细胞分裂增殖过程各时期的特点及示意图

细胞增殖
Ⅰ有丝分裂
一、细胞周期及各时期特征
细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。

一个细胞周期分为细胞分裂间期和细胞分裂期两个时期，分裂期又人为地分为前期、中期、后期和末期。

细胞分裂各时期的主要特征见下表。

二、动植物细胞有丝分裂的比较
动物细胞的有丝分裂与植物细胞的有丝分裂相比较有相同的地方，也有不同的地方。

相同的地方表现在动植物细胞有丝分裂的实质是一样的，但由于动物细胞与植物细胞在结构上的差异，所以动植物细胞在有丝分裂的形式上有所不同。

具体见表：
三、细胞分裂与生物体生长、发育、繁殖、遗传和变异的关系
1、通过细胞分裂能使单细胞生物直接繁殖新个体，使多细胞生物由受精卵发育成新个体，也能使多细胞生物衰老、死亡的细胞及时得到补充。

通过细胞分裂，可以将亲代细胞复制的遗传物质，平均分配到两个子细胞中去。

因此，细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。

2、有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式，多细胞生物体以有丝分裂方式增加
体细胞数目。

有丝分裂过程中，在分裂间期，亲代细胞染色体经过复制，经过分裂期一系列变化，精确地平均分配到两个子细胞中去。

由于染色体上有遗传物质（DNA 、基因）
，因而
在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对于生物的遗传有重要意义。

3、细胞分裂间期，DNA 复制时，由于生物内部因素或外界环境条件的作用，使染色体上的基因的分子结构发生差错，而导致基因突变，从而导致子代（或子代细胞）发生变异。

减数分裂中，同源染色体的交叉和交换、非同源染色体的自由组合、在细胞水平上导致遗传物质的重组，使亲代产生多种类型的配子，从而使后代具有更大的变异性和更强的生活力及适应性。

有丝分裂过程中，正常情况下，复制后的染色体平均分配到子细胞中去，但一些外界条件或因素（如秋水仙素），能抑制纺锤体的形成，使细胞有丝分裂过程受阻，结果细胞核中染色体数目加倍，形成多倍体生物，导致生物变异。

因此，细胞分裂与生物变异密切相关。

4、细胞有丝分裂中期，细胞中染色体的形态固定、数目清晰，是观察和辨认细胞中染色体形态和数目的最佳时期。

而染色体的形态、数目对于鉴别生物种类、了解生物之间的进化关系，以及研究生物的遗传、变异都是不可缺少的基础。

Ⅱ 无丝分裂
无丝分裂：分裂过程是先细胞核延长，从核的中部向内凹进，缢裂成为2个细胞核，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成2个子细胞。

在整个分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化。

这种分裂方式常出现于高度分化成熟的组织中，如蛙的红细胞的分裂，在某些植物的胚乳中胚乳细胞的分裂等。

无丝分裂在高等生物中主要是高度分化的细胞，如人的肝细胞、肾小管上皮细胞、肾上腺皮质细胞等，蚕的睾丸上皮细胞，植物的表皮、生长点和胚乳等细胞中都曾见到过无丝分裂现象。

蛙（两栖类）的红细胞是进行无丝分裂，但不能依次类推，人的红细胞也是无丝分裂。

哺乳动物成熟的红细胞已永久失去分裂的能力，哺乳动物的红细胞是通过骨髓中造血干细胞分裂产生的细胞，再分化发育而来的（由造血干细胞依次分化为原始红细胞、幼红细胞、网织红细胞，最后形成为成熟红细胞）。

Ⅲ 减数分裂
一、有性生殖细胞的形成过程
2、卵细胞的形成
第一次分裂 第二次分裂 变形过程
卵巢中的卵原细胞
卵
原
细胞 初级卵母细胞
有丝分裂 染色体复制 长大 联会、四分体（互换） 第二极体
二、减数分裂与孟德尔遗传定律
因为基因在染色体上呈线性排列，所以在减数分裂过程中基因随染色体活动也表现出相应规律。

（1）基因分离定律： 同源染色体分离—→等位基因分离
（2）基因自由组合定律： 非同源染色体自由组合—→非同源染色体上的非等位基因自由组合
（3）孟德尔遗传定律发生时间：减数第一次分裂的后期。

