“細胞增殖”考題分析及復習建議

細胞增殖是生物體生長、發育和繁殖的基礎，真核細胞的增殖方式有三種:有絲分裂、無絲分裂和減數分裂，有絲分裂和減數分裂是高中生物學的重點和難點知識，是三大遺傳規律的細胞學基礎，也是歷年高考的熱點之一。細胞增殖類試題經常以表格、曲線、圖形為載體，考查考生獲取信息的能力和分析問題能力。

“細胞增殖”涉及的知識點較多，新的概念和名詞也較多，知識本身比較抽象，變化形式多種多樣，在高考中占有非常重要的地位，故常以此作為命制綜合性試題的素材。

一、有絲分裂

【例1】(2010年江蘇)細胞周期包括分裂間期(分為G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。下圖標注了甲動物(體細胞染色體數為12)腸上皮細胞的細胞周期各階段的時長及DNA含量。請回答下列問題:

(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA復制的原料之一)短期培養甲動物腸上皮細胞后，處于S期的細胞都會被標記。洗脫含放射性同位素的胸苷，換用無放射性的新鮮培養液培養，定期檢測。預計最快約 h后會檢測到被標記的M期細胞。

(2)從被標記的M期細胞開始出現到其所占M期細胞總數的比例達到最大值時，所經歷的時間為 期的時間，處于該期的一個細胞中染色體數目的變化情況是。

(3)若向甲動物腸上皮細胞培養液中加入過量胸苷，處于S期的細胞立刻被抑制，而處于其他時期的細胞不受影響。預計加入過量胸苷約h后，細胞都將停留在S期。

(4)乙動物腸上皮細胞的細胞周期時長為24 h，M期時長為l.9 h。若要在顯微鏡下觀察細胞有絲分裂過程中染色體形態的變化，選用(填“甲”或“乙”)動物腸上皮細胞更合適。

(5)在光學顯微鏡下觀察，同處于分裂末期的動物腸上皮細胞與洋蔥根尖細胞，形態上最主要的區別是。

【解題思路】結合細胞周期圖解(如下圖)，分析題目中的問題。

(1)根據題意S期細胞被標記，洗掉放射性的胸苷后，S期的細胞經G2期變化后變為M期細胞，故最短時間為G2時期，即2.2h。

(2)細胞間期細胞數目最多，因此從M期細胞開始出現，到其所占M其細胞總數比例最大值，即變為間期細胞，故經歷的時間為分裂期的時間，即M期的時間。因染色體只在分裂后期加倍，故分裂期染色體數目變化為12→24→12。

(3)加入過量胸苷后，只有處于S期的細胞被抑制;剛結束S期的細胞，再次經過G2、M、G1期后再次到達S期后受到抑制，經歷時間為2.2+1.8+3.4=7.4h;其他各期細胞達到S期的時間均短于該時間，故加入胸苷后7.4h后細胞都停留在S期。

(4)甲動物分裂期所占時間比例為1.8/(3.4+7.9+2.2+1.8)=11.2%，乙動物分裂期的比例是1.9/24=0.08，觀察染色體形態變化主要是觀察分裂期的細胞，而分裂期細胞數目的增多與其所占細胞周期的時間的比例呈正相關，因此選甲動物作為觀察材料。

(5)洋蔥根尖細胞為高等植物細胞，與動物細胞相比，有細胞壁，因此分裂末期兩者的主要區別是動物細胞的細胞質從中央向內凹陷，縊裂為兩個，植物細胞則是細胞中央出現細胞板。

【正確答案】(1)2.2(2)M 12→24→12(3)7.4 (4)甲(5)動物腸上皮細胞膜凹陷，細胞縊裂;洋蔥根尖細胞形成細胞板

【易錯分析】由于學習方法的不完善，不會利用直觀的細胞周期圖來分析題目中的系列問題，分裂圖中的數據記憶不清，識圖(分裂圖、坐標圖)能力、實驗操作與分析能力欠缺，導致知識的遷移不順暢。

【復習建議】根據圖解(見下圖)，編成歌訣記憶各個時期的特點(見下表)，同時，把其中的DNA、染色體、染色單體的數量關系也要記下來，還要學會結合數據繪制曲線。

特點記憶歌訣:

二、減數分裂

【例2】(2010年江蘇高考)人類精子發生過程中，下列說法正確的是

A. 細胞中染色單體數最多可達92條

B. 姐妹染色單體攜帶的遺傳信息可能是不同的

C. 染色單體的交叉互換發生在同源染色體分離之前

D. 一個精原細胞產生兩個相同精子的概率最大為1/223

【解題思路】人類精子的形成需要通過減數分裂來完成，在減數第一次分裂過程中，染色體經過復制，在前期、中期和后期，染色單體可達到92條;DNA分子進行復制時，可能發生基因突變，姐妹染色單體也可能發生交叉互換，所以姐妹染色單體中攜帶的遺傳信息可能不同;姐妹染色單體之間的交叉互換發生在四分體時期，即同源染色體分開前;一個精原細胞產生“兩兩相同并且互補”的4個精子。

