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一輪復習——必修一 第11講 細胞增殖
整體知識框架
典例1
(JCP114“技能訓練”）在有些個體較大的原生動物（如草履蟲）的細胞中，會出現兩個細胞核。有些原生動物的細胞中有用于收集和排泄廢物的伸縮泡。請對這些現象作出解釋。
限制細胞長大的因素主要有兩方面：（1）細胞表面積與體積的比。原生動物細胞中的伸縮泡就是增大膜表面積與體積的比。（2）細胞的核質比。細胞核所控制的細胞大小與核的大小成比例，所以像草履蟲這樣個體較大的細胞有兩個細胞核，保證正常的核質比。
考點1：細胞周期
一、決定細胞大小的因素
1.運用模型解釋細胞不能無限增大（JCP115）
擴散速率：單位時間，NaOH擴散進瓊脂塊的深度。
運輸效率：單位時間，NaOH擴散進瓊脂塊的體積與瓊脂塊總體積之比。
2.細胞體積的限制因素： 結構決定功能
細胞核及各種細胞器具有一定的體積，細胞進行生化反應需定的場所，決定了細胞不能太小
↓
細胞不能無限小
細胞的大小是由完成其正常生命活動所需的結構和物質所占的空間決定的
↓
細胞不能無限大
細胞體積越小，其相對表面積越大，越有利于物質交換，所以細胞不能過大
一個細胞核內所含遺傳信息有一定限度，對細胞質的控制能力有限，決定了細胞不能過大
二、細胞周期
典例2
下列材料中具有細胞周期的有哪些？
規律：連續分裂的細胞有細胞周期，高度分化的體細胞和生殖細胞無細胞周期。
①根尖分生區細胞　 　②神經細胞　③精子或卵細胞　④精原細胞　⑤人的成熟紅細胞　 ⑥形成層細胞　⑦葉肉細胞　 ⑧洋蔥表皮細胞 　⑨根成熟區細胞　 ⑩受精卵　 癌細胞　 愈傷組織細胞
小結：
1.只有連續分裂的細胞才具有細胞周期。如：人體皮膚生發層細胞、干細胞、精（卵）原細胞的增殖、癌細胞、植物的分生組織（根尖的分生區、芽的生長點、莖的形成層）細胞。
2.只分裂一次便不再分裂的細胞、精（卵）原細胞的減數分裂，沒有細胞周期。
3.不分裂的細胞（高度分化的細胞）沒有細胞周期。
典例3
在生物體內，細胞分裂后產生的下列子細胞的分裂狀況依次是：a.根尖分生區細胞　 b.根尖成熟區細胞　 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持續分裂：始終處于細胞周期中，如部分造血干細胞、卵裂期細胞、癌細胞、 (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、
＿＿＿＿＿等。
③永不分裂：永遠脫離細胞周期，處于分化狀態直到死亡，如肌纖維細胞、神經細胞、 等。
典例4：（JCP112“表6－1”）據表分析下列問題：
（1）不同生物細胞的細胞周期持續時間_____________（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時間_______________。
（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______________________。
（3）若要觀察細胞的有絲分裂，應選擇_______________細胞，理由是__________________________________________________。
2.細胞周期
(1)基礎要點
概念：連續分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次
分裂完成時為止，為一個細胞周期。
階段：分裂間期：完成DNA復制和有關蛋白質合成，同時細胞
有適度的生長。在先、時間長、細胞占比大
分裂期：染色質均分。在后時間長細胞占比大
典例5：
右圖是細胞周期的示意圖。G0期是具有分裂能力的細胞反復
分裂數次之后處于停止分裂狀態的時期，M期為分裂期，G1期
主要進行RNA和有關蛋白質的合成，S期主要進行DNA的復制，
G2期為有絲分裂的準備期，還有一些RNA和有關蛋白質的合成。下列敘述錯誤的是(　　)
A．一個完整的細胞周期為G1期→S期→G2期→M期
B．相同抗原再次入侵時會將處于G0期的記憶細胞激活
C．S期DNA復制后染色體數目加倍，為M期的進行提供所需物質
D．處于G1期的細胞數量遠多于處于(M＋G2)期的細胞數量
(2)細胞周期表示方法
典例分析6：
