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1、第四单元细胞的生命历程第四单元细胞的生命历程(含减数分裂和受精作用含减数分裂和受精作用)必 修 一第一讲细胞的增殖第一讲细胞的增殖考纲要求考纲要求全国卷五年考题全国卷五年考题考点命题考点命题1.细胞的生长和增殖的周期性细胞的生长和增殖的周期性2细胞的无丝分裂细胞的无丝分裂3细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂4实验：观察细胞的有丝分裂实验：观察细胞的有丝分裂2017卷卷T292015卷卷T22014卷卷T29高考常以细胞增殖图像和染色高考常以细胞增殖图像和染色体、体、DNA、染色单体的数量变化曲、染色单体的数量变化曲线为载体，考查学生对有丝分裂的线为载体，考查学生对有丝分裂的理解及有丝分裂与减数分裂的
2、区别理解及有丝分裂与减数分裂的区别与联系。与联系。1 1考考点点一一2 2考考点点二二3 3考考点点三三4 4考考点点四四5 5课课 末末 总总 结结1多细胞生物生长的原因(从细胞的角度分析)(1)通过_增大细胞的体积。(2)通过_增加细胞的数量。考点一细胞周期及其表示方法考点一细胞周期及其表示方法细胞生长细胞生长细胞分裂细胞分裂2细胞不能无限长大(1)实验细胞大小与物质运输的关系实验原理a酚酞遇NaOH呈紫红色。b用不同大小的琼脂块模拟不同大小的_。c用NaOH在琼脂块中扩散的体积与整个琼脂块的体积的比值模拟细胞的_。细胞细胞物质运输的效率物质运输的效率实验结论a在相同时间内，NaOH在每一
3、琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是_的。b琼脂块的表面积与体积之比(相对表面积)随着琼脂块的增大而_。cNaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而_。相同相同减小减小减小减小(2)细胞不能无限长大的原因受_的制约：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。受_的制约：细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。相对表面积相对表面积核质比核质比3细胞增殖的周期性和细胞的生长1细胞周期(1)条件：_的细胞。(2)组成：细胞周期_分裂期。2细胞的生长(1)时间：_。(2)特点：不能无限长大。(3)不能无限长大的原因：_的关
4、系限制了细胞的长大；_的控制作用。连续分裂连续分裂分裂间期分裂间期分裂间期分裂间期细胞表面积与体积细胞表面积与体积细胞核细胞核4细胞增殖(真核细胞)(1)方式：_、无丝分裂和_。(2)过程：包括_和细胞分裂整个连续的过程。(3)意义：是生物体_的基础。有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂物质准备物质准备生长、发育、繁殖、遗传生长、发育、繁殖、遗传5无丝分裂细胞核细胞核 纺缍丝纺缍丝 染色体染色体 判断下列说法的正误。(1)组成生物体的细胞越小越好()(2)所有的细胞均有细胞周期()(3)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长()(4)进行减数分裂的细胞不具有细胞周期()(5)细胞越小，相对表面积也
5、越小，这有利于提高物质交换效率()(6)琼脂块越小，NaOH扩散到琼脂块的速度越快()(7)间期的G2期的染色体含量是G1期的2倍() 由细胞形态判断，下列细胞中哪一类细胞最可能具有细胞周期？提示图中为精子细胞，为肌肉细胞，为神经细胞，为哺乳动物的成熟红细胞(细胞已无细胞核和各种细胞器)，它们均属于高度分化的细胞，已丧失分裂的周期性；但细胞尚未分化，最可能连续分裂保持周期性。1细胞周期的表示方式2细胞分裂产生子细胞的三种去向(1)继续分裂：始终处于细胞周期中，保持连续分裂状态，如动物红骨髓细胞、植物形成层细胞。(2)暂不分裂：仍具分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂，如肝脏细胞、黄骨
6、髓造血细胞、记忆细胞等。(3)细胞分化：失去分裂能力，分化为其他组织器官细胞，如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞、浆细胞。高考警示(1)具有细胞周期的条件只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有周期性。生物体中有细胞周期的细胞有：受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。减数分裂形成的细胞和已分化的细胞没有周期性。细胞分裂能力与细胞分化程度成反比。(3)由细胞周期可联系的知识联系基因突变：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差错，即发生基因突变。联系染色体变异：在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现
