细胞周期和有丝分裂过程
一、细胞不能无限长大
1．多细胞生物生长的原因
(1)细胞生长增大细胞的体积。
(2)细胞分裂增加细胞的数量。
(3)不同动(植)物同类器官的大小主要取决于细胞数量的多少。
2．细胞不能无限长大的原因
(1)细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
(2)细胞核的控制能力制约细胞体积长大。
二、细胞增殖
1．过程：包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
2．方式：真核细胞的分裂方式包括
3．意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
(1)单细胞生物通过细胞增殖而繁衍。
(2)多细胞生物通过细胞增殖补充体内衰老死亡的细胞，通过细胞增殖和分化完成个体的生长发育。
三、有丝分裂
1．细胞周期
(1)前提条件：连续分裂的细胞。
(2)时间：从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。
(3)两个阶段：分裂间期和分裂期，分裂间期约占整个细胞周期的90%～95%。
2．有丝分裂过程(以高等植物细胞为例)
图示 时期 主要变化
间期 ①染色体(DNA)变化：DNA复制和有关蛋白质合成 ②细胞变化：细胞适度生长
前期 ①染色体变化：染色质形成染色体 ②细胞变化：a.细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体； b．核膜消失、核仁解体
中期 ①染色体着丝点排列在赤道板上 ②染色体形态稳定，数目清晰
后期 ①染色体数目变化及原因：染色体数目加倍；着丝点分裂，姐妹染色单体分开 ②染色体运动：在纺锤丝牵引下移向两极
末期 ①染色体变化：染色体变成染色质 ②细胞结构变化：a.核膜、核仁重新出现；b.赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展为细胞壁
一、细胞不能无限长大
1．教材问题探讨分析
阅读教材P110实验“细胞大小与物质运输的关系”内容，讨论并回答下列问题：
(1)实验中下列操作分别模拟的含义。
①边长不等的琼脂块：不同大小的细胞。
②NaOH扩散进入琼脂块：物质进入细胞。
③NaOH扩散体积/整个琼脂块体积：物质运输效率。
(2)不同边长琼脂块的NaOH扩散深度是否相同？说明什么？
提示：相同。NaOH扩散深度相同，说明NaOH在琼脂块中扩散速率相同。
(3)请交流实验的结果，你能得到什么结论？
提示：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低，细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
2．判断下列说法是否正确
(1)多细胞生物体的生长是细胞体积增大和细胞数目增多的结果。(√)
(2)细胞体积越大，其膜表面积越大，表面积与体积之比越大。(×)
(3)细胞表面积与体积的关系是限制细胞长大的唯一原因。(×)
二、细胞通过分裂进行增殖
1．细胞周期
结合细胞周期的概念，判断下列细胞有无细胞周期，并说明理由。
细胞 有无细 胞周期 理由
胚胎干细胞 有 能够连续分裂
神经细胞 无 成熟的体细胞，不能连续分裂
卵细胞 无 经减数分裂形成的生殖细胞，不能再分裂
茎形成层细胞 有 能够连续分裂
2.细胞周期的表示方法
(1)根据图甲、图乙请用字母表示出下列各时期。
①间期 ②分裂期
③一个细胞周期
(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)不是一个细胞周期，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)不是一个细胞周期，原因是一个细胞周期在时间上是连续的。
三、植物细胞有丝分裂过程
1．教材问题探讨分析
观察教材P113图6－3，分析下列细胞结构的主要变化：
(1)染色体在形态上发生了怎样的变化？
提示：
(2)利用文字和箭头表示染色体的行为变化，并用图示表示一条染色体的变化过程。
提示：①复制→散乱分布于纺锤体中央→着丝点排列在赤道板上→着丝点分裂→移向细胞两极→平均分配到两个子细胞中。
②图示：
(3)利用文字和箭头表示出纺锤体、核膜、核仁在不同时期的变化。
提示：①形成(前期)→清晰(中期)→解体消失(末期)。②解体消失(前期)→重建(末期)。
2．列表比较参与有丝分裂的细胞器及其生理作用
提示：
细胞器名称 作用时期 生理作用
核糖体 整个时期，主要是间期 各种蛋白质的合成
中心体 前期 纺锤体的形成
高尔基体 末期 细胞壁的形成
线粒体 整个时期 提供能量
一、 细胞周期延伸理解
1．高度分化的体细胞和减数分裂形成的生殖细胞由于不再分裂，所以没有细胞周期。
2．细胞周期是一个连续变化的过程，只是人为地将它分为间期、前期、中期、后期和末期。
3．细胞种类不同，细胞周期的时间不同，分裂间期和分裂期所占的比例也不同。
二、有丝分裂过程中几种变化
1．间期：DNA复制→DNA加倍。
2．后期：着丝点分裂→染色体加倍。
3．间期：染色体复制→染色单体形成。
4．后期：着丝点分裂→染色单体消失。
三、有丝分裂过程中的相关数量关系
1．染色体∶染色单体∶DNA＝1∶0∶1的时期——后期、末期。
2．染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2的时期——前期、中期。
3．染色体∶DNA由1∶1→1∶2的时期——间期。
[特别提醒]
(1)细胞种类不同，细胞周期持续的时间也不相同，但都是分裂间期持续时间大于分裂期。
(2)分裂后产生的子细胞有三种去路：继续分裂、暂不分裂和细胞分化。
[例1] 如图1中，ab表示一个细胞周期，cd表示另一个细胞周期。图2中，按箭头方向表示细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是( )
A．图1中的a、图2中B→A，细胞正在进行DNA复制
B．图1中的b、图2中A→B，会出现染色体数目加倍的时期
C．图2中细胞周期可以是从A到B再到A
D．图2中细胞周期可以是从B到A再到B
[解析] 细胞周期的起点是上次分裂完成时，图1中的a、c段和图2中的由B到A都是分裂的间期，可以进行DNA的复制；而图1中的b、d段和图2中的由A到B是指分裂期，后期时会出现染色体数目加倍；图2中的细胞周期应是由B到A再到B。
[答案] C
[例2] 如图是具有四条染色体的某细胞进行有丝分裂的简图，据图回答：
(1)该图是________细胞有丝分裂简图，其分裂顺序依次是________(用字母表示)。
(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于________期的细胞简图。
(3)图示的细胞分裂结束后，子细胞内含________个DNA分子。
(4)染色体数目加倍发生在图_______所示时期，其原因是__________________________。
(5)图B所处时期的最明显变化是_____________________________________________。
(6)DNA分子数与染色体数之比为1∶1的图示是______________。
[研析] 本题借助细胞分裂图像，考查有丝分裂各时期重要特征，具体分析如下：
[审]——关键信息
信息①：细胞呈长方形，且D图出现细胞板——可知图示为植物细胞有丝分裂图像。
信息②：A图着丝点已经分裂，B图染色体散乱排列，C图着丝点整齐排列在赤道板上，D图有细胞板的出现——可推知A图表示后期，B图表示前期，C图表示中期，D图表示末期。在一个细胞周期中，还缺少分裂间期。
信息③：A图处于有丝分裂后期，含有8条染色体——可知正常体细胞内染色体数目为4条，其分裂形成的子细胞内染色体也为4条。
[联]——联系基础
(1)有丝分裂各个时期的图像的判断方法。
(2)有丝分裂所形成的子细胞与亲代细胞的染色体数目相同，保证了遗传的连续性。
(3)有丝分裂前期、中期等时期染色体的行为特点。
(4)染色体数与DNA分子数之间的关系。
[答案] (1)植物 BCAD (2)分裂间 (3)4 (4)A 着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体 (5)出现染色体和纺锤体 (6)A、D
细胞有丝分裂过程图像的识别方法
(1)染色体数目加倍——有丝分裂后期；
(2)着丝点排列在赤道板上——有丝分裂中期；
(3)子细胞中染色体数目相同——有丝分裂末期；
(4)细胞呈正方形或图像中有细胞板结构，无中心粒结构，可判断为高等植物细胞，有中心粒结构，可判断为低等植物细胞。
[网络构建]
填充：①DNA ②蛋白质 ③核膜、核仁 ④染色体 ⑤纺锤体 ⑥着丝点
⑦赤道板 ⑧着丝点 ⑨两极 ⑩纺锤体?
