高考生物二轮复习专题3 细胞的生命历程.docx

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高考生物二轮复习专题3细胞的生命历程

专题三细胞的生命历程

核心考点整合

考点整合一：

有丝分裂与减数分裂过程比较

1．同源染色体和非同源染色体

（1）一条来自父方，一条来自母方，形状、大小、结构一般都相同，在减数第一次分裂时配对的两条染色体（联会的两条染色体）称为同源染色体。

此概念包含了三个意义，即形状、大小、结构一般相同，要来自父母双方，而且能联会，否则就不是同源染色体。

（2）形状、大小、结构不同的染色体一般称为非同源染色体（但性染色体X和Y、Z和W等是特殊的同源染色体）。

（2）动物的精（卵）原细胞和体细胞都是由受精卵经过有丝分裂形成的。

因此，它们都有同源染色体和非同源染色体。

二倍体或多倍体植物的体细胞中也有同源染色体和非同源染色体。

2．常染色体和性染色体

在雌雄异体生物细胞中的染色体根据其功能的不同可分为两类：

常染色体（多对）和性染色体（一对）。

前者与性别决定无关，后者与性别决定有关。

特别提示：

①性染色体形状、大小不相同，但也是同源染色体，在减数分裂过程中也会发生联会。

②四分体是由同源染色体复制后联会形成的，每一个四分体含有两条染色体，4条染色单体，而不是4条姐妹染色单体。

3．细胞周期的表示方法

特别提示：

细胞周期是连续分裂的细胞才具有的。

具有细胞周期的有：

发育的受精卵、形成层、分生区、生发层、动物干细胞。

特别注意分化的细胞、精子、卵细胞没有细胞周期。

4．有丝分裂与减数分裂图像特征比较

5.细胞分裂图像的识别

（1）有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂的辨别（以二倍体为例）

（2）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。

，看细胞的外形特征：

矩形有壁为植物细胞；圆形无壁一般为动物细胞。

（3）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——雄性减数分裂及雌性极体的减数第二次分裂；不均等分裂——雌性减数分裂。

【例1】（2010·韶关模拟）下图为三个处于分裂期细胞的示意图，下列叙述中正确的是

A．乙可能是处于有丝分裂后期的细胞

B．乙、丙两细胞不可能来自同一个体

C．甲、乙、丙三个细胞均含有四条染色体

D．甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体

[解析]根据图示可知，甲细胞中无同源染色体，其处于减数第二次分裂的后期；乙细胞中有同源染色体，其处于有丝分裂的后期；丙细胞中有同源染色体，且一条染色体上含两条染色单体，其处于减数第一次分裂的后期，故A正确，D错误。

精巢和卵巢中的细胞既可以进行减数分裂也可以进行有丝分裂，因此乙、丙两细胞可能来自同一个体，故B错误。

甲、丙两细胞中含有4条染色体，乙细胞中含有8条染色体，故C错误。

[答案]A

[知识总结]细胞分裂时期的判断，

（1）染色体散乱分布于细胞的中央→前期（若有四分体和联会现象，则为减数第一次分裂的前期）；

（2）染色体的着丝点排列在赤道板上→中期（若成对并行排列，则为减数第一次分裂的中期，若单行排布，则为有丝分裂的中期或减数第二次分裂的中期）；

（3）染色体向细胞的两极移动→后期（若移向每一极的染色体中含有染色单体，则为减数第一次分裂的后期；若不含染色单体，有同源染色体，则为有丝分裂的后期；若不含染色单体，也不含同源染色体，则为减数第二次分裂的后期）。

【互动探究1】（2010·苏、锡、常、镇联合调研）下列为卵巢中的一些细胞图像，关于它们的说法正确的是

A．细胞甲所处时期能够发生基因突变

B．细胞丙处于减数第一次分裂中期

C．乙、丙两细胞各含两个染色体组

D．甲、丁两细胞均不含染色单体

[解析]根据图示可知，甲细胞处于有丝分裂后期，而基因突变主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期，故A错误；丙细胞无同源染色体，处于减数第二次分裂中期，故B错误；乙细胞具有两个染色体组，而丙细胞只有一个染色体组，故C错误。

