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第四单元　细胞的生命历程 含减数分裂和受精作用
第一讲　细胞的增殖
考纲要求
1．细胞的生长和增殖的周期性　Ⅱ
2．细胞的有丝分裂　Ⅱ
3．实验：(1)制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。(2)模拟探究细胞表面积与体积的关系。
考点一　细胞的生长与细胞周期
　
1．生物体生长的原因
一是细胞的生长，二是细胞分裂。
2．细胞不能无限长大
3．细胞分裂方式及判断
(1)概念图
(2)解读
4．细胞周期
　　
易错整合，判断正误。
(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(　×　)
　　
1．为何有些原生动物(如草履虫)会出现2个细胞核？
[提示]原生动物相对体积较大，出现2个细胞核可扩大核质比，有利于细胞核对细胞功能的控制。
2．(教材必修1P115拓展题)卵细胞为什么体积比较大？
[提示]卵细胞的卵黄中贮存了大量营养物质，卵裂初期所需的营养物质由卵黄提供，不是靠细胞外物质的输入；细胞的表面积与体积之比限制细胞的物质运输，而卵细胞内部储存了大量的营养物质，可以长得比较大。
3．细胞产生的子细胞都将继续分裂吗？
[提示](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、植物形成层细胞等。
(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、浆细胞等。
重 难 精 讲
　细胞周期的表示方式
方法名称 表示方法 说明
扇形图 间期在前，分裂期在后，顺序不能颠倒 A→B→C→A表示一个细胞周期 C→A→B→C不能表示一个细胞周期
线段图 a＋b或c＋d为一个细胞周期
坐标图 a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期
柱形图 B组DNA含量的变化说明处于DNA的复制时期；C组DNA已经加倍说明处于分裂期；分裂间期时间长，A组细胞数目最多，处于分裂间期
[易错警示]
(1)具有细胞周期的条件
①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。
②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)等。
③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。
(2)分裂间期的物质变化
分裂间期又可划分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)，其主要变化如下：
①G1期
②S期：完成DNA复制——每条染色体上1个DNA复制为2个DNA，且两个DNA位于两条染色单体上，两条染色单体由一个着丝点连在一起。
③G2期：合成蛋白质——主要是用于形成纺锤丝(星射线)。
(3)由细胞周期可联系的知识
①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。
②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，出现多倍体细胞。
③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。
精 准 命 题
例1　(2018·江西临川二中月考)如图a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期，下列叙述不正确的是(　D　)
A．a和b为一个细胞周期
B．c段结束核DNA含量增加一倍
C．核遗传物质平分一般发生在d段
D．b和c为一个细胞周期
[解析]　分析题图可知，a、c持续的时间长，为分裂间期，b、d持续的时间短，为分裂期。a是分裂间期、b是分裂期，二者组成一个细胞周期，A正确；c是分裂间期，主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，c段结束后核DNA含量增加一倍，B正确；d是分裂期，主要完成核遗传物质的平均分配，C正确；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所经历的全过程，分为间期与分裂期两个阶段，因此该图中一个细胞周期是a＋b或c＋d，不能是b＋c，D错误。
技巧点拨
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。
(4)影响细胞周期的因素
①内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同，间期和分裂期所占的比例也不同。
②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。
〔对应训练〕
1．(2018·江西南昌摸底调研)下列有关细胞的生长与增殖的叙述中，错误的是(　A　)
A．体细胞增殖的唯一方式是有丝分裂
B．动物细胞有丝分裂各时期染色体的行为与植物细胞大体相同
C．细胞核中DNA的含量相对稳定是限制细胞无限长大的因素之一
D．显微观察洋葱根尖分生区的一个视野中，往往看不全细胞周期各时期的图像
[解析]　体细胞的增殖可以通过有丝分裂进行，也可以通过无丝分裂进行，A错误；动物细胞有丝分裂各时期染色体的行为与植物细胞大体相同，如都有染色体的复制、染色体排列在细胞中央、染色体着丝点分裂后产生的两个子染色体分别移向细胞的两极等，B正确；细胞核是细胞的控制中心，细胞核中DNA的含量是相对稳定的，如果细胞太大，会增大细胞核的“负担”，因此细胞不能无限长大，此外，细胞不能无限长大还受其他因素的影响，如细胞表面积与体积的关系，C正确；细胞周期中，分裂间期持续的时间较长，分裂期持续的时间较短，观察洋葱根尖分生区的一个视野时，一般处于分裂间期的细胞数目较多，分裂期的细胞数目较少，分裂期中某个时期的细胞图像可能看不到，D正确。
2．(2018·黑龙江鸡西虎林一中月考)在探究细胞大小与物质运输关系的实验中，用NaOH溶液浸泡不同边长的含酚酞的琼脂立方块一定时间后，取出立方块切成两半，其剖面如图所示，其中x为NaOH扩散的深度，y为立方块的边长，阴影代表红色。则(　D　)
A．该实验的自变量为x，因变量为y
B．x的值随y值的增大而增大
C．NaOH扩散的体积为(y－x)3
D．y值越小，扩散体积的比例越大
[解析]　本实验的目的是探究细胞大小与物质运输关系，y表示细胞大小，x表示细胞运输物质的量，故该实验的自变量为y，因变量为x，A错；从实验的结果来说，细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低，B错；NaOH扩散的体积为y3－(y－2x)3，C错。
考点二　细胞的有丝分裂
　
1．有丝分裂过程——以高等植物细胞为例(连线)
巧学妙记：细胞有丝分裂各时期特点
→膜仁消失显两体
　|
→形定数晰赤道齐
　|
→点裂数加均两极
　|
→两消两(三)现质分离
2．有丝分裂过程中相关结构的变化
(1)染色体形态及行为变化：
间期 前期 中期 后期 末期
染色质染色体
(2) 有丝分裂过程中相关成分或结构“加倍”的时期和原因分析
成分或结构 时期 原因
DNA 间期 DNA复制
染色体 后期 着丝点分裂
中心体 间期 中心体复制
细胞核 末期 新核膜已经形成，细胞质尚未分裂
3．“三看”法界定动物和高等植物细胞有丝分裂图像
4．细胞有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制之后，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，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
　　
真题重组，判断正误。
(1)若要观察处于分裂中期的染色体，可用醋酸洋红液染色(2017·全国卷Ⅰ，2C)(　√　)
(2)有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定(2017·海南卷，23B)(　√　)
(3)细胞中染色体的数目始终等于DNA数目(2017·海南卷，23A)(　×　)
(4)人的正常体细胞的分裂次数是有限的(2016·海南卷，4A)(　√　)
(5)细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献(2016·全国卷Ⅱ，1A)(　√　)
　　
1．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。
2．赤道板和细胞板都是真实存在的吗？
[提示]赤道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下看不到；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。
重 难 精 讲
1．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)a→b、l→m、p→q变化原因都是DNA分子复制。
(2)g→h、n→o、r→s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)c→d、r→s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。
2．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 细胞类型 时期 生理作用
核糖体 动物、植物 整个时期，但是主要是间期 各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质)的合成
中心体 动物、低等植物 前期 纺锤体的形成
高尔基体 植物 末期 细胞壁的形成
线粒体 动物、植物 整个时期 提供能量
3．动植物细胞有丝分裂异同点比较
比较 类别 不同点 相同点
是否有中 心体复制 有丝分裂过程 间期 分裂期
前期：纺锤体形成机制不同 末期：细胞质分裂方式不同
高等 植物 细胞 无 染色体完成复制 染色体平 均分配到 两个子细 胞中
动物 细胞 有
[易错警示]
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。
精 准 命 题
考向一　 有丝分裂过程及相应数量变化
例2　(2018·福建福州模拟)下面是动物细胞有丝分裂不同时期染色体(a)数目、核DNA分子(b)数目的柱形统计图。下列对该图的分析正确的是(　C　)
A．①时期染色体还未复制，核DNA已完成了复制
B．③时期核膜、核仁重建，细胞中部出现细胞板
C．①→②表示着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变
D．②→③表示同源染色体相互分离，染色体和核DNA分子数目也随之减半
[解析]　图①可表示有丝分裂前期和中期，图②可表示有丝分裂后期。有丝分裂的前期和中期，DNA已复制，染色体也完成了复制，但染色体数目不变，A错误。动物细胞分裂过程中不形成细胞板，B错误。①→②可表示由中期到后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变，C正确。有丝分裂过程中不会发生同源染色体分离现象，D错误。
