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考点15 细胞的有丝分裂
一、细胞周期
1. 细胞不能无限长大的原因
（1）
：细胞体积越大，相对表面积
，物质运输效率
。
（2）核质比：细胞核控制的细胞质范围
。
2. 细胞周期
（1）含义：
的细胞，从
时开始，到
时为止，为一个
细胞周期。
细胞周期是针对真核生物而言的，原核生物无染色体，不具有细胞周期
只有连续分裂的真核细胞才有细胞周期，如植物的根尖分生区组织细胞、形成层细胞、动物的生发层细胞、干细胞等。减数
分裂和无丝分裂以及高度分化的细胞都没有细胞周期。
（2）特点
①分裂间期占细胞周期的
。
②分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成
和
，同
时细胞有
。
其中，分裂间期又可细分为
、
、
。
1
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G1期（DNA 合成前期）：进行RNA 和相关蛋白质的合成
S 期（DNA 合成期）：进行DNA 的复制
G2期（DNA 合成后期）：进行RNA 和相关蛋白质的合成
③分裂间期结束后，细胞就进入分裂期，开始进行细胞分裂（真核生物主要进行
）。
细胞周期中可能发生的“三变”
①基因突变：在细胞分裂间期，DNA 复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即可能发生基因突变。
②染色体变异：在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。
③细胞癌变：细胞分裂过程中若原癌基因和抑癌基因等发生突变，细胞可能会发生癌变。
3. 细胞周期的表示方法
表示方法
扇形图
线段图
坐标图
柱形图
图形
说明
为
一个细胞周期
或
为一个细胞周期
为
一个细胞周期
A：DNA 合成前期（
）
B：DNA 合成期（
）
C：DNA 合成后期（
）
及分裂期（
）
在表示细胞周期时，必须是分裂间期在前，分裂期在后，不能颠倒。
二、有丝分裂
1. 相关概念
（1）染色质与染色体
①染色质与染色体均主要由
和
组成，是
在细胞
时期的
存在
状态。
②在分裂间期，染色质呈细丝状，如
；进入分裂期，染色质高度螺旋化形成染色体，如
。
（2）染色体与染色单体
①由一个着丝粒连接的整体称为一条染色体，如
。
②染色单体是染色体经过复制后出现的结构，如
，并将同一个着丝粒连接的两条染色单体
互称为姐妹染色单体，如
，
。
2. 过程及特点
2
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时期
主要变化特点
记忆口诀
分裂间期
为分裂期进行活跃的物质准备，完成
和
，同时细胞有
。
间期复制又合成
分
裂
期
前期
①出现 ；② 逐渐解体， 逐渐消失；③形成
；④染色体 排列
膜仁消失显两体
中期
①着丝粒有规律地排列在 上；② 形态稳定、数目清晰，
便于观察
形定数晰赤道齐
后期
分裂，姐妹染色单体分开，在 的收缩牵拉下向细胞两极
移动
粒裂数加均两极
末期
①染色体解螺旋形成 ；② 重现， 消失；③植
物细胞在赤道板位置上出现 ，进行形成新的细胞壁；动物细胞在
细胞中部 向内凹陷，缢裂成两个子细胞
两消两现重开始
有丝分裂不包括分裂间期，只包括分裂期；
有丝分裂的前期、中期、后期、末期是人为划分的，它们之间没有明显的界限。
3. 特征及意义
（1）特征：染色体复制 ，细胞分裂 ，染色体 至两个子细胞中。
（2）意义：使亲代和子代细胞之间的遗传性状 。
染色体的平均分配指细胞核中的染色体（含DNA）平均分配，而细胞质中的DNA 在细胞分裂时期是随机分配的，如线粒体
DNA 在细胞分裂时随机分配进入子细胞中。
三、动物细胞和植物细胞有丝分裂过程区别
项目
前期：纺锤体的形成方式不同
末期：细胞分裂方式不同
高等植物
细胞
细胞两极发出纺锤丝，形成纺
锤体
在赤道板的位置出现一个细胞板，细胞板逐渐扩
展，形成新的细胞壁，将细胞分隔成两个子细胞
动物细胞
中心粒在
倍增，中心粒
发出
形成纺锤体
向内凹陷，最后将细胞
成两个
子细胞
四、与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用
细胞器
分布
作用时期
生理作用
核糖体
动植物细胞
整个时期，主要是
.
