(共26张PPT)
大概念升华课
概念2
细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖
第四单元 细胞的生命历程
01
学业层层通关
学业要求1
学业要求2
02
概念点点构建
高考赘源网
高考资源
边的高考专家!】
点此进入
解析答案
蛋白质或RNA本质
催化作用
高效性
专一性特性
酶
作用条件温和
结构简式A-P~P~P
ATPH转化ATP—ADP+Pi+能量
温度
影响因素
H
探究历程
场所:细胞质基质
和线粒体
细胞的能量供应和利用
叶绿体素
反应式]有氧呼吸
结构
场所
类型
光合作用
光反应
无氧呼吸
类型
过程暗反应
温度
细胞呼吸
光照强度
二氧化碳浓度
影响因素二氧化碳浓度
影响因素
氧气浓度
水、矿质元素
含水量
概
细胞周期
时期分裂期
分裂间期
细胞全能性
前期
实质
细胞分化
细
中期
意义
胞\细
时期
后期
细胞凋亡
的\胞
细胞的死亡
生}增
末期
细胞坏死
命
有丝分裂
主要特征
厉//殖,
观察根尖分生区组
程
织细胞的有丝分裂
自由基学说
意义
端粒学说入原因
细胞衰老
主要方式无丝分裂
细胞衰老和个体衰老的关系
减数分裂I
时期
减数分裂Ⅱ
观察蝗虫精母细
减数分裂胞的减数分裂
受精作用
意义细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖
]学业要求1 从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化(生命观念、科学思维、科学探究)。
【通关训练】
1．(2020·全国卷Ⅰ)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是( )
A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D．若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
D 解析：若CO2的生成量＝乙醇的生成量，则说明不消耗O2，故只进行无氧呼吸，A正确；若只进行有氧呼吸，则消耗的O2量＝生成的CO2量，B正确；若只进行无氧呼吸，说明不消耗O2，产生乳酸的无氧呼吸不会产生CO2，C正确；若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产酒精，则消耗的O2量＜CO2的生成量，若无氧呼吸产乳酸，则消耗的O2量＝CO2的生成量，D错误。
2．下图表示类囊体薄膜上的电子传递过程及百草枯和敌草隆两种除草剂的作用机制。下列相关说法正确的是( )
A．两种除草剂需混合使用才可起到除草的作用
B．两种除草剂都通过阻断光反应过程起到除草作用
C．两种除草剂都只对杂草起作用，对农作物不起作用
D．两种除草剂都既可阻断植物代谢也可阻断动物代谢
B 解析：两种除草剂单独使用也可起到除草的作用，A错误；两种除草剂通过阻断光合电子传递链阻断光反应，进而起到除草的作用，B正确；两种除草剂既对杂草起作用，也对农作物起作用，C错误；两种除草剂不能阻断动物代谢，D错误。
3．(多选)下图所示为白苏叶片衰老过程中的生理变化。据图分析，下列描述正确的是( )
A．60天以内，该叶片有机物质量持续增加
B．60天以后，叶片ATP合成速率持续降低
C．衰老过程中，光合速率下降可能与相关酶活性降低有关
D．衰老过程中，叶绿素含量降低是光合速率下降的唯一限制因素
ABC 解析：分析题图可知，60天以内，虽然光合作用速率一直在下降，但是光合作用速率始终大于呼吸作用速率，即植物积累有机物，有机物质量持续增加，A正确；60天以后，植物光合作用速率和呼吸作用速率均下降，故ATP合成速率降低，B正确；在叶片衰老过程中，叶绿素含量先上升后下降，但光合作用速率持续下降，故光合作用速率降低可能还与暗反应相关酶活性降低有关，C正确，D错误。
【概念升华】
1．考查范畴：细胞代谢过程中物质与能量的变化
2．生物学视角：物质与能量观
3．思维链条：以呼吸作用和光合作用为例
类型
呼吸作用
光合作用
物质变化
葡萄糖↓丙酮酸↓H2O＋CO2
CO2＋H2O↓葡萄糖
能量变化
有机物中稳定的化学能↓ATP中活跃的化学能＋热能
光能↓ATP和NADPH中活跃的化学能↓有机物中稳定的化学能
学业要求2 观察处于细胞周期不同阶段的细胞，结合有丝分裂模型，描述细胞增殖的主要特征，并举例说明细胞的分化、衰老、死亡等生命现象(生命观念、科学探究、社会责任)。
【通关训练】
4．(2020·山东卷)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体
C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期
D．M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
C 解析：分析题干及题图可知，正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制，使其磷酸化水平较高，A正确；正常细胞中，磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，会使细胞进入分裂期，在分裂期的前期染色质会螺旋化形成染色体，B正确；感染BYDV的细胞中，M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的，C错误；分析题意可知，M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞不能进入分裂期而停留在分裂间期，D正确。
5．(多选)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述错误的是( )
A．上图所示过程不可发生在有丝分裂中期
B．细胞的遗传信息主要储存于rDNA中
C．核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
D．核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
BC 解析：有丝分裂中核膜、核仁已经在前期解体消失，该过程不可能发生在有丝分裂中期，A正确；rDNA上的信息主要与核糖体合成有关，不是细胞的遗传信息的主要储存载体，B错误；由题图可知，核仁是合成rRNA的场所，而核糖体蛋白的合成场所在核糖体，C错误；由题图可知，细胞核装配好核糖体亚基后从核孔中运出，D正确。
【备选训练】
下图是某同学在“目镜10×，物镜40×”时显微镜下看到的洋葱根尖细胞有丝分裂图像，据图分析正确的结论是( )
A．视野中的图像按④③②①顺序构成一个细胞周期
B．若不考虑基因突变，则①中移向两极的染色体互为同源染色体，基因组成相同
C．图中观察到的细胞不能用于组织培养，因为实验观察到的是死细胞
D．②是观察染色体形态、数目的最佳时期，此时细胞中每条染色体含2条相同染色单体，2条DNA单链
C 解析：将视野中的图像按有丝分裂的顺序进行排列：④有丝分裂前的间期、③有丝分裂前期、②有丝分裂中期、①有丝分裂后期，缺少末期，不能构成一个细胞周期，A错误；若不考虑基因突变，则①中移向两极的染色体不是同源染色体，基因组成相同，B错误；题图中观察到的细胞不能用于组织培养，因为实验观察到的是死细胞，C正确；②有丝分裂中期是观察染色体形态、数目的最佳时期，此时细胞中每条染色体含2条相同染色单体，4条DNA单链，D错误。
【概念升华】
1．考查范畴：细胞周期→细胞不同时期的特征→染色体的行为
2．生物学视角：结构与功能观(结构与功能相适应)
3．思维链条：以细胞结构的变化→染色体的平均分配为例
细胞结构的变化
染色体的平均分配
核膜、核仁的消失
消除染色体分离到两个细胞的障碍
细胞结构的变化
染色体的平均分配
染色质螺旋加粗变为染色体
利于染色体的移动分离
纺锤体的出现
为染色体的移动分离提供“轨道”
染色体的着丝粒在赤道板处分裂
使多条染色体移动的距离和所需时间同步
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5
-(共71张PPT)
第10课 细胞的增殖
第四单元 细胞的生命历程
01
必备知识·落实基础性
概念梳理
概念辨析
概念构建
物质准备
连续分裂
一次分裂完成
下一次分裂完成
DNA分子的复制
有关蛋白质
前期
中期
