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(共40张PPT)
大概念升华课2
细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖
第四单元
细胞的生命历程
01
学业要求1
02
学业要求2
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点此进入
解析答案细胞的生存需要能量和营养物质并通过分裂实现增殖
从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。(生命观念、科学思维、科学探究)
1．(2020·日照检测)甜菜是常用的糖料作物，如图表示在一定光照强度下甜菜叶肉细胞的部分代谢过程示意图(图中a～g为物质，①～⑤为反应过程)，据图回答下列问题：
(1)图中物质g是________，物质f是________。据图分析涉及ATP合成或分解的反应过程有________(用图中数字表示)。
(2)甜菜根被水淹没一段时间，叶片会因缺Mg2＋变黄，原因是
_____________________________________________________。
(3)引种甜菜时，常选择日照较长、昼夜温差较大的地区栽培，原因是
_____________________________________________________。
[解析]　(1)根据图中C5与g生成C3，可推知g是CO2；物质f是NADP＋。据图分析涉及ATP合成或分解的反应过程有②⑤，分别是ATP生成和C3还原。(2)甜菜根被水淹没一段时间，会导致根部缺氧进行无氧呼吸，无氧呼吸供能少，同时产生的乳酸对根部有毒害作用，因此会导致根部通过主动运输吸收的Mg2＋不足，而Mg2＋参与合成叶绿素，所以叶片会发黄。(3)日照较长，温度较高，光合作用较强，甜菜通过光合作用制造的有机物较多，昼夜温差较大意味着夜间温度较低，呼吸作用较弱，消耗的有机物较少，因此将甜菜引种到日照较长、昼夜温差较大的地区栽培，能使甜菜积累较多的有机物。
[答案]　(1)CO2　NADP＋　②⑤　(2)水淹没一段时间后根部进行无氧呼吸，供能少，导致通过主动运输吸收的Mg2＋不足，而Mg2＋参与合成叶绿素，所以叶片会发黄(答案合理即可)　(3)白天日照较长，温度较高，光合作用较强，糖分合成较多；晚上温度较低，呼吸作用较弱，糖分消耗较少
2．(2020·济宁一中检测)“万物生长靠太阳”，生命活动消耗的能量归根结底几乎都来自太阳能。如图表示能量转化和利用过程。请据图问答下列问题：
(1)真核细胞中a过程发生的场所是____________，伴随b过程发生的物质变化是______________________________。
(2)生态系统中能量的输入和散失分别主要是通过图中的________和________(填字母)过程实现的；c所示的生理过程在碳循环中的作用是___________________________________________________。
(3)在生长旺盛的生产者体内，经a、b过程合成的ATP的总能量________(填“前者”或“后者”)多，原因是_________________________________________
________________________________________________________________。
[答案]　(1)类囊体薄膜　三碳化合物(C3)的还原(C3→C5＋有机物)　(2)a和b　c　将生物体内有机物中的碳以CO2的形式释放到无机环境中　(3)前者　前者转化为图中有机物中的能量，后者只来自这些有机物中一部分的氧化分解，而且在此过程中大部分能量还以热能形式散失
3．(2020·唐山五校模拟)小麦旗叶是小麦植株最顶端的一片叶子，科研人员对小麦旗叶发育过程中的光合作用效率进行研究，测定其不同发育阶段净光合速率及相关指标的变化，结果如下表(注：“－－－”表示未测数据)。请回答下列问题：
发育时期
叶面积(最大面积的%)
总叶绿素含量(mg/g·fw)
气孔相对开放度(%)
净光合速率(μmol/m2s)
A
新叶展开前
20
－－－
－－－
－2.7
B
新叶展开中
86
1.2
5.6
1.8
C
新叶已成熟
100
12.7
100
5.9
(1)B时期的净光合速率较低，原因可能是吸收________少，影响光合作用过程。
(2)若将A时期的旗叶置于密闭恒温玻璃容器中，给予恒定的光照。一段时间后，A期叶肉细胞中，明显增强的生理活动是________，导致________物质增多。
(3)小麦旗叶因叶面积大、细胞中叶绿体数目较多，叶绿体中________数量多，对小麦子粒的产量有着决定性的作用。科研人员认为，在小麦的灌浆过程中，小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供。请运用所学的科学研究方法补充以下实验设计思路并加以验证。
①在小麦的灌浆期，将旗叶和其他叶片分别包在密闭的透明袋中，分别通入充足的________和________并始终保持25
℃及提供合适的光照等条件。
②将小麦培养至子粒成熟时期收获子粒。
