第一节细胞增殖
(教师用书独具)
●课标要求
1.简述细胞的生长和增殖的周期性。
2.观察细胞的有丝分裂并概述其过程。
●课标解读:
1.了解细胞的生长和增殖具有周期性。
2.掌握细胞有丝分裂过程及各时期的特点和物质变化。
3.了解无丝分裂的过程及其与有丝分裂的区别。
●教学地位
细胞增殖是必修1的的重点和难点,尤其是细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞周期的认识和图像的识别。细胞增殖是学习减数分裂和遗传的基本规律的基础,也是学习DNA复制及遗传信息传递的重要基础。近三年的高考中,对于有丝分裂的特点、实验都考查过,特别是对有丝分裂的实验和特点相结合的考查较为突出,还将会从实验背景入手结合遗传变异等综合考查分裂的过程及特点等。
●教法指导
1.对于较抽象的有丝分裂过程,采取多媒体展 ( http: / / www.21cnjy.com )示动画直观教学,在教师的指导下,让学生主动观察归纳,难点的突破采取以分裂过程为主线,学生归纳的方式进行。
2.对于细胞分裂的过程可采取“角色扮演法” ( http: / / www.21cnjy.com ):由每位学生扮演一条姐妹染色单体,并让带有相同字母卡片的学生手挽手站在一起,代表复制后的染色体。各位同学可以任意站在一个模拟细胞的圆圈(可预先在地上用粉笔画出)中,再形象地表现出有丝分裂的前期(“散乱”)→中期(“排队”于“赤道板”)→后期(手臂分开,着丝点分裂)→末期(“分家”)的染色体变化行为。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1.介绍学生熟悉的生活实例 ( http: / / www.21cnjy.com ),如鸟类的卵细胞最大,是肉眼可见的细胞(鸡蛋的蛋黄就是一个卵细胞);棉花纤维、麻纤维都是单个细胞;成熟西瓜瓤和番茄果实内有亮晶晶小粒果肉,用放大镜可看到,它们是圆粒状的细胞;神经细胞的细胞体,直径不过0.1 nm,神经纤维可长到1 m以上。再用PowerPoint展示不同类型细胞大小的比较,让学生体验细胞的大小,由于细胞不能无限长大,多细胞生物体积的增加还有赖于细胞增殖,导入课题。
2.生物都要经历出生、生长、成熟、繁殖 ( http: / / www.21cnjy.com )、衰老直至最后死亡的生命历程,活细胞也是这样。 就在你坐在课堂学习的时候,你身体内就有许多细胞在分裂,有些细胞在生长,有些细胞在变老,有些细胞刚刚结束自己的生命历程。 生长,增殖,衰老,凋亡……细胞的生命历程大多短暂,却都对个体的生命有一份贡献。 屏幕分别播放象和鼠的生活画面。象与鼠的个体大小相差悬殊。讨论: (1)细胞体积增大,可以使生物体生长吗?为什么? (2)请推测构成象与鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何?
3.人体大约有1014个细胞,但我 ( http: / / www.21cnjy.com )们知道最终都是由一个受精卵发育来的。人的红细胞平均寿命只有120天,其他正常的细胞也都有一定的寿命。同学们从这些事实可以提出什么问题吗?( 指出细胞可以通过增殖来增加细胞数量或进行繁殖。)
●教学流程设计
课前自主探究:①阅读教材P80~8 ( http: / / www.21cnjy.com )3相关内容填写“【课前自主导学】的知识1~4及思考交流”。 步骤1:情景导课:选择【新课导入建议】中的一种方式创设情景,从而导出本课课题——细胞增殖。 步骤2:检测自学效果:①PPT展示几幅细胞分裂图像,尝试回答分裂时期;②作答【正误判断】并进行校正。 步骤3:结合教材P80图5-1完成【课堂互动探究】探究1的“问题导思”并理解细胞周期的概念及表示方法,点拨例1【审题导析】,学生自主完成例1。
步骤7:“实验探究”内容分析将准备的实验材料 ( http: / / www.21cnjy.com )及试剂按组分好,并给予实验报告单,每2人一组完成教材P82“观察植物细胞的有丝分裂”实验操作,并在报告单上绘制细胞分裂期图像,再借助投影仪展示进行等级评比。教师对例3的【审题导析】点拨后学生自主完成。 步骤6:剖析【课题互动探究】实验探究例2,学生自主完成例3进行小组分工完成【当堂双基达标】2、4小题。 步骤5:以含有4条染色体的体细胞分裂为例,引导学生尝试说出每个分裂时期的染色体、DNA数目变化情况,提示关键点的信息,绘出坐标曲线图并进行课件展示正确坐标曲线,自主完成教材P84第1~4题。 步骤4:课件动画展示细胞分裂过程图像,并观察各时期的染色体行为特征,提问学生进行描述,参看教材P81图5-2。
步骤8:诵读【结论语句】, ( http: / / www.21cnjy.com )引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现,互评后参看【本课知识小结】的【网络构建】。课下完成【课后知能检测】及教材P845~9题和【当堂双基达标】的第1、3、5小题。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.了解细胞的生长和增殖具有周期性。2.掌握细胞有丝分裂过程及各时期的特点和物质变化。3.了解无丝分裂的过程及其与有丝分裂的区别。 1.细胞周期。(难点)2.有丝分裂各时期的特点和物质变化。(重点)
细胞周期
1.细胞增殖
(1)方式:分裂。
(2)特点:具有周期性,可用放射性同位素标记法研究。
(3)意义:生物体生长、发育、生殖和遗传的基础。
2.细胞周期
(1)起止点:从一次细胞分裂结束开始,到下一次细胞分裂结束为止。
(2)时期划分:分裂间期和分裂期。在一个细胞周期内,分裂间期大约占90%~95%,分裂期大约占5%~10%。
有丝分裂
1.发生范围:真核细胞进行分裂的主要方式。
2.分裂间期:主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。
3.分裂期(动物细胞)
图示 时期 主要变化
前期 ①染色质由丝状缩短变粗,形成染色体②两个中心体分别移向细胞两极,并发出星状射线形成纺锤体③核膜解体、核仁消失
中期 在纺锤丝的牵引下,染色体的着丝粒排列在赤道板上
后期 ①每条染色体中的两条染色单体从着丝粒的连接处分开②两组均等的染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
末期 ①染色体变为染色质②核膜、核仁重现③在赤道板处细胞膜向内凹陷,细胞质一分为二
4.有丝分裂的特点和意义
(1)特点
①在有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次。
②有丝分裂产生的子代细胞具有与亲代细胞相同数目和形态的染色体。
(2)意义:保证了子代与亲代细胞间遗传性状的稳定性。
植物细胞和动物细胞有丝分裂的比较
1.相同点:都要经过分裂间期和分裂期。
2.不同点
类型项目 高等动物细胞 高等植物细胞
纺锤体的形成方式 由中心体发出的星状射线形成 由细胞两极发出的纺锤丝构成
子细胞的形成方式 在赤道板处由细胞膜向内凹陷,将细胞缢裂成两个子细胞 在赤道板处形成细胞板,细胞板由细胞中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁
在细胞的有丝分裂过程中,你能看到赤道板吗?为什么?
【提示】 不能,赤道板只是细胞内的一个方位,该方位是因为类似于地球的赤道而得名。
无丝分裂
1.特点
分裂过程中,细胞内没有染色体和纺锤体等结构的出现。
2.过程
细胞核先延长,核从中部缢裂成两个子细胞核,接着整个细胞从中部缢裂成两个子细胞。
1.细胞周期各时期时间一样长。(×)
【提示】 分裂间期时间远比分裂期长。
2.所有细胞都有细胞周期。(×)
【提示】 只有连续分裂的细胞有细胞周期。
3.核仁逐渐解体、核膜逐渐消失为有丝分裂末期的一个特征。(×)
【提示】 核仁解体,核膜消失,为有丝分裂前期的特征。
4.动物细胞的中心粒倍增发生在分裂期。(×)
【提示】 动物细胞的中心粒倍增,发生在间期。
5.显微镜下观察到进行有丝分裂的洋葱根尖分生区细胞为活细胞。(×)
【提示】 经过处理,洋葱根尖分生区细胞应为死细胞。
6.无丝分裂是原核生物具有的细胞分裂方式。(×)
【提示】 无丝分裂是真核细胞的分裂方式。
细胞周期的解读
【问题导思】
①何种细胞才具有细胞周期?
②细胞周期的各阶段之间有什么联系?
③细胞周期各阶段分别有什么特点?
1.前提条件
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期,细胞分裂结束后不再进行分裂的细胞没有细胞周期。
(2)有细胞周期的常见细胞有:受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。
(3)减数分裂形成的细胞和已分化的细胞没有细胞周期。
2.表示方法
(1)常规表示方法:
方法一为扇形图,一个完整细胞周期为:A―→A,应为顺时针。
方法二为直线图,图中a+b为一个细胞周期,c+d也为一个细胞周期。
方法三为曲线图,a+b+c+d+e+f为一个细胞周期。
(2)柱形图表示法:
说明:B的DNA含量在2C~4C之间,此时正处于DNA复制时期。
C的细胞中DNA已经加倍,说明此时细胞正处于DNA复制完成期和分裂期。
3.细胞周期中几种细胞结构的变化
(1)染色体形态变化:
染色质
(间期、末期) 染色体
(前期、中期、后期)
(2)纺锤体的变化:形成(前期)―→解体消失(末期)。
(3)核膜、核仁的变化:解体消失(前期)―→重建(末期)。
(4)染色体行为的变化:复制―→散乱分布于细胞中央―→着丝粒排列在赤道板上―→着丝粒一分为二―→移向两极。
(5)中心体的变化(动物和低等植物)
在间期复制,前期逐渐移向两极。
(6)植物细胞在末期出现细胞板。
(2013·合肥高一期末)下图表示的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.甲图的b→a与丙图的b→a所用的时间可能一样长
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实验材料最好是选植物甲
【审题导析】 解答本题应明确以下几点:(1)细胞周期的概念;(2)间期染色体复制后,数目不变;(3)实验材料应选择分裂期相对较长的植物。
【精讲精析】 A项错误, ( http: / / www.21cnjy.com )细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期比分裂期时间长得多,如按顺时针方向,细胞周期应表示为a→b→a;扇形区域表示分裂间期与分裂期的时间比,不表示绝对时间,故B项正确;C项错误,间期DNA复制,染色体数目并不加倍,两条姐妹染色单体共用一个着丝粒;观察有丝分裂最好选择丁图,因为丁分裂期相对较长,便于观察,故D项错误。
【答案】 B
有丝分裂的过程解析及有关DNA
含量与染色体数量变化的曲线解读
【问题导思】
①染色体数目和细胞核DNA数目间存在什么关系?