技巧点拨
根据柱形图来判断细胞分裂时期的方法
常见柱形图如下：
一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期
(1)根据染色单体变化判断各时期：
染色单体
(2)根据比例关系判断各时期：
考向二　动、植物细胞有丝分裂的区别
例3　(2018·湖南岳阳湘阴一中月考)下列关于动、植物细胞有丝分裂相同点的叙述，错误的是(　B　)
A．在分裂间期，核DNA复制，含量加倍
B．在分裂前期，由中心粒周围发出的星射线形成纺锤体
C．在分裂中期，染色体的着丝点排列在赤道板上，含姐妹染色单体
D．在分裂后期，每一个着丝点分裂成两个，染色体数目加倍，不含姐妹染色单体
[解析]　动、植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成方式不同：动物细胞中纺锤体是由中心体发出的星射线形成的，植物细胞中纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的。
技巧点拨
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。
〔对应训练〕
3．(2018·河南鹤壁高级中学第一次段考)下图中，图甲表示有丝分裂不同时期核DNA含量和细胞数目的变化关系；图乙、图丙分别表示细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图。下列分析错误的是(　B　)
A．图甲细胞核内DNA含量为2C～4C之间的细胞正在进行DNA复制
B．图乙对应图甲中细胞核内DNA含量为2C的细胞，中心体、线粒体参与细胞分裂
C．图乙细胞核DNA：染色体＝2︰1，图丙细胞含0条姐妹染色单体
D．用DNA合成抑制剂处理，图甲中细胞核内DNA含量为4C的细胞数目会减少
[解析]　图乙处于有丝分裂中期，对应图甲中细胞核内DNA含量为4C的细胞，B错。
4．(2018·浙江镇海中学月考)菠菜根的分生区细胞不断分裂，对该过程的叙述正确的是(　C　)
A．细胞分裂间期，DNA复制，DNA和染色体的数目增加一倍
B．细胞分裂前期，核膜和核仁逐渐消失，中心体发出星射线形成纺锤体
C．细胞分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，适于染色体计数和形态观察
D．细胞分裂末期，在细胞中央赤道板的位置出现一个由薄细胞构成的细胞板
[解析]　细胞分裂间期，DNA复制，DNA数目增加一倍，但是染色体的数目没有发生变化，A错误；菠菜是高等植物，没有中心体，从细胞两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体，B错误；中期染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于计数和观察，C正确；细胞板是由高尔基体参与形成细胞壁的过程中出现的一个结构，不是由薄细胞构成的，D错误。
5．(2018·安徽屯溪一中期末)如图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂期，对图像的描述正确的是(　A　)
A．甲、乙、丙细胞分别处在有丝分裂的前期、后期和中期
B．甲、乙、丙细胞染色体数、染色单体数与DNA数之比均为1：2：1
C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D．该生物可能是高等植物
[解析]　由题图可知，甲细胞中有中心体、染色体清晰可见，且染色体散乱排布，处于有丝分裂前期，乙细胞内着丝点已经分裂，新形成的子染色体分别移向细胞两极，处于有丝分裂后期，丙细胞中着丝点整齐地排列在赤道板上，处于有丝分裂中期，A正确；乙细胞中无染色单体，B错误；中心粒在间期倍增成为两组，甲细胞处于有丝分裂前期，C错误；图中所示细胞含中心体且无细胞壁，可推知该生物为动物，高等植物细胞中不含中心体，D错误。
考点三　实验：观察洋葱根尖细胞的有丝分裂
　
1．实验原理
2．实验步骤
过程 图像 步骤说明
根尖培养 实验前3～4 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触清水，置于温暖处，常换水，待根长约5cm时取用
装片制作 取材 剪取根尖2～3mm(时间：上午10时～下午2时)
解离 ①解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1︰1体积比混合； ②时间：3～5 min； ③目的：使组织中的细胞相互分离开来
漂洗 ①漂洗液：清水； ②时间：约10 min； ③目的：洗去解离液，防止解离过度
染色 ①染色液：0.01 g/mL或0.02 g/mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液； ②时间：3～5 min； ③目的：使染色体(或染色质)着色
制片 ①压片：用镊子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后用拇指轻轻地按压载玻片； ②目的：使细胞分散开，利于观察
观察 ①先用低倍镜观察：找到分生区细胞(正方形、排列紧密)； ②后用高倍镜观察：找出各时期细胞，观察特点并记录各时期的细胞数目
绘图 中期细胞绘图要点：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
　　
易错整合，判断正误。
(1)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(　×　)
(2)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散(　√　)
(3)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(　×　)
(4)显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体(　×　)
(5)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。
重 难 精 讲
1．实验成功的关键及注意事项
实验 材料 的选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部分 选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)
时间 必须在分裂旺盛的时间
操作 注意 事项 解离 时间 太短 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散
过长 导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色
漂洗 时间 适宜 洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色
染色 时间 太短 染色体或染色质不能完全着色
过长 使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
压片 时间 过轻 细胞未分散开
过重 将组织压烂
显微镜 观察 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化
细胞数目 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。
精 准 命 题
例4　(2018·江西重点中学联考)下图所示是关于观察洋葱有丝分裂实验的部分操作，下列评价合理的是(　C　)
A．剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛
B．该实验步骤中唯一的错误是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C．在观察的图像中，b属于分生区的细胞，细胞已死亡
D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显
[解析]　根尖2～3 mm的区域属于分生区。在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除。分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡。b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显。
〔对应训练〕
6．(2018·江西临川一中质检)下列关于“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的描述正确的是(　B　)
A．实验步骤：取材→解离→染色→漂洗→制片→观察
B．视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
C．能观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成细胞壁的过程
D．处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等
[解析]　观察植物根尖分生区细胞有丝分裂的实验步骤是取材→解离→漂洗→染色→制片→观察，A错误；视野中不同细胞所处的分裂时期不同，细胞中染色体数目可能不相等，如分裂中期和后期，B正确；分裂末期细胞内由细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，但该实验中细胞经解离已经死亡，观察不到细胞板向四周扩展的动态过程，C错误；处于分裂间期的细胞数目要多于处于中期的细胞数目，D错误。
课末总结
1．〔思维导图〕
2．〔高考必背语句〕
1．细胞体积越小，细胞的相对表面积与体积之比就越大，越有利于物质交换。
2．真核细胞的增殖方式有无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。
3．细胞周期包括分裂间期和分裂期，以分裂间期为起点。
4．只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，进行减数分裂的细胞、高度分化的细胞都不具有细胞周期。
5．分裂间期的时间远远长于分裂期。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2018·全国卷Ⅰ，4)已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物)，每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是(　C　)
A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构
[解析]　A对：乙组细胞数增加最快，应该是加入了药物X后进行的培养。B对：丙组细胞开始时增殖速度与乙组几乎相同，曲线和乙组基本重合，后期比乙组慢，说明丙组先加入药物X促进细胞增殖，后期加入药物D，抑制了药物X的作用。C错：若乙组先加入药物D，后加入药物X，其细胞数变化曲线开始应与甲组基本重合，后期略有增加。D对：药物D对药物X有抑制作用，若药物X为蛋白质，其抑制原理可能是药物D改变了药物X的空间结构，导致药物X的活性降低。
