第4章 細(xì)胞的增殖

一、細(xì)胞增殖的周期性和細(xì)胞的生長(zhǎng)

1．細(xì)胞周期[據(jù)圖填空]

(1)條件：

的細(xì)胞。

(2)起點(diǎn)：

時(shí)，如

點(diǎn)。

(3)止點(diǎn)：

時(shí)，如B點(diǎn)。

(4)用圖中字母表示一個(gè)細(xì)胞周期：

；分裂間期：

，分裂期

。

(5)特點(diǎn)：不同類的細(xì)胞，細(xì)胞周期不同，

和分裂期所占比例不同。連續(xù)分裂一次分裂完成B下一次分裂完成B→A→BB→AA→B分裂間期2．細(xì)胞的生長(zhǎng)(1)時(shí)間：

。(2)特點(diǎn)：不能

。(3)不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因：①細(xì)胞越大，其表面積與體積的比值就越??；②

限制了細(xì)胞的長(zhǎng)大；③

的控制作用所致。分裂間期無(wú)限長(zhǎng)大細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系細(xì)胞核3．細(xì)胞增殖的方式、過(guò)程和意義(1)方式：

、無(wú)絲分裂和

。(2)過(guò)程：包括

和

整個(gè)連續(xù)的過(guò)程。(3)意義：是生物體

的基礎(chǔ)。有絲分裂減數(shù)分裂物質(zhì)準(zhǔn)備細(xì)胞分裂生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳[想一想]細(xì)胞越小，細(xì)胞相對(duì)表面積就越大，物質(zhì)的運(yùn)輸效率就越高，那么細(xì)胞是不是越小越好？提示：不是。細(xì)胞的大小受細(xì)胞核的控制，細(xì)胞內(nèi)要有完成各項(xiàng)生命活動(dòng)所必不可缺少的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)，這必須占有一定的空間，因此，細(xì)胞不是越小越好。二、細(xì)胞有絲分裂過(guò)程1．有絲分裂過(guò)程(以高等植物細(xì)胞為例)時(shí)期圖像主要特點(diǎn)DNA分子的復(fù)制蛋白質(zhì)時(shí)期圖像主要特點(diǎn)染色體核仁核膜紡錘體著絲點(diǎn)赤道板上時(shí)期圖像主要特點(diǎn)著絲點(diǎn)姐妹染色單體染色質(zhì)絲核膜和核仁2．動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的主要區(qū)別紡錘體形成不同細(xì)胞分裂方式不同植物細(xì)胞

發(fā)出紡錘絲

位置出現(xiàn)細(xì)胞板形成細(xì)胞壁動(dòng)物細(xì)胞

發(fā)出星射線

向內(nèi)凹陷使細(xì)胞縊裂細(xì)胞兩極赤道板中心體細(xì)胞膜3．意義親代細(xì)胞的

經(jīng)過(guò)復(fù)制后精確地

到兩個(gè)子細(xì)胞中，保持了細(xì)胞的親子代之間

的穩(wěn)定性。染色體平均分配遺傳性狀[想一想]老鼠每天都在磨牙，一天不磨，就會(huì)“笑口常開(kāi)”合不上嘴，這是為什么？提示：老鼠的牙根部細(xì)胞具有連續(xù)分裂能力，分裂方式屬于有絲分裂，細(xì)胞分裂導(dǎo)致老鼠的牙每天都不斷長(zhǎng)長(zhǎng)，所以老鼠一天不磨牙，就會(huì)“笑口常開(kāi)”合不上嘴。三、無(wú)絲分裂(1)特點(diǎn)：分裂過(guò)程中不出現(xiàn)

和

的變化。(2)過(guò)程：①

先延長(zhǎng)，核的中部向內(nèi)凹進(jìn)，縊裂成兩個(gè)。②整個(gè)細(xì)胞從中部縊裂成兩部分，形成兩個(gè)

。(3)實(shí)例：

的無(wú)絲分裂。紡錘絲染色體細(xì)胞核子細(xì)胞蛙的紅細(xì)胞[想一想]無(wú)絲分裂過(guò)程中存在遺傳物質(zhì)的復(fù)制與均分嗎？

