高中生物总复习讲解课件：专题7 细胞的生命历程(共48张PPT)

(共48张PPT)
第1部分 分子与细胞
专题7　细胞的生命历程
考点1　细胞的增殖
一、细胞增殖和细胞周期
细胞增殖 细胞周期

易混易错 (1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期,高度分化的细胞没有细胞周期,发
生减数分裂的细胞也无细胞周期。
(2)不同生物细胞的细胞周期存在差异,同种生物的不同细胞的细胞周期不一定相同,
分裂旺盛的细胞细胞周期较短。
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 分裂间期 (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
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 有丝分裂 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
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 有丝分裂 后 期 (1)着丝粒分裂,染色体数目加倍。 (2)姐妹染色单体分开移向细胞两极
(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。(3)核膜、核仁重新出现。(4)植物细胞在赤道板的位置上形成细胞板(与高尔基体有关),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;
(2)核DNA:4n→2n;
(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
2.有丝分裂的意义:将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,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,因此在细胞的亲代和子代之
间保持了遗传的稳定性。
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)着色 制 片 流 程 与 观 察 解离 解离液(95%酒精和15%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,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 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。
小表达 (1)没有纺锤丝的牵引,着丝粒　　 (填“能”或“不能”)分裂,原因是　
　 　　　　　　　　　　 。
(2)(必修1 P58)染色体和染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种状态,这两种不同
的状态对细胞生命活动的意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
染色体呈高度螺旋状态,有利于在细胞分裂过程中移动并平均分配到子细胞中去;而染色质呈细丝状,有利于DNA解螺旋完成复制、转录等
能
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
考点2　减数分裂和受精作用
一、减数分裂
1.减数分裂及相关概念
适用范围 进行有性生殖的生物
特点 染色体复制一次,细胞分裂两次
结果 成熟生殖细胞中染色体和核DNA数目比原始生殖细胞的减少一半
相关概念 辨析

1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个核DNA分子=8条脱氧核苷酸链
2.哺乳动物精子、卵细胞形成过程(以二倍体为例:设体细胞含2N条染色体)
时期 图像 细胞 主要特点 数目变化 精子形成过程 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
时期 图像 细胞 主要特点 数目变化 精子形成过程 卵子形成过程 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 4N ↓ 2N 4N
↓
2N
时期 图像 细胞 主要特点 数目变化 精子形成过程 卵子形成过程 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 2N 2N 2N
→0
末 期

核膜、核仁重新出现,纺锤丝逐渐消失,末期结束时,细胞一分为二,染色体数目减半 2N ↓ N 2N ↓ N 0
易混易错 一个含n对同源染色体的精原细胞能产生的配子种类是2种(不考虑突变和
互换)。一个含n对同源染色体的雄性个体可形成至少2n种配子。
小表达 (2022福建,12改编)配子多样性形成的原因是　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
减数分裂Ⅰ前期四分体中非姐妹染色单体互换,减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合
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
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
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 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 2.有丝分裂与减数分裂过程的辨析
示例:
知识链接 DNA复制过程中染色体标记问题
3.有丝分裂和减数分裂过程中相关物质的变化及分析
考点3　细胞的分化、衰老和死亡
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
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
知识拓展 (1)干细胞分类:根据来源不同可分为成体干细胞和胚胎干细胞。根据分化
潜能分为全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞(如表)。
名称 概念 示例
全能干细胞 具有形成完整个体的分化潜能的干细胞 受精卵
多能干细胞 具有分化出多种细胞、组织潜能的干细胞 造血干细胞
单能干细胞 仅能分化产生一种或几种类型的干细胞 肠上皮干细胞
(2)管家基因和奢侈基因
①管家基因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、核
糖体蛋白基因、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。
二、细胞的衰老和死亡
1.细胞的衰老
特 点 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 2.细胞的死亡
(1)细胞凋亡和细胞坏死的比较
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
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
(2)细胞自噬:有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡
小表达 (2021河北,5改编)细胞凋亡过程中,　　 (填“需要”或“不需要”)新
合成蛋白质,原因是　　　　　 。
细胞凋亡过程中存在控制凋亡的基因的表达
需要
题型1　减数分裂显微图——以蝗虫精母细胞减数分裂显微图
为例(热考点)
1.减数分裂Ⅰ前期显微图特点:同源染色体联会、染色体呈“8”或“X”形。
2.减数分裂Ⅰ中期显微图特点:侧面观四分体排列在赤道板两侧,呈一直线;极面观四
分体环状排列在赤道板上。(2021北京,5,2分)
3.减数分裂Ⅰ后期显微图特点:同源染色体比较对称位于两端,染色体呈“丁”或
“V”形。
4.减数分裂Ⅰ末期显微图特点:细胞拉长,染色体在细胞两极聚集,细胞中部凹陷。
5.减数分裂Ⅱ次级精母细胞体积比初级精母细胞小,不含同源染色体,不同时期染色体
特征与减数分裂Ⅰ相似,如图所示。

