2015课堂新坐标高考生物大一轮复习配套讲义必修1细胞的生命历程教材梳理核心突破技 66页

第四单元　细胞的生命历程 第1讲　细胞的增殖 ‎1.细胞的生长和增殖的周期性(Ⅰ)‎ ‎2.细胞的有丝分裂(Ⅱ)(中频)‎ ‎3.细胞的无丝分裂(Ⅰ)‎ ‎4.观察细胞的有丝分裂(实验)‎ ‎(对应学生用书第72页)‎ ‎　细胞增殖的周期性和细胞生长 ‎1．细胞周期(据图填空)‎ ‎(1)条件：连续分裂的细胞。‎ ‎(2)起点：一次分裂完成时，如B点。‎ ‎(3)止点：下一次分裂完成时，如B点。‎ ‎(4)用图中字母表示一个细胞周期：B→A→B；分裂间期：B→A，分裂期A→B。‎ ‎(5)特点：不同类的细胞，细胞周期不同，分裂间期和分裂期所占比例不同。‎ ‎2．细胞不能无限长大的原因 ‎(1)细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大；‎ ‎(2)细胞核的控制作用。‎ ‎3．细胞增殖的方式、过程和意义 ‎(1)方式：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。‎ ‎(2)过程：包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。‎ ‎(3)意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。‎ ‎【判断】　‎ ‎(1)生物所有的细胞都有细胞周期。(×)‎ ‎【提示】　只有连续分裂的细胞才有细胞周期。‎ ‎(2)人体所有细胞的细胞周期持续时间相同。(×)‎ ‎【提示】　不同细胞的细胞周期持续的时间不同。‎ ‎(3)伴随着细胞的生长，与外界物质交换的效率逐渐提高。(×)‎ ‎【提示】　细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输速率就越低。‎ ‎　细胞有丝分裂过程 ‎1．有丝分裂过程(以高等植物细胞为例)‎ 时期　　　　图像　　　　　主要特点 间期———— 前期———— 中期———— 后期———— 末期———— ‎ ‎2．动植物细胞有丝分裂的比较 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂 相同点 ‎①分裂过程基本相同 ‎②染色体的行为、形态、数目的变化规律相同 ‎③分裂间期都完成了染色体的复制 ‎④分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中 不 同 点 前期 纺锤体的形成方式不同 细胞两极发出纺锤丝 中心粒的周围发出星射线形成纺锤体 末期 细胞分裂方式不同 细胞板由细胞的中央向四周扩展形成细胞壁 细胞膜从细胞的中部向内凹陷使细胞缢裂 ‎3.意义 将亲代细胞的染色体经过复制后精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代间遗传性状的稳定性。‎ ‎【判断】　‎ ‎(1)在动物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体和中心体。(×)‎ ‎【提示】　在动物细胞有丝分裂前、中和后期能观察到纺锤体，在每个时期都能观察到中心体。‎ ‎(2)细胞周期中，间期时间较短，分裂期时间较长。(×)‎ ‎【提示】　细胞周期中，间期大约占周期的90%～95%，分裂期大约占周期的5%～10%。‎ ‎(3)在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制。(√)‎ ‎(4)在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期。(√)‎ ‎(5)在有丝分裂过程中，DNA和染色体加倍都发生在同一时期。(×)‎ ‎【提示】　DNA加倍发生在间期，染色体加倍发生在后期。‎ ‎　细胞的无丝分裂 ‎1．特点：分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化。‎ ‎2．过程 ‎(1)细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成两个。‎ ‎(2)整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。‎ ‎3．实例：蛙的红细胞的无丝分裂。‎ ‎(对应学生用书第73页)‎ 细胞周期及表示方法 ‎1.细胞周期 ‎(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有周期性。如下图甲细胞就无细胞周期，而乙细胞进行连续的细胞分裂，具有细胞周期。‎ ‎(2)生物体有细胞周期的细胞有：受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。‎ ‎(3)分裂后产生的子细胞有三种去路：继续分裂、暂不分裂和细胞分化。‎ 有关细胞周期的4个易错点 ‎(1)已经分化的细胞没有细胞周期。‎ ‎(2)进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。‎ ‎(3)不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同，分裂间期和分裂期所占的比例也不同。‎ ‎(4)温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶的活性影响细胞周期。‎ ‎2．细胞周期的不同表示方法 方法名称 表示方法 说明 扇形图 A→B→C→A为一个细胞周期 直线图 a＋b或c＋d为一个细胞周期 坐标图 a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期 直方图 依据此图可以判断复制前、复制 时和复制后所 占时长的比例 由细胞周期可联系的知识 ‎(1)联系基因突变：在细胞分裂间期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。‎ ‎(2)联系染色体变异：在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。‎ ‎(3)联系细胞癌变：用药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。‎ ‎　(2014·山东省实验中学模拟)下图是某高等植物细胞有丝分裂周期图。据图分析下列说法不正确的是(　　)‎ A．DNA数目加倍发生在A中的2时期 B．细胞周期中，染色体数目加倍发生在G时期 C．在H时期用秋水仙素处理，会出现C过程 D．在2时期用射线处理可诱发基因突变 ‎【思路分析】　　‎ ‎【解析】　　图中A表示分裂间期，B表示分裂期，E、F、G、H分别表示分裂期的前期、中期、后期和末期，2为DNA分子复制的时期。间期DNA分子复制之后，DNA分子数目加倍；后期染色体的着丝点分裂后，细胞中的染色体数目加倍；纺锤体形成在前期(E时期)，H时期纺锤体已经形成，因此在E时期用秋水仙素处理，会出现C过程，使染色体数目加倍。‎ ‎【答案】　C 考向　以坐标图表示的细胞周期进行考查 ‎1．(2014·增城调研)下图所示为人工培养的肝细胞中DNA含量随时间的变化曲线，据图判断正确的是(　　)‎ A．细胞周期时长为14 h B．染色体数量倍增发生在Ⅰ段 C．Ⅱ段可以看到圆柱状或杆状的染色体 D．基因突变最可能发生于Ⅲ段 ‎【解析】　　从肝细胞中DNA含量随时间的变化曲线可以看出细胞周期时长为20 h。Ⅰ段表示分裂间期DNA分子复制，DNA分子数加倍，染色体数不变。Ⅱ段表示有丝分裂的前期、中期和后期，细胞内可看到圆柱状或杆状的染色体。Ⅲ段表示DNA复制前的间期，基因突变最可能发生于DNA复制的Ⅰ段。‎ ‎【答案】　C 有丝分裂过程的有关变化 ‎1.细胞分裂过程中细胞结构的变化 ‎(1)纺锤体的变化：形成(前期)―→解体(末期)‎ ‎(2)核膜、核仁的变化：解体(前期)―→重建(末期)‎ ‎(3)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞)‎ 复制―→分开移向两极―→平均进入子细胞 ‎(间期)　　　(前期)　　　　(末期)‎ ‎1～2个　　　 2个　　　　　1个 ‎(4) ‎(5)染色体行为变化规律 ‎2．