高三生物二轮复习-第4专题-细胞的生命历程ppt课件.ppt

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1、专题突破知识纵横一、与染色体相关的概念辨析1.染色体与染色质(1)相同点:都位于细胞核中,易被碱性染料(醋酸洋红、龙胆紫等)染成深色,都由DNA和蛋白质组成。(2)不同点:染色质处于细胞分裂间期,呈细丝状;染色体处于细胞分裂期,呈杆状或棒状。(3)关系:它们是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。(4)有丝分裂中染色体的行为变化规律可用下图表示:复制散乱分布在纺锤体中央着丝点排列在赤道板的位置上着丝点分裂移向两极2.染色体与染色单体染色单体是由染色体经过复制形成的,复制后每一条染色体含有两条染色单体。连接在同一个着丝点上的两条染色单体称为姐妹染色单体,连接在不同着丝点上的两条染色单体称为非姐妹

2、染色单体,如下图中a和a、b和b为姐妹染色单体,a和b、a和b、a和b、a和b为非姐妹染色单体。有丝分裂过程中,含有染色单体的时期为前期和中期,不含染色单体的时期是后期和末期;减数分裂过程中,由减数分裂开始到减数第二次分裂的中期都含有染色单体。当染色体中不存在染色单体时:染色体数=DNA分子数。当染色体中存在染色单体时:染色单体数=DNA分子数=染色体数2。3.同源染色体和非同源染色体(1)一条来自父方,一条来自母方,形状、大小、结构一般都相同,在减数第一次分裂时配对的两条染色体(即联会的两条染色体)称为同源染色体。此概念包含了三个意义,即形状、大小、结构一般相同,分别来自父母双方,而且能联会

3、,否则就不是同源染色体。(2)形状、大小、结构不同的染色体一般称为非同源染色体(但性染色体X和Y、Z和W等是特殊的同源染色体)。(3)动物的精(卵)原细胞和体细胞都是由受精卵经过有丝分裂形成的。因此,它们都有同源染色体。一般情况下,二倍体或多倍体植物的体细胞中都有同源染色体。4.常染色体和性染色体细胞中的染色体根据其功能的不同可分为两类:常染色体(多对)和性染色体(一对)。前者与性别决定无关,后者与性别决定有关。在生物界中性染色体普遍有两种:XY型和ZW型。5.染色体组(1)二倍体生物的生殖细胞中由形状、大小各不相同的染色体组成的一组染色体就叫做一个染色体组。(2)染色体组内染色体的特点:都是

4、非同源染色体。(3)染色体组的数目主要是由细胞中同源染色体的个数来决定的。如右图,这个细胞中共有四个染色体组,每个染色体组内包含三条非同源染色体。(4)不同生物体的细胞核中染色体组的数目及每一个染色体组含有的染色体数目可以不同。6.四分体联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体。如右图中A和B所代表的结构,就分别是一个四分体。由此可见,四分体的个数与联会时同源染色体的对数是一致的。例1右图为某种哺乳动物的一个极体的染色体组成示意图,下列分析不正确的是()A.该细胞中的染色体可以看成一个染色体组B.该种动物的体细胞中含有4对同源染色体C.该动物的一个体细胞在有丝分裂中期含有32个核DN

5、A分子D.该动物的一个原始生殖细胞进行减数分裂时,能形成4个四分体【解析】本题以细胞的染色体组成图为中心,考查染色体组、同源染色体以及四分体等概念。图中的4条染色体形态、大小各不相同,为一个染色体组;由图中(第二)极体的染色体的数目4条可推测,该动物体细胞的染色体数为8条,则体细胞中含4对同源染色体,在有丝分裂中期的8条染色体中应含有16个核DNA分子。卵原细胞减数分裂产生卵细胞的过程中,减数第一次分裂的前期同源染色体两两配对即联会形成四分体,4对同源染色体配对后可形成4个四分体。【答案】C例2右图表示人体内的细胞在分裂过程中每条染色体DNA含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是()A.右图若为

