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1．(2022·广东卷)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是( C )
A．根尖解离后立即用甲紫溶液染色，以防解离过度
B．根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检
C．找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D．向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
解析： 题述实验的过程为解离→漂洗→染色→制片→观察，故A项错误；将染色后的根尖置于载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片，使细胞分散开，进行镜检，B项错误；据图可知，处于分裂中期的细胞位于视野的左上方，根据显微镜的成像原理可知，向左上方移动装片才可将分裂中期细胞移至视野中央，D项错误。
2．(2022·浙江卷)用同位素示踪法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期，放射性同位素最适合标记在( B )
A．胞嘧啶　　　　　　 B．胸腺嘧啶
C．腺嘌呤 D．鸟嘌呤
解析： 细胞周期的S期进行DNA复制，组成DNA和RNA的碱基中，不同的是T(胸腺嘧啶)和U(尿嘧啶)，因此本题选择B。
3．(2022·浙江卷)下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是( A )
A．细胞凋亡是受基因调控的
B．细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中
C．人体各组织细胞的衰老总是同步的
D．细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大
解析： 细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程，A正确；细胞凋亡贯穿于整个生命历程，B错误；人体生长发育的不同时期均有细胞的衰老，C错误；细胞衰老时呼吸速率减慢，新陈代谢减慢，D错误。
4．(2021·全国乙卷·2改编)选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述，错误的是( A )
A．鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B．观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色
C．观察苏丹Ⅲ鉴定脂肪试验中，需用50%酒精洗去浮色
D．观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
解析：代谢旺盛的动物细胞是活细胞，细胞膜具有选择透过性，台盼蓝不能进入细胞内，故不能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色，A错误；龙胆紫溶液可以将染色体染成深色，故观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色，B正确；观察苏丹Ⅲ鉴定脂肪试验中，需用50%酒精洗去浮色，C正确；观察植物细胞吸水和失水时，可用较高浓度的蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表，使其失水而发生质壁分离，D正确。故选A。
5．(2020·山东卷)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是( C )
A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构
B．观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片
C．质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小
D．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液
解析：黑藻叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需要用电子显微镜来观察，A正确；黑藻成熟叶片为高度分化的细胞，不具有分裂能力，故不能用来观察植物细胞的有丝分裂，B正确；质壁分离过程中，植物细胞失水，原生质层体积变小，绿色会加深，而随着不断失水，细胞液的浓度增大，吸水能力增强，C错误；叶绿体中的色素易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，提取黑藻叶片中光合色素时，可用无水乙醇作提取液，D正确。故选C。
6．(2020·山东卷)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是( C )
A．正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制
B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体
C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期
D．M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期
解析：由分析可知，正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制，使其磷酸化水平较高，A正确；正常细胞中，磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，会使细胞进入分裂期，在分裂期的前期染色质会螺旋化形成染色体，B正确；由分析可知，感染BYDV的细胞中，M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的，C错误；由分析可知，M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞不能进入分裂期而停留在分裂间期，D正确。故选C。
7．(2020·北京卷)下列高中生物学实验中，用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是( C )
A．观察叶绿体和细胞质流动
B．提取和分离叶绿素
C．观察细胞质壁分离及复原
D．观察细胞的有丝分裂
解析：紫色洋葱鳞片叶细胞不含叶绿体，不能作为观察叶绿体的实验材料，黑藻的幼嫩叶片中含有大量的叶绿体，细胞质颜色比较深，易于观察叶绿体和细胞质流动，A错误；洋葱的管状叶呈绿色，可用于提取和分离叶绿体中的色素，而紫色洋葱鳞片叶细胞不能，B错误；洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡，可作为观察细胞质壁分离和复原的材料，黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于细胞质壁分离及复原实验现象的观察，C正确；要作为观察有丝分裂的材料，材料本身必须能发生有丝分裂，洋葱鳞片叶、黑藻叶片都不能发生有丝分裂，而洋葱的根尖分生区可作为观察有丝分裂的材料，色浅，无其他色素干扰，D错误。故选C。第1课时　细胞周期和有丝分裂的过程
课标要求
1．说明细胞增殖的方式。
2．阐明细胞周期的概念及包括的阶段。
3．描述植物细胞有丝分裂过程中各阶段的主要变化。
核心素养
1．生命观念——通过对细胞周期的学习，认识到生命活动的周期性。
2．科学思维——分析与综合：对比分析有丝分裂各时期的特点，掌握有丝分裂过程。构建染色体和DNA数量变化模型。
知识点一　细胞增殖与细胞周期
必备知识·夯实双基
1．细胞增殖
(1)概念：细胞通过细胞_分裂__增加细胞_数量__的过程。
(2)过程：包括_物质准备__和_细胞分裂__两个相连续的过程。
(3)意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体_生长、发育、繁殖、遗传__的基础。
2．细胞周期
(1)细胞周期的概念
①前提条件：_连续分裂__的细胞。
②时间：从一次分裂完成时开始，到_下一次分裂完成时__为止。
