简析细胞周期的复习策略

四川 文新明

细胞周期是高中生物教材中一个非常重要的知识点，由它可衍生和辐射出许多常考点和必考点。本文中笔者将通过系统的归纳总结、图文转换，再结合一些典型例题的分析，为教师在教学时如何引导学生熟练掌握和运用这部分知识提供参考。

1.准确解读细胞周期的含义是基础

准确对细胞周期的定义进行分析是理解其含义的关键。分析内容主要包括以下4点：（1）对象：连续进行有丝分裂的细胞，而非各种细胞；（2）起止点：从上一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，说明都是以“完成时”这个时间点为标准，即从子细胞→子细胞 ；（3）组成：包括了时间较长的分裂间期（大约占整个细胞周期的90 %～95 %）和时间较短的分裂期（大约占整个细胞周期的5 % ～10 %），即由长、短两个阶段组成 ；（4）特点：不同种类的细胞其细胞周期经历的时间长短不同，分裂间期和分裂期所占的比例也不同，如蚕豆根尖分生区细胞和人的肝细胞。一个完整的细胞周期实现了从一个细胞到两个细胞的数量增殖。

【示例1】以下关于细胞周期的叙述，不正确的是（ ）

A.不同种类的细胞其细胞周期持续时间一般不同

B.在同一生物体内，各种细胞的分裂一般不同步

C.细胞周期持续时间长短受温度等环境条件的影响

D.能够增殖的细胞都有细胞周期

【解析】不同种类的细胞其细胞周期长短是不同的。如蚕豆根尖分生区细胞为17.3 t/h，而人的肝细胞为22 t/h，A项正确；同一生物体内各种细胞的分裂有先有后，一般是不同步的，如人体的神经细胞只在胚胎发育期进行分裂，而造血干细胞则终身具备分裂能力，B项正确；在一个细胞周期中细胞内进行着各种复杂的生化反应，这些反应几乎都与酶的催化作用有关，其细胞周期的长短必然会受到温度等环境因素的影响，C项正确；只有连续分裂增殖的细胞才有细胞周期，进行减数分裂的细胞或已分化的细胞是无细胞周期的，如精（卵）原细胞、浆细胞、效应T细胞等都没有细胞周期，D项错误。

【答案】D

2.明确细胞周期各阶段的主要特征是核心

在细胞周期的两个阶段中，分裂间期为分裂期的进行提供活跃的物质准备、完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，从而实现了染色体（质）的复制，为分裂期的顺利进行奠定基础。此时细胞代谢旺盛，一些细胞器相对于其他时期异常活跃，如线粒体、核糖体等。人为地将分裂期分为前、中、后、末四个时期，对于分裂间期和分裂期的各个时期的主要特征中染色体数量变化和核DNA含量变化是理解和掌握细胞周期的核心问题。由于细胞分裂是一个连续的分裂过程，各个时期之间并无严格的界限，只有主要的特征区别。如晚前期和早中期就是一个相对模糊的时间概念，学生往往容易机械地、孤立地、片面地理解，而不能有效地理解细胞分裂是一个连续的、动态的生命过程。

【示例2】下列关于细胞增殖的叙述，正确的是（ ）

A.分裂间期染色体复制，其数目加倍

B.细胞分裂间期开始时与结束时相比物质运输效率相同

C.细胞周期中染色质与染色体形态的转化有利于精准地均分核DNA

D.植物分生区处于分裂期的细胞数目较少，是由于大多数细胞没有进入细胞周期

【解析】细胞分裂间期染色质复制，DNA数目加倍，染色体数目不变，A项错误；细胞分裂间期结束时由于物质的合成使细胞体积较细胞分裂间期开始时体积增大，物质运输效率降低，B项错误；细胞周期中染色质与染色体形态的转化有利于精准地均分核DNA，C项正确；植物分生区处于分裂期的细胞数目较少，是由于分裂间期所占时间长于分裂期，大多数细胞处于分裂间期，D项错误。

【答案】C

3.熟练掌握细胞周期的表示方法，加强识图分析是前提

归纳细胞周期的表示方法，主要包括以下5点：（1）扇形图（或饼状图）；（2）直线图（或线段图）；（3）坐标曲线图；（4）坐标柱状图；（5）数字表格等。各种方法归纳如下表所示，要求学生进行填空巩固。

方法_名称___________________________________表示方法 用字母表示细胞周______________期分裂间期扇形图末期后期中期前期a b ______为一个细胞周期c直线图分裂间期分裂期a b c d ______为一个细胞周期量含C__D___FE____A DN_坐标图A_____B G O_____________为一个完整的细胞周期分裂期 时间分裂间期数胞细A柱状图C___B____O B组细胞处于__期，正在进行DNA复制，C组细胞处于________ 期2n 4n____________________________________________________________________DNA相对含量

【答案】a→b→c→a a+b或c+d A→G 分裂间 分裂

其中扇形图和直线图相对简单直观，多出现在一些基础训练中，而坐标曲线图和坐标柱状图，以及数据表格均对细胞周期的理解和分析、判断和推理等运用知识的能力提出了更高的要求。