6、有丝分裂,则ef时期的细胞都含有两个染色体组B.右图若为有丝分裂,则细胞板的形成应在ef时期C.右图若为减数分裂,则cd时期的细胞都有23对同源染色体D.右图若为减数分裂,则基因的分离与自由组合发生于cd段的某一时期【解析】本题借助细胞分裂过程中染色体和DNA含量变化曲线来考查染色体组、细胞板、同源染色体等相关概念,属于理解层次。图示若为有丝分裂,则ef时期为后期和末期,后期中有四个染色体组,末期形成的每个细胞中有两个染色体组,A错;在人体中,细胞有丝分裂的末期不会出现细胞板,B错;右图若为减数分裂,则cd时期代表减数第一次分裂及减数第二次分裂的前、中期,在减数第一次分裂过程中含23对同源染色

7、体,但在减数第二次分裂过程中无同源染色体,C错;基因的分离与自由组合发生于减数第一次分裂,而cd时期中包含减数第一次分裂,D正确。【答案】D二、有丝分裂和减数分裂的区别1.图像的鉴别鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂,是本专题中经常考查的内容。这里以二倍体生物为例说明“三看鉴别法”:一看细胞中染色体数目。若为奇数,则一定是减数第二次分裂,且细胞中一定无同源染色体存在;若为偶数,则继续往下鉴别。二看细胞中有无同源染色体。若无同源染色体,则一定是减数第二次分裂;若有同源染色体存在,则进行第三次鉴别。三看细胞中同源染色体的行为。若出现联会、四分体、同源染色体的着丝点位于赤道板两侧、同源染色体分离等现象

8、,则一定是减数第一次分裂;若同源染色体无上述特殊行为,则为有丝分裂(如下表)。2.两种分裂及受精过程中染色体、DNA数量变化规律曲线的区别及联系与细胞分裂有关的细胞器及作用线粒体:为细胞分裂提供能量。核糖体:合成DNA复制所需要的酶以及染色体中的蛋白质。中心体:在某些低等植物和动物细胞中,分裂的前期由两组中心粒的周围发出的星射线形成纺锤体,以牵引染色体移动。高尔基体:参与纤维素和果胶的合成。细胞壁的形成必须有高尔基体参与。3.动植物细胞有丝分裂的区别图像画成方形或图像中有细胞板结构,无中心粒结构,一般可判断为植物细胞。图像画成圆形或者有中心粒结构,无细胞板结构,通过缢裂方式平分细胞,一般可判断

9、为动物细胞。动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的比较:不同前期细胞两极产生纺锤丝,形成纺锤体(低等植物细胞由中心粒周围发出星射线)由中心粒周围发出星射线形成纺锤体末期细胞中部形成细胞板,扩展形成细胞壁,形成两个子细胞细胞膜从中部内陷,细胞质缢裂成两部分,一个细胞分裂成两个子细胞植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂相同分裂过程基本相同;染色体变化规律相同;分裂间期染色体复制;分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中去例3下图是某高等生物体内细胞分裂的一组图像,相关描述错误的是()A.a、b、c、e细胞中均含有同源染色体B.基因重组发生在a、b、c、e细胞中C.b、c、e细胞中每条染色体含2个DNA分

10、子D.b、c、d、e细胞中均含有2个染色体组【解析】本题考查细胞有丝分裂和减数分裂过程的重要变化及图像的识别。图中a、b、c、d、e分别表示有丝分裂后期、减数第一次分裂后期、有丝分裂中期、减数第二次分裂后期和减数第一次分裂前期。基因重组发生在减数第一次分裂后期b中(非同源染色体上的非等位基因自由组合)和减数第一次分裂前期e细胞中(同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换引起的基因重组)。【答案】B程中,核DNA含量和染色体数目的变化,据图分析正确的是()A.具有染色单体的时期只有CD、GH、MN段例4下图示细胞分裂和受精作用过B.着丝点分裂只发生在DE、NO段C.GH段和OP段,细胞中含有的染色体

11、数是相等的D.MN段相对于AB段发生了核DNA含量的加倍【解析】本题综合考查细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用的过程。解答本题的关键是掌握图示中的a、b分别表示有丝分裂和减数分裂的核DNA含量变化,c表示有丝分裂染色体数目的变化。具有染色单体的时期,除了有CD、GH和MN段以外,还有IJ段;着丝点分裂除了发生在CD、NO段以外,还发生在IJ段,即减数第二次分裂过程中;GH段和OP段的染色体分析时不能直接看图,因为GH段所在曲线为DNA含量。在GH段染色体数没有变化,为2N,而OP段着丝点已分裂,染色体数应是GH段的2倍,为4N;MQ是一个完整的有丝分裂过程,MN段包含分裂间期,故发生了DNA的复