[关键语句]
1．限制细胞不能无限长大的原因：①细胞表面积与体积比，②细胞核与细胞质的相对比值。
2．细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率就越低。
3．只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞和皮肤生发层细胞。
4．有丝分裂各时期主要特点记忆口诀：间期复制又合成，前期膜仁消失现两体，中期形定数清赤道齐，后期点裂数加均两极，末期两消两现重开始。
5．有丝分裂中，DNA加倍在间期，染色体数目暂时加倍在后期。
6．与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核糖体、高尔基体、线粒体等。
1．探究细胞表面积与体积关系的实验原理不包括( )
A．酚酞遇NaOH呈现紫红色反应
B．以琼脂块的大小表示细胞大小
C．NaOH的扩散深度表示吸收速率
D．NaOH的扩散体积与整个琼脂块的体积比表示细胞吸收物质的速率
解析：选C NaOH的扩散深度对于体积不同的琼脂块都是相同的，无法用来表示细胞表面积与体积的关系。只有NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积比才可表示细胞吸收物质的速率，并反映出细胞表面积与体积的比值与细胞物质运输速率的关系。
2．人体擦伤皮肤能重新长好，主要是由于细胞能进行( )
A．无丝分裂 B．减数分裂
C．有丝分裂 D．有丝分裂和减数分裂
解析：选C 擦伤皮肤能重新长好，主要是由于皮肤生发层细胞进行有丝分裂，以补充损伤的细胞。
3．如图表示细胞周期，下列叙述不正确的是( )
A．按箭头所示方向由a→a或由b→b表示一个细胞周期
B．染色体的平均分配发生于a→b段
C．细胞中DNA含量的加倍是在b→a段
D．将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可以治疗癌症
解析：选A b→a、a→b分别表示分裂间期和分裂期，细胞周期应是由b→b。
4．要统计某种生物细胞中染色体的数目，所选择的细胞应处于有丝分裂的( )
A．前期 B．中期 C．后期 D．末期
解析：选B 在显微镜下观察统计染色体数目，需要选择有丝分裂中期，因为在此时期染色体形态稳定，数目清晰。
5．如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，该图所示的细胞分裂时期和变化分别是( )
A．后期，核膜再度合成
B．间期，染色质复制
C．前期，核膜逐渐消失
D．中期，染色体螺旋变粗
解析：选C 图中有部分核膜，说明核膜逐渐消失或逐渐形成，为分裂前期或分裂末期。但图中的染色体含有姐妹染色单体，所以只能为分裂前期。
6．正常情况下，有丝分裂产生的子细胞与母细胞相比，保持不变的是( )
A．蛋白质的含量 B．染色体的数量
C．细胞器的数量 D．RNA的含量
解析：选B 有丝分裂间期染色体进行复制，后期着丝点分裂，染色体加倍，在纺锤丝牵引下均分到细胞两极，产生的两个子细胞中含有与母细胞相同的染色体数目。
7．如图是一个植物细胞有丝分裂的示意图，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：本题图为分裂后期图，其特征是：①着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别向两极移动；②染色单体消失，染色体数目加倍。
答案：(1)后 (2)8 0 8 (3)4 4 (4)细胞板 新的细胞壁
(时间：25分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题3分，共24分)
1．如图a～d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列有关叙述不正确的是( )
A．植物细胞在b段形成赤道板，向四周扩展，将细胞一分为二
B．c段结束核DNA含量增加一倍
C．c和d为一个细胞周期
D．核遗传物质的平分一般发生在b、d段
解析：选A 图示中a＋b或c＋d可表示一个细胞周期，其中a、c可表示分裂间期，b、d表示分裂期；赤道板是细胞中类似地球赤道的一个平面，并不是细胞的真实结构；细胞分裂间期，DNA复制，含量加倍；有丝分裂过程中，遗传物质的平分发生在分裂期。
2．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图所示结构。据此推测高尔基体的活动明显增强的是( )
解析：选D A、B、C、D四个图依次表示有丝分裂的前期、中期、后期、末期。在末期高尔基体的活动明显增强，以形成新的细胞壁。
3．在洋葱细胞有丝分裂过程中， 细胞板的形成发生在( )
A．前期 B．中期
C．后期 D．末期
解析：选D 高等植物细胞有丝分裂过程中，末期在赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展成为细胞壁，从而形成两个子细胞。
4．如图表示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．甲图中的b→a与丙图中的b→a所用的时间可能相同
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最好实验材料是植物甲
解析：选B 细胞周期包括分裂间期和分裂期，按顺时针方向，b→a历时较短，为分裂期，是细胞周期的第二个阶段；a→b历时较长，为分裂间期，是细胞周期的第一个阶段，所以a→b→a才表示一个细胞周期。扇形只表示分裂间期和分裂期的时间比例，并不表示具体时间，甲图中b→a与丙图中b→a所占扇形面积虽有差异，但所用时间有可能相同；a→b所表示的是分裂间期，DNA完成复制，但染色体数目并未加倍。观察有丝分裂最好的实验材料应选分裂期所占比例相对较长的细胞即丁植物，以便于找到处于分裂期中各个时期的细胞。
5．如图为某同学绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图，其中不正确的是( )
解析：选C 图示中A、B、D三图都能表示各时期细胞内染色体的变化特点，C图中染色体的形状错误，染色体着丝点分裂后，形成的子染色体在纺锤丝的牵引下，向两极运动，染色体着丝点部位首先运动，染色体臂运动稍慢，即着丝点在前，染色体臂在后。
6．关于有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的变化，下列说法正确的是( )
A．有丝分裂的全过程都能看到染色体
B．在细胞周期中，染色单体数量随着染色体数量的增加而增加
C．细胞分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同
D．有丝分裂的全过程中，核DNA和染色单体的数量始终保持一致
解析：选C 染色体在分裂间期呈染色质状态；有丝分裂后期，染色体数量加倍，而染色单体数量为0，DNA数量与染色体数相等。
7．下列是关于细胞分裂过程中细胞内变化的叙述，能正确表示一个细胞周期内分裂过程顺序的是( )
①两个相同DNA分子完全分开 ②出现放射状排列的细丝 ③中心体发生倍增 ④着丝粒排列在一个平面上
A．②→③→①→④ B．②→④→③→①
C．③→②→④→① D．②→③→④→①
解析：选C 进行有丝分裂的细胞具有细胞周期，①过程发生在有丝分裂的后期，②过程发生在有丝分裂的前期，③过程发生在分裂间期，④过程发生在有丝分裂的中期。故一个细胞周期分裂过程的顺序是③→②→④→①。
8．关于染色体和DNA分子关系的叙述正确的是( )
A．DNA分子数目加倍时，染色体数目也加倍
B．染色体数目减半时，DNA分子数目不变
C．染色体数目加倍时，DNA分子数目也加倍
D．染色体复制时，DNA分子也复制
解析：选D DNA分子加倍发生在有丝分裂间期，此时染色体数目没有加倍；染色体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。
二、非选择题(共26分)
9．(14分)A、B两图是不同生物细胞有丝分裂图，据图回答下列问题：
(1)A图细胞染色体数目是______条，DNA分子______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数有________条。
(2)B图细胞中有染色单体________条。该图与它的前一时期相比，相同的是________，不同的是____________。
(3)B图的下一时期是________，此时期除染色体形态发生变化外，细胞结构将发生哪些变化？_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)A图中正由染色质形成染色体且散乱分布在细胞中，由细胞两极发出纺锤丝正在形成纺锤体，因此该细胞是植物细胞有丝分裂前期图，染色体条数以着丝点为准，图中有6条染色体，由于在间期已完成了DNA复制，DNA数目已加倍，该细胞中DNA分子有12个，该细胞发生一次有丝分裂将形成两个体细胞，每个体细胞中的染色体数目与母细胞相同，都是6条。(2)B图中染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成的子染色体正在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动，该细胞是有丝分裂后期图，此时细胞染色体已加倍，染色单体消失，DNA分子数目与上一时期相比不变。(3)B图的下一时期是有丝分裂末期，此时期细胞中除了染色体变成染色质外，在细胞结构上还有以下变化：一是纺锤体消失；二是核膜、核仁重新出现；三是赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展形成细胞壁，形成两个子细胞。
答案：(1)6 12 两 6 (2)0 DNA分子数 染色体数 (3)末期 ①纺锤体消失；②核膜、核仁重新形成；③赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展形成细胞壁
10．(12分)图甲表示某种生物细胞有丝分裂某一时期图，表乙表示该生物细胞有丝分裂周期中，细胞内DNA分子数和染色体数的变化。据图表回答：
表乙
细胞周期 a期 b期 c期 d期 e期
DNA分子数 4→8 8 8 8 8→4
染色体数 4 4 4 4→8 8→4
(1)该生物是动物还是植物？________，简述判断的理由___________________________。
(2)图甲所表示的时期相当于表乙中细胞周期的____________期(用字母表示)。
(3)由图表可知，该细胞在分裂前期有________个DNA分子，________条染色体。
(4)表乙中________期可在光学显微镜下看到姐妹染色单体(用字母表示)。
解析：(1)图中的细胞呈圆形，没有细胞壁而具有中心体，所以为动物细胞。(2)着丝点分开，染色体加倍并移向细胞的两极，处于有丝分裂的后期，相当于表乙的d期。(3)该细胞在分裂前期(b期)的染色体为4条，前期时的DNA分子是经过复制后的，所以DNA分子数为8个。(4)有丝分裂的前期和中期DNA分子数是染色体数的2倍，都含有姐妹染色单体。
答案：(1)动物 细胞无细胞壁，由中心粒发出星射线形成纺锤体 (2)d (3)8 4
(4)b、c
PAGE
12
动植物细胞有丝分裂的区别和相关曲线 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
一、动植物细胞有丝分裂的不同
时期 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
间期 无中心粒的倍增(低等植物细胞除外) 完成中心粒的倍增
前期 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 中心粒移到细胞两极，并发出星射线，形成纺锤体
末期 细胞板扩展为细胞壁，分割细胞质 细胞膜向中央凹陷，缢裂细胞质
二、有丝分裂的意义及无丝分裂
1．有丝分裂的意义
(1)将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。
(2)由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
2．无丝分裂
(1)特点：分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化。
(2)过程：
①细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核。
②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。
③实例：蛙的红细胞的无丝分裂。
一、动植物细胞有丝分裂过程比较
1．教材问题探讨分析
仔细观察教材P113图6－3和P114图6－6，结合有丝分裂过程，分析回答下列问题：
(1)列表归纳总结有丝分裂过程中DNA、染色体、染色单体的有关数目变化(假定体细胞染色体数为2N，DNA含量为2C)。
提示：
分裂时期 比较项目 间期 前期 中期 后期 末期
DNA含量 2C→4C 4C 4C 4C 4C→2C
染色体数目 2N 2N 2N 4N 4N→2N
染色单体数目 0→4N 4N 4N 0 0
(2)根据表中数据，尝试在坐标图中用实线画出染色体的数量变化，用虚线画出DNA的含量变化。
提示：
(3)分析表中染色体和DNA的数目关系，画出细胞中每条染色体上DNA含量的变化规律曲线。
提示：
2.判断下列说法是否正确
(1)动物细胞有丝分裂的间期，除完成DNA复制和有关蛋白质合成外，还进行中心粒的倍增。(√)
(2)动、植物细胞有丝分裂过程中的染色体的行为变化完全相同。(√)
(3)动、植物细胞有丝分裂的末期，分裂成两个子细胞的方式相同。(×)
二、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1．教材问题探讨分析
阅读教材P115实验内容，讨论并回答下列问题：
(1)从染色体的观察、计数角度分析，该实验选择洋葱的原因是什么？
提示：洋葱染色体数目较少，便于染色体的计数。
(2)分析选择洋葱根尖部位的原因。
提示：根尖、茎尖组织细胞分裂旺盛。
(3)从细胞周期角度分析，对实验材料的选择有什么要求？
提示：选择分裂期占细胞周期时间比例大的细胞，易观察到分裂期细胞。
(4)试从解离目的角度分析，解离时需要严格控制时间的原因。
提示：①解离时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏。
②解离时间过短会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。
