课件38张PPT。实验 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1.植物分生组织细胞的特点:有丝分裂较为旺盛。在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。
2.细胞分裂具有独立性:某一时刻,同一组织的不同细胞,可处于细胞周期的不同分裂时期;在高倍镜下,根据染色体的形态和数量,识别有丝分裂的不同时期。
3.细胞核内染色体的特性:细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色。1.实验材料
(1)选材部位具有持续分裂能力,如根尖、芽尖;
(2)选择染色体数目较少的生物,便于染色体的计数;
(3)选择分裂期占细胞周期时间比例大的细胞,易观察到分裂期细胞。2.试剂的成分及作用3.显微镜
(1)先用低倍显微镜找到分生区的细胞,分生区细胞呈正方形,排列紧密。
(2)再用高倍显微镜找到中期的细胞,因为中期细胞中染色体的形态更为清晰和固定,然后再找前期、后期、末期的细胞。3～５清水染色龙胆紫醋酸洋红载玻片弄碎盖玻片载玻片洋葱根尖的培养:培养至根尖长约5 cm低倍显微镜分生区高倍显微镜中期有丝分裂中期1.使根尖细胞相互分散的方法
(1)解离,盐酸可破坏细胞壁的果胶层,使组织细胞分离。
(2)制片时用镊子把根尖弄碎。
(3)压片可使细胞尽可能呈单层铺展。
2.实验过程中的注意事项
(1)解离:
①解离充分,细胞才能分散开来,不会重叠。
②解离时间要适当:过长会使根尖过于酥软且染色体成分被破坏,过短会使根尖细胞不能相互分离。(2)漂洗:
①漂洗一定要彻底,防止解离液有残留。
②染色前必须先漂洗,这两步不能颠倒,否则影响实验效果。
(3)染色:
染色时要掌握好染色液的浓度和染色时间,若染色时间过长,染色过深,显微镜下会出现一片紫色,无法正常观察染色体。
(4)压片:
压片时用力要恰当,过重会将组织压烂,过轻则细胞未分散开来,用力过重或过轻都会影响观察。(5)观察:
①通过解离将细胞杀死,使细胞停留在不同分裂时期,因此要不断移动装片,寻找不同时期的细胞分裂图像。
②观察到的不同时期细胞数目的多少反映出各时期经历时间的长短。间期细胞数目最多,中期最少。1.观察植物细胞有丝分裂较好的材料是 ( )
A.洋葱表皮细胞 B.茎表皮
C.根毛尖端部分 D.幼根尖端部分
【解析】选D。观察植物细胞的有丝分裂,选材时一定要考虑该材料是否具有分裂能力。茎表皮、根毛尖端部分(即成熟区细胞)、洋葱表皮细胞,均是成熟植物细胞,这些材料均没有分裂能力,唯独幼根尖端部分具有分裂能力。2.(2012·江苏高考)下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述,错误的是 ( )
A.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
B.先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察
C.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体
D.探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据【解析】选C。A正确,解离的目的是使根尖分生区细胞分离,而压片的目的是使根尖分生区细胞分散开。B正确,低倍镜的视野广,因此观察的时候先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察。C错误,有丝分裂中大部分细胞处于间期,而间期是以染色质形式存在的,因此显微镜下绝大多数细胞中不能观察到染色体。D正确,如果在洋葱根尖分生区细胞分裂旺盛的时期取材,那么观察到处于分裂期的细胞数目增多,利于观察到有丝分裂的各个时期。3.下列关于实验过程的叙述,正确的一组是 ( )
①解离的目的是用药液使组织细胞相互分离
②漂洗的目的是洗去根尖上的盐酸,以利于染色时碱性染料着色
③用龙胆紫溶液可将细胞核中的染色质染成紫色
④压片的目的是使根尖细胞充分分散,形成单层
⑤当看到一个处于中期的细胞时,注意观察它如何进入后期、末期,以理解从中期到末期的变化
A.①② B.③④⑤ C.①⑤ D.①②③④
【解析】选D。在解离时,细胞已被杀死,因此不可能观察到某一细胞在进行连续的细胞分裂。故⑤错误。4.用高倍镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂,正确的叙述是
( )
A.中心体发出的星射线形成纺锤体
B.细胞板出现在分裂期的中期
C.直接用高倍镜找到分生区的细胞进行观察
D.各时期的长短与视野中相应细胞的数量呈正相关
【解析】选D。洋葱是高等植物,没有中心体,A项错误;细胞板在植物细胞分裂的末期出现,B项错误;在观察有丝分裂时,应先用低倍镜观察,再换用高倍镜,C项错误;细胞分裂某时期持续的时间越长,处于该时期的细胞数量越多。5.观察洋葱根尖细胞有丝分裂要制作装片。下列操作中导致染色不深的步骤是 ( )
A.剪取洋葱根尖2 mm～3 mm,放入解离液中3 min～5 min
B.待根尖酥软后,将其放在龙胆紫溶液中染色
C.3 min～5 min后,取出根尖,放在载玻片上,滴一滴清水,盖上盖玻片
D.在盖玻片上铺上吸水纸,用拇指按压【解析】选B。解离的目的是使组织细胞分离开,时间不能太长,解离至根尖酥软后,应先用清水漂洗,再放入龙胆紫溶液中染色,选项B没有漂洗直接染色导致染色不深。制片时要进行压片,其目的是使细胞分散开。6.(2012·山东高考)某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验,下列关于该实验的叙述正确的是 ( )
A.盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B.碱性染料吡罗红可用于染色体染色
C.观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁
D.细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据【解析】选D。A项,盐酸和酒精的混合液主要是用于解离,使细胞相互分离开;B项,碱性染料吡罗红用于染RNA不是染染色体;C项,观察有丝分裂时的细胞为死细胞,不能看到细胞分裂末期细胞板向四周扩展形成细胞壁的动态变化;D项,通过观察细胞内染色体的存在状态可以判断各时期。7.(2013·临川高一检测)现有染色体数目相同的三种生物细胞有丝分裂的两个时期的6块装片,编成①～⑥号,已知①、③号为同种细胞。某同学对6块装片进行观察,结果如下表,则表示动物细胞有丝分裂前期和末期的装片依次是 ( )
A.①、② B.②、④ C.④、⑤ D.⑤、②【解析】选D。动物细胞和低等植物细胞有丝分裂前期特点是中心体发出星射线,染色体散乱排列;动物细胞有丝分裂末期特点是细胞膜向内明显凹陷;植物细胞有丝分裂末期细胞中部形成细胞板;细胞两极发出纺锤丝,染色体散乱排列为高等植物细胞有丝分裂前期的特征。则①③为低等植物细胞,④⑥为高等植物细胞。所以,动物细胞有丝分裂前期为⑤,末期为②。8.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,错误的做法是 ( )
A.选取一个细胞不可以观察到有丝分裂的全过程
B.低倍镜观察不到各时期,故可以直接调高倍镜观察
C.如果视野过亮,可使用小光圈和平面镜来降低视野的亮度