③两个阶段：分裂间期和分裂期。
(2)分裂间期
①时间：从细胞一次分裂结束到_下一次分裂之前__。
②主要物质变化：完成_DNA分子__的复制和有关_蛋白质__的合成。
活学巧练
1.不同生物的细胞周期持续时间相同。( × )
2．同种生物不同细胞的细胞周期持续时间一定相同。( × )
3．细胞周期持续时间相同的不同细胞，其分裂间期和分裂期占细胞周期的比例也分别相同。( × )
4．结合染色体的组成成分，可推测分裂间期进行了DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。( √ )
深入探讨
1.如图表示细胞连续分裂的过程：
(1)其中表示分裂间期的是哪一段？为什么？
(2)能表示一个完整的细胞周期的是哪一段？
提示：(1)b或d；因为分裂间期所占的时间比例大。
(2)bc段或de段。
2．根据下图所示，细胞有丝分裂的一个细胞周期应如何表示？
提示：乙→甲→乙
3．下列细胞中有细胞周期的有哪些？
①根尖分生区细胞　②胚胎干细胞　③皮肤生发层细胞　④神经细胞　⑤茎的形成层细胞
提示：①②③⑤
课内探究·名师点睛
1．判断一个完整的细胞周期的方法
(1)“先长后短”：一个细胞周期一定要先经过一个长的分裂间期，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。
2．不是所有细胞都有细胞周期
只有连续分裂的细胞才有细胞周期，例如受精卵、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。
①分化程度高的细胞不再分裂，因此不具有细胞周期，如神经细胞。
②有些细胞分裂结束后不再进行分裂，因此不具有细胞周期，如卵细胞。
如图所示，甲细胞无细胞周期，而乙细胞进行连续的细胞分裂，具有细胞周期。
3．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。分裂间期与分裂期所占比例也不同。同种生物的同种细胞，细胞周期的时间长短一样；同种生物的不同细胞，细胞周期的时间长短不一样；不同种生物的细胞，其细胞周期的时间长短差别较大，长的有十几年、几十年，短的有几天、几个小时，甚至几分钟等。
(2)外部因素：主要有温度、pH、射线、生理和病理状况等。这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期。因为DNA分子复制、有关蛋白质合成、能量供给等生理过程都需要酶的参与。
拓展延伸：分裂间期分为G1期、S期、G2期。G1期(DNA合成前期)的特点：G1期是从上次细胞增殖周期完成以后开始的。这一时期主要进行RNA、一些蛋白质和酶的物质合成，为复制作准备。细胞较快生长，体积随着细胞内物质的增多而增大。S期(DNA合成期)的特点：从G1期进入S期是细胞增殖的关键时刻。S期最主要的特征是DNA分子的复制，使DNA含量增加了一倍；另外还合成了一些组蛋白，供组成新的染色质。G2期(DNA合成后期)的特点：在G2期中，DNA的合成终止，但是还有RNA和蛋白质的合成，形成微管蛋白和细胞膜上的蛋白质，为细胞分裂期作准备。不过其合成量逐渐减少。细胞结束G2期就进入分裂期，M期为分裂期，相关示意图如图所示：
典例剖析
典例1 下列细胞中，具有细胞周期的是( B )
A．精细胞 B．干细胞
C．洋葱表皮细胞 D．口腔上皮细胞
解析： 精细胞、洋葱表皮细胞和口腔上皮细胞均是高度分化的细胞，已失去分裂能力，不再进行分裂，不再具有细胞周期，干细胞可连续分裂，具有细胞周期，B正确。
变式训练 下列关于细胞周期的叙述，正确的是( D )
A．细胞发生分裂后立即进入下一个细胞周期
B．分裂期的时间长于分裂间期
C．细胞周期由前期、中期、后期、末期组成
D．细胞种类不同，细胞周期持续时间可能相同
解析： 有的细胞分裂后不再分裂，即不再进入下一个细胞周期，A错误；分裂间期的时间一般远远长于分裂期，B错误；细胞周期由分裂间期和分裂期(分为前期、中期、后期、末期)组成，C错误。
知识点二　有丝分裂
必备知识·夯实双基
1．细胞周期
(1)范围：_连续分裂__的细胞。
(2)时间
(3)图示含义
(4)分裂间期与分裂期的联系：分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成_DNA分子的复制__和_有关蛋白质的合成__。
2．高等植物细胞的有丝分裂过程及各时期特点：
　
活学巧练
1.细胞分裂产生的子细胞都将进入下一个细胞周期的分裂间期状态。( × )
2．有丝分裂后期，在纺锤丝的牵引下，着丝粒会分裂，染色体数加倍。( × )
3．在植物细胞有丝分裂末期，高尔基体参与细胞壁的形成。( √ )
4．分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成。( × )
深入探讨
1.什么样的细胞才具有细胞周期？
提示：只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，如人体皮肤生发层细胞、造血干细胞等干细胞、癌细胞、植物根尖分生区细胞等。只分裂一次便不再分裂的细胞、减数分裂形成的细胞、高度分化的细胞都不具有细胞周期。
2．细胞板与赤道板的区别是什么？
提示：赤道板不是存在的具体结构，它指的是细胞中央假想的一个平面，因此在显微镜下无法观察到。细胞板是植物细胞在末期由高尔基体形成的结构，最终形成细胞壁，在显微镜下可观察到。
3．染色单体形成于何时，消失于何时？什么时期存在染色单体？
提示：染色单体形成于间期(染色体复制)，消失于后期(着丝粒分裂)。前、中期存在染色单体。
课内探究·名师点睛
1．有丝分裂过程中各时期特点
细胞周期各时期的特点较多，容易混淆，利用下面的口诀辅助记忆可以事半功倍。
主要变化特点分析 记忆口诀
间期 DNA复制和有关蛋白质的合成完毕，每一条染色体包含两条姐妹染色单体 复制合成姐妹生
前期 两消：核膜、核仁消失；两现：染色质变成染色体、纺锤体出现 膜仁消失两体现
中期 染色体的形态固定，数目清晰，着丝粒排列在赤道板上 形定数晰粒道齐
后期 着丝粒分裂，染色体数目加倍，并平均移向两极 点裂数加两极移
末期 两消：纺锤体消失，染色体变成染色质；两现：核膜、核仁重新出现，细胞板扩展形成细胞壁 两消两现新壁建
2.染色体、染色单体、DNA分子三者之间的关系
图示
说明 ①染色单体是染色体经过复制后仍连接在同一个着丝粒的两条姐妹染色单体；当着丝粒分裂后，两条姐妹染色单体就分开成为独立的染色体。②染色体数目是根据着丝粒数目来计数的，有几个着丝粒就有几条染色体。③无染色单体时，染色体∶DNA＝1∶1；有染色单体存在时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。
3.有丝分裂过程中染色体、DNA分子等的变化
　　项目时期　　 染色体形态变化 染色体行为变化 染色体(2N)数目变化 染色单体数目变化 DNA(2C)数目变化
间期 复制 2N 0→4N 2C→4C
前期 散乱分布于纺锤体中央 2N 4N 4C
中期 着丝粒排列在赤道板上 2N 4N 4C
后期 着丝粒分裂，移向两极 2N→4N 4N→0 4C
末期 平均分配到两个子细胞中 4N→2N 0 4C→2C
典例剖析
典例2 (2023·襄阳五中高一月考)细胞进行有丝分裂时，染色体发生有规律的变化，这些变化的正确顺序是( A )
①染色质丝缩短变粗成染色体
②染色体变细伸长成染色质丝
③组成染色体的DNA复制
④染色体的着丝粒排列在赤道板上
⑤着丝粒分裂，染色体移向两极
A．③①④⑤② B．③④①⑤②
C．①③④⑤② D．①④③⑤②
解析：①发生于前期，②发生于末期，③发生于间期，④发生于中期，⑤发生于后期。
变式训练 下图表示某植物细胞有丝分裂过程中不同时期的细胞图像，下列分析错误的是( D )
A．图示细胞分裂的先后顺序是②③①④
B．细胞分裂结束后子细胞内含4条染色体
C．图②时期的明显变化是出现染色体和纺锤体
D．核DNA分子数与染色体数相同的时期是①③④
解析： 图中细胞①②③④中的核DNA分子数均为8，染色体数分别为8、4、4、8，即核DNA分子数与染色体数相同的时期是①④，D错误。
有丝分裂过程中相关结构的认识
(1)着丝粒的分裂与纺锤丝的牵引无关：有丝分裂后期，纺锤丝只是牵引子染色体移向细胞的两极。
(2)赤道板与细胞板不同
①赤道板：细胞中央与纺锤体的中轴垂直的一个平面，只表示一个位置，不是真实存在的结构，在显微镜下观察不到。
②细胞板：植物细胞有丝分裂末期，在赤道板位置通过高尔基体形成的一种结构，在显微镜下能观察到，它是植物细胞有丝分裂所特有的。