[答案]D

考点整合二：

细胞分裂过程中染色体、DNA．染色单体的含量变化，减数分裂和有丝分裂过程中染色体、DNA．染色单体含量变化的规律的比较（体细胞染色体数目为2N）

比较

项目

间期

有丝分裂

减数第二次分裂

减数第一次分裂

前或

中期

后期

末期

前或

中期

后期

末期

前或

中期

后期

末期

染色体

2N

2N

2N→4N

2N

2N

2N

2N→N

N

2N

2N→N

DNA

2N→4N

4N

4N

2N

4N

4N

4N→2N

2N

2N

2N→N

染色

单体

0→4N

4N

4N→0

0

4N

4N

4N→2N

2N

0

0

【例2】（2010·郑州质检）如图甲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，图乙表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。

下列说法中正确的是（）

A．图甲中AB段形成的原因是DNA分子复制

B．图甲中DE段可表示有丝分裂后期或减数第一次分裂后期

C．图乙中细胞处于图甲中BC段

D．图乙中细胞含8条染色体、8个DNA分子、2个染色体组

[解析]甲图为细胞分裂的不同时期每条染色体DNA含量的变化，从图中可以看出，AB段每条染色体的DNA含量加倍，是由DNA复制造成的；CD段因为着丝点分裂导致每条染色体上的DNA减半，因此BC段代表有丝分裂的前期、中期和减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期、中期；乙图所示细胞处于有丝分裂后期，有8条染色体、8个DNA分子、4个染色体组。

[答案]A

[知识总结]DNA复制导致DNA数加倍，染色体数不变；着丝点分裂导致染色体数、染色体组数、同源染色体对数加倍，但DNA数没有变化。

【互动探究2】（2010·广东理科综合）下图所示是人体内的细胞在分裂过程中每条染色体的DNA含量变化曲线。

下列有关叙述中正确的是

A．该图若为减数分裂，则处于cd期的细胞都含有23对同源染色体

B．该图若为减数分裂，则基因的分离和自由组合都发生在cd段某一时期

C．该图若为有丝分裂，则细胞板和纺锤体都出现在bc期

D．该图若为有丝分裂，则ef期的细胞都含两个染色体组

[解析]在cd段，每条染色体上含有两个DNA分子，含有两条染色单体；在ab段和ef段，每条染色体上只有一个DNA分子；bc段是染色体复制，de段是染色体的着丝点分裂，染色体变成子染色体的过程。

在人体的细胞分裂过程中，不会看到细胞板。

若该图为减数分裂，则cd段可表示减数第一次分裂的前期到减数第二次分裂中期这一时间段，在减数第二次分裂过程中没有同源染色体，基因的分离和自由组合可以发生在减数第一次分裂后期，故A错误，B正确。

若该图为有丝分裂，ef段可表示后期或末期，其中在后期含有四个染色体组。

[答案]B

考点整合三：

减数分裂与有性生殖细胞的形成

1．动物精子和卵细胞的形成过程比较

项目

精子

卵细胞

部位

睾丸

卵巢

原始生

殖细胞

精原细胞

卵原细胞

细胞质的

分裂情况

两次分裂都均等

只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等，其他分裂皆不均等

分裂结果

1个精原细胞→4个精细胞（生殖细胞）

1个卵原细胞→1个卵细胞（生殖细胞）＋3个极体（消失）

是否变形

变形

不需变形

相同点

（1）染色体的行为和数目变化规律相同，表现在：

①染色体都是在减数第一次分裂的间期进行复制；②减数第一次分裂都是同源染色体联会、均分；③减数第二次分裂都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开

（2）产生的子细胞数目都是4个，且细胞中染色体数目减半

2.细胞分裂与遗传变异的联系

（1）DNA的复制：

发生在有丝分裂的间期，减数第一次分裂前的间期。

（2）与两大遗传定律的关系

基因的分离定律发生于减数第一次分裂后期，即同源染色体分离的同时。

基因的自由组合定律发生于减数第一次分裂后期，即同源染色体分离，非同源染色体自由组合的同时。

（3）与三大变异的关系

①基因突变：

发生在DNA复制时期，即细胞分裂的间期。

②基因重组：

减数第一次分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体间可能发生交叉互换；减数第一次分裂后期，同源染色体分开的同时，非同源染色体自由组合。

这两种情况下会出现基因重组。

③染色体变异：

发生于有丝分裂，染色体复制完成，纺锤体形成受阻，细胞中染色体数目加倍；或减数分裂过程中，如果纺锤体的形成受阻，会出现染色体数目加倍的生殖细胞，生殖细胞结合后形成多倍体。