12、制,复制后DNA数是AB段的2倍。【答案】D。1.对一个性原细胞进行减数分裂的情况分析(1)如果在四分体时期染色体不发生交换,对一个精原细胞而言,通过减数分裂产生的是4个两两相同的精细胞;而就一个卵原细胞来说,通过减数分裂产生的是1个卵细胞和3个极体。三、配子的种类设每个细胞中有n对同源染色体,n对等位基因(2)如果染色体在四分体时期发生了交叉互换(只考虑一对同源染色体发生交换的情况),对一个精原细胞而言,可产生四种类型的配子;而对一个卵原细胞而言,仍只产生一种类型配子。2.对生物个体性腺中的全部性原细胞减数分裂情况的分析在不考虑交叉互换的前提下,个体内精原细胞经过减数分裂产生2n种精子,个体

13、内卵原细胞经过减数分裂产生2n种卵细胞。例5在减数分裂中每对同源染色体配对形成四分体,四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生交换。实验表明,交换也可以发生在某些生物体的有丝分裂中,这种现象称为有丝分裂交换。下图是某高等动物一个表皮细胞发生有丝分裂交换的示意图,其中D和d,E和e,F和f表示某对同源染色体上的三对等位基因。交换过程示意图(左:交换前的染色体;右:交换后的染色体)(1)人体性原细胞在减数第一次分裂时期能形成多少个四分体?由多少条脱氧核苷酸链组成?(2)如果不考虑该生物在产生配子时发生的交换,那么该生物产生的配子有几种基因型?并写出基因型。(3)如果图示该生物的精原细胞在产生精细胞时发

14、生减数分裂交换后的结果,请问由它产生的配子类型有几种?并写出基因型。(4)如果图示该生物的一个卵原细胞在产生卵细胞时发生减数分裂交换后的结果,请问由它产生的配子类型有几种?并写出基因型。(5)请问该细胞在发生有丝分裂交换后,产生几种基因型的子代表皮细胞?并分别写出基因型。(6)如果细胞在减数分裂和有丝分裂中都发生交换,你认为哪一种分裂方式对于遗传多样性的贡献更大?为什么?【答案】(1)23个,184条。(2)2种,DEF和def。(不考虑字母顺序)(3)4种,DEF、DEf、deF、def(不考虑字母顺序)。(4)1种,DEF或DEf或deF或def。(5)2种或1种(有2种可能,一种可能出现

15、2种基因型,一种可能出现1种基因型)。DdEeFF和DdEeff或DdEeFf(不考虑字母顺序)。若答案为:有2种可能,每种可能出现2种基因型,基因型写为DEF/deF和DEf/def或DEF/def和DEf/deF才给分(提供这种答案是考虑到考生可能运用了基因在染色体上的位置效应知识回答该问题)。(6)减数分裂的贡献更大,因为减数分裂所产生的重组配子能遗传到下一代,而有丝分裂产生的细胞只是对个体的局部有影响。四、细胞分裂、分化、衰老、癌变和凋亡的区别与联系1.区别名称项目细胞分裂(有丝分裂)细胞分化细胞癌变细胞衰老细胞凋亡表现细胞数目:少多细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异的变化过程细胞癌

16、细胞(恶性增殖)细胞的形态、结构和功能上发生变化由基因所决定的细胞自动结束生命的过程特点 具有周期性 是质变,具有:1.持久性2.稳定性无限增殖、形态结构改变、易分散和转移1.水分减少,细胞萎缩,体积变小,代谢速度减慢2.有些酶的活性降低3.色素积累4.呼吸速率减慢,细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深5.细胞膜透性改变,使物质运输能降低涉及一系列基因的激活、表达及调控作用,是个井然有序的过程原因受细胞核与细胞质以及细胞表面积与体积比的制约不同细胞中基因的选择性表达,产生特定功能的细胞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多种内因(

17、体细胞突变、DNA损伤等)和外因共同作用受严格的由遗传机制决定的程序性调控名称项目细胞分裂(有丝分裂)细胞分化细胞癌变细胞衰老细胞凋亡(续表)意义或结果是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础形成各种不同的细胞和组织,使生物体正常地生长发育引起动物或植物产生肿瘤,导致癌症是一种正常的生命现象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起着关键作用2.联系化,无接触抑制现象。由于细胞膜上糖蛋白等物质减少,细胞间的黏着性显著降低,导致癌细胞容易在体内分散和转移,进行分裂、繁殖,形成肿块。正常细胞相互接触后,就会停止增殖,即有接癌细胞的表面发生了变触抑制现象;而癌细胞无接触