后期
末期
复制
遗传
纺锤丝
染色体
核
质
分生
碱
染色体
制作装片
√
×
×
×
√
×
√
×
×
×
×
02
关键能力·提升综合性
考点1
考点2
考点3
03
命题案例·强化创新性
CDK1
ACD
高尔基体
加倍
3、5
高考赘源网
高考资源
边的高考专家!】
概念梳理
点此进入
答案
图像
主要特点
着丝粒分裂,姐
①前期
N
妹染色单体分开
成为两条染色体
被拉向两极
染色体和纺锤丝
消失,核膜、核亻
重现,出现细胞板
出现染色体和纺
③后期
锤体核膜、核仁
消失,且染色体散
乱排列
④末期
Ⅳ染色体的着丝料
qVOD
排列在赤道板上
洋葱根尖的培养一待根长约_cm时,可用于实验
取材
剪取根尖2~3mm
解离液质量分数为15%的+体积分
数为95%的酒精(1:
解离
目的
使组织中的细胞相互分离开来
漂洗液_清水
制作装片
漂洗
目的
,防止解离过度
染色剂001g/m或002g/mL的甲紫
染色
溶液或醋酸洋红液
目的
使染色体着色,便于观察
操作用镊子尖将根尖弄碎,盖上盖玻片,
用拇指轻压
制片
目的
使细胞分散开来,有利于观察
倍镜观察
倍镜观察
观察
找分生区
找各分裂期细胞
绘图
洋葱根尖的培养一待根长约cm时,可用于实验
取材
剪取根尖2~3mm
解离液质量分数为15%的+体积分
数为95%的酒精(1:1
解离
目的
使组织中的细胞相互分离开来
漂洗液清水
制作装片
漂洗
目的
,防止解离过度
染色剂0.01gmL或0.02g/m的甲紫
染色
溶液或醋酸洋红液
目的
使染色体着色,便于观察
操作用镊子尖将根尖弄碎,盖上盖玻片,
用拇指轻压
制片
目的
使细胞分散开来,有利于观察
倍镜观察
倍镜观察
观察
找分生区
找各分裂期细胞
绘图
概念辨析
概念枸建
点此进入
解析答案
核DNA数量
染色体数
4M
2N
NN
时期
时期
染色单体数
每条染色体上DNA数
4M
2
p
q
时期
时期第10课 细胞的增殖
课程标准要求
学业质量水平
2.3.1 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.运用结构与功能观等观念，举例说明有丝分裂中染色体的行为与细胞分裂之间的关系。(生命观念)2.基于有丝分裂的模型，采取归纳与概括等方法，说明有丝分裂各时期的主要特征。(科学思维)3.基于有丝分裂的过程，采取模型与建模等方法，说明有丝分裂中染色体和DNA数目的变化规律。(科学思维)
一、细胞增殖
1．细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。
2．细胞周期
(1)概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。
(2)组成
①分裂间期：时间较长，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。
②分裂期：经历时间较短，进行细胞分裂。包括前期、中期、后期和末期(以进行有丝分裂的细胞为例)。
二、有丝分裂
1．植物细胞有丝分裂的过程(连线)
提示：①—b—Ⅲ ②—c—Ⅳ ③—a—Ⅰ ④—d—Ⅱ
2．动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的异同
(1)相同点：①纺锤体的形成时期相同；②染色体的行为和数目变化基本相同。
(2)不同点
时期
不同点
前期
末期
3.有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制之后，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之间保持了遗传的稳定性。
4．无丝分裂：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。一般过程：核缢裂→质缢裂。如蛙的红细胞的无丝分裂。
三、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1．实验原理
(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。
(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(甲紫溶液或醋酸洋红液)着色。
(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。
2．实验过程
1．细胞周期包括分裂间期和分裂期
(1)多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖。
(√)
(2)一个细胞周期是指从一个细胞分裂开始到这个细胞分裂完成为止。
(×)
(3)人体大多数细胞处于细胞周期中。
(×)
(4)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。
(×)
2．有丝分裂是一个连续的过程，分为前期、中期、后期和末期
(1)染色体在有丝分裂后期因着丝粒的分裂而加倍。
(√)
(2)动植物细胞有丝分裂的中期都会出现赤道板。
(×)
(3)有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传的稳定性。
(√)
(4)细胞中染色体的数目始终等于DNA数目。
(×)
3．观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
(1)制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用甲紫溶液染色。
(×)
(2)盐酸解离根尖的同时也为甲紫溶液染色创造酸性环境。
(×)
(3)可以在显微镜的视野中观察到一个分生区组织细胞的连续变化。
(×)
细胞周期
下表是几种细胞细胞周期的持续时间(t/h)，据表分析：
细胞类型
分裂间期
分裂期
细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞
15.3
2.0
17.3
小鼠十二指肠上皮细胞
13.5
1.8
15.3
人的肝细胞
21
1
22
人的宫颈癌细胞
20.5
1.5
22
(1)据表格数据分析细胞周期的计算方法是什么？
答案：分裂间期＋分裂期。
(2)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？
答案：都不一定相同。
(3)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，为什么？
答案：细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分都处于分裂间期。
1．细胞周期的表示方法
方法名称
表示方法
用字母表示细胞周期
扇形图
A→B→C→A为一个细胞周期
直线图
a＋b或c＋d为一个细胞周期
坐标图
a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期
柱形图
B组细胞处于分裂间期，正在进行DNA复制；C组细胞处于分裂期；A组细胞为细胞分裂结束和未进行DNA复制的细胞
2.对细胞周期的理解
(1)不同种类生物的细胞周期有很大差别。
(2)观察细胞分裂过程中染色体形态、数目的变化时，应选择细胞周期短、分裂期相对较长的细胞。
(3)分裂产生的子细胞的三种去向
①继续分裂：始终处于细胞周期中，保持连续分裂状态，如动物造血干细胞、植物形成层细胞等。
②暂不分裂：仍具分裂能力，在一定条件下可继续分裂，如记忆细胞等。
③不再分裂(细胞分化)：失去分裂能力，分化为其他细胞、组织或器官，如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞等。
考向1|
分裂间期的特征
1．利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：
(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的________期，以达到细胞周期同步化的目的。
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制________________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞________(填“会”或“不会”)被阻断在间期。
