课程解读

一、学习目标：

1. 简述细胞生长和增殖的周期性

2. 观察细胞的有丝分裂并概述其过程

3. 描述细胞的无丝分裂

4. 模拟探究细胞大小与物质运输的关系，探讨细胞不能无限长大的原因

二、重点、难点：

重点：1. 细胞生长和增殖的周期性 2. 真核细胞有丝分裂的过程

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

三、考点分析：

知识内容	高考要求
细胞的生长和增殖的周期性	Ⅰ
细胞的无丝分裂	Ⅰ
细胞的有丝分裂	Ⅱ

细胞的增殖、癌变、分化和衰老等内容逐渐成为高考命题的热点，通过选择题的形式，考查细胞分裂时期的特点、物质变化、判断细胞分裂图像，也可通过图表曲线的形式考查细胞分裂与减数分裂的区别，还可以与遗传和变异等内容联系起来考查。细胞的全能性、克隆、细胞工程等内容，也会与本讲内容出现交汇点。这部分内容一般在试卷中所占分值为6—10分。

知识梳理

一、细胞不能无限长大

1. 在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。

2. 表体比越大，物质运输的效率越高。

就细胞而言：大多数高等动植物细胞的直径为20～30 um。计算直径分别为20 um和30 um的细胞的表面积与体积之比。根据球体的体积公式V＝4/3πr³，表面积公式S＝4πr²，计算结果如下表。

细胞直径

（μm）

表面积

（μm²）

体积

（μm³）

比值（表面积/体积）

1 256

4 187

0.30

2 826

14 130

0.20

结论：细胞体积越大，其表面积相对越小，细胞与周围环境之间物质交流的面积相对也小了，所以物质运输的效率越低。

（1）表面积与体积的关系限制了细胞的长大；（主）

（2）细胞的核质比（次）。（受细胞核的“权利”范围限制。）

细胞增殖是生命体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

二、有丝分裂

（真核细胞的分裂方式有三种：①有丝分裂②无丝分裂③减数分裂）

细胞周期：即连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。

（包括分裂间期（长）和分裂期（短））

“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验：

①选材（植物根尖、芽尖等分生组织及动物的受精卵等——不成熟的细胞才具有分裂能力。机体内成熟的体细胞将不再分裂）

②染色体易被碱性染料着色；高倍显微镜可观察到各期内染色体的存在状态

③实验中需要解离，使细胞分散开排成单层，便于观察

④实验结果（间期细胞多；分生区细胞特点等）

（一）植物细胞的有丝分裂

细胞分裂间期，进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成

细胞分裂前期，染色体、纺锤体出现；核仁、核膜消失

细胞分裂中期，着丝点排列在赤道板上，染色体形态固定，数目清晰（是计数的好时机）

细胞分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开成两条染色体。染色体数加倍，并移向两极

细胞分裂末期，纺锤体消失，染色体变为染色质；新的核膜、核仁出现；细胞板出现并扩展成新的细胞壁

（二）动物细胞的有丝分裂

三、无丝分裂

DNA复制

1. 核延长分裂

2. 细胞分裂

特征：过程中不出现染色体，没有纺锤丝

典型例题

知识点一：细胞周期的概念

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入下一个细胞周期

B. 机体内所有的细胞都处于细胞周期中

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

思路分析：A. 成熟的生殖细胞——不再分裂，没有细胞周期；

B. 机体内所有的细胞都处于细胞周期中——成熟的体细胞不分裂；

C. 抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期——间期进行DNA的合成；

D. 细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础 ——正确。

答案：D

解题后思考：细胞周期是连续分裂的细胞从一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止的全过程。成熟的生殖细胞只有经过受精作用形成受精卵后才能进行有丝分裂，机体的许多细胞已停止分裂，而趋于成熟，细胞分裂间期进行的DNA复制和蛋白质的合成，为分裂期打下了物质基础。

例2：荣获2001年诺贝尔生理学奖的三位科学家研究发现了调节所有真核有机体细胞周期的关键因子。其中美国的利兰·哈特韦尔发现了对各个细胞周期的最初阶段起调控作用的“START”基因，请在下图中指出“START”基因起作用的时期是（）

A. ab B. fg C. de D. gh

思路分析：“对各个细胞周期的最初阶段起调控作用的‘START’基因”——提供的信息是作用于细胞周期的最初阶段，这道题将其转化为寻找细胞周期的能力。从所给答案中不难看出：ab——间期准备阶段后的复制过程；fg——分裂期；de——间期开始的准备阶段；gh——分裂期。