②确定某一细胞正处于有丝分裂后期的主要依据是什么?
③染色体和DNA分子数量的变化用坐标图如何表示?
1.细胞分裂各时期的特点
(1)染色体的周期性变化
染色体有两种形态,如图中的A和B。B是 ( http: / / www.21cnjy.com )复制后的一条染色体,它由一个着丝粒连接着两条姐妹染色单体。当染色体的着丝粒分裂后,原来的一条染色体就成为两条染色体。因为这两条染色体是由同一条染色体复制而来的,所以一般情况下,二者是完全相同的。
(2)确定某一图像分裂时期的依据
①间期:染色质状态,核仁、核膜存在。
②前期:染色体散乱排列。
③中期:着丝粒排列在赤道板上。
④后期:着丝粒分裂,染色体数目加倍。
⑤末期:形成两个子细胞,核仁、核膜重现。
2.有丝分裂过程细胞中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)
(1)DNA含量、染色单体数、染色体数含量变化
项目 间期 前期 中期 后期 末期
DNA含量 2C→4C 4C 4C 4C 4C→2C
染色单体数 0→4N 4N 4N 4N→0 0
染色体数 2N 2N 2N 2N→4N 4N→2N
(2)根据上表中数据可以作出DNA含量、染色体数目、每条染色体上DNA 含量变化曲线
说明:
①a→b,l→m的变化原因都是DNA分子复制。
②f→g,n→o的变化原因都是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,形成子染色体。
③c→d,n→o的曲线变化很相似但所处时期不同。
④c→d,h→i的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子代细胞。
⑤染色单体的数量起点为0,终点也为0。
1.植物细胞有丝分裂过程中图像外围的方框是细胞壁。
2.新的细胞壁的形成与高尔基体有关,新细胞壁的形成是分裂完成的标志。
3.赤道板不同于细胞板,赤道板是不存在的,因此在显微镜下是无法观察到的。而细胞板则是由高尔基体形成的,在末期会形成细胞壁。
(2013·扬州高一期末)下图中的甲、乙、丙表示动物细胞有丝分裂中的三个阶段,a是染色体数,b是染色单体数,c是DNA分子数,a、b、c的数量关系正确的是( )
甲 乙 丙
A.甲、乙 B.甲、丙
C.乙、丙 D.甲、乙、丙
【审题导析】 本题主要考查有丝分裂过程中染色体、染色单体及DNA三者的数量关系。
(1)染色单体(b)存在,表明染色体已复制。
(2)染色单体(b)不存在,细胞可能处于分裂末期或间期。
【精讲精析】 按照有丝分裂中各成分的数 ( http: / / www.21cnjy.com )量变化关系,可以推知图甲为前、中期细胞,图丙为末期细胞或刚进入间期的细胞。图乙从a(染色体)、c(DNA)的数量关系看,应为后期,但此时b(染色单体)数应为零,而此图中b并不为零,故不是有丝分裂过程的某个阶段。
【答案】 B
观察植物细胞的有丝分裂
1.实验原理
(1)各个细胞的分裂独立进行,在同一组织中可看到不同分裂时期的细胞。
分生组织中不同分裂时期细胞所占比例与该期占细胞周期的比例成正比。
(2)活生物
组织
死细胞(单细胞)
(3)无色染色体紫色的染色体,便于观察。
(4)高倍镜下能看清楚染色体的形态和数目,可根据细胞中染色体的存在状态及特点来确定有丝分裂的不同时期。
2.实验流程
洋葱根尖培养:实验前3~4 d,待根长到5 cm
装片
制作
观察
绘图
3.实验注意事项
(1)解离完一定要漂洗,目的是洗去多余的盐酸,防止解离过度和影响染色。
(2)将染色质和染色体染色,时间不要太长,3~5 min。
(3)加盖玻片时,注意防止产生气泡。
(4)用显微镜观察装片时,要遵循“先低后高”的原则。
(5)在观察装片时,装片的移动方向与物像的移动方向相反。
(6)观察时应先找到呈正方形的分生 ( http: / / www.21cnjy.com )区细胞,在一个视野里,往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞图像,因此,观察时要注意边观察边移动装片,观察有丝分裂各个时期。换高倍镜前,要先把低倍镜下的物像移到视野中央。
(7)在显微镜的一个视野中看到的细胞,多 ( http: / / www.21cnjy.com )数处于细胞有丝分裂间期,因为在一个细胞周期中,间期的时间占整个细胞周期的90%~95%,所占时间长短与细胞数目成正比。
(8)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂临时 ( http: / / www.21cnjy.com )装片时,所看到的细胞是死细胞,因为在用解离液解离时已将细胞杀死,由于分生区的细胞分裂时期不同,在同一时间把细胞固定后,就可以在同一个装片上观察到细胞分裂的各个时期的图像。
(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
【审题导析】 解答本题应明确:(1)“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的实验原理和步骤;(2)在一个细胞周期中,间期时间比分裂期长。
【精讲精析】 解离是用药液使组织中的细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞相互分离开,压片使细胞分散开,A正确;低倍镜视野宽,便于找到分生区,而高倍镜更容易看清染色体,B正确;由于细胞分裂间期时间长,观察到的细胞大多为间期,这时观察到的是细长丝状的染色质,C错误;观察细胞的有丝分裂,主要是观察分裂期,由于分裂期时间短,只有了解有丝分裂日周期性才便于在分裂期观察,D正确。
【答案】 C本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
细胞分裂方式无丝分裂减数分裂有丝分裂细胞周期分裂间期分裂期中期前期后期末期有丝分裂实例动物细胞的
有丝分裂植物细胞的
有丝分裂
结 论 语 句
1.细胞表面积与体积比及核质比限制了细胞的长大。
2.只有连续分裂的细胞才有细胞周期。
3.有丝分裂各分裂时期的主要特点:
(1)间期:DNA复制和有关蛋白质的合成。
(2)前期:核膜、核仁消失,出现纺锤体和染色体。
(3)中期:染色体的形态稳定,数目清晰,着丝粒排列在赤道板上。
(4)后期:着丝粒分裂,染色体数目加倍,并平均移向两极。
(5)末期:纺锤体消失,染色体变成染色质,核膜、核仁重新出现。
4.动植物细胞有丝分裂的主要区别在于纺锤体的形成及细胞的分裂方式不同。
1.(2013·南京高一期末)如图为连续分裂细胞的两个细胞周期,下列叙述不正确的是( )
A.a和b为一个细胞周期
B.c段结束DNA含量增加一倍
C.遗传物质平分一般发生在d段
D.b和c为一个细胞周期
【解析】 从时间上看,间期明显 ( http: / / www.21cnjy.com )长于分裂期,所以可以判断a、c代表分裂间期,b、d代表分裂期,由于分裂间期为分裂期提供了物质准备,所以必须分裂间期a、c在前,分裂期b、d在后。
【答案】 D
2.下列物质变化示意图中,有丝分裂过程中不可能发生的是( )
【解析】 A图可以表示有丝分裂过程中, ( http: / / www.21cnjy.com )染色体数目的变化规律;B图可以表示有丝分裂过程中核DNA数目的变化规律;C图表示有丝分裂过程中DNA∶染色体=2∶1的时期,如前期、中期。在有丝分裂过程中,不可能出现DNA∶染色单体=2∶1的时期,所以选D。
【答案】 D
3.(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(派洛宁)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】 在“植物细胞有丝分裂的实验”中, ( http: / / www.21cnjy.com )用盐酸和酒精混合液对根尖细胞进行解离,解离时,盐酸与酒精混合液使植物细胞死亡,细胞的代谢停止,细胞板的扩展停止,故选项A、C错误。在观察DNA、RNA在细胞中的分布时,常用甲基绿派洛宁染液使DNA、RNA着色为绿色、红色;在观察细胞分裂实验时,常用碱性染料醋酸洋红或龙胆紫对染色质、染色体进行染色,故选项B错误。有丝分裂不同分裂时期的细胞中,染色体的存在状态不同,可作为判断有丝分裂各时期的依据,故选项D正确。
【答案】 D
4.图示有丝分裂过程中一个细胞内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.c~d表示分裂期
【解析】 b~c时期DNA分 ( http: / / www.21cnjy.com )子数量从2C增加到4C,进行了DNA分子的复制,B正确;a~c时期为间期,染色体数目不加倍,A错误;a~f表示一个细胞周期,C项错误;c~d表示分裂期的某一时期,D项错误。
【答案】 B
5.下图为具有6条染色体的某生物细胞进行有丝分裂过程的几个阶段,据图分析回答下列问题。
甲 乙 丙 丁
(1)根据丙图的特有变化特征,可以判断 ( http: / / www.21cnjy.com )该图示表示动物细胞还是植物细胞的有丝分裂?________________________________________________________________________。
判断的依据是________________________________________________________________________。
(2)观察染色体的最佳时期是________图。
(3)染色单体数和DNA分子数相等的细胞是图中的____________________。
(4)上述细胞有丝分裂的先后顺序是___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____________________________________________________________________
(用字母表示)。
(5)作为一个完整的细胞周期,该图中缺少了细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞周期的________期,该期细胞内的主要变化特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 把握各时期的特点是解题的关键 ( http: / / www.21cnjy.com )。首先根据图中染色体的变化特征确定各个时期及其变化顺序是:乙(前期)→甲(中期)→丁(后期)→丙(末期),然后依图作答。
【答案】 (1)植物细胞 出现细胞板 (2)甲
(3)甲、乙
(4)乙→甲→丁→丙
(5)间 完成染色体的复制,包括DNA的复制和有关蛋白质的合成
一、选择题
1.(2012·漯河高一检测)若图1、图2、图3是某同学做有丝分裂实验时,在光学显微镜下观察到的图像,下列有关说法正确的是( )
图1 图2 图3
A.图1是植物根尖分生区细胞在低倍镜下所观察到的图像
B.图1转为图2的操作步骤是移装片→转动转换器→调视野亮度→转动粗准焦螺旋
C.图3是根尖经过解离、漂洗、染色、制片后,在显微镜下所观察到的图像
D.图3视野中的细胞大部分处于分裂期