(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是__________________(答出1点即可)。
解析：(1)DNA复制发生在细胞分裂间期。DNA合成被阻断后，处于分裂间期的细胞受到影响，因而分裂过程停滞；处于分裂期的细胞不受影响，继续分裂直到进入下一个细胞周期的分裂间期后分裂过程停滞。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成来使染色体数目加倍，而纺锤体形成于有丝分裂前期，因此经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在间期。(3)分裂间期的特点是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质。
答案：(1)分裂 分裂间(或S)
(2)纺锤体形成 不会 (3)完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质
考向2|
细胞周期的特点
2．下列据图描述细胞周期的相关说法，正确的是( )
A．甲图中的S期位于丙图中的a→b段
B．一个完整的细胞周期是指乙图中的a＋b段或b＋c段
C．用秋水仙素作用于丙图细胞可使细胞分裂停留在a→b段
D．细胞中含有染色单体的时间段是甲图的M或乙图的b、d或丙图的a→b段
C 解析：甲图中的S期属于分裂间期，而丙图中的a→b段是分裂期，A项错误；一个完整的细胞周期是指乙图中的a＋b段或c＋d段，B项错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使丙图细胞分裂停留在a→b段，C项正确；甲图的M或乙图的b、d或丙图的a→b段均表示分裂期，分裂期的后期和末期无染色单体，间期的G2期已形成染色单体，D项错误。
细胞增殖过程中相关物质及图像变化
1．细胞增殖过程中结构和物质的周期性变化(以有丝分裂为例)
(1)染色体行为变化
①当有染色单体时，染色体数∶染色单体数∶DNA分子数＝1∶2∶2。
②当无染色单体时，染色体数∶DNA分子数＝1∶1。
(2)核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)
时期
分裂间期
分裂期
前期
中期
后期
末期
核DNA
2c→4c
4c
4c
4c
4c→2c
染色体
2n
2n
2n
2n→4n
4n→2n
染色单体
0→4n
4n
4n
4n→0
0
(3)一个细胞中核DNA、染色体和染色单体的数目变化曲线
①a→b、l→m变化的原因都是DNA分子复制。
②g→h、n→o变化的原因都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。
③染色单体在细胞周期中的起点数目为0，终点数目也为0。
2.根据柱状图判断细胞分裂时期(以二倍体生物为例)
(1)根据染色单体变化判断各时期
染色单体
(2)根据比例关系判断各时期
注：分裂间期包括一个DNA合成期(简称S期)和DNA合成期前后的两个间隙期(简称G1期和G2期)。
3．有丝分裂中每条染色上DNA含量及染色体与核DNA数目比的变化曲线
(1)图中ef(BC)段表示间期DNA的复制，染色单体形成。
(2)fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期，即间期DNA复制完成后、前期和中期。
(3)gh(DE)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体消失。
考向1|
有丝分裂图像辨析
1．下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，对图像的描述正确的是( )
A．该生物可能是低等植物
B．甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2
C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D．甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
D 解析：题图中细胞没有细胞壁、含有中心体，应是动物细胞，A项错误。乙细胞中没有染色单体，B项错误。甲细胞中的中心体已经完成了复制，C项错误。甲细胞中染色体散乱分布，处于有丝分裂前期；乙细胞中着丝粒分裂，染色体数目加倍，处于有丝分裂后期；丙细胞中染色体的着丝粒排列在赤道板上，处于有丝分裂中期，D项正确。
【方法规律】“三看法”界定动物及高等植物细胞增殖图像
考向2|
有丝分裂坐标曲线分析
2．下图为某二倍体生物的细胞中发生的变化，下列相关叙述错误的是( )
A．a→b、m→n变化的原因都是DNA分子的复制
B．e→f、k→l变化的原因都是着丝粒分裂
C．c→d、o→p的变化很相似，但时期不同
D．f→g、j→k每条染色体上的DNA数相同
D 解析：细胞核中DNA分子的复制导致核DNA的数量加倍，每条染色体上的DNA数由1变为2，A正确；着丝粒分裂导致染色体数加倍、染色单体消失，B正确；c→d核DNA数量减半，是指有丝分裂末期结束或减数分裂Ⅰ末期结束，o→p每条染色体上的DNA数由2变为1，该变化发生在有丝分裂的后期或减数分裂Ⅱ的后期，C正确；f→g细胞染色体数为4N，其对应的细胞应处于有丝分裂后期和末期，每条染色体上的DNA数是1，j→k存在染色单体，每条染色体上的DNA数是2，D错误。
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
下面是关于观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验的部分操作示意图。请分析：
(1)请写出A、B、C三个培养皿中所用液体及操作名称。
答案：如下表所示
培养皿
A
B
C
液体名称
解离液
清水
甲紫溶液或醋酸洋红液
操作
解离
漂洗
染色
(2)取材时为什么只能剪2～3
mm，而不能过长？
答案：若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。
(3)为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？
答案：①解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。②如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断移动装片，在不同的视野中寻找。
操作注意事项
考向1|
实验操作
1．在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤(“＋”表示操作，“－”表示未操作)如下表所示。
实验人员
操作
取材
解离
漂洗
染色
制片
甲
根尖1～3
mm
处
－
＋
＋
＋
乙
根尖1～3
mm
处
＋
－
＋
＋
丙
根尖5～7
mm
处
＋
＋
＋
＋
则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是( )
A．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚
B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚
C．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体
D．染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚
C 解析：解离的目的是使细胞相互分离开来，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7
mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。
考向2|
实验观察
2．下图为显微镜下观察到的家鸽肝脏细胞的临时装片。下列有关叙述正确的是( )
A．细胞甲中染色体数最多，便于观察染色体形态
B．DNA复制所导致的染色体数目加倍发生在细胞乙
C．细胞丁中同源染色体分离