各种
的合成
3
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中心体
动物、低等植物细胞
.
参与
的形成
高尔基
体
动植物细胞
整个时期
各种
的形成，在末期与
植物
的形成有关
线粒体
动植物细胞
整个时期
提供
.
子细胞中的细胞器都是从原有细胞中获得的，各种细胞器的增殖发生在细胞分裂间期。
中心体在子细胞中是平均分配的，其他细胞器在子细胞中是随机分配的。
五、无丝分裂
1. 过程：细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核；然后细胞从中部缢裂成两部分，形成两
个子细胞。
2. 特征：在无丝分裂中，核膜、核仁不消失，没有 和 的变化，有DNA 复制，但不能保
证母细胞的遗传物质平均分配到两个子细胞中去。
3. 实例： 。
无丝分裂和有丝分裂是真核细胞的分裂方式，原核生物不存在无丝分裂和有丝分裂，一般以二分裂进行增殖。
六、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1. 实验原理
（1）高等植物的
细胞有丝分裂较为旺盛。
（2）有丝分裂各时期细胞内
变化不同，据此可判断细胞所处时期。
（3）细胞核内染色体易被
染成深色。
2. 实验步骤
（1）图解
（2）分析
①制片流程：
→
→
→
②所用试剂或操作与目的
试剂或操作
目的
解离
解离液：质量分数为15%的
和体积分数为95%的
混合溶液（体积比为1:1）
使组织中的细胞
漂洗
洗去
，防止
染色
染色液：
溶液（旧称
溶液）或
使
着色
制片
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，然后用拇指轻轻地按压盖玻片
使细胞
，有利于
观察
4
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（压片）
③观察：先低倍镜观察，找到
细胞；后高倍镜观察，找到各分裂时期细胞。
3. 注意事项
（1）解离过程中细胞
，观察到的只是一个固定时期。如果要找到各个分裂时期细胞，要不
断移动
，在不同
中寻找。
（2）显微镜下的分生区细胞中，大多数细胞处于细胞
，原因是
持续时间较长。
（3）染色的时间必须掌握好。若染色时间太短，则染色不充分，染色体着色
，不易观察；若染色
时间太长，则染色体及周围结构均被染色，细胞内一片紫色或红色，也不易观察。
（4）压片力度要适当，过轻则细胞
，过重则会将组织
，二者均影响观察效果。
处于间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长；
先漂洗再染色，这两步顺序颠倒会影响实验结果；
本实验中显微镜观察到的都是死细胞，不能看到细胞分裂的动态过程；
细胞板是真实存在的结构，而赤道板是不真实存在的。
考法1 细胞周期及分析
1. 加入某些药物对细胞周期的影响
（1）加入蛋白质合成抑制剂，会作用于G1期细胞，可影响其进入S 期。
（2）加入促进细胞分裂的药物，使细胞周期缩短。
（3）细胞周期同步化：为了研究某一时期细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡，常需采取一些方法使细
胞处于细胞周期的同一时期，这就是细胞同步化技术。常见方法如下：
方法
作用原理
秋水仙素处理法
通过抑制纺锤体的形成，可以使细胞停滞在分裂中期
DNA 合成阻断法
可以加入DNA 合成的抑制剂，可逆地抑制S 期细胞DNA 的合成而不影响其他细胞周
期运转，最终可将细胞群体阻断在G1/S 期交界处
血清饥饿法
通过降低培养液中的血清浓度，使培养细胞因缺乏血清生长因子而不能分裂，一定时
间后再加入血清，就可以实现细胞的同步生长分裂
【典例1】 （2023 春•大理州期末）下列关于细胞周期的叙述，正确的是（ ）
A．抑制核DNA 的合成，细胞将停留在分裂间期
B．细胞周期包括分裂前期、中期、后期、末期
C．是指从一次分裂完成时开始，到下一次分裂开始时为止
D．在一个细胞周期中，染色体存在时间比染色质存在时间长
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【典例2】 （2023 秋•四平月考）细胞周期包括分裂间期和分裂期（M 期），分裂间期又分为G1、S 和G2
