2—3　细胞增殖 自助式复习板块 知识搜索 一、细胞增殖的意义 1.细胞以_______的方式进行增殖。 答案：分裂 2.单细胞生物，以细胞分裂的方式产生_______；多细胞生物，以细胞分裂的方式产生_______。 答案：新的个体　新的细胞 3.细胞增殖是生物体_______、_______、_______和_______的基础。 答案：生长　发育　繁殖　遗传 4.真核细胞的分裂方式有三种，即_______、_______和_______。 答案：有丝分裂　无丝分裂　减数分裂 二、有丝分裂 1.细胞周期是指_______的细胞，从_______开始，到_______完成时为止，这是一个细胞周期。 答案：连续分裂　一次分裂完成时　下一次分裂 2.一个细胞周期包括两个阶段：_______和_______。在一个细胞周期内，一般分裂间期大约占细胞周期的_______；分裂期大约占细胞周期的_______。细胞的种类不同，一个细胞周期的_______也不相同。 答案：分裂间期　分裂期　90%~95%　5%~10%　时间 3.细胞分裂间期细胞最大的特点是______；细胞分裂期细胞最明显的变化是_______。 答案：完成DNA分子的复制和蛋白质的合成　细胞核中染色体的变化 4.细胞分裂前期最明显的变化是______；分裂中期的细胞中染色体的形态比较_______，数目比较_______，便于观察。 答案：细胞核中出现了染色体　固定　清晰 5.动物细胞有丝分裂的过程，与植物细胞有丝分裂相比，在_______期、_______期、_______期出现不同。 答案：间　前　末 6.细胞有丝分裂的重要意义是：____________。细胞的有丝分裂对于生物的_______有重要的意义。 答案：将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去　遗传 三、无丝分裂 细胞无丝分裂的过程比较简单，一般是_______先延长，缢裂成两个，接着_______从中间缢裂成两部分，形成两个子细胞。如_______的分裂是无丝分裂。 答案：细胞核　细胞　蛙的红细胞 四、减数分裂 1.在整个减数分裂过程中，染色体复制_______，细胞连续分裂_______，减数分裂的结果是，新产生的生殖细胞中的染色体数目比原始的生殖细胞_______。 答案：一次　两次　减少了一半 2.哺乳动物的精子是在_______中形成的，其里面有许多极度弯曲的_______，里面含有大量的原始生殖细胞_______，每个原始的生殖细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。哺乳动物的卵细胞是在_______中形成的。 答案：睾丸　曲细精管　精原细胞　卵巢 3.初级精母细胞中最显著的变化是分散存在的染色体进行_______。我们把配对的两条染色体，形状大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做_______。同源染色体两两配对的现象叫做_______。联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做_______。四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生_______，并且相互交换一部分染色体，这在遗传学上有重要的意义。 答案：配对　同源染色体　联会　四分体交叉 4._______和_______结合成为受精卵的过程，叫做_______。受精卵中的染色体数目等于_______和_______中染色体数目的总和。 答案：精子　卵细胞　受精作用　精子　卵细胞 5.对于进行有性生殖的生物来说，_______和_______对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都十分重要。 答案：减数分裂　受精作用 探究归纳 要点1　细胞周期的理解 【例1】 图2-3-1中a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是(　　)
