本文題目：高三生物教案：生物細胞增殖複習學案
第12課時 細胞增殖
知識網絡
基礎梳理
一、細胞不能無限長大
1、細胞的體積越大，相對表面積_________，細胞的物質運輸的效率就__________。因此，細胞表面積與體積的關係限制了細胞的長大。
2、相對表面積是指_______________________________。
二、細胞通過分裂進行增殖
1、單細胞生物通過___________而繁衍。
2、對多細胞生物來說，細胞通過_________、__________發育成新個體，在生物體的生長過程中，細胞通過______補充衰老、死亡的細胞。
3、細胞增殖是生物體__________、__________、_______、__________的基礎。
4、細胞以________的方式增殖，細胞增殖包括__________和____________兩個連續的過程。
5、真核細胞的分裂方式有三種，大多數細胞進行有絲分裂，____________等細胞進行無絲分裂，減數分裂是形成____________的分裂方式。
三、有絲分裂的過程
1、細胞進行有絲分裂具有周期性，細胞周期是從________ ________________開始，到______________________為止。
2、分裂間期細胞發生的主要變化是__________________ _______________________。
3、分裂前期細胞發生的變化是：________變成_________，___________消失，__________解體，細胞產生紡錘絲形成__________。
4、分裂中期細胞發生的主要變化是：在________的牽引下，_________________________排列在細胞中央的一個平面即赤道板上。
5、分裂後期細胞發生的主要變化是：___________分裂，_____________分開，成為兩條子染色體，在紡錘絲的牽引下移向細胞兩極。這樣，細胞的兩極就各個一套染色體。
6、細胞分裂末期發生的主要變化是：__________重新變成_________，__________逐漸消失，_________和_____ _______重新出現，形成兩個細胞核。隨後，一個細胞分裂成兩個子細胞。
四、植物細胞和動物細胞有絲分裂過程的比較
1、動物細胞和植物細胞的有絲分裂過程基本相同。間期內都發生__________________________，分裂期加倍後的DNA平均分配到兩個子細胞中。
2、動物細胞的紡錘體由____________發出的_________ 組成。而植物細胞的紡錘體則由細胞兩極發出的________組成。
3、動物細胞在分裂末期，細胞膜向內凹陷將細胞縊裂成兩部分，而植物細胞則是在細胞中央赤道板的位置形成___________，進而擴展為新的___________，從而形成兩個子細胞。
四、有絲分裂的意義
細胞有絲分裂的重要意義是：將親代細胞的__________(實質為_____________)經過複製之後，________地平均分配到兩個子細胞中，從而使親代和子代之間保持了__________的穩定性。因此有絲分裂對於______________有重要意義。
考點突破
考點一： 細胞不能無限長大
細胞的體積有一個相對合適的範圍，既不是越大越好，也不是越小越好。模擬實驗已經證明，細胞越大，相對表面積即表面積與體積之比越小，物質運輸效率越低。細胞體積不能無限增大的原因也可以用核質關係進行解釋，細胞核是細胞代謝的控制中心，細胞核的控制範圍是有限的，因此細胞的體積也是無限的。這樣，真核細胞的體積能比原核細胞的體積大也就順理成章了。同時，細胞體積也不能過小，每個細胞器都需要一定的空間，每個酶分子也需要一定的反應空間，細胞體積過小，便不能容納足夠多的酶和細胞器，這樣，細胞體積也就有了一個最低限度，真核細胞的體積比原核細胞大，是因為它的結構相對簡單，單細胞生物的體積一般比多細胞生物的體積大，原因是多細胞生物的細胞經過分化，功能上已實現分工，一個細胞沒有必要執行該生物體的全部功能，單細胞生物一個細胞要執行生物體全部的功能，細胞體積就相應需要較大一些。由於這兩方面的因素，每個細胞的體積就保持在一定的合適的範圍內，細胞體積可以增大適應自身需要，當增大到一定程度後不再增大或進行分裂。
