内容正文:
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CONTENTS
第1节 细胞的增殖
细胞周期相关内容拓展
第2节 减数分裂和受精作用
第3节 减数分裂形成配子的过程及变异分析
第4节 细胞的分化、衰老和死亡
微专题
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第1节 细胞的增殖
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2
知识清单
一、细胞增殖和细胞周期
细胞增殖 细胞周期
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二、有丝分裂与无丝分裂
1.细胞周期的过程(以二倍体生物为例)
图像 特点 染色体行为及
各组分数量变化
植物细胞 动物细胞
(1)物质准备:DNA复制和相关蛋白质的合成
(2)核糖体数目增加
(3)动物、低等植物等细胞中的中心体在此时期倍增(高等植物细胞中不具有中心体)
(1)染色体:2n→2n
(2)核DNA:2n→4n
(3)染色单体:0→4n
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图像 特点 染色体行为及
各组分数量变化
植物细胞 动物细胞
前
期 (1)核膜消失,核仁解体
(2)染色质→染色体
(3)形成纺锤体(低等植物或动物细胞由中心体向外发出星射线;高等植物细胞由两极发出纺锤丝)
(1)染色体:2n→2n
(2)核DNA:4n→4n
(3)染色单体:4n→4n
中
期 着丝粒排列在赤道板上,是观察染色体形态、数目的最佳时期
各组分数目不变
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图像 特点 染色体行为及
各组分数量变化
植物细胞 动物细胞
后
期 (1)着丝粒分裂,染色体数目加倍
(2)姐妹染色单体分开,成为两条染色体,并移向细胞两极
(1)染色体:2n→4n
(2)核DNA:4n→4n
(3)染色单体:4n→0
末
期 (1)染色体→染色质
(2)纺锤体消失;核膜、核仁重新出现
(3)植物细胞在赤道板的位置上形成细胞板,细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁;动物细胞膜向内凹陷,将细胞缢裂成两个子细胞
(1)染色体:4n→2n
(子细胞)
(2)核DNA:4n→2
n(子细胞)
(3)染色单体:0
无丝
分裂
蛙的红细胞的无丝分裂 (1)过程:细胞核延长→核缢裂→质缢裂→两个子细胞
(2)特点:没有出现纺锤丝和染色体的变化
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易混易错 (1)DNA复制、加倍的时期是间期;染色体加倍的时期是后期,染色体复制
的时期是间期,染色体复制后,染色体数目不变,只是1条染色体含2条染色单体(每条染
色单体上有1个DNA)。
(2)分裂期,染色质变为染色体,染色体高度螺旋化,故难以进行核DNA的复制;分裂间期,
染色质呈细丝状,可进行核DNA的复制。
(3)赤道板是细胞中央的一个平面,是有丝分裂中期染色体着丝粒排布的地方,不是细胞
真实存在的结构;细胞板是植物细胞有丝分裂末期的一个结构,将来发育成细胞壁。
(4)着丝粒的分裂不是由纺锤丝牵引导致的,而是自行分裂的结果。
(5)无丝分裂≠二分裂,无丝分裂是真核细胞的分裂方式,原核细胞主要进行二分裂。
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2.细胞周期中染色体、核DNA等含量变化
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3.有丝分裂的意义:将亲代细胞经复制之后的染色体(关键是DNA的复制),精确地平均
分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间
保持了遗传的稳定性。
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三、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
原理 (1)根尖包括根冠、分生区、伸长区、成熟区,其中分生区细胞分裂较为旺盛
(2)通过在高倍显微镜下观察同一分生组织内细胞的染色体形态和数目,判断细胞处于有丝分裂的哪个时期
(3)染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液或醋酸洋红液)着色
制
片
流
程
与
观
察 解离 解离液(体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的HCl等体积混合) 使组织细胞相互分离开来
漂洗 清水 洗去解离液,防止解离过度,便于染色
染色 甲紫溶液(或醋酸洋红液) 使染色体着色,便于观察
制片 用镊子尖将根尖弄碎,盖上盖玻片,用拇指轻压盖玻片 使细胞分散开来,有利于观察
观察 低倍镜下找到分生区细胞(细胞呈正方形,
排列紧密),换用高倍镜后依据染色体形态
和数目判断各时期
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易混易错 (1)由于解离过程中细胞已经死亡,因此在显微镜下并不能观察到细胞的动
态分裂过程,只能观察到细胞所处的状态。
(2)利用某时期细胞总数/计数细胞总数的值可估算某时期的时间在细胞周期中的占比。
(3)该实验一般需要观察多个视野,视野中大部分细胞处于分裂间期。
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即练即清
·········· 真题选改判 ··········
1.(2025黑吉辽蒙,11)将染色后的洋葱根尖置于载玻片上,滴清水并盖上盖玻片即可观