DNA、染色体、染色单体、同源染色体对数、染色体组数的变化(以二倍体生物的一个细胞为例)‎ 间期 前期 中期 后期 末期 DNA数(‎2C)‎ ‎2C‎→‎‎4C ‎4C ‎4C ‎4C ‎4C‎→‎‎2C 染色体数(2N)‎ ‎2N ‎2N ‎2N ‎4N ‎4N→2N 染色单体数 ‎0→4N ‎4N ‎4N ‎0‎ ‎0‎ 同源染色体对数 N N N ‎2N ‎2N→N 染色体组数 ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎4→2‎ ‎3.细胞核DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化曲线 ‎(1)a→b、l→m、p→q变化原因都是DNA分子复制。‎ ‎(2)g→h、n→o、r→s变化原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。‎ ‎(3)c→d，r→s的变化很相似，但时期不同。‎ ‎(4)染色单体数在细胞周期中的起点为0，终点也为0。‎ 有关有丝分裂过程的4个易错点 ‎(1)染色单体并非全过程都存在，它形成于间期，出现于前期，消失于后期。‎ ‎(2)在有丝分裂过程中，各个时期始终都有同源染色体存在，但它们既不配对，也不分开。‎ ‎(3)有丝分裂后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果 用秋水仙素处理抑制纺锤体形成，无纺锤丝牵引着丝点，复制后的染色体的着丝点照样分裂，使细胞中染色体数目加倍，这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。‎ ‎(4)赤道板与细胞板的区别 赤道板不是细胞结构，是一假想的平面，在光学显微镜下看不到；细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。‎ ‎　(2013·江苏高考)下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是(　　)‎ A．分裂间期有DNA和中心体的复制 B．分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍 C．纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期 D．染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期 ‎【思路分析】　　‎ ‎【解析】　　解答本题时要抓住有丝分裂各个时期的变化特点进行分析。动物细胞中心体的倍增发生在分裂间期，同时分裂间期还进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，A项正确；分裂间期DNA含量加倍，但染色体组数目不变，B项错误；纺锤体应是在分裂末期消失，C项错误；姐妹染色单体形成于分裂间期，D项错误。‎ ‎【答案】　A 有丝分裂过程中的“加倍”‎ 成分或结构 时期 原因 DNA 间期 DNA复制 染色体 后期 着丝点分裂 中心体 间期 中心体复制 细胞核 末期 新核膜已经形成，细胞质尚未分裂 考向1　从染色体变化的角度进行考查 ‎2．下图为某种植物根尖细胞分裂过程中染色质与染色体规律性变化的模式图。下列相关分析正确的是(　　)‎ A．①→②过程发生在有丝分裂间期，此时细胞内核膜解体、核仁消失 B．低温处理导致④→⑤过程中染色单体不分开使染色体数目加倍 C．⑤→⑥过程处于有丝分裂后期，细胞中的染色体组数增加一倍 D．⑥→⑦过程中DNA解旋酶可使染色体解旋变为细丝状的染色质 ‎【解析】　　本题考查细胞的有丝分裂过程，考查获取信息的能力和理解能力。①→②过程是表示染色体的复制，发生在有丝分裂间期，细胞内核膜解体、核仁消失发生在细胞分裂前期。低温处理抑制纺锤体的形成，不是抑制着丝点的分裂。⑤→⑥过程中染色体的着丝点已分裂，染色单体变成染色体，处于有丝分裂后期，有丝分裂后期细胞中的染色体组数增加一倍。DNA解旋酶催化的是DNA双螺旋的解旋，不是催化的染色体解旋变为细丝状的染色质。‎ ‎【答案】　C 考向2　以坐标图的形式考查 ‎3．(2013·石景山区期末)下图为某真核细胞分裂过程中细胞核DNA变化图解，下列叙述正确的是(　　)‎ A．在AB段有DNA分子复制和蛋白质的合成 B．在CD段该细胞中染色体数不变 C．若该细胞是植物细胞，则在CD段该细胞赤道板处已形成细胞板 D．若该细胞是植物细胞，则在DE段该细胞中有高尔基体起作用 ‎【解析】　　题图中AC段表示有丝分裂间期，CD段表示有丝分裂的前期、中期和后期，DE段表示有丝分裂末期。若该细胞是植物细胞，则在DE段该细胞中有高尔基体起作用；后期着丝点分开后染色体数目加倍；细胞板是末期形成的。‎ ‎【答案】　D 高考必备实验⑨‎ 观察细胞的有丝分裂 ‎1．实验原理 ‎(1)植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。‎ ‎(2)有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。‎ ‎(3)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料着色。‎ ‎2．实验操作步骤及分析 过程 操作 步骤说明 根尖培养 实验前3～4 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触清水，置于温暖处，常换水，待根长约‎5 cm时取用 取材 剪取根尖2～3 mm(注意取材时间)‎ 装片制作 解离 解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1体积比混合 时间：3～5 min 目的：使组织中的细胞相互分离开来 漂洗 漂洗液：清水 时间：约10 min 目的：洗去解离液，防止解离过度 染色 染色液：‎0.01 g/mL的龙胆紫溶液或‎0.02 g/mL的醋酸洋 时间：3～5 min目的：使染色体(或染色质)着色红溶液 装片制作 制片 用镊子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后用拇指轻轻地按压载玻片 观察 先低倍镜观察：找到分生区细胞(正方形、排列紧密) 后高倍镜观察：找出各时期细胞，观察特点并记录各时期的细胞数目 绘图 中期细胞绘图要点：植物细胞形态近正方形、着丝点排列在赤道板上；有染色单体、纺锤体；无核膜、核仁和中心体 观察细胞有丝分裂实验的5个易错点 ‎(1)解离时间要严格控制，解离时间不能太短，否则细胞间果胶未溶解，压片时细胞不易分散；时间过长则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。‎ ‎(2)漂洗是为洗去细胞内部的盐酸，因此要保证足够的时间，否则会影响对染色体(质)的染色。‎ ‎(3)控制染色时间，染色时间不能太短，否则染色体或染色质不能完全着色；时间过长则使细胞核等其他部分充满染色剂无法分辨染色体。‎ ‎(4)对细胞有丝分裂的过程观察不可能看到连续的分裂过程，因为在解离过程中细胞已经死亡，我们观察到的只是一个固定的时期，要不断地移动装片，在不同的视野中找到各个时期的分裂图像，所以在制作装片时要让细胞分散成一层，这样才能找到各个分裂时期的细胞。‎ ‎(5)在显微镜下观察到间期的细胞数目最多，因为间期历时最长。‎ ‎【即时巩固】‎ 在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，以下操作和结论正确的是(　　)‎ A．剪取‎5 cm根尖，用15%盐酸和甲基绿分别解离和染色 B．持续观察细胞①，能看到分裂成两个子细胞 C．细胞①中DNA数是细胞②中的二倍 D．观察装片时，③时期的细胞数目最多 ‎【解析】　　‎ 在观察植物细胞的有丝分裂的实验中，解离根尖用的是质量分数为15%盐酸和体积分数为95%酒精的混合液(1∶1)。