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第五章 细胞的生命历程,考点14 细胞的有丝分裂,高考考法突破,考法1 细胞周期及其表示方法,应试基础必备,考法2 有丝分裂的过程和特征分析,考法3 （实验）观察根尖分生区细胞的有丝分裂、模拟探究细胞表面积与体积的关系,1细胞不能无限长大 （1）细胞体积越大，细胞的相对表面积就越小，物质运输的效率越低。细胞体积越小，细胞的相对表面积越大，物质运输效率越高 （2）细胞核是细胞的控制中心，其控制的细胞范围是有一定限度的,2细胞周期 (1)起点：一次分裂完成时 (2)终点：下一次分裂完成时 (3)特点：连续分裂的细胞才具有细胞周期 不同种类的细胞，细胞周期的时间不同，分裂间期与分裂期所占用的比例也不同,应试基础必备,3 细胞通过分裂进行增殖,增殖的意义：是生长、发育、繁殖、遗传的基础,相关概念 染色体：在细胞分裂的前期，染色质高度螺旋化变短，变粗成为染色体，染色质和染色体是相同物质在不同时期的不同形态。 姐妹染色单体：染色体复制以后，由同一个着丝点连接的两条染色单体，互为姐妹染色单体，有不同着丝点连接的两条染色单体，成为非姐妹染色单体。,（1） 真核生物细胞分裂的方式及意义,（2） 有丝分裂,分裂的过程及特点（见表）,有丝分裂的特征及意义 a特征：染色体复制一次，细胞分裂一次，染色体平均分配到两个子细胞中 b意义：亲代细胞的染色体经过复制分裂后，平均分配到两个子细胞中，由于染色体上有遗传物质DNA ，从而使亲代和子代细胞中的DNA和染色体都保持稳定。可见细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。,核膜和核仁都不消失，没有染色体和纺锤丝的出现，有DNA复制，但不能保证母细胞的遗传物质平均分配到两个子细胞中去 【注意】无丝分裂过程中，核DNA也要进行复制，但形成两个子细胞时，遗传物质并不均分。无丝分裂和有丝分裂是真核生物的分裂方式，原核生物不存在无丝分裂和有丝分裂，一般以二分裂方式进行增殖。,4无丝分裂,细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成两个细胞核；然后细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞,(1)过程,(2)特征,考法1 细胞周期及其分析,1.具有细胞周期的细胞的特征及种类,只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如受精卵、植物形成层细胞、根尖分生区细胞和动物皮肤生发层细胞能进行有丝分裂，都有细胞周期；高度分化的体细胞不分裂，无细胞周期；减数分裂的细胞不能连续分裂，无细胞周期。,高考考法突破,2.细胞周期的表示方法及判断,（1）细胞周期的表示方法：,（2）分裂后子细胞的去向 持续分裂：如卵裂期细胞、癌细胞、部分造血干细胞、根尖茎尖分生区细胞、芽形成层细胞、生长点细胞始终处于细胞周期中。 暂不分裂，如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞分裂完成后，暂时脱离细胞周期，但仍然保留分裂能力，在一定条件下，可回到细胞周期中。 永不分裂，如肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞等分裂完成后，将永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡。,（1）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基因突变。 （2）染色体变异:在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可以抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。 （3）细胞癌变:用药物作用于癌细胞，在分裂间期，DNA分子不能复制和抑制癌细胞的无限增殖。,(1)分裂间期的物质变化： G1期：DNA复制所需蛋白质的合成和核糖体的增生。 S期：完成DNA复制。每条染色体上的DNA由一个转变为两个，且两个DNA分子位于由一个着丝点连接的两条染色单体上。 G2期：合成蛋白质，主要用于形成纺锤丝（星射线）。 （2）加入某些药物对细胞周期的影响 加入蛋白质合成抑制剂处理G1期细胞，可影响其进入S期。 用秋水仙素处理细胞，使M期的细胞比例增多。 加入促进细胞分裂的药物，将使细胞周期缩短。,4.由细胞周期可联系的知识,3.分裂间期的特征及加入某些药物对细胞周期的影响,A.G1期变短，该期有大量3H-TdR进入细胞核 B.S期变长，该期有DNA复制和核糖体的增生 C.G2期变短，该期细胞核中有组蛋白 D.M期相对较短，该期细胞的核膜始终完整,【解析】大量3H-TdR进入细胞核的是S期（DNA复制期），A项错误；促进细胞分裂的药物将会使细胞周期缩短，S期变短，并且S期进行DNA的复制，但无核糖体的增生，B项错误；组蛋白是指真核生物的细胞核中，与DNA结合的碱性蛋白质的总称，组蛋白与DNA结合后形成染色质，有利于染色体的形成，C项正确；M期的前期核膜解体，末期核膜重新出现，D项错误。,C,考法2 有丝分裂的过程和特征分析,1.动物细胞和植物细胞有丝分裂过程的辨别,2.与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用,(2)有丝分裂过程中细胞器的分配规律 子细胞中的细胞器都是从原有细胞获得的，各种细胞器的增殖发生在细胞分裂间期。