图2-3-1 A.a和b为一个细胞周期 B.c段结束DNA含量增加一倍 C.遗传物质平分一般发生在d段 D.b和c为一个细胞周期 解析：细胞周期指从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，包括分裂间期和分裂期两个阶段。从时间上看，分裂间期明显长于后者。根据理论我们可以判断a和c代表细胞分裂间期，b和d代表细胞分裂期。因为细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质上的准备，所以分裂间期在前，分裂期在后，所以A答案是错误的。细胞分裂间期进行的是DNA的复制和蛋白质的合成，所以B选项正确的。细胞分裂发生在分裂期，所以C选项是正确的。 答案：A 归纳与迁移 　　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，是一个细胞周期。对细胞周期概念的理解是理解细胞增殖的关键。连续分裂的细胞才有细胞周期，因此细胞周期概念的确定就需要细胞连续分裂。成熟的细胞一般不分裂，不再具有分裂能力，所以不具有细胞周期。而早期的胚胎细胞具有较强的分裂能力，所以具有细胞周期。同样，在植物细胞中，具有细胞周期的细胞要具有一定的分裂能力，如根尖、芽尖等。减数分裂不具有周期性，所以也不具有细胞周期。 明确细胞周期的界限，细胞周期的定义是从上一次分裂结束到下一次分裂结束。与其他周期的定义不同，因为我们肉眼无法分辨分裂间期的变化，所以不知道什么时候开始，只能认为在连续分裂的细胞中，一次分裂结束时就意味着下一次分裂的开始。 细胞周期可以用图表来表达（图2-3-2）：
图2-3-2 要点2　细胞有丝分裂各个时期的变化 【例2】 图2-3-3表示细胞有丝分裂过程中一条染色体的变化情况(虚线表示纺锤丝)。在一个细胞周期中，染色体变化的顺序应该是(　　)
图2-3-3 A.②①②③④⑤ B.②③①④⑤ C.②①⑤④③② D.①⑤④③②① 解析：本题主要考查的是细胞在有丝分裂过程中染色体的变化规律。细胞周期始于间期，图中①呈染色质状态，尚未复制，所以它排在首位。随之染色体高度螺旋化，缩短变粗，应是⑤。④图表示姐妹染色单体已经分开，细胞进入分裂后期。③图表示分开的染色单体已成为染色体，在纺锤丝的牵引下正移向细胞的两极。②图也可以表示末期染色体又转化为染色质状态。 答案：C 归纳与迁移 　　细胞的有丝分裂可以分为两个大部分，分别为细胞分裂间期和分裂期。分裂间期是细胞周期的开始，可以分为三个阶段： 1.G1期（DNA复制前期）：有丝分裂结束与DNA合成前的间隙。G1期是一个生长期，在这一时期中主要进行RNA、蛋白质和有关酶的合成，为DNA复制作准备。细胞较快地生长，体积随着细胞内物质的增多而增大。 2.S期（DNA复制期）：这是细胞增殖周期中最关键的一个时期。DNA在S期开始阶段合成的强度大，以后逐渐减弱，到S期末，DNA的含量增加一倍，为细胞分裂作准备。由于在S期内DNA进行着准确的复制，因此保证了分裂后子细胞遗传的稳定。 3.G2期（DNA复制后期）：本期经历的时间比较短，其主要活动是为分裂期作准备。细胞在G2期，DNA的合成已经终止，但还进行某些为染色体凝聚和形成纺锤体所需的一些物质的合成，主要是RNA、微管蛋白及其他物质的合成。细胞经G2期便进入到分裂期。 我们为了研究的方便，人为地把分裂期（M期）分为四个时期，分别是前期、中期、后期和末期。 1.前期：膜、仁消失显两体（核膜逐渐消失，核仁逐渐解体，出现纺锤丝，形成纺锤体，染色质高度螺旋化缩短变粗，形成染色体。出现了姐妹染色单体）。 2.