D.如果在视野中不能观察全各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找【解析】选B。观察有丝分裂时经过解离、漂洗、染色、制片过程后,细胞已经死亡,所以选取一个细胞不能观察到有丝分裂的全过程,可以通过移动装片从周围细胞观察其他时期;虽然在低倍镜下观察不清细胞的各时期,但通过低倍镜容易找到分生区,再利用高倍镜在分生区中找各时期的细胞。调整光圈和反光镜可以调节视野的亮度。9.在进行“观察植物细胞有丝分裂”实验中,甲～戊五位同学在剪取洋葱(洋葱体细胞染色体数为16条)根尖后,立即进行的操作步骤如下,请回答:
(注:“+”表示进行了该项操作,“-”表示没有进行)(1)甲观察到的实验现象是 ,乙观察到的实验现象是
,丙观察到的实验现象是 。(请从下列序号选择)
A.染色体未着上颜色,无法看清
B.细胞重叠,看不到染色体
C.染色体着上颜色,清晰可见
D.染色体着色很浅,模糊不清
(2)丁同学在进行上述步骤后,直接在高倍镜下观察,长时间未找到有丝分裂的细胞,正确操作是 。(3)戊同学观察到了许多呈长方形的细胞,但未找到有丝分裂各时期的图像,可能的原因是 。
(4)经教师纠正后,丁同学在视野中找到了有关细胞有丝分裂的图像,但丁同学所看到的细胞图像位于视野的右上方,此时他应朝 方移动装片。
(5)甲观察到个别细胞的染色体数比大多数细胞多一倍,则说明他看到的那些细胞处于有丝分裂的 期,细胞中有DNA分子 个,染色单体 条。【解析】(1)甲同学未解离,所以细胞不能分开而重叠,看不到染色体;乙同学没有漂洗,则盐酸会与碱性染料反应而不便于使染色体着色;丙同学没有染色,所以观察不到染色体。
(2)由于高倍镜的视野范围较小,所以换用低倍镜更易找到目标。
(3)分生区的细胞呈正方形,所以长方形的细胞不是分生区的细胞。
(4)由于显微镜成像是倒像,所以要把装片也移向右上方。
(5)有丝分裂后期由于着丝点的分开使染色体数目加倍,同时染色单体消失。答案：(1)B D A
(2)先在低倍镜下观察,找到分生区细胞,后换成高倍镜
(3)戊同学看到的细胞不是分生区细胞
(4)右上 (5)后 32 010.某校研究性学习小组,用洋葱做了以下有关实验,请回答下列有关问题。
(1)该课题组用紫色洋葱根尖观察植物细胞有丝分裂时,装片的制作步骤大致如图:
上图中所用A、C液体的名称分别是: 、
。(2)在完成了观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂实验后,教师给学生提供了2份资料。
资料一:一份“实验报告”的部分内容
(一)解离:剪取洋葱根尖5 cm,放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液(体积比为1∶1)的玻璃皿中,在室温下解离3 min～5 min。
(二)染色:把根尖放在盛有0.01 g·mL-1龙胆紫溶液的玻璃皿中染色3 min～5 min。
(三)漂洗:将根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10 min。
(四)制片:将根尖放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子把根尖弄碎,盖上载玻片,用拇指轻轻按压载玻片……资料二:全班20个实验小组的实验数据汇总表(注:各小组计数50个细胞,实验条件与观察计数方法相同)①请找出“资料一”中的3处错误,并写出正确答案：
错误1: ,
正确答案1: ;
错误2: ,
正确答案2: ;
错误3: ,
正确答案3: 。②若已知洋葱根尖分生组织细胞的细胞周期为12.0 h,请根据“资料二”,列表表示出间期、前期、中期以及后期和末期所占的时间(单位:h。精确到小数点后一位)。
③有些因素会影响细胞周期各时期的长短,实验过程中也会产生一些误差。因而对整个实验结果可能产生影响的有 。
a.取材时间
b.根尖培养温度
c.解离时间长短
d.载玻片厚度
e.计数的细胞是否属于分生组织细胞
f.细胞周期各时期区分是否准确【解析】(1)洋葱根尖是观察有丝分裂的理想材料,其实验步骤中解离用的解离液由盐酸和酒精混合而成。而C过程为染色,染色剂是龙胆紫溶液或醋酸洋红液。
(2)①实验步骤中在取根尖时不宜过长,只需2 mm～3 mm即可,而解离时用到盐酸,染色剂呈碱性,所以在染色前应将盐酸洗掉,防止与染色剂中和。而为了把根尖弄碎变成单层细胞,又防止把盖玻片压破,所以在放上盖玻片后再加一片载玻片使受力面积加大。②由于各时期的长短与相应时期细胞个数多少成正比,所以对应时期细胞数所占的比例即相应时期占细胞周期时间的比例,计算后填入表格。
③对实验观察结果有影响的是材料及操作过程,取材时间及根尖培养温度都会影响分生组织细胞的分裂程度,解离时间影响观察,而计数时的准确辨认会影响相关数据的计算及结果和结论。答案：(1)解离液 龙胆紫溶液或醋酸洋红液
(2)①错误1:(一)解离中,剪取洋葱根尖“5 cm”
正确答案1:剪取洋葱根尖“2 mm～3 mm”
错误2:实验操作步骤中“先染色后漂洗”
正确答案2:实验操作步骤应为“先漂洗后染色”
错误3:(四)制片中,“盖上载玻片,用拇指轻轻按压载玻片”
正确答案3:应该为“盖上盖玻片后,再加一片载玻片,再用拇指轻轻按压载玻片”②见下表
③a、b、c、e、f课件78张PPT。第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖一、细胞不能无限长大
1.分析实验结果,得出实验结论
(1)实验结果:6137/8219/27(2)实验结论:
①琼脂块的表面积和体积之比随着琼脂块的增大而_____。
②NaOH扩散的体积和整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大
而_____。
③细胞体积越大,其___________越小,细胞的物质运输效率就
_____。
2.限制细胞大小的主要原因
(1)细胞_____________的关系。
(2)_______的控制能力。减小减小相对表面积越低表面积与体积细胞核二、细胞通过分裂进行增殖
1.意义
生物体_______________________的基础。
2.过程
包括___________________。
3.方式
_________、减数分裂、_________。生长、发育、繁殖、遗传物质准备和细胞分裂有丝分裂无丝分裂三、有丝分裂连续分裂一次分裂完成时下一次分裂完成时分裂间期分裂期2.高等植物细胞有丝分裂各时期分裂图像和变化特征
时期 图像 变化特征染色体纺锤体核仁核膜染色体中期染色体赤道板形态比较稳定数目比较清晰后期着丝点姐妹染色单体加倍细胞两极末期染色质丝核膜核仁细胞板细胞壁中心粒中心粒纺锤丝星射线细胞板细胞膜3.动、植物细胞有丝分裂的不同点4.有丝分裂的特征和意义
(1)特征:将经过复制的亲代细胞的_______,精确地平均分配到
___________中。
(2)意义:在细胞的亲代和子代间保持了_________的稳定性。染色体两个子细胞遗传性状四、无丝分裂细胞核纺锤丝染色体蛙红细胞【思考辨析】
1.判断正误
(1)细胞越大,细胞的物质运输效率越高。 ( )
【分析】细胞越大,细胞表面积与体积之比越小,细胞与外界环
境之间物质交换的面积相对越小,所以细胞的物质运输效率越
低。×(2)只要能分裂的细胞就一定具有细胞周期。 ( )
【分析】只有连续分裂的细胞才具有细胞周期,总是从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。
(3)要观察细胞内染色体的形态和数目,最好选择处于有丝分裂中期的细胞。 ( )
(4)有丝分裂过程中,细胞内的染色体的数目发生规律性变化。
( )×√√2.问题思考
(1)在有丝分裂的一个细胞周期中,DNA分子复制几次?细胞分裂几次?
