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【专题三】细胞的生命历程
【考情分析】
在近几年的高考当中，本专题主要围绕细胞增殖与细胞分化进行展开，在以后高考中仍将是命题的焦点。考查内容主要是图像识别，染色体和DNA数量变化和有丝分裂、减速分裂中染色体的行为变化。而有关衰老、凋亡和癌变的知识，一般都会结合当前的一些科技新成果，考查衰老细胞的特征、个体衰老与细胞衰老的关系、癌细胞的特征及防治。
从题型及难度上，仍将以选择题作为主要考查形式，也有可能结合科技成果以简答题的形式出现（学科内综合），题目以低难度为主，兼顾中等难度题目，一般会结合各种图形或曲线，在考查知识的同时考查学生提取信息、解决问题的基本能力。
【知识交汇】
要点一：细胞分裂DNA、染色体数的对应关系
1．有丝分裂
2．减数分裂
（1）减数分裂的染色体变化：
①减数第一次分裂的末期染色体数目减半（说明：减数分裂染色体的减半就是发生在第一次分裂的末期，这时同源染色体分离，导致了染色体的减半。）；
②第二次分裂的后期染色体暂时增加（这时的染色体数等于体细胞的染色体数）；
③分裂之后染色体数减半。
（2）减数分裂的DNA变化：
复制后加倍，然后二次减半，最后DNA是原来的一半。
二、细胞分裂图形的辨别
①细胞分裂前期图的判断
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前期图例
②细胞分裂中期图的判断
中期图例
③细胞分裂后期图的判断
1．染色体是否含有染色单体，减Ⅰ后期（有），减Ⅱ后期和有丝分裂后期（否）；
2．染色体中是否具有同源染色体，有丝分裂后期（有），减Ⅰ后期同一极（无），减Ⅱ后期（无）。
结果：D为有丝分裂后期，E为减Ⅱ后期，F为减Ⅰ后期
后期图例
三、细胞分裂、分化与全能性的关系
[来源:21世纪教育网.com]
四、细胞周期及各时期特征
时期 主要特征
间期 G1期 转录大量的RNA和合成大量的蛋白质，为DNA复制作准备
S期 DNA复制，一个DNA分子复制出的两个DNA分子通过着丝点连在一起，与蛋白质结合形成2个姐妹染色单体
G2期 转录RNA和合成蛋白质为进入分裂期作准备
分裂期 前期 染色质转变成染色体；核膜解体，核仁消失；形成纺缍体
中期 着丝点排列在赤道板中央；染色体数目最清晰，形态最固定
后期 着丝点分裂，染色单体分裂，在纺缍丝牵引下移向细胞两极
末期 染色质转变成染色体；核膜重建，核仁出现；纺缍体解体；赤道板→细胞板→细胞壁
五、动植物细胞有丝分裂的比较
细胞类型 相同点 不同点
间期 后期 末期 前期 末期
植物细胞 染色体复制 着丝点分裂，染色单体彼此分开 分裂的结果相同，即染色体平均分配 细胞两极发出纺缍形成纺缍体 赤道板位置形成细胞板，再形成细胞壁
动物细胞 同上 同上 同上 中心体发出星射线形成纺缍体 细胞中央向内凹陷，最后缢裂成2个细胞
【典例导析】
【例1】如图a→d表示连续分裂的两个细胞周期。下列叙述不正确的是 （ ）
A．a和b为一个细胞周期
B．c段结束时，DNA含量增加一倍
C．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】本题的关键是细胞周期的准确判断，一个完整的细胞周期，从分裂间期开始到分裂期完成结束，分裂间期长于分裂期，a和b是一个细胞周期；c是分裂间期，其结束时，DNA已完成了复制，所以DNA含量增加了一倍；d段是分裂期，包括前期、中期、后期和末期，所以遗传物质平分应发生在d段。但b和c不能组成一个细胞周期，b是分裂期，而不是分裂间期，有丝分裂和减数分裂开始时都必须是分裂间期，但减数分裂不能连续多次分裂，故不存在细胞周期。本题应选D。
【例2】下图为人体细胞的分裂、分化、衰老和死亡过程的示意图，图中①—⑥为各个时期的细胞，a~c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是 （ ）
A．与①相比，②的表面积与体积的比值增大，与外界环境进行物质交换的能力增强
B．⑤与⑥的基因型相同，蛋白质的种类也相同
C．若⑤⑥已失去分裂能力，则其细胞内遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质
