课件71张PPT。(2)若图甲中的b+c=a+b=a+d,那么(b+c)或(a+d)可以表示一个细胞周期吗?请分析其原因。
提示:①(b+c)不可以表示一个细胞周期,原因是细胞周期分为两个时段,先是分裂间期,后是分裂期,且分裂间期时间大于分裂期时间。
②(a+d)不可以表示一个细胞周期,原因是一个细胞周期在时间上是连续的。有关细胞周期的几点说明
(1)只有能连续分裂的细胞才有细胞周期,高度分化的细胞不再继续分裂。
(2)细胞周期的特点:
①细胞的种类:种类不同,细胞周期的时间也不同;
②同种生物的同种细胞:细胞周期的时间长短不一样;
③不同生物的细胞:细胞周期的时间长短差别较大。
(3)细胞周期的各个阶段都是人为划分的,没有明显的界限。典例 (2011·海淀高一检测)图A表示细胞进行有丝分裂的一个细胞周期所用的时间,图B表示连续分裂的细胞相邻的两个细胞周期图。下列叙述中,正确的是①一个细胞周期是指乙→乙的全过程
②在高等植物细胞内,两组中心体之间发射出星射线形成纺锤体发生在甲→乙过程
③c、d两段都要消耗ATP
④b段的主要变化是DNA散乱分布于纺锤体中央及有关蛋白质的合成
A.①④ B.②③ C.①③ D.③④解答本题可以从以下三个方面分析:
(1)细胞周期分为分裂间期和分裂期。
(2)分裂间期时间远大于分裂期。
(3)细胞分裂需要消耗能量。【规范解答】选C。高等植物细胞内不存在中心体;c、d两段分别表示分裂间期和分裂期,c段要消耗ATP用于DNA复制和蛋白质的合成,d段消耗ATP用于染色体的移动等;b段是分裂期,不存在DNA散乱分布于纺锤体中央。图B中b+c段不是一个细胞周期。分裂间期时间长,细胞分裂期短,分裂期结束又进入下一个细胞分裂间期,即起点是上一次分裂完成的时候。 【变式备选】如图表示的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【解析】选B。细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期比分裂期的时间长得多,应按顺时针方向,细胞周期应表示为a→b→a,故A错误;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是可能的;分裂间期DNA复制,染色体数目并不增加,两条染色单体共用一个着丝粒,故C错误;观察有丝分裂最好选择丁,因为分裂期相对较长,便于观察,故D错误。1.老鼠每天都在磨牙,一天不磨牙,老鼠就会“笑口常开”合不上嘴,这是什么原因?
提示:老鼠的牙根部细胞能进行有丝分裂,导致牙根部每天都在不断长长。2.阅读教材P81图5-2,探究下列问题:
(1)与动物细胞有丝分裂有关的细胞器及其发挥的作用是什么?
提示:①线粒体:为细胞分裂提供能量(DNA复制、蛋白质合成、染色体分开等);
②中心体:发出星射线形成纺锤体;
③核糖体:合成组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质。(2)有丝分裂过程中染色单体的形成时期、能观察到的时期和观察的最佳时期分别是哪个时期?
提示:分裂间期、前期、中期。
(3)有丝分裂过程中DNA、染色体数目分别在什么时期加倍?并探讨加倍的原因。
提示:分裂间期、后期。分裂间期DNA复制,因此DNA数目加倍;后期着丝粒分裂,两条染色单体分开,染色体数目加倍。3.人的体细胞中含46条染色体,每条染色体含一个DNA分子,一个皮肤生发层细胞经有丝分裂产生的两个子细胞,每个细胞中都含46个DNA分子吗?
提示:不是。细胞中的DNA除存在于细胞核中的染色体上外,还存在于细胞质中,子细胞中核DNA为46条,细胞质DNA无法确定。4.人体的神经细胞与肌细胞的细胞核内所含DNA分子相同吗?
提示:相同。因为神经细胞和肌细胞都是由同一受精卵经有丝分裂而来的,有丝分裂过程中遗传物质平均分配,所产生的子细胞与母细胞的核遗传物质完全相同。细胞分裂时期的识别
(1)染色体数目加倍——有丝分裂后期。
(2)所有染色体着丝粒排在赤道板上——有丝分裂中期。
(3)子细胞中染色体数目同母细胞——有丝分裂末期。有丝分裂各时期特点记忆口诀:
(1)前期:膜仁消失显两体(核膜、核仁消失,显现纺锤体和染色体)。
(2)中期:形定数晰赤道齐(染色体的形态固定,数目清晰,着丝粒排列在赤道板上)。
(3)后期:粒裂数加均两极(着丝粒分裂,染色体数目加倍,分别移向细胞两极)。
(4)末期:一消一变两重现(一消:纺锤体消失,一变:染色体变染色质;两重现:核膜、核仁重新出现)。典例 (2010·海南高考改编)有关动物细胞有丝分裂的叙述,正确的是
A.细胞板在细胞有丝分裂末期形成
B.染色单体的形成通常发生在分裂前期
C.在分裂末期,细胞膜内陷形成两个子细胞
D.在分裂中期,两个中心粒复制形成两组中心粒解题时可从以下三个方面进行分析:
(1)细胞板是植物细胞有丝分裂中出现的结构;
(2)中心粒的复制发生在细胞分裂间期;
(3)染色单体形成是在间期,前期能够观察到。【规范解答】选C。植物细胞有丝分裂末期会形成细胞板,动物细胞有丝分裂末期细胞膜内陷,细胞缢裂成两个子细胞,所以A错误、C正确;染色单体的形成是在分裂间期,B错误;两个中心粒复制形成两组中心粒发生在细胞分裂的间期,D错误。染色体复制导致DNA加倍和染色单体的形成,复制后,一条染色体由两条染色单体组成,染色体数目并未加倍。 【变式备选】如图是对动物细胞有丝分裂时染色体数(a)、染色单体数(b)和DNA分子数(c)的统计图。下列解释肯定不正确的是( )A.①可以用于表示细胞分裂的前期
B.染色体螺旋化程度最高可在①时
C.间期用②表示最恰当
D.③可表示细胞分裂完成
【解析】选C。图①中染色体(a)、染色单体(b)和DNA(c)数目的比值为1∶2∶2,可表示有丝分裂前期或中期,中期染色体螺旋化程度最高。图②与图①相比,染色体加倍,染色单体数为零,可表示有丝分裂后期。图③与图②相比,染色体和DNA数恢复为正常值,可表示有丝分裂已经完成。1.根尖分生区细胞一定处于分裂期吗?试从细胞周期的特点分析其原因。
提示:不一定。因为在细胞周期中分裂间期约占细胞周期的90%~95%,所以观察时会发现处于间期的细胞数目最多,只有少数处于分裂期。2.某同学利用根尖分生区细胞观察有丝分裂过程时,没有观察到染色体行为的变化,于是等待细胞的继续分裂,他能等到吗?为什么?如果不能应该怎么操作?
提示:不能。因为制作有丝分裂装片时细胞已经被杀死。这位同学应移动装片寻找观察视野中处于各分裂时期的图像。3.若在低倍镜下看到一典型分裂期细胞处在视野的右上方,可直接换用高倍镜观察吗?为什么?
提示:不可以。因为直接换用高倍镜后物像将不在视野范围内,需先将其移至视野中央后再换用高倍镜观察。4.试思考在制作有丝分裂装片的过程中为什么一定要遵循“解离—漂洗—染色”的顺序?能否颠倒?
提示:制作装片时,解离液中含盐酸,而染色剂是碱性的,不漂洗会影响染色的效果。漂洗的目的一是防止解离过度,二是便于染色,所以操作顺序不能颠倒。1.材料的选择
观察有丝分裂实验,应选择不断进行有丝分裂的材料,如根尖(分生区细胞)、受精卵等,且要求材料易获取、染色体数目少、分裂期所占细胞周期比例大。
2.观察注意事项
(1)观察时要注意边观察边移动装片,观察有丝分裂的各个时期。
(2)换高倍镜时,要先把低倍镜下的物像移到视野中央。典例 用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂,下列描述正确的是
A.处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等
B.视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
C.观察处于分裂中期的细胞,可清晰看到赤道板和染色体
D.细胞是独立分裂的,因此可选一个细胞持续观察它的整个分裂过程解答本题注意以下三点:
(1)有丝分裂过程间期时间远大于分裂期;
(2)分裂过程中染色体数目在后期会加倍;
(3)制作装片解离过程中细胞被杀死。【规范解答】选B。在一个细胞周期中,间期大约占90%~95%,分裂期大约占5%~10%,分裂间期的细胞要远远多于分裂中期的细胞;在整个有丝分裂过程中,细胞内染色体数目是不同的,后期染色体数目由于着丝粒分裂而加倍;在分裂中期,染色体数目清晰,但赤道板只是一个虚拟的位置概念,而并非结构,细胞板才是分裂过程出现的结构;在该实验中,洋葱根尖细胞在解离液中解离时就已经被固定杀死了,要观察有丝分裂全过程,只能从视野中寻找处于不同时期的细胞。 【拓展延伸】该题C选项观察分裂中期的细胞,是否能观察到核膜和核仁?
