一、細胞周期概念及特點
1．梳理：
概念
細胞周期
連續(xù)分裂的細胞從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止所經(jīng)歷的全過程
特點分析
前提條件
真核生物連續(xù)分裂的體細胞才具有細胞周期
起止點
起點：從一次分裂完成時開始；止點：到下一次分裂完成為止
兩個階段
一個細胞周期=分裂間期（在前，時間長大約占90%～95%，細胞數(shù)目多）+分裂期（在后，時間短占5%～10%，細胞數(shù)目少）
表示方法
直線圖、扇形圖、曲線圖、柱狀圖等
2．延伸：
⑴如癌細胞、受精卵、骨髓造血干細胞等能夠進行連續(xù)分裂具有細胞周期，而進行減數(shù)分裂的精（卵）原細胞是沒有細胞周期的。成熟的紅細胞也沒有。
⑵分裂后子細胞的去向：
①繼續(xù)增殖：此類細胞始終處于細胞周期中，如根尖分生區(qū)細胞等。
②暫不增殖：此類細胞暫時脫離細胞周期，在適當(dāng)刺激下可重新增殖，如動物肝細胞等。
③不增殖：此類細胞不可逆地脫離細胞周期，但保持生理機能活動，如神經(jīng)細胞等。
3．典例：（1998年上海卷）請根據(jù)右圖回答問題（括號內(nèi)寫標(biāo)號）。
（1）依次寫出C、E兩個時期的名稱 ；
（2）RNA和蛋白質(zhì)合成時期為[ ] ，DNA復(fù)制時期為[ ] ，核仁、核膜消失的時期為 [ ] ，核仁、核膜重新形成時期為[ ] 。
（3）細胞在分裂后，可能出現(xiàn)細胞周期以外的三種生活狀態(tài)是 。
解析：本題是對細胞周期概念的考查，細胞周期包括分裂間期和分裂期兩個階段（是連續(xù)的、不間斷的）。分裂間期又包括G1期、S期、G2期。細胞分裂間期在前，時間長。分裂期在后，所用的時間短。
答案：（1）G2期 中期 （2）A G1期 B S期 D 前期 F 末期 （3）繼續(xù)增殖、暫不增殖、不增殖
二、有絲分裂的主要特征
1．分裂間期的變化
⑴梳理：
時期
時間
主要時間
發(fā)生部位
G1期
幾小時到幾天
細胞合成新的蛋白質(zhì)、RNA和其他分子；細胞器可能復(fù)制；準(zhǔn)備物質(zhì)、能量和酶
細胞質(zhì)
S期
一般幾小時
DNA分子進行自我復(fù)制；動物細胞進行新的中心粒裝配
細胞質(zhì)、細胞核
G2期
一般為1～1．5h
與G1期相似，但產(chǎn)生分子數(shù)量少；合成有絲分裂的引發(fā)物質(zhì)
細胞質(zhì)
⑵延伸：
①G1和G2期的RNA和蛋白質(zhì)合成是基因的表達過程。
②在間期DNA復(fù)制時，容易受內(nèi)外因素的干擾而發(fā)生差錯，故可以利用誘變劑處理S期的細胞，使其發(fā)生基因突變，用于誘變育種。
③癌細胞具有無限增殖的特點，為了抑制了癌細胞，可以用藥物作用于分裂間期，使DNA分子不能復(fù)制，從而治療腫瘤的增殖擴散。
3．典例：（2007年上海卷）能在細胞分裂間期起作用的措施是（ ）
①農(nóng)作物的誘變育種 ②用秋水仙素使染色體數(shù)目加倍
③腫瘤的化療 ④花粉離體培養(yǎng)
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
解析：考查了影響細胞分裂間期的相關(guān)知識。①農(nóng)作物育種的原理是基因突變，DNA復(fù)制時，堿基配對容易發(fā)生出錯，所以基因突變主要發(fā)生在間期。②秋水仙素的作用之一是阻止細胞紡錘體的形成，主要作用于前期。③腫瘤的化療是通過化學(xué)藥物阻止腫瘤細胞DNA的復(fù)制，可以達到抑制其增殖的效果。④花藥離體培養(yǎng)是減數(shù)分裂產(chǎn)生花粉后，獲得單倍體的過程，與細胞的分裂間期無關(guān)。
答案：A
2．分裂期的變化
⑴梳理：
時期
核分裂變化
質(zhì)分裂變化
歌訣記憶
前期
①核仁解體，核模消失。②染色質(zhì)高度螺旋化，出現(xiàn)染色體，散亂排布于細胞內(nèi)
③從細胞的兩極發(fā)出許多紡錘絲，縱行排列在細胞的中央，形成梭形的紡錘體
膜核消失顯兩體
中期
①染色體的著絲點兩側(cè)連有紡錘絲。②染色體的著絲點排列在赤道板上。③染色體高度螺旋化，形態(tài)固定，數(shù)目清晰
形數(shù)清晰赤道齊
后期
①著絲點分裂，形成兩套完全相同的染色體。②紡錘絲收縮，兩套染色體分別移向細胞兩極。③細胞中的染色體數(shù)目加倍
點裂數(shù)增均兩極
末期