7、多倍体细胞。联系细胞癌变：用药物作用于癌细胞的分裂间期，使DNA分子不能复制，可抑制癌细胞的无限增殖。A 例例 1解析本题考查对细胞周期的理解，解题的突破口是细胞周期起点和终点的确定。ba段、ab段分别表示分裂间期和分裂期，细胞周期应是bb段。判断一个完整的细胞周期的方法及影响因素(1)“先长后短”：一个细胞周期一定要先经过一个长的间期，再经过一个短的分裂期。(2)“终点到终点”：从完成时开始，到完成时结束，为一个细胞周期。(3)“先复制后分裂”：一个细胞周期一定要先完成DNA的复制，才能完成细胞的分裂。技巧点拨技巧点拨 (4)影响细胞周期的因素内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同
8、，间期和分裂期所占的比例也不同。外部因素：温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶的活性影响细胞周期。变式训练变式训练 D A用第组数据直接计算分裂期各期持续的时间是最准确的B用第组数据直接计算分裂间期持续的时间产生的误差最大C组数据没有意义，不能用于细胞周期各期所需时间的分析D根据第组数据分析可知，间期持续的时间大约是10.3 h解析根据第组数据分析可知：10个视野中的细胞数目总共320个，其中分裂期细胞有45个，间期细胞有275个，间期持续的时间：275/3201210.3(h)。和组由于统计样本太少，计算结果不准确，但是可以作为一个样本，并不是没有意义。直接利用第组数据计算分裂间期持
9、续的时间为8 h，直接利用第组数据计算分裂间期持续的时间约为11.7 h，故用第组数据计算分裂间期产生的误差更大。2(2017吉林月考)科学家用被32P标记的磷酸盐溶液浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞的分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的数据如下图所示，以下说法正确的是()A上图数据显示，蚕豆根尖细胞分裂时，其细胞周期为19.3 hB用32P的磷酸盐作为标记物，主要是标记蚕豆幼苗细胞中的蛋白质和DNAC若蚕豆根尖体细胞的染色体数为2n，则该蚕豆根尖细胞有丝分裂后期染色单体数为4nD测定蚕豆根尖分生区细胞的细胞周期持续时间长短时，通常不需要考虑温度因素A解析通过图中给出的信息可以看出该图包含
10、了两个细胞周期，bccd或deef持续时间都是21.3240.621.319.3(h)，A正确；蛋白质不含P，所以用32P主要是为了标记DNA，B错误；蚕豆根尖细胞有丝分裂后期因着丝点分裂，细胞内不存在染色单体，C错误；由于细胞分裂过程中需要大量酶的催化，酶的活性受温度的影响，所以温度会影响细胞分裂的周期长短，D错误。1有丝分裂的过程 (1)时期判断考点二有丝分裂过程中相关结构和数量变化考点二有丝分裂过程中相关结构和数量变化写出各图像所在的时期a_，b_，c_，d_，e_。按照细胞周期排序(填字母)：_。该图表示_(填“动物”或“植物”)细胞。间期间期中期中期后期后期末期末期前期前期a、e、b
11、、c、d植物植物(2)主要特征(连线)巧学妙记：巧记有丝分裂各期特点2细胞有丝分裂的意义将亲代细胞的_经过复制之后，精确地平均_ _。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_的稳定性。染色体染色体分配到两个子分配到两个子细胞中去细胞中去 遗传性状遗传性状判断下列说法的正误。(1)着丝点分裂一定导致DNA数目加倍()(2)真核细胞核DNA的复制发生在有丝分裂前期()(3)在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期()(4)有丝分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同() 着丝点的分裂是由于纺锤丝牵拉的结果吗？提示不是，是自行分裂的结果。1细胞分裂过
12、程中细胞结构的变化2染色体、染色单体、DNA三者之间的关系(1)染染色色体体复复制制后后，形形成成了了两两条条姐姐妹妹染染色色单单体体，此此时时的的两两条条染染色色单单体体由由一一个个着着丝丝点点相相连连，还还是是一一条条染染色色体体，此此时时染染色色体体数数染染色色单单体体数数DNA分分子子数数122。(2)具具有有两两条条染染色色单单体体的的染染色色体体着着丝丝点点分分裂裂后后，染染色色单单体体消消失失，成成为为两两条条染染色体，此时，染色体数色体，此时，染色体数染色单体数染色单体数DNA分子数分子数101。(3)核DNA、染色体、染色单体数目变化(以二倍体生物为例) 时期时期项目项目分裂
