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1、第五章细胞的生命历程 考点14细胞的有丝分裂 高考考法突破 考法1细胞周期及其表示方法 应试基础必备 考法2有丝分裂的过程和特征分析 考法3 实验 观察根尖分生区细胞的有丝分裂 模拟探究细胞表面积与体积的关系 1 细胞不能无限长大 1 细胞体积越大 细胞的相对表面积就越小 物质运输的效率越低 细胞体积越小 细胞的相对表面积越大 物质运输效率越高 2 细胞核是细胞的控制中心 其控制的细胞范围是有一定限度的 2 细胞周期 1 起点 一次分裂完成时 2 终点 下一次分裂完成时 3 特点 连续分裂的细胞才具有细胞周期 不同种类的细胞 细胞周期的时间不同 分裂间期与分裂期所占用的比例也不同 应试基础必备
2、 3 细胞通过分裂进行增殖 增殖的意义 是生长 发育 繁殖 遗传的基础 相关概念染色体 在细胞分裂的前期 染色质高度螺旋化变短 变粗成为染色体 染色质和染色体是相同物质在不同时期的不同形态 姐妹染色单体 染色体复制以后 由同一个着丝点连接的两条染色单体 互为姐妹染色单体 有不同着丝点连接的两条染色单体 成为非姐妹染色单体 1 真核生物细胞分裂的方式及意义 2 有丝分裂 分裂的过程及特点 见表 有丝分裂的特征及意义a 特征 染色体复制一次 细胞分裂一次 染色体平均分配到两个子细胞中b 意义 亲代细胞的染色体经过复制分裂后 平均分配到两个子细胞中 由于染色体上有遗传物质DNA 从而使亲代和子代细胞
3、中的DNA和染色体都保持稳定 可见细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义 核膜和核仁都不消失 没有染色体和纺锤丝的出现 有DNA复制 但不能保证母细胞的遗传物质平均分配到两个子细胞中去 注意 无丝分裂过程中 核DNA也要进行复制 但形成两个子细胞时 遗传物质并不均分 无丝分裂和有丝分裂是真核生物的分裂方式 原核生物不存在无丝分裂和有丝分裂 一般以二分裂方式进行增殖 4 无丝分裂 细胞核先延长 核的中部向内凹进 缢裂成两个细胞核 然后细胞从中部缢裂成两部分 形成两个子细胞 1 过程 2 特征 考法1细胞周期及其分析 1 具有细胞周期的细胞的特征及种类 只有连续分裂的细胞才有细胞周期 如受精卵 植
4、物形成层细胞 根尖分生区细胞和动物皮肤生发层细胞能进行有丝分裂 都有细胞周期 高度分化的体细胞不分裂 无细胞周期 减数分裂的细胞不能连续分裂 无细胞周期 高考考法突破 2 细胞周期的表示方法及判断 1 细胞周期的表示方法 2 分裂后子细胞的去向 持续分裂 如卵裂期细胞 癌细胞 部分造血干细胞 根尖茎尖分生区细胞 芽形成层细胞 生长点细胞始终处于细胞周期中 暂不分裂 如肝脏细胞 T细胞 B细胞 记忆细胞分裂完成后 暂时脱离细胞周期 但仍然保留分裂能力 在一定条件下 可回到细胞周期中 永不分裂 如肌纤维细胞 神经细胞 浆细胞 叶肉细胞 洋葱鳞片叶表皮细胞 根尖成熟区细胞等分裂完成后 将永远脱离细胞
5、周期 处于分化状态直到死亡 1 基因突变 在细胞分裂间期 DNA复制时 容易受到内外因素的干扰而发生基因突变 2 染色体变异 在细胞分裂前期 秋水仙素或低温都可以抑制纺锤体的形成 出现多倍体细胞 3 细胞癌变 用药物作用于癌细胞 在分裂间期 DNA分子不能复制和抑制癌细胞的无限增殖 1 分裂间期的物质变化 G1期 DNA复制所需蛋白质的合成和核糖体的增生 S期 完成DNA复制 每条染色体上的DNA由一个转变为两个 且两个DNA分子位于由一个着丝点连接的两条染色单体上 G2期 合成蛋白质 主要用于形成纺锤丝 星射线 2 加入某些药物对细胞周期的影响 加入蛋白质合成抑制剂处理G1期细胞 可影响其进
6、入S期 用秋水仙素处理细胞 使M期的细胞比例增多 加入促进细胞分裂的药物 将使细胞周期缩短 4 由细胞周期可联系的知识 3 分裂间期的特征及加入某些药物对细胞周期的影响 A G1期变短 该期有大量3H TdR进入细胞核B S期变长 该期有DNA复制和核糖体的增生C G2期变短 该期细胞核中有组蛋白D M期相对较短 该期细胞的核膜始终完整 解析 大量3H TdR进入细胞核的是S期 DNA复制期 A项错误 促进细胞分裂的药物将会使细胞周期缩短 S期变短 并且S期进行DNA的复制 但无核糖体的增生 B项错误 组蛋白是指真核生物的细胞核中 与DNA结合的碱性蛋白质的总称 组蛋白与DNA结合后形成染色质
