一、细胞周期概念及特点
1．梳理：
概念
细胞周期
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所经历的全过程
特点分析
前提条件
真核生物连续分裂的体细胞才具有细胞周期
起止点
起点：从一次分裂完成时开始；止点：到下一次分裂完成为止
两个阶段
一个细胞周期=分裂间期（在前，时间长大约占90%～95%，细胞数目多）+分裂期（在后，时间短占5%～10%，细胞数目少）
表示方法
直线图、扇形图、曲线图、柱状图等
2．延伸：
⑴如癌细胞、受精卵、骨髓造血干细胞等能够进行连续分裂具有细胞周期，而进行减数分裂的精（卵）原细胞是没有细胞周期的。成熟的红细胞也没有。
⑵分裂后子细胞的去向：
①继续增殖：此类细胞始终处于细胞周期中，如根尖分生区细胞等。
②暂不增殖：此类细胞暂时脱离细胞周期，在适当刺激下可重新增殖，如动物肝细胞等。
③不增殖：此类细胞不可逆地脱离细胞周期，但保持生理机能活动，如神经细胞等。
3．典例：（1998年上海卷）请根据右图回答问题（括号内写标号）。
（1）依次写出C、E两个时期的名称 ；
（2）RNA和蛋白质合成时期为[ ] ，DNA复制时期为[ ] ，核仁、核膜消失的时期为 [ ] ，核仁、核膜重新形成时期为[ ] 。
（3）细胞在分裂后，可能出现细胞周期以外的三种生活状态是 。
解析：本题是对细胞周期概念的考查，细胞周期包括分裂间期和分裂期两个阶段（是连续的、不间断的）。分裂间期又包括G1期、S期、G2期。细胞分裂间期在前，时间长。分裂期在后，所用的时间短。
答案：（1）G2期 中期 （2）A G1期 B S期 D 前期 F 末期 （3）继续增殖、暂不增殖、不增殖
二、有丝分裂的主要特征
1．分裂间期的变化
⑴梳理：
时期
时间
主要时间
发生部位
G1期
几小时到几天
细胞合成新的蛋白质、RNA和其他分子；细胞器可能复制；准备物质、能量和酶
细胞质
S期
一般几小时
DNA分子进行自我复制；动物细胞进行新的中心粒装配
细胞质、细胞核
G2期
一般为1～1．5h
与G1期相似，但产生分子数量少；合成有丝分裂的引发物质
细胞质
⑵延伸：
①G1和G2期的RNA和蛋白质合成是基因的表达过程。
②在间期DNA复制时，容易受内外因素的干扰而发生差错，故可以利用诱变剂处理S期的细胞，使其发生基因突变，用于诱变育种。
③癌细胞具有无限增殖的特点，为了抑制了癌细胞，可以用药物作用于分裂间期，使DNA分子不能复制，从而治疗肿瘤的增殖扩散。
3．典例：（2007年上海卷）能在细胞分裂间期起作用的措施是（ ）
①农作物的诱变育种 ②用秋水仙素使染色体数目加倍
③肿瘤的化疗 ④花粉离体培养
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
解析：考查了影响细胞分裂间期的相关知识。①农作物育种的原理是基因突变，DNA复制时，碱基配对容易发生出错，所以基因突变主要发生在间期。②秋水仙素的作用之一是阻止细胞纺锤体的形成，主要作用于前期。③肿瘤的化疗是通过化学药物阻止肿瘤细胞DNA的复制，可以达到抑制其增殖的效果。④花药离体培养是减数分裂产生花粉后，获得单倍体的过程，与细胞的分裂间期无关。
答案：A
2．分裂期的变化
⑴梳理：
时期
核分裂变化
质分裂变化
歌诀记忆
前期
①核仁解体，核模消失。②染色质高度螺旋化，出现染色体，散乱排布于细胞内
③从细胞的两极发出许多纺锤丝，纵行排列在细胞的中央，形成梭形的纺锤体
膜核消失显两体
中期
①染色体的着丝点两侧连有纺锤丝。②染色体的着丝点排列在赤道板上。③染色体高度螺旋化，形态固定，数目清晰
形数清晰赤道齐
后期
①着丝点分裂，形成两套完全相同的染色体。②纺锤丝收缩，两套染色体分别移向细胞两极。③细胞中的染色体数目加倍