三、减数分裂与生物变异
基因突变：通常发生在DNA 复制时期，即细胞分裂的间期。

（细胞分裂间期特别容易发生基因突变，但不等于说其它分裂时期的细胞
或者不进行分裂的细胞就没有基因突变的产生。

）
（非同源染色体上的非等位基因自由组合）
基因的交叉互换：发生于减数第一次分裂前期，（四分体时期同源染色
体
非姐妹染色单体间的遗传物质交叉互换。

）
多倍体：发生于有丝分裂前期，
染色体变异： （抑制纺锤体形成，染色体加倍，没有形成两个子细胞。

）
染色体结构的变异：一般发生于减数分裂同源染色体联会时期。

（染色体的易位是指一条染色体的某一片段移接
到
另一条非同源染色体上，即发生在非同源染色体
之间。

）
四、减数分裂各期的染色体、DNA 、同源染色体、四分体等数量计算：
1．给出减数分裂某个时期的分裂图，计算该细胞中的各种数目：
（1）染色体的数目＝着丝点的数目；
（2n ）
第一次分裂 第二次分裂
（2）DNA数目的计算分两种情况：
①当染色体不含姐妹染色单体时，一个染色体上只含有一个DNA分子；
②当染色体含有姐妹染色单体时，一个染色体上含有两个DNA分子。

（3）同源染色体的对数在减数第一次分裂的间期和减数第一次分裂期为该时期细胞中染色体数目的一半，而在减数第二次分裂期和配子时期由于同源染色体已经分离进入到不同的细胞中，因此该时期细胞中同源染色体的数目为零。

（4）在含有四分体的时期（四分体时期和减Ⅰ中期），四分体的个数等于同源染色体的对数。

2．无图，给出某种生物减数分裂某个时期细胞中的某种数量，计算其它各期的各种数目。

规律：
（1）染色体的数目在间期和减Ⅰ分裂期与体细胞相同，通过减Ⅰ分裂减半，减Ⅱ分裂后期暂时加倍，与体细胞相同。

（2）DNA数目在减Ⅰ前的间期复制加倍，两次分裂分别减少一半。

（3）同源染色体在减Ⅰ分裂以前有，减Ⅱ分裂以后无。

（4）四分体在四分体时期和减Ⅰ中期有，其它各期无。

五、关于配子的种类：
1、一个性原细胞进行减数分裂，如果在四分体时期染色体不发生交叉互换，则可产生4个2种类型的配子，且两两染色体组成相同，而不同的配子染色体组成互补。

2、有多个性原细胞，设每个细胞中有n对同源染色体，进行减数分裂，如果在四分体时期染色体不发生交叉互换，则可产生2n种配子。

Ⅳ细胞分裂图的识别：
【知识回顾】细胞分裂图像的考查频率很高，细胞分裂图像常规考法有两种：给出图形及图中的染色体，识别是何种分裂何种时期；给出文字材料，要求画出某时期的细胞分裂图。

因此要能将有丝分裂图像与减数分裂图像正确区分，并能正确辨别细胞的种类、及分裂时期。

一、减数分裂与有丝分裂图像的辨析（以二倍体生物为例）
二、识别细胞分裂图形（区分有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂） 三看识别法：（点数目、找同源、看行为）（以二倍体生物为例）
一看细胞中的染色体数目：如果细胞内染色体数目为奇数，则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。

而且细胞中一定没有同源染色体存在；如果染色体数为偶数，则进行第二看：
二看细胞中有无同源染色体：如果没有同源染色体，则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图；如果有同源染色体，则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。

再进行第三看：
三看细胞中同源染色体的行为：在有同源染色体的情况下，若有联会、四分体、同源染色体分离，非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图；若无以上行为，则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。

三、细胞分裂时期的辨别
看染色体的位置：前期显散乱，中期在中间，后期到两端，末期已分边。

有丝分裂是染色体复制1次，分裂1次；减数分裂是染色体复制1次，分裂2次的特殊有丝分裂，且有联会现象，所以同源染色体在排列上有紧靠在一起的特点，而有丝分裂中的同源染色体是间隔排列的，该特征是区分各个时期的一个重要依据。

方法：
（1）有同源染色体的为有丝分裂或减数第一次分裂，否则为减数第二次分裂。

（2）有同源染色体行为变化的是减数第一次分裂（联会、四分体、四分体排在赤道板上，最后分开），否则为有丝分裂。

【解题思路】（注意：后期图形只取细胞一极的染色体）
染色体排列在赤道板、无同源染色体—→ 减数第二次分裂的中期；
染色体排列在赤道板、有同源染色体、间隔排列—→ 有丝分裂的中期；
染色体不在中央、有同源染色体、无姐妹染色单体—→ 有丝分裂的后期；
染色体不在中央、有同源染色体、有姐妹染色单体—→ 减数第一次分裂的后期。