中心体在子细胞中是平均分配的；其他细胞器在子细胞中是随机分配的。,(1)与细胞有丝分裂过程有关的细胞器及生理作用汇总,3.有丝分裂过程中相关变化规律与总结,（2）细胞周期中几种细胞结构的变化规律,染色体形态变化,纺锤体的变化：形成(前期)解体消失(末期)。 核仁、核膜的变化：解体消失(前期)重建(末期)。 染色单体的变化规律：形成于间期，出现于前期，消失于后期。 中心体变化规律：,（1）染色质与染色体的变化规律,(3)核DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量的变化曲线的比较,ab、lm、pq变化的原因都是DNA分子复制 gh、no、rs变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体 cd、rs的变化很相似，但时期不同 染色单体在细胞周期中的起点为0，终点也为0,(4)核DNA、染色单体、染色体、同源染色体对数、染色体组数的变化的总结 (二倍体生物),A.甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上 B.乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极 C.甲和乙细胞中的染色体数目相等，DNA含量相同 D.统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短,【解析】 该图为洋葱根尖细胞有丝分裂的显微照片。甲细胞为有丝分裂中期，染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上，这个平面称为赤道板，故A错；乙细胞为有丝分裂后期，染色体平均分配，移向细胞两极，故B正确； 乙细胞中染色体数目已经加倍，是甲细胞中染色体数目的两倍，故C错； 统计图中间期和分裂期的细胞数目，可比较细胞周期各时期的长短，但不能计算出细胞周期的长短，故D错。,B,考法3 （实验）观察根尖分生区细胞的有丝分裂、模拟探究细胞表面积与体积的关系,1. 观察根尖分生区细胞有丝分裂,（1）实验原理 高等植物根尖分生区的细胞，在有丝分裂各时期染色体的形态和行为变化不同，可用高倍显微镜根据各时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于哪个时期。 细胞核内的染色体能被碱性染料（如龙胆紫溶液、醋酸洋红液）染成深色。 植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。,（2）实验过程 洋葱根尖培养：将洋葱放在装满清水的广口瓶上，待根长约5 cm时取用。 解离：用解离液（将质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按11体积比混合）解离35 min，目的是使组织中的细胞相互分离开。 漂洗：用清水洗去解离液，防止解离过度。 染色：用0.01 g/mL或0.02 g/mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液染色35 min，使染色体着色。 制片：制成临时装片。,观察：先用低倍镜观察找到分生区细胞，再用高倍镜观察；首先找出处于细胞分裂中期的细胞，然后再找出前期、后期和末期的细胞。 绘图：中期细胞绘图时要注意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。,（3）实验注意事项 观察顺序：在低倍镜下找到分生区的细胞，再换高倍镜；首先找出处于细胞分裂中期的细胞，然后再找出前期、后期和末期的细胞。 使根尖细胞相互分散开的方法：a.解离，盐酸可破坏细胞壁的果胶层，使组织细胞分离；b.制片时用镊子捣碎；c.压片。,显微镜下视野的寻找技巧：若视野中找不到某一时期的细胞，可通过移动装片从邻近的区域中找。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过程。 各个时期细胞数目多少的规律：在显微镜下观察到间期细胞数目最多，原因是间期历时最长；中期的时间最短，观察到的细胞数目最少。 细胞板是真实存在的结构，在显微镜下可见，而赤道板是人为定义的空间平面，显微镜下看不到此结构。,（1）实验原理 酚酞遇NaOH呈紫红色。 琼脂块大小模拟细胞大小，NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。 NaOH扩散体积与整个琼脂块的体积之比表示物质运输效率。,2.模拟探究细胞表面积与体积的关系,（2）实验步骤,（4）实验结论：细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输的效率越低。,（3）实验结果,例,北京理综20171,6分洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂，比较实验操作和结果，叙述正确的是(),A.都需要用盐酸溶液使细胞相互分离 B.都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察 C.在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍 D.在有丝分裂末期都能观察到细胞板,【解析】动物细胞没有细胞壁，不需要用盐酸溶液使细胞相互分离，A错误；观察细胞有丝分裂时，需先在低倍镜下找到分裂细胞，再换高倍镜，B正确；在有丝分裂中期着丝点没有断裂，染色体在后期才加倍，C错误；细胞板只在植物细胞有丝分裂末期出现，动物细胞有丝分裂末期细胞质凹陷缢裂为两个子细胞，不出现细胞板，D错误。