【解析】 根尖分生区细胞呈正方形,图1中 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞为长方形,A项错误;B项操作步骤有误,应该是移装片→转动转换器至高倍物镜→观察并用细准焦螺旋调焦。因细胞分裂间期远远大于分裂期,因此,图3视野中的细胞大部分处于间期。
【答案】 C
2.(2012·上海高考)由细胞形态判断,下列细胞中最可能连续分裂的是( )
A B C D
【解析】 A为精子,C为肌细胞,D为神经细胞,皆为高度分化的细胞,不具备分裂能力。
【答案】 B
3.科学家用含32P的磷酸盐作标记 ( http: / / www.21cnjy.com ),浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到根尖细胞连续分裂的数据,如图所示,A~F为细胞分裂的某个阶段。下列叙述正确的是( )
A.DE阶段发生遗传物质的平均分配
B.BC阶段结束时DNA含量增加一倍
C.CD阶段完成有关蛋白质的合成
D.一个细胞周期可表示为CD+DE
【解析】 本题直观地描述了细胞周期中 ( http: / / www.21cnjy.com )分裂间期与分裂期所占时间及遗传物质复制与平均分配的相关概念。根据细胞周期的概念,分裂间期长于分裂期,所以BC段、DE段是分裂间期,AB段、CD段、EF段是分裂期。DNA含量增加与有关蛋白质的合成应该在分裂间期完成,遗传物质的平均分配在分裂期完成。CD+DE虽然在时间上等同于一个细胞周期(19.3 h) ,但生物学意义上的细胞周期一定要从一次细胞分裂结束开始,所以D选项错误。
【答案】 B
4.(2011·上海高考)如图为同一植物细胞处在有丝分裂两个不同时期的模式图,下列表述错误的是( )
A.a结构主要由纤维素和果胶组成
B.b表示细胞膜,c表示细胞核
C.d结构的形成需要高尔基体的参与
D.e的蛋白质成分是在G2期合成的
【解析】 由图可知a为植物细胞的最外层 ( http: / / www.21cnjy.com )结构,故为主要由纤维素和果胶组成的细胞壁;细胞膜与细胞壁在生活状态下是紧贴在一起的,故b表示核膜,c表示核仁;细胞板逐渐形成细胞壁,此过程与高尔基体密切相关。
【答案】 B
5.下列关于动、植物细胞有丝分裂相同点的叙述不正确的是( )
A.在分裂间期,DNA复制,含量加倍
B.在分裂前期,由中心体周围发出的星状射线形成纺锤体
C.在分裂中期,染色体的着丝粒排列在赤道板上,含染色单体
D.在分裂后期,每一个着丝粒分裂成两个,染色体数目加倍,不含染色单体
【解析】 动、植物细胞在分裂 ( http: / / www.21cnjy.com )间期DNA都要加倍;中期着丝粒都排列在赤道板上;后期着丝粒都分裂,故A、C、D三项属两者的相同点。动物细胞有中心体,并由它形成纺锤体。低等植物细胞有中心体,但高等植物细胞无中心体,而是由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体。
【答案】 B
6.细胞周期的最初阶段有一种起调节作用的“START”基因选择性表达,请在图中指出“START”基因起作用的时期( )
A.ab B.fg
C.de D.gh
【解析】 细胞周期中的ab ( http: / / www.21cnjy.com )段与ef段进行DNA复制,在这两个时期之前还有为复制做准备的时期,即下一个周期的de段,是细胞周期的最初阶段,是“START”基因起作用的阶段。
【答案】 C
7.(2013·黄山高一检测)下列关于“观察植物细胞的有丝分裂”实验过程的叙述中,正确的一组是( )
①解离的目的是用药液使组织细胞彼此分散开
②漂洗的目的是洗去根尖上的盐酸,避免与碱性染料发生中和
③用龙胆紫溶液是为了将细胞核中的染色体染成紫色
④压片可将根尖细胞压成单层,使之不相重叠
⑤当看到一个中期细胞时,要注意观察它如何进入后期、末期,以理解从中期至末期发生的变化
A.①② B.③④⑤
C.①⑤ D.②③④
【解析】 解离的目的是使细胞彼此分离,细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )未分散开,只是为细胞分散开奠定了基础,故①有误。装片上的细胞都是死细胞(因为在解离时,细胞已被杀死),不管其处于哪个时期,都不会再继续变化,所以观察一个中期细胞只能观察分裂中期的特点,故⑤有误。压片时,只有将细胞压成单层,才能看清细胞中的染色体、纺锤体等结构,从而准确确定细胞所处的时期。
【答案】 D
8.
如图为细胞分裂的某一时期,下列有关此图的叙述中,不正确的是( )
A.细胞中的中心体⑨,与纺锤体的形成有关
B. ④是一条染色体,包含两条染色单体①和③,两条染色单体由一个着丝粒②相连
C.细胞中有4条染色体,8条染色单体
D.在后期,细胞中有8条染色体,8条染色单体
【解析】 后期时,细胞中的着丝粒分裂,每条姐妹染色单体形成的子染色体(即无染色单体)由纺锤丝牵引移向细胞的两极。
【答案】 D
9.如图是一组动物细胞有丝分裂图,有关说法正确的是( )
A.b图细胞将出现细胞板,并缢裂成两个子细胞
B.c图细胞核中染色体数和DNA数相等
C.d图细胞中染色体形态和赤道板最为清晰
D.上述细胞在细胞周期中出现的顺序是a→c→d→e→b
【解析】 图中的a、b、c、d、e分别表示有 ( http: / / www.21cnjy.com )丝分裂的间期、末期、前期、中期和后期,动物细胞无细胞壁,末期不会出现细胞板;c图中DNA分子数与染色体分子数之比为2∶1;d图细胞中染色体形态清晰,但赤道板不是结构而是位置,所以不存在。
【答案】 D
10.(2013·伊犁高一联考)下图为某学生进行某实验的基本操作步骤,下列相关表述错误的是( )
A.该实验的目的是观察细胞的有丝分裂
B.该同学的操作步骤中错误的是解离后要用清水漂洗再染色
C.f步骤在临时装片上再加一块载玻片的目的是防止盖玻片滑动
D.换成高倍显微镜观察时首先应找出分裂中期的细胞
【解析】 题图为观察洋葱根尖细胞的有丝分裂实 ( http: / / www.21cnjy.com )验操作图,其中解离后就染色是错误的;f步骤在临时装片上再加一块载玻片的目的是用拇指按压使细胞分散时,避免压破盖玻片。
【答案】 C
二、非选择题
11.(2013·扬州高一期末)如图甲为有丝分裂过程中细胞内DNA含量变化曲线图,图乙为有丝分裂各时期图像(顺序已打乱),请回答:
图甲
图乙
(1)图甲中可表示为一个完整 ( http: / / www.21cnjy.com )的细胞周期的是______段,分别指出图乙中1~5的名称:[1]__________,[2]________,[3]________,[4]______,[5]________。
(2)图乙中细胞分裂的正确排序是______________。
其中染色单体形成于图________,消失于图________。
(3)若甲、乙两图表示同一种生物的细胞分裂,则甲图中的2N=________。
(4)图乙中染色体数与其他各图不 ( http: / / www.21cnjy.com )同的是图______,引起不同的原因是__________________________,此时有染色体________条,DNA分子________个,染色单体________条。
【解析】 图甲为曲线图,g→n是一个细胞周 ( http: / / www.21cnjy.com )期。图乙为各时期的图像,细胞分裂的顺序是C→E→D→A→B→F,其中1是细胞板,2是核仁,3是纺锤丝(体),4是染色体,5是细胞壁,A为分裂后期图像,着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,染色体数目加倍为12条,B为分裂末期图像。
【答案】 (1)g→n 细胞板 核仁 纺锤丝(体) 染色体 细胞壁
(2)C→E→D→A→B→F C A (3)6
(4)A、B 着丝粒分裂,两条姐妹染色单体变成两条子染色体 12 12 0
12.[创新探究] 如图为观察植物细胞(洋葱根尖分生区细胞)的有丝分裂
(染色体数为16条)实验的观察图,请据图中的编号及所指部分回答下列问题。
(1)计数染色体数目最好的时期是[ ]________。
(2)姐妹染色单体形成是在图中[ ]________。
(3)在植物细胞分裂的[ ]________需高尔基体参加。
(4)制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片的操作过程:取材―→解离―→________―→________―→________。
(5)欲观察细胞内部的细微结构,需转动 ( http: / / www.21cnjy.com )显微镜的________换高倍镜观察,物像不清楚时调节________。与低倍镜比较,高倍镜的视野________,细胞体积________而数目________。
(6)若图中④________(时期)的细胞位于视野右下方,应将装片向________移动。
(7)细胞分裂是__________________________的基础,图中细胞分裂方式的主要特征是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 本题是考查有丝分裂知识的综合 ( http: / / www.21cnjy.com )题目,涉及细胞周期各时期的特点、细胞周期中染色体和DNA的变化、制作临时装片和显微镜的使用等知识。(1)有丝分裂中期,染色体的着丝粒都排列在赤道板上,染色体的形态固定、数目最为清晰,是观察染色体形态和数目的最好时期。所以,计数染色体数目的最好时期是中期。(2)姐妹染色单体的形成是通过DNA的复制和蛋白质的合成实现的。在分裂间期的S期,细胞内完成染色体上DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,复制的结果是每条染色体都含有两条完全一样的姐妹染色单体。(3)植物细胞的高尔基体与细胞壁的形成有关。植物细胞在细胞分裂的末期,在赤道板的位置出现细胞板,细胞板由中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁,这个过程需要高尔基体的参与。(4)制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片的操作过程:取材―→解离―→漂洗―→染色―→制片。(5)在低倍镜下看清物像后,转动转换器换高倍镜。此时物像如果不清楚,只能调节细准焦螺旋,不能调节粗准焦螺旋。高倍镜下的视野比低倍镜下的要小,而细胞体积大,细胞数目少。(6)光学显微镜的成像原理是成倒像,所以欲将视野右下方的物像移动到视野中央,就应该向右下方移动装片。图中细胞④的特点是细胞核的核膜解体,核仁逐渐消失,染色体出现,这是前期的特点。(7)细胞分裂是一切细胞生物生长、发育、繁殖的基础。有丝分裂的主要特征是亲代细胞的染色体经过复制以后平均分配到两个子细胞中去。
【答案】 (1)③ 中期 (2)① ( http: / / www.21cnjy.com ) 分裂间期 (3)② 末期 (4)漂洗 染色 制片 (5)转换器 细准焦螺旋 小 大 少 (6)前期 右下方 (7)细胞生物生长、发育、繁殖 亲代细胞的染色体经过复制以后,平均分配到两个子细胞中去
第二节细胞分化、衰老和凋亡
(教师用书独具)
