第四单元 细胞的生命历程
第1讲 细胞的增殖
【课程标准】
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。
知识1 细胞增殖
1.生物体的生长的原因
既靠 增大细胞的体积,还要靠细胞分裂增加细胞的数量。
2.细胞不能无限生长的原因
的限制、细胞核控制范围的限制。
3.细胞增殖
知识2 细胞周期
1.概念
的细胞,从 开始,到 为止,为一个细胞周期。
2.过程
包括 (时间长)和 (时间短)两个过程。
3.细胞周期中染色体行为的变化
解读:(1)染色体在结构上具有完整性和独立性,染色体的数目和 的数目一致。染色体复制之前,不存在染色单体。
(2)染色体复制之后,着丝粒分裂之前,存在染色单体。真核细胞内存在染色单体时,染色体数和核DNA分子数之比为 ,真核细胞内不存在染色单体时,染色体数和核DNA分子数之比为 。
4.细胞周期中的分裂间期的物质变化
完成 ,同时细胞有适度的生长。
知识3 有丝分裂
1.有丝分裂的过程
有丝分裂是真核细胞分裂期的主要分裂方式之一,包括前、中、后、末四个时期。
时期 植物细胞 动物细胞 主要特点
前期 ①出现 ; ②核仁逐渐解体,核膜逐渐消失; ③形成 ; ④染色体散乱分布
中期 染色体的着丝粒排列在 上,染色体的形态和数目比较清晰
后期 ①着丝粒一分为二; ②纺锤丝牵引染色体移向细胞的两极; ③染色体数目
末期 ①染色体变成细长而盘曲的染色质丝; ②纺锤丝逐渐消失; ③ 重新出现; ④一个细胞分裂成两个子细胞
2.动植物细胞有丝分裂的主要区别
时期 间期 前期 末期
高等植物细胞 无中心体的倍增 由两极发出的纺锤丝,构成纺锤体 细胞中部形成细胞板,扩展形成新细胞壁,分裂成两个子细胞
动物细胞 有中心体的倍增 两组中心粒发出星射线构成纺锤体 细胞膜从细胞的中部向内凹陷,把细胞缢裂成两部分
3.有丝分裂的意义
将亲代细胞的 经过复制之后,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,因而在细胞的亲代和子代间保持了遗传的 。
知识4 无丝分裂
考点 细胞的有丝分裂
[例题] (2024·江苏合格考)右图是洋葱根尖细胞有丝分裂某时期的显微照片,该图所示的时期为( )
A.前期 B.中期
C.后期 D.末期
[跟踪训练] (2022·江苏合格考)右图是某同学制作的植物细胞有丝分裂某一时期的模型,该时期为( )
A.前期 B.中期
C.后期 D.末期
1.以下有关细胞大小和分裂的叙述正确的是( )
A.细胞体积越小,表面积也越小,物质运输效率越低
B.细胞不能无限长大的原因之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加
C.人的成熟红细胞可以进行有丝分裂,蛙的红细胞能进行无丝分裂
D.原核细胞只能通过无丝分裂增加数目
2.在细胞周期中,下列结构能周期性消失和重建的是( )
A.核膜和核仁 B.中心体和纺锤体
C.细胞板和赤道板 D.着丝粒和染色单体
3.右图为某动物细胞的有丝分裂示意图。下列叙述错误的是( )
A.①和②表示姐妹染色单体
B.③表示着丝粒,将在下一阶段分裂为2个
C.④表示中心体,在分裂间期复制
D.细胞中含有8条染色体和8个核DNA分子
4.玉米体细胞有20条染色体。正常情况下,玉米根尖分生区细胞处于有丝分裂后期的细胞中染色体数目是( )
A.10条 B.20条 C.30条 D.40条
5.下图表示某植物根尖分生区细胞细胞分裂过程中染色体和核DNA数量变化,正确的是( )
A B
C D
6.肿瘤患者进行化疗时,药物会阻断癌细胞的DNA复制,从而抑制癌细胞的增殖,导致这些细胞停止在细胞周期的( )
A.分裂间期 B.前期 C.中期 D.后期
7.细胞有丝分裂过程中染色体和DNA会发生规律性变化,有丝分裂后期不发生的变化是( )
A.染色体的着丝粒分裂 B.DNA数量加倍
C.姐妹染色单体分开 D.染色体数量加倍
8.果蝇体细胞中有8条染色体,其有丝分裂中期细胞中的染色单体数是( )
A.4 B.8 C.16 D.32
9.右图是细胞有丝分裂一个时期的示意图,该时期为( )
A.前期 B.中期
C.后期 D.末期
10.细胞有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。有丝分裂过程中染色体数目加倍发生于( )
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
第2讲 细胞的分化、衰老和死亡
【课程标准】
