生物第五章 细胞的生命历程.ppt

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1、第五章第五章 细胞的生命胞的生命历程程u考点14 细胞的有丝分裂l高考考法突破考法1 细胞周期及其表示方法l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 1细胞不能无限长大细胞不能无限长大（1）细胞体积越大，细胞的相对表面积就越越小小，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 2细胞周期细胞周期(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，细胞周期细胞周期的时间

2、不同，分裂间期与分裂期所占用的比例也不同l应试基基础必必备33 细胞通过分裂进行增殖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

3、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。44无丝分裂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1.1

4、.具有细胞周期的细胞的特具有细胞周期的细胞的特征征及种类及种类只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如受精卵、植物形成层细胞、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。l高考考法突破高考考法突破2.2.细胞周期的表示方法及判断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，

5、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

6、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。4.4.由细胞周期可由细胞周期可联系的知识系的知识3.3.分裂间期的特分裂间期的特征征及加入某些及加入某些药物对细胞周期的影响物对细胞周期的影响 经典高考题某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂，在培养某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂，在培养过程中将适量的过程中将适量的3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）和某促标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）和某促进细胞分裂

7、的药物加入到培养液中，培养一段时间，可观察和测进细胞分裂的药物加入到培养液中，培养一段时间，可观察和测量到（量到（）例例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，有利于染色体的形成，C项正确；M期的前期核

8、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1.1.动物细胞和植物细胞有丝分裂过程的动物细胞和植物细胞有丝分裂过程的辨辨别别2.2.与细胞有丝分裂有关的细胞与细胞有丝分裂有关的细胞器器及相应的生理作用及相应的生理作用(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：

9、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(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ab、lm、pq变化的原因都是DNA分子复制gh、no、rs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cd、rs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

10、配，移向细胞两极C.甲和乙细胞中的染色体数目相等，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 安徽理综20153，6分如图是某同学在如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片，观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片，下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（）例例【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

11、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1.1.观察察根尖分生区细胞有丝分裂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11体积比混合

12、）解离35min，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35min，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.

13、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

14、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 例例北京理综20171,6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

15、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。Bu考点15细胞的分化、衰老、凋亡和癌变l高考考法突破高考考法突破l应试基础必备应试基础必备考法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细胞癌变考法7细胞生命历程的综合分析l应试基础必备应试基础必备 1 1细胞分化细胞分化(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

16、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 2细胞细胞衰老衰老细胞衰老的特征细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢

17、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 3细胞细胞凋凋亡亡(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。u 4 4细胞的癌变细胞的癌变(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

18、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l高考考法突破高考考法突

19、破1 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因，控制细胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。（2）判断细胞全能性的标志：起点和终点，起点是“细胞”，终点是发育成“个体”。（3）区分细胞分化与细胞全能性表达的关键：看“终点”，终点是“个体”的为细胞全能性的表达，终点是“组织器官”的为细胞分化。2.同一个体不同体细胞的遗传分析不同体细胞在形态、结构和功能上不同的根本原因是基因的选择性表达，使细胞中mRNA不同，直接原因是细胞中蛋白质不同。细胞分化不改变细胞中DNA和细胞数目，没有基因的丢失与改

20、变发生，只是表达的基因不同。（1）细胞全能性大小的比较：一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以实现。受精卵（未分化）精子或卵细胞（高度分化）体细胞。植物体细胞动物体细胞（克隆羊只证明动物细胞核具有全能性）。【注意】进行单性生殖，是精子与卵细胞的全能性大于体细胞。胚胎干细胞（全能干细胞）造血干细胞（多能干细胞）皮肤生发层干细胞（专能干细胞）。（2）细胞分化使细胞种类增多，是细胞全能性表现的前提，没有细胞的分化，细胞的全能性无法得到表达。一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体的人工培养条件下，高度分化的细胞能够脱分化，从而具有发育成完整个体的潜能。两者的遗传物质都不发生改变。如人体内的B淋巴细胞

21、，接受抗原刺激后仍可再分化。3.细胞全能性大小与细胞分化的关系按分化潜能的大小，干细胞基本上可分为3种类型：全能干细胞，它具有形成完整个体的分化潜能，胚胎干细胞就属于此类；多能干细胞，它具有分化出多种细胞组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞；专能干细胞，只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如皮肤生发层的干细胞。4.干细胞的分类 例例 课标全国理综20161，6分在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是()A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果D.通过组织培养可将植

22、物叶肉细胞培育成新的植株【解析】有丝分裂保证了物种的连续性和遗传的稳定性，A正确；哺乳动物的造血干细胞是分化程度较低的细胞，B错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，C正确；已分化的植物细胞可通过组织培养培育成新的植株，D正确。B 考法5 细胞衰老和凋亡的特征与意义的判断(1)细胞凋亡与细胞坏死的比较1.1.细胞细胞凋凋亡与细胞亡与细胞坏坏死的比较死的比较（2）区别细胞凋亡与细胞坏死2.2.细胞的细胞的衰老衰老和和凋凋亡与人体亡与人体健康健康细胞衰老与人体健康的实例：老年人头发变白的直接原因是新陈代谢变缓，与黑色素合成相关的酶活性降低。皮肤上的老年斑是细胞内的色素随细胞的衰老而逐渐积累的结果。