2．(2017·北京卷，1)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(　B　)
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]　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。
3．(2017·全国卷Ⅲ，29)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：
(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的间(或答S)期，以达到细胞周期同步化的目的。
(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，秋水仙素能够抑制纺锤体形成，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不会(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。分裂间期的特点是完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质(答出1点即可)。
[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。
第二讲　减数分裂和受精作用
考纲要求
1．细胞的减数分裂　Ⅱ
2．动物配子的形成过程　Ⅱ
3．动物的受精过程　Ⅲ
考点一　减数分裂和受精作用
　
1．减数分裂的概念
2．动物精子的形成过程
3．精子和卵细胞形成过程的差异
比较 精子形成过程 卵细胞形成过程
细胞质分 裂方式 均等分裂 第一极体均等分裂，初、次级卵母细胞不均等分裂
是否变形 变形 不变形
结果 一个精原细胞 ↓ 4个精子 一个卵原细胞 ↓ 1个卵细胞、3个
4．受精作用的概念
　　
易错整合，判断正误。
(1)人体的一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223(　×　)
(2)1个卵原细胞只能产生1个卵细胞，而1个精原细胞能形成4个精细胞(　√　)
(3)减数分裂形成配子过程中实现了基因重组，造成有性生殖后代的多样性(　√　)
(4)受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方(　×　)
(5)玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对(　×　)
(6)哺乳动物精子形成时，在减数第一次分裂过程中均存在四分体(　×　)
(7)在减数第二次分裂的后期，染色体数目暂时是体细胞的两倍(　×　)
(8)一个基因型为AaBb的精原细胞，在不发生交叉互换的情况下，能产生2种精子(　√　)
　　
1．精子与卵细胞的识别、融合体现了细胞膜的哪类功能，其结构基础是什么？
[提示]精卵识别体现细胞膜的信息交流功能，其融合则依赖于细胞膜的流动性。
2．若基因型为AaBb的一个卵原细胞，产生了一个Ab的卵细胞，请绘制与产生该卵细胞相关的初级卵母细胞、次级卵母细胞及第一极体后期分裂图像。
[提示]
3．有性生殖后代多样性的原因？
[提示](1)配子的多样性：减Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，减Ⅰ后期非同源染色体之间的自由组合。
(2)受精时精子和卵细胞的结合具有随机性。
重 难 精 讲
1．联会和四分体
(1)联会：是指减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。该时期已完成复制，染色单体已形成，即一对同源染色体含4条染色单体。
(2)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。图中含有两个四分体，即四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。
2．交叉互换
(1)图示：
(2)时期：减数第一次分裂前期(四分体时期)。
(3)范围：同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段。
(4)交换对象：等位基因(B－b)交换。
(5)结果及意义：导致基因重组，产生多种配子，若不交换只产生AB、ab两种配子，若交换则可产生AB、ab(染色单体未交换)和Ab、aB(交换的结果)四种配子，产生可遗传变异。
[易错警示]
(1)同源染色体也有大小不同的，如男性体细胞中的X染色体和Y染色体，X染色体较大，Y染色体较小。
(2)大小相同的染色体不一定是同源染色体，如着丝点断裂后形成的两条染色体，因不是一条来自父方，一条来自母方，所以不叫同源染色体；但只要联会的两条染色体不管大小、形状是否相同，都叫同源染色体；同源染色体既可以是复制之前不含染色单体也可以是复制之后含染色单体。
3．精子和卵细胞形成过程的比较
项目 精子形成过程 卵细胞形成过程
不同点 部位 动物睾丸或精巢 动物卵巢
原始生殖细胞 精原细胞 卵原细胞
细胞质的 分配情况 两次分裂都均等 只有减数第二次分裂中第一极体的分裂均等，初级、次级卵母细胞的分裂皆不均等
分裂结果 1个精原细胞形成4个精子，在无交叉互换时形成2种精子，有交叉互换时形成4种精子 1个卵原细胞形成4个子细胞，其中1个是卵细胞，3个是极体
是否变形 4个精细胞变形后形成4个精子 不需变形
相同点 (1)染色体的行为和数目变化规律相同，表现在： ①染色体都在减数第一次分裂前的间期复制 ②减数第一次分裂时期染色体联会(可发生交叉互换)、均分，非同源染色体自由组合 ③减数第二次分裂都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开 (2)产生的子细胞数目都是4个，且子细胞中染色体数目减半
4．细胞分裂的特殊情况
[1]减数分裂过程中的交叉互换和自由组合
⑴若发生交叉互换产生配子的情况
⑵若发生自由组合产生配子的情况
若一个性原细胞基因型为AaBb，则减数分裂后产生配子为AB和ab或Ab和aB两种情况，若考虑个体则产生四种类型的配子。
[2]细胞分裂过程中异常细胞的形成原因
⑴原始生殖细胞的基因型为AaBb
①若形成的子细胞是AAaaBb，则形成原因是有丝分裂过程中两条染色体的姐妹染色单体未分开。
②若形成的子细胞是AaB或Aab或ABb或aBb类型，则形成原因是减I过程中，同源染色体未分离。
③若形成的子细胞是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb类型，则形成原因是减Ⅱ过程中，姐妹染色单体未分开。
⑵如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：
[3]精子和卵细胞种类和数目的计算方法
⑴1个含n对等位基因的精原细胞，经过减数分裂后，能形成4个精子，2种类型。
⑵1个含n对等位基因的卵原细胞，经过减数分裂后，能形成1个卵细胞，1种类型。
⑶1个含n对同源染色体的生物体，经过减数分裂能形成2n种精子或卵细胞。
精 准 命 题
考向一：减数分裂过程
例1　(2018·安徽合肥一中月考)下列关于细胞分裂的表述，正确的是(　B　)
A．二倍体动物体细胞有丝分裂后期，细胞的每一极均不含有同源染色体
B．二倍体生物细胞质中的遗传物质在细胞分裂时，随机地、不均等地分配
C．二倍体生物减数第二次分裂后期的细胞中，染色体数目与体细胞相同，含同源染色体
D．等位基因的分离发生在减数第一次分裂过程中，非等位基因的自由组合发生在减数第二次分裂过程中
[解析]　有丝分裂过程中没有同源染色体的分离，因此在二倍体动物体细胞有丝分裂后期，细胞的每一极均含有同源染色体，A错误；二倍体生物细胞在细胞分裂过程中，线粒体、叶绿体等并不是均匀分布，因此细胞质中的遗传物质在细胞分裂时，随机地、不均等地分配，B正确；二倍体生物减数第二次分裂过程中一般无同源染色体；C错误；非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，D错误。
技巧点拨
(1)减数第一次分裂的主要特点是同源染色体分离，减数第二次分裂的主要特点是着丝点分裂，姐妹染色单体分开。
减数第一次分裂分开的是同源染色体，减数第二次分裂分开的是姐妹染色单体。
(2)减数分裂产生配子的种类
分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。
①若是一个个体，则可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。
②若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。例如YyRr基因型的个体产生配子情况如下：
项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
一个精原细胞 4种 2种(YR、yr或Yr、yR)
一个雄性个体 4种 4种(YR、yr、Yr、yR )
一个卵原细胞 4种 1种(YR或yr或Yr或yR )
一个雌性个体 4种 4种(YR、yr、Yr、yR)
(3)减数分裂是有性生殖生物的遗传和变异的细胞学基础
①减Ⅰ前的间期复制→基因突变。
②减Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体交叉互换→基因重组。
③
④减数分裂中也可能发生染色体结构和数目的改变―→染色体变异
考向二：减数分裂异常情况
例2　(2018·山东菏泽一中月考)在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。①③细胞都处于染色体向两极移动的时期。不考虑基因突变和交叉互换，下列有关推测合理的是(　C　)
A．①时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个
B．③时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个
C．②时期的初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个
D．图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或减数第二次分裂过程异常
[解析]　分析题图可知①是有丝分裂后期的细胞，着丝点分裂，向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个，A错误；分析题意可知③是减数第二次分裂后期的细胞，由于减数第一次分裂时等位基因已经发生了分离，因此向每一极移动的荧光点红、黄色不能同时出现，B错误；②为初级精母细胞，染色体发生了复制，基因加倍，此时同源染色体没有分离，因此该时期的细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个，C正确；分析题图可知，图中的精细胞存在等位基因B和b，若不考虑基因突变和交叉互换，原因只能是减数第一次分裂时B与b所在的同源染色体没有发生分离所致，D错误。