●课标要求
1.说明细胞的分化。
2.举例说明细胞的全能性。
3.探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系。
●课标解读:
1.了解细胞分化的过程。
2.掌握细胞分化的原因。
3.掌握细胞的全能性。
4.了解细胞全能性的运用。
5.说明细胞衰老的特征。
6.了解细胞衰老的原因。
7.说明细胞坏死与细胞凋亡的区别。
●教学地位
细胞的分化、衰老和凋亡是正常的生命现 ( http: / / www.21cnjy.com )象,是细胞生命历程中的重要内容。本节内容既是对细胞结构、功能、分裂等知识的拓展和延伸,又为学习遗传、变异打下基础,且本节知识与当今许多生命科学新进展及热点问题都有紧密联系。近三年的高考中,对细胞分化的实质、细胞全能性、细胞衰老和凋亡与人体健康的关系等常有考查。
●教法指导
1.细胞分化的概念,内涵较深刻,也是学 ( http: / / www.21cnjy.com )生较难理解的,可通过提供充分的感性材料:图像信息,多媒体课件演示动物个体发育过程,植物个体发育过程;帮助学生理解早期胚胎中彼此相似的细胞,经过分裂和分化,发育为形态、结构和功能上不相同的细胞,从而认识细胞分化的重要意义。
2.全能性的理解也比较抽 ( http: / / www.21cnjy.com )象,要结合有丝分裂来学习这部分内容。从体细胞一般是受精卵通过有丝分裂繁殖而来的,已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体,携带具有本物种特征的DNA分子的角度,得出细胞全能性。
3.对于细胞衰老的特征“一大一小一多两低”可分别对应于细胞的形态上的变化、结构上的变化及功能上的变化进行归纳总结。
4.对于细胞凋亡与细胞坏死的异同可 ( http: / / www.21cnjy.com )采取列表形式进行比较,同时强调细胞死亡有两种形式。(1)细胞坏死,它是由某些外界因素造成细胞急速死亡,是一种被动性死亡。(2)细胞凋亡,这是一种由特定基因控制的主动性死亡。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1.投影展示人体发育的图 ( http: / / www.21cnjy.com )片,提问:一般多细胞生物个体发育的起点是什么?受精之后,会发生如图中展示的一系列变化,那么所产生的细胞完全相同吗?原因是什么?引出新授课。
2.你知道什么是白血病吗? 俗称“ ( http: / / www.21cnjy.com )血癌”。其特点为造血组织中某一类型的白血病细胞在骨髓或其他造血组织中的发生恶性增生,并浸润体内各脏器、组织,导致正常造血细胞受抑制,产生各种症状。通常如何治疗呢? (放疗、化疗,目前最先进的治疗手段是骨髓移植。)为什么骨髓移植可以治疗白血病呢? (骨髓中有造血干细胞,可以产生新的血细胞。)这些形态多样的血细胞是怎样产生的? 导入课题。
●教学流程设计
课前自主探究:①阅读教材P86“ ( http: / / www.21cnjy.com )细胞分化”相关内容,填写“【课前自主导学】知识1及“思考交流1”;②阅读教材P88“细胞的全能性”栏目的内容,填写“【课前自主导学】知识2及思考交流2”;③阅读教材P89“细胞衰老和凋亡”,完成“【课前自主导学】知识3、4“及思考交流3”。 步骤1:情景导课:以【新课导入建议】中的第一或二种方式,由学生熟知的“白血病”提出问题,引出课题。 步骤2:学生互评預习效果:作答【正误判断】并进行校正。同时抢答细胞分化的概念及特点并给予校正、补充及强调。 步骤3:结合【课堂互动探究】探究1“问题导思”及相关知识点对细胞分化的实质加以剖析,点拨【名师点拨】,分析例1。
步骤7:多媒体播放青蛙变态发育,人 ( http: / / www.21cnjy.com )的胚胎发育过程中胎儿手的发育等细胞凋亡的实例,引导学生分析细胞凋亡的原因,启发学生思考细胞凋亡的意义,再结合【课堂互动探究】探究4的知识分析,比较细胞凋亡和细胞坏死的区别,尝试作答例4及【当堂双基达标】3、4题。 步骤6:展示课件“细胞衰老”的图化,分析其原因,总结其特点,结合【课堂互动探究】探究3强调细胞衰老的特征,并引导学生分析细胞衰老与个体衰老的关系,对例3的“【审题导析】”加以点拨。 步骤5:学生思考并表述教材P89图5-8中各部分名称,并对例2的【审题导析】加以点拨。学生完成【当堂双基达标】1、2、5小题等。 步骤4:学生自主完成例2的解答,展示课件几种组织培养技术产物如五里墩菊花、玫瑰等,结合【课堂互动探究】探究2对细胞的全能性的原理加以剖析。
步骤8:采取竞赛形式迅速准 ( http: / / www.21cnjy.com )确构建本课时知识网络并进行投影展示,参看【本课知识小结】的【网络构建】。课下完成【课后知能检测】所有题目及教材P93“评价指南”的第1~7题。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.了解细胞分化的过程。
2.掌握细胞分化的原因。
3.掌握细胞的全能性。
4.了解细胞全能性的运用。
5.说明细胞衰老的特征。
6.了解细胞衰老的原因。
7.说明细胞坏死与细胞凋亡的区别。 1.细胞分化和细胞的全能性。(重难点)
2.细胞衰老和细胞凋亡。(重点)
细胞分化
1.概念
同一种类型
的细胞不同的
细胞类群上发生稳定性的差异。
2.实例:骨髓干细胞的分化
骨髓干细胞
3.时期
发生在生物体的整个生命进程中。
4.实质:基因选择性表达的结果。
5.结果
在个体发育过程中,有序的细胞分化能够增加细胞的类型,进而构成生物体的组织和器官,执行不同的生理功能。
1.人是由受精卵发育而来的,有的细胞发育成头,有的细胞发育成手,受精卵怎么会有这么多功能?你知道原因吗?
【提示】 受精卵在进行增殖的过程中,产生了细胞的分化。
细胞的全能性
1.植物细胞的全能性:植物体中单个已经分化的细胞具有发育成完整个体的全部遗传物质,在适宜的条件下,仍然能够发育成完整新植株的潜能。
2.植物组织培养
(1)原理:植物细胞的全能性。
(2)基本过程:离体植物组织或细胞―→愈伤组织―→愈伤组织分化发育成胚状体―→胚状体发育成试管苗―→新植株。
(3)意义
①研究离体的组织或细胞在不受植物体其他部分干扰条件下的生长和分化规律。
②人们可以通过改变其培养条件来影响它们的生长和分化。
3.应用
(1)将离体的植物组织或细胞培育成正常植株的技术,如花药离体培养技术、茎尖分生组织无病毒植株培养技术等。
(2)研究植物器官、组织和细胞的生长、分化和发育规律,解决植物形态建成中的一些理论问题。
2.高度分化的动物细胞全能性受到限制,但细胞核是否还具备全能性呢?
【提示】 高度分化的动物细胞全能性受到限制,但其细胞核仍具有全能性。
细胞衰老
1.含义
细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应过程,最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生变化。
2.主要特征
3.决定因素
细胞自身的因素。
3.新生婴儿体内没有衰老细胞,老年人体内没有新生细胞,你认为这种说法对吗?
【提示】 不对。新生婴儿和老年人体内均有新生细胞和衰老细胞,只是所占比例不同。新生婴儿体内衰老细胞较少,新生细胞较多,老年人则相反。
细胞凋亡
1.概念
(1)决定因素:基因。
(2)过程:细胞自行结束生命。
(3)机制:遗传机制决定的程序性调控。
(4)别名:细胞程序性死亡。
2.实例
(1)蝌蚪:变态发育过程中尾的消失。
(2)女性:月经期子宫内膜的脱落。
(3)鸡:胚胎发育时蹼状物凋亡。
细胞坏死
1.机理
是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。
2.与细胞凋亡的区别
(1)细胞坏死时,其内容物释放到胞外,对周围细胞产生伤害,引发炎症反应;而细胞凋亡不会引发炎症反应。
(2)坏死细胞的DNA是随机断裂的,电泳时呈弥散条带;凋亡细胞DNA被切割成有规律的小片段,电泳时呈梯状条带。
1.同一个体发育过程中,不同的细胞中遗传信息的执行情况是相同的。(×)
【提示】 执行情况是不相同的。
2.组织培养形成的胡萝卜植株体现了植物细胞的全能性。(√)
3.同一个体中,各种体细胞具有不完全相同的遗传信息。(×)
【提示】 因同一个体中的体细胞是由受精卵有丝分裂而来,因此,具有完全相同的遗传信息。
4.对于草履虫来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。(√)
5.细胞衰老时,细胞内代谢速度加快,使细胞迅速的死亡。(×)
【提示】 代谢速度减慢。
6.细胞凋亡是一种病理过程。(×)
【提示】 细胞凋亡是自然的生理过程。
7.细胞坏死与细胞凋亡不同。(√)
细胞分化的理解
【问题导思】
①细胞分裂和细胞分化有何区别和联系?
②细胞分化的机理是什么?
1.过程
(1)概念图
(2)模式图
2.基础:各种细胞具有完全相同的遗传物质,即携带有本物种的全部遗传信息。
3.实质:不同的细胞中遗传信息的执行情况不同,控制合成的蛋白质也不同(或基因的选择性表达)。
如图示:
4.特点归纳
(1)持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中。
(2)稳定性和不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
(3)普遍性:生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础。
(4)不变性:分化后的细胞内的遗传物质并未发生变化。
对细胞分化过程的理解
1.从细胞水平分析:细胞的形态、结构和功能发生改变。
2.从亚显微结构水平分析:细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。
3.从分子水平分析
(1)蛋白质角度:蛋白质种类、数量、功能发生改变。
(2)基因角度:基因选择性表达,即遗传信息的执行情况不同,这是细胞分化的根本原因。
(2013·淮安高一期末)动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对如图的相关叙述中,错误的是( )
A.a过程表示干细胞能自我更新
B.b、c过程表示干细胞具有分化能力
C.a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同
D.b过程形成的细胞直接组成器官,可供器官移植使用
【审题导析】 解答此题应把握以下两个关键点:
(1)b、c与干细胞的形态不同说明干细胞发生了分化。a与干细胞的形态相同说明干细胞在分裂。
(2)细胞分化的结果是先形成组织。
【精讲精析】 干细胞经a过程形 ( http: / / www.21cnjy.com )成的细胞,从形态上与它自身相同,该过程实现了干细胞的自我更新。干细胞经b、c两过程形成的细胞与干细胞的形态不同,是细胞分化的结果,表明干细胞具有分化能力。经a、b、c三个过程形成的三种细胞内,蛋白质不同,这表明它们的遗传信息表达情况不同。b过程形成的细胞先形成组织,再进一步形成器官。
【答案】 D
细胞的全能性剖析
【问题导思】
①胡萝卜韧皮部细胞的全能性表达需满足哪些条件?