D．细胞丙和细胞戊中细胞核结构及染色体形态变化相反
D 解析：细胞甲处于中期，便于观察染色体形态，但染色体数不最多；DNA复制发生在细胞乙中，但染色体数目没有加倍；同源染色体分离发生在减数分裂过程中，有丝分裂过程中不发生同源染色体分离；细胞丙处于前期，细胞戊处于末期，二者分别发生细胞核的解体和重建及染色体与染色质的转化也相反。
学习探索情境
细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期)，间期分为G1期、S期和G2期，G1期主要进行RNA和蛋白质的生物合成，并且为S期的DNA合成做准备；S期最主要的特征是DNA的合成；G2期主要为M期做准备，但是还有RNA和蛋白质的合成，不过合成量逐渐减少。周期蛋白cyclin
B与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后，被激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期；周期蛋白cyclin
E与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后，被激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期。分裂期中姐妹染色单体分离与黏连蛋白解聚有关，分离酶能使黏连蛋白解聚。通常情况下，分离酶与securin蛋白结合而不表现出活性。进入有丝分裂后期时，细胞中的后期促进复合体(APX)被激活，此复合体能特异性选择并引导securin蛋白降解，激活分离酶。
命题生长点1
细胞周期的调节机制
(1)抑制周期蛋白cyclin
E或CDK2的活性可使细胞周期停滞在什么期？
答案：G1期。
(2)促进染色质转化为染色体的物质是CDK1(填“CDK1”或“CDK2”)。
命题生长点2
有丝分裂中物质和结构的变化异常
(1)(多选)下列关于有丝分裂分裂期染色体行为变化的描述，正确的是(ACD)
A．姐妹染色单体的分离与纺锤丝的活动无关
B．黏连蛋白解聚是纺锤丝牵引的结果
C．姐妹染色单体的分离需要酶的参与
D．APX物质的作用结果导致细胞染色体数目加倍
解析：姐妹染色单体分离与黏连蛋白解聚有关，与纺锤丝的活动无关，A项正确；黏连蛋白解聚是分离酶作用的结果，而不是纺锤丝牵引的结果，B项错误，C项正确；APX等物质的作用导致分离酶被激活，进而使染色单体分离，导致细胞染色体数目加倍，D项正确。
(2)高等植物细胞分裂的末期，形成细胞板并扩展为细胞壁主要依靠高尔基体(填细胞器名称)，如果该细胞器出现功能障碍，子细胞中的遗传物质含量加倍(填“加倍”或“不变”)。
(3)若某细胞处于有丝分裂中期，染色体的排列异常如下图，那么产生的两个子细胞中的染色体数目最可能分别是3、5。
细胞周期中各时期异常的结果
(1)间期抑制DNA复制，使细胞停止分裂。
(2)前期抑制纺锤体形成，使细胞染色体数目加倍。
(3)中期染色体排列异常，使子细胞中染色体数目异常。
(4)末期细胞质分裂异常，使子细胞中染色体数目异常。
(5)高尔基体异常，无法形成新的细胞壁，使子细胞染色体数目加倍(植物细胞)。
与细胞周期相联系的知识
(1)基因突变：在细胞分裂间期的S期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。
(2)染色体变异：在细胞分裂期的前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍，继续进行有丝分裂，可出现多倍体植株。
(3)细胞癌变：用药物作用于癌细胞的分裂间期，DNA不能复制，可抑制癌细胞的增殖。
(4)免疫：在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂，使细胞周期缩短。
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12
-第11课 减数分裂和受精作用
课程标准要求
学业质量水平
3.2.1 阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞3.2.2 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
1.基于减数分裂和受精作用的过程，理解减数分裂和受精作用对遗传变异的意义。(生命观念)2．基于减数分裂的模型，采用归纳与概括、模型与建模等方法，构建减数分裂过程中染色体和DNA数目变化的曲线。(科学思维)3.借助减数分裂的模型，采用归纳与概括的方法，以文字的形式说出减数分裂各时期的特点。(科学思维)
一、减数分裂
1．过程(以精细胞的形成为例)
2．哺乳动物的精子和卵细胞形成的异同
比较
精子
卵细胞
场所
睾丸
卵巢
细胞质分裂方式
均等分裂
第一极体均等分裂，初级和次级卵母细胞不均等分裂
是否变形
变形
不变形
结果
一个精原细胞↓4个精子
一个卵原细胞↓1个卵细胞、3个极体
3.概念
4．配子中染色体组合多样性的原因
(1)非同源染色体的自由组合。
(2)同源染色体上非姐妹染色单体的互换。
二、受精作用
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1．实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂：减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．实验步骤
(1)装片制作(与有丝分裂装片制作过程相同)
解离→漂洗→染色→制片。
(2)显微观察
四、减数分裂和有丝分裂的比较
比较项目
减数分裂
有丝分裂
不同点
分裂的细胞
原始生殖细胞
体细胞或原始生殖细胞
细胞分裂次数
2次
1次
同源染色体的行为
①联会形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体互换；②同源染色体分离
存在同源染色体，但不联会，不分离，无互换现象
非同源染色体的行为
自由组合
不出现自由组合
子细胞染色体数目
减半
不变
子细胞的名称和数目
4个精子或1个卵细胞和3个极体
2个体细胞或原始生殖细胞
子细胞间的遗传物质
不一定相同
相同
意义
减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性
使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传的稳定性
相同点
①染色体都复制一次；②分裂过程中都出现了纺锤体，都有核仁、核膜的消失与重现过程；③都有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开现象
1．减数分裂和受精作用维持了生物遗传的稳定性
(1)基因分离和自由组合均发生在减数分裂Ⅱ过程。
(×)
(2)减数分裂中发生均等分裂的细胞一定是精子的形成过程。
(×)
(3)减数分裂Ⅱ后期彼此分离的染色体大小、形态一样，但不是同源染色体。
(√)
(4)精子和卵细胞的相互识别是通过细胞的直接接触完成的。
(√)
2．减数分裂中染色体和DNA含量是不断变化的
(1)减数分裂过程中染色体和DNA的数目同时加倍。
(×)
(2)减数分裂Ⅱ过程中DNA不复制，没有染色体增加的时期。
(×)
(3)减数分裂Ⅱ后期与中期相比，染色体数和DNA数均加倍。
(×)
3．减数分裂和有丝分裂都是细胞增殖的方式，既有共同点，又有差异
(1)有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生染色单体分离。
(√)
(2)有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期都发生同源染色体联会。
(×)
(3)同一生物体的细胞有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ中期，核DNA数目相同，染色体数目不相同。
(×)
(4)有丝分裂和减数分裂都有细胞周期。
(×)
减数分裂中相关概念
下图表示减数分裂中某时期的图像，请分析并回答下列问题：
(1)图中染色体是同源染色体的有哪些？哪些是非同源染色体？
答案：A、B是一对同源染色体；
C、D是另一对同源染色体。属于非同源染色体的有A与C、B与C、A与D、B与D。
(2)图中四分体、染色体、染色单体各有几个(条)?