提示：DNA分子复制1次,细胞分裂1次。
(2)有丝分裂过程中,染色体复制与染色体数量加倍发生在同一时期吗?
提示：不在同一时期,染色体复制发生在间期,染色体数量加倍发生在后期。一、细胞周期
1.概念理解
(1)条件:只有连续分裂的细胞才有细胞周期。
(2)分类举例:
①具有细胞周期的细胞:根尖分生区细胞、茎的形成层细胞、发育中的受精卵、生发层细胞、各种干细胞等。
②不具有细胞周期的细胞:
a.高度分化的细胞,如神经细胞、表皮细胞等。
b.进行减数分裂的细胞。(3)组成及顺序:2.表示方法
(1)扇形图:
从A点→B点→A点(顺时针),表示一个细胞周期。(2)线段法:
B+C是一个完整的细胞周期,虽然A+B所持续时间长度和B+C是一样的,但因为细胞周期的起点是分裂间期,所以A+B不能表示一个完整的细胞周期。(3)曲线图:【学而后思】
(1)为什么细胞周期的大部分时间处于分裂间期?
提示：分裂间期要为分裂期进行活跃的物质准备,要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长,所以占用的时间较长,大约占细胞周期的90%～95%。
(2)在一个连续分裂细胞的细胞周期中,为何必须先是间期后是分裂期?
提示：间期时主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,故无间期DNA的复制和蛋白质的合成就不能进入分裂期。【典例训练1】如图表示4种植物细胞的细胞周期(按顺时针方向),其中说法正确的是 ( )
A.图中的b→a→b表示细胞增殖过程的一个细胞周期
B.甲图中的b→a与丙图中的b→a所用的时间可能相同
C.从a→b,由于DNA的复制使染色体数目增加一倍
D.观察植物细胞有丝分裂的最好实验材料是植物甲【解题关键】明确细胞周期各阶段的划分和起止点是解答本题的关键。解答本题还要正确审读题干信息“按顺时针方向”或图中箭头方向。【解析】选B。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是一个细胞周期,b→a所用时间较短,为分裂期,a→b时间较长为分裂间期,所以按顺时针方向,a→b→a表示细胞增殖过程的一个细胞周期。扇形图表示分裂间期和分裂期的时间比例,不表示具体时间长短,虽然甲图中b→a与丙图中
b→a所占扇形面积比例不同,但所用时间可能相同。a→b表示分裂间期,DNA分子完成复制后,每条染色体上由同一着丝点连接着两条姐妹染色单体,但染色体数目并未改变。因为一个细胞周期中分裂期占的时间较短,所以观察有丝分裂时,应选择分裂期占整个细胞周期比例大的材料,植物丁是观察植物细胞有丝分裂的最好实验材料。【互动探究】(1)若按逆时针方向表示细胞周期,则如何表示一个完整的细胞周期?
提示：b→a→b。
(2)不同细胞的b→a、a→b所占细胞周期的比例不同,与哪些因素有关?
提示：由遗传因素决定,同时受环境因素影响。例如,温度等影响酶的活性,从而影响细胞周期中分裂间期、分裂期所占的比例。二、有丝分裂的过程及各时期的特点
1.染色体、染色单体、DNA的数量关系
(1)染色体数=着丝点数,即根据着丝点数计算染色体数。
(2)当染色单体存在时,染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2。
(3)当无染色单体存在时,染色体∶DNA=1∶1。2.细胞有丝分裂的过程及特点3.与有丝分裂有关的四种细胞器
(1)核糖体:主要在间期进行有关蛋白质的合成。
(2)线粒体:在整个细胞周期中,为细胞分裂提供能量。
(3)中心体:在动物和低等植物细胞中,间期完成复制,前期发出星射线形成纺锤体。
(4)高尔基体:在植物细胞中,末期参与形成细胞壁。【警示钟】
后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果
用秋水仙素抑制纺锤体的形成,无纺锤丝牵引着丝点,复制后的染色体着丝点照样分裂,使细胞中染色体数目加倍,这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。【学而后思】
(1)植物细胞与动物细胞在有丝分裂过程中,染色体复制、加倍和分开的时期相同吗?
提示：相同。都在细胞分裂间期完成染色体的复制,在细胞分裂后期实现染色体数目加倍,在细胞分裂末期完成染色体的平均分配。(2)可以从哪些方面判断正在分裂的细胞是动物细胞还是植物细胞?
提示：①图像画成长方形或图像中有细胞板结构,无中心体结构,一般可判断为植物细胞。
②图像画成圆形或有中心体结构,无细胞板结构,通过缢裂方式平分细胞,一般判断为动物细胞。
③既有中心体又有细胞壁的细胞是低等植物细胞。【典例训练2】(2013·福州高一检测)如图为某一高等生物细胞有丝分裂某一时期的图像,下列叙述不正确的是 ( )
A.该生物为一种动物
B.该生物的体细胞中含有8条染色体
C.该细胞处于有丝分裂后期
D.该细胞中含有8条染色体【解题关键】解答本题的关键是根据细胞结构及染色体的形态、行为等特点,判断细胞类型及细胞分裂所处的时期。
【解析】选B。图中细胞无细胞壁,具有中心体,判断为动物细胞;图中细胞内染色体的着丝点分裂后,形成的子染色体正移向两极,判断为有丝分裂后期的图像;有丝分裂后期,着丝点分裂染色体数目加倍,所以该生物的体细胞中有4条染色体;图中细胞还没有完成分裂,共有8条染色体。【典例训练3】如图表示同一细胞处于有丝分裂不同分裂时期的细胞图像。据图分析回答:
(1)该图所示细胞为 细胞。若按分裂时期的先后顺序排列,应为 。图①所示的分裂时期是_____
期,判断理由是 。
(2)DNA分子数∶染色体数=2∶1的是图 。(3)图 表示观察染色体的最佳时期,染色体数目加倍发生在图 。
(4)与图②中细胞板形成有关的细胞器主要是_______________
。【解题关键】解答本题的关键是判断各细胞分裂图像所属的时期。判断的主要依据是染色体的形态和位置。
【解析】(1)因为②中有细胞板形成,该图所示细胞为植物细胞。根据图中染色体的变化特征可知,①是前期、④是中期、③是后期、②是末期。①为有丝分裂前期,染色体散乱分布在纺锤体中央。
(2)有丝分裂的前期和中期,一条染色体上含有两条染色单体,DNA分子数∶染色体数=2∶1。后期着丝点分裂,染色体数目加倍,染色单体消失。
(3)细胞板将形成新的细胞壁,高尔基体与细胞壁的形成有关。答案：(1)植物 ①④③② 前 染色体散乱分布在纺锤体中央
(2)①④ (3)④ ③ (4)高尔基体【方法规律】有丝分裂各时期特点记忆口诀
间期 ——间期复制又合成
前期 ——膜仁消失现两体
中期 ——形定数晰赤道齐
后期 ——点裂数加均两极
末期 ——两消两现重开始【变式备选】关于高等动植物细胞有丝分裂的叙述中,正确的是 ( )
A.细胞分裂时,染色体的活动不同
B.细胞质的分裂方式相同
C.纺锤体的形成和消失方式相同
D.细胞分裂末期高尔基体的作用不同【解析】选D。动植物细胞在有丝分裂过程中,染色体的变化是相同的,都在分裂间期完成复制,在分裂期实现平均分配。细胞质的分裂方式不相同,动物细胞从中央向内凹陷缢裂成两部分,植物细胞在赤道板位置出现细胞板,将细胞质分隔成两部分。纺锤体的形成方式不同,植物细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体,而动物细胞由中心体发出星射线形成纺锤体。在末期高尔基体的作用不同,植物细胞高尔基体与细胞壁的形成有关,而动物细胞高尔基体与细胞分裂无直接关系。三、有丝分裂过程中染色体数目和DNA含量变化规律
1.有丝分裂过程中细胞DNA含量、染色体数、染色单体数的变化(生物体细胞中DNA含量为2C,染色体数为2N)2.细胞中DNA含量、染色体数目和每条染色体上DNA含量的变化曲线(1)a→b,l→m的变化原因都是DNA分子复制。
(2)f→g,n→o的变化原因都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,形成子染色体。
(3)c→d,n→o的曲线变化很相似但所处时期不同,c→d表示末期,n→o表示后期。
(4)c→d,h→i的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子细胞。【学而后思】
(1)有丝分裂过程中,DNA分子含量加倍与染色体数目加倍的时期相同吗?