13、分裂间期间期分裂期分裂期前期前期中期中期后期后期末期末期着丝点着丝点2n2n2n4n2n染色体染色体2n2n2n4n2n染色单体染色单体04n4n4n00核核DNA分子分子2n4n4n4n4n2n3细胞核DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化曲线(1)ab、lm、pq变化原因都是DNA分子复制。(2)gh、no、rs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)cd、rs的变化很相似，但时期不同。(4)染色单体数在细胞周期中的起点为0，终点也为0。4与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用(见下表)细胞器名称细胞器名称细胞类型细胞类型时期时期生理作用生理作用核糖
14、体核糖体动物、植物动物、植物整个时期，但是主整个时期，但是主要是间期要是间期各种蛋白质各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质的蛋白质)的合成的合成中心体中心体动物、低等植物动物、低等植物前期前期纺锤体的形成纺锤体的形成高尔基体高尔基体植物植物末期末期细胞壁的形成细胞壁的形成线粒体线粒体动物、植物动物、植物整个时期整个时期提供能量提供能量高考警示染色单体、同源染色体和赤道板染色单体并非全过程都存在，它形成于间期，出现于前期，消失于后期。在有丝分裂过程中，各个时期始终都有同源染色体存在，但它们既不配对，也不分开。赤道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下看
15、不到；细胞板是一种真实结构，在光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。C 例例 2A图1中的乙组细胞全部位于图2中的ab段B图1中的丙组细胞全部位于图2中的bc段C图1中的甲组细胞全部位于图2中的d点D用药物抑制纺锤体的形成，会导致丙组细胞数增多解析图l中的乙组细胞处于S期，对应于图2中的ab段，A正确；图l中的丙组细胞处于G2期、前期、中期和后期，对应于图2中的bc段，B正确；图1中甲组细胞处于G1期和有丝分裂末期，而图2中的d点表示有丝分裂末期，C错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极，进而导致细胞不能分裂，因此使细胞中染色体数目(DNA含量)加倍，所以用秋水仙
16、素处理，会导致丙组细胞数增多，D正确。根据柱形图来判断细胞分裂时期的方法常见柱形图如下：技巧点拨技巧点拨 变式训练变式训练 A 解析图B中的错误在于，移向两极的每一套染色体中应存在同源染色体，即其中的两条染色体的大小、形状等特征完全相同，但图B中不存在同源染色体。图C中的染色体臂的方向画反了。由于纺锤丝牵拉染色体的着丝点向两极移动，染色体臂由于受到原生质的阻力而与运动方向相反。图D中由一个着丝点分裂而形成的两条染色体不相同。在细胞分裂间期，每条染色体通过复制，形成两条完全相同的染色单体，由一个着丝点相连，到分裂期的后期，由于着丝点一分为二，两条染色单体分开，形成两条子染色体移向细胞两极，所以由
17、一条染色体复制而成的两条染色单体完全相同。D 解析纺锤体在前期出现，植物细胞分裂末期出现的是细胞板，中心体复制发生在间期，所以都错误。高度分化的细胞不具有分裂能力，染色体数与核DNA分子数相等。动物和高等植物细胞有丝分裂的区别考点三动植物细胞有丝分裂的区别考点三动植物细胞有丝分裂的区别无无纺锤丝纺锤丝细胞板细胞板有有星射线星射线判断下列说法的正误。(1)动、植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态、数目变化不同()(2)动物细胞有丝分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞()(3)动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成()(4)动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖() 思考：细胞板与赤道板的区别。提示(1)赤