四、动物细胞、植物细胞分裂的辨别
看细胞质形成方式：细胞板隔裂——植物细胞分裂；缢裂——动物细胞分裂。

看细胞的外形特性：矩形有壁为植物细胞；圆形无壁一般为动物细胞。

五、雄性、雌性减数分裂的辨别
看细胞质分裂是否均等：均等分裂——雄性减数分裂；不均等分裂——雌性减数分裂。

六、细胞分裂DNA 、染色体数的变化：
1、图形
DNA 数
染色体数 DNA
数
染色体数 奇数：减数第二次分裂 偶数： 无同源染色体：减数第二次分裂 有同源染色体 有同源染色体联会、四分体、分离现象：减数第一次分裂 无同源染色体联会、四分体、分离现象：有丝分裂
染色体数目
有丝分裂减数分裂
2、规律
（1）有丝分裂的染色体变化的两个关键时期：①后期着丝点分裂时染色体加倍；②末期平分给两个子细胞时染色体数恢复。

（其他时期染色体数不变。

切记：染色体复制时其数目不改变。

）
（2）有丝分裂的DNA：①间期染色体复制时DNA数目加倍；②末期平分给两个子细胞时DNA数目恢复。

（其他时期不变。

）
（3）减数分裂的染色体变化：①减数第一次分裂的末期染色体数目减半（说明：减数分裂染色体的减半就是发生在第一次分裂的末期，这时同源染色体分离，导致了染色体的减半。

）；②第二次分裂的后期染色体暂时增加（这时的染色体数等于体细胞的染色体数）；③分裂之后染色体数减半。

（4）减数分裂的DNA变化：复制后加倍，然后两次减半，最后DNA是原来的一半。

七、有丝分裂和减数分裂中DNA、染色体数目的计算
【知识回顾】着丝点数＝染色体数。

不含姐妹染色单体时DNA数等于染色体数。

但当一个染色体含有两个姐妹染色单体时，DNA数是染色体数的二倍，准确画出曲线需记住三个主要特点：
（1）DNA仅在间期复制，形成姐妹染色单体，数目加倍。

（2）染色体仅在后期（有丝分裂或减数第二次分裂后期）着丝点分裂时数目加倍。

（3）末期细胞一分为二，对于子细胞来说，DNA和染色体数目都减半。

会画曲线后遇到计算题就可以在曲线上寻找相应的点。

【例题讲解】
〖例题1〗一个基因为Aa的个体，在减数分裂过程中（不考虑教程互换）A和a发生分离的时间为（）
A．减数分裂间期B．减数第一次分裂后期
C．减数第二次分裂后期D．减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期
〖命题意图〗考查基因分离定律的细胞学基础。

〖解析〗A和a是一对等位基因，位于一对同源染色体上，具有一定的独立性。

在减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入不同的配子中。

同源染色体的分离是在减数第一次分裂的后期，因此，A和a这对等位基因的分离也在该阶段。

〖答案〗B
〖例题2〗下列关于DNA分子和染色体数目的叙述，正确的是
A．有丝分裂间期细胞中染色体数目因DNA复制而加倍
B．有丝分裂后期细胞中DNA分子数目因染色体的着丝点分裂而加倍
C．减数第一次分裂后细胞中染色体数目因同源染色体分离而减半
D．减数第二次分裂过程中细胞中染色体与DNA分子数目始终不变
〖命题意图〗考查了细胞分裂中染色体和DNA的变化规律。

〖解析〗在有丝分裂过程中，染色体和DNA的关系是：间期、前期、中期因同源染色
体存在，染色体：DNA＝1：2，后期染色体分开，染色体：DNA＝1：1；在减数分裂过程中染色体与DNA的关系是：减Ⅰ过程中前期、中期、后期的染色体：DNA＝1：2，减Ⅱ过程
中前期、中期的染色体：DNA＝1：2，后期和末期的染色体：DNA＝1：1。

〖答案〗C
〖例题3〗下列是有关细胞分裂的问题。

图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像，请据图回答：
（1）图1中AB段形成的原因是，该过程发生于细胞分裂间期的期，图1中CD段形成的原因是。

