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[高中生物一轮复习教学讲义 必修1]
第 10 讲 细胞的增殖
考点一 细胞生长和增殖的周期性
1．限制细胞大小的主要原因
(1)生物体生长的原因：一是细胞的生长，二是细胞的分裂。
(2)细胞不能无限长大的原因
①细胞的表面积与体积比：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率越低。细胞相对
表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
②细胞的核质比：细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度，细胞核中的DNA不会随细胞体积的扩
大而增加。细胞的核质比限制了细胞的生长。
注意说明：细胞并不是越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必需的墓本结构(如核糖
体)和物质(如酶)所需要的空间决定的。
卵细胞与体细胞不同，卵细胞大小往往不受表面积与体积之比的限制，其原因是卵细胞的细胞质中储
存了大量的养料以满足早期胚胎发育所需，它与周围环境的物质交换较少。
2．细胞增殖的周期性
(1)概念：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，为一个细胞周期。
(2)图解：
G2期进行RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合
成。
拓展：细胞周期的不同表示方法
方法名称 表示方法 说明
A→B→C→A为一个细胞周
扇形图
期
直线图 a+b或c+d为一个细胞周期
坐标图 a+b+c+d+e为一个细胞周期B组DNA含量在2N~4N之
间，说明细胞正处于DNA
直方图 复制期；C组细胞中DNA含
量已经加倍说明细胞处于G
2
期或M期
考点二 细胞的有丝分裂和无丝分裂
1．有丝分裂各分裂期的特点
分裂图像 特点
时期
植物细胞 动物细胞
①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合
成，形成染色单体
间期 ②细胞适度生长
③动物细胞中心体复制
①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体
②植物：细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体(动
前期 物：中心体发出星射线，形成纺锤体)
③核仁逐渐解体，核膜逐渐消失
④染色体散乱分布于纺锤体中央
①纺锤丝牵引染色体运动，使其着丝点排列在
赤道板上
中期 ②染色体形态稳定，数目清晰，便于观察
①着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数
目加倍
后期 ②子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
①染色体变成染色质丝，纺锤丝消失
②核膜、核仁出现，形成两个新的细胞核
末期 ③植物：赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展为
细胞壁(动物：细胞膜向内凹陷，细胞质缢裂成
两部分，一个细胞分裂成两个细胞)
注意说明(1)细胞有丝分裂过程中，细胞核内的染色体是均分的，但细胞器的分配是随机的，各种细胞
器的增生发生在间期。
(2)细胞分裂间期，可以发生DNA的复制、转录、翻译过程，在分裂期由于染色质高度螺旋变成染色
体而无法解旋，所以在分裂期只能进行翻译。
(3)后期着丝点是自动分裂的而与纺锤丝的牵引无关。若用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝的
牵引，细胞中染色体的数目仍可加倍。
(4)赤道板与细胞板的区别：赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；细胞板是
一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。
2．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
细胞器名称 细胞类型 活动活跃的时期 生理作用
整个细胞周期，但主要是间
核糖体 动、植物 有关蛋白质的合成
期
中心体 动物、某些低等植物 前期 纺锤体的形成
高尔基体 植物 末期 细胞壁的形成线粒体 动、植物 整个细胞周期 提供能量
3．有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制，精确地平均分配到两个子细胞中，在亲代和子代之间保持了遗传性状的稳
定性，对于生物的遗传具有重要意义。
4．动植物细胞有丝分裂异同点比较
不同点 相同点
比较 有丝分裂过程
是否有中
