1、第四单元细胞的生命历程第1讲细胞的增殖考情研读备考定位考点展示核心素养1简述细胞的生长和周期性。2简述细胞的有丝分裂过程。3制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片。1生命观念通过讨论细胞周期的概念和有丝分裂的基本过程，形成生命的有序运动观。2科学思维通过构建有丝分裂过程中物质或结构的变化规律的模型，培养利用逻辑思维分析问题的能力。3科学探究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。考点一细胞的生长和细胞周期自主回顾素养储备基础梳理1生物体生长的原因一是细胞的生长，二是_细胞分裂_。2细胞不能无限长大(1)模拟实验细胞大小与物质运输效率之间的关系：细胞模型：不同大小的琼
2、脂块。运输效率表示法：检测方法：酚酞遇NaOH变红色。(2)细胞不能无限长大的原因细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输的效率_越低_。受_核质比_的制约细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。3细胞分裂方式及判断(1)概念图(2)解读4图示细胞周期思维辨析易错整合，判断正误。(1)同一生物的不同组织细胞都具有细胞周期 ()(2)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期 ()(3)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长 ()(4)多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖()延伸探究1所有细胞都有细胞周期吗？提示只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如植物形成层细胞、根尖分生区细胞
3、、动物皮肤生发层细胞。高度分化的细胞，如神经细胞、表皮细胞等没有细胞周期。发生减数分裂的细胞无细胞周期。2热图导析：下表是几种细胞的细胞周期的持续时间(t/h)，据表分析：细胞类型分裂间期分裂期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞15.32.017.3小鼠十二指肠上皮细胞13.51.815.3人的肝细胞21122人的宫颈癌细胞20.51.522(1)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？(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，为什么？(3)若要观察细胞的有丝分裂，你会选择哪种细胞？说明理由。提示(1)都不一定相同。(2)细胞周期中，分
4、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，大部分细胞都处于分裂间期。(3)选择十二指肠细胞，原因是其细胞周期中分裂期所占时间相对较长。剖析难点考点突破重难精讲细胞周期的表示方式方法名称表示方法说明扇形图间期在前，分裂期在后，顺序不能颠倒ABCA表示一个细胞周期CABC不能表示一个细胞周期线段图ab或cd为一个细胞周期坐标图abcde为一个细胞周期柱形图B组DNA含量的变化说明处于DNA的复制时期；C组DNA已经加倍说明处于分裂期；分裂间期时间长，A组细胞数目最多，处于分裂间期(1)具有细胞周期的条件只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有
5、周期性。生物体中有细胞周期的细胞有：受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)等。减数分裂形成的细胞和已分化的细胞没有周期性。(2)分裂间期的物质变化分裂间期又可划分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)，其主要变化如下：G1期S期：完成DNA复制每条染色体上1个DNA复制为2个DNA，且两个DNA位于两条染色单体上，两条染色单体由一个着丝点连在一起。G2期：合成蛋白质主要是用于形成纺锤丝(星射线)。精准命题典例剖析例1(2020上海浦东模拟)下图表示细胞周期，下列相关叙述正确的是(D)Aaa为一个细胞周期Bab过程中易于发生基
6、因突变Cbc过程中有中心体复制Dcd过程中有转录、翻译解析细胞周期包括分裂间期(G1SG2)和分裂期(M)，是从细胞一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时结束，即cc为一个细胞周期，A错误；ab过程为分裂间期的G2期，而基因突变发生在S期，即题图中的da过程，B错误；bc过程表示分裂期，而中心体复制发生在分裂间期，C错误；cd过程表示分裂间期的G1期，主要进行相关蛋白质和某些RNA的合成，存在转录和翻译，D正确。归纳总结与细胞周期相联系的知识(1)联系基因突变：在细胞分裂间期的S期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。(2)联系染色体变异：在细胞分裂期的前期，秋水仙素