染色应用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液。观察植物细胞的有丝分裂的实验中看到的细胞是死细胞，细胞不分裂。细胞①为有丝分裂后期，细胞②为有丝分裂中期，两时期的DNA数目是相同的。③时期为有丝分裂间期，在细胞周期中，分裂间期持续时间最长，因此在显微镜下观察时，间期的细胞数目最多。‎ ‎【答案】　D ‎(对应学生用书第77页)‎ 一、细胞分裂图的识别和判断方法 ‎1．有丝分裂过程中动植物细胞的识别 ‎(1)细胞为圆形；有中心体；细胞缢裂―→动物细胞 ‎(2)细胞为方形；有细胞板 ‎2．根据染色体形态、数目和行为来判断细胞分裂的时期 ‎(1)染色质变为染色体，染色体散乱分布→前期。‎ ‎(2)着丝点排列在赤道板上→中期。‎ ‎(3)着丝点分裂，染色体数目增加一倍→后期。‎ ‎(4)染色体变成染色质→末期。‎ ‎3．根据柱形图判断细胞分裂的时期 柱形图是表示细胞有丝分裂过程中数量关系的常用图形，典型柱形图如下所示：‎ ‎　　　　　甲　　　　　　乙　　　　　　　丙 一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期。‎ ‎(1)根据染色单体变化判断各时期：‎ 染色单体 ‎(2)根据比例关系判断各时期：‎ DNA∶染色体∶染色单体＝‎ ‎　下图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析，下列判断正确的是(　　)‎ A．图①②③④表示一个完整的细胞周期 B．若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→②‎ C．该细胞图②中有中心体、线粒体和高尔基体参与活动 D．该细胞图①中有同源染色体的配对，图③过程发生了基因重组 ‎【解析】　　图示仅为植物细胞有丝分裂时期，不包括分裂间期，不能代表一个完整的细胞周期；由图可知，①为分裂前期、②为分裂末期，③为分裂后期，④为分裂中期，则细胞分裂的先后顺序为①→④→③→②；该细胞图②中无中心体参与活动；有丝分裂过程中，无同源染色体配对，无基因重组。‎ ‎【答案】　B ‎【即时巩固】‎ ‎1．下列是一组动物细胞有丝分裂图，下列说法正确的是(　　)‎ a　　　b　　　　c　　 　d　 　　e A．b图细胞将出现细胞板，并缢裂成两个子细胞 B．c图细胞核中染色体数和DNA数相等 C．d图细胞中同源染色体联会，形成四分体 D．上述细胞在细胞周期中出现的顺序是 a→c→d→e→b ‎【解析】　　该组图中a为间期，b为末期，c为前期，d为中期，e为后期。细胞板在植物细胞分裂过程中才出现。c图为前期，每条染色体上有两个DNA分子。同源染色体联会，形成四分体发生在减数分裂过程中。‎ ‎【答案】　D ‎2．(2013·浙江宁波一模)某生物体细胞中染色体数为2N，下图中属于有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的是 ‎(　　)‎ A．(1)、(2)　 B．(2)、(3)　 ‎ C．(4)、(2)　 D．(3)、(4)‎ ‎【解析】　　体细胞中染色体数目为2N，有丝分裂中期染色体数目为2N，染色单体数为4N，DNA分子数目为4N，符合图(4)；减数分裂过程中，经过减数第一次分裂，染色体数目减少为N，在减数第二次分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍为2N，此时染色单体数目为0，DNA分子数目为2N，符合图(2)。‎ ‎【答案】　C 二、显微观察类实验总结归类 ‎1．显微观察类实验的分类、装片制作与材料状态 ‎2.临时装片的制作技术 方法 实验材料特点 实验名称 压片法 比较疏松的材料，如根尖、花药等，实验中要压碎，以使细胞分散，便于观察 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 装片法 微小生物(如草履虫、衣藻)或大型生物的部分细胞(如人口腔上皮细胞、叶表皮细胞)，直接观察 ‎①观察DNA和RNA在细胞中的分布②用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体③观察植物细胞的吸水和失水 切片法 相对较大、较硬的材料，如花生 生物组织中脂肪的检测 涂片法 液体材料 观察人血细胞涂片 ‎　(2011·山东高考)只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物质或结构的实验是(　　)‎ A．苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪 B．龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂 C．健那绿染色观察动物细胞中的线粒体 D．甲基绿、吡罗红染色观察动物细胞中DNA和RNA ‎【解析】　　本题主要考查课本实验的过程相关知识，综合性较强。苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪，龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂，甲基绿、吡罗红染色观察动物细胞，细胞都已经被杀死；而健那绿是一种活体染色剂，能在保持细胞活性的情况下给线粒体染色。‎ ‎【答案】　C ‎【即时巩固】‎ ‎3．(2014·山东省实验中学模拟)高中生物很多实验需要用到普通光学显微镜，下列现象用高倍显微镜能观察到的是 ‎(　　)‎ A．人口腔上皮细胞中的线粒体被甲基绿染成绿色 B．小麦种子细胞中的脂肪被苏丹Ⅳ染成糯黄色 C．紫色洋葱表皮细胞的液泡在质壁分离过程中颜色越来越深 D．洋葱根尖分生区细胞的染色体在有丝分裂后期缓慢移向细胞两极 ‎【解析】　　人口腔上皮细胞中的线粒体被甲基绿染成蓝绿色，细胞质接近无色。小麦种子细胞中的脂肪被苏丹Ⅳ染成红色。观察细胞有丝分裂实验中的细胞是死细胞，故无D现象。‎ ‎【答案】　C 第2讲　减数分裂和受精作用 ‎1.细胞的减数分裂(Ⅱ)‎ ‎2.动物配子的形成过程(Ⅱ)(高频)‎ ‎3.动物的受精过程(Ⅱ)‎ ‎4.观察细胞的减数分裂(实验)‎ ‎(对应学生用书第79页)‎ ‎　减数分裂概念的理解 范围 进行有性生殖的生物 时期 从原始生殖细胞→成熟的生殖细胞 特点 染色体只复制一次，而细胞分裂两次 结果 生殖细胞中的染色体数目减半 场所 有性生殖器官 ‎　减数分裂过程中染色体的行为(以动物 细胞为例)‎ ‎1．减数第一次分裂过程 ‎(1)图像：‎ ‎　时期：前期(四分体时期)‎ 判断理由：同源染色体相互配对形成四分体 ‎(2)图像：‎ ‎　时期：中期 判断理由：成对的同源染色体排列在细胞中央的赤道板上 ‎(3)图像：‎ ‎　时期：后期 判断理由：成对的同源染色体分离，分别移向细胞两极 ‎2．减数第二次分裂 ‎(1)中期和后期的细胞分裂图：‎ ‎(2)写出上述两个时期染色体的行为变化：‎ ‎①中期：染色体排列在赤道板上 ‎②后期：着丝点一分为、二，染色单体变成染色体，染色体数目加倍 ‎【判断】　‎ ‎(1)减数第一次分裂，同源染色体的分离导致染色体数目减半。(√)‎ ‎(2)玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。(×)‎ ‎【提示】　卵细胞内有10条染色体，不成对。‎ ‎(3)减数第二次分裂后期大小、形态相同的两条染色体可以被称为同源染色体。(×)‎ ‎【提示】　减数第二次分裂后期大小、形态相同的两条染色体是一条染色体的两条姐妹染色单体分开后形成的，不是一个来自父方，一个来自母方，不属于同源染色体。‎ ‎(4)洋葱根尖细胞内有12对同源染色体，其分裂时可形成12个四分体。(×)‎ ‎【提示】　洋葱根尖细胞只进行有丝分裂，细胞内不可能存在四分体。‎ ‎(5)基因型为Aa的小鼠产生异常配子AA的原因是染色体可能在减数第一次分裂时未分离。(×)‎ ‎【提示】　A与A应是位于姐妹染色单体上的相同基因，未分开的原因一定是由于减数第二次分裂后期未分离造成的。‎ ‎　精子与卵细胞的产生 ―→ ‎1．写出下列细胞可能的名称 A：初级精母细胞；‎ B：次级精母细胞；‎ C：精细胞。