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第12 讲 细胞的增殖（知识清单）
学习导航站
知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架
核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点
考点1 细胞增殖★★★☆☆
考点2 细胞周期★★★☆☆
考点3 有丝分裂★★★☆☆
考点4 运用模型解释细胞不能无限长大★★★☆☆
考点5 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（1 大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 细胞增殖★★★☆☆
1.生物体的生长，既靠 增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。细胞不能无
限生长的原因： 的限制、细胞核控制范围的限制。
2.细胞增殖
（1）概念：细胞通过 增加细胞数量的过程。
（2）意义：
①是重要的细胞生命活动。
②是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
（3）过程：包括 和 两个相连续的过程。
（4）方式：
①原核细胞：二分裂。
②真核细胞：
1） →产生体细胞。
2）有丝分裂→产生体细胞。
3） →产生生殖细胞。
考点2 细胞周期★★★☆☆
1.模型
（1）条件： 的细胞。
（2）起点：一次分裂 时。
（3）终点：下一次分裂 时。
（4）特点：不同种类的细胞细胞周期 ，分裂间期与分裂期所占比例也 。
（5）分裂间期的物质变化：
①G1期：又称DNA 合成前期，主要进行RNA 和有关蛋白质（如DNA 聚合酶等）的合成，为S 期DNA
的复制做准备。
②S 期：又称DNA 合成期，主要进行 的复制。
③G2期：又称DNA 合成后期，主要进行有丝分裂所必需的一些 的合成。
特别提醒
连续分裂的细胞才具有细胞周期。有一些细胞会暂时停止分裂，但仍能返回细胞周期，如结缔组织中的成
纤维细胞。有一些细胞会持续分裂，如造血干细胞。
2.细胞周期的表示方法
方法名称
表示方法
用字母表示细胞周期
扇形图
为一个细胞周期，其中
A→E 为分裂间期，M 期为分裂期
直线图
（a＋b）或（c＋d）为一个细胞周期
坐标图
（ ）为一个细胞周期
直方图
A 组细胞处于DNA 复制前期；B 组细胞处于DNA 复制
期；C 组细胞处于DNA 复制后的间期和
3.影响细胞周期的因素
（1）内部因素：不同种类的细胞（控制细胞周期的相关基因有差异），细胞周期持续的时间 相
同，分裂间期和 所占的比例也 。
（2）外部因素：温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶活性来影响 。
【教材拾遗】（必修1P115 思维训练）
（1）细胞越大，细胞的表面积与体积的比值 。
（2）从物质运输的效率看，细胞不能太大的原因是 ， ，
。
（3）细胞体积并 越小越好， ， 。
考点3 有丝分裂★★★☆☆
1.有丝分裂前的间期
分裂图像
特点
植物细胞
动物细胞
完成 和 ，同时细胞有适
度的生长
2.有丝分裂过程
时期
分裂图像
特点
植物细胞
动物细胞
前期
① 消失
②染色质→
③纺锤体形成
中期
染色体的着丝粒排列于赤道板上
后期
① 分裂， 分开
②子染色体 ，每一极各有一套染色体
末期
① 出现，形成两个细胞核
②染色体→
③ 消失
④细胞质分裂
3.比较动、植物细胞的有丝分裂的异同
项目
前期
末期
形成 的方式不同
细胞质分裂方式不同
植物细
胞
细胞 发出 形成纺锤体
细胞中央出现 ，向四周扩展形成细胞
壁，一个细胞形成两个子细胞
动物细
胞
两组中心粒分别移向细胞两极，其周围
发出 形成纺锤体
细胞膜从细胞的 部向内 ，一
个细胞缢裂成两个子细胞
特别提醒
着丝粒是自动分裂的，与纺锤丝的牵引无关，比如用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝牵引，着丝
粒仍分裂，导致细胞中染色体的数目加倍。
4.细胞有丝分裂的意义
（1）将亲代细胞的 经过复制（关键是 的复制）之后，精确地平均分配到
中。
（2）由于染色体上有 ，因而在细胞的亲代和子代之间保持了 。
5.分析一个细胞周期中染色体、染色单体、DNA 数量变化
（1）一个细胞周期中染色体、染色单体、DNA 数量变化规律
时期
项目
间期
前期
中期
后期
末期
染色体
2n
2n
2n
2n→4n
4n→2n
DNA
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
染色单体
0→4n
4n
4n
4n→0
0
DNA
①
数量加倍的时期是 ，其原因是 。
②染色体数量加倍的时期是 ，其原因是 。
（2）一个细胞周期中细胞内DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析
①曲线模型
②曲线解读
项目
上升段的变化原因
下降段的变化原因
DNA
期DNA 复制，DNA 数目加倍
末期细胞一分为二，DNA 数目减半
染色体
后期 ，染色体数目加倍
末期细胞一分为二，染色体数目减半
染色单体
期DNA 复制，染色单体形成
后期
（3）一个细胞周期中细胞内DNA、染色体、染色单体含量变化柱形图分析