1.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。2.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。
知识1 细胞分化
1.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 的过程。
2.特点
(1) :是生物界普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。
(2)持久性:一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
3.意义
(1)多细胞生物只有通过细胞分化才能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官,所以说细胞分化是 。
(2)使多细胞生物体中细胞趋向 ,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
4.实质: 。
知识2 细胞的全能性
1.概念
细胞经分裂和分化后,仍具有产生 或分化成 的潜能和特性。
2.表现及证明
(1)高度分化的 具有全能性。证明:植物组织培养。
(2)已分化的动物体细胞的 具有全能性。证明:动物体细胞核移植(动物克隆)。
3.原因
细胞内含有形成完整个体所需的 。
4.干细胞
动物和人体内仍保留着的少数具有 能力的细胞,这些细胞叫作干细胞。
知识3 细胞衰老
1.细胞衰老的主要特征
2.细胞衰老的原因
(1)自由基学说
(2)端粒学说
①端粒:染色体两端的一段特殊序列的 。
②机理:端粒会随细胞分裂次数的增加而被“截短”,进而损伤端粒内侧 ,使细胞活动趋向异常。
3.细胞衰老的意义
细胞衰老是人体内发生的 生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
知识4 细胞死亡
1.细胞凋亡
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡,是细胞内遗传机制决定的程序性调控,是一种程序性死亡(一种自然的生理过程)。
2.细胞坏死
在不利因素的影响下,导致的 受损或中断而引起的细胞损伤和死亡。
3.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,这就是细胞自噬。
考点1 细胞的分化和细胞的全能性
[例1] (2022·江苏合格考)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,称为( )
A.细胞坏死 B.细胞分化 C.细胞衰老 D.细胞凋亡
[跟踪训练1] 航天员在天宫二号空间实验室进行实验时发现,生菜种子能够萌发并发育成具有根、茎、叶的幼苗。这说明在太空生菜种子萌发成幼苗的过程中能发生( )
A.受精作用 B.性状分离 C.减数分裂 D.细胞分化
[跟踪训练2] 克隆动物一般是指将动物体细胞核移植到去核卵母细胞中培育成的新个体。该技术主要是利用了动物细胞核的( )
A.全能性 B.复杂性 C.多样性 D.统一性
考点2 细胞衰老和凋亡
[例2] (2024·江苏合格考)在胎儿手的发育过程中,五个手指最初是连在一起的,后来指间的细胞自动死亡。这种由基因所决定的细胞自动结束生命的过程称为( )
A.细胞分裂 B.细胞坏死 C.细胞分化 D.细胞凋亡
[例3] (2023·江苏合格考)“不知明镜里,何处得秋霜。”老年人头发变白,这是因为毛囊中黑色素细胞发生了( )
A.细胞分裂 B.细胞衰老 C.细胞坏死 D.细胞凋亡
[跟踪训练3] 衰老是生物界的普遍现象,细胞衰老过程中其形态、结构、功能都会发生变化。下列属于细胞衰老特征的是( )
A.细胞膜上糖蛋白减少 B.细胞内色素逐渐减少
C.细胞代谢速率减慢 D.细胞内所有酶的活性上升
[跟踪训练4] 在蛙的变态发育过程中,导致蝌蚪尾消失的生理过程是( )
A.细胞分化 B.细胞凋亡 C.细胞坏死 D.细胞癌变
1.脐带血干细胞可用于治疗血液系统疾病。脐带血干细胞可通过一系列变化形成红细胞等血细胞,这些变化主要包括( )
A.细胞分裂和分化 B.基因突变
C.细胞分裂与衰老 D.基因重组
2.细胞能形成多种组织的原因是( )
A.细胞分裂的结果 B.细胞生长的结果
C.细胞分化的结果 D.细胞遗传物质改变
3.多细胞生物体的生长发育是细胞分裂、分化的结果。细胞分化的根本原因是( )
A.细胞发生了变异 B.不同细胞的遗传物质不同
C.某些细胞失去了全能性 D.不同细胞中的基因选择性表达
4.下列关于小鼠的细胞中,最容易表达出全能性的是( )
A.心肌细胞 B.白细胞