答案：2个四分体、4条染色体、8条染色单体。
(3)图中a与a′是什么关系？a与b是什么关系？
答案：a与a′是姐妹染色单体，a与b是同源染色体的非姐妹染色单体。
1．减数分裂中的两组概念
(1)同源染色体和非同源染色体
①同源染色体
②非同源染色体：指形态、大小各不相同，且在减数分裂中不配对的染色体。
(2)联会、四分体和互换
①联会：指减数分裂Ⅰ过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。该时期已完成染色体复制。
②四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。图中含有一个四分体，即四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。
③互换：减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。
④1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子＝8条脱氧核苷酸链。
2．依据细胞质的分配方式判断细胞名称(针对减数分裂，以二倍体生物2N＝4为例)
3．减数分裂产生子细胞的种类和数目
(1)染色体组成为YyRr的个体产生配子情况
项目
产生配子数目
产生配子的种类
一个精原细胞
4个
2种(YR、yr或Yr、yR)
一个雄性个体
多个(远多于雌配子)
4种(YR、yr、Yr、yR)
一个卵原细胞
1个
1种(YR或yr或Yr或yR)
一个雌性个体
多个
4种(YR、yr、Yr、yR)
(2)一个个体含有n对同源染色体，则可产生2n种不同染色体组成的配子。
考向1|
减数分裂图像
1．(多选)(2020·江苏卷)有研究者采用荧光染色法制片，在显微镜下观察拟南芥(2n＝10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目，以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述正确的是( )
A．图甲、丙中细胞处于减数第一次分裂时期
B．图甲细胞中同源染色体已彼此分离
C．图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近
D．图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁
CD 解析：用荧光染色法制片，观察拟南芥(2n＝10)花药细胞减数分裂过程，根据图甲、乙、丙、丁中染色体形态、数目和位置可以判断图中细胞所处时期。图甲中染色体散乱排列，且荧光所示染色体较图丙、丁粗，推测图甲细胞是处于减数分裂Ⅰ四分体时期的一个初级精母细胞；图乙相对于图甲，染色体排列较整齐，推测图乙细胞是处于减数分裂Ⅰ中期的一个初级精母细胞，同源染色体排列在赤道板附近；图丙中染色体分别集中在两个区域，且染色体整齐排列，推测图丙细胞是处于减数分裂Ⅱ中期的两个次级精母细胞；图丁中染色体分别集中在四个区域，推测图丁细胞是处于减数分裂Ⅱ后期的两个次级精母细胞。处于减数分裂Ⅰ时期的是图甲和图乙所示细胞，处于减数分裂Ⅱ时期的是图丙和图丁所示细胞，A错误。图甲所示细胞处于减数分裂Ⅰ前期，同源染色体联会，并未发生分离现象，B错误。图乙所示细胞处于减数分裂Ⅰ中期，同源染色体排列在赤道板附近，C正确。根据以上分析，图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁，D正确。
考向2|
减数分裂产生的配子类型
2．已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是( )
D 解析：本题主要考查减数分裂的过程。在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，会出现A项和B项图示；减数分裂Ⅱ过程中，姐妹染色单体分离，会出现C项图示；D项图示每个细胞中分别有一对同源染色体，在正常减数分裂过程中不可能产生该细胞，D项错误。
减数分裂过程中物质和结构的变化
1．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较
项目
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
着丝粒
不分裂
分裂
染色体数目
减半
不减半
核DNA数目
减半
减半
染色体的主要行为
同源染色体联会、分离，非同源染色体自由组合
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
同源染色体
有
无
2.减数分裂过程中物质(结构)的数量变化
时期
染色体数目
核DNA数目
染色单体数目
同源染色体对数
间期
2n
2c→4c
0→4n
n
减数分裂Ⅰ
前
2n
4c
4n
n
中
2n
4c
4n
n
后
2n
4c
4n
n
末
2n→n
4c→2c
4n→2n
n→0
减数分裂Ⅱ
前
n
2c
2n
0
中
n
2c
2n
0
后
n→2n
2c
2n→0
0
末
2n→n
2c→c
0
0
3.减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图(以精子形成为例)
(1)甲为精原细胞；乙为初级精母细胞；丙、丁为次级精母细胞；戊为精细胞。
(2)图像解读
①图中甲→乙变化的原因是DNA分子的复制。
②图中丙→丁变化的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍。
③图中甲、丁图像相同，从染色体组成分析，二者的区别是甲中有同源染色体，丁中无同源染色体。
4．归纳相关物质或结构变化的原因
图1是某基因型为AaBb的二倍体动物体内的某细胞分裂示意图，其中A、a和b表示相关基因。图2表示该动物细胞中每条染色体上DNA的含量变化。下列说法错误的是( )
A．图1中3个细胞都有2个染色体组，A、B细胞处于图2中的gh段
B．图1中B细胞分裂后不能直接形成C细胞
C．和C细胞来自同一个精原细胞且与C细胞处于相同时期的细胞的基因型为AaBB
D．引起图2中hi段变化的原因是着丝粒一分为二
C 解析：图1中3个细胞都有2个染色体组，图2中gh段表示每条染色体上含有2个DNA分子，说明含有姐妹染色单体，图1中A、B细胞均符合要求，A正确。图1中B细胞处于减数分裂Ⅰ后期，C细胞处于减数分裂Ⅱ后期，B细胞分裂后不能直接形成C细胞，B正确。已知体细胞基因型为AaBb，所以图1
C细胞中A和a出现的原因可能是发生了基因突变或者同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，若是A基因突变为a基因，则和C细胞来自同一个精原细胞且与C细胞处于相同时期的细胞的基因型为aaBB；若是a基因突变为A基因，则上述细胞的基因型为AABB；若是发生了互换，则上述细胞的基因型为AaBB，C错误。图2中hi段可表示减数分裂Ⅱ后期，每条染色体的着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，D正确。
【备选案例】
下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)的数量。下列表述与图中信息相符的是( )
A．Ⅱ阶段处可发生基因自由组合
B．Ⅲ代表初级精母细胞
C．②代表染色体
D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