D．细胞衰老与死亡就会引起人体的衰老与死亡
【解析】本题考查的是细胞的分化、衰老。解题的关键是正确理解细胞表面积与体积的关系、细胞分化的实质、细胞衰老与个体衰老的区别。与①相比，②的表面积与体积的比值减小，与外界环境进行物质交换的能力增降低。细胞分化的机理是基因的选择性表达，分化的细胞的基因型是相同的，在形态结构功能等方面都发生了稳定性的差异。这当然也包括细胞膜的结构、细胞器的种类及数量、内部的化合物的含量也有所变化。在生物细胞内，能传递遗传信息的是DNA 和RNA，蛋白质只是体现者。本题应选D。
【例3】用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链。再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（ ）
A．中期20和20、后期40和20 B．中期20和10、后期40和20
C．中期20和20、后期40和10 D．中期20和10、后期40和10
【解析】玉米体细胞有丝分裂中期和后期细胞中染色体的数量分别为20和40，DNA分子的数量分别为40和40。DNA分子的复制具有半保留复制的特点，即新产生的DNA中有一条链是来自于母链，另一条链是新合成的子链。所以，第一次复制后的所有DNA都是一条链含有32P，另一条链不含；第二次复制得到的DNA分子则有一半含有32P，另一半不含。所以，第二次细胞分裂中期和后期的细胞中都有20个DNA分子含有32P。本题应选A。
【例4】下图为某生物细胞分裂模式图，据图回答。

（1）图甲中含有同源染色体的区段是 。
（2）图乙为细胞 分裂 期图像。该时期的主要特征是 。
（3）若2号染色体的遗传信息来自父方，那么与其遗传信息完全相同的染色体为 号，其遗传信息完全相同的原因是 。
（4）图乙对应于图甲中的 段，图丙对应于图甲中的 段。
（5）请在图甲中画出细胞中染色体数目的变化曲线。
【解析】首先注意图甲的纵坐标是核DNA的数目，根据分裂前后数目的变化，可以判断这个分裂是有丝分裂。图中的a-c为间期，c-d为前期，d-e为中期，e-f为后期，在有丝分裂整个过程中都有同源染色体。图乙细胞是着丝点分裂，细胞的每一极都含有同源染色体，所以是有丝分裂后期。因为2号和6号是复制后的染色体着丝点分裂形成的，所以2号和6号完全一样。图丙中，染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2，所以是前期、中期。
【答案】（1）a~h （2）有丝 后 染色体的着丝点分裂，染色单体分开成为染色体，并在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动 （3）6 它们是由同一条染色体复制后分离形成的 （4）e~f c~e （5）见下图
【例5】在完成了观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂实验后，教师给学生提供了2份资料。
资料一：一份“实验报告”的部分内容
（一）解离：剪取洋葱根尖5 cm，放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（体积比为1∶1）的玻璃皿中，在室温下解离3~5 min。
（二）染色：把根尖放在盛有0.01 g/mL龙胆紫溶液的玻璃皿中染色3~5 min。
（三）漂洗：将根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约?10 min?。
（四）制片：将根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上载玻片，用拇指轻轻按压载玻片……
资料二：全班20个实验小组的实验数据汇总表（注：各小组计数50个细胞，实验条件与观察计数方法相同）
细胞周期 间期 分裂期
前期 中期 后期和末期
实验小组1计数细胞个数 43 4 1 2
实验小组2计数细胞个数 44 3 0 3
…… …… …… …… ……
全班计数细胞个数 880 67 18 35
（1）请改正“资料一”中的3处错误 。
（2）若已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12.0 h，请根据“资料二”，在下面的饼状图中表示出间期、前期、中期以及后期和末期所占的时间（单位：h，精确到小数点后一位）。