18、道板是细胞中央与纺锤体的中轴垂直的一个平面，只表示一个位置，不是真实存在的实际结构，在显微镜下观察不到。(2)细胞板是植物细胞有丝分裂末期，在赤道板位置通过高尔基体密集而形成的一种结构，它向四周扩展形成新的细胞壁，其形成与“高尔基体”有关，显微镜下能观察到该结构，它是植物细胞所特有的，是区别于动物细胞的标志。动植物细胞有丝分裂异同点比较高考警示在一些低等植物细胞里，也存在着中心体，会出现星射线，因此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，最可靠的方法是根据有丝分裂过程中是形成细胞板使细胞质分裂为二，还是细胞膜内陷使细胞质分割为二作为鉴别依据。解析动物细胞有丝分裂末期，细胞膜从中央
19、向内凹陷，最后缢裂成两个子细胞，而植物细胞有丝分裂末期，细胞中央出现细胞板，并向四周延伸形成细胞壁，最终将细胞一分为二，故C正确。C 例例 3动植物细胞有丝分裂图像的识别方法细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞，低等植物细胞有丝分裂的分裂期，纺锤体的形成也与中心体有关。(1)细胞边界画成方形或图像中有细胞板结构，无中心粒结构，一般可判断为高等植物细胞。(2)细胞边界画成圆形或有中心粒，无细胞板，通过缢裂方式平分细胞，一般可判断为动物细胞。技巧点拨技巧点拨 解析可以消耗ATP的生命活动有很多，不仅是分裂；分裂中期有4个中心粒；分裂末期可以看到核仁和核膜。变式训练变式训练 B 6下列关于高
20、等植物细胞周期中出现的先后顺序，错误的是()A核糖体的增生早于中心体的复制B细胞核的分裂早于细胞质的分裂C染色体的出现早于纺锤体的形成D囊泡的出现早于细胞板的形成解析高等植物细胞中没有中心体，A错误；在末期，细胞核的分裂早于细胞质的分裂，B正确；在前期，染色体的出现早于纺锤体的形成，染色体形成后着丝点附着在纺锤丝上，C正确；在末期，囊泡的出现早于细胞板的形成，然后细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，D正确。A考点四实验：观察洋葱根尖细胞的有丝分裂考点四实验：观察洋葱根尖细胞的有丝分裂有丝分裂有丝分裂染色体染色体碱性碱性2实验步骤523盐酸盐酸酒精酒精载玻片载玻片数目数目判断下列说法的正误。(1)剪
21、取大蒜根尖分生区，经染色在光镜下可见有丝分裂各时期()(2)制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色()(3)盐酸解离根尖的同时也为龙胆紫染色创造酸性环境()(4)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散() (5)探究有丝分裂的周期性可为实验取材时机提供依据()(6)剪取5 cm根尖，用酒精和吡罗红混合液解离染色()(7)在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，持续观察，视野中处于中期的细胞将分裂成两个子细胞()(8)显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体()(9)要观察植物细胞的细胞板结构，应选取处于有丝分裂后朝的细胞() 1解离洋葱根尖时，时间过长或过短对实验的影响有哪
22、些？提示解离时间过短，细胞不易分离开；解离时间过长，根尖细胞会遭到破坏，无法进行染色和制片。2实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换？并说明原因。提示不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸，有利于碱性染料的着色，若二者顺序颠倒，解离液中的盐酸会影响染色的效果。3在制片时两次用到载玻片，作用分别是什么？提示一次是放置根尖；另一次是在盖玻片上加一片载玻片，用拇指轻压，目的是使细胞均匀分散，防止盖玻片移动，同时避免压碎盖玻片。1实验成功的关键及注意事项实验材料实验材料的选择的选择类型类型选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料部分部分选取分裂旺盛的部位选取分裂旺
23、盛的部位(如根尖、茎尖的分生区如根尖、茎尖的分生区)时间时间必须在分裂旺盛的时间必须在分裂旺盛的时间操作操作注意注意事项事项解离解离时间时间太短太短细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散过长过长导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色漂洗时间漂洗时间适宜适宜洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色操作操作注意注意事项事项染色染色时间时间太短太短染色体或染色质不能完全着色染色体或染色质不能完全着色过长过长使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体压片压片