C.受精卵细胞 D.小肠上皮细胞
5.下列实验或现象中,不能体现细胞全能性的是( )
A.胡萝卜韧皮部细胞培养成新植株
B.壁虎断尾后长出新尾巴
C.水稻花药离体培养得到单倍体植株
D.落地生根(一种植物)叶缘长出新植株
6.“不知明镜里,何处得秋霜。”该诗句生动地描绘了岁月催人老的正常现象。下列不属于衰老细胞特征的是( )
A.细胞内多种酶的活性降低 B.细胞膜物质运输功能增强
C.细胞内的水分减少 D.细胞内的自由基增多
7.人在胚胎时期要经历有尾阶段,后来尾部消失的原因是尾部细胞发生了( )
A.细胞分化 B.细胞衰老
C.细胞坏死 D.细胞凋亡
8.秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1 090个,正常情况下发育成熟后体细胞只有959个,体细胞减少的原因是( )
A.细胞凋亡 B.细胞分裂
C.细胞分化 D.细胞坏死
9.皮肤被水蒸气烫伤后,部分细胞正常代谢活动受损或中断,从而引起细胞死亡,这个过程属于( )
A.细胞坏死 B.细胞分化
C.细胞衰老 D.细胞增殖
10.下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述,正确的是( )
A.所有体细胞都不断地进行细胞分裂
B.细胞分化使细胞的遗传物质产生差异
C.细胞分化只发生在胚胎发育过程中
D.细胞的衰老和凋亡是正常的生命现象
第3讲 减数分裂与受精作用
【课程标准】
1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。2.说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代。
知识1 减数分裂
1.减数分裂的概念
减数分裂是进行有性生殖的生物在形成 (配子)的过程中,发生的一种特殊方式的有丝分裂。
2.减数分裂相关核心概念
(1)同源染色体和非同源染色体
减数分裂中 的两条染色体形态、大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,叫作同源染色体。图中属于同源染色体的是 ,属于非同源染色体的是 。一个染色体组内不存在同源染色体。
(2)联会、四分体、互换
图示细胞处于 期,此时同源染色体配对的现象叫联会。联会后的每对同源染色体都含有 条染色单体,叫作四分体。图中有 个四分体, 条染色体, 个核DNA分子,16条脱氧核苷酸链。联会时可能发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,如c和d之间可发生互换。
3.减数分裂过程及各时期的主要变化
(1)染色体复制一次,细胞分裂两次,第一次分裂的实质是同源染色体的分离,第二次分裂的实质是姐妹染色单体的分离。
(2)减数分裂Ⅰ后,细胞中染色体数目减半,此后的细胞中不再含有同源染色体;最终减数分裂形成了4个细胞,细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的一半。
知识2 配子的形成过程
1.精子的形成过程
2.卵细胞的形成过程
3.卵细胞和精子形成的比较
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
场所 睾丸 卵巢
细胞质分裂 均等分裂 卵母细胞不均等分裂,第一极体均等分裂
是否变形 变形 不变形
结果 1个精原细胞→4个精细胞→变形成为4个精子(成熟配子) 1个卵原细胞→1个较大的卵细胞(成熟配子)和3个较小的极体(退化消失,不能受精)
相同点 染色体复制一次,细胞连续分裂两次;染色体的变化行为相同;产生的子细胞中染色体都减半
知识3 减数分裂过程中染色体、核DNA分子和染色单体的数量变化曲线图分析(以二倍体生物为例)
知识4 减数分裂和有丝分裂的比较
分裂方式 减数分裂 有丝分裂
分裂的细胞 原始生殖细胞 体细胞或原始生殖细胞
分裂次数 两次 一次
染色体行为 ①发生联会形成四分体; ②同源染色体分离; ③存在互换、自由组合现象 ①存在同源染色体,但不联会,不分离; ②无互换和自由组合现象
子细胞染色体数目 减半 不变
子细胞数目和类型 4个精子(或1个卵细胞和3个极体) 2个体细胞
子细胞间遗传物质 不一定相同 相同
意义 减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传的稳定性
考点 细胞的减数分裂过程及配子的形成过程
[例1] (2024·江苏合格考)减数分裂过程中,同源染色体联会形成四分体,每个四分体( )
A.不含等位基因 B.含有4个DNA分子