(2023天津,8,4分)
典例 (2023东城一模,4)如图为二倍体百合花粉母细胞减数分裂不同时期的图像。下
列分析正确的是 (　 )

A.减数分裂过程的正确顺序是④①②③
B.图①每个细胞中都含有2个染色体组
C.基因重组会发生在图②④所示时期
D.同源染色体分离发生在图③所示时期
C
解析 根据图中染色体的行为变化分析,①~④细胞分别处于减数分裂Ⅱ中期、减
数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅱ末期、减数分裂Ⅰ前期,因此减数分裂过程的正确顺序是
④②①③,A错误;①中的每个细胞含有1个染色体组,B错误;基因重组包括四分体的非
姐妹染色单体间的互换(同源染色体上的非等位基因重组)和非同源染色体自由组合
(非同源染色体上的非等位基因自由组合),分别发生在减数分裂Ⅰ前期、减数分裂Ⅰ
后期,即②④,C正确;同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期,即②,D错误。
题型2　细胞周期检验点和细胞周期同步化(新考向)
1.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 主要功能
G1/S期检验点 主要检验G1期合成的蛋白质(如DNA复制所需的酶)和糖类等是否充足,DNA是否损伤、能否启动DNA的复制
S期检验点 主要检验DNA复制,DNA是否损伤,若损伤则抑制DNA复制并修复
G2/M期检验点 主要检验DNA是否完成复制,细胞中合成的物质是否充足,细胞是否已生长到合适大小,环境是否利于分裂
纺锤体组装检验点 主要检查纺锤体是否正确组装,纺锤丝是否正确连接染色体的着丝粒
M末期检验点 主要检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分裂
(2022浙江1月选考,18,2分)(2020江苏,29,8分)
2.细胞周期同步化: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:
(1)DNA合成阻断法
①常用药物:TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷)等DNA合成抑制剂。
②原理:
用TdR第一次处理 作用: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 作用: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
TdR第二次处理 作用:使所有的细胞被抑制在G1/S期交界处
(2)分裂中期阻断法:常用药物为秋水仙素,培养液中添加适量的秋水仙素,能够抑制纺
锤体形成,使细胞阻断在分裂中期,从而实现细胞周期同步化。
(2023重庆,14,3分)(2022浙江1月选考,18,2分)(2020江苏,29,8分)
典例 (2020江苏,29,8分)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情
况,分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在
着一系列监控系统(检验点),对细胞周期的过程是否发生异常加以检测,部分检验点如
图所示。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。请据图回
答下列问题:
(1)与G1期细胞相比,G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是　　　　　　　
。
(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过　　　　　　　 　　 ,保持亲子代细胞之
间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否　　 (填序号:
①损伤和修复、②完成复制);检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决
定胞质是否分裂的检验点是　　　　　。
(3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关,癌细胞的主要特征是　　　　　　 。有些癌
症采用放射性治疗效果较好,放疗前用药物使癌细胞同步化,治疗效果会更好。诱导
细胞同步化的方法主要有两种:DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特
异性抑制DNA合成,主要激活检验点　　 ,将癌细胞阻滞在S期;后者可用秋水仙碱
(素)抑制　　 的形成,主要激活检验点　　 ,使癌细胞停滞于中期。
染色体数不变,核DNA数加倍
染色体正确复制和平均分配
①②
检验点5
细胞无限增殖
2
纺锤体
4
解析 (1)G2期细胞已完成DNA复制和组蛋白合成,其每条染色体含有两条姐妹染色
单体,染色体数目不变,核DNA数量加倍。(2)图中检验点1、2和3依次处在间期的G1
期、S期、G2期,其主要作用在于检验DNA分子是否损伤和修复,DNA是否完成复制;
检验点5主要检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分
裂。(3)癌细胞的主要特征是细胞无限增殖等;DNA合成阻断法是用药物特异性抑制
癌细胞的DNA合成,主要激活检验点2,将癌细胞阻断在S期;分裂中期阻断法可用秋水
仙碱(素)抑制纺锤体的形成,染色体不能移向两极,故主要激活检验点4,使癌细胞停滞
于中期。
题型3　减数分裂过程中的突变与重组(热考点)
1.基因重组和基因突变

