内容正文:
专题3 细胞的生命历程
考点1 有丝分裂和减数分裂(步步高P39-42)
考点2 细胞的分化、衰老和死亡(步步高P42-45)
热点聚焦1 细胞周期调控和细胞周期同步化
热点聚焦2 细胞分裂与变异
热点聚焦3 染色体标记问题
网络构建:细胞的生命历程【P38】
01
有丝分裂装片的制作和观察
解离→ → →制片
实验
主要变化:
.
.
细胞
分裂
减数分裂
有丝分裂
分裂间期
基因分离定律和自由组合定律
的基础
意义
精子和卵细胞形成
①细胞质是否 分裂
②是否 .
③生殖细胞数目不同
区别
膜仁消失现两体:前期
形定数晰赤道齐:中期
粒裂数增均两极:后期
两消两现重开始:末期
过程
动植物细胞有丝分裂
①
②
区别
减数分裂I:存在特殊行为
①前期: .
②中期: .
③后期: .
减数分裂Ⅱ:
同有丝分裂,但无同源染色体
.
过程
DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
纺锤体形成方式不同
细胞质分裂方式不同
漂洗
染色
联会、互换
着丝粒排列在赤道板两侧
均等
变形
同源分离非同源自由组合
比较有丝分裂和减数分裂的过程(强调染色体行为)
间期 前期 中期 后期 末期
有丝
分裂 ①细胞
体积增大;
②染色体
复制;
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ 很短
或者没有
染色体
散乱分布;
着丝粒排列在赤道板上;
着丝粒分裂,
姐妹染色单体分开;
细胞
一分为二;
联会、
形成四分体、非姐妹染色单体互换;
同源染色体排列在
赤道板两侧;
同源染色体
分离,
非同源染色体
自由组合;
细胞
一分为二;
染色体
散乱分布;
着丝粒排列在赤道板上;
着丝粒分裂,
姐妹染色单体分开;
细胞
一分为二;
无同源染色体
01
3
间期 前期 中期 后期 末期
有丝
分裂
染色
体数
染色
单体数
核DNA数
有丝分裂过程中染色体数、染色单体数、核DNA数的变化
01
2n
2n
2n
2n→4n
4n→2n
0→4n
4n
4n
4n→0
0
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
注:以体细胞中染色体数为2n,核DNA数为2n为例。
着丝粒分裂
着丝粒分裂
DNA复制
DNA复制
细胞一分为二
细胞一分为二
4
间期 前期 中期 后期 末期
减数
分裂I
染色
体数
染色
单体数
核DNA数
减数分裂I过程中染色体数、染色单体数、核DNA数的变化
01
2n
2n
2n
2n
2n→n
0→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
DNA复制
DNA复制
细胞一分为二
细胞一分为二
细胞一分为二
注:以体细胞中染色体数为2n,核DNA数为2n为例。
5
间期 前期 中期 后期 末期
减数
分裂II 很短
或者没有
染色
体数
染色
单体数
核DNA数
减数分裂II过程中染色体数、染色单体数、核DNA数的变化
01
n
n
n→2n
2n→n
2n
2n
2n→0
0
2n
2n
2n
2n→n
细胞一分为二
细胞一分为二
着丝粒分裂
着丝粒分裂
6
1.(2024·江西,3)某植物中,T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少,从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是( )
A.T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体
B.T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列
C.T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍
D.T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动
典题精研【P40】
02
B
纺锤体的形成-前期,故正常,√;
染色体着丝粒排列在赤道板上-中期,故正常,×;
着丝粒的分裂不需要依靠纺锤丝的牵拉,故正常,√;
纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动-后期,故影响,√;
【思维延伸】
(2)有丝分裂后期着丝粒的分裂 (“是”或“不是”)纺锤丝牵引的结果,
如何验证你的结论?完成下列内容。
用 处理分裂中的细胞,
抑制纺锤体形成,后期染色体的着丝粒照样可以分裂,
从而使细胞中染色体数目加倍,
这就说明 。
典题精研【P40】
02
不是
秋水仙素
着丝粒分裂不是纺锤丝牵引所致
【扩展】
着丝粒分裂是一个高度程序化的事件,由基因控制,并受多种蛋白质修饰和分子间相互作用的层层监管和协同控制。
3.(2024·江苏)如图所示为哺乳动物的一个细胞中部分同源
染色体及其相关基因。下列相关叙述正确的是( )
A.有丝分裂或减数分裂前,普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
B.有丝分裂或减数分裂时,丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体
C.有丝分裂后期着丝粒分开,导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍
D.减数分裂Ⅰ完成时,能形成基因型为MmNnTt的细胞
典题精研【P41】
02
D