察染色体。( )
✕
解析 制片时需将根尖弄碎并压片,使细胞分散,若直接盖上盖玻片且不压片,细胞会堆
积,无法清晰观察染色体。
2.(2025湖南,2)观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂时,可用“醋酸洋红液”替代“甲
紫溶液”。( )
√
3.(2023河北,2)动物细胞有丝分裂时,核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成。( )
√
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4.(2022天津,6)动物细胞有丝分裂过程中,中心体复制和染色体加倍均发生在有丝分裂
后期。( )
✕
解析 中心体复制发生在分裂间期。
5.(2022广东,4)根尖解离后立即用甲紫溶液染色,以防解离过度。 ( )
✕
解析 根尖解离后需清水漂洗后才能染色。
6.(2021全国乙,1)前期的每条染色体由2条染色单体组成,含2个DNA分子。 ( )
√
7.(2021浙江6月选考,13)植物细胞有丝分裂后期纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞
壁。( )
✕
解析 植物细胞有丝分裂末期纺锤体消失,细胞板扩展形成新的细胞壁。
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··········从真题到教材··········
8.一个细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期进行___________________________
__________,同时细胞有适度的生长。(必修1 P111)
质的合成
DNA分子的复制和有关蛋白
9.有丝分裂前期染色质螺旋缠绕,缩短变粗,成为__________,每条染色体包括______条
并列的姐妹染色单体,它们由一个共同的__________连接着,________逐渐解体,_______
逐渐消失,__________形成;中期时,每条染色体的着丝粒排列在__________上;后期
时,__________分裂,_________________分开,移向细胞两极;末期时,染色体重新解螺旋
变成___________,同时_________消失,出现新的______________。(必修1 P112—113)
(2025广东,4)(2024江西,3)(2023河北,2)(2023湖北,10)
核膜、核仁
纺锤丝
染色质
姐妹染色单体
着丝粒
赤道板
纺锤体
核膜
核仁
着丝粒
两
染色体
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微专题 细胞周期相关内容拓展
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15
探索命题规律
近年来从细胞周期的分子调控、细胞周期同步化、细胞周期检验点等角度出发
的题目较多。学生需要在创新情境中把握主干信息,结合基因表达、细胞周期各时期
特点进行分析、作答。(2023重庆,14)(2023湖北,13)(2022辽宁,8)(2022浙江1月选考,18)(2021重庆,7)
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一、细胞周期检验点
典例1 (2025届四川南充一诊)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),分裂间期又
分为G1期、S期(DNA复制期)和G2期。为保证细胞正常分裂,在细胞周期内有一系列检
验点监测细胞分裂过程,并在发现错误时终止细胞周期,部分检验点如图所示。下列说
法错误的是 ( )
A.DNA分子数目加倍与染色体数目加
倍的时期不同
B.加入DNA合成抑制剂,细胞周期将会停滞在M期
C.抑制纺锤丝合成,会导致细胞中的染色体数目加倍
D.各检验点正常执行功能有利于保持亲子代细胞之间的遗传稳定性
B
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解析 分裂间期的S期DNA分子数目因复制而加倍,染色体数目加倍发生在分裂后期,
A正确;DNA合成的时期为间期的S期,加入DNA合成抑制剂,细胞周期将会停滞在S期
或G1/S期交界处,B错误;抑制纺锤丝合成,会导致细胞中的染色体无法移向细胞两极,留
在一个细胞中,导致染色体数目加倍,C正确。
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突破指南 细胞周期检验点
细胞周期检验点是细胞周期的一种监控机制,主要作用是确保细胞周期事件高度
有序地完成。常见的检验点及其主要功能如下:
检验点 内容
G1期检验点 当细胞在G1期检验点接收到继续信号则进入正常细胞分裂,未接收则可能退出细胞周期
S期检验点 只有DNA复制完毕,细胞才会通过S期检验点,进入G2期
G2/M期检验点 当细胞DNA复制完成且未发生损伤,处于最佳分裂状态(细胞生长到合适大小、环境利于细胞分裂)时,才会通过G2/M期检验点
纺锤体组装检验点 如果纺锤体组装异常或染色体分配错误,细胞会被阻滞在分裂中期
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二、细胞周期同步化
典例2 (2025届河北省实验中学调研)细胞周期可分为G1、S、G2、M四个时期,其中S
期为DNA合成期,TdR能被S期细胞摄入并掺进DNA中。高浓度TdR可抑制DNA合成,
常用于诱导细胞周期同步化,过程如表。下列说法正确的是( )
C
步骤 第一步:在含高浓度TdR的
培养基中培养 第二步:在普通培养基中培
养 第三步:在含高浓度TdR的
培养基中培养
时间 至少15 h 至少7 h ?