‎ ‎2．写出①②过程中染色体的主要变化 ‎①联会、四分体交叉互换、同源染色体分离。‎ ‎②着丝点分裂、染色单体分开。‎ ‎3．若图解换成卵原细胞，则A细胞表示初级卵母细胞，B细胞表示次级卵母细胞和极体，C细胞表示卵细胞和极体。‎ ‎4．精子和卵细胞形成过程的差异 精子形成过程 卵细胞形成过程 细胞质分裂方式 均等分裂 不均等分裂 是否变形 变形 不变形 结果 一个精原细胞 ‎↓‎ ‎4个精子 一个卵原细胞 ‎↓‎ ‎1个卵细胞、3个极体 ‎　受精作用 ‎1．概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。‎ ‎2．实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合，使彼此的染色体会合在一起。‎ ‎3．结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。‎ ‎【判断】　‎ ‎(1)卵细胞形成过程中，细胞质都是均等分裂。(×)‎ ‎【提示】　次级卵母细胞和卵细胞产生过程中细胞质是不均等分裂。‎ ‎(2)人体的一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223。(×)‎ ‎【提示】　在不发生交叉互换的情况下，一个次级精母细胞产生的两个精子是相同的。‎ ‎(3)受精卵中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞。(×)‎ ‎【提示】　细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。‎ ‎(对应学生用书第80页)‎ 精子和卵细胞的形成 ‎1.减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较 项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂 间期是否复制 复制 不复制 分裂过程中细胞名称 性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞(或极体)‎ 次级性母细胞(或极体)→精细胞或卵细胞和极体 着丝点变化 不分裂 分裂 染色体数目变化 ‎2N→N(减半)‎ N→2N→N DNA数目变化 ‎2N→4N→2N ‎2N→N(减半)‎ 染色体主要行为 有联会现象：四分体的非姐妹染色单体交叉互换；同源染色体分离，非同源染色体自由组合 着丝点分裂，染色单体分开 染色单体 无(0)→有(4N)→有(2N)‎ 有(2N)→无(0)‎ 同源染色体 有(N对)‎ 无 ‎2.一个细胞核内的DNA和染色体数目变化曲线 ‎(1)染色体加倍：只在姐妹染色单体分开时加倍，即着丝点分裂时。(间期时染色体复制但染色体数目不加倍)‎ ‎(2)DNA加倍：只在间期DNA复制后加倍。‎ ‎(3)染色体和DNA减半：减数第一次分裂末期均减半，减数第二次分裂末期DNA减半，而染色体数目与开始进行减数第二次分裂时的细胞中的染色体数目相同。‎ ‎(4)减数分裂过程中DNA与染色体数目的比例关系：‎ ‎3．减数分裂产生精子和卵细胞的数目 ‎(1)1个含n对等位基因的精原细胞，经过减数分裂后，能形成4个精子，2种类型。‎ ‎(2)1个含n对等位基因的卵原细胞，经过减数分裂后，能形成1个卵细胞，1种类型。‎ ‎(3)1个含n对同源染色体的生物体，经过减数分裂能形成2n种精子或卵细胞。‎ 减数分裂过程的4个易混点 ‎(1)同源染色体和非同源染色体 ‎①同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体，形态、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。如右图中的1和2为一对同源染色体，3和4是另一对同源染色体。‎ ‎②非同源染色体是指形态、大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体。如图中的1和3、1和4、2和3、2和4分别是非同源染色体。‎ ‎(2)姐妹染色单体和非姐妹染色单体 ‎①姐妹染色单体：同一着丝点连着的两条染色单体。如上图中的a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。‎ ‎②非姐妹染色单体：不同着丝点连接着的两条染色单体。如上图中的a和b(b′)、a′和b(b′)等。‎ ‎(3)联会和四分体 ‎①联会：是指减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。该时期已完成复制，染色单体已形成，但螺旋程度低，观察不到。‎ ‎②四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。图中含有两个四分体，即四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。‎ ‎(4)对交叉互换的理解要到位 ‎①图示 ‎②时期：减Ⅰ前期四分体时期。‎ ‎③范围：同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段。‎ ‎④交换对象：等位基因B—b交换。‎ ‎⑤结果及意义：导致基因重组，产生多种配子，若不交换只产生AB、ab两种配子，若交换则可产生AB、ab(未换的染色单体)和Ab、aB(交换的结果)，产生可遗传变异。‎ ‎　下图表示某高等哺乳动物减数分裂过程简图，请分析回答：‎ ‎(1)图中①过程的主要变化是____________________。‎ ‎(2)基因重组发生在________细胞中(用图中字母表示)‎ ‎(3)在不考虑染色体变异的情况下，由1个卵原细胞生成的D与E在基因组成上存在差异，则其原因可能是______。‎ ‎(4)图中②过程中的______________致染色体数目减半的原因。‎ ‎(5)若卵原细胞的基因组成为Aa，D细胞的基因组成为a，则B细胞的基因组成为________。‎ ‎(6)若一次分裂产生的D细胞性染色体组成为XX，则其可能原因是图中________(填编号)过程发生异常引起的。‎ ‎【思路分析】　　‎ ‎【解析】　　(1)图中①过程表示卵原细胞形成初级卵母细胞的过程，该过程中发生的主要变化是染色体的复制，包括DNA的复制和有关蛋白质的合成。‎ ‎(2)基因重组发生在减数分裂的第一次分裂的过程中，发生的细胞应为初级卵母细胞。‎ ‎(3)在没有发生染色体变异的情况下，由1个卵原细胞生成的D与E在基因组成上存在差异，是由于在四分体时期染色体发生了交叉互换或者基因发生了突变。‎ ‎(4)图中②过程中染色体数目减半的原因是同源染色体分离，进入不同的子细胞中。‎ ‎(5)D细胞为卵细胞，基因组成为a，次级卵母细胞B细胞的基因组成为aa或Aa。‎ ‎(6)通过减数分裂产生的卵细胞中含有两条X染色体，可能是减数第一次分裂过程中两条X染色体没有分开，也可能是减数第二次分裂过程中X染色体的两条染色单体分开形成的两条X染色体没有分开。‎ ‎【答案】　(1)DNA的复制和有关蛋白质的合成　(2)A　(3)交叉互换或基因突变　(4)同源染色体分离　(5)aa或Aa　(6)②或③‎ 精子和卵细胞分裂图像辨析及判断方法 ‎(1)图像 考向1　以细胞分裂图的形式考查 ‎1．(2014·青岛模拟)下面是某哺乳动物减数分裂过程中三个细胞部分染色体及其上的基因示意图，乙、丙均来自甲细胞，下列叙述正确的是(　　)‎ ‎　　 甲　　　 　　乙　　　　　　　丙 A．甲细胞产生的突变基因肯定可通过卵细胞传递给子代 B．乙细胞和丙细胞均含有2个染色体组 C．丙细胞产生的卵细胞的基因组成是aB或AB D．若该动物产生基因型为Aab的配子，则说明减数第一次分裂时同源染色体未分离 ‎【解析】　　本题考查减数分裂和遗传定律，考查获取信息的能力和理解能力。甲细胞产生的突变基因可能进入卵细胞中，也可能进入极体中，如进入卵细胞中，会通过卵细胞传递给子代，如进入极体中，则不能传给子代；乙细胞含有2个染色体组，丙细胞含有1个染色体组；根据丙细胞中的染色体及上面的基因，分析丙产生的卵细胞的基因型是aB或AB；若该动物产生基因型为Aab的配子，可能是减数第一次分裂时同源染色体未分离，也可能是减数第二次分裂时同源染色体未分离。