③检测、测定子粒胚乳中_______________的含量并计算比例。如果____________，则证明科研人员的认识是正确的。
[解析]　(1)B时期，旗叶的总叶绿素含量低，气孔相对开放度小，因此，吸收光能和CO2都少，净光合速率低。(2)A时期旗叶未展开，没有叶绿素，因此不能进行光合作用，置于密闭玻璃容器中，有氧呼吸逐渐减弱，无氧呼吸逐渐增强。(3)验证小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供，应向旗叶通入14CO2，其他叶通入CO2，检测胚乳中含14C的淀粉占所有淀粉的比例。
[答案]　(1)光能和CO2　(2)无氧呼吸　酒精　(3)基粒类囊体　①14CO2　CO2　③含14C的淀粉及所有淀粉　含14C的淀粉所占的比例大
观察处于细胞周期不同阶段的细胞，结合有丝分裂模型，描述细胞增殖的主要特征，并举例说明细胞的分化、衰老、死亡等生命现象。(生命观念、科学探究、社会责任)
4．(2020·菏泽检测)如图是某同学实验时拍摄的洋葱根尖分生区细胞分裂图，①～⑤表示不同的细胞分裂时期。下列叙述正确的是
(　　)
A．①时期整个细胞的DNA与染色体数量之比等于1
B．②时期染色体的着丝点都排列在细胞中央的细胞板上
C．④时期细胞内两组中心粒发出纺锤丝构成纺锤体
D．细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③
D　[据图分析，①时期为有丝分裂后期，细胞核中的DNA与染色体数量之比等于1，A错误；②时期为有丝分裂中期，所有染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板上，B错误；洋葱属于高等植物，细胞中没有中心体，C错误；图中的①～⑤分别表示后期、中期、末期、前期和间期，因此细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③，D正确。]
5．(2020·河北承德一中考试)如图是某生物体的细胞处于有丝分裂不同时期的图像，对图像的描述正确的是(　　)
甲　　　　　　乙　　　　　　丙
A．该生物可能是低等植物
B．甲、乙、丙三个细胞内染色体数、染色单体数与DNA分子数的比例都为1∶2∶2
C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D．甲、乙、丙三个细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
D　[图中细胞没有细胞壁、含有中心体，应是动物细胞，A错误；乙细胞中没有染色单体，B错误；甲细胞中中心体已经完成了复制，C错误；甲细胞中染色体散乱排布，且有纺锤体，处于有丝分裂前期，乙细胞中着丝点分裂，染色体数目加倍，处于有丝分裂后期，丙细胞中染色体的着丝点排列在一个平面上，处于有丝分裂中期，D正确。]
6．小肠上皮是研究成体干细胞理想的材料之一。它是由大量重复的单元构成，每个单元结构如图一所示，a处是干细胞，其分化形成的新细胞在向上迁移的过程中逐渐成熟为具有吸收、分泌功能的绒毛细胞。科学家用含有3H—胸苷的营养液，处理活的小肠上皮，半小时后洗去游离的3H—胸苷。连续48小时检测小肠上皮的被标记部位，结果如图(黑点表示放射性部位)。
图一　　　　几小时检测
24小时检测　　　　48小时检测
请回答下列问题：
(1)小肠上皮a处的细胞因具有______________能力而被称为干细胞。
(2)处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
(3)48小时后继续跟踪检测，发现小肠上皮上的放射性完全消失了，原因可能是_______________________________________________________
_____________________________________________________。
[解析]　干细胞是指一类具有很强分裂、分化能力的细胞，3H—胸苷是构成DNA的原料，本题通过观察图形以及题干信息可以看出，通过干细胞的分裂能力，在DNA的复制时利用了3H—胸苷合成子代DNA，放射性进入细胞，随着时间的推移，放射性的位置恰好对应了题中所给的信息：干细胞分化形成的新细胞在向上迁移的过程中逐渐成熟为具有吸收、分泌功能的绒毛细胞。
[答案]　(1)分裂、分化　(2)只有a处的细胞能进行细胞分裂，细胞分裂间期要利用3H—胸苷合成DNA　(3)具有放射性的细胞最终因为衰老、凋亡、脱落而消失
7．(2020·衡水中学检测)人皮肤成纤维细胞是组成皮肤真皮的主要结构成分，对于修复损伤及美容美体具有重要作用。回答下列关于成纤维细胞的问题。
(1)间充质干细胞属于多能干细胞，它可经过细胞的________和________过程形成成纤维细胞；在不同条件下，间充质干细胞还可以分化成多种类型的细胞，不同类型细胞形成的根本原因是
_____________________________________________________。
(2)成纤维细胞能分泌大量的胶原蛋白、弹性纤维蛋白等多种物质，与此相适应，成纤维细胞的细胞质中_____________等细胞器较为丰富。成纤维细胞衰老后，合成胶原蛋白的能力减弱，这与衰老细胞内________________等因素有关。
