专题05 细胞的生命历程-【学考复习】2024年福建省高中生物学业水平合格考复习宝典

高中生物必修一 学业水平考试复习专题五 细胞的生命历程 细胞的生命历程 细胞的增殖 细胞周期 细胞的分化 细胞的衰老和死亡 细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程 分裂间期 分裂期 有丝分裂 细胞中基因选择性表达的结果 细胞的死亡 凋亡 细胞衰老与个体衰老的关系 细胞衰老的原因 细胞衰老的特征 坏死 表现 原因 知识框架 细胞的衰老 一、细胞的增殖 1.细胞增殖 (1)概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程叫作细胞增殖。 (2)意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动， 是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。 (3)具有周期性：物质准备——分裂——物质准备——再分裂…… 知识要点 细胞不能无限长大。 限制细胞长大的原因之一是细胞表面积与体积的比值。随着细胞的生长，细胞表面积与体积的比值越来越小，物质运输效率也越来越低。 点拨： 知识要点 2.细胞周期 (1)概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。 (2)分裂间期：从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前，占细胞周期的90%~95%。 分裂间期 分裂期 分裂间期 分裂期 (3)分裂期：从开始进行细胞分裂到细胞分裂结束。 有丝分裂的分裂期可以分为前期、中期、后期、末期四个时期。 分裂间期:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期进行活跃的物质准备。 分裂间期 3.有丝分裂。 (1)植物细胞的有丝分裂 ①分裂过程 前期：核膜逐渐消失，核仁逐渐解体；染色质丝螺旋缠绕、缩短变粗，成为染色体（每条染色体的两条姐妹染色单体由一个共同的着丝粒连接着)；细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体。 中期 中期：每条染色体的着丝粒两侧均有纺锤丝附着，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上；染色体的形态比较固定，数目最清晰。 后期 后期：每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动，使得细胞两极各有一套染色体，这两套染色体的形态和数目完全相同。 末期 末期：到达细胞两极的染色体变成细长而盘曲的染色质丝；纺锤体逐渐消失；出现新的核膜、核仁；在赤道板位置出现一个细胞板，细胞板逐渐扩展成细胞壁，将一个细胞分隔成两个子细胞。每个子细胞中含有的染色体数目与亲代细胞的相等。 子细胞 ①分裂间期，染色体完成复制后，染色体数目不变，DNA数量加倍。 ②中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。 ③后期，细胞中染色体的着丝粒分裂，染色单体消失，染色体数目加倍，并平均分配移向两极。 ④末期，细胞中形成新的细胞壁(与高尔基体的活动有关)。 点拨： (2)动物细胞的有丝分裂。 中期 后期 间期 前期 末期 (3)动物细胞、植物细胞有丝分裂的区别。 不同点 前期 末期 不同点 纺锤体形成方式 细胞质分裂方式 动物细胞 位于细胞两极的两组中心粒发出星射线,由两组中心粒之间的星射线形成纺锤体 细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把一个细胞缢裂成两个子细胞 植物细胞 由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 由细胞板形成细胞壁，将细胞一分为二 ①动物细胞有由一对中心粒构成的中心体，中心粒在间期倍增，成为两组。进入分裂期的前期，两组中心粒分别移向细胞两极。 ②动物细胞没有细胞壁，分裂的末期不形成细胞板。 点拨： (4)有丝分裂的主要特征： 分裂过程中有染色体和纺锤体的出现，复制后的染色体数目加倍，再平均分配到两个子细胞中，细胞的亲代和子代之间具有完全相同的染色体。 (5)有丝分裂的重要意义： 亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中，从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 正常细胞的分裂是在机体的精确调控之下进行的。随着细胞分裂次数增加，细胞走向衰老和凋亡。 但有的细胞受到致癌因子的作用，遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，即为癌细胞。 点拨： 4.探究·实践：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂。 (1)实验原理：高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等的分生区细胞；各个细胞的分裂是独立进行的，因此同一分生组织中的细胞处于不同的分裂时期； 通过高倍显微镜观察细胞中染色体的存在状态，可判断各个细胞所处的分裂时期，进而推知细胞分裂的过程； 染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液、醋酸洋红液等)染成深色。 