间期-染色质进行复制,但此时形成的染色单体在普通光学显微镜下不可见,×;
纺锤体的作用是牵引染色体运动,染色质螺旋化是自身的变化,×;
有丝分裂后期着丝粒分开,导致染色体数目加倍,但基因数量不变,×;
在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体的非姐妹染色单体可能会发生互换,增加了配子
基因组成的多样性,所以减数分裂Ⅰ完成时能形成基因型为MmNnTt的细胞,√;
【思维延伸】减数分裂的过程及相关概念辨析
(1)若该哺乳动物为雄性,减数分裂Ⅰ的前期
N与n所在的非姐妹染色单体之间发生了片段互换,该细胞减数分裂完成后产生的
配子基因型可能为: ,
比例为 ,N与n的分离可发生在 。
(2)若该哺乳动物会产生基因型为MNTT的配子,说明:
。
典题精研【P41】
02
MⅡ后期T所在的染色体着丝粒分裂后,形成的两条染色体移向了细胞的同一极
MnT、mNt、MNT、mnt或MNt、Mnt、mnT、mNT
1∶1∶1∶1
减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期
4.杂合二倍体紫贻贝的快速育种过程中,用遗传物质失活的精子激发卵子发育,
并通过一定途径实现卵子发育成二倍体。常用的途径是:
①抑制第一极体形成;②抑制第二极体形成;③抑制第一次卵裂。
不考虑基因突变和其他情况的染色体变异,下列分析正确的是( )
A.②途径获得的二倍体一定是纯合子
B.③途径获得的二倍体一定是纯合子
C.①途径和②途径获得的二倍体基因组成一定相同
D.②途径和③途径获得的二倍体基因组成一定相同
典题精研【P41】
02
B
若在减数分裂Ⅰ前期发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,则为Aa,×;
卵裂过程进行的是有丝分裂,则一定为AA或aa,√;
如分析所示,不一定,×;
如分析所示,不一定,×;
Aa(卵原细胞)→DNA复制后→AAaa(初级卵母细胞)
→Aa
→AA/aa/Aa(互换)
→AA/aa
预测演练【P41】
03
D
1.真核生物进行减数分裂时,联会初期,在同源染色体联会的部位形成一种临时性蛋白质结构,称作联会复合体(SC),一段时间后SC会逐渐解体消失。二倍体酵母菌通过减数分裂可产生单倍体孢子,现发现一种突变体酵母菌,其部分个体会产生异常的孢子,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.SC存在时,酵母菌细胞内核DNA分子与染色体数量比为2∶1
B.SC可能与减数分裂中同源染色体的联会与基因重组有关
MⅠ前期-着丝粒未分裂,细胞内核DNA分子与染色体数量比为2∶1,√;
基因重组:MI前期的互换,MII后期的自由组合,推测SC可能也与基因重组有关,√;
预测演练【P41】
03
D
1.真核生物进行减数分裂时,联会初期,在同源染色体联会的部位形成一种临时性蛋白质结构,称作联会复合体(SC),一段时间后SC会逐渐解体消失。二倍体酵母菌通过减数分裂可产生单倍体孢子,现发现一种突变体酵母菌,其部分个体会产生异常的孢子,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
C.突变体酵母菌产生异常孢子的原因可能是SC降解慢
D.若SC蛋白合成受阻,姐妹染色单体分离异常
由图可知,MⅠ后期SC没有解体消失,同源染色体没有分开而移到同一极,√;
若SC蛋白合成受阻,主要影响的是同源染色体的联会等过程,
而不是姐妹染色单体的分离,×;
预测演练【P42】
03
3.减数分裂是一个复杂的过程,染色体端粒(富含碱基G的DNA—蛋白质复合体)在核膜上的准确锚定,并沿着内核膜进行移动是减数分裂能正确进行的前提。在此过程中,DNA会被多种酶剪切为局部单链,并完成同源染色体的配对联会和同源重组
(过程如图所示,其中a、b各表示一个DNA分子)。下列叙述错误的是( )
D
A.a、b两个DNA分子上的基因相同或互为等位基因
B.端粒DNA序列富含碱基G的特点,有利于维持端粒结构的稳定
C.减数分裂中同源染色体的片段互换需要DNA连接酶的参与
D.端粒准确锚定在内核膜上发挥作用,发生于减数分裂Ⅱ前期
a、b位于同源染色体上,同一位置可以是相同基因,也可以是等位基因,√;
端粒DNA序列富含碱基G的特点,使其含有的氢键多,有利于端粒结构的稳定,√;
DNA连接酶能够连接不同的DNA片段,故互换的过程中需要DNA连接酶的参与,√;
染色体端粒在核膜上准确锚定,并沿着内核膜进行移动,
在此过程中,会发生同源染色体的配对联会现象,发生于减数分裂Ⅰ前期,×;
预测演练【P42】
03
4.青蒿素是治疗疟疾的有效药物,单细胞原生动物疟原虫(2n=14)是引发疟疾的病原体,在人体内会通过裂体生殖的方式大量繁殖产生后代。裂体生殖属于复分裂的一种,过程原理如图所示。下列叙述错误的是( )
B
1→2→4→8→16→32……
A.原生动物疟原虫的裂体生殖方式属于无性生殖范畴
B.一个裂殖体最终产生20个子细胞,其细胞核至少要进行4轮有丝分裂
C.一个正进行2核变4核复分裂的疟原虫细胞可观察到28或56条染色体
D.与细胞正常有丝分裂相比,复分裂可以在短时间内产生更多子细胞
无性生殖是指不经过两性细胞的结合的生殖方式,属于,√;
其细胞核至少要进行5轮有丝分裂,×;
疟原虫2n=14,故可观察到28条(有丝前、中期)或56条(有丝后、末期)染色体,√;
细胞正常有丝分裂相比,复分裂时细胞质分裂次数少,
可以在短时间内产生更多子细胞,√;
细胞
分化
:实质①
:结果②
:特点③
全能性
①原因: .