①核膜、核仁重新出現(xiàn)，核膜把染色質(zhì)包圍起來，形成兩個相同的子細胞核。②染色體解螺旋化，重回到染色質(zhì)狀態(tài)
③紡錘體消失。④赤道板位置出現(xiàn)了細胞板，逐漸向四周擴展，形成新的細胞壁，均分細胞質(zhì)，一個細胞形成了兩個子細胞
兩消兩現(xiàn)重開始
⑵延伸：
①與細胞分裂有關(guān)的細胞器及作用：線粒體提供能量。核糖體合成染色體復(fù)制所需要的酶及蛋白質(zhì)。中心體在某些低等植物或動物細胞中，參與形成紡錘體，以牽引染色體移動。高爾基體合成纖維素和果膠，參與細胞壁的形成。
②動植物細胞有絲分裂的區(qū)別：前期紡錘體形成不同：植物細胞從兩極發(fā)出紡錘絲形成（低等植物由中心粒形成）。動物細胞兩組中心粒發(fā)出星射線形成。末期細胞分裂方式不同：植物的細胞板從中央向四周擴展，在高爾基體的參與下形成細胞壁，將一個細胞分裂成兩個細胞。動物的細胞膜從中部向內(nèi)凹陷，將一個細胞縊裂成兩個細胞。
3．典例：（2006年江蘇卷）菠菜根的分生區(qū)細胞不斷分裂使根向遠處生長，在分裂過程中不會出現(xiàn)的是（ ）
A．細胞分裂間期，中心體的兩個中心粒各自產(chǎn)生一個新的中心粒
B．細胞分裂中期，染色體形態(tài)比較固定、數(shù)目較清晰
C．細胞分裂前期，核膜和核仁逐漸消失
D．細胞分裂末期，高爾基體參與細胞壁的形成
解析：主要考查細胞分裂過程中各個時期的特點。獲取題干關(guān)鍵信息：一是菠菜，為高等植物；二是根分生區(qū)的分裂，應(yīng)為有絲分裂。在細胞分裂間期，主要完成了染色體的復(fù)制，包括DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。對動物細胞來說，在間期同時完成了中心體的復(fù)制。但是菠菜屬于高等植物細胞，沒有中心體，所以不會出現(xiàn)中心體復(fù)制現(xiàn)象。分裂中期是觀察染色體數(shù)目和形態(tài)的最佳時期。分裂末期在赤道板位置出現(xiàn)細胞板，由中央向四周擴展，形成新的細胞壁，該過程有高爾基體的參與。
答案：A
三、有絲分裂與減數(shù)分裂的比較
1．過程的比較
⑴梳理：
比較項目
有絲分裂
減數(shù)分裂
發(fā)生場所
真核生物各組織或器官的體細胞
真核生物進行有性生殖的生殖細胞
細胞分裂次數(shù)及數(shù)目
細胞分裂1，產(chǎn)生2個子細胞分裂后形成的仍然是體細胞
細胞分裂2，產(chǎn)生4個子細胞，分裂后形成的成熟的生殖細胞
子細胞內(nèi)染色體和DNA數(shù)目
和體細胞相同
是體細胞內(nèi)的一半
子細胞間的遺傳物質(zhì)
完全相同或幾乎完全相同
一般不相同(基因重組，有的還牽涉細胞質(zhì)的不均等分裂)
染色體復(fù)制
間期
減I前的間期
同源染色體的行為
聯(lián)會與四分體
無同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象、不形成四分體，非姐妹染色單體之間沒有交叉互換現(xiàn)象
出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象、形成四分體，同源染色體的非姐妹染色單體之間常常有交叉互換現(xiàn)象
分離與組合
也不出現(xiàn)同源染色體分離，非同源染色體自由組合
出現(xiàn)同源染色體分離，非同源染色體自由組合
著絲點的
行為
中期位置
赤道板
減I在赤道板兩側(cè)，減II在赤道板
斷裂
后期
減II后I期
意義
使生物的親代和子代細胞之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性
減數(shù)分裂和受精作用維持了生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定
相同點及聯(lián)系
染色體只復(fù)制一次，都有紡錘體出現(xiàn)，都有核膜與核仁的消失與重建過程，都有染色體的平均分配現(xiàn)象。減數(shù)分裂是一種特殊方式的有絲分裂
⑵延伸：
①進行有性生殖的生物的生殖器官：動物的睪丸（產(chǎn)生精子）和卵巢（產(chǎn)生卵細胞），植物的花藥（產(chǎn)生精子）和胚珠（產(chǎn)生卵細胞）。
②有絲分裂和減數(shù)分裂圖形的識別：一看染色體的數(shù)目，如是奇數(shù)，定為減Ⅱ；如是偶數(shù)，需看染色體的形態(tài)，如無同源染色體，則為減Ⅱ；如有，則需看染色體的行為，如有同源染色體的聯(lián)會、四分體、同源染色體分離，則為減Ⅰ；如無，則為有絲分裂。