期。细胞在G1期主要合成蛋白质和RNA，在S 期主要进行DNA 的合成。细胞周期检验点是细胞周期的一
种调控机制，主要作用是确保细胞周期各时期的主要事件顺利完成。据图分析，下列说法错误的是
（ ）
A．S 期进行遗传物质的复制，细胞核中DNA 分子数和染色体数加倍
B．若阻止纺锤体的形成，则可使细胞中染色体的数目倍增
C．检验点1 检验的相关事件可能包括DNA 复制所需的酶是否充足
D．可利用相关试剂调控检验点，使不同细胞实现细胞分裂周期同步化
【典例3】 （2023•洪山区校级模拟）真核细胞的细胞周期分为间期和分裂期（M 期），间期又分为DNA
合成前期（G1期）、DNA 合成期（S 期）与DNA 合成后期（G2期）三个时期。为了探究细胞周期运行的
调控机制，研究人员取不同时期的细胞进行了融合实验，获得下表结果。则下列推断正确的是（ ）
细胞融合的组合方式
融合细胞中的现象
M 期细胞和G1期细胞
原G1期细胞中染色质出现凝缩成单线状染色体
M 期细胞和G2期细胞
原G2期细胞中染色质出现凝缩成双线状染色体
S 期细胞和G1期细胞
原G1期细胞核中DNA 进行复制
S 期细胞和G2期细胞
原G2期细胞核中DNA 没有启动复制
A．诱导染色质凝缩成染色体的调控因子存在于M 期细胞中，且随M 期进行含量越来越高
B．G2期凝缩成双线状的原因是复制后的两条DNA 链未及时形成双螺旋结构
C．将M 期细胞和S 期细胞融合，原S 期细胞中染色质不会凝缩
D．将M 期细胞和S 期细胞融合，原M 期细胞染色体DNA 不会复制
【变式1】 （2022 秋•青铜峡市校级期末）如图a→d 表示连续分裂细胞的两个细胞周期，下列叙述中不正
确的是（ ）
A．a 和b 为一个细胞周期
B．遗传物质平分一般发生在d 段
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C．b 和c 为一个细胞周期
D．c 段结束DNA 含量增加一倍
【变式2】 （2023 春•莱西市期末）某DNA 合成抑制剂能特异地抑制DNA 的合成，而不影响处于其它时
期的细胞进行细胞周期运转，抑制剂解除后细胞能继续进行细胞周期运转。先后两次将一定剂量的抑制剂
加入细胞培养液培养一定时间后，可使所有的细胞抑制在G1期和S 期交界处狭窄的区段。下列叙述错误的
是（ ）
A．第一次抑制剂处理时间不小于G2期、M 期和G1期时间之和
B．该抑制剂可以抑制减数分裂，使细胞均处于减数第一次分裂前的间期
C．第一次抑制剂去除后，细胞均从G2期开始进行细胞周期运转
D．第一次抑制剂去除后，细胞到达G1期终点前第二次加入抑制剂
【变式3】 （2023•日照开学）细胞周期是靠细胞内部一系列精确调控实现的。在此过程中各种周期蛋白
（Cyclin）与不同的蛋白激酶（Cdk）结合形成复合物，促进细胞进入下一个阶段。如Cdk 2﹣Cyclin E 负
责检查G1到S 期，检查通过则细胞周期继续进行，不通过则细胞进入G0期（不生长、不增殖）。不同时
期细胞各种蛋白复合体的含量变化如图。下列分析错误的是（ ）
A．Cdk 2﹣Cyclin A 复合物与细胞内DNA 和中心体的复制有关
B．将G2期细胞与M 期细胞融合，G2期细胞会延迟进入M 期
C．原癌基因表达的蛋白质功能与Cdk﹣Cyclin 复合物的功能类似
D．可设计研发抑制Cyclin E 基因表达的药物来抑制癌细胞的增殖
考法2 有丝分裂的过程和特征分析
1. 细胞周期（以有丝分裂为例）过程中相关变化规律与总结
（1） 染色体行为及相关物质数量变化
间期
前期
中期
后期
末期
染色体变化
核DNA
2N→4N
4N
4N
4N
4N→2N
染色体
2N
2N
2N
4N
4N→2N
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染色单体
0→4N
4N
4N
4N→0
0
①当有染色单体时，染色体：染色单体：核DNA= 1:2:2
②当无染色单体时，染色体：核DNA= 1:1
核DNA 复制（染色体复制）并不会引起染色体数目的变化，而是引起核DNA 分子数的加倍。每条染色体复制前就叫一条染
色体，没有染色单体；复制后还是一条染色体，但有两条染色单体。
着丝粒分裂会导致染色体数目加倍，染色单体数目变为0。此时，每条染色体含有1 个DNA 分子。
（2） 核DNA、染色体、染色单体的数目变化曲线及分析
①染色体数目变化
②核DNA 数目变化