实验中所观察到的 细胞在解离时已被杀死，只观察一个细胞是不能看到细胞分裂的连续动态变化。 点拨： (2)方法步骤： 培养洋葱根尖→制作临时装片(解离→漂洗→染色→制片)→观察(低倍镜下找到分生区→将观察目标移入视野中央→换用高倍镜仔细观察→统计处于不同时期的细胞数目)。 ①转动反光镜使视野明亮 ②在低倍镜下观察清楚后，把要放大观察的物像移到视野中央 ③转动转换器，换成高倍物镜 ④用细准焦螺旋调焦并观察 步骤 解离 漂洗 染色 制片 操作方法 剪取洋蒽根尖2~3 mm立即放入盛有盐酸和酒精混合液(1 : 1)的玻璃皿中 用镊子取出根尖，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗 把根尖放入盛有甲紫溶液(或醋酸洋红液)的玻璃皿中染色 将根尖放在载玻片上，加一滴清水，用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，轻轻按压 时间(min) 3~5 约10 3~5 目的 使组织中的细胞相互分离开来 洗去药液，防止解离过度 使染色体着色 使细胞分散开来 ①制作临时装片的流程和目的如下表所示。 点拨： ②分生区细胞的特点：细胞呈正方形，排列紧密。 ③处于某一时期的细胞数占计数细胞总数的比例=该时期时长占整个细胞周期时间的比例。 ④统计视野中处于各个时期的细胞数，可比较各个时期的相对长短。 分生区细胞 5.无丝分裂 (1)特点：分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。 (2)实例：蛙的红细胞的无丝分裂。 真核细胞的分裂方式还包括减数分裂、无丝分裂和有丝分裂。 减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂。 点拨： 二、细胞的分化 1.细胞分化 (1)定义：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。 (2)实质：细胞中的基因选择性表达，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。 (3)结果：产生形态、结构、功能不同的细胞。 (4)特性：稳定性、持久性、普遍性。 (5)意义：细胞分化是个体发育的基础。 通过细胞分化才能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化， 有利于提高生物体各种生理功能的效率。 没有分化的细胞也具有全能性， 如受精卵、动物和人的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞等。 点拨： 2.细胞的全能性。 (1)定义：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 (2)应用 ①利用植物细胞的全能性，通过植物组织培养的方法，快速繁殖花卉和蔬菜等作物，培养微型观赏植株，拯救濒危物种。 ②利用已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，将体细胞移植到去核卵细胞中进行动物克隆，如克隆羊“多莉”、克隆猴“中中”和“华华”等。 ③干细胞是指动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞。 利用脐带血中的干细胞，培养并分化成人体的各种血细胞，可以用于治疗血液系统疾病。 人骨髓中的造血干细胞能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去。 三细胞的衰老和死亡 1.细胞衰老的特征。 细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。 衰老细胞会影响个体的表现， 个体的衰老明显地体现在外貌上。 如老年人的毛囊中的黑色素细胞普遍衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，头发变白；皮肤细胞内色素(脂褐素)积累，长出“老年斑”。 点拨： 2.细胞衰老的原因。 (1)自由基学说：自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子导致细胞衰老。 自由基常指异常活泼的带电分子或基团。 细胞内的各种氧化反应会产生自由基,辐射及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。 当自由基攻击生物膜的磷脂分子时，产物同样是自由基，新产生的自由基又会攻击别的分子，引发雪崩式的反应，对生物膜的损伤比较大。 自由基攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质的活性下降。 (2)端粒学说： 端粒是位于每条染色体两端有着特殊序列的DNA——蛋白质复合体。 随着细胞分裂次数的增加，染色体两端的端粒DNA序列被截短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，使细胞活动渐趋异常。 3. 个体衰老和细胞衰老的关系。 (1)对单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 (2)对多细胞生物来说，细胞的衰老或死亡不等于个体的衰老或死亡(幼年个体每天都有细胞衰老、死亡)； 个体的衰老不是全部细胞都衰老(老年个体中每天都有新细胞产生)。 (3)从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 4.