【本讲教育信息】

一、教学内容

细胞的增殖

1．细胞周期的概念。

2．细胞有丝分裂的过程，区别各时期的细胞分裂图。

3．有丝分裂过程中染色体数目、DNA数目的变化规律。

4．动、植物细胞有丝分裂过程的区别。

5．有丝分裂的特点及意义。

二、重点导学

细胞周期 有丝分裂 染色体及DNA变化

三、全面突破

知识点1：细胞周期的概念

1．细胞增殖的意义

思考：

（1）人体是由什么开始发育而来的？从受精卵到这么多的细胞，是通过什么过程来完成的？

（2）细胞增殖有什么意义呢？

细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长，发育，繁殖，遗传的基础。

2．真核细胞的细胞分裂方式

有三种：无丝分裂、有丝分裂、减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。

3．细胞周期

（1）概念：连续分裂的细胞从上一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的整个过程。

（2）一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期（包括G₁期、S期、G₂期）和分裂期（M期），应该先是分裂间期，然后是分裂期。细胞周期中细胞的变化包括细胞核和细胞质两方面的变化。

知识点2：细胞有丝分裂的过程

1．细胞分裂间期

思考：

（1）细胞周期在分裂间期和分裂期的时间分配是否平均？有什么规律？

（不平均，分裂间期占用的时间远远多于分裂期所占用的时间，分裂间期占用了整个细胞周期的 90～95％，而分裂期只占用了5～ 10％，这就是细胞周期的特点。细胞周期的这一特点充分说明了分裂间期阶段的重要性）

（2）为什么间期所经历的时间较长？

（间期为细胞分裂期进行活跃的物质准备）

（3）进行哪些准备呢？

（提示：主要考虑分裂得到的子细胞与亲代细胞含相同的遗传物质）

（主要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成）

（4）分裂间期可包括G₁期、S期、G₂期。

G₁期：DNA所需蛋白质的合成和核糖体的增生

S期：DNA复制（最重要变化）

G₂期：有丝分裂必需蛋白质的合成

（5）不同细胞的细胞周期时间有所不同，其细胞的分裂间期和分裂期的时间也有所不同。

细胞	分裂间期	分裂期	合计
小鼠十二指肠细胞	13.5	1.8	15.3
蛙单倍体胚细胞	35.3	1.6	36.9
仓鼠卵细胞	11.6	0.8	12.4
蚕豆根尖细胞	15.3	2.0	17.3

分裂间期为细胞分裂期准备好了双份的DNA分子。我们已经知道DNA是细胞内的遗传物质，那么，这双份的DNA分子是怎样平均分配到两个子细胞中去的呢？

2．细胞分裂期（M期）

有丝分裂的分裂期所经历的时间相对较短，但进行了很多复杂的变化，为了更好地研究分裂期细胞这些复杂的变化，人们人为地将分裂期分为前、中、后、末四个阶段，我们要特别重点注意各阶段染色体的行为变化。

洋葱根尖细胞有丝分裂各阶段：

染色体数、染色单体数、DNA分子数间的数量关系：

染色体数目=着丝粒数目

有染色单体时：DNA数=染色单体数

无染色单体时：DNA数=染色体数

（1）前期

变化特点：核膜、核仁消失，出现纺锤体以及染色质变成染色体（含两个姐妹染色单体）。

（2）中期

染色体由于纺锤丝的牵引，着丝点都排在细胞中央的一个平面上（赤道板），此时期染色体形态稳定，数目清晰。

（3）后期

着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成两条相同的染色体，此时细胞中出现两组相同的染色体，分别向细胞两极移动。

（4）末期

染色体变成染色质，纺锤丝消失，出现核膜、核仁，形成两个新的细胞核，中间出现细胞板，形成新的细胞壁，分裂成两个子细胞。

各阶段变化：

分裂前期：膜仁消失显两体

分裂中期：形定清晰赤道齐

分裂后期：点裂数加均两极

分裂末期：两消两现重开启

知识点3：动、植物细胞有丝分裂过程的区别

植物细胞有丝分裂

动物细胞有丝分裂

阶段	变化	植物细胞有丝分裂	动物细胞有丝分裂
前期	纺锤体的形成机制	细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体	中心体发出星射线再形成纺锤体
末期	细胞质的分裂方式	赤道板附近形成细胞板，再扩展成细胞壁，分裂成两个子细胞。	细胞中间向内凹陷，缢裂成两个子细胞。