（2）图2中细胞处于图1中的BC段，图2中细胞处于图1中的DE段。

（3）就图2乙分析可知，该细胞含有条染色单体，染色体数与DNA分子数之比为，该细胞处于分裂的期，其产生的子细胞名称为。

〖命题意图〗通过具体图表，考查减数分裂及有丝分裂过程中染色体的变化规律。

〖解析〗题目给出的图像和我们平时训练时的图像基本相同，但该题的关键是图1中的
纵坐标代表染色体而不是一个细胞中染色体含量。

从图1中可以看出，A→B段DNA含量增加，这是由于在细胞分裂间期的S期，完成了染色体的复制；C→D段染色体含量减半，这是由于着丝点分裂，一条染色体变为两条染色体的缘故。

图2中的乙、丙，其染色体的着丝点都未分开，相当于图1中的AB段，甲中染色体的着丝点已分开，相当于DE段。

乙细胞中含有4条染色体，其染色体：DNA＝1：2，由于细胞是不均等分裂，所以该细胞属于减数第一次分裂的后期，产生的两个子细胞分别称为次级卵母细胞和第一极体。

〖答案〗（1）DNA复制S 着丝点分裂（2）乙、丙甲
（3）8 染色体：DNA＝1：2 减数第一次后次级卵母细胞和第一极体
八、染色体组与染色体组数目的判定
染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。

要构成一个染色体组应具备以下几条；
（1）一个染色体组中不含同源染色体。

（2）一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。

（3）一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。

要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑：
①细胞内形态相同的染色体（同源染色体）有几条，则含有几个染色体组。

如右图细胞中相同的染色体有4条，此细胞中有4个染色体组。

②根据基因型来判断。

在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组，如基因型为AAaBBb 的细胞或生物体含有3个染色体组。

③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。

染色体组的数目＝染色体数/染
色体形态数。

例如，果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个。

【解题技巧】
1．正确理解细胞周期的概念；重点掌握细胞有丝分裂过程中的染色体的数量、行为变化及DNA 分子数量的变化；掌握在分裂各个时期细胞器参与活动；正确区分染色质和染色体、染色体和染色单体、赤道板与细胞板这几组概念。

2．考查细胞分裂图像常规考法有两种：给出图形及图中的染色体，识别是何种分裂何种时期；给出文字材料，让考生画出某时期的细胞分裂图，因此要能将有丝分裂图像与减数分裂图像正确区分。

【例题讲解】
〖例题1〗判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。

〖解析〗甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体，但无联会、四分体、分离等行为，且每一端都有一套形态和数目相同的染色体，故为有丝分裂的后期。

乙图有同源染色体，且同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故为减数第一次分裂的后期。

丙图不存在同源染色体，且每条染色体的着丝点分开，姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极，故为减数第二次分裂后期。

1 1 1 1
2 2 2 2
3 3 3 3
〖例题2〗下图为同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像，以下叙述中错误的是（）
A．图②的间期突变产生的新基因传给后代的可能性要大于图③
B．图③所示的细胞中不可能有基因重组
C．中心法则所表示的生命活动主要发生在图⑤时期
D．动物睾丸中不可能同时出现以上细胞分裂过程
〖解析〗分析上述图像：①③为有丝分裂的后期、中期，通过有丝分裂可形成体细胞或
精原细胞本身的增殖；②④为减数分裂的第一次分裂的后期、第二次分裂的后期，通过减数分裂可形成精子；⑤为分裂间期的图像。

A项体细胞产生突变基因和生殖细胞产生的突变基因相比，传给后代的可能性后者大；B项基因重组是在形成配子（减数分裂中）存在的，有丝分裂中不存在；C项间期完成的DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，中心法则能很好地在⑤中体现；D项中精原细胞的增殖是有丝分裂的过程，精子的形成是减数分裂的过程，
因此，上述图像都可存在。

〖答案〗D
〖例题3〗某一生物有四对染色体。

假设一个初级精母细胞在产生精细胞的过程中，其
中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极，则这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例为（）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．0：4
〖解析〗原始生殖细胞（精原细胞）经复制形成初级精母细胞；初级精母细胞经减数第
一次分裂形成二个次级精母细胞；二个次级精母细胞经减数第二次分裂分别形成2个精细胞。

若其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极，则产生了二个异常精细胞，而另一个次级精母细胞正常分裂形成二个正常精细胞，因此一个初级精母细胞可产生正常精细胞和异常精细胞的比例为1：1。