下列有關細胞周期的四個示意圖的分析中，說法不正確的是（ ）
A. 四幅圖可能表示同種生物同種細胞的細胞周期
B. 甲圖中無論箭頭的正反向，都可用a+b表示一個細胞周期
C. 可以根據丙圖粗略推測分裂間期與分裂期的時間相對長短
D. 丁圖沒能完整的展示一個細胞周期中核DNA的數量變化
(2)細胞周期表示方法
(3)影響細胞周期的因素
受細胞DNA（基因）控制。 不同種類的細胞，細胞周期持續的時間
不同，間期和分裂期所占的比例也不同。
溫度、pH、射線、生理和病理狀況都會影響細胞周期。
①在有絲分裂間期，DNA復制時，容易受到內外因素的干擾而發生
差錯，即發生基因突變。
②在有絲分裂前期，秋水仙素或低溫都可抑制紡錘體的形成，出現多倍細胞。
③用藥物作用于癌細胞分裂間期， 抑制DNA復制，可抑制癌細胞的無限增殖。
④在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的B細胞將進入細胞周期迅速分裂，使細胞周期縮短。
(4)細胞周期的調控——細胞周期同步化
①細胞周期同步化的概念：利用一定方法使細胞群體處于細胞周期的同一階段。
②細胞周期同步化的方法：
Ⅰ DNA合成阻斷法。在細胞處于對數生長期的培養液中添加適量的DNA合成可逆抑制劑，處于________期的細胞不受影響而繼續細胞周期的運轉，最終細胞會停滯在細胞周期的___________期，以達到細胞周期同步化的目的。
Ⅱ 秋水仙素阻斷法。在細胞處于對數生長期的培養液中添加適量的秋水仙素，秋水仙素能夠抑制_______ 形成，使細胞周期被阻斷，即可實現細胞周期同步化。經秋水仙素處理的細胞_____（填“會”或“不會”）被阻斷在間期。
Ⅲ 血清饑餓法。培養液中缺少血清可以使細胞周期停滯在間期，以實現細胞周期同步化。分裂間期的特點是_____________________________________________。
(5)利用DNA合成抑制劑實現細胞周期的同步化
①細胞周期包括分裂間期(分為G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。假設一個細胞周期時長＝G1＋S＋G2＋M＝10＋7＋3.5＋1.5＝22(h)。
②向細胞的培養液中加入過量的DNA合成抑制劑，處于____期的細胞立刻被抑制。
③再培養__________________h，則處于_____________期的細胞都將被抑制在________期交界處。
④除去抑制劑，更換新鮮培養液，細胞將繼續沿細胞周期運行，運行時間既要保證處于_______期交界處的細胞經過___期進入___期，又要保證處于___期的細胞不能再次進入該時期，即運行時間應控制在_______h。
⑤再加入DNA合成抑制劑，則可實現全部細胞都被阻斷在該期交界處，實現細胞周期同步化。
典例分析7：
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復制前期)、S期(DNA復制期)、G2期(DNA復制后期)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，最終導致細胞群被同步化。如圖1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：
圖一
①細胞增殖包括____________和細胞分裂兩個相連續的過程。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控制在_______________________________范圍內；正常處理的時間應控制在________________________________范圍內，該次處理的目的是_____________________________________________；經過上述三次處理后，所有細胞都應停滯在細胞周期的______________(填位置)，從而實現了細胞周期的同步化。
③細胞周期受到嚴格的分子調控，調控異常會引起細胞增殖無序化。為研究W蛋白對動物細胞有絲分裂的調控作用，研究人員將經上述同步化處理的某動物正常細胞群和W蛋白缺失細胞群放入正常培養液中培養，一段時間后采用特定方法對兩組細胞的有絲分裂期過程進行圖像采集，部分結果如圖2所示：由圖可知，細胞D內染色體的主要行為變化是________________________________。本實驗表明W蛋白對細胞周期的調控作用是__________________________________。