②判断: .
.
③证明:植物组织培养
含有本物种的全套遗传物质
离体后产生完整有机体
或分化成其他各种细胞
基因的选择性表达
形成不同组织、器官
普遍性、持久性、稳定性
①细胞核体积增大,
核膜内折,染色质收缩,染色加深
②细胞内水分减少,
细胞萎缩,体积减少
③细胞内色素逐渐积累,
妨碍细胞内物质的交流和传递
④细胞膜的通透性改变,
使物质运输功能降低
⑤多种酶活性降低,
新陈代谢速率减慢
细胞
衰老
特征
①
②
原因
细胞
死亡
细胞坏死①
细胞凋亡②
类型
自由基学说
一大
一小
一多
两低
端粒学说
细胞凋亡的实质是:
。
基因控制的细胞程序性死亡
网络构建:细胞的生命历程【P38】
01
素养提升:细胞衰老原因的两种学说
01
(1)自由基概念: 的带电分子或基团。
(2)产生原因:
(3)作用机理:
(危害)
中产生;
以及有害物质入侵;
攻击 ,损伤生物膜;
攻击 ,可能引起基因突变;
攻击 ,使其活性下降;
攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子.
异常活跃
氧化反应
辐射
磷脂分子
DNA
蛋白质
注:此过程会产生更多的自由基。
1.自由基学说:
19
素养提升:细胞衰老原因的两种学说
01
2.端粒学说:
(1)端粒概念:每条染色体的两端都有一段特殊序列的 。
(2)特点:端粒 在每次细胞分裂后会缩短一截。
(3)危害:端粒DNA序列变短会使端粒内侧正常基因的 受到损伤,
结果使细胞活动渐趋异常。
DNA-蛋白质复合体
DNA序列
DNA序列
端粒的
显微镜照片
红色为染色体,黄色荧光显示端粒.
端粒
端粒DNA
序列在每次细胞分裂后会缩短一截
20
1.(2025·江门二模)端粒是由若干串联的DNA重复序列(四膜虫:5’-TTGGGG-3’;哺乳动物:5’-TTAGGG-3’)和蛋白质形成的复合体。端粒重复序列随着细胞分裂次数的增加而不断减少,当端粒不能再缩短时,细胞就无法继续分裂并开始凋亡。如图为四膜虫细胞中的端粒酶催化端粒延伸的过程。下列叙述错误的是( )
典题精研【P44】
02
C
A.正常情况下,人类有丝分裂中期的一个细胞中含有184个端粒
B.端粒合成的原料是脱氧核苷酸,端粒酶的作用与逆转录酶类似
C.四膜虫端粒重复序列所含氢键数小于人类端粒重复序列所含氢键数
D.癌细胞内可能存在激活端粒延伸的机制从而使癌细胞能够无限增殖
人类体细胞含有46条染色体,端粒=46×4=184个,√;
据图分析可知,端粒酶会以RNA为模板合成DNA,所以其作用与逆转录酶类似,√;
四膜虫=2×2+3×4=16个氢键,人=2×3+3×3=15个氢键,大于,×;
癌细胞能够无限增殖,可能是因为癌细胞内存在激活端粒延伸的机制,
使端粒不会因细胞分裂而缩短,√;
素养提升:细胞死亡的两种类型
01
1.细胞凋亡:是细胞死亡的一种主要方式。
(1)概念:由 所决定的细胞自动结束生命的过程(是一种 )。
(2)机理:
基因
程序性死亡
该过程说明
细胞凋亡有 ,
体现了生物膜的
功能。
从分子水平看,凋亡是相关基因
的诱发表达,有 合成;从细胞水平看,凋亡过程中,
以小泡形式形成由膜包被的
凋亡小体,体现了膜的 。
该过程表示吞噬细胞吞噬凋亡小体而发生细胞内消化,此过程需要 参与。
特异性
信息传递
新蛋白质
流动性
溶酶体
23
素养提升:细胞死亡的两种类型
01
2.细胞坏死:
(1)概念:指在 影响下,
如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下,
由细胞正常代谢活动 引起的细胞损伤和死亡。
受损或中断
种种不利因素
极端的物理因素
极端的化学因素
病理性刺激
24
素养提升:细胞死亡的两种类型
01
【提醒】
注意区分与病原体感染有关的
细胞死亡的不同情况:
①若是被病原体感染而死亡,
则属于 ;
②若感染后被机体免疫系统清除,则属于 。
细胞坏死
细胞凋亡
25
素养提升:细胞自噬【必修一P126】
01
3.细胞自噬:(有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡)
(1)概念:在一定的条件下,细胞会
将受损或功能退化的细胞结构等,
通过 降解后再利用。
(2)作用条件:
①处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。