(3)体外培养的成纤维细胞培养50代左右就停止分裂了，并丧失了正常的功能，且从老年个体中获取的成纤维细胞的分裂次数更少，这都说明细胞会随着分裂次数的增多而________。如果培养过程中细胞发生了癌变，癌变后的成纤维细胞会由扁平的梭形变成球形，这体现了癌变细胞的特征之一，即
_____________________________________________________。
[解析]　(1)干细胞能通过细胞增殖使细胞数量增多，再通过细胞分化使其成为具有特定形态、结构和功能的细胞，不同类型细胞形成的根本原因是基因的选择性表达。(2)胶原蛋白、弹性纤维蛋白属于分泌蛋白，成纤维细胞能大量分泌多种蛋白质，说明其细胞中核糖体、内质网、高尔基体和线粒体等细胞器较为丰富。成纤维细胞衰老后，合成胶原蛋白的能力减弱，这与衰老细胞内多种酶的活性降低、细胞呼吸速率减慢等因素有关。(3)体外培养的成纤维细胞培养50代左右就停止分裂了，并且丧失了正常的功能，这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老，从老年个体中获取的成纤维细胞的分裂次数更少，也说明了这一点。与正常细胞相比，癌细胞具有以下特征：在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖、癌细胞的形态结构发生显著变化、癌细胞的表面发生了变化。成纤维细胞癌变后由扁平的梭形变成球形，表现的是癌细胞的形态结构发生显著变化。
[答案]　(1)增殖(或分裂)　分化　基因的选择性表达　(2)核糖体、内质网、高尔基体和线粒体　多种酶的活性降低，呼吸速率减慢　(3)衰老　癌细胞的形态结构发生显著变化
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-(共115张PPT)
第1讲　细胞的增殖
第四单元
细胞的生命历程
01
考点一
细胞生长和增殖的
周期性
知识·能力·素养
考法·考技·考能
NaOH
琼脂块
紫红
NaOH扩散的体积/整个琼脂块的
体积
小
低
大
高
细胞核
表面积与体积
物质准备
细胞分裂
无丝
有丝
减数
生长、发育、繁殖、遗传
下一次分裂完成
连续分裂
DNA分子复制
有关蛋白质
前期
中期
后期
末期
不一定
不一定
×
×
×
×
√
02
考点二
细胞的有丝分裂和
无丝分裂
知识·能力·素养
考法·考技·考能
复制
精确地平均
遗传性状
细胞核
缢裂
纺锤丝
染色体
×
×
×
×
√
√
间期
DNA复制
后期
着丝点分裂
间期
中心体复制
间期
与有关蛋白质的合成有关
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与纺锤体的形成有关
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与细胞壁的形成有关
提供能量
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03
考点三
观察根尖分生组织
细胞的有丝分裂(实验)
【实验基础】
【关键点拨】
【对应练习】
分生组织
碱性染料
独立
高倍显微镜
染色体
不同分裂时期
紧密
正方形
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04
真题体验
感悟高考
淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
[全国卷·命题研析借鉴]
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7第1讲　细胞的增殖
课标要求
核心素养
1．描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性2．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
1．细胞各结构与细胞增殖的关系(生命观念)2．比较细胞的有丝分裂与无丝分裂的异同(科学思维)；有丝分裂各时期的特点与染色体和DNA数目变化(建立模型)3．观察细胞的有丝分裂(科学探究)
考点一　细胞生长和增殖的周期性
1．细胞不能无限长大
(1)模拟实验：探究细胞大小与物质运输的关系
①细胞模型：大小不同的琼脂块。
②模拟运输的物质：NaOH。
③检测方法：NaOH遇酚酞呈紫红色。
④物质运输效率的表示法：NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积。
⑤实验结论：细胞越大，细胞的相对表面积越小，物质运输效率越低；细胞越小，细胞的相对表面积越大，物质运输效率越高。
(2)细胞不能无限长大的限制因素
①细胞表面积与体积的关系。
②细胞核的控制范围有限。
2．细胞增殖
(1)概念：细胞以分裂的方式进行增殖，包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
(2)方式
(3)意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
3．细胞周期
(1)概念的理解
①条件：连续分裂的细胞。