①染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体，b 为
染色单体。
②根据有染色单体时，DNA 和 数量相同，没染色单体时，DNA 和染色体数量相同，则a
为染色体，c 为DNA。
6.无丝分裂
（1）过程：一般是 先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核；接着，整个细
胞从中部 成两部分，形成两个子细胞。
（2）特点：没有出现 的变化。
（3）实例： 的无丝分裂。
【教材拾遗】（必修1P114 思考·讨论）鉴定一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，
最佳的方法是看分裂末期细胞质的分裂方式，如果形成细胞板则为植物细胞，如果是细胞膜从细胞的中部
向内凹陷，则为动物细胞。
考点4 运用模型解释细胞不能无限长大★★★☆☆
1.原理
（1）不同大小模型模拟细胞大小。
（2）葡萄糖在不同大小模型中扩散速度 。
2.变量分析
（1）自变量：“细胞”体积的大小。
（2）因变量：“细胞”中葡萄糖扩散的体积与“细胞”体积的 （细胞物质交换效率）。
3.结果
（1）模型的表面积与体积之比（相对表面积）随体积的增大而 。
（2）葡萄糖扩散的体积与整个“细胞”体积之比随体积的增大而 。
4.结论
限制了细胞的长大：细胞体积越大，其相对表面积越 ，细胞的物质运
输效率就越 。
考点5 实验：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂★★★☆☆
1.实验原理
（1）高等植物根尖、芽尖等 细胞能进行有丝分裂。
（2）在高倍显微镜下观察各时期细胞内 的存在状态判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。
（3）染色体容易被 （如甲紫溶液）着色。
（4）盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞 。
2.实验步骤
（1）洋葱根尖的培养：实验前3～4d 培养，待根长约5cm 时，取生长健壮的根尖制成装片观察。
（2）装片的制作
解离
漂洗
染色
制片：用镊子取出根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖将根尖弄碎，盖上 ，用拇指轻压
（3）观察
①低倍镜观察：根据根尖 细胞特点找到细胞。
②高倍镜观察：先找 细胞，再找 细胞，最后找分裂间期细胞。
（4）绘图：绘制植物细胞有丝分裂中期简图。
特别提醒
1.每一时期的时间＝细胞周期×此时期的细胞数占计数细胞总数的比例。
2.根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。
3.不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体
现出细胞分裂的连续过程。
4.“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。
陷阱1 细胞的增殖的几点易错点
易错表现
正确理解
认为秋水仙素可促使细胞进入细胞周期的分裂期
秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，而纺锤体的形成是
在分裂期
认为高等动物胚胎干细胞分裂过程中，中心体的
复制和染色体组数的加倍发生在同一时期
中心体复制发生在分裂间期，染色体组数加倍发生在
有丝分裂后期
认为植物细胞有丝分裂前期，核DNA 已完成复
制且染色体数目加倍
植物细胞有丝分裂前期，核DNA 复制，但染色体数
目不变
认为同一细胞的细胞周期是不变的
一些外界因素，如温度、pH 等会影响细胞周期的长
短，因此，同一细胞的细胞周期是可变的
认为无丝分裂过程中没有遗传物质的复制和变化
无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化，但有
遗传物质的复制和变化
认为动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、
数目变化不同
动植物细胞有丝分裂过程中染色体形态、数目变化相
同
细胞周期检验点与细胞周期同步化
细胞周期可分为分裂间期和分裂期（M 期），根据DNA 合成情况，分裂间期又分为G1期、S 期和G2
期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统（检验点），对细胞周期的过程是否
发生异常加以检测，部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运
行。为研究某一时期细胞的代谢、增殖或凋亡，常采取一些方法使细胞群体处于细胞周期的同一时期，这
就是细胞周期同步化技术。
动物细胞周期同步化的三种方法：
（1）在细胞快速增殖的培养液中添加适量的DNA 合成抑制剂，主要激活检验点2，处于G2、M 期的细胞
不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的S 期，以达到细胞周期同步化的目的。
（2）在细胞快速增殖期的培养液中添加适量的秋水仙素，抑制纺锤体形成，主要激活检验点4，使细胞停
滞于中期，即可实现细胞周期同步化。经处理的细胞染色体数目加倍，该物质起作用的时期是细胞分裂的