典例3 (2023·天津滨海新区高一期末)下面是同一细胞分裂不同时期的模式图，据图分析可作出的判断是( C )
A．图①时期细胞内有12条染色体
B．图②中可见赤道板正向四周扩展成细胞壁
C．图③时期细胞内染色体数目加倍
D．图④所示细胞处于有丝分裂的后期
解析：图①时期细胞内有6条染色体，12条染色单体，A错误；赤道板是一个假象的板，根本不存在，应该是细胞板正向四周扩展成细胞壁，B错误；③表示有丝分裂后期，此时期细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，C正确；图④所示细胞处于有丝分裂的中期，D错误。
学霸记忆
1.只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞和皮肤生发层细胞。
2．一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，其中分裂期又可以划分为前期、中期、后期和末期四个相连的时期。
3．有丝分裂中，DNA加倍在间期，染色体数目暂时加倍在后期。
4．与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核糖体、高尔基体、线粒体等。
1．下列关于高等植物细胞周期中出现的先后顺序，错误的是( A )
A．核糖体的增生早于中心体的复制
B．细胞核的分裂早于细胞质的分裂
C．染色体的出现早于纺锤体的形成
D．囊泡的出现早于细胞板的形成
解析：高等植物细胞中没有中心体，A错误；在末期，细胞核的分裂早于细胞质的分裂，B正确；在前期，染色体的出现早于纺锤体的形成，纺锤体在前期中较晚时候出现，C正确；在末期，囊泡的出现早于细胞板的形成，然后细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，D正确。
2．如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程( C )
A．发生在细胞分裂末期，核膜再度合成
B．发生在细胞分裂间期，染色质复制
C．发生在细胞分裂前期，核膜逐渐消失
D．发生在细胞分裂中期，染色体螺旋变粗
解析： 出现了染色体，核膜正在解体，是细胞分裂前期的特点。
3．下图是某植物细胞有丝分裂一个细胞周期中部分时期示意图，分析回答：
(1)只考虑一个细胞周期，该图示缺少处于_间__期的示意图。而该时期细胞主要是进行活跃的物质准备，即进行_DNA分子的复制__和_有关蛋白质的合成__。
(2)DNA与染色体和染色单体三者之比为2∶1∶2的图示是_B、C__(用字母表示)。
(3)图示细胞有丝分裂的先后顺序依次是_B→C→A→D__(用字母表示)，其中观察染色体的最佳时期是_C__(用字母表示)图细胞所示的时期。
(4)D图中1结构称为_细胞板__，其向四周扩展会形成_细胞壁__。
解析：(1)只考虑一个细胞周期，该图中缺少间期细胞示意图，该时期细胞主要进行DNA复制和相关蛋白质合成。(2)图中B和C细胞中，DNA∶染色体∶染色单体＝2∶1∶2。(3)通过分析可知，有丝分裂的顺序是：B有丝分裂前期→C有丝分裂中期→A有丝分裂后期→D有丝分裂末期。有丝分裂中期染色体形态稳定，是观察染色体最佳时期。(4)D图中1结构称为细胞板，其向四周扩展会形成细胞壁。第2节　细胞的分化
课标要求
1．说明细胞分化形成各种组织。
2．举例说明细胞的全能性。
核心素养
1．生命观念——明确细胞的生命历程，形成科学的自然观。
2．科学思维——归纳与概括：对比分析细胞分化、细胞全能性，明确相互关系。
3．社会责任——了解干细胞移植，关注健康的生活方式。
知识点一　细胞分化及其意义
必备知识·夯实双基
1．概念
2．特征：具有普遍性、_持久性__、遗传物质不变性、稳定性和不可逆性。
3．原因：不同种类的细胞中_遗传信息的表达情况__不同。
4．意义
(1)生物_个体发育__的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向_专门__化，有利于提高各种_生理功能__的效率。
活学巧练
1.细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态。( √ )
2．细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。( × )
3．细胞分化后遗传物质会发生一定改变。( × )
深入探讨
如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，据图分析下列问题：
(1)上述基因属于管家基因(基因产物是维持细胞基本生命活动所必需)的是_a__，属于奢侈基因(基因产物赋予不同细胞特异性的生理功能)的是_b、c、d__。
(2)这三种细胞“血红蛋白基因”均不能表达，所以这三种细胞_不是__(填“是”或“不是”)红细胞；A细胞可产生“肌动蛋白”，应为_肌细胞__。
(3)下列①～④能说明某细胞已经发生分化的是_③__。
①进行ATP的合成
②进行与呼吸相关的酶的合成
③可合成抗体
④存在纤维蛋白原基因
课内探究·名师点睛
1．细胞分化的过程
(1)图解
(2)分析
①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。
②从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。
③从分子水平分析
a．蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。
b．基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。
2．实质——基因的选择性表达
同一个体各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同的细胞中遗传信息的表达情况不同(基因的选择性表达)，如图所示：
拓展
(1)管家基因：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。
(2)奢侈基因：只在特定细胞中选择性表达的基因，如胰岛素基因、血红蛋白基因。
3．细胞分裂与细胞分化的比较
细胞分裂与细胞分化的区别和联系：
项目 细胞分裂 细胞分化
细胞变化 细胞数量增多 细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异。细胞种类增多
发生时间 从受精卵开始 发生在整个生命过程中
意义 保持了亲子代细胞间遗传性状的稳定性 保证了生物体正常发育
联系 (1)细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的；(2)分化程度大，分裂能力则逐渐下降
知识贴士
(1)在细胞分化的过程中遗传物质并没有发生改变。
(2)细胞分化是伴随整个生命进程的，但在胚胎时期达到了最大程度。
典例剖析
典例1 下列有关细胞分化的叙述，正确的是( D )
A．高等动物细胞的分化只发生在胚胎发育过程中
B．细胞分化过程中遗传物质发生了改变
C．细胞分化使细胞数目和种类增多
D．经细胞分化后，细胞的形态结构和生理功能发生改变
解析：细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，是基因在时间和空间上选择性表达的结果；细胞分化发生在整个生命进程中，但在胚胎时期达到最大限度；经分化后，细胞的种类增多，数目不变，全能性降低。
变式训练 如图为人体早期胚胎细胞所经历的生长发育过程示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊表示细胞，a、b表示生理过程，下列叙述错误的是( D )
A．过程a是有丝分裂
B．过程b是细胞分化
C．丁与戊的遗传物质相同
D．丙和戊的蛋白质组成相同
解析： a使细胞数目增多，为有丝分裂过程，A项正确；b使细胞的形态出现不同，为细胞分化，B项正确；一般来说，细胞分裂和细胞分化不会使遗传物质发生改变，C项正确；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，会改变细胞的蛋白质组成，D项错误。
知识点二　细胞的全能性
必备知识·夯实双基
1．概念
(1)前提：_已经分化__的细胞。
(2)本质：具有_产生完整有机体或分化成其他各种细胞__的潜能和特性。
2．基础：细胞中含有发育成完整生物体所需要的_全部遗传信息__。
3．植物细胞的全能性
(1)实验过程
(2)结论：高度分化的植物细胞仍然具有_发育成完整植株__的能力。
4．动物细胞核的全能性
