版高考生物全国卷人教一轮复习听课手册教学案第四单元 细胞的生命历程.docx

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版高考生物全国卷人教一轮复习听课手册教学案第四单元细胞的生命历程

第四单元细胞的生命历程

第11讲　细胞的增殖

考纲要求1.细胞的生长和增殖的周期性（Ⅰ）。

2．细胞的无丝分裂（Ⅰ）。

3．细胞的有丝分裂（Ⅱ）。

4．实验：

模拟探究细胞表面积与体积的关系。

5．实验：

观察细胞的有丝分裂。

　链接教材　

一、细胞的生长和细胞增殖的周期性

1．细胞不能无限长大的原因

（1）________________的关系限制了细胞的长大。

（2）________的控制范围是有限的。

2．细胞增殖的周期性

（1）条件：

____________的细胞。

（2）起点：

________________________。

（3）终点：

________________________。

（4）组成：

________和________。

（5）特点：

不同类型的细胞，细胞周期不同，__________和________所占的比例不同。

二、细胞的有丝分裂

1．分裂时期

图4111

（1）写出各图像所在的时期：

a________，b________，c________，

d________，e________。

（2）按照细胞周期排序（填字母）：

________________。

（3）该图表示________（填“动物”或“植物”）细胞。

2．主要特征（连线）

三、无丝分裂

1．过程

（1）________先延长，中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核。

（2）整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个________。

2．特点：

分裂过程中不出现________和________的变化。

3．实例：

蛙的红细胞。

　衔接课堂　

1．正误辨析

（1）[2015·北京卷]抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制。

（　　）

（2）[2014山东卷]细胞体积增大，与外界物质交换效率提高。

（　　）

（3）[2014·天津卷]着丝点分裂一定导致DNA数目加倍。

（　　）

（4）真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。

（　　）

（5）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。

（　　）

（6）有丝分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同。

（　　）

（7）动物细胞有丝分裂过程中，细胞板形成于末期。

（　　）

（8）动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同。

（　　）

2．活学活用

（1）神经元、肌肉细胞和根尖分生区细胞中，哪种细胞才具有细胞周期？

为什么？

（2）动物细胞和植物细胞的纺锤体的形成方式是否一定不同？

为什么？

（3）哪些细胞器与有丝分裂有关？

　考点一　细胞增殖的周期性1.细胞周期的几种表示方法

方法名称

表示方法

说明

扇形图

　A→B→C→D→A为一个细胞周期，其中A～D为间期，DNA复制发生于图中S期，蛋白质合成主要发生于图中G1、G2期

线段图

　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

柱形图

　B组DNA含量的变化说明处于DNA的复制时期；C组DNA已经加倍说明处于分裂期；分裂间期时间长，A组细胞数目最多，处于分裂间期

2.细胞分裂产生子细胞的三种去向

（1）继续分裂：

始终处于细胞周期中，保持连续分裂状态，如动物红骨髓细胞、植物形成层细胞。

（2）暂不分裂：

仍具分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂，如肝脏细胞、黄骨髓造血细胞、记忆细胞等。

（3）细胞分化：

失去分裂能力，分化为其他组织、器官细胞，如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞、浆细胞。

■典例追踪

1．[2015·浙江慈溪中学高三期中]关于细胞周期的说法，正确的是（　　）

A．人体成熟的红细胞产生后立即进入下一个细胞周期

B．机体内所有的体细胞都处于细胞周期中

C．细胞周期由前期、中期、后期、末期组成

D．细胞种类不同，细胞周期持续的时间不同

2．[2015·安徽江淮联考]如图4112表示某动物体细胞（含4条染色体）有丝分裂的细胞周期，下列叙述正确的是（　　）

图4112

A．完成e时期的子细胞变化方向最终有两种可能，一种如图所示，另一种将分化成某种组织

B．该细胞中含有4条染色体的时期是a、b、d

C．不同物种的细胞周期的长短主要受温度影响

D．从b到b是一个完整的细胞周期

3．[2015·浙江宁波二模]利用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养某种细胞，一段时间后，再移至普通培养基中培养，间隔不同时间取样，进行放射显影，在显微镜下观察计数，统计被标记细胞的百分数（A：