A 解析：分析题图可知：Ⅰ为精原细胞或次级精母细胞(减数分裂Ⅱ后期)，Ⅱ为初级精母细胞，在减数分裂Ⅰ后期可发生基因自由组合，A项正确；Ⅲ为次级精母细胞，Ⅳ为精细胞，①表示染色体，②表示染色单体，③表示核DNA，Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶2∶1，故B、C、D项错误。
减数分裂和有丝分裂的比较
1．有丝分裂与减数分裂图像的辨析
(1)结合不同分裂时期特点判断细胞分裂的方式及时期
①前期图像的判断
②中期图像的判断
③后期图像的判断
(2)依据染色体数目判断细胞分裂的方式
2．有丝分裂与减数分裂坐标曲线的辨析
(1)染色体、核DNA变化曲线
(2)同源染色体变化曲线
①减数分裂：减数分裂Ⅰ末期同源染色体分开，分别进入两个子细胞——子细胞中不再有同源染色体，导致减数分裂Ⅱ全程同源染色体均为“0”。
②有丝分裂：有丝分裂后期因着丝粒分裂，同源染色体加倍，于末期平分至2个子细胞。
考向1|
减数分裂和有丝分裂图像分析
1．下图为高等动物的细胞分裂示意图，下列叙述正确的是( )
A．图甲一定为次级精母细胞
B．图乙一定为初级精母细胞
C．图丙为次级卵母细胞或极体
D．图丙中的M、m为一对同源染色体
B 解析：图甲处于减数分裂Ⅱ后期，其细胞质均等分裂，可能为次级精母细胞或极体，A错误；图乙处于减数分裂Ⅰ后期，其细胞质均等分裂，所以应是初级精母细胞，B正确；图丙处于减数分裂Ⅱ后期，其细胞质不均等分裂，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C错误；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D错误。
考向2|
减数分裂和有丝分裂曲线分析
2．下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析可得出( )
①a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂
②L→M所示过程与细胞膜的流动性有关
③GH段和PQ段，细胞中含有的染色体数是相等的
④MN段发生了核DNA含量的加倍
A．①②④
B．①②③
C．①③
D．②④
A 解析：题图中a阶段是有丝分裂过程，b阶段是减数分裂过程，①正确；L→M是受精作用过程，在受精过程中，精子与卵细胞的结合与细胞膜的流动性有关，②正确；c阶段是有丝分裂过程，PQ段处于有丝分裂的后期，由于着丝粒分裂，染色体数目加倍，是GH段染色体数目的2倍，③错误；MN段处于有丝分裂前的间期、有丝分裂的前期、中期，核DNA含量加倍，④正确。
【方法规律】“三看法”区分细胞分裂方式
学习探索情境
减数分裂和受精作用维持了有性生殖的生物亲子代之间遗传信息的相对稳定，若减数分裂过程中出现异常，那么产生的后代可能患有疾病甚至会死亡。下图为某种动物精子和卵细胞形成过程中的部分图像。
命题生长点1
减数分裂的过程
(1)下列关于减数分裂图像的说法，错误的是(D)
A．B图一定是精子的形成过程
B．D图一定是卵细胞的形成过程
C．E图一定是卵细胞的形成过程
D．F图一定是精子的形成过程
解析：细胞质不均等分裂的一定是卵细胞的形成过程，所以D图和E图代表卵细胞的形成过程，B、C正确；减数分裂Ⅰ时精子的形成时细胞质一定是均等分裂，A正确；减数分裂Ⅱ时极体和精子的分裂时细胞质都是均等分裂的，次级卵母细胞的分裂时细胞质是不均等分裂的，D错误。
(2)请用柱形图的方式表示出细胞B分裂产生的子细胞中染色体、核DNA、染色单体的数量关系。
答案：如下图所示
命题生长点2
减数分裂过程中染色体的行为
(1)A图中配对的同源染色体相互接触，经常会发生互换。C图中无(填“有”或“无”)同源染色体。
(2)若图中的G来自A细胞，那么同时产生的另外三个精子的类型是怎样的？(给下图的三个精子中的染色体填涂颜色)
答案：如下图所示
命题生长点3
减数分裂异常
研究发现了一些特殊情况并绘制了右图，分析出现该异常配子的原因最可能是什么？
答案：可能是减数分裂Ⅰ时同源染色体没有分离，进入同一个次级性母细胞。
减数分裂产生配子的类型
(1)正常情况下一个精原细胞产生4个精子，两两相同，两两互补。
(2)如果减数分裂Ⅰ异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：
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14
-(共46张PPT)
第12课 细胞的分化、衰老和死亡
第四单元 细胞的生命历程
01
必备知识·落实基础性
概念梳理
概念辨析
概念构建
一个或一种
稳定性差异
持久性
普遍性
遗传信息
选择性表达
个体发育
专门化
生理功能
分裂和分化
细胞核
核膜
染色质
加深
磷脂
正常基因的DNA序列受到损伤
单
多
基因
自然更新
稳定
受损或中断
损伤和死亡
受损或功能退化
溶酶体
√
×
√
×
√
√
√
×
√
×
02
关键能力·提升综合性
考点1
考点2
bcd
a
03
命题案例·强化创新性
Sox2
细胞分化
未表达(沉默)
C
Fas
高考赘源网
高考资源
边的高考专家!】
概念梳理
点此进入
答案
细胞经分裂和分化后,仍具有产
或分化成其他
的潜能和特性
概念
植物组植物具
细胞内含有
形成完整有原因/细胞的证明织培养
有全能性
机体所需的
全能性
动物已分化的
表达
动物克隆一、体细胞的
具有全能性
条件
适宜营养、激素等
>生殖细胞>
难易程度{植物细胞>动物细胞
分化程度的细胞>分化程度的细胞
减少
细胞膜通透性改变
物质运输功能降低
的(代谢减慢
活性降低
累积,妨碍细胞
呼吸速率减慢
内物质的交流和传递
概念辨析
概念枸建
点此进入
解析答案第12课 细胞的分化、衰老和死亡
课程标准要求
学业质量水平
2.3.2 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2.3.3 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
1.运用结构与功能观等观念，说明细胞物质和结构的变化与细胞分化的关系。(生命观念)2.通过归纳与概括等方法，举例说明细胞衰老的原因及特征。(生命观念)3.联系生活实际，了解干细胞的应用前景，倡导健康的生活方式。(社会责任)
一、细胞分化和细胞的全能性
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稳定性差异的过程。
(2)特点
①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。
②普遍性：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。
(3)实质：在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，即基因的选择性表达。
(4)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，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
2．细胞的全能性
3．干细胞
(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。
(2)举例：骨髓造血干细胞、脐带血干细胞。
二、细胞的衰老和死亡
1．细胞衰老
(1)细胞衰老的特征
①代谢变化