考點二、細胞通過分裂進行增殖
1、細胞增殖的意義：對單細胞生物和多細胞生物意義不同，對單細胞生物來說，細胞增殖就是為了繁殖，而對多細胞生物來說，細胞增殖除了參與個體繁殖，還參與生物體的生長發育。
多細胞生物的生命過程中，細胞的變化如下：
多細胞生物的有性生殖——細胞減數分裂、受精作用
多細胞生物的無性生殖——有絲分裂
多細胞生物的生長發育——有絲分裂、細胞分化、細胞衰老、細胞凋亡
2、細胞增殖的方式
細胞通過分裂而增殖，也就是說細胞增殖的方式是細胞分裂，具體來說有絲分裂、減數分裂和無絲分裂三種方式。複習時要求掌握三種方式各指哪些細胞的分裂。
1、無絲分裂高中階段只要求知道一個例子，即蛙的紅細胞。注意其它生物的紅細胞的分裂情況，鳥類的紅細胞可以進行有絲分裂，哺乳動物的紅細胞是不分裂的，幼年期的紅細胞由造血幹細胞分化而來，不再經過分裂增加數目，成熟後細胞核消失，也就不可能進行分裂。再一點，無絲分裂也是真核細胞的分裂方式，原核細胞的分裂不能稱為無絲分裂。
2、有絲分裂是真核生物普遍存在的分裂方式，對於大多數正常細胞來說，只要能認定這個細胞可以分裂，就可以認為它進行有絲分裂。
3、減數分裂一般是產生有性生殖細胞時進行的。兩個問題：一是「一般」，某些低等生物生殖時，先是兩個細胞融合，而後再進行減數分裂形成新個體。二是有性生殖細胞，某些生物的生殖細胞是經過有絲分裂產生的。複習時只需記住精原細胞和卵原細胞可以進行減數分裂就行了。
例1、下列有關真核細胞分裂方式的敘述，正確的是
A 無絲分裂過程中核膜不消失
B 動物細胞僅以有絲分裂方式進行增殖
C 動物細胞有絲分裂末期形成細胞板
D 無絲分裂僅出現在高等動物的衰老細胞
【解析】A、D兩項是關於無絲分裂的，無絲分裂過程中無染色體和染色質的形態變化，細胞核也是一直存在著，核膜是不消失的，無絲分裂是少數特殊細胞，如蛙的紅細胞，而不是衰老細胞，蛙的紅細胞這個例子證明B項是錯誤的，C項，細胞板是植物細胞分裂末期出現的，動物細胞不出現。
【答案】A
變式1、下列選項中，兩類細胞的染色體數目均可呈現周期性變化的是
A 蛙的紅細胞和淋巴細胞
B 小鼠的骨髓瘤細胞和雜交瘤細胞
C 人的胚胎幹細胞和成熟紅細胞
D 牛的精細胞和精原細胞
【解析】周期性是有絲分裂的特點，蛙的紅細胞進行有絲分裂，人的成熟紅細胞不分裂，牛的精細胞也不分裂。只有B項中的兩種細胞符合。
【答案】B
考點三、細胞周期
1、細胞周期的概念
細胞周期的起止時間，是從一次分裂完成開始，到下一次分裂完成結束。在一個細胞周期中，分裂間期約佔90—95%，分裂期只佔5—10%。因此，可以根據時間的長短來判斷分裂間期和分裂期。細胞周期可以用圖形表示：
2、不同細胞(可指同一生物體的不同細胞，也可指不同生物體的細胞)的細胞周期不同，在一個細胞周期中，分裂期所佔的時間比例也不同。由於分裂期在整個細胞周期中的時間較短，要想觀察到處於分裂期前、中、後、末四個時期的細胞，需要選擇那些在細胞周期中分裂期所佔時間相對較長的細胞做實驗材料。如下表：
細胞類型 細胞周期 分裂間期 分裂期 分裂期所佔的比例
蠶豆根尖分生區 17.3 15.3 2.0 11.6%
小鼠十二指腸上皮 15.3 13.5 1.8 11.8%
人肝細胞 22 21 1 4.5%
人的宮頸癌細胞 22 20.5 1.5 6.8%
從分裂期佔細胞周期的比例看，蠶豆根尖細胞和小鼠十二指腸細胞的分裂期佔細胞周期的比例接近12%，是比較適合的實驗材料的，而人的肝細胞和宮頸癌細胞的分裂期相對較短，不太適合作實驗材料。
例2、下圖表示有絲分裂過程的分裂間期和分裂期，有關說法正確的是