23、【解析】细胞分化程度越高，分裂能力越弱，A正确；衰老的细胞中大多数酶的活性普遍降低，而不是各种酶，B错误；细胞凋亡能够维持机体内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰，C正确；癌细胞膜糖蛋白减少，培养时无接触抑制特征，D正确。B江苏生物201718,2分下列关于人体细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述，错误的是()A.细胞分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱B.衰老细胞中各种酶的活性显著降低C.细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定D.癌细胞无接触抑制特征 例例 考法6 细胞癌变1.1.有关癌细胞的特征及癌变机理的考查有关癌细胞的特征及癌变机理的考查（1）原癌基因和抑癌基因的分布：二者普遍存在于所有体细

24、胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变，即遗传物质发生了变化。（2）对癌细胞的三点理解癌细胞是一类畸形分化或不能正常分化的细胞，对机体有害。细胞的增殖、分化、衰老、凋亡都属于正常的生理过程，而细胞的癌变则是细胞一种不正常的变异导致的。癌细胞的三个特征，可从“不死的细胞”“变态的细胞”“扩散的细胞”三方面来理解掌握。（1）与细胞代谢的关系：癌细胞利用葡萄糖能力增强，可产生大量的中间产物，为癌细胞的无限增殖提供合成DNA和蛋白质的原料2.与癌细胞有关的综合考查与癌细胞有关的综合考查（2）单克隆抗体的制备与癌症治疗：将癌细胞表面的受体蛋白作为免疫动物的抗原，刺激B淋巴细胞增殖

25、分化为浆细胞和记忆细胞，浆细胞能分泌相应的抗体。该单克隆抗体与肿瘤细胞表面的受体蛋白特异性结合，阻断受体蛋白介导的信号传导而阻止细胞增殖，从而起到治疗癌症的目的 四川理综20167，6分研究发现，直肠癌患者体内存在癌细胞和肿瘤干细胞。用姜黄素治疗，会引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达，诱发癌细胞凋亡；而肿瘤干细胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白，能有效排出姜黄素，从而逃避凋亡，并增殖分化形成癌细胞。下列说法不正确的是()A.肿瘤干细胞与癌细胞中基因的执行情况不同B.肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出都需要消耗ATPC.编码BAX蛋白和 ABCG2蛋白的基因都属于原癌基因D.用ABCG2抑制剂与姜黄

26、素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡例例【解析】由题中“肿瘤干细胞可以增殖分化形成癌细胞”可知，肿瘤干细胞和癌细胞属于两种分化程度不同的细胞，所以其基因执行情况不同，A项正确；肿瘤干细胞的增殖需要消耗ATP，肿瘤干细胞通过ABCG2蛋白高效排出姜黄素，可以逃避凋亡，推测属于逆浓度梯度需要载体蛋白的主动运输过程，需要消耗ATP，B项正确；编码的BAX蛋白能诱导细胞凋亡，所以其是凋亡基因的表达产物，不是原癌基因对应的蛋白，肿瘤干细胞膜上高水平的ABCG2蛋白的存在能使细胞逃避凋亡，并进一步分化为癌细胞，所以其应属于基因突变后的表达产物，C项错误；用ABCG2抑制剂可以抑制ABCG2蛋白的活性（避免将姜

27、黄素排出），再结合姜黄素的作用，即可诱导肿瘤干细胞内BAX蛋白的合成，从而促进肿瘤干细胞的凋亡，D项正确。C 考法7 生命历程的综合分析1 1细胞分裂与细胞分化的比较细胞分裂与细胞分化的比较 考法7 生命历程的综合分析1 1细胞分裂与细胞分化的比较细胞分裂与细胞分化的比较2 2细胞的细胞的凋凋亡、亡、衰老衰老、坏坏死与癌变的比较死与癌变的比较项目细胞凋亡细胞衰老细胞癌变细胞坏死与基因的关系受基因控制可能有关基因突变不受基因控制细胞膜的变化内陷皱缩糖蛋白减少破裂形态变化破裂细胞萎缩呈球形外形不规则变化影响因素受基因严格的控制内、外因共同作用物理、化学、病毒等致癌因子电、热、冷、机械等各种不利因素

28、对机体的影响对机体有利对机体有利对机体有害对机体有害3 3细胞生细胞生命命历程各过程中的遗传物质变化程各过程中的遗传物质变化结果遗传物质变化细胞分裂单细胞生物完成生殖，多细胞生物产生新细胞遗传物质复制后均分细胞分化形成不同组织和器官遗传物质不发生改变细胞癌变变成无限增殖的癌细胞遗传物质发生改变细胞衰老细胞正常死亡遗传物质不发生改变细胞凋亡细胞正常死亡遗传物质不发生改变4 4细胞生细胞生命命历程各过程之间的关系程各过程之间的关系【解析】线虫发育过程中细胞数量减少，是细胞编程性死亡的结果，即细胞凋亡的结果，A错误；化学治疗(或化疗)可以抑制癌细胞的生长、扩散或缓解癌症引起的症状，大多数化疗药物能阻止有丝分裂间期DNA的复制或分裂期纺锤体的形成，癌细胞将因不能分裂而死亡，B错误；人的造血干细胞是多能干细胞，可以分化为多种细胞，C错误；细胞的衰老与分裂次数有关，故体外培养时，成人的成纤维细胞传代次数少于儿童的成纤维细胞，D正确。例例D 江苏生物20163，2分下列关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是()A.线虫发育过程中细胞数量减少，是细胞衰老死亡的结果B.恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性，所以不易被化疗药物杀死C.人的造血干细胞是全能干细胞，可以分化为多种细胞D.体外培养时，儿童的成纤维细胞传代次数多于成人的成纤维细胞敬敬 请 期期 待待 下下 一一 章！章！