提示：不相同。DNA分子含量加倍发生在间期,染色体数目加倍发生在后期。
(2)如何判断一条曲线表示的是DNA含量变化,还是染色体数目变化?
提示：判断依据是曲线中是否存在“斜线”。曲线中有“斜线”存在,则为DNA含量变化;若无“斜线”存在,则为染色体数目变化。【典例训练4】图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系,图2表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中错误的是 ( )A.图1中AB段形成的原因是DNA分子的复制
B.图1中DE段可表示有丝分裂后期和末期
C.图2中细胞处于图1中的DE段
D.图2中细胞含8条染色体、8个DNA分子、8条染色单体
【解题关键】解答本题的关键是明确细胞分裂不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA分子的数量关系。审题时要特别注意图1的纵坐标为“每条染色体上的DNA含量”。【解析】选D。由图1纵坐标为“每条染色体上的DNA含量”可以判断出:AB段表示分裂间期,正在进行DNA分子复制;CD段表示进入分裂后期,染色体的着丝点分裂,染色单体分开形成染色体,染色体上的DNA含量减半;DE段表示有丝分裂后期和末期;图2中细胞正处于有丝分裂后期,与图1中的DE段相对应;图2中细胞共有8条染色体、8个DNA分子,已经没有染色单体。【互动探究】(1)若将图1的纵坐标改为:“一个细胞核内DNA含量”,则DE段还能表示有丝分裂后期吗?若不能,该如何表示?
提示：不能,分裂后期位于BC段内。
(2)图1中CD段出现的原因是什么?D点与A点所对应时期细胞内染色体数目相同吗?
提示：着丝点分裂。D点染色单体变成染色体,染色体数目加倍,所以D点对应时期细胞内染色体数目是A点时的2倍。【备选要点】细胞分裂间期的主要变化
分裂间期是细胞周期的开始,主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。可分三个阶段:
1.G1期(DNA复制前期)
有丝分裂结束与DNA合成前的间隙。G1期是一个生长期,在这一时期中主要进行RNA、蛋白质和酶的合成,为DNA复制做准备。细胞较快地生长,体积随着细胞内物质的增多而增大。 2.S期(DNA复制期)
这是细胞增殖周期中最关键的一个时期。DNA在S期开始阶段合成的强度大,以后逐渐减弱,到S期末,DNA含量便增加一倍,为细胞分裂做准备。由于在S期内DNA进行着准确的复制,因此保证了分裂后子细胞中遗传物质的稳定。
3.G2期(DNA复制后期)
此期经历的时间较短,其主要活动是为分裂期做准备。细胞在G2期时,DNA的合成已经终止,但还进行某些为染色体凝聚和形成纺锤体所需的一些物质的合成,主要是RNA、微管蛋白及其他物质的合成。细胞经G2期便进入到分裂期。【备选典例】(2010·江苏高考)细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。如图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题:(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约 h后会检测到被标记的M期细胞。
(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时间为 期的时间,处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是 。(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约 h后,细胞都将停留在S期。
(4)乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h,M期时长为1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用 (填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。
(5)在光学显微镜下观察,同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞,形态上最主要的区别是_____________________
。【解题关键】解答本题的关键是明确一个完整的细胞周期要依次经过G1、S、G2、M期,同时注意图中各时期的时间长短。
【解析】(1)S期与M期间隔G2期,所以检测到被标记的M期细胞的最快时间是一个G2期持续时间,即2.2 h。
(2)分裂间期持续时间较长,所以处于分裂间期的细胞数目很多。当第一个进入M期的被标记细胞完成分裂时,仍然有很多细胞不断进入M期,所以被标记细胞占M期细胞总数的比例达到最大值(100%)经历时间为M期所占时间。在M期的前期、中期染色体数目不变,后期数目加倍,应为24条,末期结束时细胞内染色体数目又变为12条。(3)没有被抑制的细胞经G2期、M期、G1期后,再次回到S期时,才被抑制。故预计加入过量胸苷约2.2+1.8+3.4=7.4(h)后,细胞才都将停留在S期。
(4)M期占整个细胞周期的比例越大,则处于M期的细胞数目相对越多,越便于观察染色体的变化。甲细胞中,M期所占比例约为:1.8/(3.4+7.9+2.2+1.8)×100%≈12%;乙细胞中,M期所占比例约为:1.9/24×100%≈8%,故选用甲动物肠上皮细胞更合适。(5)动物细胞分裂末期,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后细胞缢裂成两部分,这样,一个细胞就分裂成了两个子细胞。而在高等植物细胞分裂末期时在赤道板的位置形成细胞板,细胞板由细胞中央向周围扩展形成细胞壁,最后把一个植物细胞分为两个。
答案：(1)2.2 (2)M 12→24→12 (3)7.4 (4)甲
(5)动物肠上皮细胞膜从中部向内凹陷,细胞缢裂;洋葱根尖细胞形成细胞板有丝分裂过程中图像类题目
【案例】下图是具有四条染色体的某细胞进行有丝分裂的简图,据图回答:(1)该图是 细胞有丝分裂简图,其分裂顺序依次是
(用字母表示)。
(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于 期的细胞简图。
(3)图示的细胞分裂结束后,子细胞内含 个DNA分子。
(4)染色体数目加倍发生在图 所示时期,其原因是
。
(5)图B所处时期的最明显变化是 。
(6)DNA分子数与染色体数之比为1∶1的图示是______________
。【审题——抓准信息·快速推断】【答题——规范答案·警示失误】
(1)植物 BCAD
(2)分裂间
(3)4
(4)A 着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体
错答：原因描述不准确。
错因：有关细胞周期中各个时期特点认识模糊。
(5)出现染色体和纺锤体
(6)A、D
错答：其他答案。