‎ ‎【答案】　C 考向2　以坐标图的形式考查 ‎2．如图所示是某种雄性动物细胞分裂过程中，染色体(假设体细胞染色体数为2N)和核DNA含量的变化情况。请回答：‎ ‎(1)图中表示的是________分裂过程中的染色体和核DNA的变化曲线。‎ ‎(2)图中表示染色体数目变化的是________，图中表示核DNA含量变化的是________；‎ ‎(3)处于D点的细胞名称是____________，处于E～F段的细胞名称是______________；‎ ‎(4)DE段变化的原因是________________________，FG段变化的原因是____________________。‎ ‎【解析】　　根据减数分裂过程中染色体的变化判断曲线①为核DNA含量的变化，曲线②为染色体数目的变化。AB段表示精原细胞；BC段表示DNA分子复制；CD段表示初级精母细胞；EF段表示次级精母细胞；DE段变化的原因是同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞中；FG表示染色体的着丝点分裂，染色单体分开变成子染色体，分配到两个精细胞中。‎ ‎【答案】　(1)减数　(2)曲线②　曲线①　(3)初级精母细胞　次级精母细胞　(4)同源染色体彼此分离　着丝点断裂姐妹染色单体分开，变成子染色体，并移向细胞两极 减数分裂与有丝分裂的比较 ‎1.分裂过程的比较 ‎2.主要分裂时期图像的判断 ‎(1)三个前期图的判断：‎ ‎　　　　　A　　　　　　B　　　　　　C ‎①判断步骤：‎ 是否出现 四分体 ‎②结论：A为有丝分裂前期；B为减数第一次分裂前期；C为减数第二次分裂前期。‎ ‎(2)三个中期图的判断：‎ ‎①判断步骤：‎ 着丝点是 否排列在 赤道板上 ‎②结论：A为有丝分裂中期；B为减数第二次分裂中期；C为减数第一次分裂中期。‎ ‎(3)三个后期图的判断：‎ ‎①判断步骤：‎ 染色体是 否含有染 色单体 ‎②结论：A为有丝分裂后期；B为减数第二次分裂后期；C为减数第一次分裂后期。‎ ‎(1)多倍体(如四倍体)减数分裂，子细胞中有同源染色体，可根据子细胞染色体数目减半推断是减数分裂。‎ ‎(2)二倍体的单倍体(如玉米的单倍体)体细胞进行有丝分裂，子细胞中虽无同源染色体，但可根据子细胞内染色体数与母细胞相同推断为有丝分裂，如下图：‎ ‎　　 单倍体生物有丝分裂　 四倍体生物减数第二 ‎ 中期或二倍体生物减 次分裂后期或二倍体 ‎ 数第二次分裂中期 生物有丝分裂后期 ‎　(2014·东北师大附中高三测试)关于细胞分裂的图像，下列说法正确的是(　　)‎ A．a图与b图所示细胞染色体数不同，染色单体数相同 B．b图和c图所示细胞各含有2个四分体 C．c图和d图所示细胞具有相同的染色体数和不同的染色体组数 D．图中所有细胞可以属于同一生物体 ‎【思路分析】　　‎ ‎【解析】　　由图可知四种细胞分裂图像分别是有丝分裂后期，减数第一次分裂后期，有丝分裂中期和减Ⅱ后期；a图与b图所示细胞染色体数不同， a图无染色单体数；b图和c图无四分体；c图和d图所示细胞具有相同的染色体数和染色体组数；图中所示的细胞为体细胞中有两对同源染色体的生物体进行有丝分裂的细胞和进行减数分裂的细胞。‎ ‎【答案】　D 考向1　通过过程比较的方法考查减数分裂和有丝分裂的异同 ‎3．(2013·新课标全国卷Ⅰ)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是(　　)‎ A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同 B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同 C．两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同 D．两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同 ‎【解析】　　分析有丝分裂和减数第一次分裂过程中染色体的行为以及染色体和DNA分子数目变化，逐项进行解答。有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都进行了DNA的复制，但染色体数目都没有加倍，两者前期染色体数目、DNA分子数目相同。有丝分裂前期染色体散乱排列，减数第一次分裂前期同源染色体联会、非姐妹染色单体交叉互换，两者染色体行为不同，A项错误。‎ 两者中期染色体数目、DNA分子数目相同，有丝分裂中期染色体的着丝点排列在赤道板上，减数第一次分裂中期四分体排列在赤道板上，两者染色体行为不同，B项错误。有丝分裂后期着丝点一分为二，染色体数目加倍，而减数第一次分裂后期只是同源染色体分开移向两极，染色体数目没有发生变化，两个过程的DNA分子数目没有发生变化，C项正确。有丝分裂末期，由同一条染色体分开形成的两条子染色体分别进入不同的子细胞，分裂结果是形成的两个子细胞中的染色体和DNA数目不变，而减数第一次分裂的末期，同源染色体分开进入不同的子细胞，形成的两个次级性母细胞中的染色体数目、DNA分子数目都减半，D项错误。‎ ‎【答案】　C 考向2　以柱形图的形式考查减数分裂和有丝分裂 ‎4．某研究小组分离得到动物精巢中部分细胞，测定每个细胞中DNA含量，并且统计每组的细胞数如图，从图中所示结果分析不正确的是(　　)‎ A．甲组细胞中DNA复制后将成为乙组细胞 B．乙组细胞中既有进行有丝分裂的细胞，也有进行减数分裂的细胞 C．丙组细胞中染色体正在复制 D．丁组中有一部分细胞正发生非同源染色体上的非等位基因的自由组合 ‎【解析】　　此题考查细胞的有丝分裂和减数分裂及识图分析能力。细胞中DNA含量为n的细胞是精细胞或精子，细胞中DNA含量为2n的细胞为精原细胞或次级精母细胞，细胞中DNA含量为2n－4n的细胞为正在进行DNA分子复制的细胞，细胞中DNA含量为4n的细胞为染色体复制后的精原细胞或初级精母细胞。‎ ‎【答案】　A 高考必备实验⑩‎ 观察细胞的减数分裂 一、实验原理 ‎(1)蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂：减数第一次分裂和减数第二次分裂。‎ ‎(2)在减数分裂过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。‎ 二、实验步骤 ‎(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程)：‎ 解离→漂洗→染色→压片。‎ ‎(2)显微观察：‎ 观察减数分裂实验的2个注意点 ‎(1)实验材料的选取 宜选用雄性个体生殖器官，其原因为：①雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数量。②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减Ⅱ分裂。‎ ‎(2)精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。‎ ‎【即时巩固】‎ 小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤。‎ 供选材料及试剂：小鼠的肾脏，睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ 染液，醋酸洋红染液，詹纳斯绿B(健那绿)染液、解离固定液。‎ ‎(1)取材：用________作实验材料。‎ ‎(2)制片：‎ ‎①取少量组织低渗处理后，放在________溶液中，一定时间后轻轻漂洗。‎ ‎②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量________。‎ ‎③一定时间后加盖玻片，________。‎ ‎(3)观察：‎ ‎①用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞是_____________。‎ ‎②下图是观察到的同源染色体(A1和A2)的配对情况。