【示例3】甲图为细胞核及其周围部分结构示意图，乙图为有丝分裂过程中一个细胞核中DNA含量变化曲线。下列相关叙述正确的是 （ ）

A.假设甲图细胞处在细胞周期中，则甲图细胞相当于乙图cd区间

B.甲图中的结构3的数目在乙图的ab区间会加倍

C.在细胞周期中，既可消失又可重建的结构是甲图中的4、5，其消失时期是乙图的de区间

D.甲图所示结构不可能代表细菌，但细菌分裂过程中也会出现DNA复制

【解析】甲图细胞处于细胞周期中的分裂间期，而cd段相当于细胞周期的分裂中期，A项错误；甲图中的结构3为染色质，在ab段DNA复制加倍，但染色质（体）数目不加倍，B项错误；在细胞周期中，既可消失又可重建的结构是甲图中的4（核仁）、5（核膜），其消失时期是前期，对应乙图的bc或者gh区间，C项错误；细菌是原核生物，无核膜、核仁，而甲图所示结构含有核膜、核仁，所以甲图所示结构不可能代表细菌，但细菌分裂过程中也会出现DNA复制，D项正确。

【答案】D

4.回望高考，拓展提高是关键

在以往的各地高考试题中细胞周期的问题多出现在选择题中，而在2017年全国卷Ⅲ中出现在非选择题的第29题中，共三问，五个空，共计8分。这也正体现了2017年《考试大纲》对细胞周期考点的重视（2016年以前此考点为Ⅰ级要求，2017年提升为Ⅱ级要求）。鉴于此，在高三复习中应力求以细胞周期为核心，多角度、全方位地辐射联系各个板块中的相关知识，以“点”带“面”进行拓展提高。对此，可以试着从以下几个方面进行突破。

4.1 细胞周期与细胞核、细胞器功能的联系

在细胞周期的分裂间期细胞核活动增强，物质进出细胞核速率加快，DNA复制、转录都会加强，在整个细胞周期中细胞核的核仁、核膜会周期性地消失和重现。而线粒体、核糖体的代谢功能在分裂间期也会明显强于其他时期，以满足各种蛋白质和酶的合成需要。

4.2 细胞周期与基因突变、癌症治疗的关系

基因突变作为可遗传的变异能够产生新基因，通常情况下多发生在分裂间期的DNA复制过程中，对于细胞周期中分裂旺盛的细胞其突变率会更高。而癌症治疗中的放疗、化疗则是抑制分裂间期癌细胞DNA的复制，把癌细胞阻断在分裂间期阶段，使其不能完成分裂从而抑制其增殖。

4.3 细胞周期与环境因素的关系

当外界因素中的温度、氧气等通过影响酶的活性和能量供应来影响细胞周期。温度适宜，氧气充足时细胞周期会明显缩短，细胞分裂旺盛，有利于观察染色体的数目和形态。所以，对于有些受温度影响较大的实验材料，如在较低温度的条件下做实验就很难观察到分裂期细胞。

4.4 细胞周期与单倍体育种、多倍体形成的关系

在单倍体育种过程中，第一步通过亲本杂交得到F1；第二步再利用F1的花药（粉）进行花药离体培养得到单倍体幼苗；第三步用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗使其染色体数目加倍；第四步进行筛选培养获得所需优良品种。其中第三步染色体数目加倍是由于秋水仙素在前期抑制纺锤体的形成，使后期着丝粒分裂后，姐妹染色单体不能被拉向两极而形成两个子细胞，从而导致染色体数目加倍。帕米尔高原的高山植物多数都是多倍体，这也是由于该地区气候条件极端、剧烈多变，导致了细胞分裂时纺锤体不能正常形成，细胞周期不完整而形成大量的多倍体植物。

【示例4】科学家用含18O的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞的分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的数据如下图，则下列叙述正确的是（ ）

A.高尔基体、线粒体、叶绿体在蚕豆根尖细胞分裂过程中活动旺盛

B.蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低的时期有0～2 h、19.3～21.3 h、38.6～40.6 h

C.一个细胞周期可以用0～19.3 h、19.3～38.6 h来表示

D.蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3 h

【解析】蚕豆根尖细胞中无叶绿体，在细胞分裂过程中，高尔基体与新细胞壁的形成有关，线粒体为分裂过程提供能量，所以高尔基体和线粒体在根尖细胞分裂过程中活动旺盛，A项错误；在细胞分裂过程中，分裂间期进行DNA分子的复制，此时DNA分子双链解旋，稳定性最低，即2～19.3 h、21.3～38.6 h时，DNA分子结构的稳定性最低，B项错误；连续分裂的细胞，从上一次细胞分裂完成时开始，到下一次细胞分裂完成时为止为一个细胞周期，包括分裂间期和分裂期，分裂间期经历时间长，分裂期经历时间短。从图中可以看出2～21.3 h、21.3～40.6 h各为一个细胞周期，蚕豆根尖细胞的一个细胞周期是19.3 h，故C项错误，D项正确。

【答案】D

5.细胞周期结束后子细胞的去向

细胞分裂完成后形成的子细胞通常有三个去向：第一个去向是继续分裂，这部分细胞始终处于细胞周期中，保持着连续分裂状态，如哺乳动物红骨髓中的造血干细胞，双子叶植物茎的形成层细胞等；第二个去向是暂不分裂，但仍具备分裂能力，在一定条件下可随时回到细胞周期中继续分裂，如肝脏细胞等；第三个去向是细胞分化，该部分细胞脱离细胞周期后失去分裂能力，分化为其他组织器官细胞，如骨骼肌细胞、根尖伸长区细胞、成熟区细胞等。