第6章　细胞的生命历程 章末整合提升人教(2019)生物必修1(共24张PPT)

(共24张PPT)
新课程标准内容 学科核心素养
1.描述细胞通过不同的方式进行分裂、其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。 2.说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化,形成了复杂的多细胞生物体。 3.描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。 1.生命观念:本章主要形成生命的系统观和信息观。基于对细胞通过有丝分裂维持染色体数目稳定的理解,认同生命过程的精致和奇妙是通过信息进行调节和控制的,阐释生命过程,形成生命的信息观;细胞通过精确的细胞分裂,细胞数目增多进而构成组织、器官、系统、个体,构建生命的系统观。
2.科学思维:本章的思维方法主要有归纳与概括、模型与建模、批判性思维和创造性思维等。通过构建细胞分裂过程中染色体数量、核DNA含量变化等曲线模型,训练科学思维。
3.科学探究:本章科学探究的方法主要是观察法。通过使用显微镜观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂过程,并能运用其他适宜材料设计实验进行观察,提高科学探究能力。
4.社会责任:关注我国已经步入老龄化社会的现状,关爱老年人。关注细胞的增殖、分化、衰老和凋亡的研究,阐明这些研究成果对于增进人类健康的重要意义。基于对细胞分化形成的不同组织细胞之间的分工合作、细胞凋亡对于个体有积极意义的理解,类比阐释个人和集体、个人和社会的关系,认同人类的生存与延续,需要合作与奉献。
第6章　细胞的生命历程章末整合提升
一、必备知识—构建知识导图
二、关键能力—发展核心素养
(一)有丝分裂过程中核DNA、染色体数目的变化(以二倍体生物为例)
1.列表比较数量变化
物质 分裂时期 间期 前期 中期 后期 末期
核DNA 2N→4N 4N 4N 4N 4N→2N
染色体 2N 2N 2N 4N 4N→2N
2.曲线表示数量变化
(1)a→b变化的原因是DNA分子复制,c→d变化的原因是细胞分裂为2个子细胞。
(2)g→h变化的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为子染色体。
3.柱状图表示数量变化(以二倍体生物为例)
甲图核DNA、染色单体数量是染色体数量的两倍,可表示的时期为染色体复制后的间期、前期、中期。
乙图不含染色单体、且染色体数量为甲时期的两倍,可表示的时期为后期、末期。
丙图不含染色单体,且染色体与核DNA数量均没有加倍,可表示的时期为染色体复制前的间期。
[例1] 如图甲、乙、丙依次表示某动物细胞分裂图,每条染色体上DNA含量的变化,不同分裂时期细胞核中染色体数目、染色单体数目与核DNA数目的关系。下列叙述中正确的是(　 　)
A.图甲所示细胞对应图乙中的DE段、图丙中的②
B.图甲所示分裂时期细胞内核糖体、中心体和线粒体代谢活跃
C.图丙中与图乙中BC段对应的有①和②
D.图丙中引起②→①变化的是着丝粒分裂
D
解析:图甲所示细胞中有8条染色体,没有染色单体,处于有丝分裂后期,而图乙中的DE段可以表示有丝分裂后期和末期,图丙中的①也含有8条染色体,没有染色单体,所以图甲所示细胞对应图乙中的DE段、图丙中的①;图甲所示细胞处于有丝分裂后期,核糖体是蛋白质合成的场所,蛋白质的合成主要发生在有丝分裂间期,中心体的复制也发生在有丝分裂间期,因此有丝分裂间期核糖体和中心体代谢活跃,有丝分裂全过程都消耗能量,所以线粒体代谢在各时期都活跃;图乙中BC段与图丙中的②都存在染色单体,而图丙中的①和③都不存在染色单体,所以图丙中与图乙中BC段对应的只有②;图丙中②可以表示有丝分裂前期和中期,①可以表示有丝分裂后期,因此图丙中引起②→①变化的是着丝粒分裂。
(二)细胞的物质和能量观
1.生命是物质的,生命活动的进行离不开物质和能量
细胞分裂需要物质和能量。
细胞分裂间期的物质准备:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
2.细胞分化中基因的表达需要物质和能量作为基础