②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬可以清除受损或
衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
溶酶体
26
3.(2024·甘肃,4)某研究团队发现,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解。关于细胞自噬,下列叙述错误的是( )
A.饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量
B.当细胞长时间处在饥饿状态时,过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡
C.溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程
D.细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应
典题精研【P43】
02
C
由题意可得,√;
细胞自噬会过度活跃,导致细胞功能紊乱,可能会引起细胞凋亡,√;
溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质,合成场所是核糖体(常考),×;
细胞自噬是细胞感应环境因素刺激后表现出的应激性反应,√;
【思维延伸】比较细胞凋亡和细胞自噬的区别
(1)形态学上的区别:凋亡会使细胞膜内陷形成凋亡小体,最后细胞解体;自噬是形成双层膜的自噬泡,包裹细胞质内的物质,然后与 融合消化掉内容物。
(2)生理意义上的区别:凋亡 (填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡;
自噬 (填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡。
(3)自噬体内的物质被水解后,其产物可以被细胞重新利用。由此推测,
当细胞养分不足时,细胞自噬作用会 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
(4)随着年龄增长,肌肉细胞的自噬作用 (填“增强”“不变”或“减弱”),使肌肉细胞衰老、凋亡,肌肉功能下降。
典题精研【P44】
02
溶酶体
一定
不一定
增强
减弱
2.(2025·佛山一模)帕金森症(PD)是一种与衰老相关的神经退行性综合征,线粒体数量减少是PD的典型特征。通常情况下,线粒体被溶酶体降解(图中方式一)是导致PD的重要病因。最近,科学家发现药物氟桂利嗪引起的大脑细胞中线粒体减少(图中方式二)是诱发PD的新机制。下列叙述错误的是( )
预测演练【P45】
03
B
A.神经细胞中线粒体可为神经递质的合成和分泌提供能量
B.方式一属于细胞自噬,细胞自噬对细胞和个体都是有害的
C.氟桂利嗪会导致溶酶体包裹线粒体,并将线粒体运出细胞
D.氟桂利嗪处理可获得去除线粒体的真核细胞模型
03
神经细胞中神经递质的合成和分泌需要能量,可以由线粒体提供,√;
方式一属于细胞自噬,但细胞自噬对细胞有时候是有利的,×;
如图所示,氟桂利嗪会导致溶酶体包裹线粒体,以囊泡的方式运出细胞,√;
如图所示,氟桂利嗪处理后,可以将线粒体不断运出细胞,获得所需模型,√;
3.细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质,其信号调控如图所示,AKT和mTor均为有关的酶。下列叙述正确的是( )
预测演练【P45】
03
A
A.AKT的失活会引发细胞凋亡,营养物质的缺乏会引发细胞自噬
B.细胞自噬需要借助溶酶体的降解,降解后的物质都被排出细胞外
C.胰岛素浓度偏低时会促进葡萄糖的水解,抑制细胞自噬和细胞凋亡
D.细胞自噬会降解自身的结构和物质,不利于细胞的生存和稳定
03
如图所示,AKT被激活可抑制凋亡,故AKT失活会引发细胞凋亡,√;
降解后的物质可被重新利用(营养物质)或被排出细胞外(废物),×;
对应图2,胰岛素浓度偏低时,会解除对凋亡、自噬的抑制,×;
处于营养缺乏条件下的细胞,可通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量,×;
$