错因：不能清楚地分辨DNA、染色体和染色单体之间的关系。1.(基础理论辨析题)下列叙述与高等植物细胞有丝分裂相符的是( );与动物细胞有丝分裂相符的是( )
A.间期,染色体完成复制
B.间期,中心体完成复制
C.前期,中心体发出星射线形成纺锤体
D.中期,染色体的着丝点排列在赤道板上
E.末期,细胞板向四周扩展形成细胞壁
F.末期,细胞膜从中央向内凹陷,缢裂成两个子细胞
G.完成有丝分裂过程,子代细胞与亲代细胞保持相同数目的染色体【解析】选A、D、E、G;A、B、C、D、F、G。无论是植物细胞还是动物细胞,在有丝分裂过程中,间期完成染色体复制,中期染色体的着丝点排列在赤道板上,分裂结束后,亲子代细胞保持染色体数目的稳定性。动植物细胞在分裂过程中有差异,植物细胞到分裂末期,细胞板会扩展形成细胞壁,将细胞质一分为二;动物细胞内的中心体在间期完成复制,在前期发出星射线,形成纺锤体,到末期细胞膜向内凹陷,将细胞质缢裂,成为两个子细胞。2.“细胞体积守恒定律”表明动物器官的大小主要决定于细胞的数量,而与细胞的大小无关。下列各项中不属于影响细胞体积的因素的是 ( )
A.细胞表面积与体积的关系
B.细胞的核与质之间的比例关系
C.细胞内物质的交流与细胞体积的关系
D.细胞器的种类和数量【解析】选D。细胞的表面积与体积的关系及核质比都是限制细胞不能无限长大的原因。细胞越大,细胞内物质运输和交流的效率越低,故选项A、B、C都正确。D不属于影响细胞体积的因素。3.(2013·武汉高一检测)如图表示细胞有丝分裂过程中一条染色体的变化情况(虚线表示纺锤丝)。在一个细胞周期中,染色体变化的顺序应该是 ( )
A.②①②③④⑤ B.②③①④⑤
C.②①⑤④③② D.①⑤④③②①【解析】选C。此题主要考查细胞在有丝分裂过程中染色体的变化规律。细胞周期始于间期,图中②呈染色质状态,尚未复制,所以它排在首位,接着应是①,随之染色体高度螺旋化,缩短变粗,应是⑤。④图表示纺锤丝附着在染色体的着丝点上。③图表示分开的染色单体已成为染色体,在纺锤丝的牵引下正移向细胞的两极。②图也可以表示末期染色体又转化为染色质状态。4.洋葱根尖分生区细胞在分裂过程中不会出现的是 ( )
A.在细胞分裂间期,核糖体合成蛋白质功能增强
B.在细胞分裂前期,细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
C.在细胞分裂中期,细胞内ATP的含量明显减少
D.在细胞分裂末期,高尔基体为细胞壁的形成合成多糖
【解析】选C。ATP与ADP在细胞内的转化十分迅速,使细胞内ATP与ADP的含量处在动态平衡中,因此,在细胞分裂中期,细胞内ATP的含量不会明显减少。5.下图为有丝分裂过程中一个细胞中核DNA分子数量的变化,下列描述正确的是 ( )
A.a～c时期染色体数目加倍
B.b～c时期进行DNA分子的复制
C.b～e表示一个细胞周期
D.b～d表示分裂期【解析】选B。b～c时期DNA分子数量从2n增加到4n,进行了DNA分子的复制,B正确;a～c表示分裂间期,染色体数目不加倍,A错误;a～d表示一个细胞周期,C错误;b～c属于分裂间期,c～d表示分裂期,D错误。6.蛙的红细胞进行的分裂方式是 ( )
A.减数分裂 B.有丝分裂
C.无丝分裂 D.以上都对
【解析】选C。蛙的红细胞进行无丝分裂。7.与高等植物细胞有丝分裂相比,下列叙述中不是动物细胞有丝分裂显著特点的是 ( )
A.染色体经过复制后精确均分到两个子细胞中去
B.中心体周围发出星射线
C.在细胞分裂末期,细胞缢裂成两部分
D.在细胞分裂初期,两组中心粒分别移向细胞两极【解析】选A。高等植物细胞中没有中心体,动物细胞中有中心体,在动物细胞有丝分裂前期,两组中心粒分别移向细胞两极,并发出星射线形成纺锤体,末期缢裂形成两个子细胞;不论是动物细胞的有丝分裂还是植物细胞的有丝分裂,都会将复制后的染色体精确均分到两个子细胞中去。8.如图是某植物细胞有丝分裂一个细胞周期中部分时期示意图,分析回答:
(1)细胞分裂间期主要是进行活跃的物质准备,即进行
。
(2)图D中1结构称为 ,其向四周扩展会形成 。(3)观察染色体的最佳时期是图 。
(4)DNA、染色体和染色单体三者之比为2∶1∶2的图示是
。(用字母表示)【解析】图A中着丝点分开,染色体数目加倍,为有丝分裂后期图像;图B中染色体散乱地分布在纺锤体中央,为有丝分裂前期图像;图C中染色体的着丝点排列在赤道板上,为有丝分裂中期图像;图D中分开的子染色体移动到细胞的两极,核膜出现,出现细胞板,为有丝分裂末期图像。(1)一个完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期主要完成DNA的复制及有关蛋白质的合成;(2)分裂末期在细胞赤道板的位置出现细胞板并扩展形成细胞壁;(3)分裂中期时,染色体形态比较固定,数目比较清晰,是观察染色体的最佳时期;(4)DNA、染色体和染色单体三者的比值分别是:图A为1∶1∶0;图B为2∶1∶2;图C为2∶1∶2;图D为1∶1∶0。答案：(1)DNA复制和有关蛋白质合成
(2)细胞板 细胞壁 (3)C (4)B、C课件47张PPT。第2节 细胞的分化一、细胞分化及其意义
1.细胞分化的概念个体发育一个或一种细胞形态、结构和生理功能2.细胞分化的特点
_______、稳定性、不可逆性和_______。
3.细胞分化的意义和原因
(1)意义:使多细胞生物体中的细胞趋向_______,有利于提高各
种生理功能的效率,是_____________的基础。
(2)原因:不同的细胞中___________________不同。持久性普遍性专门化生物个体发育遗传信息的执行情况二、细胞的全能性
1.概念
(1)细胞类型:_______的细胞。
(2)实质:具有_______________的潜能。
2.实例
(1)植物细胞的全能性:
①实验过程:已分化发育成完整个体韧皮部细胞无机盐和糖类②结论:高度分化的植物细胞仍然具有_______________的能
力。
(2)动物细胞核的全能性:
①实验过程:
②结论:已分化的动物体细胞的_______仍具有全能性。发育成完整植株细胞核去核细胞核3.干细胞
(1)特点:
①具有_____和_____能力。
②在动物和人体内,数量_____。
(2)举例:人骨髓中有许多___________,它们能通过增殖和分化,
不断产生红细胞、白细胞和血小板。分裂分化很少造血干细胞【思考辨析】
1.判断正误
(1)细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态,不可逆转。
( )
(2)生物体内所有的细胞都要发生细胞分化。 ( )
【分析】连续分裂的细胞不发生细胞分化。
(3)克隆羊培育成功说明高度分化的动物细胞具有全能性。
( )
【分析】克隆羊培育成功说明动物的细胞核具有全能性。√××(4)动物体内所有的干细胞经培养后都能发育为一个成熟的个体。 ( )
【分析】动物体内的多数干细胞(如造血干细胞)可分化为多种体内的细胞,但不能发育为一个个体。×2.问题思考
(1)同一株胡萝卜,其叶肉细胞与韧皮部细胞内含有的遗传物质相同吗?为什么二者的功能不同?