,B,考点15 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变,高考考法突破,应试基础必备,考法4 细胞的分化和细胞的全能性的判断,考法5 细胞的衰老和凋亡的特征与意义的判断,考法6 细胞癌变,考法7 细胞生命历程的综合分析,应试基础必备,1细胞分化,(1)细胞分化及其意义,概念：在个体发育中，由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。 特点：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。 实质及原因：基因的选择性表达。 结果：形成各种不同的组织和器官。 意义：细胞分化是生物个体发育的基础。细胞分化使多细胞生物体内的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。,(2)细胞的全能性,概念：已分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。 原因：细胞核中含有与受精卵相同的本物种全套遗传物质。 实例：植物组织培养实验说明植物细胞具有全能性；克隆羊多利的培育成功说明动物细胞核具有全能性。 植物细胞表现全能性的条件：离体，无菌，营养和激素，适宜的外部条件光照、温度、pH等。细胞在生物体内不能全部表现出全能性，这是基因选择性表达的结果。 全能性的应用：植物组织培养、克隆动物。 干细胞：干细胞是指动物或人体内少数具有分裂分化能力的细胞。,2细胞衰老,细胞衰老的特征 细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速率减慢。 细胞内多种酶的活性降低。 细胞内的色素积累。 细胞呼吸速率减慢，细胞核体积增大，线粒体数量减少，体积增大。 细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。,3细胞凋亡,(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞编程性死亡。 (2)类型：个体发育过程中细胞的自动死亡、成熟个体中细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除。 (3)意义：细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。,4细胞的癌变,(1)癌变机理,原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因，只有当原癌基因突变成癌基因（或称激活、活化）后，细胞才会恶性增殖。抑癌基因是一类阻止细胞不正常增殖从而遏制肿瘤形成的基因，抑癌基因的丢失或失活，可能导致肿瘤发生。,无限增殖：一般细胞和分裂50至60次，而癌细胞在条件适宜时，可以无限增殖，而且分裂迅速，细胞内的核糖体数目大量增加，代谢异常活跃。 易分散转移：癌细胞表面的糖蛋白减少，导致细胞间黏着性降低，易于扩散。 失去接触性抑制：正常细胞贴壁生长汇合成单层后停止生长，称为接触性抑制，而癌细胞即使堆积成群，仍然可以生长，如图。,(2)癌细胞的特征,形态结构发生改变：正常分化的细胞通常具有各种各样的形态，如正常的成纤维细胞为扁平梭形，而癌变后的细胞变为球形。,考法4 细胞的分化和细胞的全能性的判断,高考考法突破,1区别细胞分化与细胞全能性,（1）细胞分化的标志：在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，只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、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。 （2）判断细胞全能性的标志：起点和终点，起点是“细胞”，终点是发育成“个体”。 （3）区分细胞分化与细胞全能性表达的关键：看“终点”，终点是“个体”的为细胞全能性的表达，终点是“组织器官”的为细胞分化。,2.同一个体不同体细胞的遗传分析,不同体细胞在形态、结构和功能上不同的根本原因是基因的选择性表达，使细胞中mRNA不同，直接原因是细胞中蛋白质不同。细胞分化不改变细胞中DNA和细胞数目，没有基因的丢失与改变发生，只是表达的基因不同。,（1）细胞全能性大小的比较：一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以实现。 受精卵（未分化）精子或卵细胞（高度分化）体细胞。 植物体细胞动物体细胞（克隆羊只证明动物细胞核具有全能性）。 【注意】进行单性生殖，是精子与卵细胞的全能性大于体细胞。 胚胎干细胞（全能干细胞）造血干细胞（多能干细胞）皮肤生发层干细胞（专能干细胞）。 （2）细胞分化使细胞种类增多，是细胞全能性表现的前提，没有细胞的分化，细胞的全能性无法得到表达。一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体的人工培养条件下，高度分化的细胞能够脱分化，从而具有发育成完整个体的潜能。两者的遗传物质都不发生改变。如人体内的B淋巴细胞，接受抗原刺激后仍可再分化。,3.细胞全能性大小与细胞分化的关系,按分化潜能的大小，干细胞基本上可分为3种类型：全能干细胞，它具有形成完整个体的分化潜能，胚胎干细胞就属于此类；多能干细胞，它具有分化出多种细胞组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞；专能干细胞，只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如皮肤生发层的干细胞。