②细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。
(2)细胞衰老的原因
①自由基学说：自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。如：生物膜的磷脂、DNA和蛋白质等。
②端粒学说：端粒DNA序列随着细胞分裂次数的增加，截短的部分逐渐向内延伸，导致正常基因的DNA序列受到损伤，使细胞活动渐趋异常。
(3)个体衰老与细胞衰老的关系
2．细胞死亡
(1)细胞凋亡
①概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
②类型
③意义
(2)细胞坏死：在种种不利因素的影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
(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。
1．细胞全能性的表达离不开细胞分化
(1)哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。
(√)
(2)胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体。
(×)
(3)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化。
(√)
(4)克隆羊“多莉”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性。
(×)
(5)胚胎干细胞仍然具有分化成生物体的其他各种细胞的能力，具有细胞的全能性。
(√)
2．细胞衰老和死亡是生物界的正常现象
(1)细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程。
(√)
(2)当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变。
(√)
(3)细胞毒性T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞坏死。
(×)
(4)细胞衰老与细胞中的自由基和端粒变化有关。
(√)
(5)细胞坏死和细胞凋亡都是细胞的死亡，对生物体的生命活动都是有害的。
(×)
细胞分化和细胞的全能性
下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。
(1)在所有细胞中均表达的基因称为管家基因，在特定的细胞中表达的基因称为奢侈基因。上述基因属于管家基因的是a，属于奢侈基因的是bcd。
(2)这三种细胞是否包括红细胞？细胞A、B分别是什么细胞？
答案：在这三种细胞中血红蛋白基因均不能表达，因此这三种细胞不包括红细胞；A细胞可产生胰岛素，应为胰岛B细胞；B细胞可产生生长激素，应为垂体细胞。
(3)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则其杂交带状况如何？若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？
答案：A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针检测三类细胞的DNA分子，则三类细胞均可形成杂交带，但改为检测胰岛素基因的
mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。
1．细胞分化的四个变化
2．细胞“全能性”表达的三个关键
3．细胞表达的基因种类
(1)管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。
(2)奢侈基因：不同种类细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。
考向1|
细胞分化的特点和实质
1．(多选)(2020·江苏卷)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
ABC 解析：哺乳动物雄性精液中精子数量很多，不需要额外注射激素促进精子的产生，为获得更多的囊胚，应采用激素注射促进雌鼠产生更多的卵细胞，A错误。细胞a、b都是由同一个受精卵经有丝分裂、分化而来的，遗传物质相同，二者全能性高低不同并不是由遗传物质不同导致的，B错误。胰蛋白酶可以催化细胞之间的蛋白质分解，进而可获得分散的胚胎干细胞，C错误。胚胎干细胞和诱导出的各种细胞需置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH，D正确。
考向2|
细胞的全能性
2．下图是细胞生命历程中的有关过程，下列有关说法正确的是( )
A．过程④产生不同形态的组织细胞，是不同细胞含有不同的DNA导致的
B．由图可知生物体生长发育是细胞分裂和分化的结果，细胞分裂是细胞分化的基础
C．过程①②③④依次使细胞的全能性逐渐增加
D．过程④只发生在胚胎发育时期，其是稳定的，而且一般是不可逆的
B 解析：过程④产生不同形态的组织细胞，是不同细胞选择表达的基因不同导致的，A错误；生物体生长发育是细胞分裂和分化的结果，细胞分裂是细胞分化的基础，B正确；过程①②③④依次使细胞的全能性逐渐降低，C错误；细胞分化发生在整个生命进程中，分化是稳定的，而且一般是不可逆的，D错误。
细胞的衰老和死亡
细胞分化、衰老、凋亡、坏死的比较
类型
实质
遗传物质的变化
结果
对机体的影响
细胞分化
基因的选择性表达
不发生改变
形成不同组织、器官
有利
细胞衰老
内因和外因共同作用的结果
可能发生改变
细胞走向死亡
有利
细胞凋亡
由遗传机制决定的程序性调控
不发生改变
细胞走向死亡
有利
细胞坏死
电、热、冷、机械等不利因素引起的，不受基因控制
不发生改变
细胞走向死亡，同时伤害周围细胞，引发炎症等
有害
考向1|
细胞的衰老
1．2019年《自然》杂志发表文章：年轻小鼠胶原蛋白COL17A1基因的表达水平较低的干细胞比表达水平高的干细胞容易被淘汰，这一竞争有利于维持皮肤年轻态。随着年龄的增长，胶原蛋白COL17A1基因的表达水平较低的干细胞增多。以下分析正确的是( )
A．衰老皮肤中出现老年斑的原因是控制色素形成的酪氨酸酶活性降低
B．衰老的皮肤细胞，细胞核体积增大，细胞膜的通透性改变
C．COL17A1基因含量的高低可以作为皮肤是否衰老的一个标志
D．皮肤干细胞分化为表皮细胞的过程就是COL17A1基因选择性表达的结果
B 解析：衰老皮肤中出现老年斑的原因是色素沉积，A错误；衰老的皮肤细胞，细胞核体积增大，细胞膜的通透性改变，物质运输能力降低，B正确；根据题干信息“随着年龄的增长，胶原蛋白COL17A1基因的表达水平较低的干细胞增多”可知，COL17A1基因表达水平的高低(而不是基因含量的高低)可以作为皮肤是否衰老的一个标志，C错误；皮肤干细胞分化为表皮细胞的过程中发生了基因的选择性表达，该过程中COL17A1基因表达水平降低，D错误。
考向2|
细胞的凋亡
2．细胞凋亡是细胞死亡的主要方式之一。下图为动物细胞凋亡过程，相关叙述正确的是( )
A．成熟动物体中细胞的自然更新是通过该过程完成的
B．凋亡小体的形成过程中与基因的选择性表达无关
C．吞噬细胞吞噬凋亡小体依赖于细胞膜的选择透过性
D．该过程会破坏动物体内环境的稳态