也可能个别同源染色体未分离或姐妹染色单体未分离造成分裂后的细胞中个别染色体的数目发生增减。

【例3】（2010·黄冈质检）图1是某生物的一个初级精母细胞，图2是该生物的五个精细胞。

根据图中的染色体类型和数目，判断最可能来自同一个次级精母细胞的是

A．①②B．②④

C．③④D．①④

[解析]次级精母细胞形成精细胞的方式为特殊的有丝分裂过程，一个次级精母细胞分裂形成的两个精细胞染色体组成是一样的，所以最可能来自同一个次级精母细胞的是②④。

[答案]B

【互动探究3】（2010·揭阳模拟）下图表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。

在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞：

这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是（）

A．①与②B．①与③

C．②与③D．②与④

[解析]交叉互换发生在四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间，据图分析，来自同一个次级精母细胞的是①与④、②与③。

[答案]C

考点整合四：

细胞的分化、衰老、癌变和凋亡的理论与应用

1．细胞的分化与细胞的全能性比较

项目

细胞的分化

细胞的全能性

原理

细胞内基因的选择性表达

含有本物种的全套遗传物质

特点

①持久性：

细胞的分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度；②稳定性和不可逆性；③普遍性：

在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础

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

形成新的个体

大小

比较

细胞的分化程度有高低之分：

体细胞>生殖细胞>受精卵

细胞的全能性有大小之分：

受精卵>生殖细胞>体细胞

关系

①两者的遗传物质都不发生改变；②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小

特别提示：

细胞分化及细胞全能性的归纳

（1）细胞分化：

细胞分化离不开细胞分裂，细胞分化是机体功能协调的基础，离体后的细胞可以发生逆转，如部分植物生长点细胞。

（2）细胞全能性：

细胞分化程度越高，细胞全能性越难表达，但有例外，如配子的分化程度虽然较高，但全能性却较易表达。

2．细胞衰老的特征

（1）细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢。

（2）细胞内多种酶的活性降低。

（3）细胞内的色素（主要是脂褐素）逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能。

（4）细胞呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色体收缩，染色加深。

（5）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。

3．细胞的凋亡、坏死和癌变的比较

项目

细胞凋亡

细胞坏死

细胞癌变

与基因的关系

是基因控制的

不受基因控制

受突变基因控制

细胞膜

的变化

内陷

破裂

糖蛋白等减少，黏着性降低

形态

变化

细胞变圆，与周围细胞脱离

细胞外形不规则

呈球形

影响

因素

由遗传机制决定的程序性调控

电、热、冷、机械等不利因素影响

分为物理、化学和病毒致癌因子

对机体的影响

有利

有害

有害

【例4】（2009·安徽理综）细胞的分化、衰老和凋亡是普遍存在的生命现象。

下列有关叙述正确的是

A．人体各种组织细胞的衰老是同步进行的

B．人的早期胚胎有尾，尾部细胞随着发育逐渐凋亡

C．细胞癌变是细胞高度分化的结果

D．皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物

[解析]人体内各组织细胞的寿命有长有短，每时每刻都有细胞的衰老，同时也有新细胞的产生，可见人体各种组织细胞的衰老并不是同步进行的；细胞癌变是原癌基因和抑癌基因在各种因素的影响下发生突变，导致细胞的分裂和分化失控，是细胞不正常分化的结果；皮肤上的“老年斑”是衰老细胞中色素积累形成的，不是细胞凋亡的产物.

[答案]B

[知识总结]

（1）细胞凋亡与细胞分裂、细胞分化及衰老一样，是细胞在成长过程中的正常活动，不能错误地理解为对机体不利；

（2）在细胞的分化、衰老、凋亡及癌变过程中，只有细胞癌变时才发生遗传物质的变化，其余过程均未发生遗传物质的改变。

【互动探究4】（2010·南昌调研）下列有关细胞生理状态的叙述，正确的是

A．衰老的生物体中，所有的细胞都处于衰老状态

B．癌变的细胞形态结构发生改变，细胞膜表面的糖蛋白增加

C．细胞分化既能使细胞数量增加，也能使细胞种类增加

D．细胞坏死后，代谢停止；细胞癌变，则其代谢增强

[解析]衰老的生物体内，也有细胞产生；癌变的细胞细胞膜表面的糖蛋白减少；细胞分化不能使细胞数量增加，但能增加细胞的种类；细胞坏死后，代谢停止，癌细胞有无限增殖的能力，即分裂旺盛，代谢增强。