⑶典例：下圖為處于不同分裂時期的某生物的細胞示意圖，下列敘述正確的是（ ）
A．甲、乙、丙中都有同源染色體 B．卵巢中不可能同時出現(xiàn)這三種細胞
C．能夠出現(xiàn)基因重組的是乙 D．丙的子細胞是精細胞
解析：考查有絲分裂和減數(shù)分裂的區(qū)別，以及同源染色體、基因重組的概念，同時考查識圖能力和分析推理能力。據(jù)圖可知，甲中有同源染色體，且染色體整齊排列在赤道板上，所以處于有絲分裂中期。乙中有同源染色體，且正在聯(lián)會，所以處于減數(shù)第一次分裂前期。丙中無同源染色體，且著絲點分裂、姐妹染色單體分開，所以處于減數(shù)第二次分裂后期。根據(jù)丙細胞不均等分裂，判斷是次級卵母細胞。所以它產(chǎn)生的子細胞是卵細胞和極體。卵巢中的卵原細胞能夠通過有絲分裂的方式進行增殖，還可以通過減數(shù)分裂形成卵細胞，因此在卵巢中能同時出現(xiàn)有絲分裂和減數(shù)分裂，故可能同時出現(xiàn)這三種細胞。基因重組發(fā)生減數(shù)第一次分裂前期（四分體交叉互換引起基因互換）和后期（非同源染色體自由組合導(dǎo)致非等位基因自由組合），所以乙能夠出現(xiàn)基因重組。
答案：C
2．?dāng)?shù)量的比較
⑴梳理：
結(jié) 構(gòu)
時 期
四分體
個數(shù)
同源染色
體對數(shù)
染色體
數(shù)
染色單
體數(shù)
DNA
分子數(shù)
核苷酸
鏈數(shù)
有
絲
分
裂
間期
0
n
2n
0→4n
2n→4n
4n→8n
分裂期
前、中期
0
n
2n
4n
4n
8n
后期
0
2n
2n→4n
4n→0
4n
8n
末期
0
n
4n→2n
0
4n→2n
8n→4n
減
數(shù)
分
裂
間期
0
n
2n
0→4n
2n→4n
4n→8n
減
Ⅰ
前、中期
n
n
2n
4n
4n
8n
后期
0
n
2n
4n
4n
8n
末期
0
0
2n→n
4n→2n
4n→2n
8n→4n
減Ⅱ
前、中期
0
0
n
2n
2n
4n
后期
0
0
n→2n
2n→0
2n
4n
末期
0
0
2n→n
0
2n→n
4n→2n
⑵延伸：
①對二倍體生物的來說，同源染色體在有絲分裂的全過程都存在，而減數(shù)分裂過程來說，減Ⅰ除末期外同源染色體都存在，減Ⅱ不存在。但如果某生物是只含有一個染色體組的單倍體，則有絲分裂中也不含同源染色體。如果某生物是四倍體或四倍以上的偶數(shù)倍體時，減Ⅱ中也可能存在同源染色體。
②在有絲分裂中，因為沒有同源染色體的聯(lián)會現(xiàn)象，所以不會有四分體出現(xiàn)。
③幾種結(jié)構(gòu)的數(shù)量關(guān)系可以等式表示為：1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子=8條脫氧核苷酸鏈。
⑶典例：右圖表示一個二倍體動物細胞進行細胞分裂過程中，細胞核內(nèi)染色體數(shù)目及DNA數(shù)目變化，則下列敘述錯誤的是（ ）
A．圖中兩曲線重疊的各段所在時期，每條染色體都不含染色單體
B．在BC段和HI段都可能發(fā)生基因突變，且突變基因都可能傳給后代
C．在AG段細胞中含有同源染色體，HQ段細胞中不含同源染色體
D．在DE段和LM段，發(fā)生的原因都是由于著絲點分裂，姐妹染色單體分離
解析：考查有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用過程中染色體行為和數(shù)量變化，染色體與DNA分子的數(shù)量關(guān)系、基因突變的特點，同時考查信息轉(zhuǎn)換能力和理解能力。圖中兩曲線的重疊段分別為有絲分裂間期、后期、末期、減數(shù)第一次分裂間期、減數(shù)第二次分裂后期和末期，所以每條染色體都不含染色單體。BC段和HI段是DNA復(fù)制時期，所以都可能發(fā)生基因突變�；蛲蛔儗儆诳蛇z傳的變異，所以都可能傳給后代。AG段細胞進行有絲分裂，細胞中一直含有同源染色體，HQ段進行減數(shù)分裂，在HJ（或HK）段細胞中有同源染色體。DF段代表有絲分裂后期，LN段代表減數(shù)第二次分裂后期，所以DE段和LM段染色體數(shù)目加倍都是由于著絲點分裂，姐妹染色單體分離。
答案：C
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