7、或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。(3)联系细胞癌变：用药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。(4)联系免疫：在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将迅速增殖分化，细胞周期缩短。对应训练1(2017全国卷，29)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期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(或S)_期，以达到细胞周期同步化的目的。(2)秋
8、水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制_纺锤体形成_，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞_不会_(填“会”或“不会”)被阻断在间期。(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是_完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质_(答出1点即可)。解析(1)DNA复制发生在细胞分裂间期，添加适量的DNA合成抑制剂后，DNA合成被阻断，使细胞停滞于间期(S期)，而处于分裂期的细胞暂时不受影响。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而阻断细胞周期，
9、而纺锤体形成于分裂前期，因此经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在间期。(3)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，为分裂期进行活跃的物质准备，同时细胞有适度的生长。2(2020天津高考模拟)某生物细胞周期中的三个阶段(用、表示)示意图如下，每个阶段内绘有相应的流式细胞仪分析图谱，据图分析判断下列错误的是(C)ADNA复制发生在阶段B用显微镜对染色体计数最好在阶段的细胞中进行选择C着丝点分裂发生在阶段D阶段的细胞可能是刚刚完成分裂的细胞解析细胞中DNA数目处于2N4N之间，故DNA复制发生在阶段，A正确；用显微镜对染色体计数应该选择中期的细胞，阶段的细胞包含中期，B正确；着丝点分裂
10、发生在后期，在阶段，C错误；阶段的细胞包括末期和G1期，故可能是刚刚完成分裂的细胞，D正确。故选C。考点二细胞的有丝分裂和无丝分裂自主回顾素养储备基础梳理1有丝分裂过程时期分裂图像特点植物细胞动物细胞间期完成_DNA复制_和_有关蛋白质_合成细胞适度_生长_前期_核膜、核仁_消失染色质_染色体_纺锤体形成植物：_细胞两极_发出纺锤丝动物：_中心体_发出星射线中期染色体的_着丝点_排列于赤道板上染色体形态_稳定_，数目清晰后期_着丝点_分裂，_姐妹染色单体_分开子染色体_移向两极_末期_核膜、核仁_出现，形成两个核染色体_染色质_纺锤体_消失细胞质分裂植物：_细胞板_细胞壁动物：_细胞膜_凹陷2
11、动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别3细胞有丝分裂的意义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去_。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_遗传性状_的稳定性。思维辨析易错整合，判断正误。(1)间期细胞核的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成()(2)前期随着染色质逐渐螺旋化形成了染色单体()(3)有丝分裂后期，着丝点分裂导致DNA的数目是染色单体数目的两倍 ()(4)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 ()(5)有丝分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同()(6)无丝分裂发生在原核细胞中，且无DNA复制
12、 ()延伸探究1着丝点的分裂是由于纺锤丝牵拉的结果吗？提示不是，是自行分裂的结果。2赤道板和细胞板都是真实存在的吗？提示赤道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下看不到；细胞板是一种真实结构，在光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。剖析难点考点突破重难精讲1理清染色体、染色单体和核DNA的关系2细胞核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。
13、3与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用(见下表)细胞器名称细胞类型时期生理作用核糖体动物、植物整个时期，但是主要是间期各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质)的合成中心体动物、低等植物前期纺锤体的形成高尔基体植物末期细胞壁的形成线粒体动物、植物整个时期提供能量精准命题突破点有丝分裂各时期的特点典例剖析例2(2021山东淄博淄川高中月考)下列关于高等植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是 (B)A前期时完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成B中期时每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上C后期时配对的同源染色体彼此分离，分别向细胞的两极移动D末期时细胞膜通过从细胞的中部向内凹陷进行细