圖二
(6)細胞周期的測定
①同位素標記法：利用3H標記的TdR（胸腺嘧啶脫氧核苷酸）標記S期的
細胞后，移至普通培養基中培養，定期取樣檢測放射顯影，統計標記細胞百分數，來計算細胞周期。
A：S期的細胞被標記；B：標記細胞進入分裂期；C：標記細胞第二次進入分裂期。
實驗開始時被標記的物質是________，該細胞分裂一次平均經歷的時間大約為______h。
②BrdU滲入測定法：BrdU加入培養液后，作為細胞DNA復制
的原料參與新DNA的合成，經Giemsa Stain染色后通過統計
分裂相中各期比例，來算出細胞周期的值。
已知只有雙鏈均含BrdU的染色單體著色較淺，其他情況的染色單體著色較深。現以1條染色體為例，觀察加入BrdU后細胞分裂中期的顯示情況，則經過2個周期，所產生的c細胞中一半細胞為兩條單體均染色淺，另一半細胞為兩條單體_____________；得出該結果依據了DNA的_________復制方式。
③流式細胞儀PI染色法：PI可以與DNA結合，其熒光強度直接反映了細胞內核DNA含量，流式細胞儀可根據細胞中核DNA含量的不同對細胞分別計數，從而獲得對應的細胞周期各時期的細胞百分率。若檢測的結果G1期核DNA的相對含量為40，則G2期應該是________。
典例分析8：
流式細胞儀可根據細胞中DNA含量的不同對細胞分別計數。
研究者用某抗癌藥物處理體外培養的癌細胞,24 h后用流
式細胞儀檢測,結果如圖。對檢測結果的分析不正確的是(　)
A.b峰中細胞的DNA含量是a峰中的2倍
B.a峰和b峰之間的細胞正進行DNA復制
C.處于分裂期的細胞均被計數在a峰中
D.此抗癌藥物抑制了癌細胞DNA的復制
診斷1：
( )1.機體內所有的體細胞都處于細胞周期中
( )2.卵細胞的體積較大，能提高它與周圍環境進行物質交換的效率
( )3.任何具有分裂能力的細胞都具有細胞周期
( )4.洋蔥的表皮細胞比分生區細胞的增殖周期長
( )5.多細胞生物體的生長依賴于細胞的生長和細胞的增殖
( )6.有絲分裂過程中中心體是均等分配到兩個子細胞中，而線粒體是隨機分配到兩個子細胞中。
( )7.同一生物體不同器官的大小主要取決于細胞數量的多少。
( )8.動物細胞有絲分裂過程中，紡錘體形成于分裂前期，消失于分裂后期。
( )9.細胞核中的DNA數量限制了細胞長大。
( )10.瓊脂塊的體積越大，NaOH在瓊脂塊中的擴散速率越小。
( )11.任何具有分裂能力的細胞都具有細胞周期。
( )12.減數分裂沒有細胞周期，高度分化的成熟細胞一般也沒有細胞周期。
考點2：分裂方式
一、無絲分裂 1.過程
細胞核先延長，核的中部向內凹陷，縊裂成兩個細胞核
整個細胞從中部縊裂成兩部分，形成兩個子細胞
2.實例：蛙的紅細胞的分裂
特別提醒：　
(1)無絲分裂是真核生物快速形成體細胞的方式；
(2)分裂過程核膜不解體，無紡錘絲的形成，但有遺傳物質的復制。
二、有絲分裂
2.具體過程
(1)排序
(2)各時期特點
典例1：
右圖表示真核細胞一個細胞周期中染色體的行為變化，下列有關敘述正確的是（ ）
A．姐妹染色單體的形成發生在c～d時期
B．植物細胞中，d～e時期細胞中央將出現細胞板
C．b～b可以表示一個完整的細胞周期
D．細胞中的DNA含量加倍是在e～a時期，細胞中染色體數目加倍是在b～c時期
E．b→c過程發生在有絲分裂間期，此時細胞內核膜消失、核仁解體
F．e→a過程中染色單體的分開導致了染色體數目加倍
G．a→b過程中染色體解螺旋變為細絲狀的染色質
3.動植物有絲分裂過程區別
4.有絲分裂過程中結構和物質變化
(1)相關細胞器作用
(2)周期性變化的結構或物質
(3)染色體的結構和行為變化
(4)相關物質和結構的數量變化——表格歸納
(4)相關物質和結構的數量變化——線形圖歸納
加倍原因：
下降原因：
出現原因：
消失原因：
小結：（以二倍體生物為例）
判斷有絲分裂過程中核DNA、染色體、染色單體含量、時期
DNA：
染色體：
染色單體：
(4)相關物質和結構的數量變化——柱形圖歸納
典例分析2：
圖1和圖2表示進行有絲分裂細胞的細胞周期各時期染色體和核DNA的數量關系，下列有關敘述錯誤的是（ ）
