专题四 细胞的生命历程(第一二课时).doc
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1、专题四 细胞的生命历程(细胞的增殖、分化、衰老和凋亡及受精作用)一、考点解读第一课时 细胞的增殖与受精作用1.内容:(1)细胞的生长和增殖的周期性(2)细胞的无丝分裂 (3)细胞的有丝分裂(4)细胞的减数分裂(5)动物配子的形成过程(6)动物的受精过程2.学考分析:(1)以减数分裂和有丝分裂的图像识别为命题角度实际考察细胞减数分裂和有丝分裂异同的题目一直受到历年高考青睐,选择题、简答题都有可能出现,难度较大,较难得分。(2)细胞分裂过程中得染色体、DNA、染色单体的数量变化是高中生物的一大难点,考生要重视。(3)结合染色体异常的变异类型考查分裂的选择题近来开始出现,但难度不大,较易得分。二、知
2、识结构有丝减数染色体联会分离受精受精卵三、核心概念1细胞周期(1)具有细胞周期的前提条件: 连续分裂的细胞 具有分裂能力的细胞注意:早期胚胎细胞具有较强的分裂能力,细胞分裂能力与细胞分化程度成反比,成熟的细胞一般不分裂,不具分裂能力。减数分裂不具有细胞周期。(2) 细胞周期的两个阶段及表示方法两个阶段分裂间期 是细胞周期的开始,经历的时间长,占细胞周期的90%95%。(因此光镜下间期细胞多) 主要变化:DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。分裂期 占细胞周期的5%10%,经历的时间短。是一个连续的过程,人为的分为:前期、中期、后期和末期。a.常规表示方法(扇形图、直线图、曲线图)乙甲a b c
3、d方法一分裂间期方法二分裂期4n2n分裂间期分裂期核DNA的数量变化时间方法三0b.柱形图表示方法 细胞数2C 2C4C 4CDNA相对含量(C)ABCABC细胞数2C4CDNA相对含量(C)B组DNA含量在2C4C之间,说明细胞正处于复制DNA时期;C组细胞中的DNA已经加倍说明细胞处于分裂期。(3)为了便于观察细胞的有丝分裂过程中各个时期的特征:一般选用细胞周期时间相对短些,且分裂间期/分裂期的比值较小的一组实验材料。2有丝分裂 完成下表(体细胞核中染色体数为2N,DNA数为2n为例)时期间期分裂期前期中期后期末期分裂相主要特征DNA分子的复制和有关蛋白质的合成染色质染色体 纺锤丝纺锤体核
4、仁解体、核膜消失着丝点排在赤道板上(数目和形态最清晰)着丝点分裂,姐妹染色单体分开变成子染色体,在纺锤体的牵引下移向两极染色体解螺旋成染色质,纺锤体消失,出现细胞板,核膜、核仁(植物细胞出现细胞板)染色体行为变化复制出现排板分裂平均分配染色体数目变化2N2N2N4N2NDNA的数目变化2n4n4n4n4n4n2n染色单体的数目变化04n4n4n00同源染色体的数目变化NNN2NN染色体组的数目变化22242应用治疗癌症诱变育种多倍体育种观察染色体数目和形态的最佳时期破坏植物细胞中的高尔基体,可以形成多核细胞或多倍体细胞注意:卵裂期细胞总体积略有减小或基本不变,每个细胞的体积是减小的。此时,细胞
5、中的有机物的总量减少,但种类增多。研究间期的DNA分子的复制和蛋白质合成的的时期所用的方法可以用同位素示踪法染色体、染色单体、DNA的数量有一定的相关性当有染色单体存在时,染色体:染色单体:DNA=1:2:2当无染色单体时,染色体:DNA=1:1从以上数目的相关性,可以说明染色体是DNA的载体。对某二倍体生物,体细胞有丝分裂各个时期都有同源染色体存在,只不过未发生联会、四分体、分离等现象。若某生物体细胞基因型为AaBb(两对同源染色体),则在有丝分裂后期发生的是复制后形成的姐妹染色单体分开而形成的子染色体的分离,(在不考虑基因突变的情况下)发生的是A与A、a与a、B与B、b与b相同基因的分离,
6、所以形成的子细胞的遗传物质没有改变。假设某二倍体生物的基因型为AaBb(两对同源染色体)试出有丝分裂各时期的基因型的变化间期前期中期后期末期AaBbAAaaBBbbAAaaBBbbAAaaBBbbAAaaBBbbAaBb处于不断分裂状态的细胞,易受到培养条件和外界压力的影响而发生突变,如:植物组织培养过程中突变体的出现以及人们在愈伤组织时期对其用射线处理,均会获得较好的效果。动物细胞培养利用的原理就是细胞增殖,其主要增殖方式为有丝分裂(有的是无丝分裂)。分为两大过程:原代培养和传代培养。3植物细胞与动物细胞有丝分裂的区别名称项目不同点相同点前期纺锤体形成末期子细胞的分开1 间期、中期后期的变化
7、情况相同 2染色体都要经过自我复制,然后平均的分配到两个子细胞的核中,使每个子细胞具有一套数目和形状完全相同的染色体。植物细胞细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体。在赤道板部分出现细胞板并由中央向四周扩展形成细胞壁。动物细胞由已经复制的,移向两极的两组中心粒发出星射线,形成纺锤体。分隔成两个细胞不形成细胞板,而是细胞中部的细胞膜内陷缢裂成两个细胞细胞分裂与细胞器动、植物细胞有丝分裂过程的区别表现在两个阶段:这两个阶段与两种细胞器密切相关:前期:纺锤体的形成方式不同动物细胞有中心体参与末期:细胞的分裂方式不同植物细胞有高尔基体参与。4在坐标图中画出有丝分裂过程中相关量的变化4n2n间期前期中期后期末期