细胞核开始被标记；B：

标记细胞开始进入分裂期；C：

50%分裂期细胞被标记且在增加；D：

50%分裂期细胞被标记且在减少；E：

标记细胞第二次进入分裂期）。

下列推测正确的是（　　）

图4113

A．实验开始时细胞核中被标记的物质是DNA，标记的时期是M期

B．D点时标记细胞比例减少，表明最慢的标记细胞开始进入G2期

C．该细胞分裂一次经历的时间约为22h

D．分裂期经历的时间约为0.5h

■方法提炼

判断细胞周期的方法及影响因素

（1）判断一个完整的细胞周期的方法

①细胞周期以分裂间期为起点，而不能以分裂期为起点。

②分裂间期的时间远远长于分裂期的。

（2）影响细胞周期的因素

①内部因素：

不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同，间期和分裂期所占的比例也不同。

②外部因素：

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。

　考点二　有丝分裂过程中相关结构和数量的变化1.细胞周期中几种细胞结构的周期性变化

（1）染色体行为变化规律

图4114

（2）纺锤体的变化：

形成时期为前期→解体时期为末期。

（3）核膜、核仁的变化：

解体时期为前期→重建时期为末期。

（4）中心体变化规律（动物细胞、低等植物细胞）：

间期复制→前期移向两极并形成纺锤体→末期平均分到两个子细胞。

2．有丝分裂过程中染色体、染色单体、DNA等变化规律的曲线分析

（1）曲线模型

图4115

（2）模型解读：

①A→B、L→M、P→Q的变化原因都是核DNA分子复制。

②G→H、N→O、R→S的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。

③C→D、R→S的变化相似，原因不同，C→D发生在末期子细胞形成时，而R→S发生在后期着丝点分裂时。

④染色单体在细胞周期中的起点为0，终点也为0。

3．动植物细胞有丝分裂的区别

时期

植物细胞有丝分裂

动物细胞有丝分裂

图像

变化

图像

变化

间期

　无中心粒的倍增

　完成中心粒的倍增

（续表）

时期

植物细胞有丝分裂

动物细胞有丝分裂

图像

变化

图像

变化

前期

　细胞两极纺锤丝纺锤体

　两组中心粒星射线纺锤体

末期

　细胞板→细胞壁→分割细胞（质）

　细胞膜→中央内陷→缢裂细胞（质）

■典例追踪

图4116

1．[2015·北京石景山区期末]如图4116表示真核细胞一个细胞周期中染色体的行为变化。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．核膜在c～d时期消失，在a～b时期重现

B．细胞中的DNA含量加倍是在e～a时期

C．细胞中染色体数目加倍是在b～c时期

D．植物细胞中，d～e时期囊泡的活动加强

图4117

2．如图4117表示某动物细胞分裂的不同时期，细胞内染色体与核DNA数目之比的变化关系，下列相关叙述错误的是（　　）

A．ab段细胞中核糖体的活动很活跃

B．bc段的细胞可发生基因突变、基因重组和染色体变异

C．处于cd段的细胞可以不存在同源染色体

D．着丝点分裂发生在de段

3．[2015·安徽江淮联考]依据生理特点，鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检查它的（　　）