提示：相同。同一个体不同体细胞内的遗传物质相同,但遗传信息的执行情况不同。
(2)体外培养人体干细胞能否得到人体器官?是否体现了人体细胞的全能性?为什么?
提示：能得到人体器官,但不能体现细胞的全能性。因为只有将干细胞培养成完整的个体,才能体现细胞的全能性。一、细胞分化
1.细胞分化的过程图示2.细胞分化的特点
(1)持久性:细胞分化是一种持久性的变化。
(2)稳定性:一般说来,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
(3)不可逆性:已分化的细胞一般不能再回到分化前的状态。
(4)普遍性:细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。3.细胞分化的实质
同一个体各种细胞具有完全相同的遗传信息,但不同的细胞中遗传信息的执行情况不同(即基因的选择性表达),如图所示:
4.细胞分化的结果
形成形态、结构和功能有差异的组织和器官。5.细胞分裂与细胞分化的比较
(1)细胞分裂与细胞分化的比较:(2)细胞分裂、细胞分化与个体发育的关系:
①从分子水平上看,个体发育是基因选择性表达的结果。
②从细胞水平看,个体发育是细胞分裂、分化的结果。【警示钟】
(1)在细胞分化的过程中遗传物质并没有发生改变。
(2)细胞分化是伴随整个生命过程的,但在胚胎时期达到最大程度。【学而后思】
(1)为什么说没有细胞分化,就无法完成个体发育?
提示：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)从蛋白质分子角度分析,分化后细胞内的蛋白质种类是否完全不同?试举例说明。
提示：并非完全不同,如参与细胞呼吸的酶、构成染色质的蛋白质分子等,在不同细胞中是相同的。【典例训练1】下列有关细胞分化的叙述,不正确的是 ( )
A.细胞分化是指相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程
B.细胞分化是一种持久性的变化
C.细胞分化使一个个体的各种细胞具有不同的遗传信息
D.细胞分化是由于不同细胞中遗传信息的执行情况不同
【解题关键】解答本题的关键是明确细胞分化的概念、特点及意义。【解析】选C。细胞分化是指相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,细胞分化是由于不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致的,细胞分化没有改变细胞的遗传信息,细胞分化是一种持久性的变化。二、细胞的全能性与干细胞
1.细胞的全能性
(1)实现细胞全能性的三个条件:
①离体:细胞脱离原来的母体,单独培养。
②一定的营养物质和激素。
③适宜的环境条件。(2)细胞全能性与细胞分化的比较:2.干细胞
(1)概念:动物和人体内仍保留少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细胞。
(2)种类:
①根据干细胞的分化能力可分为三类:
a.全能干细胞:可以发育成完整的个体,如受精卵。
b.多能干细胞:可发育成多种组织和器官,如胚胎干细胞。
c.专能干细胞:可发育成专门的组织和器官,如造血干细胞。
②根据干细胞的来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。(3)干细胞的研究意义:
①人工诱导胚胎干细胞定向分化,培育出特定的组织和器官,用于医学治疗。
②为癌症和某些遗传病的治疗带来新的希望。【学而后思】在动物核移植实验中,为什么受体细胞选择去核的卵细胞?
提示：去核的卵细胞中含有促进细胞核全能性发挥的物质,且富含营养物质。【典例训练2】(2013·南京高一检测)关于细胞全能性的理
解不确切的是 ( )
A.动物细胞培养获得大量骨髓瘤细胞,证明了动物体细胞也具有全能性
B.细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在因素
C.经植物组织培养得到的试管苗,是植物细胞在一定条件下表现全能性的结果
D.大量的科学事实证明,高度分化的植物体细胞仍具有全能性【解题关键】解答本题的关键是明确细胞具有全能性的原因和体现全能性的实例。
【解析】选A。细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。通过细胞培养获得大量骨髓瘤细胞是利用了细胞增殖的原理,不能说明动物体细胞具有全能性。【方法规律】证明细胞表达全能性的三个条件
(1)起点条件:已分化的细胞。
(2)中间条件:离体状态(体外培养)。
(3)终点条件:形成完整个体。 细胞分化的概念和细胞全能性的理解类题目
【案例】下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 ( )
A.玉米种子萌发长成新植株
B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D.胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成新植株【审题——抓准信息·快速推断】【答题——规范答案·警示失误】
D
错答：A、B、C选项。
错因：对细胞全能性的理解不到位,种子中已含有植物的幼体(即胚),种子萌发长成新植株不能体现细胞的全能性;造血干细胞形成各种血细胞也未体现细胞的全能性;花粉是生殖细胞,体现不出体细胞的全能性。1.(基础理论辨析题)下列说法与细胞分化相符的是( );与体现细胞全能性相符的是( )
A.是多细胞生物体生长发育的基础
B.细胞内的遗传物质不发生改变,但遗传信息执行情况不同
C.花药经离体培养成为一株完整的植物
D.结果形成不同组织和器官
E.结果形成完整的个体
F.必须在离体条件下进行【解析】选A、B、D;C、E、F。细胞分化是在个体发育过程中,由一个或一种细胞增殖产生后代,在形态、结构、功能上发生稳定性差异的过程,最终形成不同组织和器官,是生长发育的基础,根本原因是细胞内的遗传信息执行情况不同。细胞只有在离体条件下,才可能形成完整的生物体,体现细胞的全能性。2.下列生命过程中,没有发生细胞分化的是 ( )
A.断尾壁虎长出新尾巴
B.砍伐后的树桩长出新枝条
C.骨髓造血干细胞的增殖
D.胚胎发育中出现造血干细胞【解析】选C。A项,断尾壁虎长出的新尾巴为器官,是由不断分裂的细胞群经过分裂分化逐渐形成的;B项,砍伐后的树桩上长出的新枝条是由茎、叶等器官构成的,所以要由不断分裂的细胞群经过分裂分化逐渐形成;C项,骨髓造血干细胞通过有丝分裂增殖,细胞分裂过程不发生细胞分化;D项,造血干细胞是由胚胎发育过程中细胞分化得来的。3.细胞分化不同于细胞增殖的特点主要是 ( )
A.细胞数量增多
B.细胞体积增大
C.细胞化学成分含量的变化
D.能形成各种不同的细胞和组织
【解析】选D。细胞分化是个体发育过程中,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。经过细胞分化,从而形成了不同的组织和器官。细胞增殖的结果是使细胞的数量增多。4.细胞的全能性是指 ( )
A.细胞具有全面的生理功能
B.细胞既能分化,也能恢复到分化前的状态
C.已经分化的细胞全部能进一步分化
D.已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能
【解析】选D。细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。5.在下列自然现象或科学研究成果中,能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是( )
A.人体肝脏的再生
B.蜜蜂的未受精卵发育成雄蜂
C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
D.小鼠腺细胞的自我复制
【解析】选B。细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能,要求正确理解全能性的概念。6.在提供了相同适宜条件的情况下,下列植物细胞的全能性最易表达的是 ( )