②起点：一次分裂完成时。
③终点：下一次分裂完成时。
(2)组成
①分裂间期：时间较长，完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。
②分裂期：经历时间较短，包括前期、中期、后期和末期。
(3)细胞周期的特点：不同种类的细胞，其细胞周期不一定相同，分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同。
1．细胞越小，相对表面积也越小，这有利于提高物质交换效率。
(×)
提示：细胞越小，相对表面积越大，有利于提高物质交换效率。
2．琼脂块越小，NaOH在琼脂块中的扩散的速度越快。
(×)
提示：NaOH在不同大小的琼脂块中扩散的速度是一样的。
3．任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期。
(×)
提示：连续分裂的细胞才有细胞周期。
4．洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长。
(×)
提示：洋葱表皮细胞不具有分裂能力。
5．多细胞生物体的生长依赖于细胞的生长和细胞的增殖。
(√)
1．细胞分裂间期的特点是________________________________
_____________________________________________________。
提示：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做准备；细胞有适度的生长，细胞体积增大
2．细胞分裂期蛋白质合成的很少，原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：分裂期染色体中的DNA高度螺旋化，难以解旋，无法正常转录
1．不同图形所表示的细胞周期
方法名称
表示方法
用字母表示细胞周期
扇形图
A→B→C→A为一个细胞周期
直线图
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
A：DNA复制前的间期(G1期)B：DNA复制(S期)C：DNA复制后的间期(G2期)和分裂期
2．与细胞周期相联系的知识
(1)基因突变：在细胞分裂间期的S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)染色体变异：在细胞分裂期的前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍，继续进行有丝分裂，可出现多倍体植株。
(3)细胞癌变：用药物作用于癌细胞，在分裂间期DNA不能复制，可抑制癌细胞的增殖。
(4)免疫：在淋巴因子的作用下，被抗原刺激后的B细胞将进入细胞周期迅速分裂，使细胞周期缩短。
1．由细胞形态判断，下列①～⑤细胞中哪一类细胞最可能具有细胞周期？说明理由。
①　　②　　　③　　　　　　④　　　⑤
提示：②，①③④⑤都是具有特定形态、结构和功能的细胞，说明发生了分化，失去分裂能力。②为球形，可能是干细胞。
2．下表是几种细胞的细胞周期的持续时间(t/h)，据表分析：
细胞类型
分裂间期
分裂期
细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞
15.3
2.0
17.3
小鼠十二指肠上皮细胞
13.5
1.8
15.3
人的肝细胞
21
1
22
人的宫颈癌细胞
20.5
1.5
22
(1)这些细胞有什么共同特点？
(2)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？
(3)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，为什么？
提示：(1)都是能进行连续分裂的细胞。
(2)都不一定相同。
(3)细胞周期中，间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分细胞都处于间期。
考查对细胞周期的理解
1．(2020·河北衡水中学期中)如图表示细胞有丝分裂周期，图中弯形箭头长度表示各时期所占比例，G1期、S期、G2期核DNA含量分别为2n、2n～4n、4n，胸腺嘧啶核苷(TdR)可抑制细胞DNA的合成。下列叙述正确的是(　　)
A．TdR可将细胞群阻断在S期，进而实现细胞周期同步化
B．DNA聚合酶可能在细胞周期中的G2期合成
C．M期会发生联会，也可能发生交叉互换
D．M期长的细胞，其细胞周期也长
A　[G1期主要进行有关蛋白质的合成，S期进行DNA复制，G2期为分裂期做准备。由题干信息可知，TdR可抑制DNA的合成，因此用TdR处理，可将细胞群阻断在S期，进而实现细胞周期同步化，A正确；DNA聚合酶的化学本质为蛋白质，主要在S期发挥作用，主要在G1期合成，B错误；有丝分裂过程中不发生联会和交叉互换，C错误；细胞周期由分裂间期和分裂期组成，M期长的细胞，其细胞周期不一定长，D错误。]
2．如图为某种细胞的细胞周期示意图，其中S期内解旋酶和DNA聚合酶的活性较高，处于G0期的细胞属于暂不分裂的细胞。下列相关叙述错误的是(　　)
A．图示细胞的细胞周期为24
h
B．S期应为染色体复制及加倍的时期
