一、細(xì)胞周期概念及特點(diǎn)
1．梳理：
概念
細(xì)胞周期
連續(xù)分裂的細(xì)胞從一次分裂完成時(shí)開(kāi)始，到下一次分裂完成時(shí)為止所經(jīng)歷的全過(guò)程
特點(diǎn)分析
前提條件
真核生物連續(xù)分裂的體細(xì)胞才具有細(xì)胞周期
起止點(diǎn)
起點(diǎn)：從一次分裂完成時(shí)開(kāi)始；止點(diǎn)：到下一次分裂完成為止
兩個(gè)階段
一個(gè)細(xì)胞周期=分裂間期（在前，時(shí)間長(zhǎng)大約占90%～95%，細(xì)胞數(shù)目多）+分裂期（在后，時(shí)間短占5%～10%，細(xì)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(xì)胞、受精卵、骨髓造血干細(xì)胞等能夠進(jìn)行連續(xù)分裂具有細(xì)胞周期，而進(jìn)行減數(shù)分裂的精（卵）原細(xì)胞是沒(méi)有細(xì)胞周期的。成熟的紅細(xì)胞也沒(méi)有。
⑵分裂后子細(xì)胞的去向：
①繼續(xù)增殖：此類細(xì)胞始終處于細(xì)胞周期中，如根尖分生區(qū)細(xì)胞等。
②暫不增殖：此類細(xì)胞暫時(shí)脫離細(xì)胞周期，在適當(dāng)刺激下可重新增殖，如動(dòng)物肝細(xì)胞等。
③不增殖：此類細(xì)胞不可逆地脫離細(xì)胞周期，但保持生理機(jī)能活動(dòng)，如神經(jīng)細(xì)胞等。
3．典例：（1998年上海卷）請(qǐng)根據(jù)右圖回答問(wèn)題（括號(hào)內(nèi)寫標(biāo)號(hào)）。
（1）依次寫出C、E兩個(gè)時(shí)期的名稱 ；
（2）RNA和蛋白質(zhì)合成時(shí)期為[ ] ，DNA復(fù)制時(shí)期為[ ] ，核仁、核膜消失的時(shí)期為 [ ] ，核仁、核膜重新形成時(shí)期為[ ] 。
（3）細(xì)胞在分裂后，可能出現(xiàn)細(xì)胞周期以外的三種生活狀態(tài)是 。
解析：本題是對(duì)細(xì)胞周期概念的考查，細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期兩個(gè)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(xì)胞分裂間期在前，時(shí)間長(zhǎng)。分裂期在后，所用的時(shí)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(shí)期
時(shí)間
主要時(shí)間
發(fā)生部位
G1期
幾小時(shí)到幾天
細(xì)胞合成新的蛋白質(zhì)、RNA和其他分子；細(xì)胞器可能復(fù)制；準(zhǔn)備物質(zhì)、能量和酶
細(xì)胞質(zhì)
S期
一般幾小時(shí)
DNA分子進(jìn)行自我復(fù)制；動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行新的中心粒裝配
細(xì)胞質(zhì)、細(xì)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)
⑵延伸：
①G1和G2期的RNA和蛋白質(zhì)合成是基因的表達(dá)過(guò)程。
②在間期DNA復(fù)制時(shí)，容易受內(nèi)外因素的干擾而發(fā)生差錯(cuò)，故可以利用誘變劑處理S期的細(xì)胞，使其發(fā)生基因突變，用于誘變育種。
③癌細(xì)胞具有無(wú)限增殖的特點(diǎn)，為了抑制了癌細(xì)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(kuò)散。
3．典例：（2007年上海卷）能在細(xì)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(xì)胞分裂間期的相關(guān)知識(shí)。①農(nóng)作物育種的原理是基因突變，DNA復(fù)制時(shí)，堿基配對(duì)容易發(fā)生出錯(cuò)，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(xì)胞紡錘體的形成，主要作用于前期。③腫瘤的化療是通過(guò)化學(xué)藥物阻止腫瘤細(xì)胞DNA的復(fù)制，可以達(dá)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(guò)程，與細(xì)胞的分裂間期無(wú)關(guān)。
答案：A
2．分裂期的變化
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(xì)胞內(nèi)
③從細(xì)胞的兩極發(fā)出許多紡錘絲，縱行排列在細(xì)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(diǎn)兩側(cè)連有紡錘絲。②染色體的著絲點(diǎn)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(diǎn)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(xì)胞兩極。③細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍
點(diǎn)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(lái)，形成兩個(gè)相同的子細(xì)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(xì)胞板，逐漸向四周擴(kuò)展，形成新的細(xì)胞壁，均分細(xì)胞質(zhì)，一個(gè)細(xì)胞形成了兩個(gè)子細(xì)胞
兩消兩現(xiàn)重開(kāi)始
①與細(xì)胞分裂有關(guān)的細(xì)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(dòng)物細(xì)胞中，參與形成紡錘體，以牽引染色體移動(dòng)。高爾基體合成纖維素和果膠，參與細(xì)胞壁的形成。
②動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別：前期紡錘體形成不同：植物細(xì)胞從兩極發(fā)出紡錘絲形成（低等植物由中心粒形成）。動(dòng)物細(xì)胞兩組中心粒發(fā)出星射線形成。末期細(xì)胞分裂方式不同：植物的細(xì)胞板從中央向四周擴(kuò)展，在高爾基體的參與下形成細(xì)胞壁，將一個(gè)細(xì)胞分裂成兩個(gè)細(xì)胞。動(dòng)物的細(xì)胞膜從中部向內(nèi)凹陷，將一個(gè)細(xì)胞縊裂成兩個(gè)細(xì)胞。
3．典例：（2006年江蘇卷）菠菜根的分生區(qū)細(xì)胞不斷分裂使根向遠(yuǎn)處生長(zhǎng)，在分裂過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)的是（ ）
A．細(xì)胞分裂間期，中心體的兩個(gè)中心粒各自產(chǎn)生一個(gè)新的中心粒
B．細(xì)胞分裂中期，染色體形態(tài)比較固定、數(shù)目較清晰
C．細(xì)胞分裂前期，核膜和核仁逐漸消失
D．細(xì)胞分裂末期，高爾基體參與細(xì)胞壁的形成