C.含有4条染色体 D.含有8条染色单体
[例2] (2024·江苏合格考)雪豹是我国一级保护动物,体细胞中含有38条染色体,其正常卵细胞中的染色体数目为( )
A.19条 B.19对 C.38条 D.38对
[跟踪训练1] (2023·江苏合格考)在人体精子形成的过程中,减数分裂前染色体复制一次,减数分裂过程中细胞连续分裂两次。一个精原细胞经减数分裂形成的精子数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
[跟踪训练2] 减数分裂和受精作用对生物的生殖、遗传和变异有着重要作用。下列叙述错误的是( )
A.减数分裂前染色体复制一次 B.减数分裂过程中细胞只分裂一次
C.受精卵中染色体一半来自卵细胞 D.受精作用与配子之间的相互识别有关
[跟踪训练3] 进行有性生殖的生物,能维持前后代体细胞中染色体数目恒定的是( )
A.减数分裂 B.受精作用
C.细胞生长 D.减数分裂和受精作用
1.右图为某二倍体动物细胞减数分裂过程某时期的示意图,该时期的细胞名称是( )
A.卵原细胞
B.次级卵母细胞
C.次级精母细胞
D.卵细胞
2.下列关于人体内有丝分裂和减数分裂的叙述,错误的是( )
A.生殖器官内既存在减数分裂又存在有丝分裂
B.原始生殖细胞中的染色体数目与体细胞的相同
C.有丝分裂和受精作用保证了前后代体细胞中染色体数目恒定
D.减数分裂Ⅰ前的间期与有丝分裂前的间期核染色体数量相同
3.减数分裂过程中,非同源染色体自由组合发生在( )
A.DNA复制时 B.四分体时期
C.减数分裂Ⅰ后期 D.减数分裂Ⅱ后期
4.下列各选项图为动物生殖细胞形成过程中某些时期的示意图,属于减数分裂Ⅰ的是( )
A B C D
5.下图一定属于卵细胞形成过程示意图的是( )
A B C D
6.人的受精卵中的染色体( )
A.全部来自父方 B.多数来自父方,少数来自母方
C.全部来自母方 D.一半来自父方,一半来自母方
7.在减数分裂中,配对的两条染色体,形状和大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方,叫作同源染色体。右图所示中的①～④四条染色体中,互为同源染色体的是( )
A.①和② B.①和③
C.②和③ D.②和④
8.玉米是我国重要的粮食作物,其体细胞含有两个染色体组。在玉米减数分裂形成配子时,正常情况下,减数分裂Ⅰ过程中一定会发生( )
A.姐妹染色单体分开 B.染色体数目加倍
C.染色体着丝粒分裂 D.同源染色体联会
9.右图是基因型为AA的高等动物进行减数分裂的示意图。下列判断正确的是( )
A.该细胞是初级卵母细胞
B.该细胞中基因a是基因突变产生的
C.该细胞中含有12条染色体
D.该细胞中含有6对同源染色体
10.右图为某动物细胞减数分裂过程中的一个时期示意图,该图中四分体的数量是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
第4讲 实验
【课程标准】
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。
1.实验原理
(1)高等植物根尖、芽尖的 细胞能进行有丝分裂。
(2)在高倍显微镜下,可根据细胞内 的变化情况,识别该细胞所处的时期。
(3)细胞核内的 容易被碱性染料(如甲紫溶液或苯酚品红溶液)着色。
2.实验步骤
a.洋葱根尖培养:实验前3～4 d,待根长约5 cm
装片制作
g.观察
绘图:绘制有丝分裂中期简图
考点 观察植物细胞的有丝分裂
[例题] (2023·江苏合格考)在观察植物细胞的有丝分裂实验中,同学们以洋葱根尖为材料进行了实验。请回答下列问题。
(1)装片制作的过程、方法及目的如下表所示,请完成下表。
过程 方法 目的
解离 剪取2～3 mm长的洋葱根尖,放入盛有解离液的培养皿中,在室温下解离 使组织中的细胞相互分离开来
① 待根尖软化后,用镊子取出,放入盛有清水的培养皿中 洗去解离液,防止解离过度
染色 把根尖放入甲紫溶液或苯酚品红溶液中染色 使② 着色,便于观察
制片 用镊子取出根尖,置于载玻片上,加一滴清水,并用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片。然后,用拇指轻轻按压盖玻片 使细胞相互分散开来
(2) 某同学在光学显微镜中观察到的图像如右图所示,其中处于有丝分裂后期的细胞是
(在a～d中选择填空)。
(3)若欲探究新型除草剂X对洋葱根尖细胞有丝分裂的影响,请你简要写出实验的主要思路:
。
[跟踪训练] 图甲表示洋葱根尖有丝分裂装片,图乙表示一个细胞有丝分裂过程中某物质数量变化曲线。其中A、B、C、D、E为细胞代号。请据图回答下列问题。