(1)实验过程
(2)结论：已分化的动物体细胞的_细胞核_是具有全能性的。
5．干细胞
(1)特点
①动物和人体内，数量少。
②具有_分裂和分化能力__。
(2)举例：人的骨髓中有许多_造血干细胞__能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。
名师点拨：植物细胞(或动物体细胞核)具有全能性的原因：多细胞生物的体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的，都有一套和受精卵相同的染色体，携带有相同的DNA分子，即已分化的体细胞(或细胞核)含有本物种个体发育所需要的全部基因。
活学巧练
1.细胞的分化程度越高，全能性越高。( × )
2．植物组织培养过程中不出现细胞的分化。( × )
3．已分化的动物肠上皮细胞核具有全能性。( √ )
4．造血干细胞不断产生红细胞、白细胞和血小板，体现了细胞的全能性。( × )
深入探讨
通过下图比较细胞全能性大小和分化程度高低之间的关系。
(1)正常情况下，图中哪些细胞不再分裂了？
提示：皮肤细胞、红细胞、白细胞、血小板、神经细胞和肝细胞，即高度分化的细胞。
(2)分化程度最低的细胞是_受精卵__。
(3)最容易表达全能性的细胞是_受精卵__。
细胞全能性大小与分化程度之间的关系为：_一般情况下，细胞分化程度越高，细胞全能性越低__。
(4)请解释细胞具有全能性的原因。
提示：细胞内含有生物生长发育所需的全套遗传物质。
课内探究·名师点睛
1．细胞的全能性
(1)实现细胞全能性的三个条件
①离体：细胞脱离原来的母体，单独培养。
②一定的营养物质和激素。
③适宜的环境条件。
(2)细胞全能性与细胞分化的比较
项目 细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因的选择性表达 含有本物种全套遗传物质
结果 形成形态、结构、生理功能不同的细胞 形成新的个体或其他各种细胞
大小比较 细胞分化程度有高低之分：体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性有大小之分：受精卵>生殖细胞>体细胞(植物细胞>动物细胞)
关系 ①细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞仍具有全能性；②一般说来，细胞分化程度越高，全能性越难以实现，细胞分化程度越低，全能性就越高
特别提醒：细胞全能性的三点提示
(1)细胞全能性以产生完整个体或其他各种细胞为标志。胚胎干细胞发育成各种组织、器官不能体现全能性。
(2)植物种子发育成植株不能体现全能性。
(3)动物细胞也具有该物种全套的遗传物质；尽管没有实验成功，但理论上具有全能性；而动物克隆只体现细胞核的全能性，二者并不矛盾。
知识贴士
证明细胞具有全能性实例的判断
——已分化的细胞
——离体(体外培养)
——形成完整个体或其他各种细胞
2．干细胞的种类
(1)根据干细胞的分化能力可分为：
全能干细胞：可以发育成完整的个体，如受精卵。
多能干细胞：可发育成多种组织和器官，如造血干细胞。
专能干细胞：可发育成专门的组织和器官，如神经干细胞。
(2)根据干细胞的来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。
典例剖析
典例2 (2023·广东湛江期末)皮肤生发层细胞分化成表皮细胞的过程中( C )
A．细胞的形态、数目不会发生变化
B．细胞内染色体数量发生改变
C．细胞内的遗传物质不改变
D．细胞全能性升高，分裂能力增强
解析：细胞分化过程中细胞的形态会发生变化，数目不会发生变化，A错误；细胞分化过程中细胞内染色体数量不发生改变，B错误；细胞分化过程中细胞内的遗传物质一般不改变，C正确；细胞分化过程中细胞全能性降低，分裂能力减弱，D错误。
变式训练 (2023·黑龙江大庆实验中学期末)下列有关细胞全能性的叙述，错误的是( C )
A．受精卵在自然条件下能发育成完整个体，因此具有较高的全能性
B．由未受精的卵细胞发育成雄蜂的过程体现了生殖细胞的全能性
C．细胞全能性的大小关系为生殖细胞>受精卵>体细胞
D．胡萝卜根细胞的植物组织培养能体现植物细胞具有全能性
解析：受精卵未分化，在自然条件适宜的情况下能发育成完整个体，因此全能性较高，A正确；未受精的卵细胞能发育成雄蜂，体现了生殖细胞的全能性，B正确；细胞全能性的大小关系为受精卵>生殖细胞>体细胞，C错误；胡萝卜根细胞经植物组织培养能获得完整植株，可体现植物细胞具有全能性，D正确。
细胞增殖、细胞生长及细胞分化的判断
1．根据结果进行判断
细胞增殖的结果是细胞数目增加，细胞生长引起细胞体积增大，而细胞分化的结果是引起细胞在形态、结构和生理功能三个方面的改变。
2．根据图解进行判断
细胞增殖和细胞分化在题目中往往会以图解的形式表示，如图所示。
(1)在过程①和③中，细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这种变化叫作细胞分化。细胞分化的结果是产生了不同的组织。
(2)过程②表示一个细胞分成两个细胞，这是细胞的分裂。过程④表示细胞的体积由小变大，这是细胞的生长。
典例3 根据下图，回答问题：
(1)①→②、①→④的过程叫作_细胞的分化__。
(2)①→③的过程叫作_细胞的分裂__。
(3)③→⑤的过程叫作_细胞的生长__。
(4)组成②、③、④细胞的_形态__、_结构__、_生理功能__不同，因此它们属于不同的_组织__。
(5)①～⑤所示各细胞群中，具有分裂能力的是标号_①③⑤__所示细胞群。
解析：分析题图，可以得出细胞群②、③、④均是来自细胞群①经有丝分裂产生的子细胞，②、③、④三个细胞群的细胞形态不同，它们分属于不同的组织。从①→②、①→④过程中，细胞在形态、结构和生理功能上产生了稳定性差异，这种变化叫细胞的分化。①→③一个细胞分裂成两个细胞，这是细胞的分裂，③→⑤细胞的体积由小变大这是细胞的生长。③、⑤细胞和①细胞群的细胞均有壁薄、质浓、核大、液泡小或无的特点，均具有分裂能力。
学霸记忆
1.细胞的分化
(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)实质：不同细胞中遗传信息的表达情况不同。遗传物质没有发生变化。
(3)特点：持久性，不可逆性、遗传物质不变性和普遍性。
(4)意义：细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
2．细胞全能性
(1)概念：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
(2)体细胞具有全能性的原因：由于体细胞是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质，因此，分化的细胞具有发育成完整新个体或其他各种细胞的潜能。
(3)动物细胞全能性：高度分化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但是，细胞核仍然保持着全能性。
(4)植物细胞全能性：高度分化的植物细胞仍然具有全能性。
1．(2023·绵阳高一检测)人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，是因为胰岛细胞( B )
A．只有胰岛素基因
B．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，但基因选择性表达
C．比人的受精卵基因要少
D．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
解析：胰岛细胞既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，基因选择性表达使其只产生胰岛素，不产生血红蛋白。
2．以下能体现细胞具有全能性的实验是( A )
A．将一个棉花细胞培育成棉花植株
B．用小麦种子培育出小麦植株
C．去核蛙卵植入体细胞核后又发育成正常的蝌蚪
D．胚胎干细胞形成神经细胞
解析：将一个棉花细胞培育成棉花植株，体现了细胞的全能性，A正确；种子是新个体的幼体，用小麦种子培育出小麦植株属于自然生长过程，不能体现细胞的全能性，B错误；给去核蛙卵植入体细胞核后又发育成正常的蝌蚪，这说明了动物细胞的细胞核具有全能性，不能体现动物细胞具有全能性，C错误；胚胎干细胞形成神经细胞，但没有形成个体，因此不能说明细胞具有全能性，D错误。故选A。
3．请据图回答：
(1)①～⑤所示的各细胞群中，具有分裂能力的是标号_①③⑤__所示的细胞群，_分化__程度越高其分裂能力越低。