8、染色体的数量变化时期04n2n间期前期中期后期末期核DNA的数量变化时期0核DNA的数量变化曲线 染色体的数量变化曲线 4n2n间期前期中期后期末期每条染色体上DNA的数量时期0每条染色体上DNA的数量变化曲线 5减数分裂和受精作用:(1)特有染色体行为:同源染色体联会,形成四分体,同源染色体分离,非同源染色体自由组合。(2)基因重组的表现类型减数第一次分裂后期,同源染色体分开的同时,非同源染色体自由组合。减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。(3)遗传物质减半发生时期染色体数目减半发生在减数第一次分裂。与体细胞相比DNA数目减半发生在减数第二次分裂。(4
9、)精子(卵细胞)的形成与受精作用6.观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 1.有关试剂及作用: (1)解离液:质量分数15%和体积分数95%按1:1混合而成的,作用是使组织中的细胞相互分离开来。 (2)漂洗液:清水,作用是洗去解离液,防止解离过度,利于染色。 (3)染色剂:龙胆紫染液,使染色体着色 2.过程: 解离 漂洗 染色 制片 3.观察装片的步骤 (1)先放在低倍镜下观察,找到分生区细胞(伸长区细胞呈长方形,分生区细胞呈正方形,排列紧密) (2)再用高倍镜观察高考真题1.(山东高考)分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融
10、合后,可能出现的情况是()A来自G1期细胞的染色质开始复制B融合细胞DNA含量是G1期细胞的2倍C来自G1期细胞的染色质开始凝集D融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转【解析】通过分析我们发现,解答本题关键是正确理解题意,并从题干中获得新信息,即分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质,再逐项分析解答。分裂期细胞含有促进染色质凝集的物质,当其与G1期细胞融合后,融合细胞的细胞质也就存在着上述物质,G1期细胞的染色质不再复制,而表现为开始凝集,所以A错误,C正确;由于分裂期细胞与正常细胞相比,DNA加倍,所以融合细胞DNA含量是G1期细胞的3倍,所以B错误;融合后两细胞已成为一个细胞
11、,不再按各自的细胞周期运转,所以D错误。【答案】C2.(2010年高考安徽理综)雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞(C1、C2),一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)。比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息,正确的是()ADNA数目C1与C2相同,S1与S2不同B遗传信息C1与C2相同,S1与S2不同CDNA数目C1与C2不同,S1与S2相同D遗传信息C1与C2不同,S1与S2相同【解析】有丝分裂的重要特征是亲代细胞的染色体经过复制后,平均分配到两个子细胞中去,此时能够保持前后代细胞中染色体数目的恒定。由于染色体上有遗传物质DNA,所
12、以C1、C2细胞核中的DNA数目及贮存的遗传信息相同。减数第一次分裂的主要特征是同源染色体联会后再分离,平均分配到两个次级精(卵)母细胞中去。此时同源染色体分离,非同源染色体自由组合,所以S1、S2细胞核中的DNA数目虽然相同,但是遗传信息因非同源染色体的自由组合而不同。【答案】B3.(2010年高考江苏卷)细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。下图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题: 1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同
13、位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约_h后会检测到被标记的M期细胞。(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时间为_期的时间,处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是_。(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约_h后,细胞都将停留在S期。(4)乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h,M期时长为1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用_(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。(5)在光学显微镜下观察,同处于分裂末期