提示：存在，否則不能保證親子代細(xì)胞之間遺傳性狀的穩(wěn)定性。1．細(xì)胞周期中幾種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化(1)紡錘體的變化：形成(前期)→解體(末期)。(2)核膜、核仁的變化：解體(前期)→重建(末期)。(3)中心體變化規(guī)律(動(dòng)物細(xì)胞、低等植物細(xì)胞)：復(fù)制→分開(kāi)移向細(xì)胞兩極→平均進(jìn)入子細(xì)胞(間期)

(前期)

(末期結(jié)束)1～2個(gè)2個(gè)1個(gè)有絲分裂過(guò)程中相關(guān)結(jié)構(gòu)及數(shù)目變化(5)染色體行為變化規(guī)律：2．有絲分裂過(guò)程中細(xì)胞核中DNA、染色體、染色單體的數(shù)目變化(以二倍體為例)分裂間期分裂期前期中期后期末期著絲點(diǎn)2n2n2n4n2n染色體2n2n2n4n2n染色單體0→4n4n4n00DNA分子2n→4n4n4n4n2n染色體形態(tài)絲狀絲狀→棒狀棒狀棒狀棒狀→絲狀3．有絲分裂過(guò)程中核DNA、染色體數(shù)目變化曲線圖解分析：

(1)圖中D點(diǎn)表示DNA復(fù)制完成，A點(diǎn)表示著絲點(diǎn)分裂。

(2)一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的染色體和DNA變化曲線和一個(gè)細(xì)胞核中的相應(yīng)變化曲線走向一樣，但B點(diǎn)和B′點(diǎn)及E和E′對(duì)應(yīng)時(shí)期不一樣。

(3)染色體數(shù)目增多的原因是著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開(kāi)形成子染色體。

(4)染色單體在細(xì)胞周期中的起點(diǎn)為0，終點(diǎn)也為0。4．與細(xì)胞有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器及相應(yīng)的生理作用細(xì)胞器細(xì)胞類型作用時(shí)期生理作用核糖體動(dòng)物、植物整個(gè)時(shí)期各種蛋白質(zhì)的合成中心體動(dòng)物、低等植物前期紡錘體的形成高爾基體植物末期細(xì)胞壁的形成線粒體動(dòng)物、植物整個(gè)時(shí)期提供能量[關(guān)鍵一點(diǎn)](1)細(xì)胞分裂的過(guò)程中出現(xiàn)中心體的不一定是動(dòng)物細(xì)胞，低等植物細(xì)胞有絲分裂的分裂期，紡錘體的形成也與中心體有關(guān)。

(2)細(xì)胞分裂的過(guò)程中不出現(xiàn)中心體的不一定是植物細(xì)胞，也有可能是進(jìn)行無(wú)絲分裂或者二分裂的細(xì)胞。[典例2]下圖是某二倍體動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖，據(jù)圖判斷錯(cuò)誤的是(

)A．若按分裂的先后順序排列，應(yīng)為②→③→④→①

B．圖①到④構(gòu)成了一個(gè)完整的細(xì)胞周期

C．正常情況下，圖④所示細(xì)胞兩極染色體形態(tài)和數(shù)目相同

D．圖③所示時(shí)期是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期[解析]由圖示可知，①是有絲分裂末期，②是有絲分裂間期，③是有絲分裂中期，④是有絲分裂的后期，因此細(xì)胞分裂先后的順序是②→③→④→①；圖示缺乏細(xì)胞分裂的前期，因此圖①到④不能構(gòu)成一個(gè)完整的細(xì)胞周期；圖④是有絲分裂的后期，細(xì)胞兩極染色體形態(tài)和數(shù)目相同；圖③是有絲分裂中期，是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期。[答案]B二、實(shí)驗(yàn)步驟三、易誤點(diǎn)撥

(1)培養(yǎng)根尖時(shí)，要經(jīng)常換水，目的是增加水中氧氣，防止根進(jìn)行無(wú)氧呼吸造成根的腐爛。

(2)嚴(yán)格控制解離時(shí)間，若時(shí)間過(guò)短，細(xì)胞在壓片時(shí)，不易分裂開(kāi)；若時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致解離過(guò)度，無(wú)法取出根尖進(jìn)行染色制片。

(3)漂洗染色順序不能顛倒，否則解離液中鹽酸會(huì)干擾染色效果。

(4)在顯微鏡下不能觀察到有絲分裂的動(dòng)態(tài)變化，因?yàn)閷?duì)根尖進(jìn)行解離時(shí)，細(xì)胞已被殺死。[高考實(shí)驗(yàn)對(duì)接](2012·山東高考)某小組進(jìn)行觀察洋蔥根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)，下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是(