中期：形定数晰赤道齐（染色体形态固定，数目清晰，着丝点排列在赤道板上）。 3.后期：点裂数加均两极（着丝点分裂，染色单体分离形成染色体，染色单体数目为零，染色体数目加倍，并平均移向细胞两极）。 4.末期：两消两显重开始（纺锤体消失，染色体开始解螺旋，形成染色质，即染色体消失。核膜、核仁重现。赤道板附近出现了细胞板，把细胞一分为二，完成分裂）。 要点3　细胞有丝分裂和减数分裂过程中，DNA含量、染色体和染色单体数目的变化 【例3】 新课标渗透 下列关于DNA分子和染色体数目的叙述，正确的是(　　) A.有丝分裂间期细胞中染色体数目因DNA复制而加倍 B.有丝分裂后期细胞中DNA分子数目因染色体着丝点分裂而加倍 C.减数第一次分裂后期细胞中染色体数目因同源染色体分离而减半 D.减数第二次分裂过程中细胞中染色体与DNA分子数目始终不变 解析：有丝分裂的间期细胞中进行DNA分子的复制，但无着丝点的分裂而染色体数不加倍，故A错。有丝分裂后期染色体因着丝点分裂而加倍，但无DNA的复制，DNA分子数不变，故B错。减Ⅰ分裂后期细胞中染色体数因同源染色体分离而减半，故C对。减Ⅱ的后期由于染色体的着丝点分裂而染色体数加倍，但DNA数不变，故D错。 答案：C 归纳与迁移 　　1.细胞有丝分裂过程中，DNA含量、染色体和染色单体数目的变化 分裂时期 比较项目 体细胞 间期 前期 中期 后期 末期  DNA含量 2a 2a→4a 4a 4a 4a 4a→2a  染色体数目 2N 2N 2N 2N 4N 4N→2N  染色单体数目 0 0→4N 4N 4N 0 0  　　注意：DNA含量的变化，只有在间期和后期才发生变化，在间期加倍，在末期减半；染色体数目的变化，主要在后期和末期，后期因为着丝点的分裂而加倍，末期因为细胞分裂而减半；染色单体数目的变化在于有和无，从间期开始有，到后期由于着丝点的分裂而消失。 根据我们对数据的理解，可以画出曲线图。 （1）有丝分裂过程中染色体数目的变化规律 ①一个细胞中的染色体数目变化规律： 间期(2N)→前期(2N)→中期(2N)→后期(4N)→末期(4N)→子细胞(2N)。
图2-3-4 ②一个细胞核中染色体数目的变化规律： 间期(2N)→前期(2N)→中期(2N)→后期(4N)→末期(2N)→子细胞(2N)。
图2-3-5 （2）有丝分裂过程中DNA分子含量的变化规律 ①一个细胞中DNA含量的变化规律： 间期(2a→4a)→前期(4a)→中期(4a)→后期(4a)→末期(4a)→子细胞(2a)。
图2-3-6 ②一个细胞核中的染色体数目的变化曲线如图：
图2-3-7 2.二倍体细胞减数分裂过程中，DNA含量、染色体和染色单体数目的变化 比较项目 分裂时期 DNA含量 染色体数目 染色单体数目 同源染色体对数  体细胞 2a 2N 0 N  间期 2a→4a 2N 0→4N N  减数第Ⅰ次分裂 前期 4a 2N 4N N   中期 4a 2N 4N N   后期 4a 2N 4N N   末期 4a→2a 2N→N 4N→2N N  减数第Ⅱ次分裂 前期 2a N N 0   中期 2a N 2N 0   后期 2a 2N 0 0   末期 2a→a 2N→N 0 0  （1）减数分裂过程中染色体变化曲线图
图2-3-8 （2）减数分裂过程中DNA数目变化曲线图
图2-3-9 要点4　植物有丝分裂和动物有丝分裂的比较 【例4】 根据生理特点，鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检查它的(　　) A.DNA复制的方式 B.是否出现星射线 C.细胞质分成两部分的方式 D.自身蛋白质合成的方式 解析：此题主要考查动植物细胞有丝分裂过程的异同。做这类题目，注意不要以偏概全，要全面理解。A、D选项是动植物的共性特征，DNA的复制方式是半保留复制，自身蛋白质的合成是氨基酸脱水缩合。动植物都是一样。