18、抑制现象,在培养条件下可生长成多层。例6IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡。下列相关说法错误的是()A.细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡B.去掉癌细胞中IAPs的RING区域,可有效促进癌细胞凋亡C.IAPs的合成可以不受基因的控制D.衰老细胞和被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的【解析】IAPs是由细胞合成的,其合成受细胞内基因的控制。【答案】C例7下列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

19、突变B.癌细胞比所有正常细胞分裂周期长、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】适宜条件下癌细胞能连续分裂、无限增殖,比一般的正常细胞分裂周期要短。【答案】B右图为人体细胞的分裂、分化、衰老和凋亡过程的示意图,图中为各个时期的细胞,据图分析,下列叙述正确的是()A.可能为成熟的红细胞B.与蛋白质的种类不同是因为它们的遗传信息不同C.的分化程度比高例8D.细胞的衰老、凋亡与基因有关【解析】分析图形可知,应为干细胞,经过细胞分裂产生子细胞,再经过细胞分化形成高度分化的细胞,然后细胞衰老、凋亡。故A、C错误,D正确;

20、由于都来源于,所以它们的遗传信息是相同的,由于细胞的分化,基因进行选择性表达,合成了不同的蛋白质。【答案】D五、生物体细胞的全能性、细胞分化原理1.细胞具有全能性的原因(1)体细胞都是受精卵有丝分裂的后代细胞,有丝分裂前后代细胞中染色体数目、核DNA分子含量不变,其遗传特性与受精卵相同。(2)花药离体培养时所用的花粉是减数分裂形成的,虽然其遗传物质的含量只有正常体细胞的一半,但携带着控制该种植物生长发育、遗传和变异的全套信息。2.应用细胞的全能性是植物组织培养、动物克隆的理论依据。3.细胞全能性的大小受精卵配子体细胞;分化程度低的细胞分化程度高的细胞。4.细胞分化的原理同一生物体不同细胞内含有

21、相同的遗传信息。但是生物体的不同部位表现不同性状,同一部位不同时期也表现不同性状。因此,理解个体发育过程中的基因表达时应注意以下两点:(1)不同细胞中遗传信息执行情况不同(选择性表达)细胞内的基因并非全部表达,不同部位的细胞表达不同的基因,如高茎豌豆体细胞中都含有高茎基因,但根部细胞中的高茎基因不表达。(2)有顺序表达某一部位组织细胞内能表达的基因并非同时表达,而是在个体发育的不同时期,不同基因有顺序地表达。受精卵成体例9(2011山东理综)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.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植

22、株D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株【解析】体细胞全能性是指体细胞经过细胞增殖、分化后形成完整个体的潜能,属于无性生殖。玉米种子经生殖细胞的结合,由受精卵发育而来,属于有性生殖,不能体现体细胞的全能性。造血干细胞形成各种血细胞,是细胞增殖、分化的结果,由于没有发育成个体,没有体现全能性。小麦花粉属于生殖细胞,因此花粉培育成单倍体植株只体现了生殖细胞的全能性。【答案】D六、雄蜂精子的产生蜂群由蜂王、雄蜂和工蜂组成,其中蜂王和工蜂是由受精卵发育而来的,雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的。蜂王和工蜂是二倍体(2n=32),雄蜂是单倍体(n=16),单倍体雄蜂是怎样产生精子的呢?雄蜂在产生精子

23、的过程中,其精原细胞进行的是一种特殊形式的减数分裂。在减数第一次分裂过程中,染色体数目并没有变化,只是细胞质分成大小不等的两部分,大的那部分含有完整的细胞核,小的那部分只是一团细胞质(一段时间后将退化消失);减数第二次分裂则相当于一次普通的有丝分裂,在含有细胞核的那团细胞质中,成对的染色单体相互分开,而细胞质则进行不均等的分裂,含细胞质多的那部分(内含16条染色体)进一步发育成精子,含细胞质少的那部分(也含16条染色体)则逐步退化。雄蜂的一个精原细胞通过这种减数分裂只产生一个精子,精原细胞和精子都是单倍体细胞,这种特殊的减数分裂称为“假减数分裂”。例10一雌蜂和一雄蜂交配产生F1,在F1代雌雄