)A．鹽酸和酒精混合液主要起固定作用

B．堿性染料吡羅紅(派洛寧)可用于染色體染色

C．觀察到分裂末期細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞板向四周擴(kuò)展形成新的細(xì)胞壁

D．細(xì)胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)可作為判斷有絲分裂各時(shí)期的依據(jù)選項(xiàng)分析對(duì)接教材A解離的目的是便于組織細(xì)胞相互分離，它是通過(guò)壓片操作使細(xì)胞分散的前提，故該項(xiàng)錯(cuò)誤考查實(shí)驗(yàn)試劑作用。所用的試劑與教材實(shí)驗(yàn)完全相同，試劑作用因主次顛倒而錯(cuò)誤B堿性染料吡羅紅(派洛寧)用于RNA染色，不能使染色體著色，該實(shí)驗(yàn)中能用的染色劑是龍膽紫或醋酸洋紅液，故該項(xiàng)錯(cuò)誤考查染色劑的選用及染色劑的作用。因與教材實(shí)驗(yàn)選用染色體不同而錯(cuò)誤選項(xiàng)分析對(duì)接教材C洋蔥根尖在解離時(shí)細(xì)胞已死亡，所以觀察不到處于有絲分裂末期的細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞板繼續(xù)向四周擴(kuò)展形成新的細(xì)胞壁的過(guò)程，故該項(xiàng)錯(cuò)誤考查實(shí)驗(yàn)處理后實(shí)驗(yàn)材料所處生活狀態(tài)。設(shè)置可能的理解錯(cuò)誤類型讓學(xué)生進(jìn)行辨析D該實(shí)驗(yàn)中通過(guò)交換不同視野，根據(jù)細(xì)胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)判斷細(xì)胞所處的各個(gè)時(shí)期，從而理解生活狀態(tài)下細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，故該項(xiàng)正確與教材實(shí)驗(yàn)原理完全相同[多維思考](1)該實(shí)驗(yàn)中，顯微鏡下觀察到細(xì)胞數(shù)目最多處于哪一時(shí)期？為什么？提示：間期細(xì)胞數(shù)目最多。因?yàn)殚g期歷時(shí)最長(zhǎng)。

(2)若已知洋蔥根尖分生組織細(xì)胞的細(xì)胞周期長(zhǎng)短，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)測(cè)定出不同分裂時(shí)期所占時(shí)間長(zhǎng)短，如何表示？

提示：通過(guò)計(jì)數(shù)所有觀察視野中處于各個(gè)不同時(shí)期的細(xì)胞數(shù)目及所有觀察視野中細(xì)胞總數(shù)。計(jì)算各個(gè)時(shí)期所占比例，然后乘以細(xì)胞周期。

[典例1]

(雙選)下圖是同一細(xì)胞不同分裂時(shí)期的圖像，據(jù)圖分析，下列判斷正確的是 (

)A．圖①②③④表示一個(gè)完整的細(xì)胞周期B．若按分裂的先后順序排列，應(yīng)為①→④→③→②C．該細(xì)胞圖②中有線粒體和高爾基體參與活動(dòng)D．該細(xì)胞圖①中有同源染色體的配對(duì)，圖③過(guò)程發(fā)生了基因重組[解析]圖示僅為植物細(xì)胞分裂時(shí)期，不包括分裂間期，不能代表一個(gè)完整的細(xì)胞周期；由圖可知，①為分裂前期、②為分裂末期，③為分裂后期，④為分裂中期，則細(xì)胞分裂的先后順序?yàn)棰佟堋邸?；該?xì)胞圖②中有線粒體和高爾基體參與細(xì)胞壁的形成；有絲分裂過(guò)程中，無(wú)同源染色體配對(duì)，無(wú)基因重組。答案：BC[典例2]某同學(xué)在光學(xué)顯微鏡下觀察洋蔥根尖有絲分裂并繪制出下圖。據(jù)此推測(cè)高爾基體的活動(dòng)明顯增強(qiáng)的時(shí)期是(

)[解析]