C．正常情况下，记忆B细胞所处时期应为G0期
D．染色单体消失的时期属于M期
B　[一个细胞周期的总时长为分裂期用时与间期用时之和，A正确；染色体加倍发生在有丝分裂后期，属于M期，B错误；记忆B细胞在受特定抗原刺激后会迅速增殖和分化，正常情况下，记忆B细胞属于暂不分裂的细胞，即处于G0期，C正确；染色单体消失在有丝分裂后期，该时期属于M期，D正确。]
考查细胞周期的分析
3．(2020·江苏高考)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期)，根据DNA合成情况，分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞自身存在着一系列监控系统(检验点)，对细胞周期的过程是否发生异常加以检测，部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段运行。请据图回答下列问题：
(1)与G1期细胞相比，G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是_____________________________________________________。
(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过____________________，保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否________(填序号：①损伤和修复、②完成复制)；检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极，从而决定胞质是否分裂的检验点是________。
(3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关，癌细胞的主要特征是________。有些癌症采用放射性治疗效果较好，放疗前用药物使癌细胞同步化，治疗效果会更好。诱导细胞同步化的方法主要有两种：DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特异性抑制DNA合成，主要激活检验点________，将癌细胞阻滞在S期；后者可用秋水仙碱抑制________的形成，主要激活检验点________，使癌细胞停滞于中期。
[解析]　(1)DNA复制发生在S期，着丝点分裂染色体数目加倍发生在M期；与G1期细胞相比，G2期细胞染色体数不变，核DNA数加倍。
(2)有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体复制(实质为DNA的复制)以后，精确地平均分配到两个子细胞中，使亲代和子代细胞之间保持了遗传的稳定性。检验点1、2和3都在分裂间期，间期DNA复制，在DNA复制过程中其双螺旋结构解开易受损伤，所以要检验DNA分子是否损伤和修复以及DNA是否完成复制。染色体分离发生在分裂后期，应该在检验点5检验发生分离的染色体是否正确到达两极。
(3)癌细胞的主要特征是可以无限增殖。DNA复制发生在S期，对应检验点2。秋水仙碱可以抑制纺锤体的形成而使癌细胞停滞在中期，对应检验点4。
[答案]　(1)染色体数不变，核DNA数加倍　(2)染色体正确复制和平均分配　①②　检验点5　(3)细胞无限增殖　2　纺锤体　4
　分裂间期的物质变化
G1期：又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质(如DNA聚合酶等)的合成，为S期DNA的复制做准备。
S期：又称DNA合成期，主要进行DNA的复制。
G2期：又称DNA合成后期，发生的是有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。
考点二　细胞的有丝分裂和无丝分裂
1．有丝分裂过程——以高等植物细胞为例(连线)
提示：①—b—Ⅲ　②—a—Ⅰ　③—e—Ⅴ　④—d—Ⅱ　⑤—c—Ⅳ
总结各时期特点：
间期：生长复制合成蛋白质；前期：膜仁消失两体现；
中期：着丝点排在赤道板；后期：单体分开向两极；
末期：两消两现一重建(重建指植物细胞重建细胞壁)。
2．动植物细胞有丝分裂的主要区别
3．有丝分裂的意义
亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间遗传性状的稳定性。
4．细胞的无丝分裂
(1)过程：细胞核延长→核中部向内凹进→整个细胞从中部缢裂为两个子细胞。
(2)特点：没有出现纺锤丝和染色体的变化。
(3)实例：蛙的红细胞。
1．间期细胞核的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成。
(×)
提示：蛋白质的合成发生在核糖体上。
2．着丝点分裂一定导致DNA数目加倍。
(×)
提示：DNA数目加倍的原因是DNA复制，不是着丝点分裂。
3．赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构。
(×)
提示：赤道板是想象的一个面，不是结构。
4．有丝分裂后期和末期，核DNA分子数与染色体数相同。