提示:不能。核膜、核仁在分裂前期已消失,分裂末期才会重新出现。1.染色质变为染色体和染色体变为染色质分别发生在细胞分裂的( )
A.间期和后期 B.前期和后期
C.前期和末期 D.间期和末期
【解析】选C。在细胞分裂的前期,细丝状的染色质高度螺旋化,缩短变粗,成为染色体;在细胞分裂的末期,染色体解螺旋,变成细丝状的染色质。2.用高倍镜观察洋葱根尖有丝分裂中期细胞,能够观察到的细胞结构是( )
A.染色体 纺锤体 赤道板
B.染色体 纺锤体 细胞板
C.细胞壁 染色体 纺锤体
D.叶绿体 染色体 纺锤体
【解析】选C。洋葱根尖分生区有丝分裂中期的细胞没有细胞板,细胞板在末期才出现;赤道板是不存在的;根尖分生区细胞中也没有叶绿体。3.(2011·济南高一检测)连续进行有丝分裂的细胞,其间期的特点是( )
A.进行DNA复制和蛋白质合成
B.核膜解体、核仁消失
C.染色体隐约可见
D.细胞没有变化
【解析】选A。细胞分裂间期主要进行DNA复制和蛋白质合成,两个过程合称染色体复制,此时是以细丝状的染色质存在。核膜、核仁是在前期消失的,经过间期细胞的体积会变大一些。4.如图是显微镜下观察到的根尖分生区处于细胞分裂不同时期的细胞图像示意图,在显微镜视野内看到最多的细胞与图示中哪一细胞所处的时期相同( )
【解析】选B。在一个细胞周期中,分裂间期所占的时间达到90%~95%,因此,在显微镜下观察细胞分裂图像时,视野中大多数的细胞处于分裂间期;A图为有丝分裂后期,B图为间期,C图为末期,D图为中期。5.(2011·青岛高一检测)如图①~⑤表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况,在整个细胞周期中,染色体变化的顺序应该是( )
A.①④⑤③② B.②③①④⑤
C.①⑤④③② D.⑤④③②①【解析】选C。首先是DNA分子复制,一个着丝粒上含有两条DNA分子,仍呈染色质状态如图①;前期染色质高度螺旋化呈染色体状态如图⑤;中期时被纺锤体牵引排列在赤道板上如图④;后期时着丝粒分开形成新的两条染色体如图③;末期时形成只含一个DNA分子的染色体如图②。6.图示为一个植物细胞有丝分裂的示意图,请据图回答问题:(1)此细胞处于有丝分裂的_______期。
(2)该细胞此时有______条染色体,______条染色单体,______个DNA分子。
(3)此细胞分裂结束以后,子细胞内的染色体有_______条,________个DNA分子。
(4)此时期继续发展,将在赤道板位置出现________,逐渐扩展形成_______,最终分裂为两个子细胞。【解析】分裂后期识别特征是:①着丝粒一分为二,染色单体分开,成为两条子染色体,并分别向细胞两极移动;②染色单体消失,染色体数目加倍。对照该图符合此特征,此时期继续发展,将进入末期,形成细胞板,从而分裂成两个子细胞。
答案:(1)后 (2)8 0 8
(3)4 4 (4)细胞板 新的细胞壁一、选择题(本题包括7小题,每小题4分,共28分)
1.菠菜根的分生区细胞不断分裂使根向远处生长,在分裂过程中不会出现的是( )
A.细胞分裂间期,中心体的两个中心粒各自产生一个新的中心粒
B.细胞分裂中期,染色体形态较固定、数目较清晰
C.细胞分裂前期,核膜和核仁逐渐消失
D.细胞分裂末期,高尔基体参与细胞壁的形成【解析】选A。中心体只存在于动物和低等植物细胞中,菠菜属于高等植物,而高等植物细胞中没有中心体。细胞分裂中期,染色体高度螺旋化,变得粗大,形态较固定,数目较清晰;前期核膜解体、核仁消失;末期高尔基体较活跃,能分泌大量纤维素形成细胞壁。2.下列选项中,两类细胞的着丝粒数目均可呈周期性变化的是( )
A.蚕豆根尖分生区细胞与成熟区细胞
B.小鼠十二指肠上皮细胞与神经元细胞
C.人骨髓造血干细胞与B淋巴细胞
D.适宜条件下的酵母菌细胞与肺炎双球菌细胞
【解析】选C。根尖成熟区细胞、小鼠十二指肠上皮细胞与神经元细胞通常状态下是不分裂的,因此着丝粒数目没有周期性变化;肺炎双球菌是原核细胞,没有染色体,所以也没有着丝粒。3.(2011·滨海高一检测)在人体体细胞增殖的一个细胞周期中,在纺锤体形成时,一个细胞中的染色体数为N,DNA含量为m;则当该细胞中着丝粒分裂时,此细胞中的染色体数和DNA含量分别是( )
A.2N和m B.N/2和m/2
C.2N和m/2 D.N和m
【解析】选A。有丝分裂前期细胞中纺锤体形成,此时细胞中染色体数目没有变化,细胞中DNA已经加倍,着丝粒分裂发生在有丝分裂的后期,此时染色单体变成染色体,从而使染色体数目暂时加倍为2N,而DNA含量仍为m。4.如图为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.该生物为一种高等植物
B.该生物体细胞中含有12条染色体
C.该细胞没有姐妹染色单体
D.该细胞中含有12条染色体
【解析】选B。该细胞为高等植物细胞;该生物体细胞中含有6条染色体;该细胞处于分离后期,没有染色单体,含12条染色体。5.(2011·福建高一检测)下列是一组动物活细胞有丝分裂图,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图细胞开始出现染色体,每条染色体上含有1个DNA
D.上述细胞在细胞周期中出现的顺序是a→c→d→e→b【解析】选D。本题考查了有丝分裂过程中细胞分裂图像的变化情况。因为该细胞为动物细胞,不出现细胞板;c图染色质高度螺旋化形成染色体,此时已完成DNA的复制,即DNA数目是染色体数目的两倍;d图着丝粒排列在细胞中央,为有丝分裂中期,每条染色体上含有2个DNA。6.如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图,此过程
( )
A.发生在细胞分裂期的末期,核膜再度合成
B.发生在细胞周期的分裂间期,染色质复制
C.发生在细胞分裂期的中期,染色体螺旋变粗
D.发生在细胞分裂期的前期,核膜逐渐解体
【解析】选D。由于图中核膜不全,所以有可能是核膜解体,也有可能是核膜正在重新形成,但由于染色体上含有染色单体,所以应是有丝分裂的前期。7.有一位同学做根尖有丝分裂实验,在显微镜中观察到的图像如图所示。造成这种情况的原因可能是(多选)( )
A.取材位置不合适
B.取材时间不合适
C.解离时间不合适
D.视野选择不合适
【解析】选A、B、D。观察有丝分裂实验时,A、B、D都可能造成如图所示的情况,而图中细胞已散开,所以C不对。二、非选择题(共2小题,共22分)
8.(10分)A、B、C三图是不同生物细胞有丝分裂图,据图完成下列问题:
(1)A图细胞所处的细胞分裂时期是_____期,该期的主要变化是___________________________________________。(2)A图细胞染色体数目是_____条,DNA分子数目是_____个,该细胞有丝分裂的结果是形成_______个子细胞,每个子细胞中染色体有______条。
(3)B图处于分裂的______期。
(4)B图中共有染色体______条,DNA分子_____个,染色单体______条,该种类的生物体细胞中含有染色体______条。
(5)C图表示的是______细胞进行有丝分裂的______期,此图细胞内发生的主要变化是______。
(6)C图细胞内有染色体______条,该图下一时期细胞的变化是_____________。【解析】从细胞形态看A、B细胞是植物细胞,C细胞是动物细胞。A图表示核仁、核膜消失,出现染色体和纺锤体;A图中有6条染色体,12个DNA分子;该细胞有丝分裂形成2个子细胞,每个子细胞中染色体与亲代细胞的染色体相同。B图表示复制后的染色体的两条染色单体已经分开成为染色体,此时,染色体暂时加倍成为8条,有8个DNA分子。C图为动物细胞有丝分裂后期,该期着丝粒一分为二,染色单体成为染色体,并在纺锤丝的牵引下,移向细胞两极。该期的下一个时期为末期,染色体逐渐变为染色质,纺锤体逐渐消失,核仁、核膜重新出现。答案:(1)前 细丝状的染色质变为染色体,纺锤丝形成纺锤体,核膜解体、核仁逐渐消失
(2)6 12 2 6 (3)后 (4)8 8 0 4
(5)动物 后 染色体的着丝粒一分为二,染色单体分开成为染色体,并在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
(6)12 到达细胞两极的染色体逐渐变为染色质,纺锤体逐渐消失,核仁、核膜重新出现,在赤道板处细胞膜向内凹陷,细胞质一分为二,一个亲代细胞缢裂成两个子代细胞【实验·探究】
9.(12分)在进行“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,甲~戊五位同学在剪取洋葱根尖后(洋葱体细胞染色体数为16条),立即进行的操作步骤如下。请回答:(1)甲观察到的实验结果是_____,乙观察到的实验结果是_____,丙观察到的实验结果是_____。(请从下列选项中选择)
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)丁同学在进行完上述步骤后,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)某同学观察到个别细胞的染色体数比大多数细胞多一倍,说明他看到的那些细胞处于有丝分裂的_____期,这些细胞中有DNA分子为_____个,染色单体为_____条。【解析】本题主要考查了细胞有丝分裂的观察实验。
(1)由于甲没有解离所以细胞相互重叠,看不到相应的染色体;乙没有漂洗,它会影响染色,所以着色较浅;丙没有染色,所以染色体没有着上颜色。
(2)由于高倍镜的视野较小所以不容易找到细胞,改用低倍镜时视野较大所以更易找到观察目标。
(3)分生区的细胞呈正方形,而伸长区的细胞呈长方形,此处的细胞不再分裂,所以找不到分裂期的细胞。
(4)有丝分裂细胞中染色体数目加倍发生在后期,此时期不存在染色单体。答案:(1)B D A
(2)先在低倍镜下观察找到目标后再换成高倍镜
(3)戊同学看到的细胞不是分生区细胞
(4)后 32 0Thank you!课件69张PPT。1.联系[课前梳理·预习]一,想一想如何从细胞示意图角度辨别动、植物细胞?
提示:(1)图像画成方形,或图像中有细胞板结构,无中心体结构,一般可判断为高等植物细胞。
(2)图像画成圆形,或有中心体结构,无细胞板结构,通过缢裂方式均分细胞,一般可判断为动物细胞。2.植物细胞与动物细胞的有丝分裂过程中,纺锤体的形成方式相同吗?
提示:高等植物细胞中的纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的;动物细胞中的纺锤体是由中心体发出的星状射线形成的。从有丝分裂的实质和意义方面理解动、植物细胞有丝分裂的异同
(1)相同点:动、植物细胞在有丝分裂过程中,染色体的行为变化是相同的,染色体复制一次,细胞分裂一次,分裂结果是复制后的染色体平均分配到两个子细胞中。
(2)不同点:①动、植物细胞形成纺锤体的形式不同;②一个细胞分裂为两个细胞的方式不同。典例 如图是两个细胞有丝分裂的图解,请据图回答:(1)图A是______细胞的有丝分裂,图B是______细胞的有丝分裂,判断依据是___________。
(2)图A是有丝分裂的____期,其主要特点是___________。
(3)图B是有丝分裂的____期,其主要特点是___________。解答本题需注意以下两点:
(1)动物细胞有丝分裂时中心体发出星状射线形成纺锤体,而植物是细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体;动物细胞无细胞壁,而植物细胞具有细胞壁;
(2)有丝分裂中期着丝粒有序地排列在赤道板上,后期着丝粒一分为二。【规范解答】动物细胞有中心体,发出星状射线形成纺锤体,而高等植物细胞是由细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体,图A中每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上,染色体形态清晰属于有丝分裂中期,图B中着丝粒分裂,染色单体分离,形成染色体,由于纺锤丝的牵引,染色体分别向细胞的两极移动,属于有丝分裂后期。答案:(1)动物 高等植物 动物细胞有中心体,而高等植物细胞没有
(2)中 着丝粒排列在赤道板上
(3)后 着丝粒分裂,染色单体变成染色体,染色体平均分为两组并移向细胞两极 【拓展延伸】(1)图A和图B染色体、姐妹染色单体的数目分别相同吗?
提示:图A染色体数是4,姐妹染色单体数是8,而图B染色体数是8,姐妹染色单体数是0,所以均不相同。(2)图A和图B中DNA分子数相同吗?DNA分子数目加倍发生在哪个时期?