(5)用解离液处理根尖细胞后，为什么不直接进行染色而是漂洗后再染色？
提示：解离后不但要漂洗，而且漂洗要彻底，防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞，防止解离过度，同时盐酸会中和碱性染料影响染色。
(6)装片中细胞相互重叠，会导致观察效果不理想，请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开？
提示：①解离要充分；②用镊子弄碎；③压片。
2．将下面的操作与其目的用线连起来
3．判断下列说法是否正确
(1)显微镜下判断某细胞处于有丝分裂的哪个时期的依据是细胞内染色体的存在状态。(√)
(2)细胞周期不同时期所经历时间的长短可用每一时期的细胞数与计数细胞总数的比值表示。(√)
一、有丝分裂过程中DNA含量、染色体数目和每条染色体上DNA含量的变化曲线
1．a→b，l→m的变化原因都是DNA分子复制。
2．f→g，n→o的变化原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。
3．c→d，n→o的曲线变化很相似但所处时期不同。
4．c→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．染色单体数量的起点为0，终点也为0。
二、DNA含量、染色体数、染色单体数的柱形图
1．由图中可知b是时有时无的，所以它表示的应该是染色单体的数量，当b存在时和它数目相同的c表示的是DNA分子的数量，则a表示的是染色体的数量。
2．(1)图A中DNA分子数是染色体数的两倍，所以它表示的是DNA分子复制之后的结果，应是有丝分裂间期中DNA复制之后的时期，或者是细胞分裂的前期、中期。
(2)图B中由于DNA分子和染色体数量是相等的，并且是正常体细胞中含量的两倍，且不存在染色单体，对应的是有丝分裂的后期。
(3)图C中不含有染色单体，并且DNA分子数和染色体数都和正常体细胞中相等，所以它可以表示有丝分裂的末期和间期中DNA分子复制之前的时期。
[特别提醒]
(1)有丝分裂后期染色体数目是最多的。
(2)染色体数目的加倍是由于着丝点分开，发生在有丝分裂后期，而DNA分子数目的加倍是由于DNA的复制，发生在有丝分裂间期。
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1．实验原理
(1)植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。
(2)有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。
(3)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料着色。
2．实验流程
3．注意事项
(1)取材：剪取根尖应为2 mm～3 mm，过长会包括伸长区，无细胞分裂。
(2)解离：时间不宜过长，否则根尖细胞的结构会遭到破坏。
(3)漂洗：洗去细胞内部的盐酸，要保证足够的时间，否则会影响对染色体(质)的染色。
(4)压片：要掌握好力度，过轻，细胞分散不开；过重，会压坏玻片。
[例1] 通过实验研究洋葱根尖细胞有丝分裂过程，得出如图所示的结果，其中图甲表示有丝分裂各阶段细胞核中DNA和细胞质中mRNA含量的变化(过程b表示DNA复制期，a、c分别是DNA复制前期、后期)，图乙是有丝分裂显微照片。请据图回答下列问题：
甲
乙
(1)图甲结果表示DNA含量是正常细胞两倍的时期是______，细胞分裂过程中核糖体功能最活跃的时期是______。(填字母代号)
(2)图甲c时期细胞核DNA、染色体与染色单体比例为____________；d时期细胞质中mRNA明显减少，最可能的原因是_______________________________________________。
(3)可以采用放射性同位素标记技术研究细胞有丝分裂过程中DNA和RNA的变化情况。为区别DNA和RNA，最好选择标记的合成原料依次是______和______，研究中应选择的测量材料是洋葱根尖的________部位。
(4)制作有丝分裂装片的基本流程是_____________；制成的装片应先放在______下观察，要先找到分生区的细胞。欲把图乙中的A细胞移到视野中央，具体操作是 。
(5)已知图丙的横坐标是每个细胞的DNA含量，在取样的6 000个细胞中，处于M期(分裂期)的细胞数为300个以及时长是1小时。请问DNA复制期(图甲b时期)的细胞数是________个，一个细胞周期的总时长是________小时。
丙
[研析] 本题考查对细胞有丝分裂过程中染色体和DNA的变化及DNA、RNA的结构和基因的表达的理解。具体解题过程如下：
[审]——关键信息
信息解读①：图甲中a、b、c表示分裂间期，d表示分裂期，b时期DNA分子复制，a、c时期细胞质中mRNA含量明显增多。
信息解读②：由设问(5)的题干及图丙可知，DNA为2的细胞数目为3 000个，DNA为4的细胞数目为1 500个。分裂期时间为1小时，分裂期细胞为300个，取样的细胞数目为6 000 个。
[联]——联系基础
设问(1)可联系：有丝分裂过程中各时期染色体、DNA的数目变化和翻译的过程及核糖体的功能。分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。mRNA合成后进入细胞质中，核糖体结合到mRNA上，一起参与翻译过程。
设问(2)可联系：有丝分裂过程中各时期染色体、DNA的数目变化及染色体的行为。细胞分裂期细胞核中的染色体为高度螺旋化状态。
设问(3)可联系：DNA和RNA的区别。DNA的特有碱基为胸腺嘧啶(T)，RNA的特有碱基为尿嘧啶(U)。根尖只有分生区细胞具有持续分裂能力，即具有细胞周期。
设问(4)可联系：“观察根尖分生组织的细胞分裂”实验步骤。制作有丝分裂装片的基本流程为解离、漂洗、染色、制片。观察装片时应先用低倍镜观察，后用高倍镜观察，显微镜下成倒像。
设问(5)可联系：细胞周期的特点，间期较长，占绝大多数时间，分裂期很短，占的比例很小。
[答]——研判设问
设问(1)：DNA复制后的间期和前、中、后期细胞中的核DNA含量是正常细胞的两倍。由信息①和翻译过程可知，mRNA含量高时核糖体最活跃，即a、c时期。
设问(2)：c时期为DNA复制后的间期，细胞核中每条染色体含有两条染色单体，每条染色单体上有一条DNA分子，即核DNA、染色体与染色单体比例为2∶1∶2。d时期处于细胞分裂期，高度螺旋化染色体中的DNA分子不能进行转录。
设问(4)：显微镜下成倒像，因此，移动装片时应向成像相同的方向移动。
设问(5)：DNA为2的细胞为复制前的细胞，共3 000 个；DNA为4的细胞为复制后的细胞，共1 500个，因此，DNA复制期的细胞数为6 000－3 000－1 500＝1 500。分裂期细胞300个，总的取样细胞数为6 000，占1/20，分裂期的时间为1小时，因此，细胞周期为20小时。
[答案] (1)c、d a、c (2)2∶1∶2 分裂期染色体高度螺旋化，DNA不能转录 (3)胸腺嘧啶(脱氧核苷酸) 尿嘧啶(核糖核苷酸) 分生区 (4)解离、漂洗、染色、制片 低倍镜 把装片向上移动 (5)1 500 20
1．识别动植物细胞图像的方法
(1)图像为方形，或图像中有细胞板结构，无中心粒结构，可判断为植物细胞。
(2)图像为圆形，或有中心粒结构，无细胞板结构，通过缢裂方式平分细胞，可判断为动物细胞。
2．鉴别一个正在分裂的细胞是动物细胞还是植物细胞的方法
①细胞板将细胞质分成两个部分——植物细胞。
②细胞膜将细胞质分成两个部分——动物细胞。
3．判断曲线表示的是DNA还是染色体的方法
(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。
[例2] 请回答下列与植物细胞有丝分裂实验相关的问题：
(1)在用洋葱根尖作材料观察植物细胞有丝分裂的实验中，要将细胞分散开可以通过进行________等操作来实现；在该实验中，若只跟踪分生区的一个特定细胞，则无法同时观察到有丝分裂的各个时期，其原因是____________。当由低倍镜换成高倍镜观察染色体时，若要提高视野的亮度，应调节____________和____________。
(2)以下是几位同学进行细胞有丝分裂实验的操作情况，请分析：
甲同学从解离液中取出材料，立即染色，实验效果很差；乙同学将已染色的材料立即盖上盖玻片观察，看不清细胞；丙同学将制好的装片直接用高倍镜观察，花了很长时间，也没有找到细胞。
①甲实验效果差的原因是____________________________________________________；
②乙看不清细胞的原因是____________________________________________________；
③丙操作上的错误是________________________________________________________。
(3)若已知洋葱根尖分生区细胞周期为12小时，显微镜下计数处于各时期的细胞数目如下：间期880个，前期67个，中期18个，后期和末期35个。则间期所占时间为____________(单位：小时，精确到小数点后一位)。
(4)有些因素会影响细胞周期各时期的长短，实验过程中也会产生一些误差，因而对整个实验结果可能产生影响的有____________。
①取材时间 ②根尖培养温度 ③解离时间长短 ④载玻片厚度 ⑤计数的细胞是否属于分生区细胞 ⑥细胞周期各时期区分是否准确
[解析] (1)要将细胞分散开，可以采用解离、捣碎、压片等方法。在一个视野中不能找到处于有丝分裂各个时期的细胞，此时可以移动装片进行寻找，因为细胞在解离时已经被盐酸杀死，不能再继续进行分裂。由低倍镜换到高倍镜后增加视野的亮度需要调节光圈和反光镜。 (2)题中所述3位同学的实验操作是很多同学经常出现的问题，正确的做法是：染色前一定要漂洗；染色后在载玻片上加一滴清水后再制片；观察时应先在低倍镜下找到分生区的细胞后再换用高倍镜观察。(3)间期所占时间为880÷(880＋67＋18＋35)×12≈10.6(小时)。(4)实验中的许多因素都会影响实验结果，如取材时间、根尖培养温度、解离时间长短等，但载玻片厚度不会影响实验结果，只是对观察实验现象产生一点影响。
[答案] (1)解离、捣碎、压片(写出任意一项即可) 解离后细胞已经死亡 光圈 反光镜 (2)①没有漂洗 ②没有滴加清水和进行压片 ③应先在低倍镜下观察，找到目标并将其移至视野中央后再用高倍镜观察 (3)10.6小时 (4)①②③⑤⑥
[网络构建]
填充：①染色体 ②DNA ③染色单体 ④复制 ⑤纺锤体 ⑥子细胞
?[关键语句]
1．动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别在于：
(1)间期中心粒倍增。
(2)前期纺锤体由中心粒发出的星射线组成。
(3)末期细胞膜从中部凹陷并把细胞缢裂为两部分。
2．无丝分裂没有出现纺锤丝和染色体的变化。
3．龙胆紫溶液或醋酸洋红液的作用是使染色体着色，盐酸和酒精的作用是解离植物细胞。
4．洋葱根尖细胞有丝分裂装片制作的流程：解离→漂洗→染色→制片。
5．由于细胞分裂间期持续时间最长，因此处于分裂间期的细胞数目最多
1．下列关于动、植物细胞有丝分裂相同点的叙述，错误的是( )
A．在分裂间期，DNA复制后含量加倍
B．在分裂前期，由中心粒周围发出纺锤丝形成纺锤体
C．在分裂中期，染色体的着丝点排列在赤道板上，含染色单体
D．在分裂后期，每一个着丝点分裂成两个，染色体数目加倍，不含染色单体
解析：选B 动植物细胞有丝分裂过程中染色体的变化是相同的，间期进行复制，中期染色体的着丝点排列在赤道板上，后期染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，均分到两个子细胞中去；分裂前期动植物细胞形成纺锤体的方式不同，末期形成子细胞方式不同。
2．关于高等动、植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是( )
A．核分裂时，染色体的活动不同
B．细胞质的分裂方式相同
C．纺锤体的形成和消失方式相同
D．细胞分裂末期高尔基体的作用不同
解析：选D 动、植物细胞有丝分裂过程中，染色体变化是相同的；细胞质的分裂方式不同，动物细胞从中央凹陷缢裂均分细胞质，植物细胞中央出现细胞板，分隔细胞质形成两个子细胞；在末期高尔基体的作用不同，动物细胞高尔基体与细胞分裂无直接关系，植物细胞高尔基体与细胞壁的形成有关。
3．如图为某一高等生物的细胞进行有丝分裂某一时期的图像，下列叙述不正确的是( )
A．该生物为一种植物
B．该细胞中含有8条染色单体
C．该细胞处于有丝分裂后期
D．该细胞含有8条染色体
解析：选B 图中细胞具有细胞壁，是植物细胞；细胞中正在发生染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成的子染色体在纺锤丝的牵引下正向两极移动，该细胞处于有丝分裂的后期；染色体数目以着丝点为准，图中有8个着丝点即含有8条染色体，没有染色单体存在。
4．如图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA分子含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是( )
A．O～a段表示间期，染色体复制，DNA含量加倍
B．动物细胞中，只有在b～d段含有两组中心粒
C．c～d段细胞核中染色体∶染色单体∶DNA为1∶2∶2
D．细菌与b～c段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁
解析：选A 动物细胞中，在a～d段含有两组中心粒；在c～d段细胞核中没有染色单体；细菌是原核生物不进行有丝分裂。
5．图甲表示某植物细胞有丝分裂一个细胞周期各期的图像，图乙表示细胞核中DNA分子的数量变化情况，请据图回答：
(1)图甲中细胞有丝分裂的正确顺序是________________________________________。
(2)图乙中可表示一个完整细胞周期的是________段。
(3)研究染色体数目形态最好的时期，相当于图乙中的________段，此时细胞内染色体、DNA、染色单体之比为____________________。
(4)在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，染色剂为________，该染料可以将细胞核中的________染成深色。