A ab、cd表示分裂間期，bc表示分裂期
B bc是一個細胞周期
C 用高倍顯微鏡觀察ab期的細胞，可以觀察到染色體
D bc期內，細胞的DNA分子數保持不變
【解析】ab、cd表示分裂期，染色質變成了染色體形態，可以用高倍顯微鏡觀察，bc表示分裂間期，細胞內正在進行DNA分子的複製，一個細胞周期是bd。
【答案】C
變式2、用放射性同位素分別標記U和T的培養基培養蠶豆根尖分生區細胞，觀察其有絲分裂，一個細胞周期為20小時。根據這兩種鹼基被 細胞利用的速率，繪製成的曲線如下圖所示。下列對此結果的分析正確的是( )
A、b點時刻，細胞正大量合成DNA
B、d點時刻，細胞中的DNA含量達到最大值
C、c～e階段，細胞內最容易發生基因突變
D、處於c～e階段的細胞數目較多
【解析】b點時，細胞內正進行mRNA合成，為DNA複製作準備，DNA還沒有開始複製;d點時，DNA複製速度最快，完全複製完成後到e點，DNA含量達到最大值;ce段僅是DNA複製期，佔整個間期的時間很短，細胞並不多。
【答案】C
考點四、有絲分裂過程中細胞發生的變化
1、細胞形態的變化
時期 變化
分裂間期 細胞體積增大
前期 核膜核仁解體、消失
中期 無明顯變化
後期 無明顯變化
末期 核膜、核仁重現，動物細胞細胞膜內陷使細胞縊裂，植物細胞中央形成細胞板擴展為細胞壁，一個細胞形成兩個子細胞。
2、染色體行為
時期 變化
分裂間期 經DNA複製後，每個染色體包括由同一個著絲點相連的兩個染色單體(是染色質形態，用光學顯微鏡無法看到)
前期 染色質變成染色體，高倍光學顯微鏡可以看到，染色體散亂分布在細胞內
中期 在紡錘絲的牽引下，染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上
後期 著絲點分裂，連在一起的染色單體分離，形成兩個相同的子染色體，並在紡錘絲的牽引下移向兩極
末期 染色體變成染色質
提醒：分裂後期著絲點分裂與紡錘絲無關，是細胞內相關的酶是這個時期表達，從而導致著絲點的分裂。
3、染色體、染色單體、DNA分子的數目變化
以正常的二倍體生物為例，細胞核內染色體數目為2N，DNA分子數為2C(在數值上，C=N)。在各個時期，相關數目的變化是
時期 染色體 染色單體 DNA分子
分裂間期 2N 0——4N 2C——4C
前期 2N 4N 4C
中期 2N 4N 4C
後期 2N——4N 4N——0 4C
末期 4N——2N 0 4C——2C
4、細胞分裂過程中相關細胞器的作用
(1)中心體：在動物細胞和低等植物細胞分裂過程中發出星射線，形成紡錘體
(2)高爾基體：在植物細胞分裂末期，合成纖維素果膠形成細胞板，再形成新細胞壁。
(3)核糖體：合成分裂過程中所需蛋白質
(4)線粒體：滿足分裂過程中所需能量
例3、有關動物細胞有絲分裂的敘述，正確的是
A.細胞板在細胞有絲分裂末期形成
B.同源染色體配對通常發生在分裂前期
C.在分裂末期，細胞膜內陷形成兩個子細胞
D.在分裂中期，兩個中心粒複製形成兩組中心粒
【解析】細胞板的形成是植物細胞分裂末期的特點，動物細胞分裂末期不形成， A錯。同源染色體配對通常發生在減數第一次分裂剛開始不久，所以B錯。C描述的現在是典型的動物細胞分裂末期的現象，正確。兩個中心粒分別移向細胞兩級式在細胞分裂前期的特徵，故D錯。
【答案】C
變式3、下列有關細胞分裂時期的四個敘述中，其中有一個敘述與另外三個敘述不在同一時期，這個敘述是( )
A 染色體數目加倍 B、染色體的著絲點數目加倍
C DNA分子的數目加倍 D、染色單體變為染色體
【解析】ABD三個時期都在後期，只在C在間期。
【答案】C
五、有關曲線的分析判斷
下面三圖分別表示在一個細胞周期是每個細胞的DNA含量、每個細胞的染色體數、每個染色體上的DNA分子數
例4、在細胞的有絲分裂開始時，如果它的染色體數為N，DNA含量為Q，則該細胞分裂後每個子細胞中染色體數和DNA含量分別是
A、N和Q B、N/2和Q/2
