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细胞的生命历程本专题主要介绍了细胞的增殖、细胞的分化、细胞的凋亡以及衰老和癌变等内容,使学生从细胞水平上理解了生命演化的各个阶段。细胞的增殖和分化将会是本部分考察的重点。而有关衰老、凋亡和癌变的知识,一般都会结合当前的一些科技新成果,考察衰老细胞的特征、个体衰老与细胞衰老的关系、癌细胞的特征及防治。从题型及难度上,仍将以选择题作为主要考察形式,也有可能结合科技成果以简答题的形式出现(学科内综合),题目以低难度为主,兼顾中等难度题目,一般会结合各种图形或曲线,在考察知识的同时考察学生提取信息、解决问题的基本能力。知识体系考点归纳突破无丝分裂分裂过程是先细胞核延长,从核的中部向内凹进,缢裂成为2个细胞核,整个细胞从中部缢裂成两部分,形成2个子细胞。在整个分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化。这种分裂方式常出现于高度分化成熟的组织中,如蛙的红细胞的分裂,在某些植物的胚乳中胚乳细胞的分裂等。这里要注意的是:蛙的红细胞是无丝分裂,但不能依次类推,人的红细胞也是无丝分裂。哺乳动物的红细胞已永久失去分裂的能力,哺乳动物的红细胞是通过骨髓中造血干细胞分裂产生的细胞,再分化发育而来的。细胞分裂的原因活细胞不停地进行着代谢,在一定范围内可以不断地生长。细胞为什么不能无限地长大而要进行分裂呢?这是因为细胞的生长要受到细胞核与细胞质以及细胞表面与体积的比例等因素的制约。受细胞表面积与体积之比的限制细胞要通过它的表面不断地和周围环境及邻近的细胞进行物质交换,这样它就必须有足够的表面积,否则它的代谢作用就很难进行。当细胞的体积由于生长而逐步增大时,细胞表面积和体积的比例就会变得越来越小。导致表面积不够,使细胞内部和外界的物质交换适应不了细胞的需要,这就会引起细胞的分裂,以恢复其原来的表面积与体积的适宜比例。要维持细胞核与细胞质体积之间的平衡状态细胞质中的生理、生化过程都受到细胞核中遗传信息的指引和控制。因此当细胞质的体积增长太大时,细胞核对这样大范围的细胞质的调控作用就会相对地减少,以致造成核质的不平衡,从而引起细胞分裂,以恢复其细胞核与细胞质体积之间的稳定状态。有人曾做过这样的实验:当人工培养的变形虫快要分裂时,把它的细胞质切去一大块,这个变形虫就不再分裂。等它长大到又要分裂时,又切去一块,它也不再分裂。但如果让其继续生长,体积达到一定大小时,它又会分裂起来。细胞周期及各时期特征细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。一个细胞周期分为细胞分裂间期和细胞分裂期两个时期,分裂期又人为地分为前期、中期、后期和末期。细胞分裂各时期的主要特征见下表。时期主要特征间期G1期转录大量的RNA和合成大量的蛋白质,为DNA复制作准备S期DNA复制,一个DNA分子复制出的两个DNA分子通过着丝点连在一起,与蛋白质结合形成2个姐妹染色单体G2期为进入分裂期作准备分裂期前期染色质转变成染色体;核膜解体,核仁消失;形成纺缍体中期着丝点排列在赤道板中央;染色体数目最清晰,形态最固定后期着丝点分裂,染色单体分裂,在纺缍丝牵引下移向细胞两极末期染色质转变成染色体;核膜重建,核仁出现;纺缍体解体;赤道板→细胞板→细胞壁细胞分裂的意义(1)通过细胞分裂能使单细胞生物直接繁殖新个体,使多细胞生物由受精卵发育成新个体,也能使多细胞生物衰老、死亡的细胞及时得到补充。通过细胞分裂,可以将亲代细胞复制的遗传物质,平均分配到两个子细胞中去。因此,细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。(2)有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式,多细胞生物体以有丝分裂方式增加体细胞数目。有丝分裂过程中,在分裂间期,亲代细胞染色体经过复制,经过分裂期一系列变化,精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质(DNA、基因),因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性,对于生物的遗传有重要意义。(3)细胞分裂间期,DNA复制时,由于生物内部因素或外界环境条件的作用,使染色体上基因的分子结构发生差错,导致基因突变,从而导致子代(或子代细胞)发生变异。