答案：C

解题后思考：这是一道给出背景材料的习题，考查学生的读题能力。能够从中提取出解题模型或关键信息是解题的关键。

小结：

1. 并非机体内所有的细胞都处于细胞周期内，如红细胞、神经细胞等一旦形成后将不再分裂，只有连续分裂的细胞才有细胞周期。

2. 细胞周期要先经过长长的间期，然后是短暂的分裂期。

3. 周期开始于细胞的上一次分裂结束，停止于这一次分裂结束。

知识点二：动植物细胞分裂的区别及其特点

例3：某同学观察一个正在分裂的细胞，发现从细胞的两极逐渐发出纺锤丝，纵行排列于细胞的中央，形成纺锤体，而染色体散乱分布在细胞的中央，由此可推测他观察的是（）

A. 植物细胞分裂前期 B. 植物细胞分裂中期

C. 动物细胞分裂前期 D. 动物细胞分裂中期

思路分析：由细胞两极发出纺锤丝，并形成纺锤体，说明是植物细胞的有丝分裂，染色体散乱排列，说明细胞处于分裂前期。

答案：A

解题后思考：动物与植物细胞分裂的区别分别是：前期——纺锤体的来源；末期——细胞质分开的方式。解决这类问题，还需熟悉细胞分裂过程的主要特征。

例4：与低等植物细胞有丝分裂有关的细胞器是（）

①高尔基体 ②染色体 ③叶绿体 ④线粒体 ⑤核糖体 ⑥中心体

A. ①②④⑤ B. ①④⑤⑥ C. ②③⑤⑥ D. ②④⑤⑥

思路分析：低等植物细胞有丝分裂过程中中心体参与纺锤体的形成，高尔基体与细胞壁的形成有关，线粒体提供能量，核糖体是合成蛋白质的场所，而染色体是细胞有丝分裂的主要结构，但不是细胞器。

答案：B

解题后思考：低等植物细胞的分裂方式既有动物细胞的特点——纺锤体来源于中心体，又有植物细胞的特点——形成细胞壁。

例5：用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，下列叙述正确的是（）

A. 处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等

B. 视野中不同细胞的染色体数目可能不相等

C. 观察处于分裂中期的细胞，可清楚地看到赤道板和染色体

D. 细胞是独立分裂的，因此可选一个细胞持续观察它的整个分裂过程

思路分析：A. 分裂间期的细胞数目大于分裂中期的细胞数目；B. 细胞处于不同时期，染色体数目可能不相等（2n－4n－2n）；C. 赤道板只是一个位置名称；D. 实验经解离后，细胞死亡，不能观察它的整个分裂过程，只能看到其死亡前的状态。

答案：B

解题后思考：

1. 细胞分裂所用的时间越长，观察到处于这个时期的细胞数越多。

2. 实验中看到的是细胞固定以后的状态，综合多个细胞，可以绘制整个分裂过程图。

知识点三：细胞分裂图像与曲线分析

例6：某生物体细胞中含有4条染色体，此细胞处于有丝分裂的中期时，如果从细胞的一极向另一极观察，此时细胞中染色体在赤道板上的分布情况是下图中的（）

A B

思路分析：中期染色体排列在赤道板位置所在的平面上，因此，从一端望去，如A图所示。

答案：A

解题后思考：习惯上绘制的中期染色体排列图，都是一个侧观图，容易让学生误会赤道板只是一条线，而没有考虑到细胞的立体结构。

例7：下图中的甲、乙、丙表示动物细胞有丝分裂过程中的三个阶段，a是染色体数，b是染色单体数，c是DNA分子数，则a、b、c的数量关系正确的是（）

A. 甲、乙 B. 甲、丙 C. 乙、丙 D. 甲、乙、丙

思路分析：本题以有丝分裂为核心命题点，考查有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA的数目变化，并综合考查学生的图形分析能力和识记能力。由于染色单体是染色体复制后形成的，所以，只要存在染色单体，其数目就比染色体多一倍（甲图）；在分裂后期，由于着丝点分裂，染色单体消失，数目为零（丙图）。因此乙图错误，所以选B。