24、个体交配产生的F2代中,雄蜂基因型共有AB、Ab、aB、ab四种,雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种;则雌蜂和雄蜂的基因型分别是()A.aabbABB.AaBbabC.AabbaBD.AABBab【解析】F2代中雄蜂的基因型有AB、Ab、aB、ab四种,得出F1中雌蜂为AaBb;F2中雌蜂共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种,推出F1中雄蜂为ab;由F1中雄蜂ab推出亲本中雌蜂为aabb,又因F1雌蜂为AaBb,从中去掉卵细胞基因组成“ab”剩余的“AB”为精子的组成,因此亲本雄蜂为AB。【答案】A七、与细胞分裂有关的计算题1.与细胞分裂计算知识点有关的类型(

25、1)细胞周期的计算。(2)细胞数目的变化。(3)细胞分裂各期的染色体、DNA、同源染色体、四分体等数量的计算。2.方法与技巧分裂类型时期染色体数染色单体数核DNA分子数形成细胞数及种类有丝分裂间2n04n2n4n形成两个相同的细胞前、中2n4n4n后4n04n末2n(子细胞)02n(子细胞)减数第一次分裂间2n04n2n4n精原细胞形成两个染色体(基因)不相同的细胞;卵原细胞形成一个次级卵母细胞,一个极体,其染色体不相同前、中、后2n4n4n子细胞n2n2n减数第二次分裂间、前、中n2n2n每个次级精母细胞形成两个相同的精细胞;每个次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个极体,每个第一极体形成两个第二

26、极体后2n02n子细胞n0n计算细胞周期一定要明确细胞周期的概念,即从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。联会时期的一对同源染色体含四条染色单体,四个DNA分子。例11(2011江苏高考)洋葱(2n=16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比)的影响,某研究性学习小组进行了相关实验,实验步骤如下:将洋葱的老根去除,经水培生根后取出。将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%秋水仙素溶液中,分别培养24h、36h、48h;秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0h、12h、24h、36h。剪取根尖,用Carnoy固定液(用3

27、份无水乙醇、1份冰乙酸混匀)固定8h,然后将根尖浸泡在1molL-1盐酸溶液中58min。将根尖取出,放入盛有清水的培养皿中漂洗。用石炭酸品红试剂染色。制片、镜检;计数、拍照。实验结果:不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。秋水仙素溶液处理清水培养时间(h)质量分数(%)时间(h)01224360.012410.7113.6814.1914.46369.9411.9913.5913.62487.9810.0612.2211.970.1247.749.0911.0710.86366.127.879.989.81485.976.687.988.56请分析上述实验,回答有关问题:(1)步骤中“将

28、根尖浸泡在1molL-1盐酸溶液中”的作用是。(2)步骤为了获得相应的观察视野,镜检时正确的操作方法是。(3)根据所学的知识推测,石炭酸-品红试剂是一种性染料。(4)为了统计数据更加科学,计数时应采取的方法是。(5)根据上表结果可以得出如下初步结论:质量分数为秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高。本实验的各种处理中,提高细胞分裂指数的最佳方法是。【解析】(1)盐酸能解离细胞,使根尖组织中细胞分散开。(2)使用显微镜观察细胞分裂过程,要先使用低倍镜观察,找到观察目标后,移动装片使观察目标处于视野中央,然后转动转换器使高倍镜对准通光孔。(3)石炭酸-品红试剂类似于龙胆紫、醋酸洋红,属于碱性染料,可对细胞中染色体进行染色。(4)一个装片的一个视野看到的细胞各时期图比较片面,可在多个视野中观察各个时期的细胞并计数,这样可减小误差。(5)0.01%的秋水仙素处理根尖比0.1%的秋水仙素处理根尖时的细胞分裂指数较高。根据表格信息判断,0.01%诱导根尖24小时,再用清水培养36小时,此时细胞分裂指数最高为14.46。【答案】(1)使组织中细胞相互分离开来(2)先在低倍镜下观察,缓慢移动装片,发现理想视野后换用高倍镜(3)碱(4)每组装片观察多个视野(5)0.01%0.01%秋水仙素溶液诱导24h,再在清水中培养36h