（3）有些因素会影响细胞周期各时期的长短，实验过程中也会产生一些误差。因而对整个实验结果可能产生影响的有 。
①取材时间 ②根尖培养温度 ③解离时间长短 ④载玻片厚度 ⑤计数的细胞是否属于分生区细胞 ⑥细胞周期各时期区分是否准确
【解析】（1）根据材料与课本实验要求对比可知：剪取根尖应为2-3 mm；先漂洗，后染色；盖上盖玻片后，其上再加一片载玻片。同时要注意：①解离完一定要漂洗，目的是洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色。②染色时间不要太长，3-5 min。③加盖玻片时，注意防止产生气泡。④压片时，要尽可能使细胞分散开，细胞在盖玻片下分散呈云雾状。⑤观察时要注意边观察边移动装片，观察有丝分裂的各个时期。（2）根据表中各种时期细胞的比例，计算出细胞周期的大小，回忆并参照课本上的饼状图，绘出符合要求的图形。（3）实验中的许多操作步骤和操作时间都会影响实验结果，但载玻片厚度不会影响实验结果，只是对观察实验现象产生一点影响。
【答案】（1）将“5 cm”改成“2~3 mm”；实验操作步骤应改为先漂洗后染色；将“盖上载玻片”改成“盖上盖玻片后，再加一片载玻片” （2）见下图 （3）①②③⑤⑥

【备战策略】
本专题在平时考查非常普遍，但在高考理综试题中出现的机会相对较少，主要涉及分裂的各个时期DNA、染色体数目的变化关系，其次就是识别各个时期的图像。另外，随着近年来对生命的持续关注，细胞的分化、癌变、衰亡、凋亡也逐渐成为考试的重点。对此教师在复习时要注意以下几点：
1．对于本节的教学，要做好模块式教学的整体设计
减数分裂和有丝分裂要适当穿插，总结其联系，更重要的是归纳其区别
2．放手发动学生 让学生自己总结
教师可以引导学生将分裂时期的图像进行整理，然后列出表格，最后纪绘成曲线图，这样的话可以加深学生的理解，解题时才能立于不败之地。
3．引导学生关注知识的运用以及与生活的联系
目前细胞的癌变、衰老、凋亡多停留在概念层面的考查，但可以确信，随着人们的认识加深，和对生命的关注，这一部分的考查将进一步提升。
4．把核心概念及概念图的相互联系放在教学的重要位置
如：细胞周期、细胞增值、细胞分化、细胞的全能性、细胞的衰老和凋亡
【专题演练】
1．在狗的精巢中，由A、T两种碱基参与构成的核苷酸共有X种；其DNA分子结构稳定性最低的时期在细胞周期的Y期；DNA复制出的2个DNA分子彼此分离发生在Z期。下列有关X、Y、Z的叙述正确的是
（ ）
A．2、分裂间期、有丝分裂后期和减数第二次分裂后期
B．5、分裂间期、有丝分裂后期和减数第一次分裂后期
C．4、分裂前期、有丝分裂第一次和第二次分裂后期
D．3、分裂间期、有丝分裂后期和减数第二次分裂后期
2．对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是 （ ）
A．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
B．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
C．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
D．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
3．下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。据图分析，不正确的是 （ ）
A．①过程表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递
B．细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达
C．②过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程
D．凋亡相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中发挥重要作用