(√)
5．在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可发生在同一时期。
(√)
6．无丝分裂发生在原核细胞中，且无DNA复制。
(×)
提示：原核细胞的分裂方式为二分裂。无丝分裂中有DNA复制。
1．有丝分裂中期是观察染色体的最佳时期，原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：中期染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察
2．有丝分裂过程中染色体的变化规律可概述为
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中
1．有丝分裂过程中染色体行为变化规律
(1)有染色单体时(染色体复制后的间期、前期、中期)，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2。
(2)无染色单体时(染色体复制前的间期、后期、末期)，染色体数∶核DNA分子数＝1∶1。
2．有丝分裂过程中核DNA、染色体数目的变化
(1)一个细胞中核DNA、染色体数量变化规律(以二倍体为例)：
①列表比较数量变化：
间期
前期
中期
后期
末期
核DNA
2N→4N
4N
4N
4N
4N→2N
染色体
2N
2N
2N
4N
4N→2N
②曲线表示数量变化：
Ⅰ.a→b的变化原因是DNA分子复制。
Ⅱ.g→h变化的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为子染色体。
(2)每条染色体上DNA含量变化：
①图中p→q变化的原因是DNA分子复制。
②图中r→s变化的原因是着丝点分裂。
1．根据柱状图判断细胞有丝分裂时期(以二倍体生物为例)
图甲、乙、丙分别表示有丝分裂的什么时期？
提示：甲表示染色体复制后的间期、前期和中期；乙表示后期和末期；丙表示染色体复制前的间期。
2．有丝分裂过程中相关成分或结构“加倍”的时期和原因
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．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
细胞器名称
细胞类型
作用时期
生理作用
核糖体
动、植物细胞
间期(主要)
与有关蛋白质的合成有关
中心体
动物、某些低等植物细胞
前期
与纺锤体的形成有关
高尔基体
植物细胞
末期
与细胞壁的形成有关
线粒体
动、植物细胞
整个细胞周期
提供能量
考查细胞有丝分裂各时期的特点
1．(2020·金科大联考)如图表示一个细胞周期，下列叙述正确的是(　　)
A．在a时期内发生中心体倍增的是动物细胞
B．植物根毛区细胞在b时期进行遗传信息转录
C．植物细胞在f时期时细胞中央形成赤道板
D．动物细胞在h时期时，细胞从中部凹陷缢裂
D　[在a时期内发生中心体倍增的是动物细胞或低等植物细胞，A错误；植物根毛区细胞是成熟组织细胞，不进行有丝分裂，不存在b时期，B错误；赤道板是一个虚拟的结构，不真实存在，C错误；动物细胞在h时期时，细胞从中部凹陷缢裂，D正确。]
2．如图为高等植物细胞(2n)处于有丝分裂不同时期的模式图，图中1代表囊泡，2代表细胞壁，3代表纺锤丝。下列分析正确的是(　　)
图甲　　　　　图　　　图丙
A．图甲细胞中的着丝点断裂导致DNA数目加倍
B．图乙细胞中的结构2是通过结构1与赤道板融合而形成的
C．若加入DNA合成抑制剂，将会阻止图丙细胞的继续分裂
D．若用秋水仙素抑制结构3的形成，则图甲细胞中的着丝点不能正常断裂
C　[DNA数目加倍原因是DNA复制，着丝点分裂导致染色体数目加倍，A错误；结构2是细胞板，是由结构1融合而形成的，赤道板不是真实的结构，B错误；若加入DNA合成抑制剂，将使细胞停留在间期，图丙细胞不能继续分裂，C正确；着丝点分裂与纺锤体无关，D错误。]
考查有丝分裂过程中染色体和DNA分子数目的变化
3．(多选)(2020·浙江宁波效实中学一模改编)如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述正确的是
(　　)
图1
图2
A．观察染色体形态和数目的最佳时期在图1的CD段
B．图1中DE段的细胞染色体数目正在加倍，但核DNA含量不变
C．图2中a时期对应图1中的AB段，c时期对应图1中的EF段
D．有丝分裂过程不会出现图2中d时期所示的情况
ABD　[图1中的CD段包括有丝分裂间期DNA复制后、前期和中期，中期是观察染色体形态和数目的最佳时期，A正确；图1中DE段表示着丝点分裂的过程，此时细胞中染色体数目正在加倍，但核DNA含量不变，B正确；图2中a时期可表示有丝分裂后期，对应图1中的EF段，c时期染色体与核DNA的量比a时期少一半，可能对应图1中的AB段，C错误；图2中d时期染色体数∶核DNA数＝2∶1，有丝分裂过程中不存在这种情况，D正确。]
4．(2020·山东聊城模拟)某植物体细胞中有12条染色体，如图甲表示细胞有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化；图乙表示细胞有丝分裂过程中染色体的周期性变化。请据图回答问题。