(1)在“观察洋葱根尖细胞的有丝分裂”实验时,取材的根尖长度为2～3 mm,不能过长,也不能过短,以获取根尖 区细胞。
(2)在“观察洋葱根尖细胞的有丝分裂”实验时,需要用解离液解离细胞,其目的是 。
(3)根据细胞周期写出图甲所示细胞在细胞分裂中的顺序: 。
(4)图乙表示的是细胞有丝分裂中 的变化曲线。
(5)图甲中的C细胞对应图乙中的 时期。
1.在制作洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片时,正确的操作顺序是( )
A.解离→染色→漂洗→制片 B.解离→漂洗→染色→制片
C.染色→解离→漂洗→制片 D.漂洗→解离→染色→制片
2.在观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂的实验中,某同学根据观察到的现象绘制右图所示模式图,该图代表的时期是( )
A.间期 B.前期
C.中期 D.后期
3.在有丝分裂过程中,当染色体的着丝粒都排列在细胞中间的赤道板上时,细胞所处的时期是( )
A.前期 B.中期 C.后期 D.末期
4.在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,对洋葱根尖染色时,可选用的试剂是( )
A.双缩脲试剂 B.甲紫溶液 C.斐林试剂 D.苏丹Ⅲ染液
5.某同学在光学显微镜下观察洋葱根尖有丝分裂并绘制出如下图所示结构,据此推测正确的是( )
A.图a表示有丝分裂中期,此时期的染色体形态数目最清晰
B.图b表示有丝分裂前期,此时期的染色体散乱分布细胞中
C.图c表示有丝分裂后期,此时期的染色体和DNA数目加倍
D.图d表示有丝分裂末期,此时期的高尔基体活动明显增强
6.取生长健壮的洋葱根尖,制成临时装片,放在显微镜下观察,下列有关做法错误的是( )
A.通过观察细胞内的染色体的存在状态判断细胞所处的时期
B.应该选一个处于间期的细胞,持续观察它从间期到末期的全过程
C.如果视野过暗,可以调节反光镜或增大光圈以增加视野的亮度
D.若想进一步观察低倍镜视野中右下方的细胞,换成高倍镜前应将装片朝右下方移动
7.右图为“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中看到的某个视野,图中箭头所指细胞的主要特征是( )
A.染色体移向细胞两极 B.核膜与核仁出现
C.着丝粒排列在赤道板上 D.细胞缢裂成两部分
8.下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述,正确的是( )
A.只有从新生的根尖上取材,才能观察到有丝分裂
B.解离时间要尽量长,以确保根尖组织细胞充分分离
C.滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散
D.临时装片镜检时,视野中最多的是处于分裂中期的细胞
9.大蒜是一种常见的药食两用植物,其含有的大蒜素具有广谱的抗菌效果。某兴趣小组利用大蒜开展了一系列实验。请回答下列问题。
(1)选取新鲜大蒜绿叶进行“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验,向研钵中加入无水乙醇的作用是 。
(2)选取大蒜根尖分生区细胞进行有丝分裂观察实验,需将大蒜根尖通过 、漂洗、染色后制片观察。
(3)视野中观察到的大多数细胞处于分裂 期。下图是他们用光学显微镜观察到的大蒜根尖有丝分裂过程图像,其中表示有丝分裂中期的图像是 。
A B C D
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第1讲 细胞的增殖
知识整合
知识1
1.细胞生长
2.细胞表面积和体积的比值
3.细胞分裂 生长、发育、繁殖、遗传 物质准备 细胞分裂 无丝分裂
知识2
1.连续分裂 一次分裂完成时 下一次分裂完成时
2.分裂间期 分裂期
3.(1)着丝粒 (2)1∶2 1∶1
4.DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
知识3
1.染色体 纺锤体 赤道板 加倍 核膜、核仁
3.染色体 稳定性
知识4
染色体 纺锤丝 蛙的红细胞 细胞核 中部
考点突破
考点
[例题] C 题图细胞中着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,且在纺锤丝的牵引下均匀地移向两极,应处于有丝分裂后期。