4．所示某动物体细胞（含4条染色体）有丝分裂的一个周期，对细胞周期的叙述不正确的是 （ ）
A．细胞e的发育方向有两种可能，一种如图所示，另一种分化形成各种组织
B．细胞中含有4条染色体的时期是abd
C．细胞周期的长短通常受温度的影响
D．调控细胞周期的基因发生突变，导致细胞周期失控、癌细胞无限增殖
5．a和b属于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 （ ）
A．a是正常体细胞，b是处于减数第一次分裂结束时的细胞
B．a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
C．a是处于有丝分裂前期的细胞，b是处于减数第一次分裂后期的细胞
D．a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
6．在减数第二次分裂中不会出现的是 （ ）
A．纺缍体出现 B．着丝点分裂 C．染色体复制 D．细胞质分裂
7．与有丝分裂后期比较，减数分裂第一次分裂后期的特点是 （ ）
①染色单体分离 ②染色体数加倍 ③同源染色体分离 ④非同源染色体自由组合 ⑤每条染色体含有两条染色单位 ⑥染色单体数为零 ⑦染色体数不加倍
A．③④⑤⑦ B．①②③④⑤ C．①②③④⑤⑥ D．③④⑦
8．假设某生物一个体细胞中有3对等位基因（独立遗传），其3个初级精母细胞减数分裂后，可能形成的精细胞类型有 （ ）
A．2种 B．2种或4种
C．2种或4种或6种 D．2种或4种或8种
9．仅考虑核DNA，下列人体细胞中染色体数可能相同，而DNA含量一定不同的是 （ ）
A．初级精母细胞和精细胞 B．精原细胞和次级精母细胞
C．卵原细胞和卵细胞 D．初级卵母细胞和次级卵母细胞
10．一个基因型为AaBb的细胞（基因A和a，B和b分别位于两对同源染色体上），当进入有丝分裂后期时，两对基因随染色体移向细胞两极。下面关于此细胞两对基因移向细胞两极的叙述中，正确的是 （ ）
A．基因A与a、B与b分别随同源染色体的分开向两极移动
B．基因A和B移向细胞的一极，a和b移向细胞的另一极
C．基因A和b，a和B分别移向细胞的两极
D．既有基因A、a、B、b移向细胞的一极，也有基因A、a、B、b移向细胞的另一极
11．在细胞正常分裂的情况下，雄性果蝇精巢中一定含有两个Y染色体的是 （ ）
A．减数第二次分裂的次级精母细胞 B．有丝分裂中期的精原细胞
C．有丝分裂后期的精原细胞 D．减数第一次分裂的初级精母细胞
12．右图表示细胞分裂某一时期，细胞内染色体（a）、染色单体（b）和核DNA（c）的数量关系，假设该生物体细胞中含有8条染色体，该图可表示（ ）
A．有丝分裂中期
B．有丝分裂后期
C．减数第一次分裂后期
D．减数第二次分裂后期
13．右图表示某动物的某个器官中的一些细胞图像。据图分析，下列说法中不正确的是 （ ）
A．E细胞处在有丝分裂后期 B．B细胞核内含有4个DNA分子
C．C、D细胞也具有同源染色体 D．该生物的体细胞内含有4条染色体
14．下图是动物细胞有丝分裂和减数分裂过程，一个细胞中染色体数目变化规律的曲线和分裂过程中各分裂相之间的对应关系图，其中错误有 （ ）
A．0处 B．1处 C．2处 D．4处
15．某一生物体细胞内有四对同源染色体，假设一个初级卵母细胞在产生卵细胞的过程中，其中一个次级卵母细胞在分裂后期一对姐妹染色单体移向了同一极，则这个初级卵母细胞产生正常卵细胞和异常卵细胞的比例为 （ ）
A．1︰1 B.1︰2 C.1︰3 D.0︰1
16．图8为某动物细胞分裂图像，请据图分析回答：
（1）图中细胞B在进行 分裂，此时细胞中的染色体数为 。细胞C叫做 。具有同源染色体的是图中 细胞（填字母）。细胞A的一个染色体组所包含的染色体是 。（填序号）
（2）请在方框内画出E细胞分裂后期简图。
（3）如果P为X染色体，则Q一定不是Y染色体，其原因是
。
（4）染色体P和Q上的基因，在亲子代传递过程中将遵循 定律。这是一种类型的基因重组，基因重组的另一种类型发生在减数分裂形成 时。
17．图1是某高等雌性动物细胞亚显微结构示意图，图2表示该动物某器官内不同分裂时期的细胞中，三种结构或物质的相对数量。请据图回答以下问题：
（1）图1中不符合孟德尔遗传定律的遗传物质存在于[ ] 中；细胞核是遗传信息库，是细胞 的控制中心。