C、N和Q/2 D、N/2和Q
【解析】有絲分裂開始時，DNA和染色體未複製，隨後開始DNA複製再減半，染色體加倍再減半，每個子細胞和開始時一樣。
【答案】A
變式4、細胞的有絲分裂過程中，染色體數與體細胞數相同，而DNA數不同的時期是
A、後期和末期 B、前期和後期
C、前期和中期 D、中期和後期
【解析】前期和中期，DNA已加倍，但染色體未加倍，因此，染色體數和體細胞相同，DNA數是體細胞的二倍。
【答案】C
課時作業
1.下圖中a→d表示連續分裂細胞的兩個細胞周期。下列敘述不正確的是( )
A.a和b為一個細胞周期
B.c段結束DNA含量增加一倍
C.遺傳物質平分一般發生在d段
D.b和c為一個細胞周期
【解析】細胞周期指從一次分裂完成開始，到下一次分裂完成為止，包括分裂間期和分裂期兩個階段，從時間上看，前者明顯長於後者，所以我們判斷a(c)代表分裂間期，b(d)代表分裂期。由於分裂間期為分裂期提供了物質準備(完成了DNA分子的複製和有關蛋白質的合成)，所以必須分裂間期a(c)在前，分裂期b(d)在後。
【答案】D
2.下列細胞分裂時觀察不到紡錘體的是( )
①細菌細胞②根的分生區細胞③蛙紅細胞④蛙的次級精母細胞
A.①③B.③④C.②③D.①④
【解析】細菌細胞是原核細胞，沒有染色體，不發生有絲分裂，而是二分裂。蛙的紅細胞進行無絲分裂，也不形成紡錘體。
【答案】A
3.下圖所示光學顯微鏡下觀察到的根尖分生區的細胞，視野內看到最多的是( )
【解析】在一個細胞周期中，分裂間期大約佔90%～95%，所以看到最多的是處於間期的細胞。B圖中具有核膜、核仁，且染色體以細絲狀的染色質狀態存在，為分裂間期。
【答案】B
4.細胞周期的各階段，一個細胞中的染色體和DNA分子數量比不可能是下圖中的( )
【解析】整個有絲分裂過程中，染色體的數量∶DNA分子的數量=1∶2或1∶1。所以A坐標中的情況不可能出現。
【答案】A
5.關於圖示的敘述中，不正確的是( )
A.因為細胞中有中心體⑨，所以可以斷定該細胞很可能為動物細胞
B.④是一條染色體，包含兩條染色單體①和③，兩條染色單體由一個著絲點②相連
C.細胞中有兩對同源染色體，即④和⑦為一對同源染色體，⑤和⑥為另一對同源染色體
D.在後期時，移向同一極的染色體均為非同源染色體
【解析】圖中細胞無細胞壁，有中心體且著絲點整齊排列，所以為處於有絲分裂中期的動物細胞。在後期時，只是著絲點分裂，使子染色體平均分向兩極，移向兩極的兩套染色體都相同且都有同源染色體，與分裂前的細胞中染色體組成也一致。
【答案】D
6.細胞增殖過程中DNA含量會發生變化。通過測定一定數量細胞的DNA含量，可分析其細胞周期。根據細胞DNA含量不同，將某種連續增殖的細胞株細胞分為三組，每組的細胞數如下圖。從圖中所示結果分析其細胞周期，不正確的是( )
A.乙組細胞正在進行DNA複製
B.細胞分裂間期的時間比分裂期長
C.丙組中只有部分細胞的染色體數目加倍
D.將周期阻斷在DNA複製前會導致甲組細胞數減少
【解析】將周期阻斷在DNA複製前，DNA不能複製，DNA含量不能變為4C，甲組細胞增多。
【答案】D
7.植物細胞有絲分裂末期，在赤道板的附近聚集著許多小囊泡，那麼產生這些小囊泡的結構及囊泡中可能含有的物質分別是( )
A.內質網;蛋白質、磷脂B.高爾基體;蛋白質、磷脂
C.內質網;纖維素D.高爾基體;纖維素
【解析】植物細胞有絲分裂末期，在赤道板的位置上形成細胞板，進而轉變為細胞壁，因而植物細胞壁的形成與其細胞內的細胞器高爾基體有關，所以產生這些小囊泡的結構是高爾基體。因為植物細胞壁的成分是纖維素，所以囊泡中可能含有的物質是纖維素。
【答案】D
8.A圖表示某種哺乳動物細胞在正常培養時所測得的細胞中DNA含量與細胞數的變化。用某種化合物處理培養著的細胞，結果DNA含量與細胞數的變化如B圖所示，該化合物所起的作用是( )
A.促進細胞分裂
B.抑制DNA的複製
C.抑制紡錘體的形成