〔对应训练〕
1．(2018·黑龙江省伊春二中高三期中)有关减数分裂和受精作用的描述，正确的是(　D　)
A．受精卵中的遗传物质一半来自于卵细胞，一半来自于精子
B．在成年男子的精巢细胞中，染色体数目有46条、23条2种可能
C．减数分裂过程中，着丝点分裂伴随着等位基因的分离
D．染色体的自由组合不是配子多样性的唯一原因
[解析]　受精卵中的细胞核遗传物质一半来自卵细胞，一半来自精子，而细胞质遗传物质几乎都来自卵细胞，A错误；在成年男子的精巢细胞中，有的进行有丝分裂，有的进行减数分裂，所以染色体数目有92条、46条、23条3种可能，B错误；减数分裂过程中，等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期，而着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期，C错误；染色体
的自由组合不是配子多样性的唯一原因，配子多样性的原因还有可能是交叉互换等其他变异，D正确。
2．(2018·湖南长沙一中模拟)某夫妇妻子表现型正常，丈夫为红绿色盲患者(相关基因用B、b表示)，生下一性染色体组成为XXY的色盲孩子，出现这种现象的原因可能是(　D　)
A．女方减数第一次分裂异常或男方减数第一次分裂异常
B．女方减数第一次分裂异常或男方减数第二次分裂异常
C．女方减数第二次分裂异常或男方减数第二次分裂异常
D．女方减数第二次分裂异常或男方减数第一次分裂异常
[解析]　依题意可知，红绿色盲孩子的基因型为XbXbY，该对夫妇的基因型是XBXb和XbY，由此可推出该患儿可能是由母亲产生的含XbXb的卵细胞与父亲产生的含Y的精子结合或是由母亲产生的含Xb的卵细胞与父亲产生的含XbY的精子结合后所形成的受精卵发育而成的。若为前者，则基因组成为XbXb的异常卵细胞的形成是由于次级卵母细胞在减数第二次分裂过程中出现异常，着丝点分裂后所形成的两条X染色体没有正常分离；若为后者，则基因组成为XbY的精子的产生是由于初级精母细胞在减数第一次分裂过程中X和Y这对同源染色体没有分离。综上所述，A、B、C三项均错误，D项正确。
3．(2018·安徽质量检测)如图所示动物精原细胞中有一对同源染色体，在减数分裂过程中这对同源染色体发生交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是(　A　)
A．②与③　 B．①与③
C．①与②　 D．②与④
[解析]　减数第一次分裂结束后，同源染色体分至两个细胞中，在减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离，根据题图可知，①和③在减数分裂过程中发生了交叉互换，则②与③、①与④分别是来自同一个次级精母细胞，故A正确。
考点二　减数分裂过程中数量变化
(设正常体细胞中染色体为2N)
重 难 精 讲
1．具体数量变化
比较项目 分裂方式 染色体 数目变化 核DNA 数目变化 染色单 体数目变化 染色体 组数目变化 同源染 色体对 数变化
减数分裂 第一次分裂 性原 细胞 2N 2N→4N 0→4N 2 N
前、中、 后期 2N 4N 4N 2 N
末期 N 2N 2N 1 0
第二次分裂 前、中期 N 2N 2N 1 0
后期 2N 2N 0 2 0
性细胞 N N 0 1 0
2．染色体、核DNA数量变化曲线
(1)染色体数量变化曲线
分析：AB段表示减数第一次分裂末期，同源染色体分离，分别进入两个次级性母细胞，导致子细胞内染色体数目减半。
CD段表示减数第二次分裂后期，着丝点分裂导致细胞内染色体数目暂时加倍。
(2)核DNA数量变化曲线
EF段表示减数第一次分裂前的间期，染色体复制导致细胞核内DNA数目暂时加倍。
GH段表示减数第一次分裂末期，同源染色体分开分别进入两个子细胞，导致子细胞核内DNA数目减半。
IJ段表示减数第二次分裂末期，分开后的姐妹染色单体成为染色体，分别进入两个子细胞，导致精细胞(或卵细胞)核内DNA减半。
(3)每条染色体DNA含量或染色体︰核DNA值曲线图
相关解读
A→B (A′→B′) B→C (B′→C′) C→D (C′→D′) D→E (D′→E′)
特点 及其 变化
减数 分裂 对应 时期 减数第一次分裂前的间期 减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期 减数第二次分裂的后期 减数第二次分裂的末期
有丝 分裂 对应 时期 间期 前期和中期 后期 末期
[方法技巧]
巧判配子的来源
精 准 命 题
例3　(2018·南京模拟)下图分别表示对几种生物体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果。下列有关叙述正确的是(　C　)
A．若图甲为有丝分裂过程中的某阶段，则可在上一时期的细胞中观察到赤道板
B．若图乙表示有丝分裂过程的某阶段，则染色体着丝点分裂可发生在这一阶段
C．若图乙表示减数分裂过程的某阶段，则同源染色体的分离可发生在这一阶段
D．若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞，则b组细胞中不会出现联会和四分体
[解析]　细胞中央的赤道板是个假想的平面，是观察不到的。若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，那么该阶段是有丝分裂的前期和中期，染色体着丝点分裂不可能发生在此阶段。若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，那么该阶段可能是减数第一次分裂的后期，同源染色体的分离可发生在此阶段。若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞，根据细胞中染色体数量可知，b组可表示卵原细胞、初级卵母细胞或处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞，因此b组细胞中可能会出现联会和四分体。
技巧点拨
关注染色体和核DNA变化曲线的变式——直方图
直方图实质上是坐标曲线图的变形，反映的也是染色体、核DNA或染色单体数量的变化关系。解题思路与坐标曲线图基本相同，但对染色单体的分析显得尤为重要。在直方图中，染色体和DNA的含量不可能是0，但染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以直方图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。如下图所示：
〔对应训练〕
4．(2018·江西临川一中月考)如图1表示细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA分子数之比的变化关系，图2表示某动物处于细胞分裂不同时期的图像。相关分析正确的是(　D　)
A．图2中具有同源染色体的只有甲、丙细胞
B．处于图1中CD段的细胞是图2中的甲、丙、丁
C．图1中BC段形成的原因与DE段形成的原因相同
D．图2中丁细胞的名称为次级精母细胞，如果丁细胞中的M为X染色体，则N一定是常染色体
[解析]　图2中甲、乙、丙细胞中均有同源染色体，A错误；图1中CD段的细胞中一条染色体上有两个DNA分子，对应图2中的丙、丁细胞，B错误；图1中BC段形成的原因是细胞分裂间期DNA的复制，DE段形成的原因是着丝点分裂，C错误；图2中丁细胞为次级精母细胞，丁细胞中没有同源染色体，如果丁细胞中的M为X染色体，则N一定是常染色体，D正确。
??考点三　减数分裂与有丝分裂的比较
重 难 精 讲
1．分裂过程的比较
比较项目 减数分裂 有丝分裂
发生部位 卵巢、睾丸(精巢) 各组织器官
分裂次数 连续分裂两次 一次
染色体复制 次数和时期 1次；减数第一 次分裂前的间期 1次；间期
子细胞染色 体数目变化 减半，发生在减数第 一次分裂完成时 不变
子细胞类型 生殖细胞、极体 体细胞
联会、四分体 出现 不出现
同源染色体的非姐妹 染色单体交叉互换 有；发生在减数 第一次分裂前期 无
同源染色体分离 有；发生在减数 第一次分裂后期 无
着丝点分裂 发生在减数第 二次分裂后期 后期
子细胞间的遗传组成 不一定相同 一般相同
2．分裂图像的比较
有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期
①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同；①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体
中期
①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同； ①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体
后期
①与②比较：①中染色单体分离，②中同源染色体分离； ①与③比较：①中有同源染色体，③中无同源染色体； ②与①、③比较；②中有染色单体，①③中无染色单体
3．据减数分裂后期细胞质分裂方式判断细胞类型
[易错警示]
“三看法”判断细胞分裂方式
精 准 命 题
例4　(2019·武汉质检)下图表示细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化示意图，下列叙述不正确的是(　D　)
A．由B→C，DNA的含量增加一倍，是因为复制的结果
B．由H→I，DNA的含量增加一倍，是受精作用的结果
C．由R→P，DNA的含量减少一半，是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别进入到两个子细胞中去的结果
D．由D→E，DNA的含量减少一半，原因与R→P的过程相同
[解析]　图中AG段为减数分裂，其中BC段DNA加倍是因为DNA在间期复制的结果；DE段DNA数目减半是因为减数第一次分裂中同源染色体分离后分别进入到两个子细胞中；经过减数分裂后形成的生殖细胞中染色体数为体细胞的一半，DNA数也为体细胞的一半；经受精作用(HI)后，DNA数恢复为体细胞水平，随后进行有丝分裂；RP段DNA数减半是由于有丝分裂中，姐妹染色单体分开后进入到两个子细胞中的结果，故与DE段原因不同。
技巧点拨
根据图形判断有丝分裂与减数分裂的技巧
(1)看“染色体峰值”。染色体数目最大为4N的是有丝分裂；染色体数目最大为2N的是减数分裂。
(2)看“DNA复制和分裂次数”。斜线代表DNA复制，竖直下降代表细胞分裂完成。因此斜线出现1次，而竖直下降2次的为减数分裂；斜线出现1次，而竖直下降1次的为有丝分裂。
(3)看“结果”。分裂完成后，染色体或核DNA的数量与分裂前相等则为有丝分裂；若减半则为减数分裂。
〔对应训练〕
5．(2018·江西南昌二中二次测试)以下细胞中既有同源染色体，又含有姐妹染色单体的是(　A　)
①有丝分裂中期细胞　②有丝分裂后期细胞　③减数第一次分裂中期细胞　④减数第二次分裂中期细胞　⑤减数第一次分裂后期细胞　⑥减数第二次分裂后期细胞
A．①③⑤ 　 B．②③④
C．①③④　 D．④⑤⑥
[解析]　①体细胞含成对同源染色体，所以有丝分裂中期细胞有同源染色体，每条染色体含两条姐妹染色单体；②有丝分裂后期成对的姐妹染色单体分离成为染色体，无姐妹染色单体；③减数第一次分裂中期细胞有同源染色体，并且每条染色体含两条姐妹染色单体；④减数第二次分裂中期细胞无同源染色体；⑤减数第一次分裂后期细胞有同源染色体，每条染色体含两条姐妹染色单体；⑥减数第二次分裂后期细胞无同源染色体，也无姐妹染色单体。