7、 有利于染色体的形成 C项正确 M期的前期核膜解体 末期核膜重新出现 D项错误 C 考法2有丝分裂的过程和特征分析 1 动物细胞和植物细胞有丝分裂过程的辨别 2 与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用 2 有丝分裂过程中细胞器的分配规律子细胞中的细胞器都是从原有细胞获得的 各种细胞器的增殖发生在细胞分裂间期 中心体在子细胞中是平均分配的 其他细胞器在子细胞中是随机分配的 1 与细胞有丝分裂过程有关的细胞器及生理作用汇总 3 有丝分裂过程中相关变化规律与总结 2 细胞周期中几种细胞结构的变化规律 染色体形态变化 纺锤体的变化 形成 前期 解体消失 末期 核仁 核膜的变化 解体消失 前期 重建
8、 末期 染色单体的变化规律 形成于间期 出现于前期 消失于后期 中心体变化规律 1 染色质与染色体的变化规律 3 核DNA 染色体 染色单体 每条染色体上DNA含量的变化曲线的比较 a b l m p q变化的原因都是DNA分子复制 g h n o r s变化的原因都是着丝点分裂 姐妹染色单体分开 形成子染色体 c d r s的变化很相似 但时期不同 染色单体在细胞周期中的起点为0 终点也为0 4 核DNA 染色单体 染色体 同源染色体对数 染色体组数的变化的总结 二倍体生物 A 甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上B 乙细胞中染色体被平均分配 移向细胞两极C 甲和乙细胞中的染色体数目相等
9、 DNA含量相同D 统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短 解析 该图为洋葱根尖细胞有丝分裂的显微照片 甲细胞为有丝分裂中期 染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上 这个平面称为赤道板 故A错 乙细胞为有丝分裂后期 染色体平均分配 移向细胞两极 故B正确 乙细胞中染色体数目已经加倍 是甲细胞中染色体数目的两倍 故C错 统计图中间期和分裂期的细胞数目 可比较细胞周期各时期的长短 但不能计算出细胞周期的长短 故D错 B 考法3 实验 观察根尖分生区细胞的有丝分裂 模拟探究细胞表面积与体积的关系 1 观察根尖分生区细胞有丝分裂 1 实验原理 高等植物根尖分生区的细胞 在有丝分裂各时期染色体的
10、形态和行为变化不同 可用高倍显微镜根据各时期内染色体的变化情况 识别该细胞处于哪个时期 细胞核内的染色体能被碱性染料 如龙胆紫溶液 醋酸洋红液 染成深色 植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛 2 实验过程 洋葱根尖培养 将洋葱放在装满清水的广口瓶上 待根长约5cm时取用 解离 用解离液 将质量分数为15 的盐酸和体积分数为95 的酒精按1 1体积比混合 解离3 5min 目的是使组织中的细胞相互分离开 漂洗 用清水洗去解离液 防止解离过度 染色 用0 01g mL或0 02g mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液染色3 5min 使染色体着色 制片 制成临时装片 观察 先用低倍镜观察找到分生区细胞 再用
11、高倍镜观察 首先找出处于细胞分裂中期的细胞 然后再找出前期 后期和末期的细胞 绘图 中期细胞绘图时要注意植物细胞形态近正方形 着丝点排列在赤道板上 有染色单体 纺锤体 无核膜 核仁和中心体 3 实验注意事项 观察顺序 在低倍镜下找到分生区的细胞 再换高倍镜 首先找出处于细胞分裂中期的细胞 然后再找出前期 后期和末期的细胞 使根尖细胞相互分散开的方法 a 解离 盐酸可破坏细胞壁的果胶层 使组织细胞分离 b 制片时用镊子捣碎 c 压片 显微镜下视野的寻找技巧 若视野中找不到某一时期的细胞 可通过移动装片从邻近的区域中找 显微镜下观察到的都是死细胞 不能看到细胞分裂的动态变化过程 各个时期细胞数目多