②各种细胞的全能性大小都一样吗?试举例说明。
1.细胞具有全能性的原因
已分化的细胞一般都有一套和受精卵相同的遗传物质,因此,分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。
2.细胞全能性的表达
(1)条件:在离体状态下,提供适宜的水、无机盐、有机营养及激素等,还需要适宜的温度等条件。
(2)差异
①植物细胞的全能性易于表达,而动物细胞的全能性受到极大限制,但动物细胞核的全能性仍可以表达。
②同一生物体内细胞全能性的高低为:受精卵>生殖细胞>体细胞。
③随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。
④细胞的全能性与细胞的分裂能力呈正相关,即分裂能力越强,全能性越大。
3.典型实例展示
(1)
说明植物细胞具有发育成完整植株的能力。
(2)
说明动物细胞的全能性受到限制,但“细胞核”仍具全能性。
1.全能性表达的标志:已分化的细胞能形成完整的个体。
2.一粒种子萌发为幼苗,并长成参天大树不是细胞全能性的体现,原因是一粒种子中已含有植物的幼体即胚。
3.胚胎干细胞经培育后形成心脏、肝脏等器官不是全能性的体现,原因是并没有形成完整的新个体。
(2012·毕节检测)有关细胞的全能性说法不正确的是( )
A.植物组织培养成功表明高度分化的植物细胞具有全能性
B.动物克隆成功表明高度分化的动物细胞具有全能性
C.细胞具有全能性是因为具有该生物的全套遗传物质
D.全能性的大小依次为:受精卵>生殖细胞>植物体细胞>动物体细胞
【审题导析】 本题主要考查细胞的全能性大小及判断,应该从以下几点考虑:
(1)动物细胞的全能性受到极大限制,但动物细胞核的全能性可以表达。
(2)一般情况下,生殖细胞全能性大于体细胞的全能性。
【精讲精析】 细胞具有全能性的基础是细胞中含 ( http: / / www.21cnjy.com )有该生物的全套遗传物质。动物克隆成功表明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,因为该过程中处理的是动物细胞核。分化程度低的细胞的全能性更易体现。
【答案】 B
细胞衰老与个体衰老
【问题导思】
①衰老细胞在结构和功能上具有哪些特征?
②细胞衰老与个体衰老有什么关系?
③细胞衰老在个体发育过程中的意义是什么?
1.细胞衰老的特征表现在组成细胞的化学成分、细胞的结构以及物质代谢的速度等方面,它们的关系如下:
(1)成分
(2)细胞结构
2.人体衰老的表现与细胞衰老特征的关系
(1)白发:头发的颜色与黑色素有关,当细胞中酪氨酸酶的活性降低时,会导致黑色素的合成减少。
(2)老年斑:老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集,主要是脂褐素的堆积。
(3)出现皱纹:脸部皮肤细胞衰老,细胞内的水分减少,使细胞萎缩。
3.细胞的寿命与细胞衰老有关
(1)单细胞生物体:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
(2)多细胞生物体的细胞总是在不断更 ( http: / / www.21cnjy.com )新着,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。但从总体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
细胞的衰老由细胞自身的因素决定,但良好的外部环境和生活饮食习惯可以延缓细胞衰老,进而延缓机体衰老。
(2013·徐州高一期末)科学家为了探究影响细胞衰老的因素,进行了如下实验。
实验Ⅰ:分别在相同的条件下,体外培养胎儿、 中年人和老年人的肺成纤维细胞,结果如下表:
细胞来源 胎儿 中年人 老年人
增殖代数 50 20 2~4
实验Ⅱ:分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养,结果如下图:
实验Ⅲ:将年轻人体细胞去核后与老年人细胞核融合;将老年人体细胞去核后与年轻人的细胞核融合,分别在体外培养,结果前者不分裂,后者分裂旺盛。
实验Ⅳ:将老年男性体细胞和年轻女性体细胞混合培养,当老年男性细胞停止分裂时,年轻女性细胞依然分裂旺盛。
(1)每个实验可以得出的结论是:
①实验Ⅰ________________________________________________________________________。
②实验Ⅱ________________________________________________________________________。
③实验Ⅲ________________________________________________________________________。
④实验Ⅳ________________________________________________________________________。
(2)从实验可以得出影响细胞衰老的因素有________________________等。
(3)欲使实验Ⅳ的设计更加严密,请写出改 ( http: / / www.21cnjy.com )进方案:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【审题导析】 解答此题应注意以下几点:
(1)实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别探究了影响细胞衰老的因素即:年龄、物种、细胞核(性别)等。
(2)探究年龄对细胞分裂能力的影响时应保证性别相同。
【精讲精析】 通过阅读材料,可以掌 ( http: / / www.21cnjy.com )握本题主要探究影响细胞衰老的因素,站在不同角度,用不同的方法通过实验加以验证。实验Ⅰ主要探究年龄与细胞增殖能力的关系。实验Ⅱ主要探究物种寿命和分裂次数之间的关系。实验Ⅲ主要探究细胞核在细胞衰老中的作用。实验Ⅳ主要探究年龄、性别与细胞衰老的关系,但此实验设计缺乏对照组。
【答案】 (1)①细胞的分裂 ( http: / / www.21cnjy.com )能力随着生物体年龄的增大而减弱 ②细胞分裂次数与物种的特异性有关,一般来讲,寿命越长的物种,体细胞分裂的次数越多 ③细胞核是决定细胞衰老的重要因素 ④细胞衰老的速度与年龄和性别有关 (2)生物的物种、年龄、性别、细胞核(3)应该增加两个对照组,具体设计为:第一组:将同年龄的男性细胞和女性细胞混合培养,然后观察实验结果,以探究在同一条件下性别对细胞分裂能力的影响;第二组:将同性别不同年龄的男性或女性细胞混合培养,探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影响
细胞凋亡和细胞坏死
【问题导思】
①细胞凋亡在生命活动过程中有什么意义?
②细胞凋亡与人体健康有什么关系?
③细胞坏死与细胞凋亡有什么区别?
1.细胞凋亡和细胞坏死的区别
细胞凋亡 细胞坏死
死亡过程 正常死亡过程 病理性死亡过程
形态变化 细胞变圆,与周围
细胞脱离 细胞外形不规则变化
结构变化 染色质、细胞质固
缩,细胞核裂解、细
胞膜内陷 染色质浓缩,线粒体、
细胞核、内质网肿胀,
细胞膜破裂
释放的物质 凋亡小体 细胞浆外溢
是否引起炎症 否 是
DNA的变化 切成有规律的小片段,电泳时呈梯状条带 随机断裂,电泳时呈弥散条带(无明显条带)
与内外关系 与刺激无关,主要由基因控制 与基因无关,由强烈刺激和损伤引起
2.细胞凋亡的意义
有利于清除
综上可以看出,细胞凋亡是一个主动的、利于个体生存的过程,细胞坏死是一个被动的、对于个体生存有害的过程。
细胞衰老和凋亡是正常的生命现象。下列属于人体细胞凋亡的是( )
A.骨折造成部分细胞死亡
B.皮肤表面每天都会有大量细胞死亡脱落
C.癌症病人化疗过程中大量白细胞死亡
D.脊髓灰质炎病毒可使部分神经细胞死亡
【审题导析】 解答本题应正确理解细胞凋亡和细胞坏死的区别:细胞凋亡是生理性的正常死亡,而细胞坏死是由不利因素引起的病理性死亡。
【精讲精析】 癌症病人化疗过程中大量的细胞死 ( http: / / www.21cnjy.com )亡,是外界因素影响下的死亡,而非自然生理条件下的凋亡;脊髓灰质炎病毒使部分神经细胞死亡是由于细胞正常代谢活动中断引起的细胞死亡,是细胞坏死现象,而不能误认为这是由于基因控制的细胞凋亡。
【答案】 B
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
细
胞
分
化实质全能性 实例意义细胞凋亡实质意义细胞衰老原因特征细胞坏死区别
结 论 语 句
1.细胞分化的实质是基因的选择性表达。
2.已分化的植物细胞具有全能性。
3.衰老的细胞内水分减少,酶活性降低,呼吸减慢,色素积累,膜通透性改变。
4.细胞凋亡是由基因调控的自行结束生命的过程。
1.(2013·周口高一检测)下图所示是细胞分化的实例,其中不正确的是( )
A B C D
【解析】 细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程,结果形成不同的细胞、组织。
【答案】 B
2.图中表示生物体内有关体细胞的一些生命现象。下列说法中错误的是( )
A.图中①过程表示细胞增殖, ②过程表示细胞分化
B.图中⑤过程表示细胞生长
C.图中②过程发生的根本原因是基因的选择性表达
D.图中③④⑤过程表示一个完整的细胞周期
【解析】 ③(物质准备)和④(细胞分裂)表示一个完整的细胞周期。
【答案】 D
3.李白有诗云:“君不见,高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪”。从细胞学的角度分析,这个过程中不会出现的变化是( )
A.细胞内水分减少
B.细胞核体积缩小
C.酶的活性降低
D.细胞内呼吸速率减慢
【解析】 该情景中叙述的是细胞的衰老,考查的是衰老细胞的特征。
【答案】 B
4.(2013·宿迁期末)在人类中有时会出现一些返祖特征,如有尾巴、毛孩、多乳房等。出现这些现象的原因是细胞的下列哪一过程受阻( )
A.细胞分裂 B.细胞分化
C.细胞衰老 D.细胞凋亡
【解析】 人在个体发育过程中,会出现有尾的阶段、全身被毛及多乳房阶段,但由于细胞凋亡的存在,出生的个体是无尾、无毛的。
【答案】 D
5.如图是某细胞增殖和分化的概念图,据图回答下列有关问题。
(1)A表示的是________过程,B表示的是________过程。
(2)b、c、d、e具有相同的____________________。