6．(2018·浙江五校联考二模)现有女性红绿色盲基因携带者体内一个处于有丝分裂时期的细胞a和男性红绿色盲患者体内一个减数分裂时期的细胞b，在不考虑变异的情况下，下列说法正确的是(　A　)
A．a细胞有丝分裂中期与b细胞后期Ⅱ的色盲基因数目可能相同
B．a细胞有丝分裂前期与b细胞中期Ⅱ的染色单体数目相同
C．a细胞有丝分裂中期与b细胞末期Ⅱ的染色体组数目不同
D．a细胞有丝分裂后期与b细胞前期Ⅰ的DNA数目不同
[解析]　女性红绿色盲基因携带者体内处于有丝分裂中期的细胞含有2个色盲基因，而男性红绿色盲患者体内处于减数第二次分裂后期的细胞含有2个或0个色盲基因，A正确；女性红绿色盲基因携带者体内处于有丝分裂前期的细胞含有92条染色单体，而男性红绿色盲患者体内处于减数第二次分裂中期的细胞含46条染色单体，B错误；女性红绿色盲基因携带者体内处于有丝分裂中期的细胞中含有2个染色体组，而男性红绿色盲患者体内处于减数第二次分裂末期的细胞含有2→1个染色体组，C错误；女性红绿色盲基因携带者体内处于有丝分裂后期细胞的DNA数目为92个，而男性红绿色盲患者体内处于减数第一次分裂前期的叫DNA数目也为92个，D错误。
7．(2018·全国卷Ⅲ，4)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是(　B　)
A．有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离
B．有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会
C．一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同
D．有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上
[解析]　A对：染色单体分离发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。B错：同源染色体联会发生在减数第一次分裂中期，有丝分裂过程中不发生同源染色体联会。C对：有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，形成的子细胞的染色体数目与亲代细胞一致；减数分裂过程中染色体复制一次，细胞分裂两次，形成的子细胞的染色体数目是亲代细胞的一半。D对：哺乳动物细胞处于有丝分裂中期和减数第二次分裂中期时，染色体的形态稳定、数目清晰，排列在赤道板上。
课末总结
1．〔思维导图〕
2．〔高考必背语句〕
1．减数分裂中染色体数目减半的时期和原因是：减数第一次分裂时同源染色体分离。减数分裂中染色单体消失的时期和原因是：减Ⅱ后期、着丝点分裂。
2．减数第一次分裂后期的特点是：同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数第二次分裂过程中无同源染色体。
3．交叉互换发生的时期和部位是：减Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间。
4．精原细胞的增殖方式为有丝分裂，精原细胞的染色体数目与体细胞相同。
5．受精卵细胞核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2018·天津，4)果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律(XB)对无节律(Xb)为显性；体色基因位于常染色体上，灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAXBXb类型的变异细胞，有关分析正确的是(　D　)
A．该细胞是初级精母细胞
B．该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C．形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离
D．形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变
[解析]　A错：若为初级精母细胞，细胞中应含有Y染色体，该细胞中已无Y染色体，应是次级精母细胞，因含2条X染色体，故该细胞处于减数第二次分裂后期。B错：该细胞处于减数第二次分裂后期，核DNA数与体细胞相同。C错：由雄蝇的基因型为AaXBY可知，A、a位于一对同源染色体(常染色体)上，A和a是随着同源染色体的分开而分离的。D对：由雄蝇的基因型为AaXBY可知，其体内无Xb基因，而出现的变异细胞中含有Xb 基因，故是有节律基因XB突变为无节律基因Xb。
2．(2017·海南卷，21)若要表示某动物细胞(2n)减数第一次分裂结束时形成的细胞，下列示意图中正确的是(　D　)
[解析]　减数分裂第一次分裂结束形成的细胞无同源染色体，每条染色体含2条单体，D正确。
3．(2017·全国卷Ⅱ，1)已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是(　D　)
[解析]　图A、B所示细胞中没有同源染色体，每个染色体上有染色单体，可表示次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体，两个图示的差异反映出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的自由组合，A、B正确，不符合题意；图C、D所示细胞中没有染色单体，此时细胞中应该没有同源染色体和等位基因，C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
4．(2017·天津卷，4)基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图。叙述正确的是(　B　)
A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C．B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律
D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
[解析]　A与a、D与d位于一对同源染色体上，这两对等位基因的分离都发生在减数第一次分裂时，即初级精母细胞中，而交叉互换后的B与b分布在一条染色体的两条姐妹染色单体上，这对基因的分离可发生在减数第二次分裂时，即次级精母细胞中，A项错误；由于发生了交叉互换，该细胞能产生ABD、abd、AbD、aBd四种精子，B项正确；B(b)与D(d)间的基因重组是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换导致的，不遵循自由组合定律，C项错误；同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组，不属于染色体结构变异，D项错误。
5．(2017·江苏卷，16)假如如图是某生物体(2n＝4)正常的细胞分裂示意图，下列有关叙述错误的是(　A　)
A．该细胞处于减数第二次分裂后期
B．若染色体①有基因A，则④有基因A或a
C．若图中的②表示X染色体，则③表示Y染色体
D．该细胞产生的子细胞中有2对同源染色体
[解析]　该生物体的正常体细胞中有4条染色体，图示细胞中有8条染色体，故该细胞处于有丝分裂后期，A项错误；染色体①和④是同源染色体，若①上有基因A，则④上可能有A或a，B项正确；染色体③和②是同源染色体，若②表示X染色体，则③表示Y染色体，C项正确；该细胞产生的子细胞中有4条染色体，2对同源染色体，D项正确。
第三讲　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
考纲要求
1．细胞的分化和细胞的全能性　Ⅱ
2．细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系　Ⅱ
3．癌细胞的主要特征及防治　Ⅱ
考点一　细胞的分化和细胞的全能性
1．细胞分化
(1)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。
(2)时间：个体发育的整个生命进程均可发生，但在胚胎时期达到最大限度。
(3)结果：形成不同的细胞和组织。
巧记　细胞分化
(4)特点
①普遍性：多细胞生物普遍具有。
②持久性：贯穿于生物体整个生命进程中。
③稳定性：已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡。
④不可逆性：细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向进行。
(5)实质：在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。即基因的选择性表达。
(6)意义
[知识拓展]
分化细胞表达的基因
①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，基因产物是维持细胞基本生命活动所必需的基因，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。
②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因等。
2．细胞的全能性
易错整合，判断正误。
(1)细胞分化后的不同细胞中核DNA、mRNA和蛋白质均不相同(　×　)
(2)细胞分化导致细胞种类增多(　√　)
(3)细胞全能性以产生个体为标志，若无个体产生，则不能体现全能性(　√　)
(4)植物种子发育成植株叫全能性(　×　)
(5)胚胎干细胞发育成各种组织器官不叫全能性(　√　)
(6)用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性。(　√　)
1．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞是否体现了全能性？为什么？
[提示]否，小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，并没有发育成“个体”，所以不能体现细胞的全能性。
2．玉米种子萌发长成新植株是否体现了细胞的全能性？为什么？
[提示]否，因为玉米种子的胚本身就是未来植物幼体，其萌发长成植株是正常发育。
重 难 精 讲
1．细胞分化、细胞全能性的比较
细胞分化 细胞的全能性
原因 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性 ②稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡 ③普遍性：在生物界中普遍存在 ①高度分化的植物体细胞具有全能性 ②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性
结果 形成形态、结构、功能不同的细胞群 形成新的个体
大小 比较 细胞分化程度有高低之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性表达的难易程度不同，如受精卵>生殖细胞>体细胞