细胞的死亡 (1)细胞凋亡：由基因决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡是自然的生理过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡。 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。 尾巴的消失 (2)细胞坏死：在种种不利因素影响下，由细胞的正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，其实质是一种病理性细胞死亡。 [例1]右图是某个生物体细胞有丝分裂的示意图。 (1)该细胞所处的时期是有丝分裂 。 (2)该细胞中有 条染色体、 条染色单体。 前期 4 8 典例分析 [例2]下列关于细胞周期的叙述，正确的是( )。 A.抑制DNA的复制，细胞将停留在分裂期 B.细胞周期分为前期、中期、后期、末期 C.细胞分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备 D.一个细胞周期中的分裂间期持续的时间比分裂期短 C 典例分析 典例分析 [例3]1958年，美国的斯图尔德取胡萝卜的韧皮部细胞进行组织培养，结果这些细胞旺盛地分裂、生长，形成一个细胞团块，继而长成了新的胡萝卜植株。 (1)细胞团块中的细胞，在发育成根、茎、叶的过程中，形态、结构、生理功能逐渐向不同方向变化，这种现象叫作 。 (2)这个实验证明胡萝卜的韧皮部细胞具有 。 细胞分化 全能性 典例分析 [例4]下列关于人体细胞衰老和凋亡的叙述，错误的是( )。 A.新生儿体内不存在衰老细胞 B.衰老细胞的物质运输功能降低 C.细胞凋亡受到由遗传机制决定的程序性调控 D.被病毒感染的细胞可以通过细胞凋亡加以清除 A 典例分析 [例5]右图表示细胞增殖的一个细胞周期。下列叙述中，正确的是（ )。 A.乙→甲的过程表示分裂期 B.甲→乙的过程表示分裂间期 C.一个细胞周期是指甲→甲的全过程 D.一个细胞周期是指乙→乙的全过程 D 典例分析 [例6]处于有丝分裂过程中的动物细胞，细胞内的染色体数（a）、染色单体数（b）、DNA分子数（c)可表示为如右图所示的关系，此时细胞内可能发生着（ ）。 A.细胞板形成 B.着丝粒分裂 C.中心粒移向两极. D.DNA分子进行复制 C 典例分析 [例7]人体细胞内含有46条染色体，当某细胞中有92条染色体时，则该细胞可能处于有丝分裂的（ ）。 A.间期、前期 B.前期、中期 C.中期、后期 D.后期、末期 D 典例分析 [例8]下图是细胞有丝分裂的示意图，下列有关叙述错误的是（ ）。 A.④含有8条染色体 B.①含有8条染色单体 C.②和③内染色体数目相等 D.③是观察、辨认染色体形态和数目的最佳时期 D 典例分析 [练习1] 如图为某种生物细胞有丝分裂过程某一时期的图像，下列有关叙述不正确的是(　　) A.该生物为一种动物 B.该细胞处于有丝分裂后期 C.该生物的体细胞中含有8条染色体 D.该细胞中染色体数与核DNA分子数之比为1∶1 C 练习 [练习2] 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.该细胞是动物细胞 B.染色体数和核DNA数相等的有②③ 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中无染色单体 B 练习 [练习3] 如图所示为洋葱根尖细胞有丝分裂过程各时期染色体含量的变化，下列有关说法正确的是(　　) A.ab段是间期，DNA含量不变 B.bc段是中期，着丝粒排列在赤道板上 C.de段着丝粒分裂，染色体移向两极 D.fg段核膜解体，核仁消失 C 练习 [练习4] 连续分裂的细胞，相邻的两个细胞周期可表示为下图，下列叙述不正确的是(　　) A.a＋b、c＋d可表示一个细胞周期 B.不同生物的c段时间是相同的 C.b段主要完成核内遗传物质的平均分配 D.d段末期植物细胞高尔基体活动增强 B 练习 [练习5] 在下列自然现象或科学研究成果中，能体现细胞全能性的是(　　) A.壁虎断尾后重新长出尾部 B.胡萝卜根的愈伤组织培养成完整植株 C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人 D.蚕豆种子发育成幼苗 B 练习 [练习6] 下列关于动物细胞与高等植物细胞有丝分裂特点的叙述，错误的是(　　) A.在分裂间期，动物细胞可进行中心体的复制 B.在分裂前期，高等植物细胞的纺锤丝由细胞两极发出 C.在分裂后期，动物细胞和高等植物细胞染色体的行为不同 D.在分裂末期，动物细胞与高等植物细胞细胞质分裂的方式不同 C 练习 [练习7]下图为某生物一个体细胞分裂模式图，据图回答： (1)图乙为细胞有丝分裂的________期图像，染色体、染色单体、核DNA数量的比为____________。该时期的主要变化是________________________________________________________________________________________________________。 后 练习 1∶0∶1 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍，并在纺锤丝牵引下移向细胞两极 [练习7]下图为某生物一个体细胞分裂模式图，据图回答： (2)图乙对应于图甲中的________段，图丙对应于图甲中的________________________段。 (3)图甲中c的数值是________，图丙中n的数值是________。 E～F 练习 C～D和D～E(或C～E) 4 2