解析：(1)根据图甲中每个细胞染色体行为变化及细胞结构变化特点分析，A为后期，B为末期，C为中期，D为两个子细胞，E为间期，F为前期，所以其分裂的顺序为：E→F→C→A→B→D。(2)图乙能表示一个完整细胞周期的是Oe段。(3)细胞有丝分裂中期染色体形态稳定，数目清晰，是观察研究染色体的最好时期，相当于图乙曲线bc段，此时细胞中染色体、DNA、染色单体数目之比为1∶2∶2。(4)细胞中染色体是易被碱性染料染色的物质，在观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的临时装片实验中，常用的染色剂是龙胆紫溶液或醋酸洋红液。
答案：(1)EFCABD (2)Oe (3)bc 1∶2∶2 (4)龙胆紫溶液 染色体(染色质)
(时间：25分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题5分，共25分)
1．依据动植物细胞有丝分裂的不同点，鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检查它的( )
A．DNA是否进行复制
B．是否出现星射线
C．细胞质分成两部分的方式
D．自身的蛋白质合成的方式
解析：选C 分裂末期植物细胞在赤道板位置出现一个细胞板，最终形成新的细胞壁，将一个细胞隔裂为两个子细胞。动物细胞在有丝分裂末期，细胞膜从细胞中部向内凹陷，最终缢裂成两个子细胞。动物和低等植物细胞有丝分裂过程中都有星射线出现。
2．在某细胞有丝分裂的分裂期开始时，如果它的细胞核中染色体数目为N，DNA的含量为Q，则该细胞分裂后每个子细胞核中的染色体数和DNA含量分别为( )
A．N和Q B．N/2和Q/2
C．N和Q/2 D．N/2和Q
解析：选C 细胞有丝分裂过程中，间期DNA复制，DNA数目加倍，染色体数目不变，细胞分裂后期，染色体着丝点分裂，DNA数目不变，染色体数目暂时加倍，分裂后形成两个子细胞，每个子细胞核内的染色体数目与体细胞相同即为N，DNA含量是分裂间期复制后的一半，即为Q/2。
3．处于有丝分裂过程中的动物细胞，细胞内的染色体数(a)、单体数(b)、DNA分子数(c)可表示为如图所示的关系，此时细胞内最可能发生着( )
A．中心粒移向两极 B．着丝点分裂
C．细胞膜向内凹陷 D．DNA分子进行复制
解析：选A 图中所示的染色单体数和DNA分子数相同，都是染色体数的两倍。在细胞分裂过程中，只有前期和中期具有这样的关系。而中心粒移向两极发生在前期；着丝点分裂发生在后期；细胞膜向内凹陷，主要发生在末期；DNA分子复制发生在间期。
4．取生长健壮的小麦根尖，经过解离、漂洗、染色、制片过程，制成临时装片，放在显微镜下观察。欲观察到细胞有丝分裂的前、中、后、末几个时期( )
A．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
B．如果在低倍镜下看不到细胞，可改用高倍镜继续观察
C．如果在一个视野中不能看全各个时期，可移动装片从周围细胞中寻找
D．如果视野过暗，可以转动细准焦螺旋增加视野的亮度
解析：选C 在观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验中，经过解离后根尖细胞已被杀死，分生区的不同细胞都处在各自不同的时期，因此不能观察到一个细胞不同时期的连续变化；显微镜的使用必须是先使用低倍镜，找到物像后，再换用高倍物镜；若在一个视野中找不全各个分裂时期的细胞，可移动装片变换视野在周围细胞中寻找；调节显微镜视野亮度，可换用较大光圈或利用反光镜的凹面镜。
5．如图表示细胞有丝分裂过程中每条染色体中DNA含量变化曲线，下列有关叙述正确的是( )
A．该细胞在BC时期始终有染色单体存在
B．若是植物细胞，在BC时期会出现赤道板，由C到D会出现细胞板
C．DE时期不能表示细胞有丝分裂的后期
D．用电镜观察马蛔虫受精卵细胞，会发现中心粒倍增和移向细胞两极发生在AB段
解析：选A 图中BC时期表示每条染色体中都含有两个DNA分子，所以包括了前期、中期，但不包括后期；若图中曲线表示植物细胞，细胞板则出现在DE段，赤道板是一个平面，并不是细胞的真实结构；DE段表示每条染色体中含有一个DNA分子，可以表示有丝分裂后期；图中AB段表示的间期，动物细胞中心粒的倍增发生在间期，倍增的中心粒移向细胞两极发生在前期。
二、非选择题(共25分)
6．(10分)如图A表示某生物细胞有丝分裂过程中一个细胞核内DNA含量的变化过程，图B为有丝分裂某时期图像，仔细分析图中曲线变化和图像特点，回答问题。
(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，图中m所在位置哪种细胞器较多？____________。①和②两条染色体是经过________和________所形成的。
(3)现要观察该生物的染色体数目和形态，应选择图A中____________段。
(4)上述细胞分裂全过程中，参加分裂的细胞器除(2)题中提到的外还有____________。
解析：图B是动物细胞有丝分裂后期的图像，相当于图A中的c～d段，由于着丝点已经分裂，所以不存在染色单体，每条染色体上有一个DNA分子，故共有8条染色体和8个DNA分子，该细胞分裂后的子细胞是体细胞，有4条染色体。由于细胞分裂需要消耗能量，所以图B中m处线粒体较多；①②两条染色体是由同一条染色体复制成两条染色单体后，在后期因着丝点分裂而形成的两条完全相同的染色体；观察有丝分裂染色体的形态和数目的最佳时期是中期，因为中期染色体收缩得最短、最粗，着丝点都排列在细胞中央的赤道板上，便于观察。
答案：(1)8 8 0 4 (2)c～d 线粒体 复制 着丝点分裂 (3)b～c (4)核糖体、中心体
7．(15分)请回答下列有关生物实验的问题：
(1)在观察植物细胞有丝分裂的实验中，观察经解离、染色后制成的洋葱根尖临时装片，在其分生区细胞中看不到被明显染成深色的染色体，其原因最可能是____________________。
(2)铝是自然界中含量最多的金属元素，但是在人和动植物体内的水平却很低。有文章报道，铝对植物生长有益，但在一定的条件下，铝对植物也有毒害作用。同学们为探究三氯化铝对洋葱根尖细胞有丝分裂的影响，设计了如下实验(提示：细胞分裂程度可用细胞分裂指数来表示，即分裂中期的细胞数与所观察的细胞总数之比)。
实验材料及器材：略。
实验步骤：①取A、B、C、D四个培养皿，在培养皿中加入适量且等量的、质量浓度分别为0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L的AlCl3溶液。
②在每个培养皿中放入一个洋葱，在室温下培养生根。
③待洋葱长出5 cm长的新根后，分别从每个洋葱上剪取一个根尖，制成临时装片。
④镜检。观察并统计每张装片100个细胞中________细胞的数目，计算出____________________。
预期实验结果与结论：(略)。
(3)认真阅读以上实验方案，并回答以下问题。
①以上实验方案的实验目的是__________________________________________。
②指出以上实验方案中的两个不足之处，并说明理由。
解析：(1)细胞经解离后一定要用清水漂洗，然后才能染色。(2)本实验的目的是探究AlCl3溶液对洋葱根尖细胞有丝分裂程度的影响。实验的自变量为AlCl3溶液的浓度，实验的检测指标是细胞分裂程度。该实验除了利用不同浓度的AlCl3溶液处理洋葱根尖外，还需要利用清水作为对照组，便于准确判断不同浓度的AlCl3溶液对细胞有丝分裂的影响；同时，由于实验中只取一个根尖，会因各种偶然因素影响结果的准确性，所以要取多个根尖进行实验。
答案：(1)没有漂洗 (2)④处于分裂中期 分裂指数 (3)①探究不同浓度(四种浓度)的AlCl3溶液对洋葱根尖细胞有丝分裂程度(指数)的影响 ②a.只取一个根尖，会因各种偶然因素影响结果的准确性，应取多个根尖制临时装片，统计和计算细胞分裂指数的平均值； b．未设空白对照，依据实验结果难于准确判断不同浓度的AlCl3溶液对细胞有丝分裂的影响及影响程度。
PAGE
11
细胞的分化
一、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稳定性差异的过程。
2．特点
(1)细胞分化是一种持久性的变化。
(2)一般来说，分化了的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡。
(3)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象。
3．意义
(1)是生物个体发育的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
4．原因
在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同。
二、细胞的全能性
1．概念
已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
2．植物细胞的全能性
(1)高度分化的植物细胞仍具有全能性。
(2)应用：
①通过植物组织培养，快速繁殖花卉和蔬菜等作物。
②拯救珍稀濒危物种。
③与基因工程结合培育作物新类型。
3．动物细胞的全能性
(1)已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
(2)目前，还不能将已分化的动物体细胞培养成新个体。
4．干细胞
(1)特点：
①具有分裂和分化能力。
②在动物和人体内，数量很少。
(2)举例：人骨髓中的许多造血干细胞能通过增殖和分化不断产生红细胞、白细胞和血小板。
一、细胞分化
1．教材问题探讨分析
读教材P117～P118，观察图6－8、6－9、6－10，回答下列问题：
(1)试从细胞水平和分子水平上分析，同种生物的不同细胞其结构和功能不同的原因？
提示：细胞水平：细胞分化的结果。
分子水平：基因选择性表达的结果。
(2)由同一细胞增殖产生、经过细胞分化形成的各种细胞内，细胞器数目、细胞质基质成分相同吗？
提示：不同。因分化形成的各种细胞的功能不同，故可判断其内的细胞器数目、细胞质基质成分不同。
(3)细胞分化后，其内的遗传信息是否改变？并分析原因。
提示：没有。因为从最终来源上看，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信息几乎不发生变化，因而同一生物体内不同细胞含有几乎相同的遗传信息。
2．判断下列说法是否正确
(1)多细胞生物通过细胞分化形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。(√)
(2)细胞分化仅发生在胚胎时期。 (×)
二、细胞的全能性
1．教材问题探讨分析
阅读教材P119内容，仔细观察图6－11，回答下列问题：
(1)生物体内的细胞不会表现其全能性，而是分化成不同的组织、器官，其原因是什么？
提示：在特定的时间和空间条件下，不同的细胞由于基因选择性表达出不同的蛋白质，生物体内的细胞不能表现出其全能性，而是分化成不同的组织、器官。
(2)植物细胞全能性的表达需要什么条件？
提示：①在离体状态下。
②需要适宜的水、无机盐、有机营养。
③需要激素。
④需要适宜的温度、pH等条件。
2．判断下列说法是否正确
(1)同一生物体的所有正常体细胞都具有全能性。(√)
(2)精子、卵细胞只含有生物体细胞内一半的遗传物质，所以没有全能性。(×)
(3)动物克隆技术的成功，证明了高度分化的动物细胞的全能性。(×)
(4)随着细胞分化程度的提高，细胞的全能性会逐渐丧失。(×)
一、细胞分化
1．实质
各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同的细胞中遗传信息的执行情况不同(基因的选择性表达)，如图所示：
2．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。
3．细胞分裂、细胞分化与个体发育的关系
(1)图示：
(2)联系：个体发育是细胞分裂、细胞分化的结果。大多数多细胞生物是由受精卵发育而来的，在细胞分裂的基础上，通过细胞分化逐渐发育为成体，其中，细胞分化是生物个体发育的主要过程。
二、细胞全能性
1．物质基础：细胞中有发育成生物体所需要的全套遗传信息。
2．原因：体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带有相同的DNA分子。因此，分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
3．差异
(1)植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞的全能性虽受到极大限制，但动物细胞核的全能性仍可以表达。
(2)同一生物体全能性的高低：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。
(3)随着细胞分化程度的不断提高，细胞全能性的表现能力逐渐变小。
(4)与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。
[例1] 观察图中细胞的形态、结构变化和数目变化，回答问题：
(1)①→②、①→④的过程叫做____________。
(2)①→③的过程叫做________________。
(3)③→⑤的过程叫做____________。
(4)组成②、③、④的细胞________、________和________________不同，因此它们属于不同的________。
(5)①～⑤所示各细胞群中，具有分裂能力的是标号________所示的细胞群，其中分裂能力最强的是________，全能性最高的是________。
[解析] 分析图示，可以得出细胞群②、③、④均来自于细胞群①经有丝分裂产生的子细胞。②、③、④三个细胞群细胞的形态不同，结构基本相同(都有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核)，但发生了分化，依据形态、结构与其功能相适应的原理，②、③、④的细胞功能不同，它们属于不同的组织。从①→②、①→④过程中，细胞在形态、结构和生理功能上产生了稳定性差异，这种变化叫细胞分化。①→③，一个细胞分裂成两个细胞，这是细胞分裂，③→⑤细胞的体积由小变大，这是细胞生长。分裂能力越强，全能性就越高，由图可判断①的分裂能力最强，其全能性也最高。
[答案] (1)细胞分化 (2)细胞分裂 (3)细胞生长 (4)形态 结构 生理功能 组织 (5)①、③、⑤ ① ①
细胞分裂和细胞分化的关系
(1)细胞分裂主要增加细胞的数目，细胞的种类不变，细胞分化主要增加细胞的种类，细胞数目不变。
(2)细胞分裂是细胞分化的基础。
[例2] 下列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
[解析] 细胞具有全能性的基础是因为细胞中含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
[网络构建]
填充：①持久 ②稳定 ③普遍 ④基因的选择性表达 ⑤离体 ⑥外界条件
⑦细胞核?