（2）蓝藻细胞与图1所示细胞最本质的区别是 。
（3）细胞中的相关细胞器可组成“生产流水线”，共同完成某项生命活动。请举出图1细胞中这样的一例生命活动名称，并写出与之相关的细胞器。
。
（4）图1应对应图2中 时期所示细胞（填数字）。
（5）图2中，③时期所示细胞的名称是 ；具有同源染色体的细胞时期有 。（填数字标号）
18．请回答下列与减数分裂有关的问题：
（1）假设果蝇的一个精原细胞中的一个DNA分子用15N进行标记，正常情况下该细胞分裂形成的精细胞中，含15N的精细胞所占的比例为 。
（2）一个基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱，产生了一个基因型为AAaXb的精子，则另三个精子的基因型分别为 。
（3）从减数分裂的角度分析染色体组成为XXY的个体产生的可能原因。
（4）如图表示一个基因型为AaBb的动物细胞分裂图像，请分析图中染色体3和
4上基因产生的可能原因是 ，并说明B、b分离的
时期是 。

19．下列示意图分别表示某二倍体雌性动物（2N=4）体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系以及细胞分裂图像。请分析并回答：
（1）图A中a～c柱表示染色体的是 ，图B中表示二倍体体细胞分裂时期的是 。
（2）图A中Ⅲ的数量关系对应于图B中的 ，图B中丙所示的细胞有 个染色体组。
（3）图A中的数量关系由Ⅰ变化为Ⅱ的过程，细胞核内发生的分子水平的变化是 ；由Ⅱ变化为Ⅲ，相当于图B中的 → 过程。
（4）符合图A中Ⅳ所示数量关系的某细胞名称是 。与图A中 对应的细胞内不可能存在同源染色体。
20．（10分）动物体内某细胞在分裂过程中，细胞内每条染色体DNA含量变化（甲曲线）和细胞中染色体数目变化（乙曲线）。请据图回答：
（1）该细胞中DNA解旋主要发生在 段。
（2）细胞中有同源染色体的时期在 段。
（3）EF段形成的原因是
（4）导致同一条染色体上的姐妹染色单体间出现等位基因的变化可发生在
段（不考虑交叉互换）。
（5）雄性个体从曲线 点开始，单个细胞中可能不含Y染色体。单个细胞中可能含两个Y染色体是 段。
（6）图2中有同源染色体的是 ，含两个染色体组的是 ，处在图1甲曲线CD段的是 ，处在乙曲线FG段的是 。
【参考答案】
1.D 2.B 3.C 4.B 5.D 6.C 7.A 8.C 9.D 10.D 11.C 12.D 13.A 14.C 15.D
16．（1）有丝 8 初级精母细胞 A、B、C（注：答案不全不得分）
①和②（注：或填“①和③”、“②和④”“③和④”其中的任意一项也得分）
（2）见右图（注：本空2分，不得拆开给分。需染色体形态、大小、数目及着丝点位置都正确，且有中心体、细胞膜和纺锤体才得分，其中任何一项不正确都不能得分）
（3）X、Y是同源染色体，在减数第一次分裂时己发生分离，不能出现在同一个次级精母细胞中
（4）基因的自由组合 四分体
17．（1）[③] 线粒体 代谢和遗传
（2）无核膜包被的细胞核 （无核膜）
（3）蛋白质分泌（1分） 核糖体、内质网、高尔基体（其他合理答案亦可）（2分）
（4）①或④（2分）
（5）次级卵母细胞或极体 ①②（2分）
18.（1）1/2 （2）aX?b、Y、Y
（3）①卵细胞形成过程中，减数第一次分裂或减数第二次分裂异常形成了染色体组成为XX的异常卵细胞 ②精子形成过程中，减数第一次分裂异常形成了染色体组成为XY的异常精子
（4）交叉互换或基因突变。减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期
19.（1）a 甲
（2）丙 1
（3）DNA 复制 乙 丙
（4）卵细胞或（第二）极体 Ⅲ和Ⅳ
是否出现联会、四分体
有
无
减数第一次分裂
是否有同源染色体
有
无
有丝分裂
减数第二次分裂
着丝点是否排列在赤道板两侧
有
无
减数第一次分裂
是否有同源染色体
有
无
有丝分裂
减数第二次分裂
凋亡诱
导因子
膜受体
凋亡
信号
凋亡相
关基因
细胞
凋亡
清除凋亡细胞
②
结合
①
执行
激活
吞噬细胞
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