前期。
（3）培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。
考点预测：
一、细胞周期检验点
1.分类与功能
（1）G1/S 检验点：
①核心功能：检查DNA 损伤、细胞大小及营养状态，决定是否进入S 期。
②调控分子：
1)p53/p21 通路：DNA 损伤激活ATM/ATR 激酶，磷酸化p53，诱导p21 抑制CDK2/cyclinE。
2)Rb/E2F 通路：未磷酸化Rb 结合E2F，阻止S 期基因表达；CDK4/6-cyclinD 磷酸化Rb 后释放E2F。
（2）G2/M 检验点：机制：ATM/ATR 激活Chk1/Chk2，磷酸化Cdc25 使其失活，抑制CDK1/cyclinB 复合
物，阻断M 期进入。
（3）纺锤体组装检验点：关键分子：Mad2 和Bub1 结合未附着染色体，抑制APC/C 泛素连接酶，阻止姐
妹染色单体分离。
2.与疾病关联
（1）癌症：p53 突变导致G1/S 检验点失效，基因组不稳定；Mad2 过表达与肿瘤恶性表型相关。
（2）遗传病：ATR-Seckel 综合征因ATR 缺陷引发DNA 复制应激异常。
二、细胞周期同步化
1.主要方法
（1）DNA 合成阻断法：TdR 双阻断法：高浓度TdR 抑制DNA 聚合酶，两次处理将细胞同步于G1/S 期交
界处（如HeLa 细胞第一次阻断16 小时，释放9 小时后第二次阻断16 小时）。
（2）中期阻断法：秋水仙素/诺考达唑：抑制微管聚合，使细胞停滞于M 期；振荡收集法物理分离贴壁细
胞的中期群体。
（3）血清饥饿法：去除血清使细胞停滞于G0/G1 期，恢复血清后同步进入S 期。
2.方法对比与选择
（1）TdR 法：同步化程度高，但可能导致细胞体积增大。
（2）秋水仙素法：效率高但毒性大，适用于染色体观察。
（3）血清法：操作简单但周期长，可能引发分化。
（4）实验设计：研究S 期选TdR 法，观察染色体选秋水仙素法。
3.检测手段
（1）流式细胞术：PI 染色区分G1（2N）、S（2N-4N）、G2/M（4N）期细胞。
（2）放射自显影：3H-TdR 掺入S 期细胞，检测DNA 合成活性。
（3）免疫荧光：结合cyclinB 定位验证同步化阶段。
1．（2025·江苏·高考真题）用秋水仙素处理大花葱（2n=16），将其根尖制成有丝分裂装片，图示2 个细
胞分裂相。下列相关叙述正确的是（ ）
A．解离时间越长，越有利于获得图甲所示的分裂象
B．取解离后的根尖，置于载玻片上，滴加清水并压片
C．图乙是有丝分裂后期的细胞分裂象
D．由于秋水仙素的诱导，图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
2．（2024·江西·高考真题）某植物中，T 基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都
明显减少，从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是（ ）
A．T 基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体
B．T 基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列
C．T 基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍
D．T 基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动
3．（2024·浙江·高考真题）观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①~④不同时期的
细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是（ ）
A．细胞①处于间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成
B．细胞②处于中期，染色体数: 染色单体数: 核DNA 分子数=1:2:2
C．细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动
D．细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
4．（2023·河北·高考真题）关于动物细胞有丝分裂的叙述，错误的是（ ）
A．精原细胞能通过有丝分裂产生子细胞B．DNA 在分裂间期边解旋边复制
C．细胞DNA 总量在分裂后期减半
D．核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成
5．（2023·辽宁·高考真题）下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图（仅显示部分染色体）。下列叙述正确
的是（ ）
A．②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同
B．③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上
C．④时期，非同源染色体自由组合
D．⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同