A.枝条上的一个芽 B.柱头上的花粉
C.胚珠中的珠被细胞 D.根分生区细胞
【解析】选B。细胞的分化程度越低,全能性就越高,就越容易表达其全能性,细胞全能性的大小为受精卵>生殖细胞>体细胞。7.胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞,可以进一步分裂、分化成各种组织干细胞,再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述不正确的是 ( )
A.各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果
B.胚胎干细胞有细胞周期,神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期
C.造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
D.肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程体现了细胞的全能性【解析】选D。肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程未体现细胞的全能性,因为全能性必须是形成完整的个体。8.图中甲、乙、丙分别表示某人体内的几种细胞,它们的形态结构和功能各不相同的根本原因是 ( )
A.DNA的结构不同 B.遗传信息的执行情况不同
C.遗传物质不同 D.线粒体结构不同
【解析】选B。题中甲、乙、丙是同一受精卵经过增殖、分化形成的,它们的形态结构和功能各不相同的根本原因是遗传信息的执行情况不同。9.下图表示人体骨髓造血干细胞的生命历程,请据图回答:
(1)区分细胞①与植物细胞最主要的依据是 ,
细胞②不能无限长大的原因有 、
。(2)c过程是 ,该过程中遗传物质是否改变? 。
(3)在制备细胞膜的时候选取的实验材料是_________________
,原因是 。
(4)a、b过程是 ,参与a、b过程的无膜细胞器有 。【解析】(1)动物细胞和植物细胞的最典型区别在于有无细胞壁。细胞不能无限长大的原因一是受细胞核中的DNA决定;二是受细胞的表面积与体积的比例关系限制。(2)c过程是细胞分化,其实质是细胞中遗传信息的执行情况不同,但遗传物质并没有改变。(3)制备细胞膜选取的材料最好是哺乳动物成熟的红细胞,因为其细胞无细胞壁的保护及无核膜和各种细胞器膜。(4)a、b为细胞的生长和分裂过程,故参与的无膜细胞器有中心体和核糖体,其中,中心体与纺锤体的形成有关,而核糖体与蛋白质的合成有关。答案：(1)有无细胞壁 细胞核中的DNA不会随细胞增大而增加 细胞的表面积与体积的比例关系限制了细胞的长大
(2)细胞分化 否 (3)哺乳动物成熟的红细胞
无细胞壁的保护及无核膜和各种细胞器膜
(4)细胞的生长和分裂 核糖体、中心体课件47张PPT。第3节 细胞的衰老和凋亡
第4节 细胞的癌变一、细胞衰老的特征
细胞的衰老表现为细胞的_________________发生变化。形态、结构和功能萎缩变小减慢降低降低黑色素合成细胞膜通透性体积增大内折收缩呼吸速率色素积累(1)决定因素：_____
(2)机制：__________决定的程序性调控
(3)过程：______________的过程
(4)别名：_______________
(1)完成正常______
(2)维持_________的稳定
(3)抵御______________的干扰 二、细胞的凋亡基因遗传机制自动结束生命细胞编程性死亡发育内部环境外界各种因素1.概念2.意义三、细胞的癌变
1.概念和特征致癌因子遗传物质连续进行分裂(2)三个主要特征:
①在适宜的条件下,癌细胞能够_________。
②癌细胞的_________发生显著变化。
③癌细胞的表面发生了变化。细胞膜上的_______等物质减少,
使癌细胞彼此之间的_______显著降低,导致癌细胞容易在体内
_____和_____。无限增殖形态结构糖蛋白黏着性分散转移(3)致癌因子的类型和实例(连线):2.癌变的机理细胞周期生长和分裂不正常的增值【思考辨析】
1.判断正误
(1)细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 ( )
【分析】多细胞生物细胞的衰老或死亡并不等于个体的衰老或死亡。衰老的个体中也有新细胞的产生,个别细胞的衰老或死亡,不一定引起个体的衰老或死亡。
(2)个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
( )
(3)细胞会随着分裂次数的增多而衰老。 ( )×√√(4)细胞坏死和细胞凋亡对生物体都是不利的。 ( )
【分析】细胞凋亡对生物体是有利的。
(5)癌细胞是由细胞的正常分化形成的。 ( )
【分析】癌细胞是由细胞的异常分化而形成的。××2.问题思考
(1)衰老个体的体内有新细胞产生吗?
提示：有。衰老个体是指大多数细胞处于衰老状态,但也有新细胞的形成。
(2)癌细胞的增殖方式是什么?有细胞周期吗?
提示：有丝分裂。癌细胞能连续分裂,所以有细胞周期。一、细胞衰老的特征分析及细胞凋亡
1.细胞衰老的特征分析
(1)衰老的表现及形成原因:(2)通过以上分析说明:衰老细胞的结构行使正常功能的能力降低,从分子水平上看,有利的功能分子含量降低,而色素或有害分子出现并增加。
2.细胞凋亡和细胞坏死的区别【警示钟】
细胞凋亡≠细胞坏死
细胞凋亡和细胞坏死都是细胞的死亡过程,但两者的死亡机理不同。细胞凋亡是一个主动的、有利于个体生存的过程,细胞坏死是一个被动的、对个体生存有害的过程。【学而后思】
根据不同细胞的功能,思考不同细胞的凋亡速率是否相同。请举例说明。
提示：不同。例如:体内白细胞由于吞噬病菌,凋亡速率很快;而神经细胞是神经系统的组成成分,凋亡速率很慢。【典例训练1】(2012·安徽高考)脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元,它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子,只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存,并与靶细胞建立连接,其他的则发生凋亡。下列叙述正确的是 ( )
A.脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期
B.一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接
C.神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡
D.神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡【解题关键】解答本题的关键是理解细胞凋亡的机制及从材料中获取信息。
解题思路如下:【解析】选D。由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡,细胞凋亡发生在生物体的整个生命过程中。从题目信息中可知,神经元的凋亡还受到环境中神经生长因子的影响,接受了足够量的神经生长因子后,才能生存并与多个靶细胞建立连接。二、细胞癌变机理
1.癌变机理2.原癌基因与抑癌基因的关系
(1)原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因,在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
(2)抑癌基因与原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。
(3)癌变是由原癌基因和抑癌基因发生突变,导致细胞异常分裂,机体对这种异常分裂又无法阻止而造成的。【学而后思】
(1)细胞分化与细胞癌变有什么关系?
提示：癌细胞不能正常分化,细胞癌变是细胞畸形分化。
(2)癌细胞在形态、结构、功能等方面与正常细胞不同的根本原因是什么?
