第12講-細胞的增殖(講義)(新教材新高考)(教師版)

第12講細胞增殖1.能夠簡述細胞增殖和細胞周期。通過細胞增殖、細胞周期和細胞有絲分裂的學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。2．能夠概述高等植物細胞有絲分裂的過程。通過學(xué)習(xí)有絲分裂過程中染色體和DNA的變化，養(yǎng)成模型構(gòu)建的科學(xué)思維方法。3.學(xué)會描述植物細胞有絲分裂過程中各階段的主要變化。結(jié)合高倍顯微鏡的使用，觀察根尖有絲分裂，對事物本質(zhì)進行科學(xué)探究?？键c要求考題統(tǒng)計考情分析細胞周期2022，河北，選T14,2、分2021，河北，選T2,2分本專題知識難度較低、基礎(chǔ)性強。考查學(xué)生對細胞整體性的認識,或結(jié)合一些情景信息或表格信息設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取信息和綜合分析能力。高等生物的有絲分裂和無絲分裂023，浙江，選T5，2分2023，湖北，選T5,2分2022，河北，選T14，2分2021，河北，選T2，2分觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂和運用模型做解釋2023，湖北，選T8，2分2023，浙江，選T8，2分2022，廣東，選T3，,2分2022，湖南，選T6，12分2022，山東，選T3，2分2021，遼寧，選T5，2分考點一細胞周期1.細胞增殖【深度擴展】原核細胞分裂的方式二分裂2.細胞周期（1）模型旁欄邊角(必修1P111表6-1拓展分析)在生物體內(nèi)，細胞分裂后產(chǎn)生的下列子細胞的分裂狀況：a.根尖分生區(qū)細胞b.根尖成熟區(qū)細胞c.莖形成層細胞d.芽生長點細胞e.B細胞f.記憶細胞g.漿細胞h.葉肉細胞i.洋蔥鱗片葉表皮細胞①持續(xù)分裂：始終處于細胞周期中，如部分造血干細胞、癌細胞、a、c、d(填字母，下同)等。②暫不分裂：暫時脫離細胞周期，但仍具有分裂能力，在一定條件下可回到細胞周期中，如肝臟細胞、e、f等。③永不分裂：永遠脫離細胞周期，處于分化狀態(tài)直到死亡，如神經(jīng)細胞、b、g、h、i等【易混點】(1)多細胞生物體體積的增大,既靠細胞生長增大細胞的體積,還要靠細胞分裂增加細胞的數(shù)量。(必修1P110正文)(√)(2)不同生物體器官的大小主要取決于細胞數(shù)量的多少。(必修1P110正文)(√)(3)同一生物的不同組織細胞的增殖都具有周期性。(必修1P110正文)(×)(4)細胞周期中細胞適度的生長發(fā)生在分裂間期。(必修1P111正文)(√)2.細胞周期(2)據(jù)表分析下列問題：不同細胞的細胞周期持續(xù)時間/h①不同生物細胞的細胞周期持續(xù)時間不一定相同(填“相同”“不同”或“不一定相同”，下同)，同種生物的不同細胞的細胞周期持續(xù)時間不一定相同。②顯微鏡下觀察某植物組織的有絲分裂時，大部分細胞處于分裂間期，是因為細胞周期中，分裂間期所占的時間長，因此觀察細胞所處時期時，大部分細胞都處于分裂間期。③若要觀察細胞的有絲分裂，應(yīng)選擇小鼠十二指腸上皮細胞，理由是細胞周期中分裂期所占時間相對較長，容易觀察到處于分裂期的細胞。(3)在細胞處于旺盛分裂的培養(yǎng)液中添加適量的DNA合成可逆抑制劑，處于分裂期的細胞不受影響而繼續(xù)細胞周期的運轉(zhuǎn)，最終細胞會停滯在細胞周期的間(S)期，以達到細胞周期同步化的目的。（4）與細胞周期有關(guān)的4種?？紙D形【易混點】1.與細胞周期相聯(lián)系的知識2.細胞周期同步化應(yīng)用過量的TdR阻斷法進行細胞周期同步化：A.處于對數(shù)生長期的細胞。B.第一次加入TdR，所有處于S期的細胞立即被抑制，其他細胞運行到G1/S期交界處被抑制。C.將TdR洗脫，解除抑制，被抑制的細胞沿細胞周期運行。D.在解除抑制的細胞到達G1期終點前，第二次加入TdR并繼續(xù)培養(yǎng)，所有的細胞被抑制在G1/S期交界處細胞增殖是細胞重要的生命活動，具有周期性。細胞周期包含四個階段：G1期(DNA復(fù)制前期)、S期(DNA復(fù)制期)、G2期(DNA復(fù)制后期)和M期(分裂期)。細胞周期同步化是指借助特定方法使分裂細胞都停留在細胞周期的同一階段的現(xiàn)象。高濃度的胸腺嘧啶核苷(TdR)雙阻斷法是常用的同步方法。