提示:图A和图B中DNA分子数相同,均是8个,DNA分子数目加倍发生在有丝分裂间期。1.结合有丝分裂过程,试填写DNA、染色体、染色单体的有关数目变化。
(假设体细胞中染色体的数目是2N,DNA含量是2C)2.利用上表中数目尝试构建曲线模型表示出在细胞分裂过程中细胞中染色体、DNA及每条染色体上DNA含量的变化规律。
(1)请在坐标图中分别用实线和虚线画出染色体和DNA含量的变化曲线。(2)在坐标图中画出细胞中每条染色体上DNA含量的变化规律。3.观察下面的柱形图,结合有丝分裂过程中DNA、染色体、染色单体数量变化。思考下列问题:
(1)图中a、b、c分别代表什么的数量变化?
提示:a、b、c分别代表染色体、染色单体和DNA。(2)柱形图中①②③分别处于有丝分裂的什么时期?并阐述判定的依据。
提示:图①DNA复制完成、染色单体出现,因此可能为前期或中期。
图②着丝粒分开,染色体数目加倍,染色单体消失,因此为后期。
图③DNA、染色体数目与正常体细胞相等,而且无染色单体,因此应为末期。有丝分裂坐标曲线解读
(1)坐标曲线是否为有丝分裂不是看起点是2n还是n,而是看一个细胞周期起点和终点的对比值,当起点和终点值相同时为有丝分裂。
(2)解读坐标曲线时,一定要明确纵轴的含义,要克服“纵轴一定为细胞中的染色体或DNA数”这一定势思维。有时纵轴的含义为每条染色体上DNA的数量。1.判断曲线表示的是DNA还是染色体的依据
(1)依据:曲线中的“斜线”有无。
(2)判断:
①曲线中有“斜线”——
DNA;
②曲线中无“斜线”——染色体。
2.染色体、染色单体、DNA三者之间的关系
(1)当有染色单体存在时,染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2。
(2)当无染色单体时,染色体∶DNA=1∶1。典例 如图表示有丝分裂细胞周期中,一个细胞内染色体和核DNA相对含量的动态变化(表示细胞各个时期的距离和所需时间不成比例)。(1)表示染色体数量变化的是_____________________。
(2)bc段细胞的主要变化是_______________________。
(3)cd段表示细胞分裂的三个时期是_______________。
(4)若曲线B代表染色体数量变化曲线,那么曲线gh段形成的原因是__________________________________________。
(5)经过gh段后,细胞中的染色体数、染色单体数和DNA数的比是__________________________________________。解答本题注意以下几点:
(1)首先明确染色体和DNA在一个细胞周期内的数量变化特点。
(2)间期DNA分子复制,数量加倍,而染色体数量不变。
(3)看曲线变化:间期数量加倍的是DNA曲线;后期数量加倍的是染色体曲线。【规范解答】注意DNA含量变化曲线与染色体数量变化曲线的区别。曲线重叠表示两者数值相等,而平行则表示每条染色体中含有两条姐妹染色单体,每条染色单体都含有一个DNA分子。bc段表示DNA复制,一条染色体包括两条染色单体,gh段表示染色体的着丝粒分裂,两条染色单体分开成为两条子染色体。答案:(1)曲线B
(2)完成DNA分子的复制及有关蛋白质的合成
(3)前期、中期、后期
(4)着丝粒分裂,染色单体分开成为染色体
(5)1∶0∶1 【变式备选】处于有丝分裂过程
中的动物细胞,细胞内有染色体数(a),
染色单体数(b),DNA分子数(c)可表示为
如图所示的关系,此时细胞内可能发生
着( )
A.中心粒移向两极 B.着丝粒分裂
C.细胞板形成 D.DNA分子正在进行复制【解析】选A。本题将有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的变化以柱形图形式表示出来。分析的关键是明确三者的数量关系,即染色体数∶DNA数∶染色单体数=1∶2∶2,而符合此比例的应该是有丝分裂的前期和中期,A是前期特点,故选A。1.结合无丝分裂的特点,分析无丝分裂与有丝分裂的根本区别。
提示:无丝分裂过程中,细胞内没有染色体、纺锤体等结构的出现。2.思考无丝分裂过程中有遗传物质的复制和分离吗?两个子细胞遗传物质完全相同吗?
提示:无丝分裂也有遗传物质的复制和分离,核遗传物质一定平均分配,否则不能保证子细胞遗传性状的稳定性。但细胞质遗传物质并不平均分配,因此总的遗传物质不完全相同。无丝分裂中遗传物质的复制
无丝分裂过程中无染色体的变化和纺锤体的出现,但有遗传物质的复制。典例 (2009·广东高考改造)有关真核细胞分裂的叙述,正确的是
A.无丝分裂过程核膜和核仁周期性出现和消失
B.无丝分裂过程中没有DNA复制和蛋白质合成
C.动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板
D.无丝分裂仅出现在低等生物中进行无丝分裂的生物既有低等生物,也有高等生物。【规范解答】选C。高等动、植物体内细胞增殖的方式有多种,可进行有丝分裂、无丝分裂和减数分裂,无丝分裂是最早在鸡胚的血细胞中发现的一种细胞分裂方式,在高等动物中也有,如人的口腔上皮细胞、伤口附近的细胞等。在无丝分裂中,核膜不消失;动物细胞无细胞壁,所以有丝分裂末期也不会形成细胞板。【变式备选】a、b、c、d分别是一些生物细胞某个分裂时期的示意图,下列有关描述正确的是( )A.a图表示植物细胞有丝分裂中期,该时期细胞中染色体加倍,染色单体分离
B.b图表示人红细胞的无丝分裂,该过程也可以观察到染色体
C.c图经过有丝分裂后将产生两个子细胞,两个子细胞是等大的,但染色体数目不同
D.d图细胞中含有8条染色单体,8个DNA分子,4条染色体【解析】选D。图中a代表植物细胞有丝分裂末期(细胞中央赤道板的位置出现细胞板,最终扩展形成新的细胞壁),b代表(蛙红细胞)无丝分裂(图示细胞从中部缢裂),c代表处于细胞分裂间期的细胞,d代表有丝分裂中期(细胞中染色体着丝粒都排列在赤道板上)。人红细胞没有细胞核不能进行分裂。c图细胞通过有丝分裂产生两个完全相同的子细胞。d图所示细胞中染色体数目为4条,每条染色体含有两条姐妹染色单体,每条染色单体含有一个DNA分子,因此,细胞中含有8条染色单体,8个DNA分子。1.细胞有丝分裂与无丝分裂的主要区别为( )
A.无丝分裂不进行DNA复制
B.无丝分裂不进行相关蛋白质的合成
C.无丝分裂为原核细胞的分裂方式
D.无丝分裂过程中无纺锤丝出现
【解析】选D。无丝分裂为真核细胞的一种分裂方式,为保
证子代细胞遗传物质的含量,分裂前需要进行DNA的复制及
有关蛋白质的合成,所以A、B、C三项均不正确;无丝分裂
整个过程不出现纺锤丝,这是与有丝分裂最主要的区别之一。2.(2011·哈尔滨高一检测)动物细胞有丝分裂区别于高等植物细胞有丝分裂的特点是( )
A.核膜、核仁消失
B.中心体周围发出星状射线
C.染色体的行为变化
D.着丝粒分裂,染色单体分离
【解析】选B。动物细胞有丝分裂区别于高等植物细胞有丝分裂的特点是动物细胞有中心体,纺锤体是由中心体发出的星状射线形成的。3.在细胞周期的各阶段中,一个细胞中的染色体和DNA分子数量比不可能是图中的( )
【解析】选A。在复制前,一条染色体含有一个DNA分子,复制后,每条染色体都含有两个DNA分子。因此,在细胞周期的各阶段,一个细胞中的染色体和DNA分子数量比只能是1∶1 或1∶2,不可能是图A所示的比例关系。4.细胞进行有丝分裂过程中,染色体、染色单体、DNA分子的数量比为1∶2∶2时,该细胞处于( )
A.中期或后期 B.后期或末期
C.前期或后期 D.前期或中期
【解析】选D。有丝分裂前期、中期细胞中每条染色体上含有两条染色单体,含有两个DNA分子;有丝分裂后期和末期细胞中每条染色体上含有一个DNA分子,没有染色单体。5.关于染色体和DNA分子关系的叙述正确的是( )
①DNA分子数目加倍时,染色体数目也加倍
②染色体数目减半时,DNA分子数目也减半
③染色体数目加倍时,DNA分子数目也加倍
④染色体复制时,DNA分子也复制
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④【解析】选B。DNA分子数目加倍是发生在有丝分裂间期,此时染色体数目没有加倍;染色体数目减半是发生在有丝分裂的末期,此时DNA分子的数目也随之减半;染色体数目加倍是发生在有丝分裂的后期,此时DNA分子数目没有发生改变;染色体的复制实质是指DNA分子的复制。6.(2011·徐州高一检测)如图表示某生物细胞有丝分裂相关示意图,请分析回答: (1)图B中有______条染色体,_______个DNA分子,______条染色单体。该生物体细胞中含有_______条染色体。
(2)图B表示的分裂时期相当于图A中_______段,①和②两条染色体是经过_______和_______所形成的。
(3)若要观察该生物的染色体数目和形态,应选择图A中的_______段。
(4)上述细胞分裂全过程中,参加分裂的细胞器有_______。【解析】本题考查有丝分裂过程中染色体形态和数目、DNA分子数目的变化。(1)图B中有8条染色体,每条染色体上含有1个DNA分子,细胞中染色单体数目为0。该细胞有丝分裂后期染色体数目加倍,体细胞中染色体数目为4。(2)图B为有丝分裂后期图。图A中Oa段为细胞分裂间期,ab段为有丝分裂前期,bc段为有丝分裂中期,cd段为有丝分裂后期,de段为有丝分裂末期。①和②为姐妹染色单体分开后形成的两条相同的染色体。(3)bc段表示有丝分裂中期,此时细胞中染色体数目最清晰,形态最固定,是观察染色体数目和形态的最佳时期。(4)该细胞为动物细胞,与动物细胞有丝分裂有关的细胞器是核糖体、中心体、线粒体,细胞分裂间期蛋白质在核糖体上合成,中心体在有丝分裂前期发出星状射线形成纺锤体,线粒体为细胞分裂过程提供能量。
答案:(1)8 8 0 4 (2)cd 复制 着丝粒分裂
(3)bc (4)核糖体、中心体 、线粒体一、选择题(本题包括5小题,每小题6分,共30分)
1.以下关于细胞分裂的叙述错误的是( )