很多考生容易选B，看起来好像是动物细胞有丝分裂最主要的特征，实际上低等植物有丝分裂也可以产生星射线，所以凭此无法判断是植物还是动物。植物细胞质的分裂是赤道板附近出现细胞板把细胞质隔成两部分，而动物细胞质的分开是细胞膜往内凹陷缢裂成两部分，因此选C。 答案：C 归纳与迁移 植物有丝分裂和动物有丝分裂的比较 （1）动植物细胞有丝分裂的区别 动植物细胞有丝分裂的过程基本相同，其实质都是染色体的复制和平均分配，但也略有不同，主要表现在： ①间期：动物细胞在间期进行中心体的复制，而植物细胞没有。 ②前期：纺锤体的形成方式不同。 植物细胞是由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；动物细胞是由中心体（间期复制）发出星射线形成纺锤体。 ③末期：细胞的分裂方式不同。 植物细胞是由细胞中部形成细胞板扩展形成细胞壁，结果形成两个细胞，属于内始式；动物细胞是由细胞膜从中部内陷，细胞质缢裂成两部分，结果一个细胞分裂成两个细胞，属于外始式。 (2)动物细胞中减数分裂形成精子和卵细胞的区别 比较 精子的形成 卵细胞的形成  不 同 点 形成场所 动物精巢、植物的花药 动物卵巢，植物胚囊   细胞质分裂方式 两次分裂中细胞质都是均等分裂，产生等大的子细胞 初级和次级卵母细胞的分裂均为不均等分裂，产生一大一小两细胞   产生生殖细胞数目 1个精原细胞→4个精子细胞 1个卵原细胞→1个卵细胞＋3个极体   生殖细胞是否变形 精子细胞经变形成为精子 卵细胞不需要变形  相同点 都是染色体复制一次，细胞连续分裂两次，子细胞内染色体数目均减半  要点5　有丝分裂和减数分裂的比较 【例5】 2004全国高考理综Ⅲ 某生物的体细胞染色体数为2N。该生物减数分裂的第二次分裂与有丝分裂相同之处(　　) A.分裂开始前，都进行染色体的复制 B.分裂开始时，每个细胞中的染色体数都是2N C.分裂过程中，每条染色体的着丝点都分裂成为两个 D.分裂结束后，每个子细胞的染色体数都是N 解析：减数第一次分裂的结果是细胞中的染色体数目减半，有染色单体，无同源染色体。减数第二次分裂是着丝点分裂，染色单体分开，分裂前后染色体数目不变，这点与有丝分裂相似。有丝分裂最终结果是子细胞的染色体数目等同于亲代细胞，都是2N；减数分裂最终结果是子细胞的染色体数目等于亲代细胞的一半，是N。 答案：C 归纳与迁移 有丝分裂与减数分裂的比较 比较 有丝分裂 减数分裂  不同点 分裂细胞类型 体细胞 动物精巢或卵巢中，植物的花药或胚囊中的原始生殖细胞   同源染色体的行为 无联会 有联会；出现四分体；姐妹染色单体交叉互换   细胞分裂次数 1次 2次   子细胞数目 2个 雄性为4个，雌性为（1+3）个   最终子细胞染色体数 与亲代细胞相同 比亲代细胞减少了一半   子细胞类型 体细胞 精子或卵细胞  相同点 染色体复制一次，都出现了纺锤丝  意义 使生物个体发育中，亲子代细胞之间维持了遗传性状稳定性 减数分裂和受精作用使生物在系统发育中，亲子代之间维持了遗传的稳定性   要点6　细胞分裂各时期图的识别 【例6】 图2-3-10中的A为某雄性动物的体细胞示意图，B、C、D分别表示处于不同分裂状态的细胞图。请回答：
图2-3-10 (1)B细胞的分裂方式和分裂时期是_____。 (2)C细胞所示分裂方式和分裂时期是______。 (3)D细胞的名称是_______。 (4)请在E框内画出能显示D细胞在分裂后期的染色体行为简图。 解析：依据图中给出的特征，A图中有四条染色体，且形态、大小两两相同，判断为一正常体细胞的典型状态；B图的细胞两极各有一套形态、大小相同的染色体，每一极中的四条染色体形态、大小也两两相同，并且从图中看，B细胞分裂可形成A，说明B图为有丝分裂后期图；C图中的染色体也移向细胞两极，每一极的染色体形态、大小差别很大，为非同源染色体。