类别 前期：纺锤体形成 末期：细胞质分裂 间期 分裂期
心体复制
机制不同 方式不同
染色体平
染色体
高等植 均分配到
无 完成复
物细胞 两个子细
制
胞中
染色体平
染色体
动物细 均分配到
有 完成复
胞 两个子细
制
胞中
5．有丝分裂过程中DNA含量、染色体数、染色单体数、每条染色体上DNA含量的变化曲线及曲线变化
的原因
模型 变化原因 规律分析
a→b：间期DNA复制
c→d：末期DNA随染色体
①间期DNA分子复制使DNA含量加
平均分配到两个子细胞中
倍，但染色体没有加倍，而是每条染色
体上含有2条姐妹染色单体；②染色体
g→h：后期着丝点分裂 加倍发生在后期着丝点分裂时；
i→j：末期染色体平均分配
③DNA和染色体数目减半的原因相同
到两个子细胞中
m→n：间期DNA复制染色单体形成，每条染色体上的DNA分子数
变为2，染色单体出现在G 期
2
p→q：后期着丝点分裂，染色单体消失，每条染色体上的DNA分子
数变为1
6．在分裂过程中不出现染色体和纺锤丝的变化，因此叫无丝分裂。
(1)过程：细胞核延长→核中央向内凹陷→缢裂成两个细胞核→整个细胞向中央凹陷→缢裂成两个子细胞。
(2)特点：整个分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化，无核膜、核仁周期性地消失和重建，但是
DNA仍需要经过复制并平均分配到两个子细胞中。
(3)实例：蛙的红细胞。
考点三 (实验) 观察植物细胞有丝分裂
1．实验原理
(1)植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛，如根尖分生区、茎尖生长点等。
(2)有丝分裂各个时期细胞内染色体的行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，判断这些细
胞处于有丝分裂的哪个时期。
(3)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)染色，以便于观察。
2．目的要求
(1)制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片
(2)观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期，比较不同时期的时间长短。
(3)绘制植物细胞有丝分裂简图。
3．材料用具
(1)生物材料：洋葱(可用葱、蒜代替)。
(2)用具：显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，剪子，镊子，滴管，洋葱根尖细胞有丝分裂固定装片。
(3)试剂：质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精，质量浓度为0.01g·mL-1或0.02 g·mL-1的龙
胆紫溶液(将龙胆紫溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中配制而成)或醋酸洋红液。
4．实验流程
流程 操作 步骤说明
实验前3~4 d，将洋葱放在广口瓶上，洋葱底部
根尖培养 接触清水，放置温暖处，常换水，待根长约5
cm时取用
取材 剪取根尖2~3 mm(注意取材时间)
解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为
95%的酒精按1∶1体积比混合；
装 解离
时间：3~5 min；
片
目的：使组织中的细胞相互分离开来
制
作
漂洗液：清水；
漂洗 时间：约10 min；
目的：洗去解离液，防止解离过度染色液：龙胆紫溶液或醋酸洋红液；
染色 时间：3~5 min；
目的：使染色体(或染色质)着色
用镊子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴
清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，
制片
再在上面加一片载玻片；用拇指轻压，使细胞
分散开
先低倍镜观察：找到分生区细胞(方形、排列紧
密)；
观察 后高倍镜观察：找出各时期细胞，观察各时期
染色体的形态和分布特点并记录各时期的细胞
数目
中期细胞绘图要点：植物细胞形态近方形，着
绘图 丝点排列在赤道板上；有染色单体、纺锤体，
无核膜、核仁和中心体
实验注意事项
①剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，剪取长度不宜过长，剪取的时间一般在上午 10点至下午2点左
右，此时分生区细胞分裂旺盛。
②解离所用药液是由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1混合而成的，其作用是使
组织中的细胞相互分离开来。
③解离时间应严格控制。解离时间过短，细胞在压片时不易分散开；时间过长，解离过度，无法取出
根尖进行染色和制片。
④漂洗所用的液体是蒸馏水，其作用是洗去解离液，防止解离过度。先漂洗后染色，顺序不能颠倒，