A.TdR能阻止RNA聚合酶与DNA结合而阻断复制
B.第一步操作的目的是使所有细胞都停留在S期
C.第二步细胞在普通培养基中培养不能超过15 h
D.第三步需至少持续22 h才能确保所有细胞同步化
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解析 TdR能阻止DNA聚合酶与DNA结合而阻断复制,A错误。第一步操作的目的是
使处于S期的细胞停留在S期,其他时期的细胞停留在G1/S期交界处,B错误。第一步至
少培养15 h(G2、M、G1期时长之和),使处于G2、M、G1期的细胞停留在G1/S期交界处;
第二步在普通培养基中培养(洗脱DNA合成抑制剂)至少7 h(S期时长),但不能超过15 h
(G2+M+G1),防止有些细胞再次进入S期,无法达到细胞周期同步化的目的,C正确。第三
步在含高浓度TdR的培养基中培养,第三步与第一步相同,处理时间至少为15 h,使所有
的细胞被抑制在G1/S期交界处,D错误。
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突破指南
为了研究某一时期细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡等,常通过人工诱导(如药
物)的方式使细胞同步化在细胞周期的某个特定时期。常用的细胞周期同步化的方法
及原理如下:
方法1:DNA合成阻断法——常使用TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷,可特异性地抑制DNA合成,而不影响处于其他时期的细胞进行细胞周期的运转)等DNA合成抑制剂,其过程如图所示:
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第一次用TdR处理 所有处于S期的细胞立刻被抑制,其他细胞运行到G1/S期交界处被抑制
洗脱TdR 解除抑制,被抑制的细胞沿细胞周期运行,使所有细胞均不处于S期
第二次用TdR处理 使所有的细胞被抑制在G1/S期交界处
各阶段处
理时长
及内容 t1≥G2+M+G1 第一次用TdR处理可使处于S期的细胞立即被抑制,而其他时期的细胞到达G1/S期交界处并实现同步化,处理时间应保证刚进入G2期的细胞到达G1/S期交界处,故处理时间应不短于G2+M+G1
S≤t2≤G2+M+G1 t2≥S可以确保S期细胞完成DNA复制,同时t2≤G2+M+G1可以防止细胞进入下一个S期
t1=t3 第二次使用TdR处理时,若细胞群正好离开S期,则处理时间应保证S/G2期交界处的细胞到达G1/S期交界处,即处理时间应不短于G2+M+G1
方法2:分裂中期阻断法——培养液中添加适量的秋水仙素,能够抑制纺锤体形成,使细
胞周期无法通过纺锤体组装检验点,细胞停滞在分裂期的中期。
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三、细胞周期的分析
典例3 (2021重庆,7,2分)有研究表明,人体细胞中DNA发生损伤时,p53蛋白能使细胞
停止在细胞周期的间期并激活DNA的修复,修复后的细胞能够继续完成细胞周期的其
余过程。据此分析,下列叙述错误的是 ( )
A.p53基因失活,细胞癌变的风险提高
B.p53蛋白参与修复的细胞,与同种正常细胞相比,细胞周期时间变长
C.DNA损伤修复后的细胞,与正常细胞相比,染色体数目发生改变
D.若组织内处于修复中的细胞增多,则分裂期的细胞比例降低
C
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解析 细胞癌变的实质是基因突变,基因突变主要发生在细胞周期的分裂间期,p53 蛋
白能使细胞停止在细胞周期的分裂间期并激活DNA的修复,将发生损伤的DNA序列修
复,从而减少癌变的发生,修复后的细胞继续完成细胞周期的其余过程,故p53蛋白参与
修复的细胞的分裂间期时间变长,细胞周期的总时间也因此变长,A、B正确;DNA损伤
修复后的细胞,与正常细胞相比,染色体数目不变,C错误;若组织内处于修复中的细胞增
多,则分裂间期细胞比例增加,分裂期的细胞比例降低,D正确。
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第2节 减数分裂和受精作用
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26
知识清单
一、减数分裂
1.减数分裂
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2.哺乳动物精细胞、卵细胞形成过程(以二倍体为例)
时期 图像 细胞 主要特点 数目变化
精细胞形成过程 卵细胞形成过程 染色体 核DNA 染色单体
减数分
裂前的
间期 精/卵
原细胞 主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成 2n 2n
↓
4n 0
↓
4n
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时期 图像 细胞 主要特点 数目变化
精细胞形成过程 卵细胞形成过程 染色体 核DNA 染色单体
减
数
分
裂
Ⅰ 前
期 初级精/
卵母
细胞 (1)同源染色体联会,形成四分体
(2)四分体中的非姐妹染色单体可能发生互换 2n 4n 4n
中
期 同源染色体排列在赤道板两侧
后
期 同源染色体分离,非同源染色体自由组合
末
期 末期结束时,细胞一分为二,染色体数目减半 2n
↓
n
(子细胞) 4n
↓
2n
(子细胞) 4n
↓
2n
(子细胞)
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时期 图像 细胞 主要特点 数目变化