点裂数增均两极
末期
①核膜、核仁重新出现，核膜把染色质包围起来，形成两个相同的子细胞核。②染色体解螺旋化，重回到染色质状态
③纺锤体消失。④赤道板位置出现了细胞板，逐渐向四周扩展，形成新的细胞壁，均分细胞质，一个细胞形成了两个子细胞
两消两现重开始
⑵延伸：
①与细胞分裂有关的细胞器及作用：线粒体提供能量。核糖体合成染色体复制所需要的酶及蛋白质。中心体在某些低等植物或动物细胞中，参与形成纺锤体，以牵引染色体移动。高尔基体合成纤维素和果胶，参与细胞壁的形成。
②动植物细胞有丝分裂的区别：前期纺锤体形成不同：植物细胞从两极发出纺锤丝形成（低等植物由中心粒形成）。动物细胞两组中心粒发出星射线形成。末期细胞分裂方式不同：植物的细胞板从中央向四周扩展，在高尔基体的参与下形成细胞壁，将一个细胞分裂成两个细胞。动物的细胞膜从中部向内凹陷，将一个细胞缢裂成两个细胞。
3．典例：（2006年江苏卷）菠菜根的分生区细胞不断分裂使根向远处生长，在分裂过程中不会出现的是（ ）
A．细胞分裂间期，中心体的两个中心粒各自产生一个新的中心粒
B．细胞分裂中期，染色体形态比较固定、数目较清晰
C．细胞分裂前期，核膜和核仁逐渐消失
D．细胞分裂末期，高尔基体参与细胞壁的形成
解析：主要考查细胞分裂过程中各个时期的特点。获取题干关键信息：一是菠菜，为高等植物；二是根分生区的分裂，应为有丝分裂。在细胞分裂间期，主要完成了染色体的复制，包括DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。对动物细胞来说，在间期同时完成了中心体的复制。但是菠菜属于高等植物细胞，没有中心体，所以不会出现中心体复制现象。分裂中期是观察染色体数目和形态的最佳时期。分裂末期在赤道板位置出现细胞板，由中央向四周扩展，形成新的细胞壁，该过程有高尔基体的参与。
答案：A
三、有丝分裂与减数分裂的比较
1．过程的比较
⑴梳理：
比较项目
有丝分裂
减数分裂
发生场所
真核生物各组织或器官的体细胞
真核生物进行有性生殖的生殖细胞
细胞分裂次数及数目
细胞分裂1，产生2个子细胞分裂后形成的仍然是体细胞
细胞分裂2，产生4个子细胞，分裂后形成的成熟的生殖细胞
子细胞内染色体和DNA数目
和体细胞相同
是体细胞内的一半
子细胞间的遗传物质
完全相同或几乎完全相同
一般不相同(基因重组，有的还牵涉细胞质的不均等分裂)
染色体复制
间期
减I前的间期
同源染色体的行为
联会与四分体
无同源染色体联会现象、不形成四分体，非姐妹染色单体之间没有交叉互换现象
出现同源染色体联会现象、形成四分体，同源染色体的非姐妹染色单体之间常常有交叉互换现象
分离与组合
也不出现同源染色体分离，非同源染色体自由组合
出现同源染色体分离，非同源染色体自由组合
着丝点的
行为
中期位置
赤道板
减I在赤道板两侧，减II在赤道板
断裂
后期
减II后I期
意义
使生物的亲代和子代细胞之间保持了遗传性状的稳定性
减数分裂和受精作用维持了生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
相同点及联系
染色体只复制一次，都有纺锤体出现，都有核膜与核仁的消失与重建过程，都有染色体的平均分配现象。减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂
⑵延伸：
①进行有性生殖的生物的生殖器官：动物的睾丸（产生精子）和卵巢（产生卵细胞），植物的花药（产生精子）和胚珠（产生卵细胞）。
②有丝分裂和减数分裂图形的识别：一看染色体的数目，如是奇数，定为减Ⅱ；如是偶数，需看染色体的形态，如无同源染色体，则为减Ⅱ；如有，则需看染色体的行为，如有同源染色体的联会、四分体、同源染色体分离，则为减Ⅰ；如无，则为有丝分裂。