[关键语句]
1．细胞分化的实质是基因的选择性表达。
2．细胞分化的特点：持久性、普遍性和稳定性。
3．细胞的分化程度越高，细胞全能性相对越低。
4．植物细胞具有全能性，动物细胞的细胞核具有全能性。
5．实现细胞全能性的条件：离体、一定的营养物质、激素和适宜的温度、pH等。
1．细胞分化的实质是( )
A．基因组的改变 B．基因的选择性表达
C．细胞器数量和种类的变化 D．细胞亚显微结构的变化
解析：选B 细胞分化的实质是基因的选择性表达，从而导致细胞的形态、结构和生理功能上发生稳定差异。
2．细胞分化过程中，一般不会出现的是( )
A．细胞表面结构的改变
B．细胞器种类和数量的改变
C．蛋白质种类和数量的改变
D．细胞核中遗传物质的改变
解析：选D 细胞分化的过程即基因选择性表达的过程，细胞核中遗传物质并未发生改变。
3．(上海高考改编)由细胞形态判断，下列细胞中最可能具有细胞周期的是( )
解析：选B 由图可知，A是精子、C是肌细胞、D是神经细胞，均是已分化的细胞，丧失了分裂能力。而B所示的细胞从形态上看，仍处于原始状态，没有分化，可连续分裂，具有细胞周期。
4．如图所示的细胞类型转换过程为( )
A．细胞融合 B．细胞生长 C．细胞分裂 D．细胞分化
解析：选D 由图可知，全能干细胞经过一系列转换过程形成了红细胞，细胞在形态、结构和生理功能上出现了稳定性差异，属于细胞分化。
5．植物细胞表现出全能性的必要条件是( )
A．给予适宜的营养和外界条件
B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
解析：选C 离体的植物细胞、组织、器官，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可以表现出全能性，发育成完整的植株。
6．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________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：高等生物个体发育的起点是受精卵。经细胞分裂、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。
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
(时间：45分钟；满分：100分)
一、选择题(每小题5分，共50分)
1．下列有关细胞分化的说法错误的是( )
A．细胞分化与生物发育有密切关系
B．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象
C．细胞分化仅发生在胚胎时期
D．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
解析：选C 细胞分化是生物个体发育的基础；是生物界普遍存在的生命现象；细胞分化发生在生物个体发育的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大程度；细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异现象，其实质是基因选择性的表达。
2．下列能说明某细胞已经发生分化的是( )
A．进行ATP的合成 B．进行蛋白质的合成
C．存在血红蛋白 D．存在呼吸氧化酶
解析：选C 特异性蛋白合成的实质在于基因选择性的表达，因此，看某细胞是否已发生分化，关键看细胞的特异性蛋白质是否合成。血红蛋白是红细胞的特异蛋白，具有运输氧气的作用，故C正确。
3．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列说法错误的是( )
A．细胞分化发生在生物体的整个生命进程中
B．细胞分化是由于在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同造成的
C．未离体的植物体细胞不会表现出全能性
D．细胞分化过程中细胞的功能不发生改变
解析：选D 分化的细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这是基因选择性表达的结果。
4．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．植物组织培养繁育花卉所利用的原理是植物细胞具有全能性
B．克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性
C．一般情况下花粉不发育成植株，说明花粉细胞不具有全能性
D．愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性
解析：选A 细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整个体的潜能，最终发育成的一定是一个个体，不能是其他的，如愈伤组织。克隆羊的诞生说明动物的细胞核具有全能性。由花粉细胞发育为植株需具备一定条件。
5．如图为人体某细胞所经历的各个阶段示意图，图中①～⑦为不同的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述错误的是( )
A．与①相比，②③④的分化能力减弱
B．⑤⑥⑦的mRNA种类完全不同
C．b过程异常，细胞可能发生癌变
D．进入c过程的细胞，细胞核体积变大，酶活性降低
解析：选B ⑤⑥⑦为分化的细胞，同一生物体的不同分化的细胞中基因是选择性表达的。管家基因转录的mRNA是相同的，奢侈基因转录的mRNA不同。
6．动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对图中的相关叙述中，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
解析：选D 细胞分化形成不同的细胞和组织，不同组织组成器官，而不是细胞直接组成器官。
7．下列对于细胞分化不同水平的分析，不正确的是( )
A．从细胞水平分析，细胞分化是由于细胞形态、结构和功能改变的结果
B．从细胞亚显微结构水平分析，细胞分化是由于细胞器的种类数目、形态、结构、功能改变的结果
C．从蛋白质分子的角度分析，细胞分化是由于蛋白质种类、数量、功能改变的结果，这是细胞分化的根本原因
D．从核酸分子的角度分析，细胞分化是由于基因选择性表达的结果
解析：选C 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，叫做细胞分化。从核酸分子的角度分析，细胞分化是由于基因选择性表达的结果，这是细胞分化的根本原因。
8．分析以下事实：①胡萝卜韧皮部细胞通过培养能发育成完整植株；⑦绵羊乳腺细胞核移入去核卵细胞中，能发育成有生殖能力的绵羊。基于以上事实，下列选项错误的是( )
A．高度分化的动物细胞都具有全能性
B．高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性
C．分化细胞中不表达的基因仍存在于细胞核中，并未消失
D．高度分化的植物细胞具有全能性
解析：选A 事实①可证明植物细胞的全能性，事实②只能证明动物细胞的细胞核具有全能性。细胞具有全能性的原因是生物体的每个细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。
9．对于白血病患者，目前较为成功的治疗方法主要是骨髓移植。其主要原理是利用正常人的骨髓中的造血干细胞来产生正常的白细胞，从而使病人的生理机能恢复正常。那么，在造血干细胞形成白细胞的过程中经过了哪两个过程( )
A．先细胞分裂，后细胞分化
B．先细胞分化，后细胞分裂
C．先细胞融合，后细胞分裂
D．先细胞融合，后细胞分化
解析：选A 由造血干细胞到正常白细胞的过程是，首先造血干细胞进行分裂产生众多的子细胞，然后一些子细胞进行分化形成正常的白细胞。
10．对植物细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因
B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C．动物细胞的全能性是进行造血干细胞组织培养的理论基础
D．植物体内细胞没有表现出全能性，这是各部位细胞所含基因不同的结果
解析：选B 植物体除体细胞外，生殖细胞中也具有发育成完整个体所必需的全部基因；高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性，动物细胞培养是进行造血干细胞组织培养的理论基础；植物体内细胞没有表现全能性，这是各部位细胞所含基因选择性表达的结果。
二、非选择题(共50分)
11．(15分)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________(选填“不能”或“能”)合成，其原因是________________________________________________________________________。
(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，哪一个细胞的全能性最大？________。
(6)由相同的b或相同的c共同组成的结构层次为______，由b、c、d、e共同组成的结构层次为________。
解析：(1)A过程是一个细胞分裂成多个细胞的过程，B过程是分裂后的细胞形成各种不同形态、结构和功能细胞的过程，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保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质，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，而其他种类的细胞内的血红蛋白基因处于关闭状态。(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，所以a细胞全能性最高。(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 细胞分化 (2)遗传信息或染色体数 (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
12．(15分)根据下面的图示，完成下列问题。
(1)图中①②分别表示多细胞生物细胞分裂和________过程，是多细胞生物生长、发育、繁殖、遗传和变异的基础。
(2)若细胞C是成熟的红细胞，那么细胞A是________，主要分布在________，对于白血病人来说，医学上常采用________的方法，使患者正常的造血及免疫功能得以重建。
(3)成熟红细胞中无核、无________(细胞器)，所以红细胞中呼吸作用的方式为_____________________________________________________________________(填反应式)。原核细胞的无核与成熟红细胞的无核相比，原核细胞具有________。成熟红细胞具有运输氧气的能力与细胞内含有________有关。
解析：(1)经过②过程后，细胞形态发生了改变，故②为细胞分化过程。(2)红细胞是由造血干细胞分化而来的，故A是造血干细胞。目前，白血病患者常通过骨髓移植，植入正常人的造血干细胞，使患者正常造血及免疫功能得以重建。(3)成熟红细胞中无各种细胞器，故呼吸方式只能是无氧呼吸。原核细胞与真核细胞相比，原核细胞具有拟核。
答案：(1)细胞分化 (2)造血干细胞 骨髓 骨髓移植(造血干细胞移植) (3)线粒体 C6H12O62C3H6O3＋少量能量 拟核 血红蛋白
13．(20分)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)实验的大体思路是：先把完整的体细胞单独培养，证明_________________________；再将____________________植入________，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，观察能否形成完整的青蛙。
(3)实验结果：_______________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(4)结论：___________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(5)有人推测，卵细胞细胞质中的物质X是促进体细胞的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，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植入去核的卵细胞内进行培养，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，离体状态下，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 去核的卵细胞中 (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中，形成重组细胞 (3)单独培养完整的青蛙体细胞不能形成完整的青蛙，培养重组细胞，则能形成完整的青蛙 (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)将物质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
PAGE
12
细胞的衰老和凋亡
一、个体衰老与细胞衰老的关系
1．单细胞生物
个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡是一致的。
2．多细胞生物
(1)体内细胞总在不断更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。
