高中生物高考冲刺：细胞分裂与变异专题-知识讲解—— 细胞分裂与变异专题

高考冲刺三细胞分裂与变异专题编稿：宋辰霞审稿：闫敏敏【高考展望】真核细胞分裂方式包括有丝分裂、减数分裂、无丝分裂，而难点与重点在有丝分裂与减数分裂，对于有丝分裂，考点主要集中在“细胞周期、有丝分裂过程、观察细胞有丝分裂的实验”上，减数分裂的考点则主要集中在“减数分裂过程与有丝分裂过程的比较、精子与卵细胞的形成及差异分析、有丝分裂与减数第一次分裂及减数第二次分裂分裂图像的辨别、物质或结构的数量变化曲线辨析、染色体相关概念辨析”。

细胞在分裂过程中会出现变异，而变异的原理又可用于新品种的培育，此专题的考点还有可遗传变异的类型及它们在育种上的应用，记忆的内容较多，但也有思维的逻辑和严谨性，在复习的过程中可采用对比的方法来掌握相关知识。

【知识升华】一、有丝分裂和减数分裂1.细胞周期：（1）概念：进行连续有丝分裂的细胞，从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程，称为一个细胞周期。

注意：对于连续进行有丝分裂的细胞才有细胞周期。

（2）一个细胞周期包括分裂间期（G１期、S期、G２期）和分裂期（M期）两个阶段，其中分裂间期占了大部分时间，约为整个细胞周期的90％—95％。

实例辨析：下图为某连续分裂的细胞连续分裂的时间数据，可看出其细胞周期为17.3，需注意BC+CD 或DE+EF均可表示1个细胞周期，但AB+BC却不能称为1个细胞周期，因为1个细胞周期是从分裂间期开始而非从分裂期开始。

2.动植物细胞有丝分裂的比较动植物细胞有丝分裂过程中，染色体及DNA的变化等完全相同，但它们也有区别，如下表：4. 判断一个正在分裂的细胞的分裂方式及所处时期（1）总结有丝分裂，减数第一次分裂及减数第二次分裂的不同之处：【高清课堂：高考冲刺三 细胞分裂和变异专题 368655 巩固练习】 （2）判断方法：①先看有无同源染色体联会等特殊行为，若有则为减数第一次分裂，若无则为有丝分裂或减数第二次分裂。

②再看有无同源染色体，若无则为减数第二次分裂，若有则为有丝分裂。

③判断出细胞为有丝分裂、减数第一次分裂或者减数第二次分裂之后，根据染色体的特点，可判断出细胞具体处于哪个时期，同时还可判断出细胞名称，一般：◎染色体无规则排列时为有丝分裂或减数第二次分裂的前期◎染色体联会配对时为减数第一次分裂前期有丝分裂前期 体细胞减数第二次分裂前期次级精（卵）母细胞／第一极体减数第一次分裂前期 初级精（卵）母细胞◎染色体整齐排列于细胞中央时为中期◎出现分离（姐妹染色单体分开或同源染色体分离）时为后期5.有丝分裂和减数分裂过程中染色体、DNA 、染色单体的数量变化（设细胞中有2n 条染色体） （1）细胞中染色体、DNA 的数量变化减数分裂形成配子，然后进行受精作用形成受精卵，接着进行有丝分裂： ①曲线A 表示DNA 的数量变化曲线，其中0——8段为减数分裂过程，数量变化为：2n →4n →2n →n ，8——13段为有丝分裂过程，数量变化为：2n →4n →2n 。

②曲线B 表示染色体变化曲线，其中0——8段为减数分裂过程，数量变化为：2n →n →2n →n ，8——13段为有丝分裂过程，数量变化为：2n →4n →2n 。

③8点表示受精作用，染色体与DNA 的数量变化均为：n →2n 。

遇到DNA 或染色体变化图时，往往要求判断其表示的有丝分裂还是减数分裂过程，表示的是DNA 还 是染色体的变化，判断依据如下：①DNA 数目变化曲线中有斜线，因为DNA 复制为渐变的过程；染色体数目变化曲线中无斜线，因为染色体的加倍和减半均不是渐变过程。

②有丝分裂的DNA 或染色体数目变化曲线的起点和终点在一条直线上，因为子代细胞和亲代细胞的染色体、DNA 数目相同；减数分裂的DNA 或染色体数目变化曲线的起点和终点不在一条直线上，因为子代细胞和亲代细胞的染色体、DNA 数目不相同，是亲代细胞的一半； （2）细胞中染色单体的数量变化有丝分裂：0→4n →0 减数分裂：0→4n →2n →0 （3）每条染色体上DNA 含量的变化：1→2→1 （注意图中纵坐标表示的量）减数第二次分裂中期 次级精（卵）母细胞／第一极体减数第一次分裂中期初级精（卵）母细胞有丝分裂中期 体细胞减数第二次分裂后期 次级卵母细胞／第二极体 减数第二次分裂后期 次级卵母细胞 减数第一次分裂后期 初级精母细胞 减数第一次分裂后期 初级卵母细胞 有丝分裂后期 体细胞①当细胞中有染色单体时，即CD 段之前的BC 段，一条染色体上有2个DNA 分子，染色体和DNA 的比例关系为1：2。