但两极之间对应的染色体为同源染色体，且每一条染色体中均带有姐妹染色单体，说明C图是同源染色体分开的减数第一次分裂后期图；D图中的染色体数目比正常体细胞减少了一半，但每条染色体中依然带姐妹染色单体，说明已经经过同源染色体的分开，但还没有发生姐妹染色单体的分开，因而处在减数第一次分裂后，减数第二次分裂尚未结束状态。由于是雄性动物体内的细胞，所以应该称之为次级精母细胞。D图在后期应表现为姐妹染色单体的分开，分向两极的对应染色体应该是形态、大小相同的，而分在同一极的两条染色体形态、大小不同。 答案：(1)有丝分裂后期(2)减数第一次分裂后期　(3)次级精母细胞　(4)见图2311
图2-3-11 归纳与迁移 　　一般说来，鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂，最关键的是细胞内的染色体行为。大体上可按下面原则判定： (1)前期
图2-3-12 上述四幅图都为前期图。其中，A2为减数第一次分裂的联会，A3为减数第一次分裂的四分体，A1为有丝分裂前期，A4为减数第二次分裂的前期。区分依据是： ①细胞内无同源染色体的是减数第二次分裂前期； ②有同源染色体，但染色体散乱分布的是有丝分裂前期； ③有同源染色体，并且同源染色体两两配对，但是每条染色体上看不到姐妹染色单体的是减数第一次分裂的联会时期； ④有同源染色体，同源染色体也像在两两配对，但每条染色体上可以看见两条姐妹染色单体的是减数第一次分裂的四分体时期。 上述区分依据也可总结如下：
(2)中期
图2-3-13 　　上述三幅图都为中期图，其中B1为有丝分裂的中期，B2为减数第一次分裂的中期，B3为减数第二次分裂的中期。区分的依据是： ①无同源染色体的为减数第二次分裂中期； ②有同源染色体且每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的为有丝分裂中期图； ③有同源染色体且每对同源染色体都排列在细胞中央赤道板的为减数第一次分裂中期图。 上述区分依据也可总结如下：
(3)后期
图2-3-14 上述三幅图都为后期图。其中，C1为有丝分裂后期，C2为减数第一次分裂后期，C3为减数第二次分裂后期。要注意的是判断后期图像时看细胞的一半(细胞的一极)染色体就可以了，区分的依据是： ①细胞的每一极都有同源染色体的为有丝分裂后期； ②细胞的每一极都没有同源染色体，但是每条染色体上有姐妹染色单体的是减数第一次分裂后期； ③细胞的每一极都没有同源染色体，且每条染色体上没有姐妹染色单体的是减数第二次分裂后期。 上述区分依据也可总结如下：
(4)末期 一般说来，单独的一幅末期图不容易进行单独鉴别，需要与其他时期相比较。区分依据如下： ①若形成的子细胞染色体数目减半，且每条染色体都有姐妹染色单体，则为减数第一次分裂； ②若子细胞的染色体数目不减半，且无同源染色体，每条染色体无姐妹染色单体，则为减数第二次分裂； ③若子细胞的染色体数目不减半，但有同源染色体，每条染色体无姐妹染色单体，则为有丝分裂末期。 综上所述，细胞内无同源染色体的，很有可能就是减数第二次分裂的图像。在细胞分裂过程中自始至终都有同源染色体，但无同源染色体的联会、分离等行为的，则为有丝分裂图像。在细胞分裂过程中，有同源染色体的存在，同时有同源染色体的联会、分离等行为的，为减数第一次分裂图像。 要点7　关于减数分裂各期的染色体、DNA、同源染色体、四分体数量的计算 【例7】 2004天津高考 粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两个不同类型的粗糙脉孢菌A和a融合成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞及每个子细胞中的染色体数分别为(　　) A.8个、7条 B.8个、14条 C.4个、7条 D.4个、14条 解析：1个融合细胞减数分裂的结果是4个细胞，紧接着又进行了有丝分裂，细胞加倍，成为8个；粗糙脉孢菌的单倍体有7条染色体，两个体细胞融合后的二倍体含有14条染色体，经减数分裂染色体数目减半，为7条。 