(3)若e能合成血红蛋白,则b、c、d都_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______(填“不能”或“能”)合成,其主要原因是________________________________________________________________________。
(4)若a为植物细胞,而d能在体外条件下培养成一个植物体,则说明d具有________性。
(5)a、b、c、d、e这五个细胞相比,细胞的全能性最大的是________。
(6)由相同的b或相同的c共同组成的结构层次叫________,由b、c、d、e共同组成的结构层次叫________。
【解析】 (1)A过程是一个细胞分裂成多个细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞的过程,这属于细胞增殖;B过程是分裂后的细胞形成各种不同形态结构和功能的细胞的过程,这属于细胞分化。(2)细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质,所以b、c、d、e具有相同的遗传信息或遗传物质。(3)细胞分化是基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果,e能合成血红蛋白,其他种类的细胞内的血红蛋白基因自然关闭。(4)植物细胞的全能性较高,可以在体外条件下培养成一个植物体。(5)分裂能力越强的细胞,全能性越高。a细胞是干细胞,形状是球形,还有很强的分裂能力,所以全能性最高。(6)由形态相似、结构功能相同的细胞联合在一起构成组织,不同的组织按照一定的次序结合在一起构成器官。
【答案】 (1)细胞增殖 细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )分化 (2)遗传信息或遗传物质 (3)不能 控制合成血红蛋白的遗传信息处于关闭状态 (4)全能 (5)a (6)组织 器官
一、选择题
1.(2013·仙桃高一检测)下列关于细胞分化与细胞分裂的叙述,错误的是( )
A.生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果
B.细胞分化发生在生物体的整个生命进程中
C.细胞分裂是细胞分化的基础
D.细胞分化过程中细胞中的遗传物质逐渐减少
【解析】 细胞分化是生物界普遍存在的一种生命 ( http: / / www.21cnjy.com )现象,生物体的生长和发育是细胞分裂和细胞分化的结果。如果只有细胞分裂,而没有细胞分化,生物体是不能进行正常的生长发育的。细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命进程中,但是在胚胎时期达到最大限度。没有细胞分裂,细胞就不可能分化,所以细胞分裂是细胞分化的基础。在细胞分化过程中遗传物质并没有发生变化,因为细胞核中含有保持物种遗传所需要的全套遗传物质,正因为如此,一个细胞才能培养成一个生物体。
【答案】 D
2.(2012·徐州高一检测)人的胰岛素和胰岛素酶的主要成分都是蛋白质,但合成这两种蛋白质的细胞的功能却完全不同,其根本原因是( )
A.遗传信息不同
B.遗传信息的表达情况不同
C.组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同
D.细胞器的数量不同
【解析】 合成胰岛素和胰岛 ( http: / / www.21cnjy.com )素酶的两种基因都来自受精卵,其核遗传物质是相同的,之所以表现出的功能不同,是因为遗传信息的执行情况不同,不同的细胞表达产生了不同的蛋白质。
【答案】 B
3.图示为细胞分化的原因描述,下列有关说法不正确的是( )
A.图示各种细胞含有完全相同的遗传信息
B.②细胞中也含有与①一样的全套基因(包括A、B)
C.不同的细胞中遗传信息的执行情况不同
D.合成蛋白质A时,基因B也处于活跃状态
【解析】 合成蛋白质A时,基因A处于活跃状态,而基因B则处于关闭状态,由此判断D项错误。
【答案】 D
4.(2013·信阳高一检测)下列植物细胞的全能性在给定的适宜条件下,最易表达的是( )
A.月季胚珠内的卵细胞
B.月季某一枝条上的嫩芽
C.月季根尖分生区细胞
D.月季的子房壁细胞
【解析】 枝条上的一个芽、 ( http: / / www.21cnjy.com )子房壁细胞、根尖分生区细胞均属于体细胞,而胚珠内的卵细胞属于生殖细胞。在适宜条件下,生殖细胞的全能性大于体细胞的全能性,即细胞的全能性大小顺序依次是受精卵、卵细胞(或精细胞)、体细胞。
【答案】 A
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.壁虎断尾后重新长出尾部
B.蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂
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】 根据细胞全能性的概念判断, ( http: / / www.21cnjy.com )壁虎断尾后重新长出尾部,用体外培养的皮肤治疗烧伤病人,小鼠腺细胞的自我复制是细胞的有丝分裂进行增殖,均未发育成一个新的个体;只有蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂符合全能性的概念。
【答案】 B
6.人体的表皮细胞和神经细胞同属外胚层细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞的后代,但它们的形态、结构和生理功能却迥然不同。这两种的细胞的差异是稳定不变的,它们都不能恢复到原来外胚层细胞的形态和结构,这说明( )
A.细胞分化具有持久性
B.细胞分化一般是不可逆的
C.细胞分化是基因选择性表达的结果
D.分化的细胞仍具有全能性
【解析】 人体的表皮细胞和神经细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )同属外胚层细胞的后代,其形态、结构和生理功能发生差异,这显然是细胞分化的结果。细胞分化是稳定的,不可逆转的,并且在胚胎发育的早期,细胞分化的方向就已确定,因此它们都不能恢复到原来外胚层细胞的形态和结构。
【答案】 B
7.(2013·盐城高一期末)关于细胞凋亡与细胞坏死,下列说法正确的是( )
A.细胞凋亡是由细胞内的遗传物质控制的
B.细胞坏死是细胞凋亡的同义词
C.细胞坏死受到严格的由遗传机制决定的程序性调控
D.被病原体感染的细胞的清除与细胞凋亡无关
【解析】 细胞坏死是由病理性变化或 ( http: / / www.21cnjy.com )剧烈损伤造成的细胞死亡,不是细胞凋亡的同义词;细胞凋亡是由基因所决定的,受到严格的由遗传机制决定的程序性调控;细胞凋亡有利于清除衰老细胞、被病原体感染的细胞等。
【答案】 A
8.细胞凋亡又称细胞程序性死亡,其大致过程如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程
B.细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体,需要消耗能量
C.细胞凋亡发生过程中,细胞内容物不释放出来
D.吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关
【解析】 细胞凋亡是由基因决 ( http: / / www.21cnjy.com )定的细胞自行结束生命的过程;依图示可知,细胞凋亡过程中细胞崩溃,分解成多个凋亡小体,被小泡包裹,使细胞内容物不释放出来,然后被吞噬细胞吞噬,这一过程需要消耗能量。吞噬细胞中含有大量的溶酶体,能释放出水解酶消化凋亡小体。
【答案】 A
9.人体内成熟的红细胞衰老具有下列哪些特征( )
①水分减少,细胞萎缩 ②新陈代谢的速度减慢
③某些酶的活性降低 ④呼吸速度上升 ⑤色素积累增多 ⑥细胞的呼吸速度减慢 ⑦细胞核体积增大 ⑧细胞膜的通透性功能改变
A.①②③④⑤⑦⑧ B.①②③⑤⑥⑦⑧
C.①②③⑤⑥⑧ D.①②③④⑤⑧
【解析】 本题考查红细胞的结构和 ( http: / / www.21cnjy.com )衰老细胞的特征。衰老的细胞具有以下五个基本特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小。(2)有些酶的活性降低。(3)细胞内的色素逐渐积累。(4)细胞呼吸速度减慢,核增大,染色质固缩、染色加深。(5)细胞膜通透性改变,使物质运输能力降低。根据以上特征判断,①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老细胞的特征,但由于红细胞没有细胞核,因此要去除⑦。
【答案】 C
10.下列哪项不属于细胞凋亡的生物学意义( )
A.细胞凋亡是生物体正常发育的基础
B.细胞凋亡能维持组织中细胞数目的相对平衡
C.细胞凋亡是机体对外界刺激的应急反应
D.细胞凋亡是机体的自我保护机制
【解析】 细胞凋亡是由内在因素即遗传物质决定的。
【答案】 C
二、非选择题
11.(2013·淮安高一联考)如图为细胞重要的生命活动图解。请据图回答下面的问题:
(1)A、B、C、D中,染色体结构动态变化主要发生在________过程中。
(2)细胞增殖的主要方式是________________________________________________________________________。
(3)细胞分化是个体发育的基础,就一 ( http: / / www.21cnjy.com )个个体来说,乳腺细胞与心肌细胞的遗传信息________,但形态、结构和功能却________,这是因为________________________________________________________________________。
(4)随着年龄的增长,一根根青丝变成了白发;额角也渐渐爬满皱纹,这与____________有关。
(5)细胞的凋亡由于受到严格的遗传 ( http: / / www.21cnjy.com )机制决定的程序性调控,所以也称为________________。当HIV病毒侵入机体的淋巴细胞后,会使淋巴细胞大量死亡,淋巴细胞大量死亡是否属于细胞凋亡?________________________________________________________________________。