A．DNA复制的方式

B．是否出现星射线

C．细胞质分成两部分的方式

D．自身的蛋白质合成的方式

■方法提炼

有丝分裂过程的图像识别方法

确定细胞种类及分裂方式的基本思路：

首先判断细胞类别，是动物细胞、高等植物细胞还是低等植物细胞；其次确定分裂方式，是有丝分裂还是无丝分裂，如果是有丝分裂，根据染色体的形态确定细胞所属的分裂时期。

（1）不同细胞的标志

①植物细胞的标志：

有细胞壁，一般呈方形，分裂后期出现细胞板；无中心体的细胞为高等植物细胞；有中心体的细胞为低等植物细胞。

②动物细胞的标志：

没有细胞壁，最外层是细胞膜，一般呈圆形，有中心粒，无细胞板，分裂末期通过缢裂方式分裂为两个细胞。

③原核细胞的标志：

无细胞核，没有染色体，只能进行二分裂，不能进行有丝分裂。

（2）二分裂方式和无丝分裂的区别：

二分裂时拟核物质大致均分，没有核膜包被，而无丝分裂时细胞核是从中间凹陷缢裂。

（3）根据如下的特点之一判断有丝分裂各时期

项目

间期

前期

中期

后期

末期

识图

特征

　有核膜，但是没出现染色体

　染色体散乱地分布在纺锤体的中央

　染色体的着丝点排列在赤道板上

　着丝点分裂，姐妹染色单体分开

　核膜、核仁出现，染色体消失

　考点三　实验：

观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1.实验原理

（1）高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。

（2）细胞核内的染色体（质）易被碱性染料（龙胆紫溶液）染成深色。

（3）由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。

2．实验步骤

[注意]

（1）实验材料的选择：

①应选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料；②应选分裂旺盛的部位（如根尖、茎尖的分生区）；③应选择在细胞分裂旺盛期取材，本实验一般在上午10点至下午2点之间进行；④根尖和分生区不是同一概念。

根尖长度一般选5cm左右，而分生区只在其最前端的2～3mm（包藏于根冠之下）内，只有分生区细胞才进行细胞分裂。

实验时剪取3mm左右即可。

不能过长，否则看到的大多数是伸长区的细胞。

图4118

（2）在解离过程中细胞已被盐酸杀死（龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色，表明细胞已丧失生物活性，生物膜已不具选择透过性），因此，显微镜下观察到的都是死细胞，不能看到细胞分裂的动态变化。

若视野中找不到处于某一时期的细胞，可通过移动装片从邻近的区域中寻找。

解离≠固定，解离的作用在于破坏细胞间质，使细胞分离，以便压片时分散，固定的作用在于固定细胞形态，如“观察低温诱导染色体加倍”实验中用卡诺氏液固定细胞。

■典例追踪

1．下列关于观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是（　　）

①解离的目的是使组织细胞彼此分离开来

②制片之前要通过漂洗洗去染料，便于显微镜下观察

③压片是为了将根尖细胞分散开，使之不相互重叠影响观察

④分裂期时间越长视野中处于分裂期的细胞数越多

A．①③B．②③

C．①②③D．①③④

2．在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤（“＋”表示操作，“－”表示未操作）如下表所示：

实验

人员

操作

取材

解离

漂洗

染色

压片

甲

根尖1～3mm处

－

＋

＋

＋

乙

根尖1～3mm处

＋

－

＋

＋

丙

根尖5～7mm处

＋

＋

＋

＋

则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是（　　）

A．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚

B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚

C．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体

D．染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚

3．[2015·陕西西安一中模拟]甲图为洋葱根尖生长点连续分裂的细胞在各个时期DNA含量随时间的变化曲线，乙图是一组标有5×和16×字样的目镜和标有10×和40×字样的物镜，丙图是某同学在乙图中选用的一组能放大160倍的镜头组合所观察到的图像。