(2)若从②中取一个细胞，在适宜条件下培养，结果产生了一个新个体，这体现了_细胞的全能性__，原因是_已经分化的细胞含有发育为完整个体的全套遗传信息__。
(3)组成②③④的细胞在_形态__、_结构__和_功能__上是不同的，因此它们属于不同的_组织__。
解析：(1)由图可知，①③⑤细胞群的细胞为正方形，还没有完全分化，具有分裂能力。细胞的分化程度越高，分裂能力越低，呈负相关。
(2)②属于已分化的细胞，若从②中取一个细胞，在适宜条件下培养，结果产生了一个新个体，这体现了细胞的全能性。细胞在分裂和分化的过程中，遗传物质并不发生改变，故已经分化的细胞仍然含有发育为完整个体的全套遗传信息，所以在适宜条件下可以表现出全能性。
(3)②③④三个细胞群的形态不同，依据形态、结构与其功能相适应的原理，它们的结构、功能也不同，属于不同的组织。第3节　细胞的衰老和死亡
课标要求
1．描述细胞衰老的特征。
2．说明细胞死亡的原因和意义。
3．阐明细胞衰老和死亡是自然的生理过程。
核心素养
1．生命观念——掌握细胞衰老的特征，并分析其原因；阐明细胞凋亡的意义。
2．科学思维——辨析细胞凋亡与细胞坏死。
3．社会责任——关注社会议题，辨别迷信和伪科学，主动向他人宣传健康生活和关爱生命等相关知识。
知识点一　细胞的衰老
必备知识·夯实双基
1．细胞衰老的特征
(1)代谢的变化
(2)细胞核的变化
2．细胞衰老的原因
目前大家普遍接受的两种有关细胞衰老的原因的理论：_自由基学说__和_端粒学说__。
3．个体衰老与细胞衰老的关系
(1)对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是_个体衰老或死亡__。
(2)对于多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡_并不是一回事__，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。
活学巧练
1.衰老细胞内染色质收缩影响DNA复制。( √ )
2．细胞衰老时，所有酶的活性都降低。( × )
3．衰老细胞的细胞核体积减小，细胞体积增大，染色质收缩，染色加深。( × )
4．同一种体细胞端粒长度与其有丝分裂能力呈正相关( √ )
5．自由基只有攻击蛋白质才会导致细胞衰老。( × )
深入探讨
细胞衰老的特征
“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰。”与年轻人相比，老年人有许多衰老的特征。例如，头发变白、出现“老年斑”、满脸皱纹、头发稀疏、浑身乏力、行动迟缓等。
(1)老年人为什么会满脸皱纹？
(2)老年人为什么会出现“老年斑”？
(3)老年人为什么会浑身乏力、行动迟缓？
(4)老年人为什么会出现白发？
提示：(1)皮肤细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小。
(2)皮肤细胞中色素积累。
(3)老年人细胞中与呼吸有关的酶活性降低，代谢缓慢。
(4)由于毛囊中的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少。
课内探究·名师点睛
1．细胞衰老的概念
细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
2．细胞衰老特征的概括总结
一大(细胞核变大，染色质收缩，染色加深)；一小(细胞体积变小)；一多(细胞内色素逐渐积累、增多)；一少(细胞内水分减少)；两低(细胞膜运输功能降低，有些酶的活性降低)；两慢(呼吸速率减慢，代谢速率减慢)。
3．细胞衰老的原因
关于细胞衰老的原因，自由基学说和端粒学说是现代科学家普遍认可的两种学说。
(1)自由基学说
衰老是由细胞正常代谢过程中产生的自由基造成的。
①自由基含义：人们通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。
②自由基来源：在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基；此外，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。
③自由基学说：自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子、会损伤细胞膜、攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。
(2)端粒学说：染色体两端的特殊序列的DNA－蛋白质复合体(端粒)会随细胞分裂次数的增加而被“截短”，进而损伤正常基因的DNA序列，使细胞活动渐趋异常。
特别提醒：①幼年个体中每天都有细胞的衰老、死亡，因此细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡。
②老年个体中每天也有新细胞的产生，因此个体的衰老不等于所有细胞的衰老。
③细胞的衰老由细胞自身的因素决定，但良好的外部环境和生活饮食习惯可以延缓细胞衰老，进而延缓机体衰老。
典例剖析
典例1 (2023·河北唐山高一期末)衰老细胞在生理功能上发生明显变化。下列有关衰老的细胞特征的叙述，不正确的是( C )
A．有些酶的活性降低，呼吸速率减慢
B．细胞内的色素逐渐积累
C．新陈代谢速率加快
D．细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
解析： 衰老的细胞呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢，C错误。
变式训练 如图是细胞衰老的自由基学说示意图，下列有关叙述错误的是( C )
A．①②过程的作用效果会引起细胞内生物膜面积急剧减小
B．③过程会使酪氨酸酶活性降低
C．若③过程使葡萄糖的转运蛋白活性下降，葡萄糖会自由进出细胞
D．⑤可来自辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等
解析： ①②过程自由基攻击磷脂分子，破坏细胞内生物膜，使生物膜面积急剧减小，A项正确；③过程自由基攻击合成的蛋白质，会导致酪氨酸酶的活性下降，细胞新陈代谢速率降低，B项正确；细胞通过协助扩散或主动运输方式吸收葡萄糖，若③过程使细胞膜上葡萄糖的转运蛋白受损，葡萄糖将不能进入细胞，C项错误；自由基的产生途径有辐射、有害物质的入侵和细胞内的氧化反应等，D项正确。
知识点二　细胞的死亡
必备知识·夯实双基
1．细胞死亡：包括_凋亡__和_坏死__等方式。
2．细胞凋亡
(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(2)类型
3．细胞坏死：在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞_损伤和死亡__。
4．细胞自噬
(1)概念：在一定条件下，细胞会将_受损或功能退化__的细胞结构等，通过_溶酶体__降解后再利用。
(2)意义
①处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的_物质和能量__。
②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除_受损或衰老__的细胞器，以及感染的_微生物和毒素__，从而维持细胞_内部环境__的稳定。
③有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
活学巧练
1.细胞凋亡受基因控制，细胞衰老不受基因控制。( × )
2．被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除。( √ )
3．细胞死亡都是主动进行的，对生物体是有利的。( × )
深入探讨
辨析细胞凋亡与细胞分化
如图是青蛙的变态发育示意图。蝌蚪在发育过程中，长出的尾巴逐渐消失，请分析回答下列问题：
(1)蝌蚪尾巴的消失属于哪种生命现象？与哪种细胞器的关系最密切？
(2)将蝌蚪尾部用浓盐酸处理后，尾部溃烂消失，这与上述现象的机理相同吗？
(3)上述两种现象都受遗传物质控制吗？
(4)同样是血细胞，白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不一样，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗？请结合这一事例说明细胞凋亡的生物学意义。
提示：(1)细胞凋亡。与溶酶体密切相关。