知识点4：有丝分裂的特点及意义

1、有丝分裂的特点：亲代细胞将经过复制的染色体精确地平均分配到两个子细胞中去。

2、有丝分裂的意义：有丝分裂过程中亲代细胞中的染色体经过复制之后，精确地分配到两个子细胞中。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，对生物的遗传有重要意义。

【典型例题】

例1. 染色体和染色质是同一物质在细胞周期不同时期的两种存在形态，其中 （ ）

A．间期为染色体，分裂中期为染色质

B．间期为染色体，分裂后期为染色质

C．间期为染色质，分裂中期为染色体

D．分裂中期为染色体，后期为染色质

分析：染色质和染色体是由DNA和蛋白质组成的，是同一种物质在细胞分裂间期和分裂期的两种不同形态。间期为染色质，分裂期为染色体。

答案：C

例2. 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

分析：根据细胞周期的概念可知，植物体内连续分裂的细胞才处在细胞周期之中。死细胞、终端分化细胞都已脱离细胞周期。选项B是错误的。选项A所指成熟的生殖细胞就是精子和卵细胞，它们不再分裂，不可能进入下一个细胞周期，也是错误的。分裂间期细胞完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为进入分裂期做好物质准备，选项D是正确的。如果在分裂间期未能完成DNA和有关蛋白质合成，细胞就停留在分裂间期，而不是分裂期。选项C也是错误的。

答案：D

例3. 为了验证促进有丝分裂的物质对细胞分裂是否有促进作用，将小鼠的肝细胞悬浮液分成等细胞数的甲、乙两组，在甲组的培养液中加入³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷（³H-TdR）；乙组中加入等剂量的³H-TdR并加入促进有丝分裂的物质。培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射性强度。据此回答下列问题：

（1）细胞内³H-TdR参与合成的生物大分子是_______，该种分子所在的细胞结构名称是_______、_______。

（2）乙组细胞的总放射性强度比甲组的_______，原因是____________。

（3）细胞利用³H-TdR合成生物大分子的过程发生在细胞周期的_______期。

（4）在上述实验中选用³H-TdR的原因是____________。

分析：（1）从DNA的分子结构和复制过程可以知道，胸腺嘧啶脱氧核苷（³H-TdR）参与合成的生物大分子是DNA。根据细胞核和细胞质的结构和功能的知识，可以知道在线粒体中有少量的DNA，染色质主要由DNA和蛋白质组成。因此DNA分子所在的细胞结构是细胞核（或染色体）、线粒体。

（2）由于乙组中加入了等剂量的³H-TdR，并加入了促进有丝分裂的物质，显然乙组细胞分裂快，摄取的³H-TdR多，所以总放射性强度比甲组高。这里尤其要留神的是乙组细胞的总放射性强度比甲组的高是没有问题的，但就乙组中的某个细胞来说，是否比甲组的高就不好说了。

（3）从细胞增殖的知识可以知道，间期细胞的最大特点是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。

（4）本实验的目的是验证促进有丝分裂的物质对细胞分裂的促进作用，而细胞分裂的特点之一是有DNA的合成，³H-TdR是合成DNA的原料，其放射性强度可被测定，所以选用³H-TdR作为标志物。

答案：（1）DNA 细胞核（或染色体） 线粒体

（2）高 乙组中有促进细胞分裂的物质，促进了细胞的分裂，摄取的³H-TdR比甲组多

（3）间

（4）细胞的增殖有DNA的合成，而³H-TdR是合成DNA的原料，其放射性强度可以被测定。

【超前思维】

下一讲我们将学习细胞的分化，请大家从五个方面进行预习：

1．细胞分化的概念和生物学意义。

2．癌细胞的主要特征。

3．细胞的全能性。

4．干细胞的种类、特点和应用。

5．发生癌变的原因，探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系。

重点导学：

1．细胞分化是同一种细胞的后代在 、 和 上发生稳定性差异的过程。它的特点是 、 、 。

2．细胞的全能性是指 。基础是 。

3．癌细胞是指 的细胞。它具有 、 的特点，常见的致癌因素有 、 、 。

4．干细胞是一类 细胞。按来源分，可分为 _________干细胞和_______________干细胞两大类。

【模拟试题】（答题时间：25分钟）

一. 选择题：

1．下列关于细胞分裂的叙述，哪一项是不正确的 （ ）

A．连续分裂的细胞，末期结束即是间期的开始

B．分生区产生的细胞向上通过伸长区分化成成熟区细胞

C．根冠细胞是分生区产生的细胞进行细胞分化的结果

D．当细胞进行分裂时，就标志着新的细胞周期开始了

2．下列有关正常动物体细胞有丝分裂间期的叙述，错误的是（ ）

A．分裂间期发生DNA复制 B．分裂间期有蛋白质合成

C．分裂间期有RNA合成 D．分裂间期有染色体的形成

3．分裂期细胞的细胞质含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G₁期（DNA复制前期）细胞融合后，可能出现的情况是（ ）