A.无丝分裂过程中无染色体和纺锤体的出现
B.无丝分裂过程中无DNA的复制
C.无丝分裂过程简单,可快速进行,因此常见于某些迅速增殖的组织
D.有丝分裂是真核生物主要的细胞分裂方式【解析】选B。无丝分裂的显著特点是无染色体和纺锤体的出现,但凡细胞分裂,都要先进行DNA的复制且在分裂过程中进行核遗传物质的平均分配,否则将难以保证遗传性状的稳定性;有丝分裂是真核生物主要的细胞分裂方式。2.(2011·滨海高一检测)动、植物细胞有丝分裂的共同点是( )
A.分裂末期形成细胞板
B.分裂前期由中心粒形成纺锤体
C.分裂间期染色体复制
D.中心体参与细胞分裂【解析】选C。动、植物细胞有丝分裂过程中均有染色体复制、着丝粒分开、姐妹染色单体分开等现象。有丝分裂末期,高等植物细胞中央出现细胞板,扩展形成细胞壁;有丝分裂前期,高等动物和低等植物细胞由中心体发出星状射线,形成纺锤体。3.在细胞有丝分裂的分裂期开始时,如果它的染色体数是N,DNA含量为Q,则该细胞分裂后每个子细胞中的染色体数和DNA含量分别是( )
A.N和 Q B.N/2和 Q/2
C.N和 Q/2 D.N/2和 Q
【解析】选C。有丝分裂前期细胞中染色体数目没有变化,与体细胞中染色体数目相同,故体细胞中染色体数目为N;有丝分裂间期细胞中DNA因复制而加倍为Q,故体细胞中DNA数目为Q/2。4.动、植物细胞有丝分裂过程的不同主要是( )
①前期动物细胞中心体参与纺锤体的形成,而高等植物细胞前期纺锤体的形成没有中心体参与
②中期动物细胞的染色体整齐的排列在赤道板上,植物细胞的染色体没有排列现象
③后期动物细胞的姐妹染色单体不分开,植物细胞的姐妹染色单体分开
④末期植物细胞形成细胞板,动物细胞不形成
A.①②③④ B.①②④
C.①③④ D.①④【解析】选D。植物细胞和动物细胞有丝分裂的不同主要表现在前期纺锤体的形成和末期细胞一分为二的方式上。5.如图表示某动物体细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线,下列叙述正确的是(多选)( )
A.发生在O~A段的物质变化是DNA复制和蛋白质合成
B.B~C段细胞中观察不到核膜和核仁
C.C~D段细胞中含有两组中心粒
D.D~E段细胞中染色体数∶DNA数∶染色单体数=1∶1∶1【解析】选A、B、C。B~C段属于有丝分裂的中期,此时看不到核膜、核仁。C~D段属于有丝分裂的后期,此时细胞中含有两组中心粒,分别分布于细胞两极。D~E段表示有丝分裂的末期,此时细胞中染色体数∶DNA数=1∶1,但没有姐妹染色单体。 【规律方法】判断有丝分裂不同时期的细胞中染色体、染色单体和DNA的数量关系
(1)首先确定细胞所处的时期。本题根据“中心体移向两极”判断该动物细胞处于有丝分裂的前期。
(2)其次明确不同时期染色体的形态特征。间期复制后的每条染色体,都含有2条染色单体、2个DNA分子,直到后期着丝粒分裂,染色单体分离。(3)最后根据不同时期染色体的形态特征确定染色体、染色单体和DNA三者的数量关系。例如,在细胞分裂的前期,染色体已完成复制,此时,每条染色体都含有2条染色单体,2个DNA分子,因此,前期的染色体、染色单体和DNA分子数之比为1∶2∶2。二、非选择题(共2小题,共20分)
6.(10分)如图是某植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内DNA及染色体的相对数量(假设正常体细胞的染色体数为2N)的变化曲线。分析曲线并回答问题。(1)实线ABCDEF表示______的数量变化,虚线abcde表示的______数量变化。
(2)表示有丝分裂后期的区段:实线应为______段,虚线应为______段。
(3)从有丝分裂进程分析,此曲线有一个不科学的地方是
__________________________________________________。【解析】(1)间期进行DNA的复制,使核内DNA数量在间期由2N→4N,后期着丝粒分裂,使染色体由2N→4N,即DNA、染色体数目不同步加倍:DNA在间期加倍,染色体在后期加倍。
(2)实线B→E为前、中、后期,DE段为后期。后期染色体的变化有两个方面:①着丝粒分裂使染色体数目加倍(b→c),②染色体移向细胞两极(c→d),所以虚线染色体曲线上后期应为b→d段,而不应简单地认为是b→c段。
(3)细胞周期中,间期持续的时间远远长于分裂期持续的时间。答案:(1)核内DNA 染色体
(2)DE bcd
(3)间期持续的时间太短【实验·探究】
7.(10分)某生物兴趣小组为了探究三氯化铝对动物细胞有丝分裂的影响,进行了如下实验(提示:细胞分裂情况可用细胞分裂指数来衡量,即分裂中期细胞数与所观察的细胞总数之比),请补充完整。
(1)实验步骤:
①取动物细胞培养状况相同的A、B培养皿,A中加入_____;B中加入_______。②培养72 h后,各取A、B培养皿中的细胞若干,经过_____、_______后,分别制成临时装片A、B。
③观察装片A、B中细胞各300个,分别计算细胞分裂指数。
(2)比较A、B两组的细胞分裂指数,判断一定浓度的三氯化铝溶液对动物细胞有丝分裂的影响可能会有_____种情况。
(3)就三氯化铝对动物细胞分裂的影响,你还能提出什么探究课题? _______________________________________。【解析】实验自变量:三氯化铝溶液,因变量:细胞分裂指数;实验步骤:分组编号、设置空白对照;注意无关变量的控制。观察三氯化铝对动物细胞有丝分裂是否有影响,是通过因变量来判断的。实验中要制作有丝分裂的装片,其过程需要固定并进行染色以便观察。三氯化铝溶液对动物细胞有丝分裂的影响可能有三种情况,即促进或抑制作用,或者是没有影响。答案:(1)①一定量的一定浓度的三氯化铝溶液 等量的蒸馏水 ②固定 染色
(2)三
(3)三氯化铝溶液的浓度或作用时间对动物细胞分裂的影响(或其他合理答案)Thank you!课件70张PPT。1.细胞分化中细胞内的遗传物质是否发生改变?
提示:分化的细胞是通过有丝分裂产生的,其核内遗传物质完全相同,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,遗传物质并没有发生改变。2.人体血液中每时每刻都有血细胞在死亡,但是血液中各种血细胞的数量却基本保持不变,为什么?
提示:骨髓造血干细胞不断增殖产生新细胞,并分化成相应的血细胞,维持了血细胞总量基本不变。3.由同一受精卵发育来的叶肉细胞、表皮细胞、储藏细胞为什么形态、结构、功能各不相同?上述细胞的DNA数目、结构有何关系?
提示:(1)是细胞分化的结果,由于基因的选择性表达,导致细胞在形态、结构、功能上出现差异。
(2)上述细胞由同一受精卵发育而来,因此细胞的DNA数目、结构相同。4.细胞分化发生在生物体的什么时期?
提示:生物体的整个生命进程中。5.细胞分化与细胞分裂有何联系?
提示:(1)细胞的分裂与分化往往是相伴相随的,常常表现出边分裂边分化的现象;
(2)随着细胞分化程度的增进,细胞的分裂能力逐渐下降,最后高度分化的细胞同时失去了分裂能力,这种现象从另一个侧面也反映出两者之间的伴随关系;
(3)细胞的分化并不是单个细胞或少数细胞的孤立变化,而必须以细胞增殖生成的一定数量的细胞作基础。细胞分化与细胞内遗传物质变化
(1)从最终来源看,生物体不同细胞均来自受精卵的有丝分裂,由于有丝分裂中遗传物质几乎不发生变化,因而,同一生物体内不同细胞含有几乎相同的遗传物质。
(2)在个体发育过程中,由于各种因素的影响,在基因调控下,不同部位的不同细胞在不同时期选择表达不同的基因,合成不同的蛋白质,使细胞表现不同的形态及生理特性。分化能力与分化程度的关系
两者成反比关系:
(1)分化程度越高,分化能力越低;
(2)分化能力越高,证明分化程度越低。典例 细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。下列属于奢侈基因的是
A.血红蛋白基因 B.ATP合成酶基因
C.呼吸酶基因 D.核糖体蛋白基因(1)细胞分化是基因选择性表达的结果;
(2)血红蛋白基因只在红细胞中才进行表达。【规范解答】选A。奢侈基因既然是选择性表达,说明它只在特定细胞内表达。血红蛋白基因只在红细胞内表达,因此血红蛋白基因是奢侈基因。而ATP合成酶、呼吸酶、核糖体蛋白广泛存在于多种细胞中,其基因的表达不具有选择性,因此这些基因不是奢侈基因。 【变式备选】(2011·滨海高一检测)在人体内细胞正常分化过程中,不会出现的是( )
A.细胞形态发生改变 B.细胞器数量的改变
C.细胞的功能发生改变 D.细胞内遗传物质的改变
【解析】选D。细胞分化的结果是形态、结构及功能发生稳定性的差异,细胞分化的实质是细胞中基因选择性表达,遗传物质没有发生改变。1.细胞的全能性指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,这里为什么强调“潜能”二字?
提示:分化后的细胞尽管在形态、结构、功能上发生了变化,但仍保留着保持本物种遗传特性的全套基因,基因并未因分化而丢失或改变,所以高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的能力,要真正实现全能性的表达,往往需要给予一定的条件,这种潜在的能力才可以实现表达。2.结合教材P88图5-7思考:该实验能证明植物细胞具有生长发育的全能性吗?为什么?
提示:能。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,在适宜条件下,具有发育成完整新植株的潜能。
3.为什么已分化的细胞仍具有全能性?
提示:已分化的细胞都由受精卵经有丝分裂而来,都具有和受精卵相同的全套遗传物质。4.干细胞具有一定的分裂和分化能力,随着医学技术的发展,人们有望通过诱导干细胞发育成特定的组织或器官,此技术将会给需要器官移植的患者带来福音。根据以上材料,思考下列问题:
(1)诱导干细胞发育成特定的组织或器官是否体现了细胞的全能性?