,课标全国理综20161，6分在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是( ) A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献 B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞 C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果 D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株,【解析】 有丝分裂保证了物种的连续性和遗传的稳定性，A正确；哺乳动物的造血干细胞是分化程度较低的细胞，B错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，C正确；已分化的植物细胞可通过组织培养培育成新的植株，D正确。,B,考法5 细胞衰老和凋亡的特征与意义的判断,(1)细胞凋亡与细胞坏死的比较,1.细胞凋亡与细胞坏死的比较,（2）区别细胞凋亡与细胞坏死,2.细胞的衰老和凋亡与人体健康,细胞衰老与人体健康的实例：老年人头发变白的直接原因是新陈代谢变缓，与黑色素合成相关的酶活性降低。皮肤上的老年斑是细胞内的色素随细胞的衰老而逐渐积累的结果。,【解析】 细胞分化程度越高，分裂能力越弱，A正确；衰老的细胞中大多数酶的活性普遍降低，而不是各种酶，B错误；细胞凋亡能够维持机体内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰，C正确；癌细胞膜糖蛋白减少，培养时无接触抑制特征，D正确。,B,江苏生物201718,2分下列关于人体细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述，错误的是(),A.细胞分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱 B.衰老细胞中各种酶的活性显著降低 C.细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定 D.癌细胞无接触抑制特征,考法6 细胞癌变,1.有关癌细胞的特征及癌变机理的考查,（1）原癌基因和抑癌基因的分布：二者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，即遗传物质发生了变化。 （2）对癌细胞的三点理解 癌细胞是一类畸形分化或不能正常分化的细胞，对机体有害。 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。 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。,（1）与细胞代谢的关系：癌细胞利用葡萄糖能力增强，可产生大量的中间产物，为癌细胞的无限增殖提供合成DNA和蛋白质的原料,2.与癌细胞有关的综合考查,（2）单克隆抗体的制备与癌症治疗：将癌细胞表面的受体蛋白作为免疫动物的抗原，刺激B淋巴细胞增殖分化为浆细胞和记忆细胞，浆细胞能分泌相应的抗体。该单克隆抗体与肿瘤细胞表面的受体蛋白特异性结合，阻断受体蛋白介导的信号传导而阻止细胞增殖，从而起到治疗癌症的目的,【解析】由题中“肿瘤干细胞可以增殖分化形成癌细胞”可知，肿瘤干细胞和癌细胞属于两种分化程度不同的细胞，所以其基因执行情况不同，A项正确；肿瘤干细胞的增殖需要消耗ATP，肿瘤干细胞通过ABCG2蛋白高效排出姜黄素，可以逃避凋亡，推测属于逆浓度梯度需要载体蛋白的主动运输过程，需要消耗ATP，B项正确；编码的BAX蛋白能诱导细胞凋亡，所以其是凋亡基因的表达产物，不是原癌基因对应的蛋白，肿瘤干细胞膜上高水平的ABCG2蛋白的存在能使细胞逃避凋亡，并进一步分化为癌细胞，所以其应属于基因突变后的表达产物，C项错误；用ABCG2抑制剂可以抑制ABCG2蛋白的活性（避免将姜黄素排出），再结合姜黄素的作用，即可诱导肿瘤干细胞内BAX蛋白的合成，从而促进肿瘤干细胞的凋亡，D项正确。,C,考法7 生命历程的综合分析,1细胞分裂与细胞分化的比较,考法7 生命历程的综合分析,1细胞分裂与细胞分化的比较,2细胞的凋亡、衰老、坏死与癌变的比较,3细胞生命历程各过程中的遗传物质变化,4细胞生命历程各过程之间的关系,【解析】线虫发育过程中细胞数量减少，是细胞编程性死亡的结果，即细胞凋亡的结果，A错误；化学治疗(或化疗)可以抑制癌细胞的生长、扩散或缓解癌症引起的症状，大多数化疗药物能阻止有丝分裂间期DNA的复制或分裂期纺锤体的形成，癌细胞将因不能分裂而死亡，B错误；人的造血干细胞是多能干细胞，可以分化为多种细胞，C错误；细胞的衰老与分裂次数有关，故体外培养时，成人的成纤维细胞传代次数少于儿童的成纤维细胞，D正确。,D,江苏生物20163，2分下列关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是( ) A.线虫发育过程中细胞数量减少，是细胞衰老死亡的结果 B.恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性，所以不易被化疗药物杀死 C.人的造血干细胞是全能干细胞，可以分化为多种细胞 D.体外培养时，儿童的成纤维细胞传代次数多于成人的成纤维细胞,敬 请 期 待 下 一 章！,
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