【解析】 细胞增殖的主要方式是有丝分 ( http: / / www.21cnjy.com )裂,而染色体的动态变化就发生在细胞分裂的过程中,细胞增殖使细胞数目增多,而细胞分化使细胞的形态和功能发生改变;人变老时,细胞会衰老,细胞内水分减少,细胞内酪氨酸酶活性降低,黑色素的合成减少等;HIV病毒侵入机体T淋巴细胞后,会使细胞正常代谢受损和中断,从而引起细胞的坏死。
【答案】 (1)A (2)有丝分裂
(3)相同 不同 基因的选择性表达
(4)细胞的衰老
(5)细胞程序性死亡 不属于
12.(2012·徐州高一检测)美 ( http: / / www.21cnjy.com )国科学家斯图尔德将分离得到的成熟胡萝卜的韧皮部细胞进行培养,使其由单个细胞发育成完整的新植株,如图所示,请分析:
(1)科学家所用的技术称为________________。
(2)分离出来的胡萝卜细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞成为细胞团是通过________________________________________________________________________
__________________来完成的。
(3)细胞团中,相同的细胞在发育成胚状体和新植株的过程中,形态、结构和生理功能逐渐向不同方向变化,这种现象叫做________。
(4)该实验说明植物细胞具有________。
【解析】 在离体条件下将植物组织、细胞培育成新个体的过程称为植物组织培养,利用了细胞的全能性。
【答案】 (1)植物组织培养 (2)有丝分裂 (3)细胞分化 (4)全能性
13.[实验探究] 探究控制细胞衰老的物质究竟在细胞核内,还是在细胞质中。
(1)材料用具:年轻女性体细胞(用A表示)、年老男性体细胞(用B表示)、培养液。
(2)实验步骤:①单独培养 ( http: / / www.21cnjy.com )A,细胞增殖次数______,单独培养B,细胞增殖次数________,混合培养A、B,A细胞增殖次数________,B细胞增殖次数________。
②a.将________A与B的________融合后培养,细胞增殖次数较少。
b.将________与________融合后培养,细胞增殖次数较多。
(3)实验结论:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 年老男性的体细胞普遍衰老, ( http: / / www.21cnjy.com )因此,细胞分裂不旺盛,而年轻女性的体细胞普遍处于旺盛的分裂状态。两者混合培养时并不发生联系,即不改变彼此的分裂状态。若将去核的A与B的细胞核融合后培养,细胞增殖次数少,说明A细胞质不改变B细胞核的分裂状态。若将A的细胞核与B的细胞质融合后培养,细胞依然旺盛增殖,说明B的细胞质不改变A细胞核的分裂状态。因此,可以说明控制细胞衰老的物质在细胞核中。
【答案】 (2)①较多 较少 较多 较少
②去核的 细胞核 A的细胞核 去核的B
(3)控制细胞衰老的物质在细胞核中
第三节关注癌症
(教师用书独具)
●课标要求
1.说出癌细胞的主要特征。
2.讨论恶性肿瘤的防治。
3.搜集恶性肿瘤防治方面的资料。
●课标解读
1.掌握癌细胞形成的原因及癌细胞特征。
2.了解致癌因素,远离致癌因子及我国癌症的防治。
3.关注癌症患者的心理健康。
●教学地位
细胞的癌变是细胞生命历程中出现的异 ( http: / / www.21cnjy.com )常现象。本节课内容与生活方方面面包括饮食、居住等密切相关,即癌症既是生物学热点,又是医学界与社会的热点。在近三年的
高考中,多以背景材料为载体考查癌细胞的特征及预防等。
●教法指导
1.利用多媒体图片及提问形式总结癌细胞的三个重要特征:恶性增殖的“不死细胞”;形状显著改变的“变态细胞”;黏着性下降的“扩散细胞”。
2.对于细胞癌变的内因可让学生尝试绘出简洁明了的概念图(如下图所示)。
癌基因
(教师用书独具)
●新课导入建议
1.导言:今天上课,我先给大家介绍几位 ( http: / / www.21cnjy.com )明星(梅艳芳、李媛媛、罗文、马三立、帕瓦罗蒂等)。(屏幕展示) 在我们为这些优秀的人物的英年早逝而深深叹息时,更让我们体会到了夺去他们生命的罪魁祸首——癌症对人类健康的威胁。这更加坚定了我们战胜癌症的信心。今天,我们就一起来学习有关细胞癌变的知识。
2.人类在地球上没有天敌,但却有 ( http: / / www.21cnjy.com )着威胁人类生命的敌人——疾病,其中“四大杀手”是指哪四种疾病呢?(心血管疾病、癌症、艾滋病及糖尿病)其中癌症是全世界首要的死因之一。据世卫组织估计,如不进行干预,2005年至2015年期间将有8400万人死于癌症。为了倡导新的方法促进各组织间的合作,加快癌症研究、预防及治疗等领域的进展,为人类造福,定于每年的2月4日为“世界癌症日”。2013年世界癌症日的主题是:“你了解癌症吗?”。癌症是什么原因引起的呢?如何预防癌症呢?导入课题。
3.一首《感恩的心》唤起 ( http: / / www.21cnjy.com )学生对生命的热爱,同时感受到生命的脆弱与可贵。引用名人事例,吸引学生的注意力和兴趣,引起学生对健康的关注,对社会的责任感,使学生对癌症深恶痛疾,有了自己的思考与认识后,自然引入本课时课题。
●教学流程设计
课前自主探究:①阅读教材P95第1标题相 ( http: / / www.21cnjy.com )关内容,填写“【课前自主导学】知识1及思考交流”;②阅读教材P97~98内容完成“【课前自主导学】知识2”。 步骤1:情景导课:以【新课导入建议】中的第三种方式进行导入新课,播放MTV《感恩的心》,并齐唱这首歌,同时播放癌症患者图片,导入课题。 步骤2:组间互评预习效果,由小组长进行监督。即互评【正误判断】,并由教师给予评判及校正。 步骤3:展示课件“癌细胞及正常细胞”的图片,比较后总结癌细胞的特点。结合【课堂互动探究】强调癌细胞的特点,对例题的【审题导析】加以点拨。
步骤7:采取竞赛形式迅速准确构建 ( http: / / www.21cnjy.com )本课时知识网络并进行投影展示,参看【本课知识小结】的【网络构建】。课下完成【课后知能检测】并诵读【结论语句】。 步骤6:结合教材P95【学习目标】进行节末反思,对未掌握的内容展开小组讨论或提问解答。自主完成教材P98第1~6题,小组互评后校正。 步骤5:1分钟记尝试举出4种致癌因子的实例,由学生讨论完成例1和【当堂双基达标】1~5小题。 步骤4:展示各种致癌因子的图片,由学生归纳出致癌因子的种类。并进行2分钟的有关远离致癌因子的即席演说,由老师给予评判。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.掌握癌细胞形成的原因及癌细胞特征。2.了解致癌因素,远离致癌因子及我国癌症的防治。3.关注癌症患者的心理健康。 1.癌细胞形成的原因。(难点)2.癌细胞的特征。(重点)
癌细胞的形成
1.致癌因子
(1)概念:引发细胞癌变的环境因素。
(2)分类:物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。
2.有关基因
基因 原癌基因 抑癌基因
正常功能 其产物是细胞生长、增殖和分化的调控因子 其产物是正常细胞增殖过程中的一类调控因子。它编码的蛋白质往往在细胞周期的特定时期阻止细胞周期的进程
异常结果 该基因的变异是正常细胞癌变的主要内因 如果该基因突变,会导致细胞周期失控,细胞过度增殖,从而引发细胞的癌变
3.致癌因子的作用方式:通过改变正常细胞中遗传物质的结构或功能而诱发细胞的癌变。
4.癌细胞的特征
(1)无限增殖。
(2)没有接触抑制。
(3)具有浸润性和扩散性。
(4)逃避免疫监视。
原癌基因本身对细胞有害吗?
【提示】 没有。原癌基因是维持机体正常生命活动所必需的基因,它在细胞分裂过程中负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。
我国的癌症防治
1.癌症的三级预防
(1)一级预防:防止和消除环境污染。
(2)二级预防:防止致癌因子影响。
(3)三级预防:高危人群早期检出。
2.癌症的治疗方法:放射治疗、化学治疗和手术切除等。
3.治疗癌症的药物设计的基础:阻止有丝分裂间期DNA的复制或分裂期纺锤体的形成,使细胞不能增殖。
1.能连续分裂的细胞都是癌细胞。(×)
【提示】 只有失去控制的恶性增殖细胞才是癌细胞。
2.人体所有细胞的染色体上,都含有与癌有关的基因。(√)
3.癌细胞的细胞膜表面的糖蛋白等物质会不断增加。(×)
【提示】 应是不断减少。
4.香烟中的尼古丁属于化学致癌因子。(√)
5.癌症都是不治之症。(×)
【提示】 不都是,很多癌症是可以治愈的。
6.癌细胞的形态结构发生的变化不明显。(×)
【提示】 应发生显著变化。
癌细胞的主要特征及癌变机理
【问题导思】
①与正常细胞相比,癌细胞有什么特征?
②引起细胞癌变的外界因素有哪些?
③正常细胞癌变的机理是怎样的?
1.癌细胞的主要特征
(1)恶性增殖的“不死细胞”
癌细胞与正常细胞的比较
细胞来源 细胞周期 分裂次数 存活时间
正常人的肝细胞 22 h 50~60 45.8~55 d
海拉宫颈癌细胞 22 h ∞ 多代传递
(2)无接触抑制:体外培养时正常细胞生长至彼此接触时即停止分裂,而癌细胞不因为相互接触而停止分裂。如图:
(3)具有浸润性和扩散性:细胞膜表面的糖蛋白减少→细胞间黏着性下降→细胞容易移动(易扩散、转移)。
(4)能逃避机体的免疫监视:由于癌细胞表面的特异性蛋白等减少或缺失,往往冲破细胞识别作用的束缚而逃避机体免疫监视。
2.癌变机理
癌细胞在增殖过程中以有丝分裂方式进行,细胞周期变短,细胞中核糖体数量上升。
(2012·扬州检测)下列关于癌细胞的结构或物质与功能相适应的说法,错误的是( )
A.癌细胞的产生与细胞的畸形分化有直接关系
B.癌细胞细胞膜两侧镶嵌的糖蛋白数量比正常的体细胞少很多
C.体细胞癌变后会丧失原来的生理状态,但其细胞核依然具有全能性
D.癌细胞的分裂、生长过程需要大量的核糖体参与合成蛋白质
【审题导析】 解答此题需明确癌细胞的特征并注意以下几点:
(1)癌细胞具有“不死性”,细胞代谢异常旺盛。
(2)癌细胞来源于正常细胞的畸形分化。
【精讲精析】
选项 逐项分析
A正确 癌细胞的产生是细胞畸形分化的结果
B错误 糖蛋白只分布在细胞膜外侧,其减少是癌细胞扩散的原因
C正确 由于癌变细胞的细胞核中含有全套的遗传信息,所以仍具有全能性
D正确 核糖体是蛋白质合成的场所,癌细胞的分裂、生长需要大量蛋白质,因此需要大量核糖体的参与
【答案】 B
癌症的预防及治疗
【问题导思】
①如何预防癌症?
②癌症治疗的原则与方法有哪些?