细胞分化的实质是基因的选择性表达,在基因表达过程中需要氨基酸、核苷酸、酶等物质的参与,同时需要ATP提供能量。
3.细胞凋亡过程中的基因表达需要物质和能量
在细胞凋亡过程中,凋亡相关基因表达,需要消耗物质和能量。
4.细胞自噬
在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用。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要的物质和能量。
[例2] 溶酶体参与了细胞的吞噬作用和自噬作用,作用途径如图所示。下列说法正确的是(　 　)
A.具有吞噬作用的细胞才具有自噬作用
B.清除衰老、损伤的细胞和细胞器是通过自噬作用完成的
C.溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性不变
D.营养物质缺乏时,细胞可通过加强自噬作用降解非必需物质以维持基本生存
D
解析:由题图可知,细胞吞噬作用、细胞自噬都与溶酶体有关,自噬作用可以发生在多种真核细胞中,而吞噬作用只能发生在具有吞噬作用的细胞中;清除衰老损伤的细胞通过吞噬作用完成,清除衰老损伤的细胞器可通过自噬作用完成;酶的活性与pH有关,细胞质基质中pH与溶酶体中不同,故溶酶体中水解酶进入细胞质基质后,其活性会发生改变;细胞通过自噬作用降解非必需物质并重新回收利用,可以维持细胞在营养缺乏状态下的生命活动。
(三)细胞的信息观
1.细胞分裂需要遗传信息的调控
细胞分裂间期,遗传信息表达;细胞分裂前期纺锤丝形成,并附着在着丝粒上,保证了分裂后期染色体能够同时到达细胞两极,从而保证染色体的平均分配。
2.细胞分化需要信息的调控
生命活动的有序进行需要信息的调控:遗传信息在特定时间和空间的表达,导致细胞分化,形成各种各样的细胞和组织。
3.细胞凋亡需要信息的调控
[例3] 研究表明,决定细胞“命运”的内因是基因的选择性表达,而外因则取决于细胞对细胞外信号的特异性组合所进行的程序性反应,如图为部分信号决定细胞“命运”的示意图,图中字母分别代表不同的胞外信号,则下列有关细胞外信号的说法正确的是(　 　)
A.只要有胞外信号D和E,细胞就一定会进行分裂
B.信号A～E同时存在时,细胞才会进行分裂
C.只有细胞外信号F和G能诱导细胞内的基因选择性表达
D.由于细胞凋亡无胞外信号作用,可证明细胞凋亡与基因无关
B
解析:该实验说明,信号A～E同时存在时,细胞才会进行分裂,不能说明只要有胞外信号D和E,细胞就一定会进行分裂;该实验说明信号A、B、C、F、G同时存在时能诱导基因的选择性表达,导致细胞分化;题图中只是给出了决定细胞“命运”的部分信号,根据教材知识可知,细胞凋亡又称为程序性死亡,该过程受遗传物质(基因)的控制。
三、综合应用—形成核心价值观
[例4] 请阅读科普短文,并回答问题。
婴儿的第一个“银行户头”
近年来,许多父母会为新生儿开一个“银行户头”,并非用于传统的存款,而是储存从脐带和胎盘中收集的细胞。具体做法:婴儿出生后十分钟,医生从与胎盘相连的脐带中抽取少量血液,立即用液态氮冷冻储存。
为什么要储存脐带血呢 因为脐带血中有多种类型的干细胞,能够产生不同种类的体细胞,如骨细胞、神经细胞、肝脏细胞、内皮细胞和成纤维细胞等,而成年人体内大多数细胞没有这种能力。脐带血干细胞具有增殖潜力强、采集方法简便等特点,少量脐带血就能满足临床移植之需。
脐带血干细胞在医学上可用于治疗由基因突变引起的血液疾病、修复严重组织损伤等。例如,有些患白血病等血液系统疾病的儿童,由于移植自己的脐带血干细胞而痊愈;对急性心肌梗死患者,移植脐带血干细胞可以促进心肌血管再生,建立侧支循环,改善心脏功能;肝硬化患者易发展为肝癌,移植脐带血干细胞可以促进肝脏的再生……
目前,我国共有七个脐带血库,脐带血存储已超过十万份。保存脐带血需要支付一定的费用,每份血样可保存二十年左右。一般来说,某种遗传病风险比较大的家庭中出生的婴儿更需要储存脐带血。
(1)父母为新生儿储存脐带血的主要原因是 　。
解析:(1)脐带血中有干细胞。脐带血干细胞能够产生不同种类的体细胞,可用于血液疾病治疗、组织损伤修复等,这是父母为新生儿储存脐带血的主要原因。
答案:(1)脐带血中有干细胞。脐带血干细胞能够产生不同种类的体细胞,可用于血液疾病治疗、组织损伤修复等