联系 ①两者的遗传物质都不发生改变 ②已分化的细胞仍然保持全能性 ③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低
2．细胞分化的不可逆性及脱分化
(1)在生物体内，细胞分化是一种稳定的程序性变化，这种变化一般是不可逆转的。
(2)但在人工实验条件下，分化的组织细胞能脱分化，脱分化的组织细胞由于含有发育成完整生物体的全部遗传物质，因而经一定人工培养后理论上可发育成一个完整生物体。
精 准 命 题
例1　(2018·黑龙江佳木斯模拟)关于细胞分化的叙述，下列哪一项是错误的(　C　)
A．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
B．细胞分化在胚胎时期达到最大限度
C．随着细胞分化的进行，细胞中的遗传物质会发生变化
D．高度分化的动物细胞的细胞核保持着全能性
[解析]　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，细胞分化在胚胎时期达到最大限度，A、B正确。细胞分化后在形态、结构和功能上形成稳定性差异，但遗传物质并没有改变，造成差异的原因是基因的选择性表达，C错误。从整个细胞来说，高度分化的动物细胞全能性受到很大限制，但其细胞核仍保持着全能性，D正确。
技巧点拨
细胞分化与全能性的标志
(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，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞发生分化；只有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、血红蛋白基因可以证明细胞发生了分化。
(2)细胞分化的实质与标志
①图解：
②实质：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达，转录出不同的mRNA，控制合成出不同的蛋白质。
③标志：
Ⅰ．分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。
Ⅱ．细胞水平：形成不同种类的细胞。
(3)判断细胞全能性的标志
由种子发育成个体能证明受精卵具有全能性，不能证明体细胞的全能性；由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点和终点，起点是“已分化的体细胞”，终点是发育成“个体”。
〔对应训练〕
1．(2018·湖南雅礼中学月考)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(　D　)
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株
D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
[解析]　“细胞全能性”是指已经分化的细胞，仍然具有发育完整新个体的潜能。选项A所述内容是玉米的胚后发育过程；不符合题意；全能性表达的结果是得到完整新个体，B选项所述内容仅体现了细胞分化，不符合题意；由于题干中要求体现的是“体细胞全能性”，花粉属于生殖细胞，C不符合题意；胡萝卜根韧皮部细胞是已分化的细胞，经组织培养后得到了完整的新植株，体现了体细胞的全能性，D符合题意。
2．(2018·湖南师大附中期中)植物细胞具有全能性，可以发育为完整的个体，但是植物体内的细胞并没有发育成完整个体，而是分化为不同的组织、器官。植物体内的细胞没有表现出全能性的原因是(　D　)
A．植物体内的细胞丧失了全能性
B．不同的细胞内基因不完全相同
C．在个体发育过程中，细胞内的基因发生了变化
D．植物体细胞中只有部分基因在表达，基因的表达具有选择性
[解析]　细胞的全能性在植物体内之所以没有表现出来，是基因选择性表达的结果，故D符合题意。
考点二　细胞的衰老、凋亡和癌变
1．个体衰老与细胞衰老的关系
2．细胞衰老的特征
巧学妙记：细胞衰老的特征
3．细胞的凋亡
(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(2)原因：细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。
(3)类型
(4)意义
4．细胞的癌变
(1)癌变实质
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。
(2)癌细胞的特征
①能够无限增殖。
②形态结构发生显著变化，如成纤维细胞由扁平梭形变成球形。
③表面发生了变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致癌细胞容易分散和转移。
(3)三种致癌因子
物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。
真题重组，判断正误。
(1)细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程(2017·全国卷Ⅲ，2D)(　√　)
(2)癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞(2017·全国卷Ⅲ，2C)(　×　)
(3)当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变(2014·全国卷Ⅰ，1B)(　√　)
(4)细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除(2015·海南单科，4C)(　√　)
(5)被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除(2015·海南单科，5D)(　√　)
　原癌基因与抑癌基因只存在于癌细胞吗？
[提示]原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，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。
重 难 精 讲
1．细胞凋亡、衰老、坏死、癌变的区别
实质 特点 结果与意义
细胞 衰老 内因和外因共同作用的结果 ①酶活性降低，呼吸速率减慢； ②细胞体积变小，线粒体减少； ③细胞核增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深 ①生物体的绝大多数细胞都经历未分化→分化→衰老→死亡的过程； ②细胞衰老是时刻都在发生的
细胞 凋亡 受由遗传机制决定的程序性调控 细胞膜内陷，细胞变圆，与周围细胞脱离 ①清除多余无用细胞； ②清除完成使命的衰老细胞； ③清除体内异常细胞
细胞 坏死 电、热、冷、机械等不利因素引起的，不受基因控制 细胞膜破裂 伤害周围细胞，引发炎症
细胞 癌变 物理、化学和病毒致癌因子影响下，原癌基因和抑癌基因发生突变 ①恶性增殖的“不死细胞”； ②形状显著改变的“变态细胞”； ③黏着性降低的“扩散细胞” 癌细胞出现并大量增殖
2．细胞分化、分裂、癌变、坏死及凋亡的关系
[易错警示]
与细胞癌变、衰老、凋亡、坏死有关的四个易错点
(1)原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，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。
(2)细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体有害。
(3)细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体有害。
(4)细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。
精 准 命 题
例2　(2018·四川眉山中学月考)下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是(　A　)
A．某细胞合成了胰岛素意味着该细胞已发生了细胞分化
B．癌细胞的形成是原癌基因和抑癌基因选择性表达的结果
C．细胞的衰老、凋亡和坏死都受基因的控制
D．人的造血干细胞和成熟红细胞的染色体数目都能出现周期性变化
[解析]　胰岛素是由胰岛B细胞分泌的，胰岛B细胞是已经分化的细胞；A项正确；癌细胞的形成是原癌基因和抑癌基因突变所致，B项错误；细胞坏死是在种种不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断而引起的细胞损伤和死亡，不受基因控制，C项错误；人的成熟红细胞没有细胞核，无染色体，不能分裂，故染色体数目不会出现周期性变化，D项错误。
〔对应训练〕
3．(2018·山东省泰安市高三上学期期末)下列细胞中，可能已发生癌变的是(　A　)
A．被Rous肉瘤病毒感染的细胞
B．自由水含量减少，体积变小的细胞
C．膜通透性改变，物质运输功能降低的细胞
D．在蝌蚪发育过程中，消失的尾部细胞
[解析]　导致细胞癌变的因素有物理因素、化学因素、生物因素，Rous肉瘤病毒属于生物因素，可能导致细胞癌变，A正确。自由水含量减少，体积变小的细胞属于衰老细胞的特征，B错误。膜通透性改变，物质运输功能降低的细胞属于衰老细胞的特征，C错误。在蝌蚪发育过程中，尾部的消失属于细胞凋亡，D错误。
4．(2018·宁夏银川一中月考)美国的研究人员鉴别出一组非肽类Caspase抑制剂及其分子作用机制，并证实它们能够抑制细胞凋亡过程中信号的传递。下列相关叙述，不正确的是(　C　)
A．细胞凋亡过程中的信号传递可能与细胞膜表面的某种蛋白质有关
B．细胞凋亡是由基因控制的细胞编程性死亡
C．Caspase抑制剂在核糖体上合成
D．细胞的增殖和凋亡失控都会导致许多疾病的发生
[解析]　细胞间的信号传递与细胞膜表面的糖蛋白有关，A正确；细胞凋亡是由基因控制的细胞编程性死亡，是机体正常的生理反应，B正确；题干已强调Caspase是非肽类抑制剂，因此Caspase抑制剂不可能在核糖体上合成，C错误；细胞的增殖失控会导致疾病，如癌症，细胞凋亡失控也会导致疾病的发生，如人类的并指，D正确。
课末总结
1．〔思维导图〕
2．〔高考必背语句〕
1．细胞分化的实质是基因的选择性表达，此过程中遗传物质并未改变。
2．细胞分化在自然条件下是不可逆的。
3．雌蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了动物生殖细胞具有全能性。
4．细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
5．细胞凋亡是受到严格的遗传机制决定的细胞程序性死亡。
6．癌细胞中遗传物质发生变化。
7．原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程。
8．抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