提示：癌细胞内遗传物质发生改变。【典例训练2】(2012·新课标全国卷)下列关于细胞癌变的叙述,错误的是 ( )
A.癌细胞在条件适宜时可无限增殖
B.癌变前后,细胞的形态和结构有明显差别
C.病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变
D.原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖
【解题关键】解答本题的关键是:
(1)熟记细胞癌变的特征。
(2)理解细胞癌变的原因。【解析】选D。癌细胞是在适宜条件下具有无限增殖能力的细胞;细胞癌变后形态发生改变,细胞表面糖蛋白减少,细胞之间黏着性下降,细胞易发生分散和转移;病毒癌基因可以整合到宿主细胞的基因组中,随宿主细胞基因的表达而表达,使其宿主细胞癌变;原癌基因的主要功能是调节细胞周期,如果原癌基因发生结构改变或过度表达时,可能导致细胞癌变,抑癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖。【方法规律】判断癌细胞的方法
(1)从形态和结构方面:癌细胞一般呈球形;细胞膜上糖蛋白减少。
(2)从代谢方面:线粒体和核糖体活动旺盛,为癌细胞分裂提供能量和蛋白质。 【变式备选】与正常细胞相比,癌细胞的特征是 ( )
A.细胞的新陈代谢的速率减慢
B.细胞膜上的糖蛋白减少
C.细胞内多种酶的活性降低
D.细胞内的色素逐渐沉积
【解析】选B。癌细胞特征包括在适宜的条件下能够无限增殖、形态结构发生显著变化、细胞表面糖蛋白减少、细胞代谢旺盛。细胞内多种酶的活性降低,细胞内的色素逐渐沉积是细胞衰老的特征。【备选要点】
癌症的预防、诊断和治疗
1.癌症的预防
(1)在个人日常生活中远离致癌因子:
在诱发癌症的因素中,吸烟和不健康的饮食习惯是诱发癌症的最主要的两大因素。因此,为了防止细胞癌变,应该远离烟草,养成健康的饮食习惯,少食肥肉和油炸食品,多吃水果蔬菜和谷物。另外还要尽量避免接触致癌因子。(2)增强体质,保持健康的心态,养成良好的生活习惯:
癌症的发生与心理状态有一定的关系。如果性格过于孤僻、经常压抑自己的情绪、不乐于与人交流,就会影响神经系统和内分泌系统的调节功能,增加癌症发生的可能性。 2.癌症的诊断和治疗
(1)目前诊断癌症的方法:
病理切片的显微观察、CT、核磁共振、癌基因检测、癌细胞表面糖蛋白测定、癌细胞中核糖体数目测定等。
(2)目前治疗癌症的常用方法:
目前用于癌症治疗的主要手段有手术切除、放疗、化疗和生物治疗,其他有效手段还包括免疫治疗、内分泌治疗、中医中药治疗和热疗等。
由于现有的各种治疗手段各有其最佳适应症,也各有其不足,所以为了提高治愈率,应将各种有效手段综合起来,合理运用,有序地进行。【备选典例】“饿死肿瘤研究”的临床实验结果显示:一种抑制肿瘤血管生长的药物与传统化疗药物相结合,可延长结肠癌患者的存活期。该研究利用的原理不包括( )
A.抑制癌细胞内DNA的复制
B.切断癌细胞的营养供应
C.阻断癌细胞的增殖
D.诱发抑癌基因结构改变【解题关键】解答本题的关键是明确细胞癌变的根本原因,然后结合题干中“药物”的作用效果,推断其作用机理。
【解析】选D。细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,所以治疗肿瘤的药物不应该起D项的作用。饿死肿瘤细胞的目的是切断肿瘤细胞的营养供应,让肿瘤细胞不能增殖,以延长患者的存活期;传统化疗药物可抑制癌细胞内DNA的复制。细胞生命历程的图示信息类题目
【案例】下图是人体细胞生命历程的概括,下列叙述正确的是
( )A.3过程发生在整个生命历程中,造成不同细胞间蛋白质种类的不同
B.4过程会使细胞膜的通透性改变,导致物质运输功能提高
C.5过程形成的细胞周期变短,形成的子细胞核增大,染色较深
D.能进行1、2、6过程的细胞都具有细胞周期,并且经历的时间相同【审题——抓准信息·快速推断】【答题——规范答案·警示失误】
A
错答：B、C、D选项。
错因：对细胞分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞癌变等重要生命活动的特征分辨不清。
错答：B项。
错因：选项中4过程表示细胞衰老,物质运输功能降低。错答：C项。
错因：混淆了细胞癌变和细胞衰老的特点。
错答：D项。
错因：没有认识到不同细胞由于各自生存环境的差异,细胞周期一般是不同的。1.(基础理论辨析题)下列说法与细胞衰老有关的是( );与细胞癌变有关的是( )
A.细胞内的水分减少 B.细胞内多种酶的活性降低
C.细胞内呼吸速率减慢 D.细胞内呼吸速率加快
E.细胞变成球形 F.细胞迅速分裂、生长
G.细胞内某些基因发生突变 H.细胞物质运输能力下降【解析】选A、B、C、H;D、E、F、G。细胞衰老时具有下列特征:细胞内水分减少,新陈代谢速率减慢;细胞内多种酶的活性降低;细胞内色素逐渐积累;细胞内呼吸速率减慢;细胞核体积变大;细胞膜通透性改变,物质运输功能降低。而癌细胞具有下列特征:无限增殖;形态结构变化,易变成球形;癌细胞的表面发生变化,细胞膜上的糖蛋白减少;出现癌细胞的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。2.下列各项中属于化学致癌因子的是 ( )
A.电离辐射 B.X射线
C.Rous肉瘤病毒 D.亚硝酸盐
【解析】选D。电离辐射、X射线属于物理致癌因子,Rous肉瘤病毒属于病毒致癌因子,亚硝酸盐属于化学致癌因子。3.下列关于动物细胞编程性死亡的叙述,正确的是 ( )
A.细胞癌变属于细胞编程性死亡
B.细胞编程性死亡属于正常生理过程
C.细胞编程性死亡属于细胞分化过程
D.细胞编程性死亡与基因表达无关
【解析】选B。细胞癌变是细胞的畸形分化,不是细胞凋亡的过程;细胞编程性死亡是细胞死亡的过程,是一种自然的生理过程;细胞编程性死亡是受严格的遗传机制决定的。4.目前,一些年轻人盲目去痣后引发的恶性色素瘤导致死亡的病例并不鲜见,专家提醒人们,如果身上的黑痣有逐渐长大、边界不清和周围长毛、自己出血、痒痛等情况时,需要及时找医生手术治疗,切忌自己动手去痣。下列关于痣细胞的说法正确的是 ( )
A.痣细胞的产生是细胞分化的结果
B.痣细胞的细胞特点之一是能无限增殖
C.痣细胞是一种癌变细胞
D.痣细胞中色素多,是衰老的表现【解析】选A。痣细胞具有一定的形态、结构和功能,其产生也是细胞分化的结果。从特点上来讲,痣细胞和癌细胞有类似之处,如易于增殖和分散,较其他细胞更容易发生癌变,但和癌细胞又有着本质区别,其增殖和分化受机体的控制,不能无限增殖。痣细胞中色素多是基因选择性表达的结果,与衰老细胞中积累的色素种类也是有差别的,并非衰老的表现。5.图示干细胞的三个发育途径。据图回答下列问题:(1)由A细胞形成的B细胞仍然保持着其特有的 和
能力,A细胞到C细胞的过程是由 控制的。
(2)若D细胞是胰腺细胞,则结构⑦所起的作用是_____________
。
(3)A细胞分化成D细胞的根本原因是 。
(4)若D细胞是正在衰老的细胞,该细胞中结构⑧发生的变化是
。【解析】(1)A细胞和B细胞都是干细胞,具有分裂和分化能力,A细胞到C细胞是细胞的分化,是由基因控制的。(2)胰腺细胞是具有分泌功能的细胞,其中的⑦(高尔基体)作用是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和转运。(3)细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。(4)⑧是细胞核,在衰老的细胞中,细胞核体积增大、核膜内折,染色质收缩,染色加深。
答案：(1)分裂(分化) 分化(分裂) 基因
(2)对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和转运
(3)基因的选择性表达
(4)细胞核体积增大、核膜内折,染色质收缩,染色加深