D.促進DNA的高度螺旋化
【解析】細胞周期中大多數細胞處於分裂間期，DNA數為2，加入某種物質後，大多數細胞DNA數變為4，說明細胞DNA加倍，而不進行姐妹染色單體分開後進入兩個子細胞中的過程，所以該化合物所起的作用是抑制紡錘體的形成。
【答案】C
9.(2010年廣東湛江3月)下列對菠菜根的分生區細胞分裂過程的敘述中，正確的是( )
A.在DNA複製的時期，DNA和染色體的數目增加一倍
B.在核膜和核仁逐漸消失的時期，中心體發出星射線形成紡錘體
C.在染色體形態固定、數目清晰的時期，著絲點排列整齊
D.在染色體逐漸解開螺旋的時期，細胞中央出現由很薄細胞壁構成的赤道板
【解析】DNA複製的結果是DNA含量增加一倍，但染色體的複製並沒有導致染色體數目加倍，只是每條染色體上出現了兩條染色單體。由於菠菜是高等植物細胞，所以無中心體。赤道板不是一個結構，僅是一個位置關係，在染色體解旋的時期，在赤道板位置上形成細胞板。細胞分裂中期，著絲點整齊排列在赤道板上，此時染色體形態固定、數目清晰。
【答案】C
10.右圖表示人體內的細胞在分裂過程中每條染色體DNA含量變化的曲線。下列有關的敘述，正確的是( )
A.若為有絲分裂，則ef期的細胞都含有兩個染色體組
B.若為有絲分裂，則赤道板和紡錘體都出現於de期
C.若為減數分裂，則cd期的細胞都有23對同源染色體
D.若為減數分裂，則基因的分離與自由組合發生於cd期
【解析】曲線的縱坐標表示每條染色體DNA含量，故該曲線既可以表示有絲分裂過程，也可以表示減數分裂過程。cd時期的染色體含有染色單體，既可對應有絲分裂過程的前、中期，此時細胞中有兩個染色體組，也可對應減數第一次分裂(23對同源染色體)和減數第二次分裂(無同源染色體)的前、中期。基因的分離與自由組合發生在減數第一次分裂時期。ef時期的染色體不含染色單體，對應有絲分裂的後、末期，紡錘體的出現在前期。
【答案】D
11.圖1是某種生物細胞有絲分裂示意圖，圖2是細胞在分裂過程中染色體數與DNA分子數柱形圖。請據圖回答下列有關問題：
(1)圖1中細胞核內DNA含量加倍發生在________________圖中，染色體加倍發生在____________圖中，最易辨認染色體形態和數目的圖是__________________。
(2)圖2中2對應圖1中的_________________，4對應圖1中的_____________________。
(3)D圖所示分裂期的特點是_______________________，其染色體數、染色單體數、DNA分子數依次是_______________________。
(4)據研究：分裂期細胞質中含有一種促進染色質凝集為染色體的物質，現將動物DNA複製前期的細胞與A圖所示細胞融合，預測可能出現的結果：__________________。
【解析】(1)根據細胞分裂圖的特點可以判斷：A、B、C、D、E依次是中期、前期、末期、後期、間期，DNA加倍發生在間期，染色體加倍發生在後期，在中期染色體形態固定，數目清晰，便於觀察。
(2)圖2中的柱形2表示DNA是染色體數的兩倍，說明存在著染色單體，與之對應的應為A、B,4中DNA分子數與染色體數均為4N，說明著絲點已分裂，染色單體變為染色體，與之對應的應為C、D。
(3)D圖的特點是著絲點分裂，染色單體變為染色體，染色體數目加倍，染色體在星射線的牽引下向細胞兩極移動，其染色體數、染色單體數、DNA分子數依次是8、0、8。
(4)可能出現的結果是：來自DNA複製前期的細胞的染色質開始凝集。
【答案】(1)E D A
(2)A、BC、D
(3)著絲點分裂，染色體數目加倍，並在星射線的牽引下向細胞兩極移動8、0、8
(4)來自DNA複製前期的細胞的染色質開始凝集為染色體
12.請根據有絲分裂中核內DNA變化曲線和分裂圖像回答下列問題：
(1)a～b表示_____________期，與它對應的分裂圖像是________________。