精细胞形成过程 卵细胞形成过程 染色体 核DNA 染色单体
减
数
分
裂
Ⅱ 前
期 2个次
级精母
细胞/1
个次级
卵母细
胞+1
个第一
极体 染色体散乱分布在细胞中 n 2n 2n
中
期 染色体着丝粒排列在赤道板上 n 2n 2n
后
期 着丝粒分裂,染色单体分开 n
↓
2n 2n 2n
↓
0
末
期
末期结束时,细胞一分为二,染色体数目减半 2n
↓
n
(子细胞) 2n
↓
n
(子细胞) 0
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易混易错
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方法技巧 核DNA、染色体、染色单体数目的变化与四个节点有关
(1)(分裂间期)核DNA复制:核DNA数目加倍、染色单体出现。
(2)(减数分裂Ⅰ末期结束时)细胞一分为二:核DNA、染色体数目减半。
(3)(减数分裂Ⅱ后期)着丝粒分裂:染色体数目加倍、染色单体消失。
(4)(减数分裂Ⅱ末期结束时)细胞一分为二:核DNA、染色体数目减半。
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二、受精作用
概念 卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程
结果 受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中每对同源染色体中一条来自父方、另一条来自母方
减数分裂和受
精作用的意义 (1)保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性
(2)可以增加更多的变异,确保生物多样性,增强生物适应环境变化的能力
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三、有丝分裂与减数分裂综合(以二倍体雄性生物为例)
1.有丝分裂与减数分裂的比较
项目 前期 中期 后期 子细胞染色体数 可遗传变异 染色体组数变化
有丝分裂
不变 基因突变、
染色体变异 2(前、中期)→
4(后、末期)→
2(子细胞)
减
数
分
裂 减数分
裂Ⅰ
减半(染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ) 基因突变、基因重组、染色体变异 2(减数分裂Ⅰ)→
1(减数分裂Ⅱ前、中期)→2(减数
分裂Ⅱ后、末
期)→1(子细胞)
减数分
裂Ⅱ 基因突变、染色体变异
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2.有丝分裂与减数分裂过程的辨析
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示例:
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3.物质变化辨析
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知识链接 DNA复制过程中染色体标记问题
利用放射性同位素(3H)标记精原细胞的所有DNA分子,并将该细胞置于不含放射性标
记的培养液中培养,精原细胞可进行有丝分裂,也可进行减数分裂,以一对同源染色体为
例进行分析(“ ”表示含3H的DNA链,“ ”表示不含3H的DNA链):
两次连续的有丝分裂 一次减数分裂
图
示
减数分裂各时期,所有染色体、染色
单体、DNA分子均被标记
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即练即清
·········· 真题选改判 ··········
1.(2025河南,13)正常油菜的初级卵母细胞中着丝粒数与核DNA分子数不等。 ( )
√
2.(2024全国甲,1)哺乳动物同一个体中细胞的染色体数目有可能不同。 ( )
√
解析 哺乳动物个体内存在进行减数分裂的细胞,处于减数分裂Ⅱ前期和中期的细胞
的染色体数目是体细胞的一半。
3.(2024江苏,17)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。( )
✕
解析 有丝分裂或减数分裂前的间期,染色质进行复制,但此时染色质未经螺旋化等,故
此时在普通光学显微镜下染色体不可见。
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4.(2024北京,5)减数分裂时染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。 ( )
√
5.(2023北京,5)显微观察子代精巢中的细胞,一般不能观察到染色体两两配对的细胞。
( )
✕
解析 精巢中的原始生殖细胞可进行减数分裂,故可以观察到两两配对的细胞,即发生
联会的细胞。
6.(2022福建,12)减数分裂Ⅰ四分体时期,染色体互换是精子多样性形成的原因之一。
( )
√
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··········从真题到教材··········
7.减数分裂Ⅰ:在减数分裂过程中,______________________的现象叫作联会,联会发生
在减数分裂Ⅰ_______期,联会后的每对同源染色体含有________________,叫作四分
体。四分体中的__________________之间经常发生缠绕,并交换相应的片段。随后,各