TdR能可逆地抑制S期DNA合成，而不作用于其他細胞階段的運轉(zhuǎn)，最終導(dǎo)致細胞群被同步化。下圖為研究人員利用TdR雙阻斷法使人宮頸癌細胞群同步化的過程示意圖。回答下列問題：(1)細胞增殖包括_________和細胞分裂兩個相連續(xù)的過程。對于真核細胞來說，有絲分裂是其細胞分裂的主要方式，有絲分裂的重要意義是:。(2)據(jù)圖推測，TdR雙阻斷法先后兩次使用高濃度TdR處理，這兩次處理的時間均應(yīng)控制在______________________范圍內(nèi)；正常處理的時間應(yīng)控制在________________________范圍內(nèi)，該次處理的目的是_____________________________________；經(jīng)過上述三次處理后，所有細胞都應(yīng)停滯在細胞周期的_____________(填位置),從而實現(xiàn)細胞周期同步化。答案：（1）物質(zhì)準備將親代細胞的染色體經(jīng)過復(fù)制，精確地平均分配到兩個子細胞中，在細胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩(wěn)定性（2）大于或等于(G2＋M＋G1)大于S，小于(G2＋M＋G1)保證被TdR阻斷在S期的細胞完全越過S期G1/S期交界處考點二高等生物的有絲分裂和無絲分裂1.無絲分裂【特別提醒】(1)無絲分裂是真核生物快速形成體細胞的方式，但不精確。(2)分裂過程核膜不解體，無紡錘絲的形成，但有遺傳物質(zhì)的復(fù)制。(3)原核細胞的分裂也沒有紡錘絲的形成，但不能叫無絲分裂，而是二分裂。2.有絲分裂過程——以高等植物、動物細胞（二倍體）為例（1）分裂間期（2）有絲分裂（前、中、后、末）的特征1.下列圖中曲線①表示染色體著絲粒與紡錘體相應(yīng)極之間的距離，②表示子染色體之間的距離，則正確的繪圖是（）答案：B2.在動物細胞有絲分裂中期，若從細胞的某一極方向觀察，染色體的排列情況是（）答案：D【教材拾遺】旁欄邊角(必修1P112圖6-2拓展)有絲分裂后期著絲粒的分裂是不是紡錘絲牽引的結(jié)果?如何驗證你的結(jié)論?提示:不是。用秋水仙素處理分裂中的細胞,秋水仙素抑制紡錘體形成,后期染色體的著絲粒照樣可以分裂,從而使細胞中染色體數(shù)目加倍,這說明著絲粒分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果?！疽谆禳c】(1)有絲分裂前期染色質(zhì)絲逐漸螺旋化形成了染色單體。(必修1P112、113圖6-2)(×)(2)動植物細胞有絲分裂的中期都會出現(xiàn)赤道板。(必修1P112、113圖6-2)(×)(3)有絲分裂后期,著絲粒分裂導(dǎo)致DNA的數(shù)目是染色單體數(shù)目的兩倍。(必修1P112、113圖6-2)(×)(4)在一個細胞周期中,DNA的復(fù)制和中心粒的倍增可能發(fā)生在同一時期。(必修1P114正文)(√)(5)低等植物細胞和動物細胞都含有中心體,有絲分裂前期,中心粒發(fā)出星射線形成紡錘體。(必修1P114正文)(√)2.有絲分裂過程——以高等植物、動物細胞（二倍體）為例(3)動植物細胞細胞周期中的主要區(qū)別分裂過程中細胞器的分配：①中心體復(fù)制后，均等分配到兩個子細胞中去②線粒體、葉綠體等細胞器隨機、不均勻地分配到兩個子細胞中去3.有絲分裂的意義(1)將親代細胞的染色體經(jīng)過復(fù)制(實質(zhì)為DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白質(zhì)的合成)之后，精確地平均分配到兩個子細胞中。(2)由于染色上有遺傳物質(zhì)DNA，因而在細胞的親代和子代間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。(多選)(2022南通模擬)細胞分裂過程中染色體移向兩極的機制有三種假說:假說1認為由微管發(fā)生中心端微管解聚引起,假說2認為由動粒端微管解聚引起,假說3認為由微管發(fā)生中心端和動粒端微管同時解聚引起。用不同熒光標記紡錘絲和染色體如圖1,用激光使紡錘絲上箭頭處的熒光淬滅(不影響其功能)如圖2,一段時間后結(jié)果如圖3,相關(guān)敘述正確的是()A.圖示過程發(fā)生在高等植物細胞中,紡錘絲的成分是蛋白質(zhì)和DNAB.圖2處于有絲分裂后期,細胞中有4對同源染色體C.紡錘絲的牽引導(dǎo)致著絲粒分裂,染色體移向細胞兩極D.