若A1正常，A2发生的改变可能是________。‎ ‎【解析】　　本题主要考查观察细胞分裂的实验过程，以及染色体结构变异的区分方法。观察减数分裂应选取生殖器官，本题应选取睾丸。制片过程为“解离→漂洗→染色→压片”。精原细胞通过有丝分裂实现自我增殖，通过减数分裂形成成熟生殖细胞，故中期细胞可能是有丝分裂中期、减Ⅰ中期、减Ⅱ中期。A1正常，则A2为缺失，若A2正常，则A1为重复。‎ ‎【答案】　(1)(小鼠)睾丸　(2)①解离　②醋酸洋红染液　③压片(只要有压片的操作均可)　(3)①次级精母细胞，精细胞，精原细胞　②缺失 ‎(对应学生用书第84页)‎ 一、减数分裂过程中基因和染色体的异常变化 在分析减数分裂过程中核基因的行为变化时，应抓住减数分裂过程中染色体行为变化的三个关键点：减数第一次分裂前的间期发生染色体的复制；减数第一次分裂过程中同源染色体分离；减数第二次分裂过程中姐妹染色单体分离。也可以结合基因的变化，逆向分析染色体的行为变化，加深对基因在染色体上的理解，加深对基因分离定律和自由组合定律内涵的理解，以构建完整的、系统的知识体系。‎ ‎1．基因突变 在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。‎ 注意　突变一般发生在同源染色体中的某一条染色体上，可以是显性突变，也可以是隐性突变。‎ ‎2．基因数量变化 在减数分裂过程中，伴随着染色体行为变化的异常，往往会引起配子中基因数目的增减。在分析基因数目变化时，应考虑变化与减数第一次分裂有关，还是与减数第二次分裂有关。如图1表示减数第一次分裂异常、减数第二次分裂正常产生的配子情况。‎ 图1‎ 图2表示减数第一次分裂正常、减数第二次分裂异常产生配子的情况。‎ 图2‎ ‎　(2011·山东高考)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是(　　)‎ ‎①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离　②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离　③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离　④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离 A．①③　　　B．①④　　　C．②③　　　D．②④‎ ‎【解析】　　AA型配子中没有a基因，说明减数第一次分裂时A与a已经分开，一定是由于减数第二次分裂时2号染色体未分离，①正确，②错误；AA型配子中不含性染色体，有两种可能：一是在减数第一次分裂时性染色体未分离，配子由产生的不含性染色体的次级性母细胞分裂而成；二是减数第二次分裂时性染色体未分离，产生不含性染色体的性细胞，故③正确，④错误。‎ ‎【答案】　A ‎【即时巩固】‎ ‎1．(2012·江苏高考) 观察到的某生物(2n＝6)减数第二次分裂后期细胞如右图所示。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 ‎【解析】　　分析图示，细胞中姐妹染色单体分离，且移向细胞两极的染色体各有4条。结合题干信息，可知该生物是体细胞含有6条染色体的二倍体，故判断该细胞移向两极的染色体比正常分裂时多一条，原因是在减数第一次分裂时，一对同源染色体没有分开，得到的两个次级性(精)母细胞中一个含有4条染色体，另一个含有2条染色体。其中含有4条染色体的次级性(精)母细胞的减数第二次分裂后期图像如题图所示。‎ ‎【答案】　A ‎2．(2013·滨州一模)下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是(　　)‎ 选项 个体基因型 配子基因型 异常发生时期 A DD D、d 减数第一次分裂 B AaBb AaB、AaB、b、b 减数第二次分裂 C XaY XaY、XaY 减数第一次分裂 D AaXBXb AAXBXb、XBXb、‎ a、a 减数第二次分裂 ‎【解析】　　本题考查减数分裂的异常情况，A项中配子基因型异常发生时期在间期DNA复制过程中；B项中配子发生异常时期在减数第一次分裂时期；D项中配子基因型发生异常是在减数第一次分裂及减数第二次分裂时期。‎ ‎【答案】　C 二、减数分裂与遗传定律和生物变异的关系 ‎1．减数分裂与遗传规律的关系 减数第一次分裂后期：同源染色体的分离是基因分离定律的细胞学基础；非同源染色体的自由组合是基因自由组合定律的细胞学基础。‎ ‎2．减数分裂与生物变异的关系 ‎(1)在减数第一次分裂前的间期，各种原因(物理、化学等因素)会使DNA复制过程出现差错，导致DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，产生基因突变，这是生物变异的根本来源。‎ ‎(2)在减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的互换而发生互换，导致基因重组。‎ ‎(3)减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，其上的非等位基因也随之自由组合，导致基因重组。‎ ‎(4)在减数分裂过程中，由于诸多原因也会出现染色体结构变异、染色体数目变异的配子，通过配子将这些变异传递给下一代，如人类性染色体异常病中出现的XXY型、XXX型、XYY型等，原因可能是减数第一次分裂异常，也可能是减数第二次分裂异常；可能是形成精子时异常，也可能是形成卵细胞时异常。‎ ‎　(2014·东北师大附中模拟)下面是人体细胞分裂时，A、B、C、D四个不同细胞分裂期染色体和DNA的统计数据，那么非同源染色体上的非等位基因自由组合可以发生在(　　)‎ ‎【解析】　　本题考查减数分裂。由图可知，ABCD分别代表分裂间期DNA还没有进行复制、分裂间期DNA已经复制完毕、减数第二次分裂前期、有丝分裂后期。所以非同源染色体上的非等位基因自由组合可以发生在B分裂间期DNA已经复制完毕，着丝点还没有断裂。‎ ‎【答案】　B ‎【即时巩固】‎ ‎3．下图显示在减数分裂中，每个细胞的DNA数量变化。同源染色体分离的阶段是(　　)‎ A．阶段－1之前 B．在阶段－1与阶段－2之间 C．在阶段－2与阶段－3之间 D．在阶段－3与阶段－4之间 ‎【解析】　　同源染色体分离发生在减数分裂的第一次分裂的过程中，阶段－2到阶段－3表示减数分裂的第一次分裂。‎ ‎【答案】　C ‎4．(2014·山东省实验中学高三质检)以下关于遗传和减数分裂的叙述中，正确的是(　　)‎ A．在减数分裂的过程中，等位基因的分离只能发生在减数第一次分裂的后期 B．在减数分裂的过程中，非同源染色体间的部分交换属于基因重组 C．一个基因型为AaBb的精原细胞经减数分裂后形成4种精子 D．正常情况下，在减数分裂的过程中，基因和染色体的行为是一致的 ‎【解析】　　如果减数第一次分裂前期发生了交叉互换，那么在减数第二次分裂的后期也可以发生等位基因的分离；在减数分裂的过程中，非同源染色体间的部分交换属于染色体变异；一个基因型为AaBb的精原细胞经减数分裂后形成2种精子。‎ ‎【答案】　D 第3讲　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变 ‎1.细胞的分化(Ⅱ)‎ ‎2.细胞的全能性(Ⅱ)‎ ‎3.细胞的衰老和凋亡及与人体健康的关系(Ⅱ)‎ ‎4.癌细胞的主要特征及防治 ‎(对应学生用书第87页)‎ ‎　细胞分化和细胞的全能性 ‎1．细胞的分化 ‎(1)概念：在个体发育中，一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。‎ 干细胞 ‎(2)上图分析[据图填空]：‎ ‎①写出图中可以表示分化的过程：b、c。‎ ‎②图中a和虚线可表示细胞增殖。‎ ‎(3)分化的实质：基因的选择性表达。‎ ‎(4)根据图示写出细胞分化的意义：形成不同的细胞和组织。‎ ‎2．细胞的全能性 ‎(1)概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。