对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧。由于同源染色体分离,并分别进入两个
子细胞,使得每个次级性母细胞只得到初级性母细胞中染色体总数的________。(必修2
P20)(2025甘肃,5)(2024江西,6)
一半
非姐妹染色单体
四条染色单体
前
同源染色体两两配对
8.减数分裂Ⅱ:每条染色体的__________分裂,成为两条子染色体,在__________的牵引
下,两条染色体分别向细胞的两极移动,并且随着细胞的分裂进入两个子细胞。(必修2
P20—21)(2022全国乙,1)
纺锤丝
着丝粒
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考法 有丝分裂和减数分裂显微图分析
细胞增殖过程中主要通过染色体形态、数目及行为等来研究细胞增殖的类型和
过程。
考法清单
1.有丝分裂不同时期显微图像分析
显微图 分析
(1)洋葱根尖分生区细胞形态多呈正方形
(2)前期细胞中染色体螺旋化程度较高
(3)中期染色体的着丝粒排列在中央赤道板上
(4)后期染色体移向细胞两极
(5)末期结束细胞一分为二,染色体开始解螺旋(动物细胞的细胞膜从中部向内凹陷,一分为二)
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2.减数分裂不同时期显微图像分析
减数分裂前的间期 减数分裂Ⅰ前期 减数分裂Ⅰ中期 减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅰ末期 减数分裂Ⅱ中期 减数分裂Ⅱ后期 减数分裂Ⅱ末期
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技巧:相对来说,减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的前、中、后、末各个时期的染色体形态和
行为特征比较接近,但减数分裂Ⅰ结束后产生的两个次级精母细胞彼此靠近,且这两个
次级精母细胞减数分裂Ⅱ的过程几乎同步发生,减数分裂Ⅱ末期即将产生四个子细胞,
该点常作为区分减数分裂Ⅰ和Ⅱ的依据,如上表中减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ后期、减
数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ末期显微图的对比。
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典例 (2024浙江1月选考,4,2分)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,某同学在显微镜
下找到①~④不同时期的细胞,如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述,正确
的是 ( )
A.细胞①处于间期,细胞核内主要进行DNA复制和蛋
白质合成
B.细胞②处于中期,染色体数∶染色单体数∶核DNA
分子数=1∶2∶2
C.细胞③处于后期,同源染色体分离并向细胞两极移动
D.细胞④处于末期,细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
B
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解析 蛋白质的合成不发生在细胞核内,而在细胞质中的核糖体上,A错误;洋葱根尖细
胞进行有丝分裂,有丝分裂后期着丝粒一分为二,姐妹染色单体分离成两条独立的染色
体,并以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极,C错误;植物细胞有丝分裂末期囊泡聚集成
细胞板,细胞板发展成为新的细胞壁,进而产生两个新细胞,细胞膜不会向内凹陷,D错误。
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变式 (同考法不同考查角度·减数分裂显微图)(2025届江苏宿迁四模)如图为百合(2
n=24)细胞减数分裂不同时期的显微照片,有关说法正确的是 ( )
A.姐妹染色单体的形成和中心体的复制在间期,分离时期不同
B.图②③中染色体行为均会导致基因发生自由组合
C.若四分体时期发生互换,1个花粉母细胞可能产生4种配子
D.各细胞出现的时间先后顺序是①→②→③→⑤→④
C
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解析 题图分析:①是减数分裂前的间期,②是减数分裂Ⅰ后期,③是减数分裂Ⅰ前期,
④是减数分裂Ⅱ末期,⑤是减数分裂Ⅱ后期。百合属于高等植物,细胞内无中心体,A错
误;③中同源染色体的非姐妹染色单体发生互换,属于重组,而非自由组合,B错误;若四
分体时期发生互换,即可能发生基因重组,1个花粉母细胞可能产生4种配子,C正确;各细
胞出现的时间先后顺序是①→③→②→⑤→④,D错误。
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第3节 减数分裂形成配子的过程及
变异分析
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49
知识清单
一、减数分裂过程中的基因重组和基因突变(以精原细胞为例)
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二、染色体变异——减数分裂过程中的染色体分配异常(以精原细胞为例)
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三、三体中的减数分裂(以雄性个体为例)