(2)脐带血干细胞分化成的各种细胞,其形态、结构和生理功能有差异,这是不同细胞中基因　　　　　的结果。
解析:(2)细胞分化是指在个体发育中,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,细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果。
答案:(2)选择性表达
[例5] 阅读下面科普短文,请回答问题。
在健康机体中,细胞的生死存在着一个良性的动态平衡,即细胞不但要恰当诞生,也要恰当凋亡,否则机体就会患病、甚至死亡。那么,细胞这种“恰当凋亡”是如何实现的呢 从20世纪60年代起,科学家开始寻找合适的实验材料并进行相关分子机制的探索。
1965年,布雷内对秀丽隐杆线虫(如图1)进行了解剖、观察和遗传分析,开创了用该线虫作生物学研究材料的先河。秀丽隐杆线虫体长约
1 mm、呈圆柱形、身体透明,有雌雄同体和雄性两种生物类型,能在实验室用培养皿培养,并可以在-80 ℃下冷冻保存。20 ℃ 条件下,秀丽隐杆线虫平均生活史为3.5天;雌雄同体型秀丽隐杆线虫的平均繁殖力为300～350个后代,若与雄虫交配,则可产生1 400个以上的后代。另外,该线虫基因组相对较小,约含3 000个基因。
苏尔斯顿加入布雷内研究组后,主要工作是分析线虫的细胞谱系。和人类的家谱一样,生物体的每一个细胞也有谱系关系,单个受精卵不断分裂产生更多的细胞,最后形成构成生物体的许多不同类型的细胞。1983年,通过耐心严谨的显微镜下观察,苏尔斯顿揭示了秀丽隐杆线虫的细胞谱系(如图2,字母代表细胞谱系的分支;右侧框内代表AB分支中部分细胞的生命历程)。
雌雄同体型秀丽隐杆线虫从受精卵到发育成熟,共产生1 090个体细胞,其中131个细胞发生凋亡而被清除,最终成体共有959个体细胞。
为什么有些细胞在个体的发育过程中会产生,又在特定的发育阶段凋亡呢 霍维茨经过一系列的研究,揭秘了上述细胞发生凋亡的分子机制。经鉴定,共有四个基因编码的蛋白质参与细胞凋亡,它们分别是EGL-1、CED-3、CED-4和CED-9,它们相互作用的机制如图3。
秀丽隐杆线虫的系列研究看似简单,却是三位科学家近40年承前启后艰辛工作的成果。因此,三位科学家共享了2002年诺贝尔生理学或医学奖的殊荣。
解析:(1)由题意可知,秀丽隐杆线虫作为研究器官发育的模型生物,其优势有身体透明,易于显微观察;细胞数量少,且数目固定,已知;体型小,饲养时占地面积小;发育周期短,利于短期内获得统计数据;基因组相对较小等。
答案:(1)身体透明,易于显微观察;细胞数量少,且数目固定,已知;体型小,饲养时占地面积小;发育周期短,利于短期内获得统计数据;基因组相对较小(写出两点即可)
(1)秀丽隐杆线虫作为研究器官发育的模型生物,其优势有 (至少写出两点)。
解析:(2)由图2分析可知,“131个细胞发生凋亡而被清除”这一过程发生在特定的时间和空间下。
答案:(2)时间和空间
(2)请结合图2说出文中“131个细胞发生凋亡而被清除”这一过程发生在特定的　　　　　　　两方面。
解析:(3)由图3分析可知,细胞凋亡过程的分子机制:在正常细胞中,CED-9结合在线粒体膜上,并且与CED-4牢固结合形成复合体而抑制CED-4的功能。当细胞接收到凋亡信号后,EGL-1直接与CED-9结合,而使CED-4 与CED-9脱离进入细胞质中,而后在CED-4的作用下,无活性的CED-3活化,被活化的CED-3能够使细胞表现出凋亡形态变化,最终发生细胞凋亡。
答案:(3)在正常细胞中,CED-9结合在线粒体膜上,并且与CED-4牢固结合形成复合体而抑制CED-4的功能。当细胞接收到凋亡信号后,EGL-1 直接与CED-9结合,而使CED-4与CED-9脱离进入细胞质中,而后在CED-4的作用下,无活性的CED-3活化,被活化的CED-3能够使细胞表现出凋亡形态变化,最终发生细胞凋亡　
(3)根据图3,用文字描述细胞凋亡过程的分子机制 　。
解析:(4)考查有关细胞凋亡的概念,细胞凋亡是在信号分子作用下由基因决定的程序性死亡。
答案:(4)细胞凋亡是在信号分子作用下由基因决定的程序性死亡(或是在信号分子作用下由基因决定的精细而有规律的死亡;是在信号分子作用下由基因决定的发生在特定发育阶段的死亡)
(4)你对“细胞凋亡”的理解是 　(请用一句话描述)。