(2)这是细胞坏死，与上述细胞凋亡不同。
(3)不是。细胞凋亡受遗传物质控制，细胞坏死不受遗传物质控制。
(4)细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的功能是吞噬病菌等，所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维持生物体内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。
课内探究·名师点睛
1．“三看法”判断细胞凋亡与细胞坏死
(1)从“方式”看
(2)从“机制”看
(3)从“结果”看
2．细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死的区别
项目 细胞衰老 细胞凋亡 细胞坏死
实质 内因和外因共同作用的结果 受到由遗传机制决定的程序性调控 受电、热、冷、机械等不利因素影响，与基因无关
形态 变化 细胞萎缩，细胞膜皱缩 多为单个细胞，形成凋亡小体，细胞膜内陷 外形呈不规则变化，细胞膜破裂
意义 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 ①清除多余、无用的细胞； ②清除完成正常使命的衰老细胞； ③清除体内的有害细胞； ④维持器官和组织中细胞数目的相对稳定 对周围细胞造成伤害，引发炎症
对机体 的影响 对机体有利 对机体有利 对机体有害
典例剖析
典例2 关于细胞凋亡与细胞坏死，下列说法正确的是( A )
①细胞凋亡是由细胞内的遗传物质控制的
②细胞死亡是细胞凋亡的同义词
③细胞坏死受到严格的由遗传机制决定的程序性调控
④被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死完成的
⑤蝌蚪在变态期，尾部细胞将发生凋亡，从而使其能转变成正常的成体蛙
⑥细胞的凋亡有助于清除体内衰老的细胞
⑦细胞凋亡是由致病因子引发的急性损伤，引起细胞破裂，导致炎症反应
A．①⑤⑥ B．①④⑥
C．③⑤⑥ D．②④⑦
解析： 细胞凋亡与细胞死亡不同，细胞死亡还包括细胞坏死和细胞自噬，②错误；细胞坏死不受基因控制，③错误；被病原体感染的细胞是通过细胞凋亡消除的，④错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，并非由致病因子引发的，⑦错误。
变式训练 下列各项中，不属于细胞凋亡的是( B )
A．白细胞吞噬过多的细菌导致死亡
B．脑细胞因缺血而死亡
C．蝌蚪变态发育过程中尾部消失
D．人的红细胞在经历120天左右的寿命后死亡
解析： 脑细胞因缺血而死亡是细胞受外界不利因素影响发生的，应属于细胞坏死。
细胞分裂、分化、衰老、坏死、凋亡的比较
1．联系
2．区别
项目 影响因素 特点 遗传物质 对机体的影响
细胞 分裂 基因决定 亲子代遗传性状稳定 复制后 均分 有利
细胞 分化 基因选择性表达 普遍性、持久性、不可逆性、遗传物质不变 不变 有利
细胞 衰老 受基因控制 水分减少、酶活性降低、色素积累、膜通透性改变 不变 有利
细胞 坏死 不受基因控制，由极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激等不利因素造成 被动的、由细胞正常代谢活动受损或中断引起的病理过程 不变 不利
细胞 凋亡 基因决定 主动的、细胞自动结束生命的过程 不变 有利
知识贴士
理解细胞衰老和凋亡的两个“≠”
(1)细胞衰老≠个体衰老(多细胞生物体中)
幼年个体中会有细胞衰老、凋亡，老年个体中也会有新细胞产生。
(2)细胞凋亡≠细胞坏死
细胞凋亡是主动的，对机体的正常发育是有利的；细胞坏死是被动的，对机体是有害的。
典例3 下列关于细胞的分化、衰老和凋亡的叙述，正确的有( B )
①细胞的分化和衰老对于生物体都是有积极意义的
②细胞分化使多细胞生物中的细胞功能趋向全面化，有利于提高细胞代谢的效率
③人胚胎发育过程中尾的消失是细胞坏死的结果
④细胞衰老表现为细胞核体积变小、色素含量增加、细胞膜的通透性降低
⑤细胞凋亡受遗传物质的严格控制，并且在凋亡的过程中存在基因表达
A．一项　 B．两项　
C．三项　 D．四项
解析：细胞的分化、衰老都是细胞正常的生命历程，对于生物体都是有积极意义的，①正确；细胞分化使多细胞生物中的细胞功能趋向专门化，有利于提高细胞代谢的效率，②错误；人胚胎发育过程中尾的消失是细胞凋亡的结果，③错误；衰老的细胞内细胞核的体积变大、细胞内的色素逐渐积累、细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低，④错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，因此受遗传物质的严格控制，并且在凋亡的过程中存在基因表达，⑤正确。综上分析，B正确，ACD错误。故选B。
学霸记忆
1.衰老的细胞内水分减少、酶活性降低、呼吸速率减慢、色素积累、膜通透性改变、物质运输功能下降。
2．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。
1．(2023·江苏高一课时练习)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上。下列叙述正确的是( D )
A．大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B．正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
C．端粒酶的基本单位是氨基酸
D．正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
解析： 端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构，大肠杆菌没有染色体，没有端粒，A错误；正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变短，B错误；端粒酶由RNA和蛋白质组成，基本单位是氨基酸和核糖核苷酸，C错误。
2．研究表明某些细胞被病毒感染后，某种蛋白激酶PKR会被激活，从而导致被感染细胞发生凋亡。下列叙述正确的是( C )
A．被感染细胞发生凋亡可能引发炎症
B．被感染细胞凋亡过程没有基因的选择表达
C．PKR激活剂有可能成为抗病毒药物
D．PKR的大量激活有利于身体健康
解析：凋亡是细胞的程序性死亡不会引发炎症，A错误；被感染细胞凋亡也是细胞的程序性死亡，过程也存在基因的选择表达，B错误；PKR激活能导致细胞凋亡，PKR激活剂如果能定向给药，能使被病毒感染的细胞凋亡，那么PKR激活剂有可能成为抗病毒药物，C正确；PKR大量激活，会导致大量正常细胞凋亡，不利于身体健康，D错误。故选C。
3．细胞凋亡是由基因控制的细胞死亡过程。如健康的成人体内，在骨髓和肠中，每小时约有10亿个细胞凋亡。人的不同细胞的寿命和分裂能力不同，请分析表中有关数据回答下列相关问题：
细胞 种类 小肠上 皮细胞 平滑肌细胞(分布于内脏器官) 心肌细胞 神经细胞 白细胞
寿命 1～2 d 很长 很长 很长 5～7 d
能否分裂 能 能 不能 多数不能 不能
(1)细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗？_细胞的寿命与细胞分裂能力无关__。
(2)寿命短的细胞是否一定能分裂举例说明：_寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞__。
(3)细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能_有__(填“有”或“没有”)关系。
(4)根据上述分析，推测皮肤表皮细胞的寿命_短__(填“长”或“短”), _有__(填“有”或“没有”)分裂能力。
(5)细胞的凋亡对多细胞生物体的生长和发育有害吗？请说明理由：_无害。因为细胞凋亡对于多细胞生物体发育、组织更新、抵御病原体入侵都具有重要的积极意义__。第2课时　动物细胞的有丝分裂及无丝分裂
与观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
课标要求
1．说出动物细胞和植物细胞有丝分裂的区别。
2．制作和观察根尖分生区组织细胞有丝分裂简易装片或观察其永久装片。
核心素养
1．生命观念——通过比较动植物细胞有丝分裂的异同，认识生命现象的多样性和统一性。
2．科学思维——模型与建模：构建有丝分裂过程中染色体和DNA数量变化模型。