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即练即清
··········从真题到教材··········
1.一个基因型为AaBb的初级精母细胞,若不发生交换,则会产生______种不同的精细胞,
若发生交换,则会产生_______种不同的精细胞。(必修2 P84)
4
2
2.若一个生物的基因型为Aa,不考虑突变或互换,配子中出现等位基因Aa,则减数分裂
_______异常(减数分裂______后期_____________未正确移向细胞两极);配子中出现
相同基因AA或aa,则减数分裂_______异常(减数分裂______后期_______________分
开后未正确移向细胞两极)。
姐妹染色单体
Ⅱ
Ⅱ
同源染色体
Ⅰ
Ⅰ
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考法 染色体数目异常个体产生原因分析
考法清单
1.异常个体产生原因分析(以XXY、XYY个体为例)
个体类型 推理过程
XXY 情况1 可能是XY型异常精子与X型正常卵细胞结合→只能是父方减数分裂Ⅰ后期同源染色体没有分离
情况2 可能是XX型异常卵细胞与Y型正常精子结合→母方减数分裂出错→可能是减数分裂Ⅰ后期两条X染色体未分离,产生了XX型卵细胞;也可能是减数分裂Ⅱ后期X染色体着丝粒分裂后产生的两条X染色体没有分离,产生了XX型卵细胞
XYY YY型异常精子与X型正常卵细胞结合→父方减数分裂出错→父方减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后产生的两条Y染色体没有分离,产生了YY型精子
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2.解题技巧
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典例 (2024广东,9,2分)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及
其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色
体异常最可能的原因是 ( )
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
A
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解析 第一步,找出异常配子。患儿含有三条性染色体,根据父母的染色体可以推知,Y
染色体和含Xg1的X染色体来自父亲,含Xg2的X染色体来自母亲,因此可以确定是异常
精子(含有Y染色体和含Xg1的X染色体)和正常卵细胞(含Xg2的X染色体)结合产生的变
异。第二步,分析异常配子成因。精子中含有同源染色体X和Y,说明精母细胞减数分
裂Ⅰ性染色体没有分离,A正确。
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变式 (同考法不同情境·根据电泳结果分析染色体异常的原因)(2025届江西重点中
学开学考)STR是DNA分子上以2~6个核苷酸为单元重复排列而成的片段,单元的重复
次数在不同个体间存在差异。为了分析某21三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父
母的21号染色体上的A基因的STR重复序列进行扩增,扩增产物电泳结果如图所示。据
图分析,该21三体综合征患儿的病因最可能是( )
A.父亲减数分裂Ⅰ时两条21号染色体没有分离
B.父亲减数分裂Ⅱ时两条21号染色体没有分离
C.母亲减数分裂Ⅰ时两条21号染色体没有分离
D.母亲减数分裂Ⅱ时两条21号染色体没有分离
C
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解析 第一步,找出异常配子。患儿21号染色体含有三种STR,根据父母的STR可以推
知,n1来自父亲,n2、n3来自母亲,因此可以确定是异常卵细胞(含有n2、n3)和正常精子
(含有n1)结合产生的变异。第二步,分析异常配子成因。卵细胞中含有n2、n3两种
STR,说明其含有两条21号染色体,且这两条21号染色体为同源染色体,说明卵母细胞减
数分裂Ⅰ两条21号染色体没有分离,C正确。
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第4节 细胞的分化、衰老和死亡
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知识清单
一、细胞的分化和全能性
细胞
分化 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
实质 基因的选择性表达(不同种类的细胞中遗传信息的执行情况不同,即遗传物质DNA一般不变,mRNA、蛋白质的种类和数量等发生改变)
特点 普遍性、持久性、稳定性(不可逆性)、遗传物质不变性
意义 细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率
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细胞的
全能性 概念 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
原因 细胞具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质
体现 (1)植物组织培养→证明植物细胞具有全能性