答案：B

解题后思考：

染色体数：染色单体：DNA＝1：0：1

染色体数：染色单体：DNA＝1：2：2

提分技巧

一、有丝分裂中的有关计数：

二、有丝分裂中染色体的行为变化

预习导学

一、预习新知

细胞的分化和癌变、衰老

二、预习点拨

探究任务一：人的一生会经历生、老、病、死，那么人体内的细胞会经历怎样的历程呢？

癌细胞与正常细胞有什么区别？

探究任务二：细胞分化的原因和结果？

同步练习（答题时间：35分钟）

1、在细胞有丝分裂过程中，染色体、染色单体、DNA分子三者的数量比是1：2：2的时期有（）

A. 前期和中期 B. 中期和后期 C. 后期和末期 D. 间期和末期

*2、下图a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期，则下列叙述不正确的是（）

A. a和b为一个细胞周期

B. c段结束，DNA含量增加一倍

C. 遗传物质平分一般发生在d段

D. b和c为一个细胞周期

3、水稻卵细胞内有12条染色体，那么它的根尖细胞有丝分裂中期，细胞中的染色体、染色单体、核DNA分子及脱氧核苷酸链条数依次是（）

A. 24、24、24、24 B. 24、24、24、48

C. 24、48、48、96 D. 48、48、96、96

4、人体小面积擦伤的皮肤能重新长好，主要是由于细胞能进行（）

A. 无丝分裂 B. 减数分裂

C. 有丝分裂 D. 有丝分裂和减数分裂

5、与洋葱根尖细胞有丝分裂间期发生变化关系最密切的一组细胞器是（）

A. 叶绿体和细胞核 B. 线粒体和核糖体

C. 线粒体和内质网 D. 线粒体和高尔基体

*6、低等植物细胞有丝分裂的前期和末期，最活跃的细胞器分别是（）

A. 中心粒和内质网 B. 中心体和核糖体

C. 核糖体和高尔基体 D. 中心体和高尔基体

*7、处于有丝分裂过程中的动物细胞，细胞内的染色体数（a），染色单体数（b），DNA分子数（c）可表示为如图所示的关系，此时细胞内可能发生着（）

A. 中心粒移向两极 B. 着丝点分裂

C. 细胞板形成 D. DNA分子进行复制

8、如果用某种化学物质强烈地抑制肿瘤细胞的DNA复制，这些细胞就停留在细胞周期的（）

A. 间期 B. 前期 C. 中期 D. 后期

9、一般情况下，有细胞周期的是（）

A. 根毛细胞 B. 茎的形成层细胞

C. 叶肉细胞 D. 皮肤角质层细胞

10、动、植物细胞结构不同，导致了它们有丝分裂情况的不同，这是因为植物细胞（）

A. 有叶绿体和无细胞壁 B. 有细胞壁和液泡

C. 有细胞壁和无中心体 D. 有质体和液泡

11、下列与细胞分裂有关的叙述中，你认为正确的是（）

A. 原核细胞的增殖方式是有丝分裂

B. 植物细胞有丝分裂过程中形成赤道板

C. 有丝分裂末期形成的核膜与内质网相连

D. 减数分裂形成的细胞不具备全能性

*12、菠菜根的分生区细胞不断分裂使根向远处生长，在分裂过程中不会出现的是

A. 细胞分裂间期，中心体的两个中心粒各自产生一个新的中心粒

B. 细胞分裂中期，染色体形态较固定，数目较清晰

C. 细胞分裂前期，核膜和核仁逐渐消失

D. 细胞分裂末期，高尔基体参与细胞壁的形成

13、下图为某生物细胞有丝分裂过程中，DNA的变化曲线，据图回答：

（１）图中的ab段细胞内的主要变化是：。

（2）ef段DNA减半的原因是。

（3）处于cd段的细胞内的每一条染色体上有 ______ 个染色单体，个DNA分子。

14、下图为某生物体细胞有丝分裂的某个时期的示意图，请据图回答。

（1）该图表示的是________细胞进行有丝分裂的_______期，判断的依据是该细胞由______发出_______ 形成纺锤体，而且________排列在赤道板上。

（2）该细胞有染色体_______条，1和2是______。

（3）该时期的上一个时期发生的主要变化是：_____________________________。

（4）该细胞继续分裂，产生的每个细胞中，有染色体____对，即____条；有DNA分子____个。

15、研究人员对几种植物的分生组织细胞进行研究，获得的结果如下表所示：

植物	细胞周期时间（h）
植物	a 期	b 期	合计
物种I	10.6	0.4	11
物种II	18	0.5	18.5
物种III	16.5	2	18.5
物种IV	10.4	2.3	12.7

请回答：

（1）a期是细胞周期中的_____期，此时细胞内主要的物质变化是______、______等。

（2）用光学显微镜观察有丝分裂的过程，若从细胞周期的时间长短考虑，最好选用物种_____的细胞作为实验材料，原因是___________________________________。

试题答案

1. A

2. D

解析：A. a和b为一个细胞周期——正确。间期（长）＋分裂期（短）＝细胞周期

B. c段结束，DNA含量增加一倍——正确。c是间期

C. 遗传物质平分一般发生在d段——正确，为分裂期

D. b和c为一个细胞周期——错。b段时间短，不是间期

3. C 4. C 5. B

6. D 解析：低等植物细胞有丝分裂的前期——中心体发出星射线形成纺锤体，末期——高尔基体参与细胞壁形成。

7. A 解析：染色体数（a）：染色单体数（b）：DNA分子数（c）＝1：2：2，证明处于分裂期的前、中时期

A. 中心粒移向两极——前 B. 着丝点分裂——后

C. 细胞板形成——末 D. DNA分子进行复制——间

8. A 9. B 10. C 11. C

12. A 解析：菠菜（高等植物）根的分生区细胞不断进行有丝分裂，而中心体的两个中心粒各自产生一个新的中心粒——动物和低等植物有丝分裂特点。

13. （1）进行DNA的复制和有关蛋白质的合成

（2）DNA随染色体平均分配到两个子细胞中（3）2 2

14.（1）动物中中心体星射线着丝点（2）4 姐妹染色单体（3）染色质缩短变粗形成染色体；一组中心粒不动，另一组移向另一极，发出星射线形成纺锤体；染色体散乱地分布在纺锤体中央（4）2 4 4

15. （1）分裂间 DNA的复制有关蛋白质的合成（2）Ⅳ 分裂期时间相对较长，较易观察到分裂期的细胞