‎ ‎(2)实例 ‎(3)干细胞：动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞。‎ ‎(4)把实例和相应的原理或过程连线 ‎　实例　　　　　　　　　　依据原理或过程 ‎①花粉培养成单倍体植株　　a．动物细胞核具有全能性 ‎②克隆羊多利的培养 b．植物细胞具有全能性 ‎③植物导管组织的形成 c．细胞的有丝分裂 ‎④受精卵发育成个体 d．细胞的分化 ‎【提示】　①－b　②－a　③－d　④－c、d ‎【判断】　‎ ‎(1)细胞分化过程中遗传物质发生了变化。(×)‎ ‎【提示】　分化的细胞遗传物质没有发生改变。‎ ‎(2)细胞分化的过程是基因选择性表达的过程。(√)‎ ‎(3)细胞分化具有普遍性，持久性和绝对不可逆性。(×)‎ ‎【提示】　一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下，高度分化的细胞能够脱分化恢复全能性。‎ ‎(4)细胞具有全能性的原因是分化的细胞含有发育为完整个体的全套基因。(√)‎ ‎　细胞的衰老和凋亡 ‎1．细胞的衰老 ‎(1)代谢速度的变化：‎ ‎(2)细胞核的变化：‎ 体积增大、核膜内折，染色质收缩、染色加深。‎ ‎2．细胞的凋亡 ‎(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。‎ ‎(2)原因：细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。‎ ‎(3)类型 ‎(4)意义 ‎【判断】　‎ ‎(1)生物个体衰老时才有细胞衰老。(×)‎ ‎【提示】　生物个体的衰老和细胞的衰老不是一回事，人体没有衰老时，也有细胞的衰老。‎ ‎(2)衰老的细胞体积变大，细胞核的体积变小，染色质收缩，染色加深。(×)‎ ‎【提示】　衰老的细胞体积变小，细胞核的体积增大。‎ ‎(3)细胞死亡都受基因控制(×)‎ ‎【提示】　细胞凋亡受基因控制，细胞坏死是外界不利因素影响造成的。‎ ‎　细胞癌变 ‎1．癌变实质 原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。‎ ‎2．癌细胞的特征 ‎(1)适宜条件下，能够无限增殖。‎ ‎(2)形态结构发生显著变化。‎ ‎(3)表面发生了变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致癌细胞容易分散和转移。‎ ‎3．三种致癌因子 物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。‎ ‎【判断】　‎ ‎(1)原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖。(×)‎ ‎【提示】　原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。‎ ‎(2)细胞癌变的原因是抑癌基因突变为原癌基因。(×)‎ ‎【提示】　细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生了突变。‎ ‎(对应学生用书第88页)‎ 细胞分化与细胞的全能性 细胞分化 细胞的全能性 原因 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质 特点 ‎①持久性②稳定性和不可逆性；一般来说，分化了细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡③普遍性：在生物界中普遍存在 ‎①高度分化的植物体细胞具有全能性②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性 结果 形成形态、结构、功能不同的细胞群 形成新的个体 大小比较 细胞分化程度有高低之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性表达的难易程度不同，如受精卵>生殖细胞>体细胞 联系 ‎①两者的遗传物质都不发生改变 ‎②已分化的细胞仍然保持全能性 ‎③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低 有关细胞分化和细胞全能性的5个注意点 ‎(1)多细胞生物的个体发育离不开细胞的分化，但细胞分化后的不同细胞中核DNA相同，mRNA和蛋白质一般不同。‎ ‎(2)细胞分化不改变细胞数目，却导致细胞种类增多。‎ ‎(3)细胞全能性的体现以产生个体为标志，若无个体产生，不能体现全能性，如胚胎干细胞发育成各种组织器官不叫全能性。‎ ‎(4)植物种子发育成植株不叫全能性。‎ ‎(5)细胞全能性表达的条件是离体、一定的营养物质和适宜的环境条件等。‎ ‎　下图为人体中不同细胞产生过程的模式图，据图推断肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞(　　)‎ A．含有的遗传信息相同 B．含有的mRNA完全相同 C．含有的蛋白质种类完全不相同 D．形成的原因是基因的选择性丢失 ‎【思路分析】　　‎ ‎【解析】　　本题考查细胞分化中基因的选择性表达。细胞所含的遗传信息是相同的，分化的原因是基因选择性表达的结果，基因选择性表达产生的mRNA不完全相同，因此不同的细胞内产生的蛋白质不完全相同。‎ ‎【答案】　A 细胞分化与基因表达 ‎(1)在细胞基因组中表达的基因分两类：一类是维持基本生命活动所必需的，称为管家基因；一类是指导合成特异性蛋白的基因，称奢侈基因。细胞分化是奢侈基因的选择性表达的结果。‎ ‎(2)细胞分化后形成的不同细胞中，核DNA相同，mRNA和蛋白质一般不同。‎ 考向1　从细胞全能性的角度考查 ‎1．下列生物过程不能体现细胞全能性的是(　　)‎ A．玉米种子萌发长成新植株 B．马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯苗 C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 ‎【解析】　　本题主要考查学生获取信息的能力和细胞全能性的应用能力。细胞的全能性是分化的细胞发育成为完整生物个体的能力。玉米种子萌发长成新植株是植物生殖器官的自然生长发育现象，没有体现细胞的全能性。小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株，体现的是生殖细胞具有全能性。马铃薯根尖细胞培养成脱毒马铃薯和胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株都体现了体细胞的全能性。‎ ‎【答案】　A 考向2　结合信息考查 ‎2．日本科学家利用皮肤细胞“炮制”出iPS细胞(多能干细胞)，赢得了2012年诺贝尔医学奖。与皮肤细胞相比，iPS细胞(　　)‎ A．有细胞周期，能无限增殖 B．细胞内水分减少，代谢速率较慢 C．分化程度降低，能分化成多种细胞 D．细胞膜通透性改变，物质运输功能较低 ‎【解析】　　本题考查细胞分化。iPS细胞是干细胞，干细胞能够分裂和分化，具有细胞周期，但不是无限增殖。无限增殖的是癌细胞。干细胞代谢活动强，细胞中水分含量增多，代谢速率快。细胞膜通透性改变，物质运输功能较低是衰老细胞的特点。‎ ‎【答案】　C 细胞衰老、凋亡和癌变 ‎1.细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别 ‎2.个体衰老与细胞衰老的关系 ‎(1)单细胞生物：个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步。‎ ‎(2)多细胞生物：个体衰老与细胞衰老有密切的关系。个体衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，但未衰老的个体内也有细胞衰老。‎ ‎3．癌细胞的三点理解 ‎(1)癌细胞是一类畸形分化的细胞，或不能正常分化的细胞。‎ ‎(2)细胞的增殖、分化、衰老、凋亡都属于正常的生理过程，而细胞的癌变则是细胞一种不正常的变异导致的。‎ ‎(3)癌细胞的三个特征，可从“不死的细胞”“变态的细胞”“扩散的细胞”三方面来理解掌握。