第5讲 细胞的生命历程-【拾遗补缺】备战2024年高考生物一轮复习知识清单速记与精练（江苏专用）

第5讲 细胞的生命历程 一、 细胞周期的调控 1．分裂间期 分裂间期又分为G1期、S期和G2期，G1期进行RNA和有关蛋白质的合成，为S期DNA的复制做准备；S期合成DNA；G2期进行RNA和蛋白质的合成。G1期与G2期的区别是G1期合成的RNA和有关蛋白质大多是与DNA复制有关的，如解旋酶、DNA聚合酶、组成染色体的蛋白质等；而G2期合成的RNA和有关蛋白质大多是与分裂期有关的，如微管蛋白，以形成纺锤丝等结构。 2．细胞周期的调控 （1）细胞周期蛋白（细胞周期蛋白自身没有酶活性，其浓度在细胞周期中呈周期性升降，因此称为细胞周期蛋白，当与细胞周期蛋白依赖性激酶结合后，能激活细胞周期蛋白依赖性激酶）与细胞周期蛋白依赖性激酶构成细胞周期调控的核心。 （2）细胞周期检点 细胞中还存在一套保证DNA复制和染色体分配质量和检查机制，即细胞周期检点。细胞周期检点有两个重要的作用，一是保证细胞周期事件在前一个事件没有完成前不能开始，二是使细胞周期的起始依赖于细胞周围的环境条件。如果细胞内外条件不利，控制系统可以在G1期、G2期和M期检验点暂停。各检查点分布及检查内容如下图所示。 3．与细胞周期有关的“三变” (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差错，即发生基因突变。如对植物组织培养过程中的愈伤组织进行化学物质或射线等影响，进而产生基因突变导致形成突变体。 (2)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)细胞癌变：在分裂间期，用药物作用于癌细胞，DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。 二、 细胞分化 1．细胞分化的实质是基因选择性表达。同一个体不同类型的细胞各自选择性表达相关基因，其产物不仅决定细胞的形态，而且执行特定的功能。 2．细胞分化并非多细胞有机体独有的特征，单细胞生物也存在细胞分化。单细胞生物的细胞分化主要是为了直接应对外界环境的变化。 3．影响细胞分化的因素 ①细胞质的诱导 受精卵卵裂产的子细胞内的遗传物质是相同的，但细胞质组分并不完全相同，从而影响细胞的分化。 ②细胞之间的相互影响 多细胞生物的细胞之间存在相互协调的关系，这种相互关系对细胞分化也有重要影响。 4．细胞是否分化及分化的方向是由内因和外因共同决定的。内因主要是基因组的整体表达情况和该细胞所经历的发育过程或所处的发育阶段。外因则是指该细胞所处的周边环境，包括与之相邻的细胞、所接收的信号分子等。 三、细胞的衰老和凋亡 1．细胞衰老学说 端粒是染色体末端一段高度简单重复的核苷酸序列（5到3’方向的链，富含GT)和蛋白质组成的复合体。在分裂的细胞中，端粒核苷酸序列的合成只能在端粒酶的催化下完成。端粒酶是一种逆转录酶，它由RNA和蛋白质组成，以自身RNA为模板，合成端粒核苷酸序列，加到新合成DNA链末端（下图)。一般情况下，动物的生殖细胞、干细胞和癌细胞中的端粒酶具有活性。大多数正常细胞中端粒酶的活性很低，无法有效地延长端粒。若癌细胞中的端粒酶失活，能够导致癌细胞增殖停滞，引发癌细胞的衰老。人体细胞的端粒长度随着分裂次数增加不断缩短。 2．氧化损伤学说 细胞代谢的过程中会产生活性氧基团或分子,如氧自由基、羟自由基、过氧化氢等，它们容易与细胞内的生物大分子发生反应，对许多细胞组分造成损伤。例如，造成质膜中的不饱和脂肪酸氧化，从而使膜结构发生改变，导致膜的运输功能紊乱甚至丧失（下图)；造成蛋白质发生交联、变性，使酶失活；造成DNA断裂、交联，以及碱基羟基化和碱基切除等。 氧化性损伤的积累会导致细胞衰老。正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括酶系统和非酶系统。前者如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶；后者有维生素E、醌类物质等电子受体。 3．细胞凋亡 细胞凋亡的过程分为三个阶段：凋亡起始、凋亡小体形成和吞噬。 凋亡起始：细胞皱缩，核糖体逐渐与内质网分离，内质网囊腔膨胀，逐渐与质膜融合，核染色质固缩。 凋亡小体形成：细胞中染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器聚集在一起，被反折的细胞质膜包裹，形成球形的结构，称为凋亡小体。 吞噬：凋亡细胞的质膜发生改变，如表面糖基发生改变，可以被巨噬细胞表面的凝集素识别，最后凋亡小体被邻近的细胞或巨噬吞噬。 四、教材拾遗 1.果蝇的生长周期短，繁殖快，染色体 少且容易观察，是遗传学上常用的实验材料。 2.“13三体综合征”患者的13号染色体不是正常的1对，而是3条。 3.减数分裂I与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。 4.不良的环境条件会影响原始生殖细胞的减数分裂，从而影响生殖细胞的形成。例如，气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，导致稻谷减产。对此，农业生产上可以采取灌深