甲　　　　　　　　　
乙
(1)图甲中AB段形成的主要原因是________。
(2)图甲中CD段对应图乙中的________阶段，变化的原因是________。
(3)图甲中BC段对应的细胞中有染色体________条，核DNA________个。
(4)请依据图乙，用字母和箭头表示一个完整的细胞周期：________；染色体形态变化由c到d发生在________期，该时期活动明显加强的细胞器主要是________。
[解析]　(1)图甲中AB段表示DNA复制，复制后每条染色体上有2个DNA分子。
(2)图甲中CD段表示着丝点分裂，发生在有丝分裂后期，对应图乙中的b→c。
(3)已知某植物体细胞中有12条染色体，图甲中BC段可表示有丝分裂的前期、中期，每条染色体上有2个DNA分子，对应的细胞中有染色体12条，核DNA分子24个。
(4)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。结合以上分析可知，d→e表示分裂间期，a可表示前期，b可表示中期，c可表示后期，c→d表示分裂末期，所以一个完整的细胞周期是d→e→a→b→c→d(或d→d)。染色体形态变化由c到d发生在末期，此时形成子细胞的细胞壁，所以该时期活动明显加强的细胞器主要是高尔基体。
[答案]　(1)DNA复制　(2)b→c　着丝点分裂　(3)12　24　(4)d→e→a→b→c→d(d→d)　末　高尔基体
考点三　观察根尖分生组织细胞的有丝分裂(实验)
1．实验原理
(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。
(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(龙胆紫溶液)染成深色。
(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，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，判断处于不同分裂时期的细胞。
2．实验操作步骤
(1)洋葱根尖的培养
实验前培养3～4
d，待根长到约5
cm。
(2)装片的制作
(3)观察
①先低倍镜观察：根据根尖特点找到分生区细胞。后高倍镜观察：先找中期细胞，后找前、后、末期细胞。
②分生区细胞特点：细胞呈正方形，排列紧密。
1．选材：保证选取的是分生区细胞。
2．解离时间：解离时间要严格控制，解离时间不能太短，否则细胞间果胶未溶解，压片时细胞不易分散，达不到较好的效果；时间过长则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。
3．压片：压片时用力必须恰当，过重会将盖玻片压破；过轻则细胞未分散，二者都会影响观察效果。
4．观察：对细胞有丝分裂过程的观察不可能看到连续的分裂过程，因为在解离过程中细胞已经死亡，需要不断移动装片，在不同的视野中找到各个时期的分裂图像。
1．(2020·天津等级考)某同学居家学习期间，准备洋葱根尖有丝分裂实验材料。在下列方法中(每天换一次水)，根尖生长状况最好的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
C　[制作洋葱根尖有丝分裂装片时，需要培养洋葱根尖，由于清水过多会导致根细胞进行无氧呼吸产生酒精，酒精会对根细胞产生毒害作用，导致烂根，故B、D错误；每天蘸清水一次会导致水分不足，根尖生长状况不良，A错误；方法C中清水量适宜，根细胞能进行正常的细胞呼吸，因此根尖生长状况最好，故选C。]
2．(2020·重庆一中月考)下列关于洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察的叙述，不正确的是
(　　)
A．甲过程所用的解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制而成的
B．乙过程的主要目的是洗去药液，防止解离过度
C．在显微镜下可以看到一个细胞连续分裂的过程
D．在低倍镜下找到分生区细胞后，可以换用高倍镜继续观察
C　[据图分析，甲过程表示解离，所用的解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精等比例配制而成的，A正确；乙过程是漂洗，主要目的是洗去解离液，防止解离过度，B正确；解离后，细胞已经被杀死，所以不可能看到一个细胞连续分裂的过程，C错误；在低倍镜下找到分生区细胞后，可以换用高倍镜继续观察，D正确。]
3．(2020·东北三校联考)如图是洋葱根尖分生区细胞分裂的图像，以下关于细胞分裂图像及细胞分裂所处时期的叙述正确的是
(　　)
A．③细胞中高尔基体较活跃
B．②细胞中染色体数目与DNA数目之比为1∶1
C．①细胞中正在进行基因重组
D．应选用①细胞对染色体数目进行观察
A　[③细胞处于有丝分裂末期，细胞板扩展形成细胞壁的过程与高尔基体有关，因此③细胞中高尔基体较活跃，A正确；②细胞处于有丝分裂的中期，着丝点未分裂，染色体与DNA数目之比为1∶2，B错误；基因重组发生在减数分裂过程中，洋葱根尖细胞发生的是有丝分裂，C错误；一般选用处于有丝分裂中期的细胞观察染色体的数目，即图中的②细胞，D错误。]