A．来自G₁期细胞的染色质开始复制

B．融合细胞DNA含量是G₁期细胞的2倍

C．来自G₁期细胞的染色质开始凝集

D．融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转

4．下列关于细胞分裂周期的叙述，正确的是（ ）

A．间期只包括G₁期和G₂期

B．出现纺锤体的时期是S期

C．G₁期和G₂期均能合成蛋白质

D．M期发生DNA复制

5．要观察植物细胞的细胞板结构，所选择的细胞应处于有丝分裂的（ ）

A．前期 B．中期　　 　C．后期 D．末期

6．处于有丝分裂过程中的动物细胞，某一时期细胞内的染色体数、染色单体数、DNA分子数之间的比例为1：2：2 时，细胞内可能发生着（ ）

A．染色体移向两极 B．核膜解体

C．细胞膜向内凹陷 D．DNA正在复制

7．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

8．下图是对动物细胞有丝分裂时染色体数（a）、染色单体数（b）和DNA分子数（c）的统计图。下列解释肯定不正确的是（ ）

A．①可以用于表示细胞分裂的前期

B．①时染色体螺旋化程度最高

C．间期用②表示最恰当

D．③表示细胞分裂完成

9．细胞进行有丝分裂过程中，染色体、染色单体，DNA分子的数量比为1∶2∶2时，该细胞处于（ ）

　 A．前期或中期　　　B．前期或后期　　　 C．中期或后期　　　 D．后期或末期

10．制作洋葱根尖细胞分裂装片标本的一般程序是（ ）

A．解离—漂洗—染色—压片 B．解离—漂洗—压片—染色

C．漂洗—压片—染色—解离 D．漂洗—染色—解离—压片

11．用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂。下列描述正确的是（ ）

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，可清晰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

12．动物细胞和植物细胞结构不同，导致了它们有丝分裂的某些方面不同，这是因为植物细胞（ ）

A. 有叶绿体和细胞壁 B. 有细胞壁和液泡

C. 有细胞壁无中心体 D. 有叶绿体和液泡

13．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

14．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

二、非选择题

15．下图是某植物细胞有丝分裂的一个细胞周期中核内染色体和DNA相对数目（假设正常体细胞的染色体数目为2N）的变化曲线。分析曲线并回答问题：

（1）实线ABCDEF表示 的数量变化。

（2）表示有丝分裂后期的曲段：实线是 段，虚线是 段。

（3）染色单体形成的曲段是 ，开始观察到染色单体的曲段是 ，染色单体消失的曲段是 。

（4）若要观察细胞中染色体的数目最好在哪一个曲段 ，若要用紫外线诱导基因突变，应在哪一个曲段处理材料较好 ，

（5）动物细胞在有丝分裂中与高等植物不同的变化分别发生在什么曲段： ，在这两个曲段中动物细胞发生了什么变化？

（6）纺锤体的形成和消失分别发生在什么曲段： 、 。纺锤体出现有什么重要作用？ 。核仁的重建在什么曲段？ 。

**16．回答下面有关哺乳动物细胞培养的问题。

（1）培养中的细胞其数目的增加和培养时间的关系如图1。据图读出该细胞完成一个细胞周期所需要的时间（T）是 小时。

（2）从图1的A点取出6000个细胞，测定每个细胞的DNA含量，结果如图2。图2的B、C、D中，表示处于S期的是 ，表示处于G₂和M期的是 ，表示处于G₁期的是 。

（3）若取样的6000个细胞中，处于M期细胞的数目是300个，则处于S期和G₂期的细胞数分别是 和 个。

（4）细胞周期中，完成各期所需时间的计算公式是（N是取样的总细胞数，n是各期的细胞数），则该细胞完成分裂期和间期的时间分别是 和 小时。

【试题答案】

一、选择题

1—5．DDCCD 6—10．BACAA 11—14．BCCA

二、非选择题

15．（1）DNA （2）DE cd

（3）AB BC DE （4）CD AB

（5）BC、EF 中心体移到两极，从细胞的中央向内凹陷最后一个细胞缢裂为两个子细胞

（6）BC EF 牵引染色体运动 EF

16．（1）20 （2）C D B （3）1500 1200 （4）1 19