(2020北京,7,2分)(2023湖南,9,2分)(2023浙江6月选考,17,2分)
2.减数分裂过程中的染色体分配异常
(1)减数分裂不同时期异常导致的配子异常情况分析(以精原细胞为例)

不考虑突变或互换,配子中出现等位基因Aa,则减Ⅰ异常(减数分裂Ⅰ后期同源染色体未正确移向细胞两极);配子中出现相同基因AA或aa,则减Ⅱ异常(减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后未正确移向细胞两极)。(2022北京,4,2分)(2023山东,6,2分)
(2)异常个体产生原因分析
①XXY、XYY异常个体产生原因分析
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→只能是父亲减数分裂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→母亲减数分裂出错→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 只能是YY型异常精子与X型正常卵细胞结合→父亲减数分裂出错→只能是父方减数分裂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 (2023江苏,8,2分)
②解题技巧
知识拓展 环状染色体
　　减数分裂Ⅱ时,姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起,
着丝粒分开后,2个环状染色体互锁在一起。2个环状染色体随机
交换一部分染色体片段后分开,分别进入2个子细胞,交换的部分
大小可不相等,位置随机。若精原细胞基因型为Ee,则减数分裂产生配子情况可能为:
典例 (2023海淀期中,8)控制果蝇红眼(A)和白眼(a)的基因位于X染色体。果蝇的性
染色体组成与性别和育性的关系如表所示。
杂交实验结果如图所示。下列关于F1和F2
中例外个体的分析,不正确的是 (　 )
A.F1中红眼不育雄果蝇的基因型为XAO
B.F1及F2中例外个体的出现源于父本的
减数分裂异常
C.F1白眼雌果蝇产生的卵细胞基因型可
能有Xa、XaY、XaXa、Y
D.可通过显微镜观察例外个体的染色体
组成分析例外现象的成因
性染色体组成 性别及育性
XX、XXY ♀可育
XY、XYY ♂可育
XO ♂不育
XXX、YO、YY 胚胎期死亡
B
解析 控制果蝇红眼(A)和白眼(a)的基因位于X染色体上,由表格数据可知,XO基因
型个体表现为雄性且不育,若母本(XaXa)的卵母细胞在减数第一次分裂时X同源染色
体未分离,可形成不含X染色体的卵细胞或含两条X染色体的卵细胞,分别与正常父本
(XAY)产生的含XA染色体和含Y染色体的精子受精,形成基因型为XAO、XaXaY的子代,
则形成了F1中例外的红眼不育雄果蝇和白眼雌果蝇,A正确,B错误;F1白眼雌果蝇基因
型可为XaXaY,产生的卵细胞基因型可能有Xa、XaY、XaXa、Y,C正确;例外个体都是由
染色体数目变异导致的,染色体数目变异可通过显微镜观察,D正确。
题型4　细胞程序性死亡(热考点)
　　细胞程序性死亡是一种受基因调控的细胞死亡,形式有多种。
(1)细胞凋亡(最常见):主要特征是细胞皱缩、染色质片段化,最后由细胞膜包裹染色质
片段及细胞器等形成凋亡小体,凋亡小体被巨噬细胞吞噬。(2023北京,20,12分)(2023
湖南,7,2分)(2023海南,4,3分)
(2)其他方式:自噬性细胞死亡、铁死亡(铁依赖的程序性死亡)、细胞焦亡(抗击感染中
的快速程序性死亡)等。(2023山东,3,2分)
典例 (2023山东,3,2分)研究发现,病原体侵入细胞后,细胞内蛋白酶L在无酶活性时作
为支架蛋白参与形成特定的复合体,经过一系列过程,最终导致该细胞炎症性坏死,病
原体被释放,该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是(　 )
A.蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的
B.敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡
C.细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化
D.细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化
B
解析 蝌蚪尾的消失是自身基因所决定的程序性死亡,属于细胞凋亡,不是由病原体
侵入细胞引起的细胞焦亡,A正确;细胞焦亡中需要无酶活性的蛋白酶L作为支架蛋白
参与形成特定的复合体,敲除编码蛋白酶L基因的细胞不能形成特定的复合体,细胞焦
亡无法发生,B错误;巨噬细胞可以识别并吞噬消化病原体,C正确;细胞焦亡释放的病原
体可作为抗原,经过抗原呈递细胞的摄取、呈递等,刺激机体B淋巴细胞的增殖、分化,
D正确。