提示:不能体现出全能性。因为只是发育形成组织或器官,而没有发育成完整个体。(2)总结判断体现细胞全能性的条件。
提示:判断体现全能性需满足以下两个条件:
①发育的起点是高度分化的组织或细胞。
②发育的终点是完整的生物个体。1.细胞在生物体内没有表现全能性的原因
在生物体内细胞不表现全能性,而是分化为不同的组织、器官,其原因在于基因在特定的时间和空间条件下选择性表达。
2.实现植物细胞全能性的条件
离体(必要条件)、一定的营养物质(水、无机盐、维生素、氨基酸等)、激素(细胞分裂素、生长素)、适宜的条件(适宜的温度、pH)。【特别提醒】①细胞全能性是植物组织培养的理论基础,早期胚胎细胞和干细胞都具有明显的全能性。②在同一生物体内,不同部位的细胞核的遗传物质都是一样的,但是在个体发育的不同时期,细胞内表达的基因是不相同的,合成的蛋白质分子也不一样,从而形成了不同的组织器官。 【拓展链接】
愈伤组织与胚状体
愈伤组织的形态发生方式主要有不定芽方式和胚状体方式两种。
(1)不定芽方式是在某些条件下,愈伤组织中的分生细胞发生分化,形成不同的器官原基,再逐渐形成芽和根。
(2)胚状体方式是由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、胚根、胚轴的胚状结构,进而长成完整植株。这种由愈伤组织中的薄壁细胞不经过有性生殖过程,直接产生类似于胚的结构,叫做胚状体。典例 将分离得到的成熟的
胡萝卜根的韧皮部细胞进行
培养,由单个细胞发育成完
整的新植株,如图所示。请
分析:
(1)所用的生物技术称为_______技术。
(2)分离出来的胡萝卜根的韧皮部细胞成为愈伤组织是通过_______分裂方式来完成的。(3)愈伤组织中相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中,形态结构和生理功能逐渐向不同方向变化,这种现象称为____________。
(4)该实验说明_________________。
(5)该试管苗的形成经历了____________等几个过程。解答本题时注意以下三点:
(1)植物组织培养的原理是细胞的全能性;
(2)植物组织培养通过脱分化形成愈伤组织,再分化形成胚状体,然后发育成幼苗;
(3)植物组织培养需要离体细胞及适宜的营养物质和外界条件。【规范解答】(1)由离体的器官、组织或细胞,利用植物细胞的全能性发展起来的快速繁殖植物的新技术称为植物组织培养技术。(2)分离出的单个细胞首先通过脱分化和分裂形成愈伤组织,再经过再分化形成胚状体。(3)同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。(4)植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。(5)该试管苗的形成需先经细胞分裂形成愈伤组织,再经细胞分化形成各种组织、器官。答案:(1)植物组织培养 (2)有丝 (3)细胞分化
(4)已分化的植物细胞仍具有全能性
(5)细胞分裂、细胞分化、组织器官的形成、新个体的形成植物细胞潜在的全能性在生物体上无法表现,只能在离体的条件下才能表现。1.细胞分化与细胞增殖的主要不同是( )
A.细胞的数量增多
B.细胞的形态、结构相同
C.细胞的生理功能上相似
D.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
【解析】选D。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的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。2.下列实例中能体现细胞全能性的是( )
①用胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株
②植物用种子繁殖后代
③用烟草某种组织培养出了可育的完整植株
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③【解析】选B。细胞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。其中①和③都是属于由分化的细胞或组织经过培养形成可育的植株,体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代,实际上就是由一个受精卵,通过细胞的增殖和分化发育成的新个体,所以是由未经分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程,因此不能体现细胞的全能性。 3.在细胞工程中,需要利用细胞的全能性。下列细胞中全能性最高的是( )
A.胡萝卜的韧皮部细胞 B.水稻的花粉
C.绵羊的乳腺细胞 D.大白鼠的受精卵
【解析】选D。胡萝卜韧皮部细胞属于体细胞,水稻的花粉细胞属于生殖细胞,大白鼠的受精卵全能性高于生殖细胞和胡萝卜韧皮部细胞。绵羊的乳腺细胞全能性受到限制。4.(2010·广东高考改编)骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一,最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内( )
A.正常生长
B.增殖并分化成多种细胞
C.杀死癌细胞
D.杀死各种病原菌【解析】选B。白血病又称血癌,病人产生大量的异常白细胞,而正常的白细胞、红细胞和血小板产生量减少。移植骨髓中的造血干细胞可以增殖分化形成各种血细胞,因此骨髓移植是目前治疗白血病的一种比较有效的方法。5.将植物的离体细胞培养成一株完整植物体是利用( )
A.细胞的分裂 B.细胞分化
C.细胞的全能性 D.细胞的生长
【解析】选C。将离体的植物细胞、组织或器官培养成一株完整的植物体的原理是植物细胞的全能性。在其生长、发育的过程中,包含细胞的分裂、分化和生长等生理现象。6.细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象,下列叙述正确的是( )
①细胞分化就是细胞在形态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程
②分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果
③未离体的体细胞一般不会表现出全能性
④分化过程中遗传物质会改变
A.①② B.①②③
C.②③④ D.①②③④【解析】选B。细胞分化是同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性差异,产生不同细胞类群的过程,所以①正确。对于所有的体细胞来说,它们都是由一个受精卵发育而来,其遗传物质完全相同,并未发生改变,只是不同的细胞在个体发育的不同阶段,其遗传信息的表达不同导致其形态、结构和生理功能出现差异,所以②正确,④错误。未离体的体细胞由于受机体基因组的控制,一般不会表现出全能性,故③正确。7.如图是高等生物个体发育过程中细胞发生的变化,请仔细观察,回答问题。(1)图示的高等生物个体发育是从______开始的。
(2)由①到②,细胞的体积增大,数目增多,细胞经历了______和______的过程。
(3)由②到③,由于细胞______,细胞的______和_____发生了稳定性的差异,细胞的这种变化是基因在机体发育过程中______的结果。【解析】(1)高等生物个体发育的起点是受精卵。细胞分裂、细胞分化形成不同的组织、器官和系统,进而发育成完整的生物体。(2)细胞生长过程中细胞体积增大,细胞数目增多。①到②为细胞增殖,②到③为细胞分化。(3)细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化的结果是形成了不同形态、结构及功能的细胞。
答案:(1)受精卵 (2)生长 分裂 (3)分化 形态结构 生理功能 选择性表达一、选择题(本题包括7小题,每小题4分,共28分)
1.生物体内既具有分化能力又具有全能性的细胞是( )
A.神经细胞 B.心肌细胞
C.红细胞 D.早期胚胎细胞
【解析】选D。生物体内的神经细胞、心肌细胞和红细胞都是高度分化的细胞,不具有分化能力,而早期胚胎细胞是由受精卵分裂形成的,由彼此相似的细胞组成,尚未分化,在以后的个体发育中,经过细胞分化,形成不同类型的细胞和组织。2.有关细胞分化的叙述,正确的是( )
A.种子形成幼苗与细胞的分裂和分化直接相关
B.红细胞的形成与基因表达有关而与细胞分化无关
C.胡萝卜叶肉细胞脱分化形成愈伤组织后不具有全能性
D.肌肉细胞的产生与细胞分化无关【解析】选A。种子萌发的过程是细胞分裂和分化的过程,通过细胞分化形成植物体的各种器官,A正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达;愈伤组织是由胡萝卜叶肉细胞通过有丝分裂形成的,具有全能性;肌肉细胞的产生是细胞分化的结果。3.一般情况下,下列细胞中分化程度由高到低的顺序依次是
( )
①卵细胞 ②受精卵
③胚胎干细胞 ④造血干细胞
⑤神经细胞
A.⑤①②③④ B.①⑤③④②
C.②③④①⑤ D.⑤①④③②【解析】选D。细胞全能性由高到低依次是受精卵、胚胎干细胞、造血干细胞、卵细胞、神经细胞;细胞分化程度由高到低依次是神经细胞、卵细胞、造血干细胞、胚胎干细胞、受精卵。 【规律方法】细胞全能性大小比较
(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性);
(2)受精卵>生殖细胞(配子、精子、卵细胞)>体细胞;
(3)幼嫩的细胞>衰老的细胞;
(4)体细胞:分化程度低的>分化程度高的;
(5)细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的。4.近日,科学家发现一种新干细胞,可发育成心肌组织。有关干细胞说法正确的是( )
A.心脏干细胞分化形成心肌组织的过程表现了细胞的全能性
B.造血干细胞分化形成各种血细胞的过程是不可逆的
C.心脏干细胞可以分化形成各种组织、器官
D.心脏干细胞的全能性与受精卵的全能性相同【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。受精卵全能性最大,干细胞的全能性大于体细胞的全能性,高度分化的体细胞全能性最小,不易表现。5.(2011·福建高一检测)人的胰岛素和胰蛋白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.不同细胞中遗传物质情况不同
B.不同细胞中遗传信息的表达情况不同
C.不同细胞中组成蛋白质的氨基酸种类、数量和排列顺序不同
D.不同细胞中的细胞器的数量不同【解析】选B。人的不同细胞中含有的遗传物质相同;不同细胞中含有的蛋白质不同是不同的细胞中遗传信息选择性表达的结果;不同细胞中组成蛋白质的氨基酸种类、数量和排列顺序不同,但这不是根本原因。6.下列实验中能体现细胞全能性的有( )
①玉米花粉粒培育出植株
②转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株
③烧伤病人的健康细胞培养出皮肤
④植物用种子繁殖后代
⑤将悬浮液培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株
A.②③⑤ B.①②⑤
C.②③④ D.①②③⑤
【解析】选B。①②⑤利用了植物组织培养技术;③利用了细胞分化的原理;④种子繁殖后代属于个体发育过程。7.如图是某细胞增殖和分化的概念图,对该图的分析,正确的是(多选)( )A.A、B过程分别表示细胞增殖和细胞分化
B.C是表示处于有丝分裂后期的细胞
C.b、c、d、e的细胞核具有相同的基因
D.如果a是一个植物细胞,则b无法在体外培养成植株,因为b已经分化
【解析】选A、B、C。高度分化的植物细胞仍然具有全能性,所以b仍然可以被培养成植株。二、非选择题(共2小题,共22分)
8.(10分)如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答:
(1)个体发育过程中最原始的干细胞是______,图中涉及到的胚胎干细胞、皮肤干细胞、皮肤细胞三类细胞中,细胞分化程度由高至低的顺序是______。(2)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因_______的结果。
(3)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的,骨髓治疗的实质是将图中的_____细胞移植到患者体内。
(4)近年来研究发现,造血干细胞还有可能分化成为其他组织的细胞,说明动物细胞也可能具有______,从理论上解释是因为__________。(5)研究干细胞的目的包括(多选)( )
A.对某些疾病进行治疗
B.医学上的组织修复
C.研究细胞的分化机制
D.实现细胞全能性
(6)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的______,其原因是________________________________。【解析】(1)个体发育过程中最原始的干细胞是受精卵,图中涉及到的三类细胞中,细胞分化程度由高至低的顺序是皮肤细胞、红细胞、白细胞、神经细胞、肝细胞高于皮肤干细胞、造血干细胞、神经干细胞、肝组织干细胞,高于胚胎干细胞。(2)细胞分化的实质是基因选择性表达的结果。(3)骨髓中含有造血干细胞,骨髓移植后骨髓中造血干细胞能分化为各种血细胞。(4)造血干细胞还有可能分化成为其他组织的细胞,说明动物细胞也可能具有全能性,因为每个细胞都是由受精卵发育而来的,都具有全套的遗传物质。(5)人们对干细胞的研究,可以对某些疾病进行治疗,可以进行医学上的组织修复,还可以帮助人们了解细胞的分化机制。(6)哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,不能用于克隆过程。克隆技术常将某动物体细胞的细胞核注入去掉细胞核的卵母细胞形成重组细胞,然后进行培养,最终即可得到克隆动物。 答案:(1)受精卵 皮肤细胞、皮肤干细胞、胚胎干细胞
(2)选择性表达 (3)造血干 (4)全能性 每个细胞都是由受精卵发育而来的,都具有全套的遗传物质 (5)A、B、C (6)红细胞 细胞中无细胞核【实验·探究】
9.(12分)(2011·连云港高一检测)高度分化的动物细胞分化潜能变窄,它的全能性受到限制,但它的细胞核仍具有全能性。请利用性成熟的青蛙作为实验材料,设计一个实验方案证明上述说法。
(1)实验的大体设计思路是:先把完整的体细胞单独培养,证明______;再将______导入______,看能否表现出全能性。(2)根据上述思路设计的实验步骤是:
第一步:取正常的雄性青蛙的体细胞直接进行细胞培养,观察其能否形成一只完整的青蛙。
第二步:准备若干个正常雄性青蛙的体细胞和雌性青蛙的卵细胞。
第三步:_________________________________________。
第四步:将第三步形成的重组细胞进行细胞培养,观察能否发育成完整的青蛙。(3)实验结果:____________________________________。
(4)实验结论:____________________________________。
(5)有人推测,卵细胞细胞质中的物质X是促进体细胞核全能性发挥的物质,若要证明这一推断,请写出简单的设计思路:
________________________________________________。【解析】要证明高度分化的动物细胞分化潜能变窄,全能性受到限制,而细胞核仍具有全能性,则可先直接单独培养青蛙的成熟体细胞,再将体细胞的细胞核移入去核的卵细胞内培养,比较其培养结果。若要进一步证明物质X的作用,可将物质X注入正常青蛙的体细胞的细胞质中,再给予适宜的条件进行培养,看其能否发育成一只完整的青蛙。答案:(1)高度分化的细胞的全能性受到限制 体细胞的细胞核 去核的卵细胞内
(2)将卵细胞的细胞核去除,取体细胞的细胞核导入去核的卵细胞内
(3)单独培养完整的体细胞不能发育成完整的青蛙,培养重组细胞,则能发育成完整的青蛙
(4)高度分化的细胞其全能性受到限制,但其细胞核仍具有全能性
(5)将X注入正常青蛙体细胞的细胞质中,离体状态下,给予适宜条件培养,观察能否发育成一只完整的青蛙Thank you!课件46张PPT。1.试分析衰老细胞新陈代谢速度减慢的原因。
提示:衰老的细胞内酶的活性降低,自由水含量降低,能量减少均可使细胞新陈代谢速度减慢。2.结合教材P90图Ⅴ和图Ⅵ,分析两实验,回答下列问题。
(1)两实验设计的巧妙之处是什么?