⑶典例：下图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．甲、乙、丙中都有同源染色体 B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C．能够出现基因重组的是乙 D．丙的子细胞是精细胞
解析：考查有丝分裂和减数分裂的区别，以及同源染色体、基因重组的概念，同时考查识图能力和分析推理能力。据图可知，甲中有同源染色体，且染色体整齐排列在赤道板上，所以处于有丝分裂中期。乙中有同源染色体，且正在联会，所以处于减数第一次分裂前期。丙中无同源染色体，且着丝点分裂、姐妹染色单体分开，所以处于减数第二次分裂后期。根据丙细胞不均等分裂，判断是次级卵母细胞。所以它产生的子细胞是卵细胞和极体。卵巢中的卵原细胞能够通过有丝分裂的方式进行增殖，还可以通过减数分裂形成卵细胞，因此在卵巢中能同时出现有丝分裂和减数分裂，故可能同时出现这三种细胞。基因重组发生减数第一次分裂前期（四分体交叉互换引起基因互换）和后期（非同源染色体自由组合导致非等位基因自由组合），所以乙能够出现基因重组。
答案：C
2．数量的比较
⑴梳理：
结 构
时 期
四分体
个数
同源染色
体对数
染色体
数
染色单
体数
DNA
分子数
核苷酸
链数
有
丝
分
裂
间期
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
减
数
分
裂
间期
0
n
2n
0→4n
2n→4n
4n→8n
减
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
减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对二倍体生物的来说，同源染色体在有丝分裂的全过程都存在，而减数分裂过程来说，减Ⅰ除末期外同源染色体都存在，减Ⅱ不存在。但如果某生物是只含有一个染色体组的单倍体，则有丝分裂中也不含同源染色体。如果某生物是四倍体或四倍以上的偶数倍体时，减Ⅱ中也可能存在同源染色体。
②在有丝分裂中，因为没有同源染色体的联会现象，所以不会有四分体出现。
③几种结构的数量关系可以等式表示为：1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子=8条脱氧核苷酸链。
⑶典例：右图表示一个二倍体动物细胞进行细胞分裂过程中，细胞核内染色体数目及DNA数目变化，则下列叙述错误的是（ ）
A．图中两曲线重叠的各段所在时期，每条染色体都不含染色单体
B．在BC段和HI段都可能发生基因突变，且突变基因都可能传给后代
C．在AG段细胞中含有同源染色体，HQ段细胞中不含同源染色体
D．在DE段和LM段，发生的原因都是由于着丝点分裂，姐妹染色单体分离
解析：考查有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中染色体行为和数量变化，染色体与DNA分子的数量关系、基因突变的特点，同时考查信息转换能力和理解能力。图中两曲线的重叠段分别为有丝分裂间期、后期、末期、减数第一次分裂间期、减数第二次分裂后期和末期，所以每条染色体都不含染色单体。BC段和HI段是DNA复制时期，所以都可能发生基因突变。基因突变属于可遗传的变异，所以都可能传给后代。AG段细胞进行有丝分裂，细胞中一直含有同源染色体，HQ段进行减数分裂，在HJ（或HK）段细胞中有同源染色体。DF段代表有丝分裂后期，LN段代表减数第二次分裂后期，所以DE段和LM段染色体数目加倍都是由于着丝点分裂，姐妹染色单体分离。
答案：C
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