14、胞质分裂解析间期时完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，A错误；在减数第一次分裂后期，配对的同源染色体彼此分离，分别向细胞的两极移动，C错误；动物细胞有丝分裂末期，细胞膜通过从细胞的中部向内凹陷进行细胞质分裂，植物细胞通过形成新的细胞壁完成细胞质分裂，D错误。规律方法 “三看法”界定动物和高等植物细胞有丝分裂图像对应训练3(2020武汉高三联考)下图为动物和植物细胞的有丝分裂示意图。据图分析，下列叙述正确的是(C)A图甲表示动物细胞分裂前期，图乙表示植物细胞分裂后期B聚集成为赤道板，需要高尔基体参与C甲细胞在细胞分裂间期进行的复制D甲细胞在分裂前期由发出星射线，乙细胞在分裂前期也会发生这一过
15、程解析根据细胞壁的有无和星射线可以判断甲细胞为动物细胞，乙细胞为植物细胞。根据甲细胞中有清晰的染色体，且中心体向两极移动，发出星射线，判断甲细胞处于分裂前期，根据乙细胞中细胞板的形成判断其处于分裂末期，A错误；聚集成为细胞板，而非赤道板，B错误；中心体的复制发生在分裂间期，C正确；植物细胞的纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，D错误。突破点有丝分裂过程中染色体、核DNA数量的变化典例剖析例3(2020济宁高三模拟)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
16、关叙述正确的是(C)A该动物各个体细胞中都含有4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D图丁所示细胞正处于有丝分裂后期解析据题可知，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
17、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。技巧点拨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：剖析难点考点突破对应训练4如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系。下
18、列有关叙述错误的是(C)A观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段B图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变C图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段D有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况解析图1中的CD段包括有丝分裂G2期、前期和中期，中期是观察染色体形态和数目的最佳时期；图1中DE段形成的原因是着丝点分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变；图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半，对应图1中的AB段；图2中d表示染色体DNA21，有丝分裂过程中不存在这种情况。5(2020河北衡水金卷)如图表示洋葱
19、根尖分生组织内的细胞进行有丝分裂时，每个细胞核中DNA含量的变化。下列分析错误的是(D)A在细胞周期中，分裂间期消耗的能量往往多于分裂期B当细胞核体积增大到最大体积的一半时，DNA的含量开始急剧增加CDNA含量的相对稳定是限制细胞不能无限长大的因素之一D分裂末期DNA含量恢复的原因是着丝点发生了分裂解析在分裂间期，需要完成DNA复制和有关蛋白质的合成，消耗的能量往往多于分裂期；据图可知，当细胞核体积增大到最大体积的一半时，DNA的含量开始急剧增加；DNA含量的相对稳定、细胞体积与表面积的关系是限制细胞不能无限长大的两个因素；分裂末期DNA含量恢复的原因是染色体平均分配到两个子细胞中。考点三观察
20、根尖分生组织细胞的有丝分裂自主回顾素养储备基础梳理1实验原理2方法步骤思维辨析易错整合，判断正误。(1)制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色()(2)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散()(3)在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，持续观察，视野中处于中期的细胞将分裂成两个子细胞()(4)显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体()(5)要观察植物细胞的细胞板结构，应选取处于有丝分裂后期的细胞()延伸探究1解离洋葱根尖时，时间过长或过短对实验的影响有哪些？提示解离时间过短，细胞不易分离开；解离时间过长，根尖细胞会遭到破坏，无法进行染色和制片。2实验操作中漂洗和染色的
21、顺序能不能互换？并说明原因。提示不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸，有利于碱性染料的着色，若二者顺序颠倒，解离液中的盐酸会影响染色的效果。3在制片时两次用到载玻片，作用分别是什么？提示一次是放置根尖；另一次是在盖玻片上加一片载玻片，用拇指轻压，目的是使细胞均匀分散，防止盖玻片移动，同时避免压碎盖玻片。重难精讲1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位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、根尖酥软，影响染色漂洗时间适宜洗去多余的盐酸