③染色单体数目变化
（3） 数目变化曲线变式
变式曲线1——每条染色体上DNA 分子数量的变化
变式曲线2——染色体与核DNA 数量之比
分析：
（1）加倍原因：bc 段——后期，着丝粒分裂，姐妹染色单
体分开，形成子染色体，染色体数目加倍。
（2）减半原因：de 段——末期，细胞一分为二，染色体平
均分配到两个子细胞中，染色体数目减半。
分析：
（1）加倍原因：bc 段——间（S）期，核DNA 复制，核
DNA 数目加倍。
（2）减半原因：de 段——末期，细胞一分为二，核DNA 数
目减半。
分析：
（1）形成原因：bc 段——间（S）期，核DNA 复制，染色
单体形成。
（2）消失原因：de 段——后期，着丝粒分裂，姐妹染色单
体分开，形成子染色体，染色单体消失。
分析：
（1）加倍原因：bc 段——间（S）期，核DNA 复制，染色
单体形成。
（2）减半原因：de 段——后期，着丝粒分裂，姐妹染色单
体分开，形成两条染色体。
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（4） 根据柱形图判断细胞分裂时期的规律
根据染色单体判断时期
①有染色单体：G2期、前期、中期，如乙；
②无染色单体：G1期、子细胞，如甲、丁；或者后期、末期，如丙。
根据染色体：核DNA：染
色单体比例关系判断时期
2n:4n:4n
①
：G2期、前期、中期，如乙；
4n:4n:0
②
：后期、末期，如丙；
2n:2n:0
③
：G1期、子细胞，如甲、丁。
【典例1】 （2023 春•宜宾期末）果蝇体细胞含有8 条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，错
误的是（ ）
A．在末期，细胞核中的主要变化是DNA 的复制和有关蛋白质的合成
B．在前期，每条染色体由2 条染色单体组成，含2 个DNA 分子
C．在中期，8 条染色体的着丝点排列在赤道板上，易于观察染色体
D．在后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA 数目不加倍
【典例2】 （2023•贵港开学）某植物根尖细胞一个细胞周期中的部分时期如图所示。下列叙述正确的是
（ ）
A．若只考虑一个细胞周期，则图中缺少处于前期的示意图
分析：
（1）减半原因：bc 段——间（S）期，核DNA 复制，染色
单体形成。
（2）加倍原因：de 段——后期，着丝粒分裂，姐妹染色单
体分开，形成两条染色体。
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B．图示细胞在细胞周期中出现的先后顺序依次是乙、甲、丙、丁
C．丁中结构1 为赤道板，其向四周扩展会形成细胞壁
D．图中核DNA：染色体：染色单体＝2：1：2 的是乙、丙
【典例3】 （2023•武功县校级二模）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（ ）
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BC 段的细胞核DNA 含量加倍，但染色体数目不变
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
【典例4】 （2023•成都开学）如图为某植物根尖细胞的分裂图像，下列说法错误的是（ ）
A．该视野中看到处于分裂间期的细胞最多
B．箭头所指的细胞正处于有丝分裂后期
C．该视野中没有箭头所指细胞前一时期的细胞
D．该视野中有的细胞的一条染色体上有两个DNA 分子
【典例5】 （2023 春•肇庆期末）如图为一条染色体的结构示意图。高等植物细胞两极发出的纺锤丝和动
物中心体发出的星射线都属于微管蛋白，它们形成的纺锤体必须有附着支点，即动粒，才能实现对染色体
的牵拉移动。下列有关说法正确的是（ ）
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A．在有丝分裂的分裂间期，细胞核内会完成DNA 分子的复制和微管等的合成
B．有丝分裂前期，动物细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
C．有丝分裂中期，细胞中央形成一个赤道板，染色体的着丝粒排列在其中
D．有丝分裂后期，染色体着丝粒分裂形成的两条染色体在纺锤体和动粒的共同作用下移向细胞两极