(2)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。
二、细胞衰老的特征和原因
1．细胞衰老过程
细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
2．细胞衰老的特征
(1)细胞内水分减少→细胞萎缩、体积变小、新陈代谢速率减慢。
(2)多种酶活性降低，如酪氨酸酶活性降低→黑色素合成减少→头发变白。
(3)色素积累→妨碍细胞内物质的交流和传递→影响细胞正常的生理功能。
(4)呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
(5)细胞膜通透性改变→物质运输功能降低。
3．细胞衰老的原因
对于细胞衰老的原因提出了很多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
三、细胞凋亡与细胞坏死
1．细胞的凋亡
(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，是由遗传机制决定的程序性调控，又被称为细胞编程性死亡。
(2)意义：
①完成正常的生长发育。
②维持内部环境的稳定。
③抵御外界各种因素的干扰。
2．细胞坏死
在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
一、个体衰老与细胞衰老的关系
1．教材问题探讨分析
阅读教材P121第2自然段，讨论并回答下列问题：
(1)老年人体内有没有新细胞的产生？正处在生长发育时期的儿童体内有没有衰老的细胞？举例分析。
提示：老年人体内有新细胞的产生，如造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞；生长发育时期的儿童体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞。
(2)结合具体实例，探讨细胞的正常衰老和异常衰老与人体健康的关系。
材料1：血液内红细胞的寿命只有120天，全年要更换3次。
材料2：图中是患有罕见的儿童早衰症的美国华盛顿州达令顿地区男孩塞斯·库克，尽管只有12岁，但他的模样看上去却像一名头发掉光、满脸皱纹的八十老翁。
提示：①细胞的正常衰老对于实现有机体的自我更新非常有利，如红细胞的快速更新使血液中始终有足量的新生红细胞来运输氧气。
②细胞异常衰老会威胁人类的健康，如儿童早衰症就是细胞过早衰老导致的一种疾病。
2．判断下列说法是否正确
(1)单细胞生物个体的衰老或死亡与细胞衰老或死亡是一致的。(√)
(2)多细胞生物体内的细胞总是在不断更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。(√)
(3)正处在生长发育的多细胞生物体内，不会有细胞衰老和死亡。(×)
(4)细胞的衰老或死亡和个体的衰老和死亡是一回事。(×)
二、细胞衰老的特征
1．教材问题探讨分析
阅读教材P121～122，试从细胞成分变化角度分析，衰老细胞的新陈代谢速率减慢的原因。
提示：衰老细胞内酶的活性降低，自由水含量降低，呼吸速率降低从而使能量供应减少，最终导致细胞新陈代谢减慢。
2．判断下列说法是否正确
(1)细胞衰老过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程。(√)
(2)衰老细胞的新陈代谢速率加快，使细胞迅速死亡。(×)
(3)色素沉积是细胞衰老的特征之一，色素的积累妨碍了细胞内物质的交流与传递。(√)
(4)衰老细胞的细胞核体积减小，核膜内折，染色质收缩、染色加深。(×)
三、细胞凋亡与细胞坏死
判断下列说法是否正确
1．细胞凋亡是由细胞内的遗传物质所控制的。(√)
2．细胞凋亡和细胞坏死是一回事。(×)
3．生物体内细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，都是通过细胞凋亡实现的。(√)
一、细胞衰老的特征分析
1．个体衰老与细胞衰老的对应关系
个体衰老表现 对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱 细胞内水分减少，体积减小
头发变白 细胞内的酶活性降低
老年斑 细胞内色素(脂褐素)的累积
无力 细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降 细胞膜通透性功能改变
由上表看出，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2．分子组成的变化及对结构和功能的影响
(1)自由水减少代谢速率减慢→细胞体积变小；
(2)酶的活性降低→细胞内的呼吸等代谢速率降低；
(3)色素积累→形成老年斑，并阻碍细胞内物质交流。
3．细胞结构的变化及对功能的影响
(1)细胞膜的成分变化→通透性变化，降低物质的运输能力。
(2)细胞核变大→为了维持对细胞的控制。
通过以上分析可说明分子、结构、功能的关系。衰老细胞的结构行使正常功能的能力降低；从分子水平上看，有利的功能分子含量降低，而色素或有害分子出现并增加。
二、细胞凋亡和细胞坏死的区别
区别点 细胞凋亡 细胞坏死
起因 正常生理性变化 病理性变化或剧烈损伤
调节过程 受基因调控 被动进行
[特别提醒]
细胞凋亡和细胞坏死都是细胞的死亡过程，但二者的死亡机理不同。细胞凋亡是一个主动的、有利于个体生存的过程，细胞坏死是一个被动的、对个体生存有害的过程。
[例1] 下列关于细胞的衰老、凋亡与坏死的叙述中，正确的是( )
A．人的红细胞衰老后，细胞核的体积会变大，染色质收缩，染色加深
B．对于多细胞生物来说，细胞的衰老与个体的衰老是同步进行的
C．细胞凋亡是细胞的一种受基因控制的程序性死亡，对机体没有积极意义
D．细胞坏死是细胞在受到外界各种不利刺激后，所引发的一种不受基因控制的细胞死亡，对机体是有害的
[解析] 人体成熟的红细胞中没有细胞核，正常的体细胞衰老时，体细胞中的细胞核体积会增大，染色质收缩，染色加深；对于多细胞生物来说，细胞的衰老与个体的衰老不是同步的；细胞的凋亡对生物体的发育是有积极意义的，而细胞坏死对机体是有害的。
[答案] D
[例2] 科学家从正常生活状态的不同年龄阶段的三只小白鼠的体内分离出相同部位、相同大小的三块骨骼肌，分别为A、B、C，然后分别测定这三块骨骼肌释放CO2的量，其比为1.3∶1.2∶1。据此分析：
(1)年龄最大的是____________，其CO2的释放量较少，可能是细胞内____________(细胞器)的功能减弱所致。
(2)三块骨骼肌细胞内，酶活性最强的是_______，物质交换能力最差的是_______，含水量最少的是________。
(3)三块骨骼肌细胞内，代谢废物沉积最多的是_______________。
(4)年龄最大的小白鼠与年龄最小的小白鼠相比，骨骼肌细胞还有哪些结构上的差异？________________________________________________________________________。
[解析] 衰老的细胞内呼吸速率减慢，释放的CO2量减少，由此可以判定年龄最大的为C。由于细胞内有氧呼吸释放CO2的场所是线粒体，因此，可以判定细胞内线粒体的功能有所下降。衰老的细胞内酶的活性降低，细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低，细胞内的色素积累增多，阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递，使细胞内积累的废物增多。由此可断定，三块骨骼肌细胞内，酶活性最强的是年龄最小的，物质交换能力最差、含水量最少和代谢废物积累最多的是年龄最大的。从结构上看，年龄最大的骨骼肌细胞有衰老的特征，即表现为细胞萎缩、细胞核体积增大等。
[答案] (1)C 线粒体 (2)A C C (3)C (4)细胞萎缩、细胞核体积增大等
细胞衰老特征口诀记忆
[网络构建]
填充：①变小、核增大 ②降低、代谢减慢 ③积累 ④降低
⑤由基因决定的细胞自动结束生命的过程?
[关键语句]
1．衰老的细胞内水分减少、酶活性降低、呼吸速率减慢、色素积累和膜通透性改变。
2．细胞凋亡是由基因调控的细胞自动结束生命的过程。
3．细胞的衰老性死亡、免疫细胞裂解靶细胞、蝌蚪尾部的消失等都属于细胞凋亡。
4．细胞凋亡属于正常性死亡，细胞坏死是指由于外伤等的非正常死亡。
1. 人衰老的红细胞具有下列哪些特征( )
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呼吸速率上升 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：选C 衰老的细胞具有以下五项特征：(1)细胞内水分减少，细胞萎缩，体积缩小，新陈代谢速度减慢；(2)酶的活性降低；(3)细胞内的色素沉积，妨碍细胞内物质交流和传递，影响细胞正常的生理功能，(4)细胞呼吸速率减慢，细胞核的体积增大。核膜内折，染色质收缩，颜色加深；(5)细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。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，因此应除去⑦。
2．下列有关细胞衰老和凋亡的说法中正确的是( )
A．健康的成人体内，每天都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A 衰老和凋亡是细胞正常的生命现象，在健康的成人体内，每天有一定数量的细胞凋亡是正常的。细胞的凋亡是一种程序性死亡，是受机体基因组调控的细胞的正常死亡。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。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。
3．细胞凋亡的生理意义不包括( )
A．清除体内多余、无用的细胞
B．清除体内衰老、病变的细胞
C．维持组织器官中细胞数目的相对稳定
D．维持细胞和生物体的正常衰老过程
解析：选D 在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡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。
4．下列对人体细胞的生命历程的叙述，错误的是( )
A．每天都会有大量表皮细胞凋亡脱落
B．同种细胞增殖分化后遗传信息将发生改变
C．衰老的细胞体积变小，但其细胞核会变大
D．死亡的细胞，其细胞膜的通透性将丧失
解析：选B 表皮细胞每天都会有大量细胞凋亡脱落；同种细胞增殖分化的过程进行的是有丝分裂，分裂后遗传信息不会发生改变；衰老的细胞体积变小，但其细胞核会变大；死亡的细胞，其细胞膜的通透性将丧失。
5．关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述，错误的一项是( )
A．细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的
B．细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的
C．细胞凋亡是由基因调控的，细胞坏死主要是由外界因素引起的
D．细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的
解析：选D 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，它有严格的遗传机制，因此是自动的、正常的生理过程；而细胞坏死是病理性刺激引起的细胞损伤和死亡，是被动的。细胞坏死有急性的也有慢性的，而细胞凋亡没有这样的区分。
(时间：25分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题4分，共24分)
1．细胞衰老是一种正常的生命现象。人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是( )
A．细胞内有些酶活性降低 B．色素减少
C．细胞内水分减少 D．细胞内呼吸速度减慢
解析：选B 衰老细胞由于酶活性降低所以代谢速率减缓，细胞内的自由水含量会降低，色素在体内不能分解而积累，如形成老年斑。
2．下列不属于细胞凋亡实例的是( )
A．蝌蚪长到一定程度后尾巴消失了
B．人皮肤表皮细胞的脱落
C．白细胞吞噬过多的细菌导致死亡
D．脑细胞因缺血而死亡
解析：选D 脑细胞因缺血而死亡，是由于外因引起的一种非生理性的不正常死亡。
3．珍珠既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它能有效抑制细胞脂褐素的增加，这表明珍珠在保健上可用于( )
A．促进细胞分裂 B．诱导细胞分化
C．延缓细胞衰老 D．抑制细胞死亡
解析：选C 细胞内的色素积累会随着细胞衰老而逐渐增加，它们会妨碍细胞内物质的交流，进而影响细胞正常的生理功能，加速细胞衰老、死亡。珍珠可抑制色素的增加，即能够延缓细胞衰老。
4．(山东高考)细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是( )
A．细胞普遍衰老会导致个体衰老
B．效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡
C．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡
D．衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录
解析：选C 细胞衰老与个体衰老并不同步，但是个体衰老是由细胞的普遍衰老引起的；细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程。