1.预防——远离致癌因子
(1)物理致癌因子:主要是电离辐 ( http: / / www.21cnjy.com )射,如X射线,γ射线可以引起人类皮肤癌、骨癌、肺癌、白血病等,紫外线辐射和长期日光照射会引起皮肤癌。长期接触纤维类(如石棉、玻璃丝)的人易患肺癌。
(2)化学致癌因子:种类 ( http: / / www.21cnjy.com )达数千种。某些无机化合物,如石棉、砷化物等均可致癌;有机致癌化合物更多,如联苯氨、苯和含苯并芘的化合物、亚硝酸盐、黄曲霉毒素等,还有某些抗生素和止痛药以及一些农药均可引起恶性肿瘤。
(3)病毒致癌因子:可能是作为 ( http: / / www.21cnjy.com )综合病因的一种而参与致癌。现在已经发现的有150多种,如人类鼻咽癌和宫颈癌与EB病毒有关;白血病、肉瘤和何杰金氏病与C病毒有关。
2.治疗——控制和消除癌症
(1)早期癌症,病变范围小,病 ( http: / / www.21cnjy.com )人一般体质还好,此时应当机立断,迅速采取有效消灭癌症的治疗措施,包括手术切除根治,根治性放射治疗和化学治疗等,如果拖延,贻误时机,则后患无穷。
(2)假若是晚期病人,由于病人的免 ( http: / / www.21cnjy.com )疫和防御机能下降,经不起强烈的抗癌措施(根治性手术治疗、放疗、化疗等),需通过中西医结合的药物治疗,提高机体的抗癌能力。
每年的2月4日,是世界抗癌日,今年抗癌日的主题是“你了解癌症吗?”下列有关描述正确的是( )
A.长期接触癌症患者的人细胞癌变概率增加
B.癌症是致癌因子引发的,患病几率与年龄无关
C.艾滋病患者与正常人患癌症的几率相同
D.亚硝酸盐可通过改变基因的结构而致癌
【审题导析】 解答此题应从以下几点考虑:
(1)明确癌症不是传染病。
(2)免疫力低的人易患癌症。
【精讲精析】 亚硝酸盐是一种常见的化学致 ( http: / / www.21cnjy.com )癌因子,而癌变细胞与正常细胞相比,其遗传物质已发生了改变。癌症不是传染类疾病,与患者接触不会增加患癌的几率。一般情况下,老年人易患癌症。艾滋病患者抵抗力差,患癌症的概率大于正常人。
【答案】 D本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
细胞的癌变致癌机制各种致癌
因子通过
改变正常
细胞中遗
传物质的
结构或功
能而诱发
细胞的癌
变特征化学
致癌
因子举例各种
化合
物物理
致癌
因子举例各种
辐射病毒
致癌
因子举例各种
病毒特征没有
接触
抑制无限
增殖浸润
性和
扩散
性逃避
免疫
监视防治预防诊断治疗
结 论 语 句
1.癌细胞具有①无限增殖,②没有接触抑制,③浸润性和扩散性,④逃避免疫监视等特征。
2.致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。
3.原癌基因主要调节细胞周期;抑癌基因主要阻止细胞不正常的增殖。
4.癌细胞中的遗传物质发生了改变,即发生了基因突变。
1.2011年3月,日本福岛核电站发生了核泄漏,其中的131I在核电站周围被检测到,131I属于哪种致癌因子( )
A.物理致癌因子 B.化学致癌因子
C.病毒致癌因子 D.以上答案均不是
【解析】 核电站发生事故后,131I具有很强的放射性即属于核辐射,为物理致癌因子。
【答案】 A
2.(2011·山东高考改编)下列有关细胞癌变的叙述,正确的是( )
A.基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传
B.石棉和黄曲霉毒素是不同类型的致癌因子
C.癌细胞的线粒体和核糖体的活动都很旺盛
D.癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓
【解析】 由于癌细胞具有不断增殖 ( http: / / www.21cnjy.com )的能力,所以生命活动较为旺盛,主要表现在线粒体和核糖体的活动旺盛方面;基因突变通常发生在体细胞中,而体细胞发生的癌变一般不能遗传;石棉和黄曲霉毒素都属于化学致癌因子;癌细胞能无限增殖,故细胞代谢没有减缓。
【答案】 C
3.下列关于癌细胞特征的说法,错误的是( )
A.癌细胞能够无限增殖,可以看成是不死的细胞
B.癌细胞和衰老细胞一样,其形态结构发生了变化,膜的通透性降低
C.癌细胞的表面发生了变化,如糖蛋白减少
D.癌细胞中核糖体较多
【解析】 A、C项很明显是教材中所述的 ( http: / / www.21cnjy.com )癌细胞的特征。D项是根据癌细胞能够无限增殖的特征推测的,因为细胞不断增殖,蛋白质就不断合成,因此合成蛋白质的场所——核糖体应该较多。B选项中虽然癌细胞的形态结构发生了变化,但膜的通透性并不是降低。由于癌细胞分裂速度快,可推测膜的通透性应该增高。
【答案】 B
4.(多选)癌细胞与正常细胞相比较有哪些主要特征( )
A.癌细胞的培养过程没有接触抑制现象
B.癌细胞能逃避免疫监视
C.能够无限增殖
D.癌细胞是畸形分化的细胞
【解析】 A、B、C三项均为癌细胞的特征,细胞畸形分化与癌细胞的产生有直接关系,但不是癌细胞的特征。
【答案】 ABC
5.(2013·南京期末)攻克癌症是当前 ( http: / / www.21cnjy.com )医学上重要的研究课题,在过去的几十年中出现了多种癌症治疗方法,主要包括手术治疗、放射治疗、化学治疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗等。请回答下列一组有关癌症及其治疗的问题。
(1)(多选)癌细胞通常是由正常细胞的基因发生改变后形成的。通常能够引起基因改变的因素可能有( )
A.紫外线 B.甘油 C.肝炎病毒 D.煤焦油及其衍生物苯 E.葡萄糖 F.尼古丁 G.丙酮
H.核辐射
(2)上述因素使正常细胞中的________________发生________,从而导致癌变的发生。
(3)化疗时应用的烷化剂如二 ( http: / / www.21cnjy.com )氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应,从而阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的______期。化疗还可以采用其他药物,如5 氟尿嘧啶,它的结构与尿嘧啶非常相似,可以干扰DNA复制以及________和________的合成。
(4)放疗是利用射线如放 ( http: / / www.21cnjy.com )射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗或加速器产生的X射线、电子束、中子束、质子束及其他粒子束等照射患处,杀死癌细胞的一种方法。放疗与化疗相比,对患者全身正常细胞影响较小的是________。
【解析】 正常细胞中的抑癌基因和原癌基因 ( http: / / www.21cnjy.com )在外界物理、化学、病毒等致癌因子的作用下发生突变,使细胞转变成无限增殖的癌细胞。癌细胞不断进行有丝分裂,在分裂间期进行DNA复制和RNA及蛋白质的合成。通过利用药物和射线作用在分裂间期使DNA复制受阻,从而使癌细胞的恶性增殖受阻,以延长患者的生命。化疗有明显的缺陷,化学物质在抑制癌细胞增殖的同时,对正常的细胞也不利。
【答案】 (1)ACDFH (2)原癌基因和抑癌基因 突变 (3)间 RNA 蛋白质 (4)放疗
一、选择题
1.下列图示是四种人体细胞的培养结果,图中所示细胞最可能是癌细胞的是( )
【解析】 癌细胞能无限增殖且没有接触抑制现象,而正常细胞在分裂时若相互接触便会相互抵制,停止分裂。
【答案】 D
2.(2011·江苏高考)关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是( )
A.细胞分化导致基因选择性表达,细胞种类增多
B.细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小
C.细胞凋亡受基因控制,不利于个体生长发育
D.细胞癌变导致细胞黏着性降低,易分散转移
【解析】 基因的选择性表达导致细胞分化 ( http: / / www.21cnjy.com ),细胞的种类增加,A项错误;衰老的细胞中大多数酶活性降低,细胞核体积增大,细胞的体积变小,B项错误;细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡,是细胞的正常生命现象,对机体是有积极意义的,C项错误;因癌细胞膜表面的糖蛋白减少,细胞之间的黏着性降低,癌细胞容易分散转移,D项正确。
【答案】 D
3.(2012·新乡检测)一个患有原发性胃癌的病人,体检时发现肝部也有癌细胞,这是因为( )
A.癌细胞能够无限增殖
B.胃部癌细胞形态、结构发生变化
C.癌细胞能够分散和转移
D.癌细胞膜表面糖蛋白增加
【解析】 癌细胞具有能够无限增殖、细胞形态结构发生变化、细胞能够分散和转移、膜表面糖蛋白减少等特征。题干中的实例说明癌细胞能够分散和转移。
【答案】 C
4.细胞癌变的根本原因是( )
A.癌细胞受到有害刺激
B.原癌基因被激活,抑癌基因失活
C.细胞发生转移
D.致癌基因高度表达
【解析】 细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变造成的。
【答案】 B
5.(2013·安康高一期末)下列有关细胞癌变的说法中,不正确的是( )
A.癌细胞是畸形分化的体细胞
B.肝炎病毒会将自身DNA整合到肝细胞中,使肝细胞由于遗传物质发生改变而引发肝癌
C.常吃含苏丹红的食品会增加癌症的发病率,其变异来源是基因突变
D.癌症的发生与心理状态无关
【解析】 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。
【答案】 D
6.下列属于癌细胞特征的是( )
①无限增殖 ②代谢速度减慢 ③细胞膜上糖蛋白减少 ④易转移 ⑤产生大量的毒素
A.①②③④ B.①③④
C.①③④⑤ D.①②③④⑤
【解析】 代谢速度减慢是衰老细胞的特征;癌细胞的基本特征是无限增殖,细胞膜表面的糖蛋白减少,所以易转移。
【答案】 B
7.2009年1月5日出版的《癌细胞》 ( http: / / www.21cnjy.com )杂志上,美国研究人员称,他们发现名为MTDH的基因在乳腺癌患者体内起关键作用,其增加了癌细胞扩散的概率并且能够抵抗化疗。下列叙述不正确的是( )
A.抑制MTDH基因时,肿瘤细胞扩散的可能性大大减少,治疗效果显著提高
B.细胞癌变后,膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质,这些蛋白质会成为抗原,引起机体的免疫反应
C.某种抗癌药可以抑制DNA的复制,从而抑制癌细胞的增殖,但对其他细胞也会有影响
D.放疗、化疗都可以用于治疗癌症,化疗效果较好
【解析】 从题干给定的信息可推断 ( http: / / www.21cnjy.com )MDTH基因的表达与否会影响机体内癌细胞的扩散概率的大小且对化疗有抵制作用。正常细胞受到某些致癌因子影响后,细胞膜表面的蛋白质结构可能发生改变,成为抗原(如癌胚抗原等)。抗癌药物的作用机理一般为抑制癌细胞的间期复制,使其停留于间期,无法进行DNA复制,进而无法增殖。化疗、放疗机理分别是阻止癌细胞的增殖和杀死癌细胞。化疗有明显的缺陷,即化学物质抑制癌细胞增殖的同时也会对正常细胞的分裂产生不利的影响,而放疗对患者全身细胞影响较小。
【答案】 D
8.(2013·西安高一期 ( http: / / www.21cnjy.com )末)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】 本题结合人体健康考查细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )分化、癌变和衰老的知识。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。
【答案】 A
9.我国对常见肿瘤的治疗及预防,采取的综合性防御措施是( )
①早期发现 ②早期诊断 ③早期治疗 ④手术切除
⑤放疗化疗
A.①②③ B.①②④ C.③④⑤ D.④⑤
【解析】 我国的肿瘤防治策略:主要在于“防”,“防”比“治”更重要,所以预防癌症越早越好。
【答案】 A
10.《科学》杂志评出“饿死 ( http: / / www.21cnjy.com )肿瘤研究”为“2004年世界十大科技突破”之一。临床试验结果显示:一种抑制肿瘤血管生长的药物与传统化疗药物结合,可延长结肠癌患者存活期。这里利用的原理不包括( )
A.诱发癌细胞基因突变
B.减少癌细胞的营养供应
C.阻止癌细胞的增殖
D.抑制癌细胞的分裂
【解析】 肿瘤血管供应肿瘤细胞营养物质 ( http: / / www.21cnjy.com ),其基因突变抑制肿瘤血管生长,就减少了癌细胞的营养供应,从而抑制癌细胞生长;传统化疗药物作用于癌细胞分裂间期,阻止DNA复制,使癌细胞不能够分裂增殖,从而达到控制癌细胞的目的,并不是通过诱发癌细胞基因突变来治疗。
【答案】 A
二、非选择题
11.(2013·盐城高一期末)2001年 ( http: / / www.21cnjy.com )诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家。这三位科学家发现了调控细胞周期的一系列基