【典例6】 （2023•青羊区校级开学）微核是没有进入子细胞核而残留在细胞核外的微小染色质块，其可
能来自断裂的染色体或染色单体片段，也可能是纺锤丝被破坏而未能移向两极的整条染色体，微核在光学
显微镜下可以被观察到。回答相关问题：
（1）简述染色质与染色体的关系：
。
纺锤丝的作用是
。
（2）微核率（含微核的细胞数占观察细胞总数的比例）可以作为一些致突变物早期生物学效应的指标。
要观察一定培养环境中的植物根尖细胞中的微核，最好选择处于
期的细胞来观察微核。
（3）细胞质分裂时，微核随机进入其中一个子细胞中，可能导致子细胞DNA 含量
。
微核的形成可能引起生物的可遗传变异，该变异的类型是
。
（4）微核在子细胞中的存在时间有限，会被细胞内相关的酶水解，水解微核的酶主要是
。
【变式1】 （2023•泸县校级开学）下列关于植物细胞有丝分裂的叙述，错误的是（ ）
A．前期：每个染色体由两条并列的姐妹染色单体组成
B．中期：染色体的着丝粒排列于纺锤体的中轴上
C．后期：姐妹染色单体分离成两条独立的染色体
D．末期：在赤道板的位置上出现一个细胞板，细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁
【变式2】 （2022 秋•漳州期末）如图表示某植物细胞有丝分裂过程中不同时期的细胞图象，下列分析错
误的是（ ）
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A．图示细胞分裂的先后顺序是②③①④
B．细胞分裂结束后子细胞内含4 条染色体
C．图②时期的明显变化是出现染色体和纺锤体
D．核DNA 分子数与染色体数相同的时期是①③④
【变式3】 （2022 秋•和平区校级期末）如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体（a）数目、核DNA 分
子（b）数目的柱形统计图，有关叙述正确的是（ ）
A．①时期染色体还未复制，核DNA 已完成了复制
B．③时期核膜、核仁重建，细胞中部出现细胞板
C．①→②表示着丝粒分裂，染色体数目加倍，但核DNA 分子数目不变
D．②→③表示染色单体相互分离，染色体和核DNA 分子数目也随之减半
【变式4】 （2023 春•宜宾期末）某植物体细胞中有16 条染色体，如图甲表示细胞有丝分裂过程中每条染
色体上DNA 含量的变化，图乙表示细胞有丝分裂过程中染色体的周期性变化，下列选项错误的是
（ ）
A．图甲中AB 段对应图乙中d→e 段，变化的原因是DNA 分子的复制
B．图甲中CD 段对应图乙的b→c 段，变化的原因是着丝点的分裂
C．图甲中的BC 段对应的细胞中有染色体16 条，核DNA 有32 个
D．图乙d→e→a→b→c 能表示一个完整的细胞周期
【变式5】 （2023•湖北）快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结合可
以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO 化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程。下列
叙述正确的是（ ）
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A．乳酸可以促进DNA 的复制
B．较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂
C．癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸
D．敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO 化水平
【变式6】 （2023•江苏模拟）科研人员用某污水培养洋葱18h 后，再放入清水中恢复培养24h，取根尖制
成临时装片观察到如图所示的细胞图像，箭头处是染色体断裂后连接形成的染色体桥（可在两着丝粒间任
意位置发生断裂），不考虑其他变异。相关叙述正确的是（ ）
A．解离时间越长越利于获得实验现象
B．图中细胞处于减数分裂Ⅰ的后期
C．该细胞分裂后产生的子细胞可能均不正常
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