實驗結(jié)果表明染色體移向兩極是由動粒端微管解聚引起的答案:BD解析:圖示過程發(fā)生在高等植物細胞中,紡錘絲由細胞兩極發(fā)出,其成分主要是蛋白質(zhì),沒有DNA,A項錯誤;圖2著絲粒已分裂,染色單體分開形成子染色體,處于有絲分裂后期,細胞中有4對同源染色體,B項正確;著絲粒分裂與紡錘絲的牽引無關(guān),染色體移向細胞兩極是由紡錘絲牽引的,C項錯誤;圖3可知,一段時間后,動粒端熒光標記的紡錘絲明顯變短,說明染色體移向兩極是由動粒端微管解聚引起的,D項正確。有絲分裂細胞周期中染色體的形態(tài)變化和計數(shù)（1）染色體的形態(tài)變化（2）染色體計數(shù)：染色體的數(shù)目只看著絲粒的數(shù)目，有幾個著絲粒，就是幾條染色體。如上圖①②③均為1條染色體，④⑤均為2條染色體。（3）有絲分裂中核DNA、染色體、染色單體含量變化曲線分析（4）根據(jù)直方圖判斷細胞分裂時期的規(guī)律(以二倍體生物為例)【解題神器1：】圖1和圖2表示有絲分裂不同時期染色體和核DNA的數(shù)量關(guān)系,下列有關(guān)敘述不正確的是()A.觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期處于圖1的CD段B.圖1中DE段的細胞染色體數(shù)目加倍,但核DNA含量不變C.圖2中a時期對應(yīng)圖1中的AB段,c時期對應(yīng)圖1中的EF段D.有絲分裂過程不會出現(xiàn)圖2中d時期所示的情況答案:C解析:圖1中的CD段包括DNA復(fù)制后的間期、有絲分裂前期和中期,中期是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期,A項正確;圖1中DE段形成的原因是著絲粒分裂,此時細胞中染色體數(shù)目加倍,但核DNA含量不變,B項正確;圖2中a時期表示有絲分裂后期、末期,對應(yīng)圖1中的DE或EF段,c時期染色體與核DNA的量比a時期減少一半,對應(yīng)圖1中的AB段,C項錯誤;圖2中d時期表示染色體∶DNA=2∶1,有絲分裂過程中不存在這種情況,D項正確?？键c三觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂和運用模型做解釋1.觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂P一116（1）實驗步驟：答案：2-3mm15%鹽酸95%的酒精相互分離開來清水解離過度龍膽紫染色體蓋玻片不能觀察一個細胞的連續(xù)分裂過程，因為解離時細胞已死亡，可以尋找不同時期的細胞，連起來體現(xiàn)出細胞分裂的過程。（2）實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：根據(jù)觀察結(jié)果，用自己的語言描述植物細胞有絲分裂各時期的特點。（3）實驗成功的關(guān)鍵及注意事項（4）實驗探究：①取材時為什么只能剪取根尖2～3mm，而不能過長？提示:若剪得過長會包括伸長區(qū)，伸長區(qū)無細胞分裂，增加了尋找分裂細胞的難度。②為什么不能對細胞有絲分裂過程進行連續(xù)觀察？如何才能找到細胞分裂各個時期的細胞？提示：A.解離過程中細胞已經(jīng)死亡，觀察到的只是一個固定時期。B.如果要找到各個分裂時期的細胞，要不斷的移動裝片，在不同的視野中尋找?！練w納總結(jié)】高中生物實驗中洋蔥的“一材多用”(2020北京高考)為探究干旱對根尖細胞有絲分裂的影響,用聚乙二醇溶液模擬干旱條件,處理白刺花的根尖,制片(壓片法)后用顯微鏡觀察染色體變異(畸變)的情況,細胞圖像如圖。相關(guān)敘述正確的是()A.制片需經(jīng)甲紫染色→漂洗→鹽酸解離等步驟B.直接使用高倍物鏡尋找分生區(qū)細胞來觀察染色體C.染色體的形態(tài)表明該細胞正處于細胞分裂的間期D.觀察結(jié)果表明該細胞染色體發(fā)生了變異(畸變)答案:D解析:實驗基本流程為解離、漂洗、染色和制片,A項錯誤;尋找分生區(qū)細胞來觀察染色體先使用低倍鏡,再利用高倍鏡觀察,B項錯誤;據(jù)圖分析,細胞中染色體排列在細胞中央的赤道板上,處于有絲分裂的中期,C項錯誤;圖中出現(xiàn)斷裂的染色體片段,說明發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異,D項正確。2.