[跟踪训练] B 分析模式图可以发现,题图中所有染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上,且染色体形态和数目非常清晰,可以判定此时应该为有丝分裂的中期。
过关演练
1.B 细胞体积越小,其相对表面积越大,物质运输效率越高;人的成熟红细胞为高度分化细胞,不能发生细胞分裂,蛙的红细胞能进行无丝分裂;无丝分裂是真核生物的细胞分裂
方式。
2.A 细胞分裂中能周期性消失和重建的结构主要是核仁和核膜,核仁和核膜在有丝分裂前期消失,在有丝分裂末期重新出现。
3.D 题图细胞中含有4条染色体,8条染色单体。
4.D 正常情况下,玉米根尖分生区细胞在有丝分裂的后期,随着着丝粒的断裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,即为40条。
5.B 染色体数目的判断依据是着丝粒数目,植物有丝分裂的过程中,有丝分裂后期,着丝粒一分为二,染色体数目加倍(2n→4n),有丝分裂结束,染色体数目恢复至体细胞水平(4n→2n);核DNA数目的判断依据是当染色单体存在时,核DNA数目等于染色单体的数目,当染色单体不存在时,核DNA数目等于染色体的数目,核DNA的数目加倍发生于分裂间期,有丝分裂前期和中期含有染色单体,核DNA数目为4n,有丝分裂后期,染色单体消失,但染色体数目加倍,故核DNA数目依然为4n,有丝分裂末期结束,核DNA平均分配至两个子细胞,DNA数目由4n→2n。
6.A 癌细胞具有无限增殖的能力,其增殖的方式是有丝分裂。在有丝分裂过程中,DNA的复制发生在分裂间期,所以用化学药剂抑制癌细胞的DNA复制,这些细胞就停留在分裂
间期。
7.B 细胞有丝分裂后期时,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,但DNA数目不变。
8.C 果蝇体细胞中有8条染色体,有丝分裂中期细胞中的染色单体数是16。
9.B 题图细胞中染色体形态稳定、数目清晰,着丝粒排列在赤道板上,是有丝分裂的中期。
10.C 有丝分裂后期,着丝粒断裂,染色体数目加倍。
第2讲 细胞的分化、
衰老和死亡
知识整合
知识1
1.稳定性差异
2.(1)普遍性
3.(1)个体发育的基础 (2)专门化
4.基因的选择性表达
知识2
1.完整有机体 其他各种细胞
2.(1)植物细胞 (2)细胞核
3.全套遗传信息
4.分裂和分化
知识3
1.内折 收缩 降低 减慢
2.(1)带电分子或基团 生物膜损伤 基因突变 活性下降 (2)①DNA—蛋白质复合体 ②正常基因的DNA序列
3.正常
知识4
2.细胞代谢
考点突破
考点1
[例1] B 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,称为细胞分化。
[跟踪训练1] D 生菜种子能够萌发并发育成具有根、茎、叶的幼苗。这种由一个或一种细胞经细胞分裂产生的后代,在形态结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程,在生物学上称为细胞分化。
[跟踪训练2] A 克隆动物一般是指将动物体细胞核移植到去核卵母细胞中培育成的新个体,该技术主要是利用了动物细胞核的全能性。
考点2
[例2] D 人胚胎发育过程中,最初连在一起的五个手指随着指间细胞的自动死亡而分开,这种细胞的自动死亡受基因控制,属于细胞凋亡。
[例3] B 由于头发基部的黑色素细胞衰老,细胞内的酪氨酸酶活性降低,黑色素形成减少,所以老年人头发会变白,即老年人头发变白是黑色素细胞衰老的缘故。
[跟踪训练3] C 细胞膜上糖蛋白减少是癌细胞的特征,细胞衰老会导致细胞内色素沉积、多数酶的活性降低、代谢速率减慢等。
[跟踪训练4] B 在蛙的变态发育过程中,导致蝌蚪尾消失的生理过程是细胞凋亡。
过关演练
1.A 脐带血干细胞可通过一系列变化形成红细胞等血细胞,该过程中既通过细胞分裂使细胞数目增多,也通过细胞分化使细胞种类增多。
2.C 细胞分裂只能增加细胞的数量,不能增加细胞的种类;细胞生长只能增大细胞的体积,不能增加细胞的种类;细胞分化可以增加细胞的种类,使细胞的功能趋于专门化,能形成多种组织;同一生物体的所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂和分化形成的,具有相同的遗传物质。
3.D 细胞分化的实质是基因的选择性表达。
4.C 心肌细胞、白细胞和小肠上皮细胞的分化程度均高于受精卵,受精卵未发生分化,全能性最高,最容易表达出全能性。