5．细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，也称为细胞编程性死亡，其大致过程如图所示。相关叙述不正确的是( )
A．与凋亡相关的基因是机体固有的，在个体生长发育过程中发挥重要作用
B．图示该过程发生在胚胎发育阶段
C．巨噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关
D．细胞凋亡过程与基因的选择性表达有关
解析：选B 细胞凋亡在个体的一生中都会发生，在个体发育中具有重要作用。细胞凋亡是凋亡基因表达的结果。巨噬细胞吞噬凋亡小体后，由溶酶体释放水解酶，使其水解。
6．下列关于细胞分裂、分化、衰老和死亡的叙述，正确的是( )
A．个体发育过程中，细胞的分裂、分化、和凋亡对于生物体都是有积极意义的
B．细胞分裂存在于个体发育整个生命过程中，细胞分化仅发生于胚胎发育阶段
C．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同
D．多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的
解析：选A 作为细胞生命历程中细胞的分裂、分化、衰老和凋亡均是对生物的生存有利的，细胞分裂发生在个体发育的整个生命过程中，细胞分化也是贯穿于整个生命过程中，如造血干细胞形成红细胞；细胞分化遗传物质没有发生改变而是基因选择性表达的结果；多细胞生物的细胞衰老与个体衰老是不同步的，但个体衰老是多数细胞衰老的结果。
二、非选择题(共26分)
7．(8分)如图是细胞重大生命活动的图示，请据图回答下列问题：
(1)图中表示的是________(选填“原核”或“真核”)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________，基因表达的过程则发生在____________。
(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，这是由于过程____________的结果，该过程也可称为_____________________________________________。
解析：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 细胞编程性死亡
8．(18分)目前，临床上治疗癌症的方法一般是通过手术切除肿瘤，为杀死体内残留的癌细胞，在手术后进行化疗。有同学从资料上获知：二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。由此推测：二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，可作为一种治疗癌症的化疗药物，并就此问题设计实验进行了探究。
实验材料：肝部长有肿瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸馏水，生理盐水，含有全部营养物质的细胞培养液，显微镜，细胞计数板，试管，吸管等。
(1)请补充该同学设计的实验内容，实验操作如下：
①取洁净的培养皿一个，加入适量的培养液；从小鼠肝部切取肿瘤组织并将其剪碎，利用某种酶处理，使细胞分散开，置于培养皿中培养。
②取洁净的试管5支，加入等量培养液，分别编号为1、2、3、4、5，在1～4号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液，5号试管中加入____________________________。
③从培养皿中吸取等量的培养液置于1～5号试管中，振荡后，在冰箱中培养一段时间。
④从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于细胞计数板内，在显微镜下观察计数，记录数据。
(2)请纠正该同学操作上的错误：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(3)上述细胞培养液中必须包含细胞生长的营养物质，如____________、____________和____________等。
(4)该同学根据修改后的正确方法进行实验，得到的结果如下：
实验组别 1 2 3 4 5
二氯二乙胺溶液 浓度(mg/mL) 0.1 0.2 0.3 0.4 0
细胞数目(个/mL) 320 275 186 96 560
①在该实验中，遵循了实验设计的____________原则和____________原则。
②根据实验结果，你能得出的结论：
a．________________________________________________________________________；
b．________________________________________________________________________。
解析：(1)根据对照原则，对照组5号试管中应加入等量生理盐水。(2)培养细胞时，要给予适宜的环境条件，因此应将“在冰箱中”改为“在适宜温度下”或“在恒温箱中”。用细胞计数板计数前取液体时，应先振荡摇匀后，再从5支试管中吸取适量的培养液，以免细胞沉积在试管的底部，使记录结果出现很大误差。(3)动物细胞培养时，其细胞培养液中必须包含葡萄糖、氨基酸、无机盐等细胞生长的必需营养物质。(4)①在该实验中，遵循了实验设计的对照原则和单一变量原则。②根据实验结果，可以得出的结论：在一定浓度范围内，二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，而且随二氯二乙胺浓度的增大，抑制作用逐渐增强。
答案：(1)②等量生理盐水 (2)①“在冰箱中”应改为“在适宜温度下”或“在恒温箱中” ②“从静置的5支试管中吸取适量的培养液”应改为“振荡摇匀后，从5支试管中吸取适量的培养液” (3)葡萄糖 氨基酸 无机盐 (4)①对照 单一变量 ②a.在一定浓度范围内，二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖 b．随二氯二乙胺浓度的增大，抑制作用逐渐增强
PAGE
10
细胞的癌变
一、癌细胞及其特征
1．含义
(1)引起原因
(2)特点：不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
2．主要特征
(1)在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖。
(2)癌细胞的形态结构发生显著变化。
(3)癌细胞的表面发生了变化。糖蛋白等物质减少，使细胞间黏着性降低，导致癌细胞容易在机体内分散和转移。
二、致癌因子、癌变机理及癌症预防、诊断与治疗
1．致癌因子的类型
(1)物理致癌因子：主要指辐射，如紫外线、X射线、核辐射等。
(2)化学致癌因子：种类较多，主要是一些有害的化学物质和药物制剂。
(3)病毒致癌因子：如Rous肉瘤病毒等。
2．细胞癌变的机理
(1)与癌有关的基因：
①原癌基因，主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
②抑癌基因，主要阻止细胞不正常的增殖。
(2)癌变的机理：原癌基因和抑癌基因发生突变，形成不受机体控制的恶性增殖细胞。
3.癌症的预防、诊断与治疗
(1)预防措施：远离致癌因子。
(2)诊断手段：病理切片的显微观察、CT、核磁共振、癌基因检测等。
(3)治疗手段：手术切除、化疗、放疗等。
一、癌细胞的主要特征
1．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，目前已分裂约数万次，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。
2．阅读P125教材内容，回答下列问题
(1)根据图示思考：
与正常细胞相比，癌细胞在形态结构上发生了怎样的变化？
提示：图中培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形，当这种细胞转化成癌细胞后就变成球形了。
(2)肿瘤有良性的，也有恶性的，良性肿瘤逐渐增长仅是压迫周围组织，而恶性肿瘤会不断侵入周围组织，被称为“癌”。试分析癌细胞在体内为什么容易分散和转移？
提示：癌细胞表面发生了变化。细胞膜上的糖蛋白被癌细胞产生的蛋白酶降解，使癌细胞之间的黏着性下降，容易在体内分散和转移。
(3)结合细胞膜成分的学习，思考如何检测人体内是否产生了癌细胞？
提示：有的癌细胞的细胞膜产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。可利用仪器检测这些物质。
3．判断下列说法是否正确
(1)细胞癌变后，细胞内的遗传物质发生了改变。(√)
(2)人体内所有细胞都具有与癌变有关的基因。(√)
(3)细胞癌变后，细胞的形态结构不会发生显著变化。(×)
二、致癌因子、癌变机理及癌症预防、诊断与治疗
1．阅读教材P126～P127内容，结合对细胞癌变的外因和内因的理解，思考下列问题：
(1)接触致癌因子一定会引起细胞癌变吗？
提示：不一定。只有在致癌因子引起原癌基因和抑癌基因发生突变时，才会导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
(2)癌症的治疗方法有手术切除、化疗、放疗等，请分析用于化疗的抗癌剂作用于癌细胞分裂的哪个时期？作用机理是什么？有副作用吗？
提示：作用于有丝分裂间期，主要是抑制DNA的复制和有关蛋白质的合成。这种抑制作用无特异性，因此化疗有较强的副作用。
2．判断下列说法是否正确
(1)原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。(√)
(2)抑癌基因仅存在于癌细胞中，促进细胞快速分裂。(×)
(3)癌细胞的产生是由于正常细胞受到致癌因子作用，基因发生了突变引起的。(√)
一、癌细胞的主要特征
1.适宜条件下无限增殖
细胞来源 细胞周期 分裂次数 存活时间
正常人肝细胞 22小时 50～60 45.8天～55天
海拉宫颈癌细胞 22小时 无限分裂 1951年至今
2.形态结构发生显著变化
3．易分散转移：细胞膜表面的糖蛋白减少→细胞间的黏着性降低→细胞容易分散和转移。
[特别提醒]
(1)癌细胞的概念主要有三个关键点：“致癌因子的作用”、“遗传物质的改变”和“恶性增殖现象”。
(2)癌细胞的特征可以从三个方面理解：“不死的细胞”、“变态的细胞”和“可分散和转移的细胞”。
二、癌变机理
[例1] 关于人体癌细胞的叙述，不正确的是( )
A．癌变主要是因为人体细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变
B．癌细胞无细胞分裂周期，但细胞生长快
C．有些病毒能将其基因整合到人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变
D．癌细胞的形态结构和表面的物质都发生明显的变化
[解析] 癌细胞的形态结构发生改变和表面的糖蛋白减少，从而使癌细胞易分散和转移。有些病毒是致癌因子，所以会提高癌变的可能性，癌细胞的产生是由于原癌基因和抑癌基因共同突变的结果。由于癌细胞有持续分裂的能力，因此具有细胞周期。
[答案] B
癌细胞生命活动相对较为旺盛的主要体现
(1)线粒体活动活跃，主要为癌细胞的分裂提供能量，同时也为其他生命活动提供能量。
(2)核糖体活动旺盛，在有丝分裂的间期要制造大量的蛋白质，为细胞分裂做准备。 [例2] 细胞的畸形分化，与癌细胞的产生有直接的关系。试回答下列问题：
(1)导致癌变发生的原因是正常细胞中的________发生了突变。
(2)治疗癌症的常用方法之一是化疗，因为化疗采用的化学药物能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。此类药物作用于癌细胞的细胞周期的____________期，有些化疗的药物还可以干扰DNA的复制以及____________的合成，若该药物抑制纺锤体的形成，则癌细胞的细胞周期将阻断在____________期。
(3)研究人员从人体的DNA中筛选、克隆出内皮抑素基因，将此基因转移到双歧杆菌中，经发酵制成口服制剂，此制剂用于临床治疗之前，应该先进行实验，以确定此制剂对生物体重要内脏器官的安全性，实验如下：
实验材料：转基因双歧杆菌口服制剂、水、食物等，健康鼠4只，生理状态如下：
代号 甲 乙 丙 丁
性别 雌 雌 雄 雄
体重 78 g 76 g 99 g 101 g
①将实验鼠分为实验组、对照组，其中____________为实验组，____________为对照组(填代号)。
②实验中，每日除要为小鼠提供生活所需的相同食物外，还要给实验组定时服用________，对照组则服用__________________________________________________________。
[解析] (1)细胞癌变的根本原因是致癌因子导致了原癌基因和抑癌基因发生突变。(2)该药物与DNA分子发生反应，阻止了DNA的复制，应作用于分裂间期；纺锤体在有丝分裂前期形成，若药物抑制纺锤体形成，则细胞周期将停留在分裂前期。(3)探究转基因双歧杆菌口服制剂的安全性，应设置对照实验，为保证结果的全面可靠性，对照组和实验组都应包括一只雌鼠和一只雄鼠。实验中的单一变量为转基因双歧杆菌口服制剂的有无，即实验组小鼠定时服用转基因双歧杆菌口服制剂，对照组小鼠服用等量的清水，最后对实验结果进行比较分析得出结论。
[答案] (1)原癌基因和抑癌基因 (2)间 蛋白质(RNA) 前 (3)①甲与丙(乙与丁) 乙与丁(甲与丙) ②转基因双歧杆菌口服制剂 等量的清水
[网络构建]
填充：①无限增殖 ②显著变化 ③发生变化 ④物理、化学、病毒致癌因子
⑤原癌基因、抑癌基因突变
?[关键语句]
1．细胞癌变属于细胞的畸形分化。
2．癌细胞具有无限增殖、易于扩散和转移的特点。
3．细胞癌变的原理：原癌基因和抑癌基因发生突变。
4．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。
1．癌细胞具有的特征中，不正确的是( )