〖答案〗A
〖总结〗本题角度较新，因而加大了对考生基础知识的扎实程度和分析判断能力的考查
力度。

解答此题时只要明确题意，掌握精子形成过程的特点就能排除干扰，轻松解题，如题干中某一生物有四对染色体是干扰信息，与解题无关。

〖例题4〗现有三种高等动物细胞分裂示意图3个，若不考虑性染色体，试回答：
①②③
（1）以上三个示意图中能判断为次级精母细胞的有。

（2）你还能提出判断次级精母细胞的其它方法吗？试绘图说明。

〖解析〗这是一道图文结合题，主要考查深层次理解减数分裂、有丝分裂的基本特征，
解题的关键是全面掌握同源染色体的含义。

若为次级精母细胞，则细胞中应该不存在同源染色体。

怎样知道细胞中不存在同源染色体呢？具有下列条件之一者，即可断定细胞中不存在同源染色体（若为后期细胞，则以任一极细胞为标准）：
①不同形态（主要是染色体长度和着丝点位置）染色体不成对存在，如图①中左二染色体较其它3条染色体长，即不能找到与之相同长度染色体；图②中左一染色体的着丝点并不在中间，而其它3条染色体着丝点位于染色体中间；
②二倍体生物细胞中染色体数目为奇数；
③事先假定的“同源染色体”相应位点为非等位基因（或不是相同基因），如右图所示（图中a、b为基因），1号染色体上应有基因a，而2号染色体上相应位点为基因b，可见1号、2号染色体不是同源染色体。

〖答案〗（1）①②③（2）见方法解析
〖总结〗本题是开放性题目，其特点是答案具有发散性、不确定性，是近年来出现的新题型。

解答此类题目要求学生不仅具有较好的生物学理论知识，同时还要有较深刻、较全面的科学思维方法和方式，善于从多种联系中发现结合点，善于利用发散思维对一个整体进行分部、分段地分析和综合。

Ⅴ细胞分裂与细胞分化、细胞全能性的区别与联系
一、联系
1、细胞分裂与细胞分化是相伴相随的。

常常表现出边分裂边分化的现象，细胞在增殖过程中也有分化，而在分化过程中也能继续增殖。

2、随着细胞分化的深入，细胞的分裂能力逐渐下降，最后高度分化的细胞同时失去了分裂能力。

通常分化程度高的细胞，增殖能力较差或失去增殖能力。

如神经细胞达到高度分化的地步，因此它们不能再转变为其他类型的细胞，而且也失去了分裂的能力。

在这种情况下，分化是永久的，是不可逆转的。

但在另一些情况下，分化又是暂时和可逆的，如植物组织的离体培养（通过脱分化形成愈伤组织，恢复其全能性）。

【分化程度与分裂能力呈现出“反相关”的关系】
分裂能力越高，分化能力越高，分化程度也就越低（如胚胎干细胞、癌细胞）；
分化程度越高，分裂能力越低，分化能力也就越低，（如肌肉细胞、神经细胞）。

（3）细胞增殖是细胞分化的基础，细胞分化是细胞增殖的升华。

细胞分裂是量变，细胞分化是质变。

细胞分化并不是单个细胞少数细胞的孤立的变化，而必须以细胞增殖生成一定数量的细胞的基础上。

因此，从某种意义上，细胞分化是以细胞增殖为基础的。

二、区别
细胞分裂（有丝分裂）是产生相同的细胞，其特点具有一定的周期性和局限性；细胞分化是基因的选择性表达，其特点具有稳定性、渐变性等。

三、细胞的全能性
1、概念：已分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。

2、原因：已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，并携带有本物种相同的DNA 分子。

因此，已分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。

3、细胞全能性表达的差异
高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植物体的能力。

高度分化的动物细胞，它的全能性受到限制，具体来说，是因为其细胞质失去了诱导能力，限制了细胞的全能性，所以致使整个细胞不能表现出全能性。

但动物细胞的细胞核具有全能性，因为其核内含有保持物种遗传性所需的全套遗传物质，这在“克隆羊”实验已得到证明。

现在一般说法是动物细胞的全能性受抑制，因为实验还未能证明动物细胞具有全能性。

一般情况下，分化程度越高，全能性表达越难，两者呈现出“反相关”的关系：
植物细胞的全能性>动物细胞的全能性；受精卵>生殖细胞>体细胞；增殖细胞>不增殖细胞。

4、植物细胞的全能性表达的条件
（1）离体状态；
（2）一定的营养物质（无机盐、蔗糖、维生素、有机添加物）和植物激素（生长素和细胞分裂素）；
（3）其它外界条件（无菌条件，适宜的温度、pH等）。

在高度分化的植物细胞中，含有本物种全套遗传物质。

因此在适宜条件下，这种活细胞。