A、B、C、D四個(gè)圖依次表示有絲分裂的前期、中斯、后期、末期。在末期高爾基體的活動(dòng)明顯增強(qiáng)，以形成新的細(xì)胞壁。[答案]D1.細(xì)胞體積越小，細(xì)胞的表面積與體積之比就越大，越有利于物質(zhì)交換。2．細(xì)胞增殖是重要的細(xì)胞生命活動(dòng)，是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。3．細(xì)胞分裂間期為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備，完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，同時(shí)細(xì)胞有適度的生長(zhǎng)。小結(jié)4．動(dòng)物細(xì)胞的一個(gè)細(xì)胞周期中，DNA復(fù)制和中心粒的倍增均發(fā)生在分裂間期。5．真核細(xì)胞的分裂方式有三種：有絲分裂、無(wú)絲分裂和減數(shù)分裂。6．有絲分裂最重要的變化是：間期DNA復(fù)制，數(shù)目倍增；分裂期在紡錘體作用下將復(fù)制后的親代細(xì)胞染色體，平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。在細(xì)胞的親代和子代之間保持了細(xì)胞遺傳性狀上的穩(wěn)定性。[高考隨堂體驗(yàn)]解析：基因選擇性表達(dá)是細(xì)胞分化的根本原因，在題干所述過(guò)程中能夠發(fā)生；由受精卵發(fā)育成原腸胚的過(guò)程中細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，因此存在DNA的半保留復(fù)制；同源染色體的分離發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，而蛙的受精卵發(fā)育成原腸胚的過(guò)程中進(jìn)行的是有絲分裂；有絲分裂過(guò)程中存在姐妹染色單體的分開(kāi)。答案：C2．(2012·上海高考)由細(xì)胞形態(tài)判斷，下列細(xì)胞中最可能連續(xù)分裂的是(

)解析：由圖可知，A是精子、C是肌細(xì)胞、D是神經(jīng)細(xì)胞，均是已分化的細(xì)胞，喪失了分裂能力。而B(niǎo)所示的細(xì)胞從形態(tài)上看，仍處于原始狀態(tài)，沒(méi)有分化，可連續(xù)分裂。答案：B3．(2012·江蘇高考)下列關(guān)于“觀察洋蔥根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂”的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細(xì)胞分散B．先用低倍鏡找到分生區(qū)細(xì)胞，再換用高倍鏡觀察C．顯微鏡下絕大多數(shù)細(xì)胞中能觀察到染色體D．探究有絲分裂日周期性可為實(shí)驗(yàn)取材時(shí)機(jī)提供依據(jù)解析：有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，解離和壓片等都有利于根尖分生區(qū)細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)；觀察時(shí)應(yīng)先用低倍鏡找到分生區(qū)細(xì)胞，再換用高倍鏡進(jìn)行觀察；由于細(xì)胞周期中分裂間期占了大部分時(shí)間，所以在顯微鏡下絕大多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期，不能觀察到染色體；一天中不同時(shí)間點(diǎn)處于分裂期的細(xì)胞數(shù)目不同，故探究有絲分裂日周期性可為實(shí)驗(yàn)取材時(shí)機(jī)提供依據(jù)。答案：C4．(2011·上海高考)下圖為同一植物細(xì)胞處在有絲分裂兩個(gè)不同時(shí)期的模式圖，下列表述錯(cuò)誤的是(

)A．a(chǎn)結(jié)構(gòu)主要由纖維素和果膠組成B．b表示細(xì)胞膜，c表示細(xì)胞核C．d結(jié)構(gòu)的形成需要高爾基體的參與D．e的蛋白質(zhì)成分是在G2期合成的解析：由圖可知a為植物細(xì)胞的最外層結(jié)構(gòu)，即主要由纖維素和果膠組成的細(xì)胞壁；細(xì)胞膜與細(xì)胞壁在生活狀態(tài)下是緊貼在一起的，圖中b表示核膜，c表示核仁；細(xì)胞板逐漸形成d表示的細(xì)胞壁，此過(guò)程與高爾基體密切相關(guān)。答案：B5．(2010·海南高考)有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的敘述，正確的是(

)A．細(xì)胞板在細(xì)胞有絲分裂末期形成B．同源染色體配對(duì)通常發(fā)生在分裂前期C．在分裂末期，細(xì)胞膜內(nèi)陷形成兩個(gè)子細(xì)胞D．在分裂中期，兩個(gè)中心粒復(fù)制形成兩組中心粒解析：動(dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁，在有絲分裂末期不形成細(xì)胞板，而是通過(guò)細(xì)胞內(nèi)陷形成兩個(gè)子