(2)b～c表示_______________期，依次對應的分裂圖像是_________________。
(3)c～d表示_____________期，它對應的分裂圖像是______________，該時期參與活動的細胞器為_________________。
(4)d以後表示______________________期。
(5)從一個細胞周期中DNA含量的變化規律分析，有絲分裂的重要特徵是_____________________。
【答案】(1)分裂間，③
(2)前、中、後，②④⑤
(3)末，④高爾基體
(4)下一個細胞周期的間
(5)DNA分子經過複製後，平均分配到兩個子細胞中
13.放射性同位素自顯影技術被用於研究細胞有絲分裂過程中DNA和RNA的變化。下圖表示洋蔥根尖細胞處於有絲分裂各階段細胞中DNA和mRNA的含量變化。試據圖回答有關問題。
(1)在放射性同位素標記研究中，為區別DNA和RNA，選擇標記的合成原料依次是_____________________，研究中應選擇的測量材料是洋蔥根尖的_______________部位，你的依據是_________________________________。
(2)在細胞分裂的a時期細胞中的mRNA主要用於指導合成____________________。試解釋處於分裂期的細胞中mRNA含量較低的最可能原因：_________________________________________________________________________________________。
(3)圖示c時期細胞核DNA、染色體與染色單體數目之比為_______________，這種比例將維持到細胞分裂的______________才可能開始變化。
(4)依據圖示，細胞中核糖體活動旺盛的時期可能是_________________。
(5)圖中細胞核DNA減半的原因是_______________________________________________________________________________。
(6)使用顯微鏡觀察有絲分裂裝片時，欲把乙圖中的1細胞移到視野中央，具體操作是_____________________________________________________________________。
【解析】(1)DNA和RNA的區別之一為鹼基的組成不完全相同，DNA和RNA特有的核苷酸分別為胸腺嘧啶脫氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸，因此需要用放射性同位素一次標記兩種物質(答胸腺嘧啶、尿嘧啶或T、U不得分)。(2)a為DNA複製前期，此時期的特點是為DNA複製做好物質準備，此時期轉錄形成的mRNA，主要用於合成與DNA複製有關的蛋白質。在分裂期細胞核DNA存在於高度螺旋化的染色體中，不能解旋、轉錄形成mRNA，因此分裂期的細胞中mRNA含量較低。(3)圖示c時期為DNA複製後期，染色體複製完成，每條染色體有兩條染色單體，因此細胞核DNA、染色體與染色單體數目比例為2∶1∶2，到分裂後期隨著姐妹染色單體的分開，這種比例發生變化，三者比例為1∶1∶0。(4)核糖體是合成蛋白質的場所，所以細胞分裂過程中核糖體功能活躍的時期是a、c。(5)有絲分裂的末期，隨著染色體平均地分配到兩個子細胞中，使細胞核中DNA減少一半。(6)在顯微鏡下，物像的移動方向和裝片實際的移動方向正好相反。
【答案】(1)胸腺嘧啶脫氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸 分生區 根尖中僅分生區細胞可能分裂
(2)與DNA複製有關的蛋白質 分裂期細胞核DNA存在於高度螺旋化的染色體中，不能解旋、轉錄形成mRNA
(3)2∶1∶2 後期
(4)a、c
(5)染色體平均分配到兩個子細胞核中
(6)向上移動裝片