答案：A 归纳与迁移 　　关于减数分裂各期的染色体、DNA、同源染色体、四分体数量的计算。该类题型主要有两种出题方法： (1)给出减数分裂某个时期的分裂图，计算该细胞中的各种数目。该种情况的解题方法是在熟练掌握减数分裂各期的基础上，找出各种数目的方法。 ①染色体的数目=着丝点的数目 ②DNA数目的计算分两种情况： a.当染色体不含姐妹染色单体时，一条染色体上只含有一个DNA分子； b.当染色体含有姐妹染色单体时，一条染色体上含有两个DNA分子。 ③同源染色体的对数在减数第一次分裂前的间期和减数第一次分裂期为该时期细胞中染色体数目的一半，而在减数第二次分裂期和配子时期由于同源染色体已经分离进入到不同的细胞中，因此该时期细胞中同源染色体的数目为零。 ④在含有四分体的时期(四分体时期和减数第一次分裂中期)，四分体的个数=同源染色体的对数。 (2)无图，给出某种生物减数分裂某个时期细胞中的某种数量，计算其他各期的各种数目。 规律总结： ①染色体的数目在间期和减数第一次分裂期与体细胞相同，通过减数第一次分裂减半，减数第二次分裂后期暂时加倍，与体细胞相同。 ②DNA数目在减数第一次分裂前的间期复制加倍，两次分裂分别减少一半。 ③同源染色体在减数第一次分裂以前有，减数第二次分裂以后无。 ④四分体在四分体时期和减数第一次分裂中期有，其他各期无。 汗老师讲方法 理解有关概念。本节内容对概念的要求很高，如细胞周期，染色单体，同源染色体等。概念理解是否到位，直接影响到一些解题和对规律的理解。如在连续分裂的细胞中才能有细胞周期的概念；染色单体和同源染色体与DNA分子数的关系；结合雌雄果蝇体细胞染色体图解和减数分裂过程，正确理解染色体组的概念，把握染色体组的特点，即：一个染色体组内不存在同源染色体。 1.理解细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础 （1）单细胞生物能够以细胞分裂的方式产生新个体——繁殖过程。 （2）多细胞生物也能够以细胞分裂的方式，不断地产生新的细胞，使身体里衰老的、死亡的细胞及时得到补充——生长过程。 （3）多细胞生物还可以由一个受精卵，经过细胞的分裂和分化，最终发育成一个新的多细胞个体——生长发育过程。 （4）细胞以分裂的方式进行增殖，在细胞分裂过程中亲代细胞的染色体经过复制传递给子代细胞——生物遗传的基础。 理清几个数量关系。结合细胞分裂中染色体的行为变化，理清染色体、染色单体、DNA分子的数量变化规律。结合有丝分裂或减数分裂各时期染色体行为变化特征，推算各时期染色体、染色单体、DNA分子的数量。 2.理解减数分裂和遗传规律的关系 （1）减数分裂与基因的分离定律。在减数第一次分裂的过程中同源染色体的分离是基因的分离定律的细胞学基础，由于染色体是基因的载体，同源染色体的分离必将导致它们所携带的等位基因的分离。 （2）减数分裂与基因的自由组合定律。由于在减数分裂第一次分裂的过程中同源染色体分离的同时，非同源染色体是自由组合的，因此在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因必将随着非同源染色体的自由组合而自由组合。 3.理解无丝分裂过程中遗传物质的变化 在无丝分裂中，核仁、核膜都不消失，没有染色体的出现，当然就看不到染色体复制后的规律性变化。但是，这并不能说明染色质没有发生深刻的变化，实际上，染色质也要进行复制，并且细胞要增大，当细胞核体积增大一倍时，细胞核就发生分裂，核中的遗传物质就分配到两个细胞中去。由于整个分裂过程中不出现纺锤丝和染色质，所以遗传物质不一定均等分配到两个子细胞中去。

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