解析：主要考查細(xì)胞分裂過(guò)程中各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)。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(xì)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(duì)動(dòng)物細(xì)胞來(lái)說(shuō)，在間期同時(shí)完成了中心體的復(fù)制。但是菠菜屬于高等植物細(xì)胞，沒(méi)有中心體，所以不會(huì)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(shí)期。分裂末期在赤道板位置出現(xiàn)細(xì)胞板，由中央向四周擴(kuò)展，形成新的細(xì)胞壁，該過(guò)程有高爾基體的參與。
三、有絲分裂與減數(shù)分裂的比較
1．過(guò)程的比較
比較項(xiàng)目
有絲分裂
減數(shù)分裂
發(fā)生場(chǎng)所
真核生物各組織或器官的體細(xì)胞
真核生物進(jìn)行有性生殖的生殖細(xì)胞
細(xì)胞分裂次數(shù)及數(shù)目
細(xì)胞分裂1，產(chǎn)生2個(gè)子細(xì)胞分裂后形成的仍然是體細(xì)胞
細(xì)胞分裂2，產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞，分裂后形成的成熟的生殖細(xì)胞
子細(xì)胞內(nèi)染色體和DNA數(shù)目
和體細(xì)胞相同
是體細(xì)胞內(nèi)的一半
子細(xì)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(xì)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(huì)與四分體
無(wú)同源染色體聯(lián)會(huì)現(xiàn)象、不形成四分體，非姐妹染色單體之間沒(méi)有交叉互換現(xiàn)象
出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會(huì)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(diǎn)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
減II后I期
意義
使生物的親代和子代細(xì)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(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定
相同點(diǎn)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(guò)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
①進(jìn)行有性生殖的生物的生殖器官：動(dòng)物的睪丸（產(chǎn)生精子）和卵巢（產(chǎn)生卵細(xì)胞），植物的花藥（產(chǎn)生精子）和胚珠（產(chǎn)生卵細(xì)胞）。
②有絲分裂和減數(shù)分裂圖形的識(shí)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(wú)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(huì)、四分體、同源染色體分離，則為減Ⅰ；如無(wú)，則為有絲分裂。
⑶典例：下圖為處于不同分裂時(shí)期的某生物的細(xì)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(shí)出現(xiàn)這三種細(xì)胞
C．能夠出現(xiàn)基因重組的是乙 D．丙的子細(xì)胞是精細(xì)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(shí)考查識(shí)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(huì)，所以處于減數(shù)第一次分裂前期。丙中無(wú)同源染色體，且著絲點(diǎn)分裂、姐妹染色單體分開(kāi)，所以處于減數(shù)第二次分裂后期。根據(jù)丙細(xì)胞不均等分裂，判斷是次級(jí)卵母細(xì)胞。所以它產(chǎn)生的子細(xì)胞是卵細(xì)胞和極體。卵巢中的卵原細(xì)胞能夠通過(guò)有絲分裂的方式進(jìn)行增殖，還可以通過(guò)減數(shù)分裂形成卵細(xì)胞，因此在卵巢中能同時(shí)出現(xiàn)有絲分裂和減數(shù)分裂，故可能同時(shí)出現(xiàn)這三種細(xì)胞�；蛑亟M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
結(jié) 構(gòu)
時(shí) 期
四分體
個(gè)數(shù)
同源染色
體對(duì)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
0
n
2n
0→4n
2n→4n
4n→8n
分裂期
前、中期
4n
8n
4n→0
4n→2n
8n→4n
減
Ⅰ
2n→n
減Ⅱ
n→2n
2n→0
①對(duì)二倍體生物的來(lái)說(shuō)，同源染色體在有絲分裂的全過(guò)程都存在，而減數(shù)分裂過(guò)程來(lái)說(shuō)，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(gè)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(shí)，減Ⅱ中也可能存在同源染色體。
②在有絲分裂中，因?yàn)闆](méi)有同源染色體的聯(lián)會(huì)現(xiàn)象，所以不會(huì)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(gè)四分體=1對(duì)同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個(gè)DNA分子=8條脫氧核苷酸鏈。
⑶典例：右圖表示一個(gè)二倍體動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞分裂過(guò)程中，細(xì)胞核內(nèi)染色體數(shù)目及DNA數(shù)目變化，則下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．圖中兩曲線重疊的各段所在時(shí)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(xì)胞中含有同源染色體，HQ段細(xì)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(diǎn)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(guò)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(diǎn)，同時(shí)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(shí)期，所以都可能發(fā)生基因突變。基因突變屬于可遺傳的變異，所以都可能傳給后代。AG段細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞中一直含有同源染色體，HQ段進(jìn)行減數(shù)分裂，在HJ（或HK）段細(xì)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(diǎn)分裂，姐妹染色單體分離。
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