A．能够无限增殖
B．细胞的形态结构发生了变化
C．细胞的表面发生了变化
D．癌细胞与正常细胞都可以进行正常的细胞分化
解析：选D 根据癌细胞的特征可知，A、B、C三项都正确。由癌细胞的概念可知，癌细胞没有进行正常的细胞分化。
2．下列有关细胞的说法，哪项属于癌细胞的主要特点( )
A．细胞体积变小，代谢缓慢
B．细胞膜糖蛋白减少，彼此黏着性减小
C．细胞膜通透性变小，物质运输能力降低
D．细胞核变大，呼吸速度变慢
解析：选B 癌细胞在适宜的条件下，能够无限增殖，细胞形态结构发生变化，癌细胞表面发生变化，细胞膜表面的糖蛋白减少，细胞间的黏着性减小，易扩散和转移；细胞体积变小，代谢缓慢，细胞核变大，呼吸速率变慢，细胞通透性变小，物质运输能力降低，属于细胞衰老的特征。
3．下列哪种细胞很可能发生了癌变( )
A．能连续分裂的细胞
B．细胞膜上糖蛋白减少的细胞
C．接触了致癌因子的细胞
D．存在原癌基因的细胞
解析：选B 癌细胞是不受机体控制、连续进行分裂的恶性增殖细胞。骨髓中的造血干细胞能连续增殖、分化为血细胞，但其分裂增殖受机体控制，不属于癌变的细胞。人的染色体上普遍存在原癌基因，致癌因子作用于细胞后，不一定将原癌基因激活。细胞癌变后的一个显著特点是细胞膜表面的糖蛋白减少。
4．下列关于癌细胞的叙述不正确的是( )
A．放射性治疗可以引发癌细胞凋亡
B．癌变的实质是原癌基因或抑癌基因发生突变
C．细胞的畸形分化与癌细胞的产生有直接关系
D．吸烟、酗酒等不良生活习惯是引发癌症的危险因素
解析：选A 细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，又称细胞编程性死亡，而放射性治疗引发的死亡不属于编程性死亡；不良的生活习惯等可能使原癌基因或抑癌基因发生突变引起细胞畸形分化而导致细胞癌变。
5．研究表明，在化疗(主要利用抗癌剂杀死癌细胞)的同时给实验鼠服用二甲双胍，可抑制实验鼠体内的乳腺癌细胞扩散。下列相关叙述正确的是( )
A．化疗是目前治疗癌症的唯一手段
B．二甲双胍不可能导致实验鼠体内细胞表面的糖蛋白减少
C．原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变
D．一只切除胸腺的鼠与一只正常鼠患乳腺癌的几率相同
解析：选B 目前治疗癌症的手段除化疗外还有手术切除、放疗等；癌细胞容易扩散转移的原因是细胞膜表面的糖蛋白减少，而二甲双胍能抑制乳腺癌细胞的扩散，故不可能导致实验鼠体内细胞表面的糖蛋白减少；原癌基因和抑癌基因的突变是细胞癌变的根本原因；切除胸腺的鼠不能产生T细胞，因而不能通过细胞免疫将癌细胞清除，故比正常鼠患癌症的几率高。
6．下列有关细胞癌变的叙述，错误的是( )
A．细胞癌变后细胞膜表面糖蛋白减少
B．癌症病人染色体上无抑癌基因
C．经常食用烟熏制品易导致细胞的癌变
D．癌症的发生与个人的身心状况有关
解析：选B 引起细胞癌变的致癌因子大致分为物理、化学和病毒三类。人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因：原癌基因和抑癌基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，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而变成癌细胞。
7．白血病是一种常见的造血组织肿瘤疾病，该病是由于造血干细胞受到致癌因子的作用，不能正常地完成分化，而变成了不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。这种细胞在骨髓中堆积，使正常造血干细胞的增殖分化受阻。大部分恶性肿瘤细胞处于连续分裂、恶性增殖的细胞增殖周期，但有少部分恶性肿瘤细胞处于休眠状态，在一定条件下才重新进入增殖周期。
(1)造成造血干细胞产生这种变异的致癌因子有哪些？____________________________
。
这些因子是如何使造血干细胞发生癌变转化成癌细胞的？
________________________________________________________________________。
(2)治疗白血病的方法之一是化学疗法，其中化学药品羟基脲、阿糖胞苷等能干扰DNA的合成，对恶性肿瘤细胞有杀伤作用，对上述药物最敏感的是处于_______期的恶性肿瘤细胞，最不敏感的是处于______状态的恶性肿瘤细胞，原因是 _______________________________。
(3)目前治疗白血病的较好方法是进行________移植。对患者而言，移植的骨髓相当于________。
解析：引起细胞癌变的致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子；致癌因子使造血干细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变，从而使正常的造血干细胞转化成癌细胞；由于药物能干扰DNA的合成，而DNA的合成发生在细胞分裂间期，因此，处于分裂间期的恶性肿瘤细胞对药物最敏感，而不能进行DNA复制的处于休眠期的恶性肿瘤细胞对药物最不敏感；目前治疗白血病的较好方法是进行骨髓移植，移植的骨髓相当于抗原。
答案：(1)物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子 致癌因子使造血干细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变，从而使正常的造血干细胞转化成癌细胞 (2)分裂间 休眠 休眠状态的细胞不进行细胞分裂，不再合成DNA，对这些药物最不敏感 (3)骨髓 抗原
(时间：25分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题3分，共24分)
1．癌细胞容易转移是因为( )
A．细胞膜具有流动性
B．癌细胞为球形
C．癌细胞膜上糖蛋白等物质减少
D．癌细胞体积小
解析：选C 由于细胞膜上糖蛋白等物质减少，使得癌细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。
2．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．人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用
D．癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓
解析：选C 人体的免疫系统可以通过细胞免疫将癌变细胞清除；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；癌变细胞能迅速生长、分裂，并无限增殖，所以癌变细胞内酶活性较强，细胞代谢旺盛。
3．癌细胞与正常细胞相比，数量增加最多的可能是( )
A．中心体 B．内质网
C．核糖体 D．高尔基体
解析：选C 因为癌细胞能无限增殖，所以需合成大量蛋白质。与蛋白质合成有关的细胞器是选项中的核糖体。
4．区分细胞是分化还是癌变时，依据亲子代细胞的( )
A．形态是否发生变化 B．结构是否发生变化
C．DNA是否相同 D．蛋白质是否相同
解析：选C 细胞分化和癌变均会引起细胞形态结构的改变，蛋白质数量和种类也会不同。但细胞分化过程中遗传物质不改变，细胞癌变是由基因突变引起的，遗传物质发生了改变。
5．癌细胞与正常细胞相比，与RNA和DNA合成有关的酶的活性显著增加。这与癌细胞所具有的哪种特征有关( )
A．能够无限增殖
B．细胞呈球形
C．细胞彼此间的黏着性减小
D．细胞呼吸以无氧呼吸为主
解析：选A 与RNA和DNA合成有关的酶的活性显著增强，说明核酸的合成大量增加。说明癌细胞的分裂能力极强。
6．日本福岛核电站发生核泄漏事故，可能会造成当地居民中白血病患者增多，儿童畸形增多，其原因是( )
A．气温太低导致 B．核辐射作用导致
C．大量煤焦油污染 D．病毒感染
解析：选B 核电站发生核事故后，具有大量的核辐射，属于物理致癌因子。而A、C、D项与核电站发生核辐射无关。
7．癌细胞中有延长端粒的端粒酶，正常细胞中的端粒会随着细胞分裂次数的增多而变短。推测导致正常细胞不能无限增殖的根本原因最可能是( )
A．缺少合成端粒酶的氨基酸
B．缺少控制端粒酶合成的基因
C．控制端粒酶合成的基因没有表达
D．体细胞中没有端粒酶
解析：选C 由题中的信息可知，癌细胞中有端粒酶，能无限增殖，而正常细胞中没有端粒酶，不能无限增殖，根本原因是基因的选择性表达。癌细胞和正常细胞中都有相应的基因，只是在正常细胞中端粒酶的基因没有进行表达。
8．关于人体衰老细胞和癌细胞的叙述，正确的是( )
A．癌细胞与衰老细胞都有基因的表达
B．癌变和衰老都是细胞的正常生命现象
C．癌细胞和衰老细胞都会正常凋亡
D．衰老细胞和癌细胞都能正常分化
解析：选A 细胞的癌变不同于细胞衰老，它是在致癌因子的作用下，原癌基因和抑癌基因发生突变而造成的细胞不正常分化；癌细胞可无限增殖，不会正常凋亡；衰老的细胞和癌细胞都不能正常分化。
二、非选择题(共26分)
9．(12分)目前临床上治疗癌症的方法，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。此外，科学家通过对前列腺癌细胞系的研究发现，绿茶中的多酚酶能促进多酚的合成，多酚可减少Bcl－xL蛋白的合成，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用，从而证明绿茶具有抗癌的作用。
据以上资料回答下列问题：
(1)致癌因子使细胞发生癌变而成为具有___________特性的细胞。癌细胞的分裂方式为__________________。
(2)癌症化疗时用的烷化剂能够阻止参与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。化疗还常用其他药物如5－氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，它可以直接干扰________的合成。
(3)在正常生理条件下，人体的血管内皮细胞倍增时间约为1年，而不受调节控制的血管生成却十分迅速，这对于癌细胞生命活动的意义是_________________________________。
(4)绿茶含有多酚酶，其根本原因是____________________________________________。
(5)除了不抽烟、不酗酒外，请再写出一些防治癌症的建议：
________________________________________________________________________。
解析：(1)癌细胞具有无限增殖的特点，癌细胞的分裂方式为有丝分裂。(2)DNA复制发生在分裂间期，由于烷化剂能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用，因此，该类药品作用于癌细胞周期的间期；5?氟尿嘧啶的结构与尿嘧啶非常相似，它可以直接干扰RNA的合成。(3)血管运输氧气和养料，血管生成速率快，能为无限增殖的癌细胞的生命活动提供大量的营养物质和氧气。(4)绿茶含有多酚酶的根本原因是具有多酚酶基因。(5)除了不抽烟、不酗酒外，防治癌症还应不食用烤焦、发霉等含致癌因子较多的食品；不食用含亚硝酸盐的食物；不食用食品添加剂过量的食物等。
答案：(1)无限增殖 有丝分裂 (2)分裂间 RNA (3)为无限增殖的癌细胞的生命活动提供大量的营养物质和氧气 (4)具有多酚酶基因 (5)不食用烤焦、发霉等含致癌因子较多的食品；不食用含亚硝酸盐的食物；不食用食品添加剂过量的食物等
10．(14分) 发现了调控细胞周期的一系列基因以及相关酶和蛋白质的三位科学家，曾获得了诺贝尔生理学奖或医学奖。该项工作对肿瘤研究等领域产生了重大影响。请回答下列问题：
(1)测定某种细胞的细胞周期持续时间长短时，通常需要考虑温度因素，这是因为________________________________________________________________________。
(2)有人称恶性肿瘤为细胞周期病，其根据是调控细胞周期的基因发生了________，导致细胞周期失控，癌细胞无限增殖。
(3)治疗恶性肿瘤的途径之一，是用药物抑制__________________________的合成，从而将癌细胞的细胞周期阻断在分裂间期，如用药物抑制纺锤体的形成，则癌细胞的细胞周期将阻断在________期。
(4)煤焦油属于化学致癌因子，可作用于细胞分裂过程，导致细胞癌变，从而使细胞能够无限增殖。现提供以下材料，请利用细胞培养技术，设计实验证明煤焦油为致癌物质。
实验材料：小白鼠的胚胎、胰蛋白酶、煤焦油等，实验器材自选。
实验步骤：
第一步：取小白鼠的胚胎组织，用剪刀剪碎；
第二步：先用________处理，使组织分散成单个细胞，然后配制成一定浓度的细胞悬浮液。
第三步：将上述细胞悬浮液平分成两份，一份加入________________，另一份加入________________；
第四步：将上述细胞悬浮液放入培养瓶中进行细胞培养，并注意传代培养，观察哪组细胞能够____________________________________。
解析：(1)从细胞周期的角度分析，细胞周期各时期持续时间长短之所以考虑温度，是因为温度通过影响酶的活性来影响细胞分裂过程中蛋白质的合成。(2)癌细胞的产生是由于细胞内的原癌基因和抑癌基因发生突变，从而导致细胞周期失控而无限增殖。(3)恶性肿瘤的治疗主要是抑制癌细胞的增殖，所以可以利用药物阻止细胞分裂间期DNA的复制或抑制分裂前期纺锤体的形成，使细胞数目不增加。(4)实验的目的是证明煤焦油为致癌物质，属于验证性实验，实验的自变量是煤焦油的有无，设置蒸馏水作空白对照，根据细胞能否无限增殖，判断煤焦油的作用。
答案：(1)细胞周期受酶的影响，酶的活性受温度的影响 (2)突变 (3)DNA的复制和有关蛋白质 分裂前 (4)第二步： 胰蛋白酶 第三步：一定量的煤焦油 等量的蒸馏水 第四步：无限增殖
PAGE
10