减数分裂中,同源染色体的交叉和交换、非同源染色体的自由组合、在细胞水平上导致遗传物质的重组,使亲代产生多种类型的配子,从而使后代具有更大的变异性和更强的生活力及适应性。有丝分裂过程中,正常情况下,复制后的染色体平均分配到子细胞中去,但一些外界条件或因素(如秋水仙素),能抑制纺锤体的形成,使细胞有丝分裂过程受阻,结果细胞核中染色体数目加倍,形成多倍体生物,导致生物变异。因此,细胞分裂与生物变异密切相关。(4)细胞有丝分裂中期,细胞中染色体的形态固定、数目清晰,是观察和辨认细胞中染色体形态和数目的最佳时期。而染色体的形态、数目对于鉴别生物种类、了解生物之间的进化关系,以及研究生物的遗传、变异都是不可缺少的基础。细胞分化的特点与实质(1)在个体发育中,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叫做细胞分化。细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命进程中,但是在胚胎时期达到最大限度。多细胞生物体一般是由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育而成。也就是说,仅仅有细胞的增殖而没有细胞的分化,生物体是不能进行正常的生长发育的。经过细胞分化,在多细胞生物内就会形成各种不同的细胞和组织。(2)虽然每个生物的所有体细胞都含有同样的全套基因,但是各个基因的活性有差别,细胞开始转化时,不同细胞的不同基因会在不同时间内被激活。活化一段时间后,一批基因的活动可能停止而另一批基因的活动还在继续,从而产生了特定的蛋白质,进而产生了不同的组织。因此,虽然所有的细胞都具有同样的遗传信息,但由于不同的基因被活化,才有不同的发育。当然哪些基因表达且何时表达,取决于基因的环境因素和不同的调节分子,所以说,细胞分化是发育的主要过程。(3)分化后的细胞具有不同的功能,分化是不同基因表达的结果,这就是说,某些基因只能特异地在某种细胞中表达,细胞关闭或开启某些基因,都是在严格的控制作用下进行的。基因的这种特异性表达的调制机制,也是真核多细胞生来所特有的。高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的能力,也就是保持着细胞全能性。细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。植物细胞的全能性已被证明,如组织培养就是一例。动物细胞只证明了细胞核的全能性(如克隆技术)动植物细胞有丝分裂的比较动物细胞的有丝分裂与植物细胞的有丝分裂相比较有相同的地方,也有不同的地方。相同的地方表现在动植物细胞有丝分裂的实质是一样的,但由于动物细胞与植物细胞在结构上的差异,所以动植物细胞在有丝分裂的形式上有所不同。具体见表细胞类型相同点不同点间期后期末期前期末期植物细胞染色体复制着丝点分裂,染色分裂的结果相细胞两极发出赤道板位置形单体彼此分开同,即染色体平均分配纺缍形成纺缍体成细胞板,再形成细胞壁动物细胞同上同上同上中心体发出星射线形成纺缍体细胞中央向内凹陷,最后缢裂成2个细胞相近概念辨析染色质和染色体染色质和染色体的主要成分都是DNA和蛋白质,它们之间的不同只不过是同一物质在细胞分裂间期和分裂期的不同形态表现而已。染色质出现于间期,呈丝状。它们在核内的螺旋程度不一,螺旋紧密的部分,染色较深,螺旋松疏的部分,染色较浅。染色质在光学显微镜下呈现颗粒状,不均匀地分布于细胞核中。细胞分裂时染色质细丝高度螺旋化形成较粗的柱状和杆状等不同的形状,即染色体。不同生物的染色体(习惯不称染色质)数目、形态不同,具有种的特异性,而且比较恒定。下图是有丝分裂中染色体的变化过程,一条线代表一个DNA单链。赤道板与细胞板在有丝分裂的中期,所有染色体受纺锤丝牵引,着丝点都排列在细胞中央位置,形成一个平面。因为这个平面的位置比较类似于赤道的位置,称为赤道板。实际上并无板状结构存在,它只是一个垂直于纺锤体纵轴的平面,是一个位置名称,在动、植物细胞都适用。细胞板是植物细胞分裂末期,由来自高尔基体的囊泡汇集在赤道板平面上,相互融合而形成的板状结构。细胞板由细胞的中央向周围扩展,逐渐形成了新的细胞壁。最后将细胞质完全分隔开。可见,细胞板是一个确实存在的板状结构,且只有在植物细胞分裂末期才出现,是细胞质分裂的特定方式。个体衰老与细胞衰老的关系(1)单细胞生物体:细胞的衰老或死亡就是个体衰老或死亡。(2)多细胞的生物体:个体衰老与细胞衰老有关,但二者又不能划等号。