欲将丙图视野中处于甲图a时期的细胞移至视野中央并用640倍高倍镜观察，正确的镜头组合及移动装片的方向是（　　）

图4119

A．

（1）×（3）；左上方B．

（1）×（3）；右上方

C．

（2）×（3）；右上方D．

（2）×（3）；左上方

第12讲　细胞的分化、衰老、凋亡与癌变

考纲要求1.细胞的分化（Ⅱ）。

2．细胞的全能性（Ⅱ）。

3．细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系（Ⅱ）。

4．癌细胞的主要特征及防治（Ⅱ）。

　链接教材　

一、细胞分化和细胞的全能性

1．细胞分化

图4121

（1）概念：

在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在__________________________上发生稳定性差异的过程。

（2）特点：

________、持久性、普遍性和不可逆性。

（3）实质：

基因的________________________。

（4）意义：

细胞分化是生物个体发育的基础，使多细胞生物体中的细胞趋向________，有利于提高各种生理功能的效率。

2．细胞的全能性

（1）概念：

________的细胞，仍然具有________________的潜能。

（2）原因：

细胞含有本物种的________________。

（3）干细胞：

动物体内的少数具有________________的细胞。

（4）实例

①植物组织培养的实验表明已分化的________________仍具有全能性。

②克隆羊多利的培育成功说明已分化的______________具有全能性。

二、细胞的衰老和凋亡

1．细胞衰老的特征

（1）代谢的变化

图4122

（2）细胞核的变化

图4123

2．细胞的凋亡

（1）概念：

由________所决定的______________________的过程。

（2）意义：

对于多细胞生物体完成________，维持________________的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。

（3）与细胞坏死的区别：

细胞坏死是在种种________因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。

三、细胞癌变

1．癌变机理

________________________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

图4124

3．致癌因子的类型和实例（连线）

①物理致癌因子　　　　（a）肝炎病毒、Rous病毒等

②化学致癌因子　　　　（b）X射线、紫外线

③病毒致癌因子　　　　（c）砷、苯、煤焦油

　衔接课堂　

1．正误辨析

（1）[2015·海南卷]人的造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异。

（　　）

（2）[2015·江苏卷]细胞的分化程度越高，全能性越高。

（　　）

（3）[2015·山东卷]胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因。

（　　）

（4）[2014·新课标全国卷Ⅱ]同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是二者所处的细胞周期不同。

（　　）

（5）[2014·四川卷]恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，因此该细胞易分散和转移。

（　　）

（6）[2014·山东卷]细胞程序性死亡不利于神经系统正常发育。

（　　）

（7）[2013·天津卷]细胞分裂使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率。

（　　）

（8）[2013·山东卷]完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维。

（　　）

（9）癌变前后，细胞的形态和结构有明显差别。

（　　）

（10）细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。

（　　）

2．活学活用

图4125是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请思考：

图4125

（1）上述基因属于管家基因（基因产物是维持细胞基本生命活动所必需的）的有哪些？

属于奢侈基因（基因产物赋予不同细胞特异性的生理功能）的有哪些？

（2）这三种细胞是否包括红细胞？

细胞A、B分别是什么细胞？

（3）若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则其杂交带状况如何？

若将探针改为检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？

　考点一　细胞的分化与全能性1.细胞分化的机理和过程

（1）细胞分化的机理

相同的核DNA不同的mRNA不同的蛋白

质不同的形态结构不同的功能。

（2）细胞分化的过程

图4126

（3）细胞分化

2．比较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

　持久性、稳定性、不可逆性、普遍性

　①分化程度的高低与全能性大小呈负相关

　②受精卵＞配子＞体细胞

结果

　形成形态、结构、功能不同的细胞群

　形成新的个体

3.细胞全能性表达的4个条件

（1）离体（必要条件）。

（2）一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）。

（3）激素，尤其是生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性表达至关重要。

（4）适宜的条件（适宜的温度、pH等）。

4．干细胞及其在医学上的应用

（1）概念：

干细胞是一类具有自我更新和分化、发育潜能的原始细胞。

机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化、发育而来的。

（2）类型及相互关系

①类型：

干细胞分为3类，全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。

②相互关系（以干细胞分化为红细胞为例）:

……

↑

……

↑

……

↑

……

（3）医学上的应用：

干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。

■典例追踪

1．[2015·辽宁五校协作体联考]下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是（　　）

A．玉米种子萌发长成新植株

B．胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株

C．蜜蜂没有经过受精作用的卵细胞直接发育成雄蜂

D．人骨髓中的造血干细胞形成各种血细胞

2．[2015·四川广元二诊]《科学》杂志报道说，科研人员已经研发出了一种诱导人类多能干细胞（或称iPS细胞）的新方法，在这些细胞中不含外来且可能有害的DNA。

图4127为该技术在人体细胞中应用的实验示意图，图中①～⑦为不同阶段的细胞，a～f表示细胞所进行的生理过程。

下列叙述正确的是（　　）

图4127

A．过程d、e、f体现了iPS细胞的全能性

B．过程d、e、f形成⑤⑥⑦细胞是iPS细胞中的遗传物质发生变化的过程

C．图中所示过程中细胞内染色体组最多可达到4个

D．体内⑤⑥⑦细胞内可完成遗传信息的复制和表达

3．[2015·四川成都一模]如果一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，以后在他生长发育过程中出现了某种难治疗的疾病，就可以通过脐带血中的干细胞来为其治病。

下列说法正确的是（　　）

A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性

B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病

C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该长期给他使用免疫抑制药物

D．如果要用他的干细胞培育出的某种器官，需要使其基因选择性表达

■方法提炼

细胞分化与细胞全能性的判断方法

（1）细胞分化的判断

在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞发生了分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因可以证明细胞发生了分化。

（2）细胞全能性的判断

由种子发育成个体能证明受精卵具有全能性，不能证明体细胞的全能性；由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。

判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点和终点，起点是“已分化的体细胞”，终点是发育成“个体”。

　考点二　细胞的衰老、凋亡、坏死与癌变1.细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较

实质

特点

结果与意义

细胞分化

　基因的选择性表达

　①持久性

　②普遍性

　③稳定性和不可逆性

　产生各种不同的组织、器官

细胞衰老

　内因和外因共同作用的结果

　①多种酶活性降低，呼吸速率减慢

　②细胞体积变小，线粒体减少

　③细胞核增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深

　①生物体的绝大多数细胞都经历未分化→分化→衰老→凋亡的过程

　②细胞衰老是时刻都在发生的

细胞凋亡

　受由遗传机制决定的程序性调控

　细胞膜内陷，细胞变圆，与周围细胞脱离

　①清除多余无用细胞

　②清除完成使命的衰老细胞

　③清除体内异常细胞

细胞坏死

　电、热、冷、机械等不利因素引起的，不受基因控制

　细胞膜破裂

　伤害周围细胞，引发炎症

细胞癌变

　在物理、化学或病毒致癌因子影响下，原癌基因和抑癌基因发生突变

　①恶性增殖的“不死细胞”

　②形状显著改变的“变态细胞”

　③黏着性降低的“扩散细胞”

　癌细胞出现并大量增殖

2.癌变的机理

（1）原癌基因与抑癌基因的作用

①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抑癌基因：

主要是阻止细胞不正常的增殖。

③癌症就是一系列原癌基因与抑癌基因突变导致正常细胞的生长和分裂失控的结果。

（2）机理

图4128

3．细胞生命历程各过程之间的关系

图4129

（1）除细胞癌变发生了遗传信息改变外，细胞的其余生命历程（如细胞分裂、分化、衰老、凋亡）均未改变遗传信息。

（2）除细胞癌变与细胞坏死对细胞不利外，细胞的其余生命历程（细胞分裂、分化、衰老、凋亡）均对生命有积极意义。

（3）除细胞坏死外，其余各类生命历程（含癌变）均与基因有关，即受基因控制。

[警示]与细胞癌变、衰老、凋亡、坏死有关的四个易错点

（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）细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体有害。

（3）细胞