A．觀察染色體形態和數目的最佳時期處于圖1的CD段
B．圖1中BC段的細胞染色體數目加倍，但核DNA含量不變
C．圖2中a對應圖1中的EF段，c對應圖1中的AB段
D．有絲分裂過程不會出現圖2中d所示的情況
診斷2：
（ ）1．無絲分裂中沒有紡錘絲和染色體的變化，但有DNA分子的復制與均分。
（ ）2．真核生物細胞只進行有絲分裂，原核生物細胞只進行無絲分裂。
（ ）3．有絲分裂間期DNA復制的過程需要解旋酶參與。
（ ）4．有絲分裂過程中染色單體形成于分裂前期，消失于分裂后期。
（ ）5．有絲分裂中期，同源染色體著絲點排列在細胞板上。
（ ）6．如果細胞中染色體數和核DNA數之比是1∶2，它一定不是高度分化的細胞。
（ ）7．胡蘿卜各組織細胞周期長短相同，但G1、S、G2和M期的時間長短不同。
（ ）8．有絲分裂中期，經常會發生染色體變異和基因重組。
（ ）9．高等動物細胞有絲分裂后期，細胞的每一極都含有2條性染色體。
（ ）10．果蠅體細胞有絲分裂末期，核膜向內不斷凹陷并逐漸形成環溝。
（ ）11．有絲分裂中染色體數目加倍和著絲粒數目加倍發生在同一時期。
（ ）12．植物細胞分裂進入前期時，最明顯的變化是細胞核內出現染色體。
（ ）13．動物細胞在分裂后期，分離的染色體以相同的速率被紡錘絲拉向兩極。
（ ）14．動物細胞在分裂末期，在兩個新細胞間的赤道板上會出現許多囊泡。
（ ）15．有核膜和核仁的時期，細胞內的DNA聚合酶和RNA聚合酶均較為活躍。
（ ）16．染色體螺旋化程度達到最高的時期，細胞內不一定有同源染色體，但一定有染色單體。
（ ）17．有絲分裂后期著絲點的分裂是紡錘絲牽引的結果
1．（JCP113“圖6－4”）分裂間期核DNA存在于染色質中，分裂期染色質螺旋纏繞成棒狀的染色體，這種變化有什么意義？
考點3：觀察有絲分裂
一、實驗步驟：
取材 10:00-14:00，分裂能力旺盛，分裂期占比例大，染色體數目較少
↓
解離 15%鹽酸：95%酒精=1:1，3-5min，使組織中的細胞相互分離
↓
漂洗 清水，10min，洗去解離液，防止解離過度，避免解離液與染色液反應，影響染色效果
↓
染色 甲紫、3-5min，使染色體著色，醋酸洋紅、改良的苯酚品紅溶液
↓
制片 滴水—搗碎—蓋片—壓片
↓
觀察 先低倍，再高倍
二、深度思考
調節顯微鏡的放大倍數，使視野中看到約50個細胞，統計各個時期的細胞數并記錄；轉移視野到另一個區域再觀察統計記錄。
記錄表
1.如何判斷根尖分生區細胞？
2.如何將細胞分散開以便在顯微鏡下觀察？
3.如何判斷細胞所處分裂時期？
4.如何比較細胞周期中不同時期的時間長短？
5.能否對有絲分裂裝片中同一細胞進行連續觀察，為什么？
6.“樣本1、2” 指的是？
7.在你的觀察結果中，處于哪一期細胞最多？為什么？
8.細胞分裂時期與所觀察到的細胞數目存在什么關系？怎樣計算某個時期所經歷的時間？
典例分析1：
在高等植物中，成膜體是由赤道板處紡錘體的剩余物組成的，
用于引導植物細胞在有絲分裂末期形成新的細胞壁，具膜小
泡中含有果膠、半纖維素等成分，如下圖所示。據圖分析，
正確的是（ ）
A．成膜體的微管蛋白是由核糖體合成后再由中心體發出的
B．具膜小泡的膜由磷脂和蛋白質構成，具膜小泡與細胞壁形成無關
C．核膜的出現使細胞區域化，使轉錄和翻譯在時空上分隔開
D．子細胞的相對表面積較小，更利于與外部進行物質交換
典例分析2：
科研人員利用秋水仙素干擾植物小孢子的有絲分裂過程，
結果如下圖所示。下列相關敘述不正確的是（ ）
A．生殖細胞的形成需要經過不均等分裂
B．生殖細胞的形成經歷細胞分裂和分化
C．高濃度秋水仙素可抑制紡錘體的形成
D．分裂結束生殖細胞中染色體數目減半
小結不同濃度酒精的用途
小結：洋蔥的“一材多用”
診斷3
(　　)(1)制作細胞的有絲分裂裝片時，洋蔥根尖解離后直接用龍膽紫溶液染色
(　　)(2)解離和壓片都有利于根尖分生區細胞分散
(　　)(3)在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，持續觀察，視野中處于中期的細胞將分裂成兩
個子細胞
(　　)(4)顯微鏡下絕大多數細胞中能觀察到染色體
(　　)(5)要觀察植物細胞的細胞板結構，應選取處于有絲分裂后期的細胞

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