14、的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞,形态上最主要的区别是_。【解析】从曲线图中读出:处于S期末的细胞最快要经过G2期所需的时间,即2.2 h后能够进入M期;被标记且刚刚进入M期的细胞历经M期完成分裂时,所有未被标记的细胞全部退出M期,此时被标记的细胞比例达到最大值;M期包括前中后末四个时期,染色体数目变化是122412;加入过量的胸苷后,只有S期的细胞受到抑制,其他时期的变化不受影响,要使所有细胞都停留在S期,需要所有的细胞全部到达S期,经历时间应该是细胞历经G2、M、G1三时期所需要的总时间,即7.4 h;观察细胞有丝分裂过程中染色体的形态变化实验中,选择分裂期时间相对较长(分裂期/细胞周期)的
15、实验材料可在视野中观察到处于分裂期的细胞数量相对较多;在有丝分裂末期,动物细胞膜向内凹陷,将细胞质缢裂成两部分,而植物细胞有丝分裂末期,赤道板附近形成细胞板,将细胞质分开。【答案】(1)2.2(2)M122412(3)7.4(4)甲(5)动物肠上皮细胞膜凹陷,细胞缢裂;洋葱根尖细胞形成细胞板习题精选第一课时细胞分裂和受精作用1.细胞增殖是生物体生命活动的重要特征之一。下列与细胞分裂有关的叙述中,不正确的是 ()A在一个细胞周期中,T和U两种碱基被大量利用时,细胞一定处于分裂间期B与植物细胞有丝分裂有关的细胞器有线粒体、核糖体、高尔基体等C秋水仙素作用于植物细胞有丝分裂的后期,能导致子细胞染色体
16、数目加倍D人的肝细胞和蛙的红细胞分裂方式不同2(2010山东卷,7)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是 ()A每条染色体的两条单体都被标记B每条染色体中都只有一条单体被标记C只有半数的染色体中一条单体被标记D每条染色体的两条单体都不被标记3a和b是同一动物体内的两个细胞,通过对其核内DNA分子含量的测定,发现a细胞中DNA含量是b细胞的两倍,最可能的解释是 ()Aa是正常体细胞,b是处于减数第一次分裂结束时的细胞Ba是处于有丝分裂后期的细胞,b是处于有丝分裂前期的细胞Ca是处于有丝分裂
17、前期的细胞,b是处于减数第一次分裂后期的细胞Da处于有丝分裂中心体相互分离时,b处于次级性母细胞中染色体移向两极时4.(2011天津卷,4)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。如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 ()Aab过程中细胞内不会发生基因重组Bcd过程中细胞内发生了染色体数加倍Cc点后细胞内各染色体组的基因组成相同Dfg过程中同源染色体分离,染色体数减半5(2009广东卷,27改编)如图为蝗虫精母细胞减数分裂某一时 期的显微照片,该时期 ()A是减数分裂第一次分裂的前期B是减数分裂第一次分裂的中期C姐妹染色单体发生了互换D结束后,同源
18、染色体发生联会6下列关于豌豆细胞有丝分裂过程中细胞器作用的叙述,不正确的是 ()A在间期,核糖体上合成RNA聚合酶B在间期,两组中心粒之间星射线形成的纺锤体C在间期,线粒体为蛋白质合成提供能量D在末期,高尔基体与子细胞的细胞壁形成有关7下图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像。下列说法正确的有 ()(1)具有同源染色体的细胞有(2)动物睾丸中可能同时出现以上细胞(3)所示的细胞中有2个四分体(4)进行有丝分裂的细胞为和(5)中正发生等位基因的分离A(1)(2)(5) B(2)(4)(5)C(1)(3)(4) D(1)(2)(4)8(2010安徽卷,2)雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞
19、(C1、C2),一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)。比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息,正确的是 ()ADNA数目C1与C2相同,S1与S2不同B遗传信息C1与C2相同,S1与S2不同CDNA数目C1与C2不同,S1与S2相同D遗传信息C1与C2不同,S1与S2相同9下表是四种植物分生组织的细胞周期情况,有关叙述正确的是 ()植物细胞周期的时间(h)a时期b时期合计物种110.60.411物种2180.518.5物种316.5218.5物种410.42.312.7A. 四种分生组织都能产生吲哚乙酸,促进其细胞有丝分裂B秋水仙素作用于b
20、时期中的细胞,能使其染色体数目加倍C最好选用物种1观察有丝分裂过程,因其细胞周期最短Da时期细胞核中进行转录和翻译,b时期可观察到染色体10如图表示每条染色体上DNA含量的变化曲线,下列四个选项所示的细胞分裂图像不属于BC段范围内的是 ()11. A图表示一个细胞周期(G1、S、G2组成了分裂间期,分裂期包括前、中、后、末4个时期)中的细胞核内DNA含量的变化曲线;B图表示处于一个细胞周期中各个时期细胞数目的变化,请据图作答:(1)B图中有四种相同DNA含量的细胞,这些细胞所处的时期相当于A图中细胞周期的_期。(2)能够使B图中DNA含量为2N的细胞所占比例下降,DNA含量为4N的细胞所占比例
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