5.B 胡萝卜韧皮部细胞(高度分化的细胞)培养成新植株(完整的有机体)能体现细胞全能性;壁虎断尾后长出新尾巴并未得到完整有机体也没有体现出能分化成其他各种细胞的潜能,不能体现细胞全能性;水稻花药(高度分化的细胞)离体培养得到单倍体植株(完整有机体)能体现细胞全能性;落地生根(一种植物)叶缘长出新植株,体现了已经分化的细胞发育成完整有机体,能体现细胞全能性。
6.B 衰老细胞内多种酶的活性降低;衰老细胞细胞膜物质运输功能减弱;细胞衰老,其细胞内的水分减少;衰老的细胞,其细胞内自由基增多。
7.D 人在胚胎时期,要经历有尾阶段,后来尾部细胞自动死亡,尾才消失,这属于细胞凋亡。
8.A 秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1 090个,而发育成熟后体细胞只有959个,发育过程中程序性死亡了131个细胞,即细胞凋亡;细胞分裂会增加细胞数量,细胞分化不改变细胞数量,细胞坏死不属于正常的生命现象。
9.A 皮肤被水蒸气烫伤后,部分细胞正常代谢活动受损或中断,从而引起细胞死亡,属于细胞坏死。
10.D 高度分化的细胞已经失去分裂能力,不再进行细胞分裂;细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质不发生改变;细胞分化贯穿于整个生命历程;细胞的衰老和凋亡是正常的生命现象。
第3讲 减数分裂与受精作用
知识整合
知识1
1.生殖细胞
2.(1)配对 ①②和③④ ①③、①④、②③、②④
(2)减数分裂Ⅰ前 4 2 4 8
3.联会 四分体 非姐妹 着丝粒 着丝粒
考点突破
考点
[例1] B 等位基因是指位于一对同源染色体的相同位置上、控制相对性状的基因。每个四分体包含一对同源染色体,可能含有等位基因;每个四分体含有4条染色单体,而每条染色单体含有1个DNA分子,因此每个四分体含有4个DNA分子;每个四分体含有2条染色体。
[例2] A 雪豹体细胞中含有38条染色体,在形成卵细胞的减数分裂过程中,同源染色体分离,染色体数目减少一半,所以在正常情况下,雪豹的卵细胞中的染色体数目减半为19条。
[跟踪训练1] D 一个精原细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞,每个次级精母细胞经过减数第二次分裂均形成两个精细胞,精细胞经过变形形成精子,因此一个精原细胞经减数分裂,形成4个精子。
[跟踪训练2] B 减数分裂前染色体复制一次,减数分裂过程中细胞分裂两次。
[跟踪训练3] D 进行有性生殖的生物,能维持前后代体细胞中染色体数目恒定的是减数分裂和受精作用。
过关演练
1.B 题图细胞着丝粒分裂,不含染色单体,应处于减数分裂Ⅱ后期,细胞质不均等分裂,应为雌性动物的次级卵母细胞。
2.C 减数分裂和受精作用保证了前后代体细胞中染色体数目恒定。
3.C 减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离,非同源染色体自由组合。
4.A A细胞中同源染色体分离,处于减数分裂Ⅰ后期;B细胞中不含同源染色体,含有姐妹染色单体,且染色体散乱分布在细胞中,处于减数分裂Ⅱ前期;C细胞中着丝粒分裂,且不含同源染色体,处于减数分裂Ⅱ后期;D细胞中不含同源染色体和姐妹染色单体,该细胞已完成减数分裂过程。
5.D A细胞中含有同源染色体,且着丝粒都排列在赤道板上,处于有丝分裂中期,不可能是卵细胞的形成过程;B细胞中含有同源染色体,且同源染色体正在分离,处于减数分裂Ⅰ后期,但细胞质均等分裂,属于精子的形成过程;C细胞中不含有同源染色体,且着丝粒都排列在赤道板上,处于减数分裂Ⅱ的中期,可能是卵细胞的形成过程,也可能是精子的形成过程,也可能是第二极体的形成过程;D细胞中不含有同源染色体,且着丝粒分裂,处于减数分裂Ⅱ后期,由于细胞质不均等分裂,称为次级卵母细胞,属于卵细胞的形成过程。
6.D 人的受精卵中染色体一半来自父方,一半来自母方。
7.A 同源染色体是指在减数分裂中配对的两条染色体,形态和大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方,分析题图可知,①和②互为同源染色体,③和④互为同源染色体。
8.D 在减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;在减数分裂Ⅰ的过程中,会发生染色体数目减半;在减数分裂Ⅰ前期,会发生同源染色体联会的现象。
9.B 题图细胞中含有6条染色体,无同源染色体,且细胞质均等分裂,处于减数分裂Ⅱ后期,可能是次级精母细胞,也可能是极体。
10.B 一个四分体,包括一对同源染色体,题图中有两对同源染色体,所以一共有两个
四分体。
第4讲 实验
知识整合
1.(1)分生区 (2)染色体 (3)染色体