3．科学探究——通过观察有丝分裂实验，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。
　　　　　知识点一　动物细胞的有丝分裂及无丝分裂
必备知识·夯实双基
1．动植物细胞有丝分裂的不同点
时期 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
间期 无_中心粒__ 有_中心粒__，且完成倍增
前期 细胞两极发出_纺锤丝__形成纺锤体 中心粒移到细胞两极，并发出_星射线__形成纺锤体
末期 _细胞板__扩展形成细胞壁，分割细胞 _细胞膜__由中部向内凹陷，缢裂细胞
2.有丝分裂特征及意义
(1)特征：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。
(2)意义：在细胞的亲代和子代之间保持了_遗传__的稳定性。
3．无丝分裂
(1)特点：在分裂过程中没有_纺锤丝__出现和_染色体__的变化，因此叫无丝分裂。
(2)实例：_蛙的红细胞__的分裂。
4．细胞不能无限长大
活学巧练
1.动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态变化不同。( × )
2．动物细胞分裂间期有DNA的复制和中心粒的倍增。( √ )
3．动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成。( × )
深入探讨
1.动植物细胞有丝分裂过程中与细胞分裂有关的细胞器及作用是什么？
提示：
细胞器 作用
线粒体 主要是供能(DNA复制、蛋白质合成、染色体移动等)
中心粒 参与纺锤体的形成(动物、低等植物细胞)
高尔基体 参与细胞壁的形成(植物细胞)
核糖体 合成有关的蛋白质
2.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什么？
提示：因在一些低等植物细胞里，也存在着中心体，分裂时也会出现星射线，因此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割为二，还是细胞膜内陷使细胞质分割为二作为鉴别依据。
课内探究·名师点睛
1．根据染色体变化识别细胞分裂时期
(1)染色质变为染色体，染色体散乱分布→前期，如图1。
(2)着丝粒排列在赤道板上→中期，如图2。
(3)着丝粒分裂，染色体数目加倍→后期，如图3。
(4)染色体变成染色质→末期，如图4。
2．动植物细胞分裂图像的识别
(1)
(2)图像呈圆形，外面无细胞壁，或有中心粒结构，无细胞板结构，通过缢裂方式产生子细胞，一般可判断为动物细胞。
典例剖析
典例1 如图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，对图像的描述错误的是( C )
A．该生物不可能是低等植物
B．图甲、图丙所示细胞内染色体、染色单体与核DNA分子数之比都为1∶2∶2
C．图甲所示细胞正在进行中心粒复制
D．图甲、图乙、图丙所示细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
解析：该生物细胞不含细胞壁，不可能是低等植物，A项正确；图甲、图丙所示细胞内染色体、染色单体与核DNA分子数之比都为1∶2∶2，B项正确；中心粒的复制发生在分裂间期，而图甲所示细胞处于有丝分裂前期，C项错误；图甲、图乙、图丙所示细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期，D项正确。
变式训练 (2023·吉林省五地六校联考)下列关于无丝分裂的叙述中，正确的是( C )
A．由于细菌分裂过程中无纺锤丝形成，因此细菌的分裂方式为无丝分裂
B．蛙的红细胞和人的红细胞均可进行无丝分裂
C．无丝分裂过程中不出现染色体和纺锤丝的变化
D．无丝分裂过程中无DNA分子复制和相关蛋白质的合成
解析：无丝分裂是真核生物的分裂方式，细菌是原核生物，A错误；蛙的红细胞进行无丝分裂，人的红细胞不分裂，B错误；无丝分裂过程中无染色体出现和纺锤丝的变化，C正确；无丝分裂过程中有DNA的复制，D错误。故选C。
知识点二　观察细胞有丝分裂实验
必备知识·夯实双基
1．实验原理
(1)有丝分裂常见于植物的_芽尖、根尖__等分生区细胞，适宜条件下有丝分裂旺盛，易观察到_各个时期__的细胞。
(2)在高倍显微镜下，可根据细胞内_染色体__的形态识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。
(3)细胞内的染色体容易被_碱性__染料着色。
2．实验步骤：取材→_解离__→_漂洗__→_染色__→_制片__。
活学巧练
1.盐酸解离根尖的同时也为甲紫溶液染色创造酸性环境。( × )
2．解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散。( √ )
3．在“观察根尖分生区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。( × )
深入探讨
为什么要将解离过的洋葱根尖先漂洗再染色？
提示：漂洗的目的是洗去根尖组织中的盐酸，有利于碱性染料着色。漂洗、染色不能颠倒，否则解离液中盐酸会影响染色效果。
课内探究·名师点睛
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
一、实验原理
项目 原理
选材 高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛
染色 细胞核内的染色体易被碱性染料(如甲紫溶液)染成深色
观察 在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，从而判断处于哪个分裂时期
二、用品分析
1．实验材料
(1)选择生长旺盛，具有持续分裂能力的部位，如根尖、芽尖。
(2)选择染色体数目较少的生物，以便于染色体的计数。
(3)选择分裂期占细胞周期时间比例大的细胞，易观察到分裂期细胞。
2．试剂及其成分、作用
试剂 成分 作用
解离液 质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精以1∶1的比例混合 使组织中的细胞相互分离开来
漂洗液 清水 洗去组织中的解离液，防止解离过度，影响染色
染色液 质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液) 使染色体着色
3.显微镜的使用
(1)先用低倍显微镜找到分生区的细胞：分生区细胞呈正方形，排列紧密。
(2)再用高倍显微镜找到分裂中期的细胞，因为中期细胞中染色体的形态更为清晰和固定，然后再找前期、后期、末期的细胞。
三、方法步骤
1．洋葱根尖的培养
在上实验课之前的3～4 d内，取洋葱一个，放在广口瓶上。瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。把这个装置放在温暖的地方培养。待根长约5 cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。
2．装片的制作
制作流程为：解离→漂洗→染色→制片。
(1)解离　上午10时至下午2时(洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多，这会因洋葱品种、室温等的差异而有所不同)，剪取洋葱根尖2～3 mm，立即放入盛有盐酸和酒精混合液(1∶1)的玻璃皿中，在室温下解离3～5 min，使组织中的细胞相互分离开来。
(2)漂洗　待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗10 min。
(3)染色　把根尖放进盛有质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液)的玻璃皿中染色 3～5 min。
(4)制片　用镊子将这段根尖取出来，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。然后，用拇指轻轻地按压盖玻片，以使细胞分散开来，有利于观察。
典例剖析
典例2 下列关于“制作并观察洋葱根尖细胞有丝分裂的临时装片”的叙述，正确的是( A )
A．实验前要先将洋葱培养生根，选取生长健壮的根尖进行实验
B．为保证实验效果，装片的制作过程中解离后要先染色再漂洗
C．镜检时，在高倍镜下认真观察可见到染色质螺旋形成染色体
D．实验结果可证实，在细胞周期中分裂期的持续时间长于分裂间期