【正確答案】ABC

【易錯分析】如果學生對染色單體與DNA、染色體的概念認識不清，易錯選A;如果考慮問題不全面，沒有考慮到基因突變與交叉互換，易錯選B;不明確一個精原細胞與個體產生精子種類的區別易錯選D。

【復習建議】結合圖解和下列圖示記憶減數分裂(精子的形成、卵細胞的形成)的特點(相同點和不同點)，也可以列表比較精子、卵細胞的形成過程的異同。還要在此基礎上對生理過程及遺傳物質的變化規律作多種多樣的變式處理，如不同細胞分裂圖像的辨析、染色體或DNA的曲線圖的分析等，以加深對此過程的理解與應用能力。

三、減數分裂與有絲分裂的聯系與區別

【例3】(2010安徽理綜)雄蛙的一個體細胞經有絲分裂形成兩個子細胞(C1、C2)，一個初級精母細胞經減數第一次分裂形成兩個次級精母細胞(S1、S2)。比較C1與C2、S1與S2細胞核中DNA數目及其貯存的遺傳信息，正確的是

A. DNA數目C1與C2相同，S1與S2不同

B. 遺傳信息C1與C2相同，S1與S2不同

C. DNA數目C1與C2不同，S1與S2相同

D. 遺傳信息C1與C2不同，S1與S2相同

【解題思路】子細胞C1、C2是通過有絲分裂形成的，有絲分裂重要特征是親代細胞的染色體經復制后平均分配到兩個子細胞中，保持遺傳物質的穩定性，所以C1和C2的遺傳信息及DNA數目相同;子細胞S1和S2是減數第一次分裂形成的兩個次級精母細胞，減數第一次分裂的重要特征是同源染色體平均分開，所以每個子細胞中染色體數目減半，有染色單體，無同源染色體，所以遺傳信息不同，且XY兩條性染色體上的基因不同，但是兩個子細胞間DNA數目是相同的。

【正確答案】B

【易錯分析】細胞核DNA的數量與染色體的數量與結構密切相關，每個染色體在復制以前含有一個DNA分子，復制后含有兩個DNA分子，而遺傳信息指的是DNA中堿基對(脫氧核苷酸對)的排列順序，所以DNA分子數目相同，攜帶的遺傳信息不一定相同。

【復習建議】從遺傳信息的角度，對細胞分裂的結果進行相關的總結與分析:有絲分裂所形成的子細胞，染色體數、核DNA數及DNA上所攜帶的遺傳信息都是相同的，并且與分裂前的母細胞也是相同的;減數第一次分裂，形成的次級性母細胞，染色體數、核DNA數均減少一半，由于同源染色體上可能存在等位基因，控制著同一性狀的不同類型，所以遺傳信息是不相同的。

識別減數分裂、有絲分裂的細胞分裂的關鍵是看是否具有同源染色體，一般情況下看是否具有四分體，方法見下圖。

四、相關實驗

【例4】(2010年天津理綜)在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，以下操作和結論正確的是

A. 剪取5cm根尖，用酒精和吡羅紅混合液解離染色

B. 右圖是高倍顯微鏡下調節細準焦螺旋看到的視野

C. 持續觀察，視野中的K細胞將分裂成兩個子細胞

D. 視野中，N細胞的染色體數目是M細胞的一半

【解題思路】在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，應剪取洋蔥根尖2～3mm，用質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精溶液的混合液(1:1)解離，用0.01g/mL或0.02g/mL的龍膽紫溶液(或醋酸洋紅)染色;在解離時，根尖細胞已被殺死，持續觀察，視野中的K細胞不會分裂成兩個子細胞;視野中，N細胞處于有絲分裂后期，M細胞處于有絲分裂中期，N細胞的染色體數目是M細胞的2倍。

【正確答案】B

【易錯分析】對實驗操作的過程和顯微鏡的使用不熟練，對各種試劑的作用以及有絲分裂各時期特點不清楚，因此，容易誤選A或D。

【復習建議】直觀記憶能保持較長時間的識記效果，我們可以嘗試把實驗過程用直觀圖或示意圖畫出來;當然，親手做實驗，熟悉操作步驟、懂得實驗試劑的作用、正確分析實驗現象才是提高實驗能力的有效手段。

“細胞增殖”是生物遺傳的細胞學基礎，是理解遺傳定律的前提;在復習中，我們要善于抓住一條主線(DNA、染色體、染色單體的數目、行為變化)、兩個實驗(有絲分裂、減數分裂實驗裝片制作方法、高倍鏡使用方法，規范操作實驗步驟)、三個時期(辨別有絲分裂、減數Ⅰ、Ⅱ次分裂的前、中、后期)，除了準確掌握各分裂期細胞內的變化外，要特別注意遺傳物質的變化規律，為理解基因的分離定律與基因的自由組合定律打下堅實的基礎;本部分的幾個實驗，屬于觀察實驗，實驗過程中要注意掌握裝片的制作方法、高倍鏡的使用方法，懂得每種試劑在實驗中的作用，學會分析實驗現象以及實驗成功與否的原因。

責任編校李平安