9．细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡都不会使遗传物质发生改变。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2018·全国Ⅱ，6)在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞。有关癌细胞特点的叙述错误的是(　A　)
A．细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加
B．细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化
C．细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制
D．细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少
[解析]　A错：正常细胞转变为癌细胞并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征。癌细胞膜上的糖蛋白减少，从而使癌细胞之间的黏着性降低。B对：癌细胞是原癌基因和抑癌基因突变的累积效应，癌细胞的形态结构发生显著变化，例如，体外培养的呈扁平梭形的正常成纤维细胞转变为癌细胞后变成球形。C对：环境中的致癌因子会损伤细胞中的染色体，使正常细胞成为不受机体控制的恶性增殖细胞。D对：细胞癌变的内因是原癌基因和抑癌基因发生突变，即细胞中的遗传物质可能受到损伤，使细胞表面的糖蛋白减少。
2．(2018·江苏卷，23)人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC)，下图为MSC分裂、分化成多种组织细胞的示意图，下列叙述错误的是(多选)(　ABC　)
A．组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同
B．MSC不断增殖分化，所以比组织细胞更易衰老
C．MSC中的基因都不能表达时，该细胞开始凋亡
D．不同诱导因素使MSC分化形成不同类型的细胞
[解析]　A错：组织细胞中的DNA与MSC中的相同，由于组织细胞和MSC中的基因进行选择性表达，所以两者的RNA不完全相同。B错：细胞会随着分裂次数的增多而逐渐衰老，组织细胞是MSC分裂、分化后形成的，所以组织细胞更容易衰老。C错：组织细胞中的凋亡基因表达，细胞才开始凋亡。D对：MSC在不同诱导因素的作用下，可分化形成不同类型的细胞。
3．(2017·江苏卷，18)下列关于人体细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述，错误的是(　B　)
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
[解析]　通常，细胞分化程度越高分裂能力越低，A项正确；衰老细胞中多种酶的活性显著降低，但有些酶的活性会提高，B项错误；细胞凋亡有利于清除多余的、受损的细胞，有助于机体维持自身的稳定，C项正确；癌细胞的细胞膜由于糖蛋白减少，会失去接触抑制特征，D项正确。
4．(2016·全国卷Ⅱ，1)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(　B　)
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物叶肉细胞培育成新的植株
[解析]　细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，从而使细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，A项正确；哺乳动物的造血干细胞是一种专能干细胞，分化程度不高，但已经分化，B项错误；细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C项正确；高度分化了的植物细胞仍具有全能性，通过组织培养可以将植物叶肉细胞培育成新植株，D项正确。
5．(2016·天津卷，6)在培养人食管癌细胞的实验中，加入青蒿琥酯(Art)，随着其浓度升高，凋亡蛋白Q表达量增多，癌细胞凋亡率升高。下列叙述错误的是(　D　)
A．为初步了解Art对癌细胞的影响，可用显微镜观察癌细胞的形态变化
B．在癌细胞培养液中加入用放射性同位素标记的Art，可确定Art能否进入细胞
C．为检测Art对凋亡蛋白Q表达的影响，须设置不含Art的对照试验
D．用凋亡蛋白Q饲喂患癌鼠，可确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡
[解析]　根据题干信息可知，Art可促进细胞中凋亡蛋白Q的表达，从而使癌细胞凋亡率升高，而细胞在凋亡过程中形态会发生变化，故用显微镜观察癌细胞的形态变化可以初步了解Art对癌细胞的影响，A项正确；为了确定Art能否进入细胞，可以用放射性同位素标记Art，加入癌细胞培养液中，B项正确；设置含有Art与不含Art的对照实验，才能确定Art对凋亡蛋白Q表达的影响，C项正确；用蛋白质饲喂患癌鼠，蛋白质会被消化成氨基酸，所以饲喂凋亡蛋白Q不能确定该蛋白的作用，D项错误。
考能提升(三)　细胞的生命历程
〔易 错 清 零〕
易错点1　误认为在装片中可以观察一个细胞的有丝分裂的连续过程
点拨：根尖细胞在解离的同时已被杀死，细胞分裂停止，细胞固定在被杀死的瞬间所处的细胞分裂时期，不再变化，故对于装片中的某一特定细胞来说，并不能观察到一个细胞的有丝分裂的连续过程。
易错点2　误认为所有细胞都能观察到染色体
点拨：只有处于有丝分裂前期、中期、后期(或减数分裂)的细胞其染色质才会高度螺旋化，形成染色体，不进行分裂的细胞，其染色质极其细长，不能通过光学显微镜观察到，故欲观察染色体，必须取“分生组织”制片。
易错点3　误认为同源染色体大小必须完全相同
点拨：同源染色体的大小并非全相同：同源染色体形态、大小一般都相同，但也有大小不相同的，如男性体细胞中X染色体和Y染色体是同源染色体，X染色体较大，Y染色体较小。而对于果蝇，则是Y染色体较大，X染色体较小。此外，对于ZW型性别决定的生物而言，其Z、W染色体大小形态也不相同，但其在减数分裂过程中可进行联会，故仍可互称为同源染色体。
易错点4　误认为精原细胞减数分裂的结果是产生精子
点拨：实际上精细胞变形成为精子不属于减数分裂的范畴，所以，精原细胞减数分裂的结果是产生精细胞。
易错点5　误认为受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方
点拨：(1)核内染色体一半来自父方，一半来自母方。
(2)细胞质中的遗传物质几乎都来自母方。
易错点6　误认为同源染色体分离与非同源染色体自由组合在时间上存在“先后”
点拨：同源染色体分离与非同源染色体自由组合的发生时间无先后，是“同时进行”的。减数分裂过程中同源染色体分离，其上的等位基因也分离(此为基因分离定律基础)，与此同时，非同源染色体自由组合，其上的非等位基因也自由组合(此为基因自由组合定律的基础)。
易错点7　不清楚细胞周期中相关物质变化及mRNA形成的两个高峰期内涵
点拨：有丝分裂各阶段细胞核中DNA和细胞质中mRNA的含量变化，如下图所示曲线，图中a、b、c依次对应G1期、S期、G2期。
(1)a、c期解读：
a、c两时期为mRNA形成的高峰期，表明此期为转录高峰期，此时应大量消耗“U”，且RNA聚合酶活性较高，但G1期主要合成DNA复制所需的酶系，G2期主要合成纺锤体微管蛋白等。
(2)S期解读：
①S期为DNA复制期，是细胞周期的最关键期，此时大量消耗“T”
②S期易发生基因突变，为诱变育种、癌细胞增殖，药物研发关键期。
易错点8　误认为细胞质均等分裂的一定不是卵细胞形成过程并认为生殖器官中不存在有丝分裂
点拨：(1)细胞质不均等分裂的一定为卵母细胞，有姐妹染色单体的是初级卵母细胞，无姐妹染色单体的是次级卵母细胞；细胞质均等分裂且有姐妹染色单体的一定是初级精母细胞，细胞质均等分裂无姐妹染色单体的则可能是次级精母细胞或第一极体。
(2)生殖器官中精原细胞或卵原细胞的形成过程为有丝分裂，故在生殖器官中不仅发生减数分裂过程，也发生有丝分裂过程，进行减数分裂装片观察时，两类分裂的细胞图像均可存在。
易错点9　误认为只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因，且只要有一个基因突变即可引发细胞癌变
点拨：人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因——原癌基因和抑癌基因。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基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。
易错点10　误认为种子萌发成植株或干细胞分化成多种组织器官即实现了“全能性”
点拨：确认是否实现了全能性必须把握“起点”与“终点”，即起点为离体的已分化的细胞、组织或器官，终点为“完整个体”，种子为未来植株的幼体，它的萌发应属于正常发育，不是全能性表达；而干细胞形成的器官种类虽多，但并非“完整的个体”，故也未实现全能性。
易错点11　误认为衰老个体中所有细胞都衰老且衰老或凋亡细胞的所有酶活性都降低
点拨：多细胞生物个体衰老时，其细胞普遍衰老，但衰老个体中也会有“新生细胞”(如造血干细胞)生成，细胞衰老时，其多数酶活性降低，然而与衰老、凋亡相关基因表达的酶的活性却“格外高”。
〔核 心 强 化〕
1．DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析
(1)有丝分裂的过程图解与规律总结
①过程图解(一般只研究一条染色体)
复制一次(母链标记，培养液不含同位素标记)：
转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：
②规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
(2)减数分裂与DNA复制
①过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如图：
②规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。
2．减数分裂与有丝分裂中的特例
(1)处于减数第二次分裂过程中的细胞，可能含有同源染色体，如多倍体(四倍体的减数分裂)。
(2)处于有丝分裂过程中的细胞可能没有同源染色体，如二倍体生物形成的单倍体体细胞进行的有丝分裂。
3．减数分裂异常发生时期的判断
(1)若生殖细胞中含有等位基因，通常是减数第一次分裂后期同源染色体未分离进入同一个细胞的结果。
(2)若生殖细胞中含有相同基因，通常是减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分开的结果。
(3)个别染色体数目的变异
在正常减数分裂过程中将产生含X或Y染色体的精子，以及含有X染色体的卵细胞。但偶尔也会出现异常精子和异常卵细胞，各种情况及出现的原因大致如下：
—
—
4．剖析细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因
5．据基因型或染色体“互补性”判断配子来源
(1)若两个精细胞中染色体组成“完全相同”，(注与及与应视作相同)，则它们可能来自同一个次级精母细胞。
(2)若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。