A 解析：细胞凋亡是细胞自动结束生命的过程，因此成熟动物体中细胞的自然更新是通过该过程完成的，A正确；凋亡小体的形成是基因的选择性表达的结果，B错误；吞噬细胞吞噬凋亡小体依赖于细胞膜的流动性，C错误；该过程的发生有利于维持动物体内环境的稳态，D错误。
学习探索情境
干细胞中c?Myc、Klf4、Sox2和Oct?3/4等基因处于活跃表达状态，Oct?3/4的精确表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的。科学家利用逆转录病毒，将Oct?3/4、Sox2、c?Myc和Klf4四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能iPS细胞(如图所示)。
命题生长点1
细胞分化的过程和特点
(1)Oct?3/4基因在高度分化的细胞中处于未表达(沉默)状态。
(2)研究人员利用小鼠体细胞诱导形成的iPS细胞，进一步诱导又获得了心肌细胞、血管平滑肌细胞等多种组织细胞，iPS细胞的这种变化过程称作细胞分化，这一过程与Sox2基因的选择性表达有关。
命题生长点2
细胞的凋亡
(1)细胞的凋亡与Fas基因的选择性表达有关。
(2)下列属于细胞凋亡实例的是(C)
A．细胞被病毒侵染解体死亡
B．细胞因损伤而导致死亡
C．被感染细胞的清除
D．细胞因过量的紫外线辐射而导致死亡
细胞分化的过程
“两看法”区分细胞凋亡和细胞坏死
(1)从方式看
①主动结束生命活动?细胞凋亡
②被动结束生命活动?细胞坏死
(2)从结果看
①对生物体有利?细胞凋亡
②对生物体有害?细胞坏死
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-(共19张PPT)
实验探究系列四 实验步骤的设计
第四单元 细胞的生命历程
01
典例示范
02
技法总结
03
类题试练
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取材日取相同的(或生理状态相同的)
若干只(或株、个等)
取材、分
组、编号
随机(或平均)分为若干组
分组口编号为甲组、乙
,或①组
②组、③组
分组施加实验组施加实验变
实验条件鬥对照组不施加实验变量
培养(处理)
观察、记录
段时间后观察(测定)实验步骤的设计
2020年全球暴发了新冠肺炎疫情，新冠肺炎由新型冠状病毒感染所致。人感染了冠状病毒后常见的体征有发热、咳嗽、气促和呼吸困难等。在较严重病例中，感染可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、肾衰竭，甚至死亡。请设计实验验证新型冠状病毒引起的肺炎康复患者的血清可以用来治疗患者，并写出预期结果和结论。
(1)实验原理：新冠肺炎康复者血清含有抗体可用于治疗新冠肺炎。
(2)实验目的：验证新冠肺炎康复者血清能治疗新冠肺炎。
(3)实验材料：健康小白鼠、新冠病毒液、未患过新冠肺炎的小白鼠血清(A)、患新冠肺炎后康复的小白鼠血清(B)等。
(4)实验步骤：___________________________________。
(5)预期结果和结论：______________________________。
【思路导引】
解析：根据实验目的确定该实验是验证性实验。健康的小白鼠必须先接种新冠病毒液，患新冠肺炎之后，再接种不同的血清才能验证康复者血清能治疗新冠肺炎。本实验的自变量是两种不同的血清。
答案：(4)①选取年龄、体重、性别、健康状况相同的若干小白鼠，随机平均分为两组，标记为甲、乙；②给甲、乙两组小白鼠同时注射相等剂量的新冠病毒液，使其患新冠肺炎；③给甲、乙两组小白鼠分别注射等量的血清A、B；④一段时间后，观察甲、乙两组小白鼠的康复情况 (5)乙组小白鼠康复情况明显好于甲组，说明患新冠肺炎后康复者的血清能治疗新冠肺炎
实验设计步骤书写通式
1．为研究雄性家兔体内睾酮(ST，一种雄性激素)与生长激素(GH)含量的关系，某研究小组进行了以下实验(手术过程不影响结果)，请补充完成方案并回答问题。
研究课题：雄性家兔ST含量对GH含量的影响。
(1)实验假设：
ST含量的增加能使GH含量下降。
(2)实验步骤
①___________________________________________________。
②__________________________________________________。
③__________________________________________________。
(3)结果预测
测定时间
ST浓度(μg/mL)
GH浓度(μg/mL)
甲组
乙组
甲组
乙组
前测
m1
m1
n1
n1
后测
＜m2
m2
＞n2
n2
解析：由实验数据可知该实验目的：探究ST与GH含量的关系。实验步骤：①分组，测定和记录每只家兔血液中原有的ST和GH的浓度。②对两组家兔的处理：甲组切除性腺，乙组不切除性腺作为对照。③在相同的条件下饲养1个月后，依次测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。
答案：(2)①将1月龄体重相同的健康雄性家兔分为甲、乙两组，每组6只，测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度 ②甲组兔切除性腺，乙组兔不切除性腺(不做处理) ③在相同且适宜的条件下饲养1个月，测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度
2．为了验证甲状腺激素的生理作用，以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。
(1)材料和用具：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠若干只，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。
(实验提示：给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不做要求，室温恒定)
(2)方法与步骤
①将日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠________________，然后分别用耗氧量测定装置、小动物活动测定仪测定并记录大白鼠的耗氧量和活动量。
②每日用灌胃器给甲组大白鼠灌胃__________________，给乙组大白鼠灌胃____________，饲养一段时间。
③定期测量与记录甲、乙两组大白鼠的__________________。
(3)结果预测与分析：_________________________________。
解析：根据实验操作一般步骤中的第一步“取材、分组、编号”可写出步骤①；按照设置实验组(有单一变量)和对照组(无单一变量)的思路可写出步骤②；经处理过的实验组与对照组需要进行培养或观察，由此可写出步骤③。实验目的中有“验证……”，因此本实验是验证性实验，其结果和结论只有一种情况。
答案：(2)①随机均分为两组并分别标记为甲组和乙组 ②适量的甲状腺激素溶液 等量的蒸馏水 ③耗氧量和活动量 (3)结果预测：未灌胃甲状腺激素时，甲、乙两组大白鼠的耗氧量和活动量相近；给甲组大白鼠灌胃甲状腺激素后，其耗氧量和活动量均大于乙组。结果分析：甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，提高神经系统的兴奋性，从而使大白鼠的耗氧量和活动量加大
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