提示:选择年轻女性的体细胞,不仅因为其含有可用于标记供体细胞的巴氏小体,而且还因为其增殖能力很强,因而不宜选用年老女性体细胞作为供体。选择老年男性的体细胞,不仅因为其细胞里不含有巴氏小体(不能被标记而且能与年轻女性细胞区别开),而且还因为其本身的增殖能力较弱。(2)试阐述细胞衰老的原因和调控细胞衰老的物质存在的场所。
提示:实验说明细胞的衰老是由细胞自身的因素决定的;调控细胞衰老的物质存在于细胞核内。巧记细胞衰老特征
概括为:“一大一退二少三降低”。即:
一大:线粒体变大;
一退:增殖能力减退;
二少:水分减少,线粒体数目减少;
三降低:酶活性降低;物质运输功能降低;代谢速度降低。典例 关于个体衰老与细胞衰老的关系,下列说法正确的是
A. 细胞的衰老就是个体的衰老
B.衰老的生物体内细胞都处于衰老状态
C.年幼的生物体内没有衰老细胞
D.总体上看个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程解答本题首先应明确,人的一生中不断进行细胞分裂,即个体的衰老并不意味着所有细胞都已衰老;再从细胞的寿命分析幼年个体与细胞衰老的关系。【规范解答】选D。对于单细胞生物体来说细胞的衰老就是个体的衰老,但对于多细胞生物体来说两者并非等同。多细胞生物体内细胞总在不断更新,衰老生物体内也有幼嫩细胞,年幼个体内也有衰老细胞。从总体来看个体的衰老过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。1.细胞死亡主要有哪几种形式?哪种形式对生物体是有利的?
提示:细胞死亡主要有细胞凋亡和细胞坏死。细胞凋亡对于多细胞生物个体是有利的,细胞坏死对机体不利,是有消极意义的。2.细胞凋亡与细胞坏死都是细胞正常的生命现象吗?
提示:不都是。细胞凋亡是受严格的遗传机制决定的程序性调控,是正常的生命现象;细胞坏死是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的,不是正常的生命现象。
3.分析凋亡细胞与坏死细胞的细胞膜变化有何不同?
提示:凋亡细胞的细胞膜内陷,坏死细胞的细胞膜破坏。 细胞凋亡的生物学功能
(1)清除无用的或多余的细胞。
(2)除去不再起作用的细胞。
(3)除去发育不正常的细胞。
(4)除去一些有害细胞。典例 如图是胎儿手的发育过程图,请据图回答下列问题:
(1)胎儿手的发育过程中,既有细胞的______和______ ,又有细胞的______ ,而后两者是______选择性表达的结果。
(2)在此过程中细胞程序性死亡的意义是__________。
(3)由此说明机体的发育受__________。解答本题应从以下角度分析:
(1)细胞凋亡受到严格的遗传机制决定的程序性调控。
(2)细胞凋亡清除发育不正常或有害的细胞,清除完成正常使命的衰老细胞,控制组织、器官各部分的细胞总数,对维持机体正常生理机能具有重要意义。【规范解答】细胞凋亡与细胞分裂、细胞分化一样,都是机体完成正常生长发育所必需的。细胞凋亡是受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。
答案:(1)分裂 分化 凋亡 基因
(2)有助于机体正常发育的完成 (3)遗传物质的严格控制手指间的细胞死亡是生物体发育的正常现象,属于细胞凋亡,而非细胞坏死。 【拓展延伸】(1)上题(1)中为什么说是选择性表达的结果?
提示:细胞凋亡过程中有新蛋白质合成,体现了基因的选择性表达。
(2)通过上图胎儿手的发育过程图可以判断细胞一生一般要经历哪几个阶段?
提示:细胞通过增殖产生后,尚未分化,一般要经历细胞分化、细胞衰老、最后凋亡的过程。1. 叶片衰老时,植物体内发生一系列变化,其中蛋白质和RNA的含量( )
A.显著下降
B.显著上升
C.变化不大
D.蛋白质含量下降,RNA含量上升
【解析】选A。衰老的细胞内水分减少,酶的活性降低,代谢速度减慢等,影响了蛋白质和RNA的合成,在生命活动中两者还会不断被消耗,所以两者显著下降。 2.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.细胞凋亡是由基因控制的
C.细胞凋亡是在各种不利因素影响下的细胞死亡
D.细胞凋亡是机体的自我保护机制
【解析】选C。细胞凋亡有利于细胞的自然更新,有利于清除被病原体感染的细胞。对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定性,抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。 3.关于细胞坏死的叙述不正确的是( )
A.是由极端因素或严重病理性刺激引起的
B.是受细胞遗传机制控制的
C.可引起机体炎症
D.其DNA的断裂是随机的
【解析】选B。细胞坏死是细胞受到极端因素或严重的病理性刺激而引起的细胞死亡,不受遗传机制的控制;细胞坏死可引起炎症,坏死细胞的DNA是随机断裂的。4.下列有关细胞衰老主要特征的描述,属于结构改变并且错误的是( )
A. 细胞膜通透性改变,使物质运输减少
B.细胞核体积增大,染色质固缩
C.核孔是离子、水分子等的运输通道
D.人的衰老细胞萎缩,体积变大【解析】选D。A选项的描述既属于功能的改变又是正确的描述;B选项的描述虽然属于结构的改变但却是正确的描述;C选项不属于衰老细胞的特征,表面看起来描述的是核孔的结构,并且是错误的;上述几项均一一排除。只有选项D,属于衰老细胞的主要特征,描述的是衰老细胞的结构变化,并且衰老细胞体积变大是错误的。5.(2011·石家庄高一检测)大多数老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞内( )
①物质转运加速 ②新陈代谢速度减慢
③呼吸速率加快 ④酪氨酸酶活性降低
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【解析】选D。细胞的寿命与细胞的衰老有关。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。头发变白的直接原因是头发基部细胞代谢速度减慢,合成黑色素的酪氨酸酶活性降低造成的。6. 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: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:将年轻人的体细胞去核后与老年人的细胞核融合;将老年人的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。
每个实验可以得出的结论是:
(1)实验Ⅰ:___________________________________;
(2)实验Ⅱ:___________________________________;
(3)实验Ⅲ:___________________________________。【解析】本题从年龄、物种及细胞结构三个方面进行实验探究。实验结果的差异,证明这三个方面的因素是影响细胞衰老的内因。实验Ⅰ中,胎儿的肺成纤维细胞增殖代数最多,老年人的增殖代数最少,说明细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱;实验Ⅱ中,细胞分裂次数与生物寿命呈正相关;实验Ⅲ中,细胞核决定细胞的分裂能力,即细胞衰老。 答案:(1)细胞分裂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高
(3)细胞核是决定细胞衰老的重要因素一、选择题(本题包括7小题,每小题5分,共35分)
1. 下列关于细胞凋亡的叙述不正确的是( )
A.是由基因决定的自行结束生命的过程
B.蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的
C.因直接中断正常代谢活动而引起的细胞损伤和死亡
D.是受遗传机制决定的程序性调控及细胞程序性死亡
【解析】选C。细胞凋亡不是一个被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用;它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。2.(2011·杭州高一检测)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.细胞核体积缩小
B.细胞内水分减少
C.酶的活性降低
D.细胞内呼吸速率减慢
【解析】选A。衰老细胞的细胞核体积增大,细胞内水分减少,细胞内多种酶的活性降低,细胞内呼吸速率减慢。3.下列是关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述,其中正确的是
( )
A.二者都可引起细胞死亡现象
B.二者对机体都有积极的生物学意义
C.二者都是病理现象,对机体都有害
D.二者都会伤及周围其他细胞【解析】选A。细胞凋亡和细胞坏死的最终结果都导致细胞死亡。细胞凋亡是一个主动的由基因决定的细胞程序性或自行结束生命的过程,对生物个体发育、机体稳定状态的维持都有重要作用,是有积极意义的;但细胞坏死是一种极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。细胞坏死时,其内容物释放到胞外,会对周围细胞造成伤害,从而引起炎症。4.下列有关细胞凋亡的说法,正确的是( )
①细胞凋亡受基因调控
②细胞凋亡等同于细胞死亡
③细胞凋亡理论可用于癌症的治疗
④感染病毒细胞的清除也属于细胞凋亡
A.①③ B.②④ C.①②③ D.①③④
【解析】选D。细胞凋亡与细胞死亡是不同的,前者为基因调控的细胞程序性死亡,后者是在外界不利因素下代谢中断或受损引起的死亡。5.在检测某种生物个体的某组织时,发现该组织细胞内的水分减少,多种酶的催化效率降低,那么该个体的组织细胞最可能出现的变化还有( )
①呼吸速率减慢,细胞核体积增大
②细胞膜通透性改变,物质运输能力降低
③能继续分化,具有发育成完整个体的潜能
A.① B.①③ C.①② D.②③
【解析】选C。某组织细胞内的水分减少,多种酶的催化效率降低,说明该组织细胞是衰老细胞;具有发育成完整个体的潜能是指细胞的全能性。6.下列关于细胞增殖、分化、衰老和凋亡的叙述中,不合理的是( )
A.细胞总体的衰老导致个体的衰老,但细胞衰老不等同于有机体的衰老
B.体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制
C.细胞分化是基因选择性表达的结果,细胞全能性的实现与分化无关
D.被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡完成的【解析】选C。细胞全能性的实现要经过脱分化和再分化两个阶段,如果没有细胞分化就不会产生组织,也就无法形成个体。7. (2011·华南师大附中模拟)下列有关细胞衰老和凋亡的说法中不正确的是(多选)( )
A.健康的成人体内,每天有一定量的细胞凋亡
B.细胞凋亡受环境影响大,机体难以控制
C.老年人头发变白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起的
D.胚胎发育期生物体的细胞衰老总与机体衰老同步进行【解析】选B、C、D。衰老和凋亡是细胞的一种正常的生命现象,在健康的成人体内,每天有一定数量的细胞凋亡是正确的。细胞的凋亡是一种程序性死亡,是受机体基因调控的细胞正常的死亡。白化病是由基因突变导致缺少合成酪氨酸酶的基因引起的,而头发变白是酪氨酸酶的活性降低导致的。胚胎发育期细胞的衰老并不代表机体的衰老,从整体上看,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。二、非选择题(共15分)
8.如图是细胞重大生命活动的图示,请据图回答下列问题:(1)该图表示的是______(填“真核”或“原核”)生物细胞重大生命活动图示。
(2)细胞识别是细胞信号传导的前提,它是通过______实现的,细胞识别的物质基础是该结构上有______。
(3)A、B、C、D中,染色体结构动态变化主要发生在______(填图中标号),基因的选择性表达的过程则发生在______(填图中标号)。
(4)图中细胞增殖的主要方式是______。
(5)人在胚胎初期是有尾的,但在胚胎发育成熟时,尾部消失。从细胞水平分析,这是由于过程______(填图中标号)的结果,该过程又称为__________________。【解折】本题以细胞生命活动为主线,考查了细胞的分裂、分化及衰老的原因,细胞的识别、基因的表达等相关知识,是一道考查基础知识的学科内综合题。图示中出现染色体结构的动态变化,因此可确定此图表示的是真核细胞的生命活动。细胞与细胞之间的识别是靠糖蛋白实现的,糖蛋白存在于细胞膜上。染色体的动态变化只有在细胞分裂过程中才出现,而基因的选择性表达发生在细胞分化的过程中。细胞凋亡是由基因控制的正常的生理性死亡,有利于个体的正常发育。答案:(1)真核 (2)细胞膜 糖蛋白 (3)A B
(4)有丝分裂 (5)D 细胞程序性死亡Thank you!课件60张PPT。1.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:细胞内遗传物质发生了改变。2.结合教材P95表5-1思考,在日常生活方式中,有哪些做法会增加患癌症的风险?