(3)若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定其可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。
6．减数分裂与基因突变
在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。
7．减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数第一次分裂后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组如A与B或A与b组合。
(2)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，如A原本与B组合，a与b组合，经重组可导致A与b组合，a与B组合。
特例——这是命题人设置陷阱的首选
(1)关于细胞分裂的四个“不一定”
不一定 特例(原因)
1 细胞不一定都有细胞周期 已分化的成熟细胞和进行减数分裂的细胞都没有细胞周期
2 染色体和DNA数量不一定相等 复制前，染色体∶DNA＝1∶1，复制后，染色体∶DNA＝1∶2
3 细胞分裂中不一定都有染色体和纺锤体的出现 蛙红细胞无丝分裂及原核细胞分裂中没有染色体和纺锤体出现
4 减数第二次分裂后期细胞质均等分裂的不一定是次级精母细胞 极体的分裂也是均等的
(2)关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的三个“不一定”
不一定 特例(原因)
1 同一个体不同体细胞蛋白质不一定相同 由于基因选择性表达，不同体细胞中蛋白质不完全相同
2 衰老细胞中各种酶活性不一定都降低 衰老细胞中部分酶活性降低，但并非所有酶都降低活性
3 基因突变不一定都会导致癌变 只有原癌基因和抑癌基因发生突变，且有5～6个基因突变后才会导致癌变
〔状 元 笔 记〕
规 范 养 成
案例　细胞分裂图像及曲线图规范审答案例
批阅答卷——判断对错，查找误区
图1表示某种生物(基因型为EeFf)细胞分裂的不同时期每条染色体上DNA含量的变化；图2表示该生物细胞分裂不同时期的细胞图像(字母E、e代表染色体上的基因)。请据图回答问题：
(1)图1中AB段形成的原因是DNA复制和有关蛋白质合成①，CD段变化发生在有丝分裂后期②(时期)。
(2)图2中，甲细胞含有4③个染色体组，甲细胞分裂的前一阶段，细胞中染色体排列的特点是排列在细胞中央赤道板位置④。
(3)图2中，乙细胞处于图1中的BC⑤段。
(4)图2中，丙细胞的名称是次级卵母细胞⑥。
请仔细观察丙细胞染色体上的基因，分析产生这种情况的原因是发生了基因突变⑦。
评析矫正——辨析误区，规范审答
错因分析 正确答案
① 未审清图1是每条染色体上DNA含量的变化，只问AB段 DNA复制
② 未理清图1的实质内涵，忽视了减数分裂过程的变化 有丝分裂后期或减数第二次分裂后期
④ 语言表述不准确 染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上
⑥ 考虑问题不全面 次级卵母细胞或极体
⑦ 未看清图丙中E和e基因所在染色单体的差异 发生了交叉互换
状 元 解 题
案例1　下图表示果蝇精原细胞在分裂过程中细胞内染色体数目、核DNA分子含量等指标的变化情况，其中图1中的乙曲线表示减数分裂过程中染色体数目。下列有关分析错误的是(　D　)
A．图1中甲曲线表示减数分裂过程中每条染色体上DNA分子数目
B．图2中AF段和图3均表示有丝分裂过程
C．图1中EF段与图2 中DE段下降的原因不同
D．图2中HI段只有 1个染色体组
[解析]　(1)图1中，H点表示的数目与A点相同，则甲曲线表示减数分裂过程中每条染色体上DNA分子数目。
(2)图2中AF段和图3曲线表示的同源染色体对数和染色体组数均有加倍现象，所以均表示有丝分裂过程。
(3)图1中EF段表示着丝点分裂，图2中DE段表示细胞分裂成两个子细胞。
(4)图2中HI段可表示减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，染色体数短暂加倍，此时细胞中有2个染色体组。
　　案例2　(经典高考题)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是(　A　)
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离　②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离　③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离　④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
[解析]　(1)该小鼠的基因型为AaXBY，其处于四分体时期的初级精母细胞中染色体及基因组成如右图所示。等位基因A、a位于2号染色体上，B位于X染色体上。若正常减数分裂则形成的配子的基因型为AXB、aXB、AY、aY四种。(2)依据题干中提供的信息“产生一个不含性染色体的AA型配子”，可知A与A没有分离，而其分离发生在减数第二次分裂后期；“不含性染色体”有两种可能：一是减数第一次分裂后期同源染色体未分离，二是减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向同一极。
长句应答突破简答题
1．甲图表示处于某分裂时期的细胞图像，乙图表示该细胞在有丝分裂不同时期每条染色体上DNA含量变化的关系图。请据图回答下列问题：
(1)甲图所示细胞发生的主要变化是：每个着丝点分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体并移向细胞两极。
(2)乙图中AB段形成的原因是：分裂间期DNA分子复制；CD段形成的原因：是分裂后期染色体的着丝点分裂，染色单体分离。
(3)甲图所示细胞分裂的前一阶段，细胞中染色体排列的特点是：染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。
(4)分裂期蛋白质合成的很少，原因是：分裂期染色体中的DNA高度螺旋化，难以解旋，无法正常转录。
2．下图表示某动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线，请分析回答下列问题：
(1)①→②染色体数目减半的时期和原因是：减数第一次分裂末期，同源染色体分离分别进入两个子细胞中。
(2)③⑥染色体数目加倍的原因是：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍。
(3)④形成的细胞中遗传物质的来源是：细胞核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
(4)过程C与过程A产生的子细胞中DNA含量不同的原因是：减数分裂时DNA复制1次，细胞连续分裂两次；有丝分裂时DNA复制1次，细胞分裂1次。
3．下图为细胞的生命历程示意图，据图分析：
(1)癌细胞易扩散和转移的原因是：细胞膜表面糖蛋白减少，使细胞间黏着性降低。
(2)原癌基因的主要功能是：调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
(3)乙和丙过程中基因活动的区别是：乙过程是相关基因选择性表达的结果，遗传物质没有发生改变；丙过程是原癌基因和抑癌基因突变导致的结果，遗传物质发生了改变。
(4)丁和戊过程的区别是：丁是在相关基因调控下细胞主动结束生命的过程，对生物体有利；戊是在外力作用下迅速使细胞破裂死亡的过程，对生物体是不利的。
(5)己过程中细胞代谢会减慢，原因有：水分减少，酶活性降低，细胞膜通透性改变，染色质收缩等。
针 对 训 练
〔训练1〕　(2018·东山二中高三上学期期中)如图所示细胞均来自同一生物体，有关叙述错误的是(　C　)
A．细胞⑤中的染色体数是①或②的四倍
B．细胞②可通过④→⑤→④→③→②的过程来形成
C．图①和图②不可能来自于同一个初级精母细胞
D．图③④⑤⑥中都具有来自父方或母方的染色体
[解析]　图①和图②的染色体是“互补”的关系，可能来自于同一个初级精母细胞。
〔训练2〕　(2019·天津市南开区高三期末)如图为某动物细胞分裂的示意图，据图判断该细胞(　A　)
A．只分裂形成一种卵细胞
B．含有3对同源染色体
C．含有3个染色体组
D．一定发生过基因突变
[解析]　由于细胞质不均等分裂，且着丝点已分裂，所以细胞为次级卵母细胞，因此分裂后只能形成一种卵细胞，A正确；着丝点分裂后形成的染色体相同，属于复制关系，不含同源染色体，B错误；由于图示细胞中着丝点分裂，细胞处于减数第二次分裂后期，移向细胞两极的染色体共有2个染色体组，C错误；由姐妹染色单体分裂形成的染色体上的基因在正常情况下应该完全相同，而图示细胞出现了等位基因G和g，原因可能是发生了基因突变，也可能是减数第一次分裂前期同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换形成的，D错误。
〔训练3〕　(2019·年广东省韶关市)一个家庭中，父亲正常，母亲患血友病，婚后生了一个性染色体为XXY的正常儿子。产生这种变异最可能的亲本和时间分别是(　C　)
A．父亲、减数第二次分裂后期
B．母亲、减数第二次分裂后期
C．父亲、减数第一次分裂后期
D．母亲、减数第一次分裂后期
[解析]　血友病是伴X染色体隐性遗传病(用H、h表示)。父亲正常，母亲患血友病，生了一个性染色体为XXY色正常儿子，则这对夫妇的基因型为XHY×XhXh，儿子的基因型为XHXhY。根据儿子的基因型可知，他是由含XHY的精子和含Xh的卵细胞结合形成的受精卵发育而来的，所以问题出在父亲，是父亲减数第一次分裂后期，XH和Y移向同一极，形成异常精子所致。
〔训练4〕　(2019·南开实验中学期中)将某一经3H充分标记核DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，经过连续两次细胞分裂。下列有关说法正确的是(　C　)
A．若进行减数分裂，则子细胞含3H的DNA分子数为N/2
B．若进行有丝分裂，则子细胞含3H的染色体数一定为N
C．若子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中可能发生基因重组
D．若子细胞中有的染色体不含3H，原因是同源染色体彼此分离
[解析]　DNA分子复制是半保留复制，经过减数第一次分裂和第二次分裂，产生的每个子细胞染色体数目减半，则含3H的DNA分子数应该是N，A错误；若进行2次有丝分裂产生4个子细胞，第一次分裂产生的细胞中核DNA都含有3H，第二次分裂过程中含3H和不含3H的DNA随机分向两极，故不能确定每个子细胞中含有3H的染色体数，B错误；如果连续经过两次细胞分裂形成的子细胞中所有染色体都含3H，说明该细胞进行的分裂方式最可能是减数分裂，减数分裂过程中可能发生基因重组，C正确；子细胞中若有不含3H的染色体，则细胞进行的是有丝分裂，同源染色体不会分离，有的染色体不含3H是因为细胞在第二次分裂后期形成的子染色体向两极随机移动，D错误。

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