这是因为多细胞生物体内细胞总是不断更新的,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。然而从总体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程,但各种细胞的寿命长短不一样,一般来说,能保持连续分裂能力的细胞寿命比较长。(3)实例:体外培养的人体某种细胞,最多分裂50次左右就停止分裂了,并且丧失了正常的功能。这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老;老年人骨折后愈合的慢,与成骨细胞的衰老也有关系。高考真题体验1.(11上海)在一个细胞周期中,DNA复制过程中的解旋发生在A.两条DNA母链之间B.DNA子链与其互补的母链之间C.两条DNA子链之间D.DNA子链与其非互补母链之间考点定位:本题考查DNA复制的特点及过程。指点迷津:DNA分子复制过程中,DNA解旋酶作用于两条母链之间的氢键。参考答案:A2.(11天津)玉米花药培养的单倍体幼苗,经秋水仙素处理后形成二倍体植株,下图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下列叙述错误的是A.a-b过程中细胞不会发生基因变化B.c-d过程中细胞内发生了染色体数加倍C.c点后细胞内各染色体组的基因组成相同D.f-g过程中同源染色体分离,染色体数减半考点定位:本题考查细胞分裂过程中DNA数量变化曲线。指点迷津:a-b过程处于有丝分裂的前、中、后期,而基因重组只能发生在减数分裂过程中;c-d过程中由于已用秋水仙素处理,故在此过程中导致染色体数目加倍;植物细胞无性染色体,形成的各染色体组的基因组成相同;同源染色体的分离只能发生在减数分裂过程中,而f-g阶段进行的是有丝分裂。参考答案:D3.(10天津)3.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,以下操作和结论正确的是A.剪取5cm根尖,用酒精和吡罗红混合液解离染色B.右图是高倍显微镜下调解细准焦螺旋看到的视野C.持续观察,视野中的K细胞将分裂成两个子细胞D.视野中,N细胞的染色体数目是M细胞的一半考点定位:本题考查了观察植物细胞有丝分裂的实验指点迷津:观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中,应剪取洋葱根尖2~3mm,用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)解离,用0.01g/ml或0.02g/ml的龙胆紫溶液(或醋酸洋红)染色。在解离时,根尖细胞已被杀死,持续观察,视野中的K细胞不会分裂成两个子细胞。视野中,N细胞处于有丝分裂后期,M细胞处于有丝分裂中期,N细胞的染色体数目是M细胞的2倍。参考答案:B4.(11山东)下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是A.玉米种子萌发长成新植株B.小鼠骨髓造干细胞形成各种血细胞C.小麦花粉经离体培养发育志单倍体植株D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株考点定位:本题考查了对细胞分化和细胞全能性的理解。指点迷津:玉米种子萌发长成植株的过程发生了细胞分化,但是不能体现细胞全能性,因为其是有性生殖的过程;小鼠骨髓瘤造血干细胞形成各种细胞的过程发生了细胞分化,但不能发育成个体,不能体现细胞全能型;小麦花粉是生殖细胞,经离体培养发育成单倍体植株体现了生殖细胞的全能性而不能体现体细胞的全能性;胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株发生了细胞分化,体现了体细胞全能性。参考答案:D5.(11北京)下列生命过程中,没有发生细胞分化的是A.断尾壁虎长出新尾巴B.砍伐后的树桩上长出新枝条C.蝌蚪尾巴消失的过程D.胚胎发育中出现造血干细胞考点定位:本题考查细胞分化概念。指点迷津:细胞分化指一个或一种细胞繁殖的后代在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的基础是产生新的细胞,而蝌蚪尾巴消失是细胞凋亡的过程,凋亡是细胞的一种自然死亡,不属于细胞分化。参考答案:C6.(11上海)右图为同一
本文标题:高三生物测试题7
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