否则解离液中的盐酸会干扰染色效果。
⑤染色时，染液的浓度和染色时间必须掌握好。染色不能过深，否则视野下会一片紫色，无法观察细
胞图像。
⑥压片时用力必须恰当。用力过重会将组织压烂，压碎盖玻片；用力过轻则细胞未分散开，二者都将
影响观察。
⑦在解离过程中细胞已被盐酸杀死(龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色，表明细胞已丧失生物活性，
生物膜已不具选择透过性)，因此，显微镜下观察到的都是死细胞，不能看到细胞分裂的动态变化。若视野
中找不到处于某一时期的细胞，可通过移动装片从邻近的区域中寻找。
⑧一个细胞周期的分裂间期经历时间长，分裂期经历时间短，所以在观察细胞有丝分裂时大多数细胞
都处于分裂间期。
⑨在观察细胞的有丝分裂时，应选取分裂期相对较长的细胞作为实验材料，这样比较容易观察到处于
不同分裂时期的细胞图像。
⑩中期染色体形态稳定、数目清晰，是观察的最佳时期。
概念区分
(1)根尖和分生区不是同一概念。根尖长度一般选 5 cm左右，而分生区只在其最前端的2～3 mm(包藏
于根冠之下)内，只有分生区细胞才进行细胞分裂。实验时剪取 3 mm左右即可，不能过长，否则看到的大
多数是伸长区的细胞。先在低倍镜下找到分生区细胞，其特点是细胞呈正方形，排列紧密；再换用高倍镜。
若找到长方形细胞，则观察到的是不再分裂的伸长区细胞(见右图)。1．如图是高等动物的细胞周期示意图，图1中①~⑥表示细胞周期的不同时期，其中③~⑥表示分裂期；
图2表示蛋白A、B、D、E在细胞周期中表达量的变化情况。下列有关叙述错误的是 ( )
图1 图2
A．G 期和②时期均可进行转录和翻译过程，①时期的细胞中蛋白A含量逐渐增加
1
B．⑤时期会出现染色体数目加倍，⑥时期细胞缢裂分为两个细胞
C．蛋白E和蛋白B都能周期性地合成和分解，且功能相同
D．③时期染色质丝螺旋缠绕形成染色体，蛋白A可能是染色体的组成成分
2．果蝇体细胞中有8条染色体，下列说法正确的是( )
A．有丝分裂后期，细胞每一极都有4条染色体
B．有丝分裂中期染色单体和染色体均为8条
C．有丝分裂后期核DNA分子数与染色体数相同
D．有丝分裂末期细胞中央可以观察到细胞板
3．有丝分裂过程中，不仅有细胞核与染色体的变化，多种细胞器也参与了分裂过程。下列关于细胞器作
用的叙述错误的是( )
A．细胞分裂所需的全部能量均由线粒体提供
B．分裂间期核糖体上合成了组成染色体的蛋白质
C．动物细胞分裂前期，两组中心粒之间发出星射线形成纺锤体
D．植物细胞分裂末期，高尔基体参与形成细胞壁
4．如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述错误的是( )
图1 图2
A．观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段
B．图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变
C．图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段
D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况5．某科学家用培养基(其中的T和U被放射性同位素标记)培养蚕豆根尖分生区细胞，观察其有丝分裂，已
知蚕豆有丝分裂周期为17.3小时，根据这两种碱基被细胞利用的速率绘制的曲线如图所示。下列对此结果
的分析，错误的是( )
A．b点对应时刻，细胞正大量合成RNA
B．d点对应时刻，细胞中DNA含量达到最大值
C．ce段，细胞中染色体数目不会改变
D．在显微镜下，处于ae段的细胞数目最多
6．下列是以洋葱为材料进行实验的相关叙述，正确的是( )
A．经染色后，在高倍镜下能观察到低温诱导洋葱细胞染色体数目加倍的过程
B．经染色后，在高倍镜下能观察到洋葱根尖分生区多数细胞的染色体
C．洋葱鳞片叶细胞在发生质壁分离复原时，细胞的吸水能力逐渐降低
D．内表皮经甲基绿吡罗红染色后，能观察到细胞中大部分区域呈绿色
7．酒精和盐酸是生物实验中常用的试剂。下列有关说法正确的是( )
A．脂肪鉴定过程中需用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1:1混合洗去浮色
B．用盐酸处理染色质能促进DNA与吡罗红结合
C．经低温培养的洋葱根尖用卡诺氏液固定后，需用体积分数为95%的酒精冲洗
D．在观察植物细胞有丝分裂的实验中，酒精和盐酸混合液主要起固定作用
8．下列有关生物学实验操作的叙述，正确的是( )
A．脂肪鉴定实验中，需用体积分数为50%的酒精溶液溶解组织中的脂肪
B．观察DNA、RNA在细胞中的分布实验中，需用体积分数为95%的酒精冲洗盐酸
C．观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验中，需用清水漂洗解离后的根尖
D．低温诱导细胞染色体加倍实验中，需用清水冲洗卡诺氏液