(2)动物克隆→证明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
干细胞 概念 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞
特点 干细胞分裂后一部分细胞发生分化,成为具有特定功能的组织细胞;还有一部分保持分裂能力,用于干细胞的自我更新
分类 (1)按来源分:成体干细胞和胚胎干细胞
(2)按分化潜能
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知识拓展 管家基因和奢侈基因
(1)管家基因可在所有细胞中都表达,常见的管家基因包括参与细胞呼吸的酶的基因、
RNA聚合酶基因等。
(2)奢侈基因在不同类型的细胞中特异性表达,常见的奢侈基因有血红蛋白基因、胰岛
素基因、抗体基因等。
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二、细胞的衰老和死亡
1.细胞的衰老
特
征 代谢减慢 (1)水分减少,细胞萎缩,体积变小;(2)多种酶活性降低;(3)呼吸速率减慢;(4)细胞膜通透性改变,物质运输功能降低;(5)细胞内色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递
细胞核变化 (1)染色质收缩、染色加深;(2)细胞核体积增大;(3)核膜内折
原因 自由基学说
端粒学说
与个体衰老的关系 单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡
多细胞生物:个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
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2.细胞的死亡
(1)细胞凋亡和细胞坏死
细胞凋亡 细胞坏死
概念 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程 在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡
影响因素 受遗传机制决定的程序性调控 极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激
对生物体
的影响 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 不受机体控制的被动性死亡,对机体有害
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细胞凋亡 细胞坏死
实例 ①个体发育中细胞的程序性死亡,如胎儿手的发育
②成熟个体中细胞的自然更新,如小肠上皮细胞的自然更新
③被病原体感染的细胞的清除,如免疫系统清除靶细胞 ①缺血性坏死
②有毒物质导致的化学性坏死
③被病原体感染而死亡
示意图
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易混易错 若细胞是被病原体感染而死亡的,则属于细胞坏死;若细胞是感染后被机体免疫系统清除的,则属于细胞凋亡。
(2)细胞自噬
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即练即清
·········· 真题选改判 ··········
1.(2025湖南,4)癌细胞凋亡是由基因决定的。 ( )
√
2.(2025陕晋青宁,4)衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变,物质吸收效率降低。 ( )
√
3.(2025浙江6月选考,4)人体可消除会引发自身免疫病的T淋巴细胞,这些T淋巴细胞消
失的过程属于细胞坏死。 ( )
✕
解析 人体消除可能攻击自身组织的T淋巴细胞是由基因决定的,属于细胞凋亡。
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4.(2025湖北,17)自由基对癌细胞和正常细胞都有毒害作用。 ( )
√
解析 自由基能够攻击磷脂分子、DNA、蛋白质,对癌细胞和正常细胞都有毒害作用。
5.(2025山东,3)通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程属于细胞凋亡。 ( )
✕
解析 通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器,激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋
亡,但细胞自噬本身不属于细胞凋亡。
6.(2024浙江6月选考,4)同一个体的肝细胞和上皮细胞没有相同的蛋白质。 ( )
✕
解析 同一个体的肝细胞和上皮细胞来自同一受精卵,存在某些基因在这两种细胞中
都表达的情况。
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7.(2024福建,2)豆子萌发成豆芽后,细胞的全能性丧失。 ( )
✕
解析 植物细胞具有全能性。
8.(2024甘肃,4)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。( )
√
9.(2022河北,14)肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因不存在于其他类型的细
胞中。( )
✕
解析 同一个体的所有细胞最初均来自受精卵,所以编码肌动蛋白的基因也存在于其
他类型的细胞中。
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