‎ ‎4．细胞生命历程各过程之间的关系 与细胞癌变、衰老、凋亡有关的5个易错点 ‎(1)原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。‎ ‎(2)个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中有衰老的细胞，老年个体中有新产生的细胞，但细胞总体衰老会导致个体的衰老。‎ ‎(3)细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体有害。‎ ‎(4)细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体有害。‎ ‎(5)细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。‎ ‎　(2013·江苏高考)关于细胞的分化、衰老、凋亡与癌变，下面选项中表述正确的是(　　)‎ A．细胞的高度分化改变了物种的遗传信息 B．细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动 C．原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传 D．良好心态有利于神经、内分泌系统发挥正常的调节功能，从而延缓衰老 ‎【思路分析】　　‎ ‎【解析】　　细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞发生分化后遗传物质不变，A项错误；细胞的分化、衰老和凋亡是细胞正常的生命活动，对机体是有利的，B项错误；体细胞中发生的细胞癌变是不能遗传给后代的，C项错误；神经、体液和免疫调节是相互影响的，良好的心态能增强人体的免疫力，有利于神经调节和体液调节的正常进行，从而延缓衰老，D项正确。‎ ‎【答案】　D 细胞生命历程各过程中的遗传物质变化 结果 遗传物质变化 细胞分裂 单细胞生物完成生殖，‎ 多细胞生物产生新细胞 遗传物质复制后均分 细胞分化 形成不同组织和器官 遗传物质不发生改变 细胞癌变 变成无限增殖的癌细胞 遗传物质发生改变 细胞衰老 细胞正常死亡 遗传物质不发生改变 细胞凋亡 细胞正常死亡 遗传物质不发生改变 考向1　从细胞癌变的角度考查 ‎3．(2012·新课标全国卷)下列关于细胞癌变的叙述，错误的是(　　)‎ A．癌细胞在条件适宜时可无限增殖 B．癌变前后，细胞的形态和结构有明显差别 C．病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变 D．原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖 ‎【解析】　　掌握细胞癌变的原因、过程和癌变细胞的特点是解答本题的关键。细胞癌变是由原癌基因和抑癌基因突变引起的，其中抑癌基因能阻止细胞不正常的增殖，D错误。癌细胞在适宜条件下可无限增殖，这是癌细胞的基本特征之一，A正确。癌变前后，癌细胞的形态和结构发生显著变化，如癌细胞可由正常的形态变为球形，细胞膜表面的糖蛋白减少等，B正确。诱发癌变的因素有物理因素、化学因素和生物因素，其中病毒癌基因整合到宿主细胞基因组中可诱发癌变，其属于生物因素，C正确。‎ ‎【答案】　D 考向2　从细胞的衰老和凋亡的角度考查 ‎4．(2012·山东高考)细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长和发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是 ‎(　　)‎ A．细胞普遍衰老会导致个体衰老 B．效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡 C．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡 D．衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录 ‎【解析】　　个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A正确；被病原体感染的细胞(靶细胞)被效应T细胞清除属于细胞凋亡，B正确；各种不利因素引起的细胞死亡是细胞坏死，细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，C错误；衰老细胞的染色质固缩，DNA不易解旋，影响DNA复制和转录，D正确。‎ ‎【答案】　C ‎(对应学生用书第90页)‎ 区别细胞凋亡与细胞坏死的方法 细胞凋亡是受严格的程序性调控的，是一种自然的生理过程；细胞坏死是在种种不利的因素(如病菌感染、细胞缺氧、有毒物质毒害等)影响下，由于细胞正常的代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。‎ ‎1．判断方法：主要依据是细胞的死亡对机体是否有利，若细胞的死亡对机体是有利的，则为细胞凋亡，反之则为细胞坏死。‎ ‎2．细胞凋亡的实例：‎ ‎(1)清除多余、无用的细胞。如蝌蚪的尾巴按照一定程序消失，这里的蝌蚪的尾巴细胞属于多余无用的细胞。‎ ‎(2)清除完成正常使命的衰老细胞。如“脱落的人体皮肤表皮细胞”是完成正常使命的衰老细胞。‎ ‎(3)清除体内有害细胞、被病原体感染的细胞等异常细胞。如“吞噬过多的细菌导致死亡的白细胞”和癌细胞都属于此类异常细胞。‎ ‎(4)维持器官和组织中细胞数目的相对稳定。‎ ‎　(2013·山东临沂期中 ‎)关于细胞衰老、凋亡与坏死的叙述正确的是(　　)‎ A．衰老细胞的体积和细胞核体积都缩小 B．青蛙发育过程中尾的消失属于细胞坏死现象 C．细胞凋亡的根本原因是病原体感染 D．细胞衰老与凋亡是细胞正常的生理过程 ‎【解析】　　衰老细胞的体积缩小，细胞核体积增大；青蛙发育过程中尾的消失属于细胞凋亡现象；细胞凋亡是受基因控制的主动性死亡过程。‎ ‎【答案】　D ‎【即时巩固】　‎ ‎1．(2013·石景山区期末)下列关于细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，不正确的是(　　)‎ A．有序的细胞分化能够增加细胞的类型 B．衰老细胞的增殖能力减退 C．细胞凋亡和细胞癌变都是细胞不正常的生命活动 D．原癌基因或抑癌基因发生突变，都可能引发细胞的癌变 ‎【解析】　　细胞凋亡是一种正常的生命活动，细胞癌变是细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，是不正常的生命活动。‎ ‎【答案】　C ‎2．(2012·安徽高考)脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元，它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子，只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存，并与靶细胞建立连接，其他的则发生凋亡。下列叙述正确的是(　　)‎ A．脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期 B．一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接 C．神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡 D．神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡 ‎【解析】　　‎ 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞编程性死亡，故D正确；细胞凋亡是一种自然的生理过程，人在胚胎时期尾的消失，成熟生物体中细胞的自然更新，都是通过细胞凋亡完成的，故A错误；神经元有多个突起，可与多个靶细胞建立连接，故B错误；细胞凋亡由基因决定，还受环境影响，如被病原体感染的细胞的凋亡，故C错误。‎ ‎【答案】　D