思維訓(xùn)練：探究細胞不能無限長大的原因P一115實驗結(jié)論：細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞與周圍環(huán)境之間物質(zhì)交換的面積相對越小，細胞的物質(zhì)運輸?shù)男示驮降?。細胞體積的限制因素：注意：①原生動物有伸縮泡，增大細胞相對表面積，使物質(zhì)運輸?shù)乃俾始涌?，保證細胞正常生命活動的需要。②雙小核草履蟲由較大細胞構(gòu)成，具有兩個細胞核的目的是保證正常的核質(zhì)比③卵細胞含有許多供胚胎發(fā)育的營養(yǎng)物質(zhì)卵黃，而使體積增大了許多倍，但卵細胞一般與外界物質(zhì)交換少，因此卵細胞的細胞膜表面積與體積的比值比較大下列關(guān)于探究細胞大小與物質(zhì)運輸實驗的敘述，不正確的是（）A.實驗的材料和試劑不能用土豆小方塊和碘液替代B.實驗中，單位時間內(nèi)紅色進入深度與瓊脂塊體積大小無關(guān)C.在相同時間內(nèi)，NaOH在每一塊正方體瓊脂塊上擴散的深度一樣D.相同時間內(nèi)物質(zhì)擴散進瓊脂塊的體積與其總體積之比可以反映細胞的物質(zhì)運輸效率答案：A1．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）為篩選觀察有絲分裂的合適材料，某研究小組選用不同植物的根尖，制作并觀察根尖細胞的臨時裝片。下列關(guān)于選材依據(jù)的敘述，不合理的是（）A．選用易獲取且易大量生根的材料B．選用染色體數(shù)目少易觀察的材料C．選用解離時間短分散性好的材料D．選用分裂間期細胞占比高的材料【答案】D【詳解】A、根尖分生區(qū)的細胞分裂能力較強，故觀察有絲分裂時選用易獲取且易大量生根的材料，A正確；B、選用染色體數(shù)目少易觀察的材料有利于觀察有絲分裂每一個時期的特點，B正確；C、選用解離時間短分散性好的材料，更利于觀察細胞的染色體變化，C正確；D、細胞周期中，分裂間期比分裂期占比更大，應(yīng)該選用分裂間期細胞占比低的材料觀察有絲分裂，D錯誤。故選D。2．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）在觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂的實驗中，某同學(xué)制作的裝片效果非常好，他將其中的某個視野放大拍照，發(fā)給5位同學(xué)觀察細胞并計數(shù)，結(jié)果如下表（單位：個）。關(guān)于表中記錄結(jié)果的分析，下列敘述錯誤的是（）A．丙、丁計數(shù)的差異是由于有絲分裂是一個連續(xù)過程，某些細胞所處時期易混淆B．五位同學(xué)記錄的中期細胞數(shù)一致，原因是中期染色體排列在細胞中央，易區(qū)分C．五位同學(xué)記錄的間期細胞數(shù)不多，原因是取用的材料處于旺盛的分裂階段D．戊統(tǒng)計的細胞數(shù)量較多，可能是該同學(xué)的細胞計數(shù)規(guī)則與其他同學(xué)不同【答案】C【分析】A、丙和丁差別在于分裂間期和末期的數(shù)量不同，在區(qū)分兩個時期時丙和丁同學(xué)判斷結(jié)果不同，分裂時期發(fā)生混淆，A正確；B、有絲分裂中期，染色體整齊排列在細胞中央，易區(qū)分，故五位同學(xué)記錄的中期細胞數(shù)一致，B正確；C、取用的材料處于旺盛的分裂階段時，觀察結(jié)果仍應(yīng)是絕大多數(shù)細胞處于分裂間期，只有少數(shù)細胞處于分裂期。五位同學(xué)記錄的間期細胞數(shù)不多，可能原因是該同學(xué)是將其中的某個視野放大拍照進行記錄的，在該區(qū)域處于分裂間期的細胞比例相對較低，故五位同學(xué)記錄的間期細胞數(shù)不多，C錯誤；D、戊統(tǒng)計的細胞數(shù)量較多，可能與該同學(xué)的細胞計數(shù)規(guī)則有關(guān)，戊的細胞計數(shù)規(guī)則可能與其他同學(xué)不同，D正確。故選C。3．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）快速分裂的癌細胞內(nèi)會積累較高濃度的乳酸。研究發(fā)現(xiàn)，乳酸與鋅離子結(jié)合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降導(dǎo)致蛋白乙的SUMO化修飾加強，進而加快有絲分裂后期的進程。下列敘述正確的