2.盐酸 酒精 使组织中的细胞相互分离开 清水 甲紫 使染色体(质)着色 盖玻片 分散开来 低 高
考点突破
考点
[例题] 【答案】 (1)漂洗 染色体
(2)b (3)将洋葱根尖平均分成两组,一组为对照组,一组为实验组,对照组用正常培养液培养洋葱根尖,实验组用添加新型除草剂X的培养液培养洋葱根尖。在相同且适宜的条件下培养一段时间后,分别制作两组根尖细胞的临时装片,通过光学显微镜观察两组细胞有丝分裂的情况(如分裂期细胞的数目、染色体的形态等),并进行对比分析
【解析】 (1)观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离→漂洗→染色→制片→观察,因此①为漂洗,染色体能被碱性染料甲紫溶液或苯酚品红溶液染成深色,因此②为染色体。
(2)有丝分裂后期的特点是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,染色体移向细胞两极,细胞中染色体数目加倍。观察这四个细胞图像,b细胞中染色体移向两极,且染色体数目明显加倍,符合有丝分裂后期的特征。
(3)若欲探究新型除草剂X对洋葱根尖细胞有丝分裂的影响,自变量为新型除草剂X的有无,因变量为有丝分裂的情况(如分裂期细胞的数目、染色体的形态等)。实验主要思路为将洋葱根尖平均分成两组,一组为对照组,一组为实验组,对照组用正常培养液培养洋葱根尖,实验组用添加新型除草剂X的培养液培养洋葱根尖。在相同且适宜的条件下培养一段时间后,分别制作两组根尖细胞的临时装片,通过光学显微镜观察两组细胞有丝分裂的情况(如分裂期细胞的数目、染色体的形态等),并进行对比分析。
[跟踪训练] 【答案】 (1)分生 (2)使组织中的细胞相互分离开来 (3)D、A、B、C、E (4)核DNA (5)f～g
【解析】 (1)在“观察洋葱根尖细胞的有丝分裂”实验时,取材的根尖长度为2～3 mm,不能过长,也不能过短,以获取根尖分生区细胞。
(2)在“观察洋葱根尖细胞的有丝分裂”实验时,解离的目的是使组织中的细胞相互分离
开来。
(3)依据图甲中各细胞的染色体行为特点可推知A细胞处于前期,B细胞处于中期,C细胞处于后期,D细胞处于分裂间期,E细胞处于末期,因此图甲所示细胞在有丝分裂中的顺序是D、A、B、C、E。
(4)图乙表示的是细胞有丝分裂中核DNA的变化曲线。
(5)分析图乙可知a～d为分裂间期,d～e为前期,e～f为中期,f～g为后期,g～h为末期。图甲中的C细胞处于有丝分裂后期,对应图乙中的f～g时期。
过关演练
1.B 观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离→漂洗→染色→制片。
2.D 题图所示细胞着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,属于有丝分裂后期的特点。
3.B 染色体的着丝粒都排列在细胞中间的赤道板上时,细胞所处的时期是中期。
4.B 对洋葱根尖染色时,可选用的试剂是甲紫溶液。
5.D 图a表示有丝分裂前期,此时期的染色体散乱分布在细胞中;图b表示有丝分裂中期,此时期的染色体形态固定、数目最清晰;图c表示有丝分裂后期,此时期着丝粒分裂,染色体数目加倍,但DNA数目不变;图d表示有丝分裂末期,此时期要形成细胞板,最后形成细胞壁,高尔基体参与细胞壁形成。
6.B 在制片过程中,由于经过解离细胞已经死亡,无法持续观察一个细胞分裂的全过程。
7.A 箭头所指细胞分裂时期是后期,特点为着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失是末期的特点;着丝粒排列在赤道板上是中期的特点;细胞缢裂成两部分是动物细胞末期的特点。
8.C 只要植物组织具有有丝分裂能力的细胞,都可作为观察有丝分裂的材料;解离时间过长,会导致细胞解离过度、过于酥软,无法取出根尖进行染色和制片;细胞周期中分裂间期时间最长,故视野中处于分裂间期的细胞数目最多。
9.【答案】 (1)提取色素 (2)解离 (3)间 C
【解析】 (1)光合色素易溶于有机溶剂,选取新鲜大蒜绿叶进行“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验,向研钵中加入无水乙醇的作用是提取绿叶中的色素。
(2)选取大蒜根尖分生区细胞进行有丝分裂观察实验,需将大蒜根尖通过解离、漂洗、染色后制片观察。
(3)由于细胞周期的大部分时间处于分裂间期,所以视野中观察到的大多数细胞处于分裂间期;有丝分裂中期的细胞特点为染色体形态稳定,数目清晰,着丝粒整齐地排列在赤道板上,所以题图中表示有丝分裂中期的图像是C。