[答案]D

高考链接

1.（2010·安徽卷，2）雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞（C1、C2），一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞（S1、S2），比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息，正确的是

A．DNA数目C1与C2相同，S1与S2不同

B．遗传信息C1与C2相同，S1与S2不同

C．DNA数目C1与C2不同，S1与S2相同

D．遗传信息C1与C2不同，S1与S2相同

解析：

本题考查的知识点是有丝分裂和减数分裂的过程，能力点是知识的理解能力。

在有丝分裂过程中，染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，故其产生的两个子细胞C1和C2的细胞核中DNA数目和遗传信息均相同；在减数第一次分裂过程中，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，故其产生的两个子细胞S1和S2的细胞核中DNA数目相同，但遗传信息存在差异。

答案：

B

2．（2010·广东卷，3）骨髓移植是治疗白血病常用的有效疗法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内

A．正常生长B．增殖并分化成多种细胞

C．分泌抗体D．杀死各种病原菌

解析：

本题借助骨髓移植考查细胞生命历程的知识，意在考查考生的信息提取能力与分析能力。

移植骨髓中的造血干细胞具有分裂和分化的能力，能分化为血液中的红细胞、白细胞和血小板等正常细胞，血液中产生了正常的白细胞，可以达到治疗白血病的目的。

答案：

B

3．（2010·上海卷，19）下列是关于细胞分裂过程中细胞内变化的叙述，能正确表示一个细胞周期内分裂过程的顺序是

①两个相同DNA分子完全分开②出现放射状排列的细丝③中心体发生倍增④着丝粒排列在一个平面上

A．②→③→①→④B．②→④→③→①

C．③→②→④→①D．②→③→④→①

解析：

本题考查细胞有丝分裂过程各期的特点，意在考查考生的判断分析能力。

进行有丝分裂的细胞具有细胞周期，①过程发生在有丝分裂的后期，②过程发生在有丝分裂的前期，③过程发生在分裂间期，④过程发生在有丝分裂的中期。

故一个细胞周期分裂过程的顺序是③→②→④→①。

答案：

C

4．（2010·江苏卷，28）细胞周期包括分裂间期（分为G1期、S期和G2期）和分裂期（M期）。

下图标注了甲动物（体细胞染色体数为12）肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。

请回答下列问题：

（1）若用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。

洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。

预计最快约________h后会检测到被标记的M期细胞。

（2）从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为________期的时间，处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是_______________。

2.2

M

12→24→12

（3）若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。

预计加入过量胸苷约________h后，细胞都将停留在S期。

（4）乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24h，M期时长为1.9h。

若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化，选用________（填“甲”或“乙”）动物肠上皮细胞更合适。

7.4

甲

（5）在光学显微镜下观察，同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞，形态上最主要的区别是_____________________________________________________________________。

动物肠上皮细胞膜凹陷，细胞缢裂；洋葱根尖细胞形成

细胞板

解析：

本题考查有丝分裂的过程以及动植物细胞有丝分裂的不同，意在考查考生对所学知识的理解与迁移应用能力。

（1）图示为有丝分裂的一个细胞周期，由图中可知，S期结束后还需经2.2h进入M期。

（2）被标记的M期细胞开始出现，表示开始进入M期（分裂期）；被标记的M期细胞占M期细胞总数的比例达到最大值时，表示标记的细胞全部进入了M期，故其中经历的时间为M期的时间。

在整个M期（分裂期），一个细胞中染色体数目的变化为12→24（后期）→12。

（3）要使原来处于G2、M、G1期的细胞都停留在S期，所需的时间为2.2＋1.8＋3.4＝7.4（h）。

（4）欲观察有丝分裂中染色体的形态变化，最好选用细胞周期较短、M期在细胞周期中所占时间比例相对较大的细胞，故选用甲动物肠上皮细胞更为合适。

（5）在有丝分裂的末期，动物细胞的细胞膜从中部向内凹陷，缢裂为两个细胞；而高等植物细胞有丝分裂末期在细胞中部出现细胞板，向四周扩展形成新的细胞壁。