提示:不当的饮食和吸烟等。3.正常人的肝细胞可以分裂50次~60次,可活45.8天~55天,而海拉宫颈癌细胞自1951年存活至今,目前已分裂约
25 484次。据此分析,癌细胞有什么特征?癌细胞的增殖方式是什么?有细胞周期吗?
提示:癌细胞具有无限增殖的特点,其增殖方式为有丝分裂,有细胞周期。4.肿瘤既有良性的,又有恶性的,良性肿瘤逐渐增长只是压迫周围组织,而恶性肿瘤会不断地侵入周围组织,被称为“癌”。试分析癌细胞在体内容易扩散和转移的原因。
提示:癌细胞的表面发生了变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使癌细胞之间的黏着性下降,容易在体内扩散和转移。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。只有当原癌基因突变成癌基因(或被激活、活化)后,细胞才会恶性增殖。
(2)抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增殖,从而遏制肿瘤形成的基因,抑癌基因的突变,可能导致肿瘤发生。
(3)原癌基因和抑癌基因共同对细胞的生长和分裂起着调控作用。正常细胞之间的识别主要是通过细胞表面特异性蛋白的相互作用实现的。由于癌细胞的细胞表面发生很大变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,从而使癌细胞逃避机体的免疫监视。【特别提醒】①细胞分裂是细胞分化的基础;②仅有细胞分裂和生长,而没有细胞分化,生物体不能正常生长发育;③细胞的正常分化能抑制细胞癌变,细胞癌变是细胞的畸形分化。典例 癌细胞有多种检测方式。切取一块组织鉴定是否为癌细胞,若用光学显微镜观察,下列最可靠的判断依据是
A.观察细胞核糖体是否改变
B.观察细胞原癌基因是否突变
C.观察细胞的形态是否改变
D.观察细胞膜外的糖蛋白是否减少解答本题需明确细胞形态改变可用显微镜观察,显微镜是不能观察分子的。【规范解答】选C。本题以癌细胞的检测为背景考查显微镜可观察的对象。选项B和D不能用显微镜观察;选项A,癌细胞代谢旺盛,虽然核糖体数目增多,但光学显微镜下看不到核糖体的存在,所以A错误。1.参考教材P97图5-13,你认为应该如何预防癌症?(至少三种)
提示:(1)防止和消除环境污染。
(2)不食用霉变的食品和烧焦的鱼肉食品等。
(3)普及防癌知识。2.放疗是用放射线直接杀死癌细胞,化疗则主要是用药物抑制DNA的复制或纺锤体的形成,从而抑制癌细胞的恶性增殖。试问:
(1)化疗后的癌细胞发生了什么变化?
提示:化疗并不直接杀死癌细胞,而是抑制其细胞分裂,若抑制DNA的复制,则使其停留在分裂间期;若抑制纺锤体的形成,则使其停留在分裂前期。(2)试分析化疗有副作用吗?
提示:有。用于化疗的药物也可被正常细胞吸收,使正常分裂的细胞也受到抑制而不能正常分裂。因此,化疗有较强的副作用。3.化疗过程中的给药剂量加大或给药周期缩短,癌细胞都会得到更有效的控制,临床上为什么不这样做?
提示:因为药物不仅抑制癌细胞分裂,也抑制正常细胞分裂。癌症的治疗
(1)原则:控制和消除癌症原发病灶,维护和恢复机体功能,达到康复目的。
(2)方式:放疗、化疗和手术切除及基因治疗等。典例 对恶性肿瘤患者而言,肿瘤的早期发现对治疗至关重要。现任美国斯坦福大学材料系副教授王善祥带领的跨校合作研究团队与斯坦福大学校内教授,共同开发出的生物检测芯片仅通过血样样本的检测就可以判断得出体内是否含有癌蛋白,可以达到对原发性肝癌、前列腺癌等10种常见癌症的快速检测,尤其适用于无症状人群的癌症普查,经临床验证准确率高达80%。(1)目前治疗癌症的方法有_____、_____、______,上述成果的运用可以增大_____疗法的可靠性。
(2)手术切除恶性肿瘤后,常会在其他部位发生癌症的原因是什么?_____________。
(3)试分析老年人癌症发病率较高的原因:______________。解答本题注意以下两点
(1)癌症治疗的几种措施:放射治疗、化学治疗、手术切除和基因治疗。
(2)癌细胞的产生是多个基因发生突变,具有累积效应。【规范解答】考查癌细胞的特点、癌变原因及癌症治疗。题中所述成果能快速检测早期肿瘤,增大了手术治疗的可靠性。癌细胞表面的糖蛋白减少,容易扩散并转移到其他部位,致使其他部位出现癌变。
答案:(1)化疗 放疗 手术切除 手术切除 (2)癌细胞表面糖蛋白等物质减少,细胞间黏着性下降,使癌细胞易于分散和转移 (3)癌症的发生是多个基因突变的结果,这是一种累积效应,因而老年人癌症发病率较高细胞癌变是由原癌基因、抑癌基因突变而引起的,不是细胞程序性死亡,是一种非正常生理过程。 1.(2011·徐州高一检测)霉变的花生、玉米、大米、豆类等食品不能食用,会诱发癌变,主要是由黄曲霉毒素导致的,这种致癌因子是( )
A.化学致癌因子
B.物理致癌因子
C.病毒致癌因子
D.煤焦油【解析】选A。霉变食品致癌主要是因为霉菌分泌了一些黄曲霉毒素,属于化学致癌因子;紫外线、X射线等属于物理致癌因子;一些逆转录病毒属于病毒致癌因子;煤焦油是一种混合物,内含多种化学致癌物质。2.下列叙述中不属于癌细胞特征的是( )
A.癌细胞在适宜的条件下,只能分裂50~60次
B.癌细胞能够无限增殖
C.癌细胞的形态结构发生了变化
D.癌细胞彼此间的黏着性下降,易在机体内分散和转移
【解析】选A。癌细胞与正常细胞相比,它的主要特征有:能够无限增殖;癌细胞的形态结构发生了改变;癌细胞的表面也发生了变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使癌细胞彼此之间黏着性下降,导致癌细胞易在机体内分散和转移。因此,A项是错误的,其他项是正确的。3.能引起细胞发生癌变的因素有( )
①X射线照射
②亚硝酸盐的刺激
③温度过高
④细胞失水
⑤肿瘤病毒的侵入
⑥紫外线照射
A.①②④⑤ B.①②③⑤
C.①②⑤⑥ D.②④⑥【解析】选C。致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子三大类。物理致癌因子主要指辐射,化学致癌因子主要是一些无机化合物和有机化合物,如亚硝酸盐、黄曲霉毒素等,病毒致癌因子主要是一些病毒,如Rous肉瘤病毒等。4.癌症是严重威胁人类健康的疾病之一。引起细胞癌变的内在因素是( )
A.细胞中酪氨酸酶活性降低
B.致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变
C.长期受到电离辐射或X射线照射
D.霉变或熏制食物中所含有的致癌物质
【解析】选B。细胞癌变的内因是原癌基因和抑癌基因突变,外因是致癌因子。 5.下列细胞中,可能已发生癌变的是( )
A.细胞膜上糖蛋白减少的细胞
B.分裂前后产生稳定性差异的细胞
C.含水量减少、酶活性降低的细胞
D.细胞核增大、细胞膜通透性改变的细胞
【解析】选A。细胞癌变时,癌细胞会合成和分泌一些蛋白酶降解细胞膜上的糖蛋白,导致细胞膜上的糖蛋白减少。细胞分化导致细胞分裂前后产生稳定性差异。含水量减少、酶活性降低及细胞核增大、细胞膜通透性改变等是细胞衰老的特征。6.(2011·南安三校模拟)下列关于癌细胞的叙述不正确的是( )
A.癌细胞的遗传物质与正常细胞有所不同
B.在适宜条件下,癌细胞能够无限增殖
C.细胞癌变后,彼此之间的黏着性显著下降
D.癌症是不治之症【解析】选D。癌细胞是正常细胞基因突变后产生的,其遗传物质与正常的细胞有所不同。在适宜条件下,癌细胞能够无限增殖,不受正常体细胞分裂次数的限制。细胞癌变后,细胞膜上的糖蛋白减少,彼此之间的黏着性下降,使细胞易于扩散和转移。如果控制了癌细胞的细胞周期,使其不能无限增殖,就可以使癌症得以控制。一、选择题(本题包括6小题,每小题4分,共24分)
1.细胞培养时往往需用胰蛋白酶处理组织以使细胞分散开便于细胞增殖,若培养对象为癌细胞则不需用此酶,这是因为癌细胞有下列哪种特征( )
A.无限增殖
B.不存在接触抑制
C.具有迁移性
D.形态结构改变【解析】选B。在进行细胞培养时,由于正常细胞具有接触抑制的特征,需先用胰蛋白酶将细胞分散开,然后才能增殖获得新细胞,而癌细胞没有接触抑制,在相互接触条件下,依然能分裂增殖。2.目前,癌症已成为人类死亡的第一杀手,下列有关癌细胞的叙述,不正确的是( )
A.癌细胞之间的黏着性下降,容易分散和转移
B.目前发现的致癌因子主要有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子
C.有些癌症可以治愈
D.药物可以杀死癌细胞,对正常细胞不起任何杀伤作用【解析】选D。癌细胞糖蛋白减少,所以黏着性下降,易转移;致癌因子主要有物理、化学、病毒致癌因子;若在癌细胞扩散之前进行合理的切除手术是可以治愈的,药物在杀死癌细胞的同时也会杀死正常细胞,所以化疗和放疗时的副作用很大,病人有强烈的反应。3.下列有关癌症的叙述中,正确的是( )
A.肿瘤就是癌症
B.癌症是细胞程序失控的结果
C.癌症发生的根本原因是致癌因子的作用