解析：实验前3～4 d，要先将洋葱培养生根，选取生长健壮的根尖进行实验，因生长健壮的根尖分裂旺盛，便于观察，A项正确；临时装片的制作流程为解离→漂洗→染色→制片，B项错误；在解离阶段，经过解离液(盐酸和酒精混合液)的处理，细胞已经死亡，因此不会看见染色质螺旋形成染色体的现象，C项错误；通过观察统计，大多数细胞处于分裂间期，因此实验结果可证实，在细胞周期中分裂间期的持续时间长于分裂期，D项错误。
变式训练 如图表示洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察过程。据图回答下面的问题：
(1)制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，取材的根尖长度在2 mm左右，不能过长，也不能过短，以获取根尖_分生__区细胞。
(2)实验中图丙通常用_甲紫溶液(或醋酸洋红液等碱性染料)__作为染液，目的是使细胞中_染色体__着色。
(3)显微观察时，视野中观察到的大多数细胞处于_分裂间期__，原因是_在细胞周期中，分裂间期持续时间远大于分裂期__。
解析：(1)制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，取材的根尖长度在2 mm左右，以获取根尖分生区细胞。
(2)染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液或醋酸洋红液)着色，便于显微镜观察。
(3)显微观察时，视野中观察到的大多数细胞处于分裂间期，原因是在细胞周期中分裂间期持续时间长(分裂期持续时间短)。
各种有丝分裂的图像分析
1．有丝分裂过程的图像识别方法
确定细胞种类及分裂方式的基本思路：首先判断细胞类别，是动物细胞、高等植物细胞还是低等植物细胞；其次确定分裂方式，是有丝分裂还是无丝分裂，如果是有丝分裂，可再根据染色体的形态确定细胞所属的分裂时期。
(1)二分裂方式和无丝分裂的区别：二分裂时核物质大致均分，没有核膜包被，而无丝分裂时细胞核是从中间凹陷缢裂。
(2)根据下表所示特点判断有丝分裂各时期
项目 间期 前期 中期 后期 末期
识图特征 有核膜，染色体呈染色质状态 染色体散乱地分布在纺锤体的中央 染色体的着丝粒排列在赤道板上 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开 核膜、核仁出现，染色体变成细长而盘曲的染色质
2.坐标图(如图)
(1)间期完成复制，1个DNA分子变成2个DNA分子，而染色体数目未加倍(形成姐妹染色单体)。
(2)染色体在分裂后期暂时加倍(着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为2条子染色体)。
(3)染色体与核DNA的数量关系在复制前及后期、末期为1∶1，而在前期、中期为1∶2。
(4)a→b、l→m的变化原因都是DNA分子的复制。
(5)g→h、n→o的变化原因都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。
3．柱状图(如图)
(1)有丝分裂前期和中期染色体已完成复制，每条染色体上有两条染色单体(DNA分子)，染色体、染色单体、核DNA分子三者数目之比为1∶2∶2，如图甲所示。
(2)有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，染色体暂时加倍，染色单体数目为0，核DNA、染色体数目之比为1∶1，如图乙所示。
(3)有丝分裂末期结束，一个细胞分成两个子细胞，核DNA、染色体数目恢复到复制前的数目，核DNA、染色体数目之比为1∶1，如图丙所示。
综上所述，前期和中期有染色单体时，染色单体与核DNA分子数目之比为1∶1，染色体与染色单体数目之比为1∶2；核DNA未复制之前、后期和末期无染色单体时，染色体与核DNA分子数目之比为1∶1。
典例3 如图甲表示某二倍体动物细胞有丝分裂图像，图乙、丙、丁分别是对该动物细胞有丝分裂不同时期染色体数、染色单体数和核DNA分子数的统计(图乙、丙、丁中的a、b、c表示的含义相同)。下列有关叙述正确的是( C )
A．该动物的体细胞中都含有4条染色体
B．图乙中的a、b、c分别表示染色体、核DNA和染色单体
C．图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、染色单体和核DNA的关系
D．图丁所示细胞正处于有丝分裂中期
解析：甲细胞处于有丝分裂后期，此时细胞中染色体数目是体细胞的2倍，因此该动物的体细胞中含有4条染色体，但不是所有的体细胞都含有4条染色体，如哺乳动物成熟的红细胞中不含染色体，A项错误；由于图丙、图丁中b都为0，可知b表示染色单体，则图乙中的a、b、c分别表示染色体、染色单体和核DNA，B项错误；丙中没有染色单体，染色体数：核DNA数＝1∶1，且染色体数目是体细胞的2倍，丙细胞处于有丝分裂后期(或末期)，因此图丙可以最恰当地表示图甲所示时期的染色体、染色单体和核DNA的关系，C项正确；丁中没有染色单体，染色体数：核DNA数＝1∶1，且染色体数目与体细胞相同，因此丁细胞处于分裂完成还未进入下一次DNA复制之前的阶段，D项错误。
学霸记忆
1.动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别在于：
①间期要进行中心体倍增。
②前期纺锤体由中心粒发出的星射线组成。
③末期细胞膜从中部凹陷并把细胞缢裂为两部分。
2．无丝分裂没有出现纺锤丝和染色体的变化。
3．甲紫溶液或醋酸洋红液的作用是使染色体着色，盐酸和酒精的作用是解离植物细胞。
4．洋葱根尖细胞有丝分裂装片制作的流程为：解离→漂洗→染色→制片。
5．由于细胞分裂间期持续时间最长，因此处于分裂间期的细胞数目最多。
1．下列叙述能表明动物细胞一定正在进行有丝分裂的是( D )
A．核糖体合成活动加强
B．高尔基体数目明显增多
C．线粒体产生大量ATP
D．中心粒周围发射出星射线
解析： 核糖体是合成蛋白质的场所，蛋白质合成旺盛不一定是有丝分裂的特点，A错误；高尔基体与动物分泌物的形成有关，与动物细胞有丝分裂没有直接关系，B错误；很多生命活动都需要线粒体产生ATP供能，C错误；中心粒与细胞有丝分裂有关，中心粒周围发射出星射线，表明动物细胞正处于有丝分裂前期，D正确。
2．下列关于高等动物和高等植物的细胞增殖的说法，正确的是( B )
A．处于分裂间期细胞的细胞核中都会进行DNA的复制和相关蛋白质的合成
B．处于分裂前期的细胞中一般都会出现染色体和形成纺锤体
C．处于分裂中期和后期的细胞中每条染色体都有姐妹染色单体
D．处于分裂末期的细胞中赤道板的位置都会出现细胞板
解析：处于分裂间期的细胞中都会进行DNA的复制和相关蛋白质的合成，且蛋白质的合成发生在细胞质中，A错误；不论是动物细胞还是植物细胞，在分裂前期一般都会出现染色体和形成纺锤体，B正确；处于分裂后期的细胞中染色体的着丝粒断裂，每条染色体上不再有姐妹染色单体，C错误；分裂末期，动物细胞从中部向内凹陷缢裂形成两个子细胞，不会出现细胞板，D错误。故选B。
3．(2023·天津耀华中学高一期末)下图表示某生物有丝分裂过程某时期的细胞图示，以及有丝分裂过程细胞中有关物质含量变化的坐标图。请回答有关问题：
(1)图甲表示有丝分裂_中__期的细胞图，其中②是_着丝粒__。
(2)图中细胞的染色体数目是_4__条，DNA分子数目是_8__个，该细胞下个时期的染色单体数目是_0__。该细胞在有丝分裂结束后所形成的2个子细胞，每个子细胞中的DNA分子数目是_4__个。
(3)图乙实线表示_DNA__的数量变化。图甲所示细胞大致位于图乙的线段是_BC__。
(4)图乙中出现bc段的原因是_着丝粒分裂，姐妹染色单体分开__。
解析：(1)图甲细胞中染色体的着丝粒排列在细胞中央赤道板的位置，处于有丝分裂的中期，其中②是着丝粒，细胞中染色体的数目就是以着丝粒数目进行计数。
(2)图中细胞中着丝粒有4个，染色体数目有4条。一条染色体上DNA数目有2个，因此细胞中DNA的数目有8个，该细胞处于有丝分裂的中期，下一个时期是后期，着丝粒分裂，染色单体都变成染色体，不存在染色单体。该细胞处于有丝分裂的中期，DNA数目是8个，分裂之后形成的子细胞DNA数目减半，DNA数目变为4个。
(3)图乙实线表示有丝分裂DNA数目变化曲线图，图甲处于有丝分裂的中期，处于图乙的BC段。
(4)图乙中虚线表示染色体数目变化曲线图，bc段表示染色体数目加倍，加倍的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。

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