共有＿＿条染色体，＿个染色单体和＿个DNA分子。
（2）此细胞的下一个时期细胞内共有＿条染色体，＿个DNA分子，＿个染色单体。

2. 以下是几位同学在做观察植物细胞有丝分裂实验时的操作情况：
甲同学截取5mm左右的根尖后按规范操作，结果在一个视野中未能找到分生区细胞，他耐心等待后，最终还未能观察到。
　　乙同学截取2～3mm根尖解离后立即染色，结果实验效果很差。
丙同学将染色的实验材料，立即放在载玻片上观察，也看不清细胞。
丁同学在制作装片时，用质量分数为15％的盐酸与体积分数95％的酒精混合液(1：1)在10℃下解离5min,然后按正确要求操作，结果在观察时，发现根尖细胞没有分开，请分析：
(1)甲操作上的错误是，耐心等待还是未能观察到分裂期细胞的原因是_______________，要想找到分生区的细胞，应如何操作？_______________。
(2)乙同学操作上的错误是，看不清细胞的原因是_______________。
(3)丙同学操作上的错误是_______________。
(4)丁同学在操作中细胞没有分开，最可能的原因是_______________。
3. 细胞周期包括分裂间期(分为 /期、S期和/期)和分裂期(M期)。下图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题：
　　　　　　　　　/
(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约_______________h后会检测到被标记的M期细胞。
(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为________期的时间，处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是_______________。
(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加人过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约_______________h后，细胞都将停留在S期。
(4)乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h，M期时长为1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化，选用_______________(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。
(5)在光学显微镜下观察，同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞，形态上最主要的区别是_______________。

【答案与解析】
一、单项选择题
1【答案】D
2【答案】C
【解析】在有丝分裂中期，染色体数目和形态最清晰。
3【答案】A
【解析】在有丝袭前期和中期有着丝点未分裂，存在染色单体，且由于已经完成了 DNA 的复制，所以染色体、染色单体、 DNA 分子三者的数量比为 1:2:2 。
4【答案】A
【解析】在有丝分裂中期核仁已经消失，细胞膜在高倍显微镜下观察不到，赤道板并不是一个结构。
5【答案】D
6【答案】A
【解析】着丝点分裂后所形成的两条子染色体相同，且由于在向两极移动时受到阻力，染色体形态应该如 A 图所示。
7【答案】D
【解析】DNA 的复制发生在间期，抑制恶性肿瘤细胞的 DNA 复制，就是使这些细胞停留在细胞周期的间期。
8【答案】C
【解析】发育的受精卵能进行旺盛的有丝分裂，便于观察。
9【答案】C
【解析】动物细胞在有丝分裂间期中心体数目倍增；前期中心体位置移动并发出星射线；后期不形成细胞板，而是细胞膜从中部凹陷。
10【答案】A
【解析】因为细胞的分裂间期很长，所以在观察细胞有丝分裂时看到最多的是处于间期的细胞。
11【答案】B
12 【答案】C
【解析】此题的关键在于有丝分裂后期没有染色单体。
二、非选择题：
1【答案】（1）中 4 8 8 ； （2）8 8 0
【解析】本题图形显示，染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上，由此可以推出，此细胞处于有丝分裂中期。由于染色体数目是以着丝点数来确定的，据此可判断细胞中共有4个染色体。在分裂间期细胞已经完成了DNA的复制和有关蛋白质的合成，所以在分裂中期细胞中，每个染色体含有2个染色单体。每个染色体也含有2个DNA分子。此细胞的下一个时期，也就是分裂后期，在后期细胞中由于每个着丝点分裂为两个，染色单体变为了染色体，所以染色体数目是中期的两倍，而染色单体就不存在了，变为零，DNA分子数中期与后期相等。
2【答案】
(1)截取根尖太长 所取细胞大部分为伸长区细胞已死亡 转换视野，在其他视野中寻找(2)没有经过漂洗，盐酸和碱性染液反应，染色效果差(3)没有经过压片，细胞重叠(4)解离温度低或解离时间不够
【解析】甲的取材太长，根尖结构中只有根尖分生区细胞处为旺盛的分裂状态，应取2～3mm为宜，且在解离时已杀死细胞，细胞已死亡，不可能再分离。乙同学没有漂洗染色，残留的根尖细胞中的盐酸会和碱性染色液反应，影响染色效果。丙同学没有压片，细胞重叠，透光性差，看不清细胞。丁同学解离的温度或时间不够，应在室温下解离3～5min,若在10℃时解离，解离时间应相应延长。
3【答案】
(1)2.2
(2)M 12→24→12
(3)7.4
(4)甲
(5)动物肠上皮细胞膜凹陷，细胞缢裂；洋葱根尖细胞形成细胞板
【解析】　
(1)根据题意S其细胞被标记，洗脱放射性的胸苷后，S期细胞经G2期变化后变为M期细胞，故最短时间为G2时期，即2.2h
(2)细胞间期细胞数目最多，因此从M期细胞开始出现，到其所占M期细胞总数比例最大值，即变为间期细胞，故经历的时间为分裂期的时间，即M期的时间。因染色体只在分裂后期加倍，故分裂期染色体数目变化为12-24-12
(3)加入过量胸苷后，只有处于S期的细胞被抑制。刚结束S期的细胞，再次经过G2、M、G1期后再次到达S期后受到抑制，经历时间为2.2+1.8+3.4=7.4h。其他各期细胞达到S期的时间均短于该时间，故加入胸苷后7.4h后，细胞都停留在S期。
(4)从图中可知，甲动物分裂期所占时间比例为1.8/(3.4+7.9+2.2+1.8)=1.8/15.3=11.2%；乙动物分裂期的比例是1.9/24=0.08，观察染色体形态变化主要是观察分裂期的细胞，而分裂期细胞数目增多与其所占细胞周期的时间的比例呈正相关，因此选甲动物作为观察材料。
(5)洋葱根尖细胞为高等植物细胞，与动物细胞相比，有细胞壁，因此分裂末期主要区别是动物细胞的细胞质从中央向内凹陷，缢裂为两个，而植物细胞中央出现细胞板。