D.癌症属于传染病【解析】选B。肿瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类,良性肿瘤生长缓慢,与周围组织界限清楚,不发生转移,对人体健康危害不大。恶性肿瘤生长迅速,可转移至身体其他部位,还会产生有害物质,破坏正常器官结构,使机体功能失调,威胁生命,恶性肿瘤就是我们平常说的癌症。癌症的发病原因有外因和内因两种:外因,如物理、化学、病毒致癌因子,内因是人体原癌基因与抑癌基因的变异逐渐积累,是癌症发生的根本原因。癌症不是传染病,而是细胞程序失控,变为不受机体控制的恶性增殖细胞的结果。4.(2011·南通高一检测)近期统计数据显示,癌症已成为我国城乡居民的第一杀手。下列有关癌细胞的特点、形成及癌症治疗的叙述正确的是( )
A.细胞膜上的糖蛋白增加,导致癌细胞易发生转移
B.癌细胞的产生与细胞的形态结构显著变化无直接关系
C.化学治疗可利用药物,如5?氟尿嘧啶,它的结构与尿嘧啶非常相似,可以干扰癌细胞的DNA复制过程
D.环境中致癌因子会使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控变成癌细胞【解析】选D。癌细胞细胞膜上的糖蛋白减少是癌细胞易转移的原因,癌细胞的形态结构也发生了变化,尿嘧啶是组成RNA的成分,所以它不会干扰癌细胞的DNA复制过程;癌细胞产生的原因是原癌基因和抑癌基因共同突变的结果。5.美国弗吉尼亚大学研究人员在有关癌症研究的杂志上发表论文称,他们发现了一种名为RHOGD12的基因,该基因有助于避免癌细胞扩散,他们发现携带该基因的癌细胞会失去转移能力。该基因的作用最可能是 ( )
A.当这种基因添加到癌细胞后,在癌细胞中表达并产生一种糖蛋白
B.当这种基因添加到癌细胞后,在癌细胞中表达并产生一种蛋白质,由此使癌细胞迅速分化为其他组织、器官
C.该基因在癌细胞内表达后使癌细胞迅速衰老
D.该基因在癌细胞内表达后使癌细胞的DNA复制受阻,停止细胞分裂【解析】选A。由于该基因的作用使癌细胞失去了转移的能力,但癌细胞仍是分裂增长的,所以该基因是提高了癌细胞的黏着性,产生了一种糖蛋白。6.继“三聚氰胺”引起的奶粉事件之后,蒙牛特伦苏牛奶添加“OMP”并夸大功能的消息再次引起公众的关注。OMP是人体自己能够分泌的具有促进骨形成和蛋白质合成等生物学效应的一种含有70个氨基酸的蛋白质——胰岛素样生长因子1(简称IGF-1)。牛奶中过量添加OMP能增加患多种癌症的风险。下列有关叙述正确的是(多选)( )
A.癌细胞产生后能无限增殖
B.癌症患者可以通过化疗和放疗方法进行治疗
C.“OMP”属于物理致癌因子
D.“OMP”可能会导致原癌基因和抑癌基因突变,从而导致癌变【解析】选A、B、D。“OMP”属于化学致癌因子,该物质能导致细胞癌变;细胞癌变的机理是原癌基因和抑癌基因突变。二、非选择题(共2小题,共26分)
7.(12分)癌细胞通常是由正常细胞的基因发生改变后形成的。癌细胞的特性包括细胞的无休止和无序的分裂,并有侵袭性(向周围组织浸润)和转移性。如图所示: 在过去的几十年中出现了多种治疗癌症的方法,主要包括手术治疗、放疗、化疗、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)通常能够引起基因改变的因素可能有_____。(填写序号)
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.丙酮酸 H.核辐射(2)上述因素使正常细胞中的_______和_____发生_____,从而导致癌变的发生。
(3)化疗时采用的烷化剂,如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应,从而阻止参与DNA分子复制的酶与DNA的相互作用。此类药物作用于癌细胞周期的______期。
(4)放疗是利用放射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗机或加速器产生的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】癌细胞是一种不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞,它是由正常细胞受到致癌因子的作用,使正常细胞中的原癌基因和抑癌基因发生突变,导致细胞不能正常地完成细胞分化的结果。根据癌变的机理,人们在治疗癌症时常采用化学疗法与物理疗法,它们的机理分别是阻止癌细胞的增殖及杀死癌细胞。放疗只照射患处杀死癌细胞。因此,放疗对患者全身正常的细胞影响较小。
答案:(1)A、C、D、F、H (2)原癌基因 抑癌基因 突变(3)分裂间 (4)放疗【实验·探究】
8.(14分)细胞癌变的分子基础是细胞内基因发生了突变,请回答以下问题:
(1)基因的突变使细胞成为具有_____特性的细胞,癌细胞的主要分裂方式是_____。
(2)为探究调控上述特性的基因是存在于细胞质内还是细胞核内,科研人员做了以下实验设计。请根据以上思路,继续完成下列实验设计方案:
A.实验方案:(实验提示:癌细胞能传代培养,细胞形态发生明显改变。如何观察细胞形态,不作实验设计要求;重组细胞技术可使核质分离并重组)①用胰蛋白酶分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝脏细胞使之分散成单个细胞。
②分别使单个癌细胞和单个肝脏细胞核质分离。
③取癌细胞核和______形成重组细胞甲,取______和______形成重组细胞乙。
④取两个培养瓶分别编号甲、乙,各加入等量的培养液。
⑤分别取_________,依次加入到甲、乙两个培养瓶中,进行细胞培养。
⑥分别观察甲、乙培养瓶中的细胞形态。B.预期实验结果及结论:
①若甲瓶中的细胞(或重组细胞甲分裂产生的细胞)形态发生明显变化,则调控基因存在于________中。
②若乙瓶中的细胞(或重组细胞乙分裂产生的细胞)形态发生明显变化,则__________。
③若甲、乙两瓶中的细胞(或重组细胞甲、乙分裂产生的细胞)形态均发生明显变化,则_______________________。【解析】本实验的目的是探究调控基因是存在于细胞质内还是细胞核内,因此利用细胞工程实现细胞重组就可以将癌细胞的细胞核和细胞质的作用相互分开来研究,而不会相互干扰。因为癌细胞的形态结构发生了显著变化,所以可以从细胞形态上区分正常细胞和癌细胞。答案:(1)无限增殖 有丝分裂
(2)A.③肝细胞质 癌细胞质 肝细胞核
⑤等量重组细胞甲和重组细胞乙
B.①细胞核 ②调控基因存在于细胞质中
③调控基因可能同时存在于细胞核和细胞质中Thank you!课件16张PPT。2.二者的不同点主要体现在以下两个方面:
(1)纺锤体的组成不同。植物细胞在前期由细胞的两极发出纺锤丝,形成纺锤体;动物细胞在前期由细胞的中心体发出星射线,形成纺锤体。
(2)细胞质的分裂方式不同。植物细胞在末期,赤道板处形成细胞板,细胞板由中央向四周扩展,形成细胞壁,结果形成两个子细胞;动物细胞在末期,细胞膜从中央向内凹陷,把细胞质缢裂成为两部分,每部分都含有一个细胞核,结果一个细胞分裂成为两个子细胞。【训练1】下列甲图表示洋葱根尖的不同区域;乙图表示洋葱根尖细胞处于有丝分裂各阶段时细胞核中DNA和细胞质中mRNA的含量变化。请分析回答下列问题:(1)在放射性同位素标记研究中,为区别DNA和RNA,最好选择标记的合成原料分别是_________。
(2)进行分裂的细胞集中在甲图中的[③]______。该区域的细胞中能产生ATP的细胞器有________。
(3)研究表明细胞的呼吸速率在各时期是不同的,乙图中c阶段后期耗氧最多,这与分裂期需要大量的_______相适应。c阶段细胞核DNA、染色体与染色单体的比例为_________,这种比例将维持到细胞有丝分裂的________期才可能开始变化。(4)乙图表明细胞分裂过程中核糖体功能较活跃的时期是________(填字母),这也说明在上述时期进行了大量________的合成。
(5)在观察有丝分裂实验时,我们发现即使操作正确,也难以看到很多处于分裂期的细胞,主要原因是_________。【解析】区分DNA和RNA的特有碱基是T和U,其基本单位是胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸;分生区的细胞具有旺盛的分裂能力,根尖无叶绿体,所以能产生ATP的细胞器只有线粒体;核糖体的功能与蛋白质的合成有关,从图示可以看出RNA合成比较旺盛的ac段,蛋白质合成比较丰富。答案:(1)胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸
(2)分生区 线粒体
(3)ATP(能量) 2∶1∶2 后
(4)a、c 蛋白质
(5)分裂期时间远远短于分裂间期时间【特别提醒】细胞凋亡和细胞坏死时遗传物质没有发生改变,但癌变时却发生了遗传物质的改变。【训练2】对于多细胞生物而言,下列有关细胞生命历程的说法正确的是( )
A.细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变
B.细胞癌变是所有细胞都要经历的一个阶段
C.细胞衰老时细胞呼吸的速率减慢
D.细胞死亡是细胞癌变的结果【解析】选C。细胞分化是基因选择性表达的结果,细胞内的遗传物质并不改变;细胞分裂、分化、衰老和凋亡都是正常细胞所经历的过程,细胞癌变不是;正常细胞都有一定的寿命,迟早都会死亡;细胞衰老时含水量减少,细胞呼吸速率减慢。Thank you!