12、少的规律 在显微镜下观察到间期细胞数目最多 原因是间期历时最长 中期的时间最短 观察到的细胞数目最少 细胞板是真实存在的结构 在显微镜下可见 而赤道板是人为定义的空间平面 显微镜下看不到此结构 1 实验原理 酚酞遇NaOH呈紫红色 琼脂块大小模拟细胞大小 NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质 NaOH扩散体积与整个琼脂块的体积之比表示物质运输效率 2 模拟探究细胞表面积与体积的关系 2 实验步骤 4 实验结论 细胞体积越大 其相对表面积越小 物质运输的效率越低 3 实验结果 例 北京理综2017 1 6分 洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂 比较实验操作和结果 叙述正确的是 A 都需要
13、用盐酸溶液使细胞相互分离B 都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察C 在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍D 在有丝分裂末期都能观察到细胞板 解析 动物细胞没有细胞壁 不需要用盐酸溶液使细胞相互分离 A错误 观察细胞有丝分裂时 需先在低倍镜下找到分裂细胞 再换高倍镜 B正确 在有丝分裂中期着丝点没有断裂 染色体在后期才加倍 C错误 细胞板只在植物细胞有丝分裂末期出现 动物细胞有丝分裂末期细胞质凹陷缢裂为两个子细胞 不出现细胞板 D错误 B 考点15细胞的分化 衰老 凋亡和癌变 高考考法突破 应试基础必备 考法4细胞的分化和细胞的全能性的判断 考法5细胞的衰老和凋亡的特征与意义的判断 考法6
14、细胞癌变 考法7细胞生命历程的综合分析 应试基础必备 1 细胞分化 1 细胞分化及其意义 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 特点 普遍性 持久性 稳定性和不可逆性 实质及原因 基因的选择性表达 结果 形成各种不同的组织和器官 意义 细胞分化是生物个体发育的基础 细胞分化使多细胞生物体内的细胞趋向专门化 有利于提高各种生理功能的效率 2 细胞的全能性 概念 已分化的细胞 仍具有发育成完整个体的潜能 原因 细胞核中含有与受精卵相同的本物种全套遗传物质 实例 植物组织培养实验说明植物细胞具有全能性 克隆羊多利的培育成功说明动物细胞核具有
15、全能性 植物细胞表现全能性的条件 离体 无菌 营养和激素 适宜的外部条件 光照 温度 pH等 细胞在生物体内不能全部表现出全能性 这是基因选择性表达的结果 全能性的应用 植物组织培养 克隆动物 干细胞 干细胞是指动物或人体内少数具有分裂分化能力的细胞 2 细胞衰老 细胞衰老的特征 细胞内水分减少 体积变小 新陈代谢速率减慢 细胞内多种酶的活性降低 细胞内的色素积累 细胞呼吸速率减慢 细胞核体积增大 线粒体数量减少 体积增大 细胞膜通透性改变 使物质运输功能降低 3 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 又称为细胞编程性死亡 2 类型 个体发育过程中细胞的自动死亡 成熟个体中
16、细胞的自然更新 被病原体感染的细胞的清除 3 意义 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 细胞的癌变 1 癌变机理 原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因 只有当原癌基因突变成癌基因 或称激活 活化 后 细胞才会恶性增殖 抑癌基因是一类阻止细胞不正常增殖从而遏制肿瘤形成的基因 抑癌基因的丢失或失活 可能导致肿瘤发生 无限增殖 一般细胞和分裂50至60次 而癌细胞在条件适宜时 可以无限增殖 而且分裂迅速 细胞内的核糖体数目大量增加 代谢异常活跃 易分散转移 癌细胞表面的糖蛋白减少 导致细胞间黏着性降低 易于扩散 失去接触性抑制 正常细胞贴壁生长汇合成单层后停止生长 称为接触性抑制 而癌细胞即使堆积成群 仍然可以生长 如图 2 癌细胞的特征 形态结构发生改变 正常分化的细胞通常具有各种各样的形态 如正常的成纤维细胞为扁平梭形 而癌变后的细胞变为球形 考法4细胞的分化和细胞的全能性的判断 高考考法突破 1 区别细胞分化与细胞全能性 1 细胞分化的标志 在所有细胞中都表达的基因 与细胞分化无关 只在特定细胞中选择性表达的基