24、时间时间过轻过轻细胞未分散开细胞未分散开过重过重将组织压烂将组织压烂显微镜显微镜观察观察细胞状态细胞状态显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化细胞数目细胞数目间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长2高中生物实验中洋葱的“一材多用”(1)叶片绿叶中色素的提取和分离实验。(2)鳞片叶外表皮观察植物细胞的质壁分离和复原实验。(3)鳞片叶内表皮观察DNA和RNA在细胞中的分布实验。(4)根尖观察根尖分生组织细胞的有丝分裂和低温诱导植物染色体数目的变化实验。例例 4C 解析本题考查“观察植物细胞有丝分裂”实验的相关知识，分析
25、表中的操作步骤可知，甲同学做实验时未解离，观察到的细胞重叠，看不到染色体，对应于；乙同学由于未漂洗就染色，解离液中的酸与染色剂中的碱反应，从而使染色体着色很浅，观察时模糊不清，对应于；丙同学未染色，无法看清染色体，对应于。综上所述，C项正确。(1)根尖和分生区不是同一概念。根尖长度一般选5 cm左右，而分生区只在其最前端的23 mm(包藏于根冠之下)内，只有分生区细胞才进行细胞分裂。实验时剪取3 mm左右即可，不能过长，否则看到的大多数是伸长区的细胞。技巧点拨技巧点拨 (2)解离固定：解离的作用在于破坏细胞间质，使细胞分离，以便压片时分散，固定的作用在于固定细胞形态，如观察低温诱导染色体加倍实
26、验中用卡诺氏液固定细胞。变式训练变式训练 C 解析b图有细胞壁是植物细胞，植物细胞的分裂应是在赤道板的中央位置出现细胞板，向四周扩展为细胞壁将细胞分开，不是细胞膜向内凹陷。从题干可知，这些细胞是高等植物细胞，但d图却出现了中心体这个结构。C 解析解离是用药液使组织中的细胞相互分离开，压片使细胞分散开，A正确；低倍镜视野宽，便于找到分生区，而高倍镜更容易看清楚染色体，B正确；由于细胞分裂间期时间长，观察到的细胞大多为间期，这时观察到的是细长丝状的染色质，C错误；观察细胞的有丝分裂，主要是观察分裂期，由于分裂期时间短，了解有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据，D正确。课末总结课末总结 思维导图
27、思维导图思维导图思维导图B 探究高考探究高考探究高考探究高考 明确考向明确考向明确考向明确考向解析在观察细胞有丝分裂实验中，使用显微镜的操作步骤是先使用低倍镜找到细胞，再转动转换器转为高倍镜观察细胞中染色体的数目和形态，B项正确。观察根尖细胞有丝分裂的实验需要解离(用酒精和盐酸混合液处理)，观察动物细胞有丝分裂时不需要解离，A项错误；有丝分裂过程中，染色体的数目加倍发生在后期着丝点分裂时，中期是染色体形态和数目最清晰的时期，C项错误；植物细胞有丝分裂末期会形成细胞板，最终形成细胞壁，而动物细胞在有丝分裂末期从细胞中央缢裂成两个子细胞，不会形成细胞板，D项错误。C 解析不同生物的细胞大小和数目不
28、同，不同的细胞在分裂时其细胞周期的长短也各不相同，A项错误；同一生物各种组织的细胞周期长短各不相同，构成细胞周期的G1、S、G2和M期长短也不相同，B项错误；DNA的复制在S期进行，若在G2期加入DNA合成抑制剂，则不影响染色体中DNA的复制，有丝分裂前期每个染色体仍含有2条染色单体，C项正确；减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体结构，此时每个染色体含有2条染色单体，经减数分裂形成的子细胞中染色体数目为母细胞的一半，D项错误。C 解析端粒是每条染色体两端都有的一段特殊序列的DNA，原核生物不具有染色体，A项错误，C项正确；由题意可知，端粒酶可以以自身的RNA为模板合成DNA的一条链，故其
29、中的蛋白质为逆转录酶，B项错误；正常体细胞的端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，故正常体细胞的端粒DNA随着细胞分裂次数的增加而变短，D项错误。分裂分裂间间(或答或答S)(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)。纺锤体形成纺锤体形成不会不会完成完成DNA复制和有关蛋白质的合成，复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质为分裂期准备物质 解析(1)DNA复制发生在细胞分裂间期，添加适量的DNA合成抑制剂后，DNA合成被阻断，使细胞停滞于间期(S期)，而处于分裂期的细胞暂时不受影响。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而阻断细胞周期，而纺锤体形成于分裂前期，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，为分裂期进行活跃的物质准备，同时细胞有适度的生长。