22、，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时间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2高中生物实验中洋葱的“一材多用”(1)叶片绿叶中色素的提取和分离实验。(2)鳞片叶外表皮观察植物细胞的质壁分离和复原实验。(3)鳞片叶内表皮观察DNA和RNA在细胞中的分布实验。(4)根尖观察根尖分生组织细胞的有丝分裂和低温诱导植物染色体数目的变化实验。精准命题典例剖析例4(2019北京卷，1)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
23、生区图像如下。对此图像的观察与分析，错误的是(B)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解析用普通光学显微镜观察细胞的有丝分裂时，先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，A项正确。箭头所指细胞处于有丝分裂后期，原有细胞核已解体，没有形成新的细胞核，B项错误。处于有丝分裂前期的细胞，染色体散乱地分布在纺锤体的中央，图中有染色体散乱地分布在纺锤体的中央的细胞，C项正确。细胞不同结构成分与该碱性染料的结合能力不同，染色体与碱性染料结合能力强，故被染成深色，D项正确。对应训练6(2019海南卷，2
24、2)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)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，吡罗红染色剂解析大蒜根尖细胞可以进行有丝分裂，龙胆紫溶液可以把染色体染成深色，A正确；玉米根尖细胞可以进行有丝分裂，但台盼蓝染液不能对染色体进行染色，B错误；菠菜叶肉细胞不能进行有丝分裂，碘液也不能对染色体进行染色，C错误；番茄果肉细胞不能进行有丝分裂，吡罗红染色剂不能对染色体进行染色，D错误。故选A。7如图是某同学实验时拍摄的洋葱根尖分生区细胞分裂图，表示不同分裂时期的细胞。下列叙述的是(B)A细胞周期中各时期的顺序是B中染色体数量和中
25、的相同C主要的变化是DNA复制和有关蛋白质的合成D细胞质分裂可在所处的时期开始进行解析根据题图分析可知，细胞周期中各时期的顺序是；为有丝分裂中期，为有丝分裂后期，着丝点分裂导致染色体数目暂时加倍，所以中染色体数量是中染色体数的2倍；是有丝分裂间期，主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成；细胞质分裂在(末期)开始进行。课末总结 知识导图思维缕析学科素养核心释疑甲图表示处于某分裂时期的细胞图像，乙图表示该细胞在有丝分裂不同时期每条染色体上DNA含量变化的关系图。请据图回答下列问题：1甲图所示细胞发生的主要变化是：每个着丝点分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体并移向细胞两极。2乙图中AB段
26、形成的原因是：分裂间期DNA分子复制；CD段形成的原因是：分裂后期染色体的着丝点分裂，染色单体分离。3甲图所示细胞分裂的前一阶段，细胞中染色体排列的特点是：染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。4分裂期蛋白质合成的很少，原因是：分裂期染色体中的DNA高度螺旋化，难以解旋，无法正常转录。 探究高考明确考向1(2020天津卷，4)某同学居家学习期间，准备洋葱根尖有丝分裂实验材料。在下列方法中(每天换一次水)，根尖生长状况最好的是(C)解析洋葱底部没有水分，不能正常生长，A错误；整个洋葱全部放入水中，可能导致根尖缺氧无法正常生长，B、D错误；洋葱底部接触水，提供水的同时保证了空气的供应，且石子能固
27、定洋葱为根生长提供空间，C正确。故选C。2(2020浙江，8)高等动物胚胎干细胞分裂过程中，发生在同一时期的是(B)A核糖体的增生和环沟的形成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中心体的复制和染色体组数的加倍解析核糖体的增生发生在分裂间期的G1期，环沟的形成发生在有丝分裂末期，A错误；染色体和纺锤体的出现均发生在有丝分裂前期，B正确；染色单体的形成在分裂间期，着丝粒的分裂在有丝分裂后期，C错误；中心体的复制在分裂间期的G2期，染色体组的加倍发生在有丝分裂后期着丝粒分裂后，D错误。故选B。3(2018全国卷，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
28、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(C)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的空间结构解析A对：乙组细胞数增加最快，应该是加入了药物X后进行的培养。B对：丙组细胞开始时增殖速度与乙组几乎相同，曲线和乙组基本重合，后期比乙组慢，说明丙组先加入药物X促进细胞增殖，后期加入药物D，抑制了药物X的作用。C错：若乙组先加入药物D，后加入药物X，其细胞数变化曲线开始应与甲组基本重合，后期略有增加。D对：药物D对药物X有抑制作用，若药物X为蛋白质，其抑制原理可能是药物D改变了药物X的空间结构，导致药物X的活性降低。