当细胞中无染色单体时，即CD 段之后的DE 段，一条染色体上有1个DNA 分子，染色体和DNA 的关系为1：1②CD 段的形成原因为：有丝分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开。

或减数第二次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开。

二、三种可遗传变异的辨析【高清课堂：高考冲刺三 细胞分裂和变异专题 368655 可遗传变异的类型】注意：“染色体数目变异”还需注意以下内容： （1）染色体组数量判断方法：①在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组。

如二倍体生物中形态相同的染色体便有2条。

再如，下列细胞则分别含有2个、3个、4个染色体组。

②利用以下公式计算：染色体组数=染色体数/染色体形态数如上面的图2中，共有染色体15条，染色体形态数有5种，则染色体组数为3（15/5）。

③在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因（读音相同的字母）出现几次，则有几个染色体组。

如大多生物为二倍体，基因成对存在。

再如，细胞的基因型为AaaaBBbb时，每一种基因均有4个，该生物含4个染色体组。

（2）单倍体、二倍体、多倍体的判断三、比较不同的育种方式【典型例题】类型一、有丝分裂和减数分裂例1．观察到的某生物（2n＝6）减数第二次分裂后期细胞如图所示。

下列解释合理的是（）A．减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离B．减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离C．减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次D．减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次【答案】A【解析】此图为减数第二次分裂后期细胞，移向每一极的染色体数目各为4条，因2n＝6，正常情况下移向每一极的染色体数目为各3条，说明减数第一次分裂后，染色体比实际多了一条，只能说明有一对同源染色体没有分开，所以A正确；若减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离，则移向两极的染色体数目分别为2、4条，B项错；若减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次，减一时则有一条染色体含有3条染色单体，减二后期移向两极的染色体数目分别为3、4条，C项错；减数第二次分裂前不进行染色体复制，D项错。

【点评】本题考查细胞分裂图像的判断及细胞分裂与染色体变异的关系。

举一反三：【变式1】回答下列有关细胞的问题：下表数据为实验测得体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间(单位：小时)（1）请在下图中绘出该种细胞的细胞周期曲线图并注明各期名称(假设体细胞DNA相对含量为2C)（2）若在上述细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，处于______期的细胞立刻被抑制，再培养_____小时，则其余细胞都将被抑制在G1，S期交界处；去除抑制剂，更换新鲜培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，在所有细胞达到______期终点前，再加入DNA合成抑制剂，则全部细胞都被阻断在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。

（3）s期的启动需要一种蛋白质分子作为启动信，这种蛋白质在S期之前合成并存在于s期全过程中。

若将S期和G1期细胞融合，则G1期细胞核进入S期的时间将________。

（4）在电镜下观察处于M期的细胞，可见纺锤体由细胞两极的发出。

在M期中消失后来又出现的细胞结构是___________。

【答案】（1）（2）S；15；G1（3）提前（4）中心体；核膜（或核仁、或细胞核）【解析】（1）在减数分裂的过程中，DNA分子的复制发生在细胞分裂间期的S期，之后直到细胞分裂期的末期DNA含量才减半，据此可画出对应的DNA含量变化图。

（2）题中数据可知，DNA的合成在S期；当在培养液中加入过量的DNA合成抑制剂时，DNA合成被抑制，即S期的细胞立刻被抑制。

若使所有细胞都停留在G1，S期交界处，则刚完成DNA复制的细胞需要经过G2、M和G1，共需要15小时。

若要使所用细胞停留在G1，S期交界处，则应在G1期终点之前，加入DNA 合成抑制剂。

（3）将S期和G1期细胞融合后，G1期的细胞中含有作为启动S期信的蛋白质，使G1期的细胞比正常培养下提前进入S期。

（4）由题意可知，M期是细胞分裂期，在此时期纺锤体有细胞两极的中心体发出，核仁核膜消失。

类型二、可遗传变异和育种例2．（2015 天津高考）低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。

上述过程中产生下列四种细胞，下图所示四种细胞的染色体行为（以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例）可出现的是（）【答案】B【解析】低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，减二时期最终卵细胞加倍，胚胎细胞变为三个染色体组。

【点评】本题考查减数分裂的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题、解决问题的能力。

举一反三：【变式1】（2015 广东高考）秋水仙素处理二倍体植物的愈伤组织，从获得的再生植株中筛选四倍体植株，预实验结果如右表，正式实验时秋水仙素浓度设计最合理的是A． 0、2、3、4、5、6 B． 0、4、5、6、7、8C． 0、6、7、8、9、10 D． 0、3、6、9、12、15【答案】B【解析】由表可知，秋水仙素浓度为4-8g/L范围时，再生植株数及四倍体植株，所占比例都较高，所以正式试验时应在此范围内，并设计更小浓度梯度进行实验。

例3．为丰富植物育种的种质资源材料，利用钴 60 的γ射线辐射植物种子筛选出不同性状的突变植株，请回答下列问题：（1）钴60 的γ辐射用于育种的方法属于____________________育种。

（2）从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株进行的部分杂交实验如下：①控制高产、优质性状的基因位于对染色体上。

在减数分裂联会期（能、不能）配对。

②控制抗盐性状的基因是否在细胞核中：________________（填是或否）。

（3）从突变植株中还获得了显性高蛋白植株（纯合子），为验正该性状是否有望一对基因控制，请参与实验设计并完善实验方案：①步骤 l：选择____________________和____________________杂交。

预期结果。