4．(2020·上海松江二模)如图为植物细胞经解离、漂洗、染色、制片后，在高倍镜下观察到的有丝分裂不同时期显微照片图，相关叙述正确的是
(　　)
甲　　乙　　
丙　　　　丁　　　戊
A．清水漂洗的目的是洗去多余的染料，方便观察
B．图丙中的染色单体数、染色体数和DNA含量均与图戊相同
C．图丁中的染色体比图戊更为分散，更便于观察
D．可在高倍镜下观察到从甲依次进入丙、戊、丁、乙的连续动态变化过程
B　[用清水漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，便于进行之后的染色，A错误；图丙表示有丝分裂前期，图戊表示有丝分裂中期，两个时期染色体数、DNA含量、染色单体数目均相同，B正确；有丝分裂中期染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察，因此观察染色体应选择中期，C错误；观察细胞有丝分裂实验中，经解离后细胞已经死亡，因此不能观察到有丝分裂的连续动态过程，D错误。]
易错矫正
突破选择题
长句背诵
突破非选择题
1．模拟细胞大小与物质运输的关系实验中，NaOH在每一琼脂块内扩散的速度相同，但是运输的效率不同。2．原核生物只能进行二分裂，二分裂不是无丝分裂。3．减数分裂和无丝分裂没有细胞周期，高度分化的成熟细胞无细胞周期。4．无丝分裂中不出现纺锤体和染色体，但是仍有遗传物质的复制和分配。5．蛙的红细胞能进行无丝分裂，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不能分裂。6．染色体的数目始终和着丝点的数目相等；间期DNA复制时，着丝点数目不变，染色体数目不加倍。7．着丝点分裂不是纺锤丝牵引导致的，而是在相关酶的作用下自主分裂的结果。8．赤道板不是细胞结构，观察不到；细胞板是由高尔基体形成的细胞结构，可以观察到。
1．细胞体积越小，细胞的表面积与体积之比就越大，越有利于物质交换。2．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。3．细胞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，同时细胞有适度的生长。4．动物细胞的一个细胞周期中，DNA复制和中心粒的倍增均发生在分裂间期。5．真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。6．有丝分裂最重要的变化是：间期DNA复制，数目倍增；分裂期在纺锤体作用下复制后的亲代细胞染色体平均分配到两个子细胞中。在细胞的亲代和子代之间保持了细胞遗传性状上的稳定性。
真题体验|
感悟高考　淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
1．(2021·重庆选择性考试适应性测试)以琼脂、NaOH和酚酞为实验材料，探究细胞大小与物质运输效率的关系，实验结果见下表：
琼脂块的边长(cm)
NaOH扩散深度(cm)
比值(NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积)
1
X
a
2
Y
b
3
Z
c
注：Z<0.5
cm
下列对实验结果的分析，错误的是(　　)
A．X＝Y＝Z时，说明物质扩散进入琼脂的速度是一致的
B．X>Y>Z时，可能三块琼脂的密度有差异
C．aD．b>c时，说明细胞体积越大，物质运输的效率越低
C　[X＝Y＝Z时，相同时间内NaOH扩散深度相等，则说明物质扩散进入琼脂的速度是一致的，A正确；三块琼脂的密度为无关变量，应保持相同，理论上三组NaOH扩散深度应相等，出现X＞Y＞Z时，可能是实验操作不规范导致琼脂密度有差异，B正确；细胞体积越小，其相对表面积越大，物质运输的效率就越高，则a>b，C错误；b＞c时，说明细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输的效率越低，D正确。]
2．(多选)(2021·河北选择性考试模拟)细胞周期在调控因子的严格调控下沿着G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)四个阶段有条不紊地运行。为了探究细胞周期运行的调控机制，研究人员取不同时期的细胞进行了融合实验，获得如下结果。下列推论正确的是(　　)
细胞融合的组合方式
融合细胞中的现象
M期细胞和G1期细胞
原G1期细胞中染色质出现凝缩
M期细胞和G2期细胞
原G2期细胞中染色质出现凝缩
S期细胞和G1期细胞
原G1期细胞核中DNA进行复制
S期细胞和G2期细胞
原G2期细胞核中DNA没有启动复制
A.M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子
B．S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子
C．将M期细胞和S期细胞融合，原M期细胞染色体DNA不会复制
D．将M期细胞和S期细胞融合，原S期细胞中染色质不会凝缩
ABC　[A、M期和G期细胞融合后，原G1期细胞中染色质出现凝缩，说明M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子，A正确；B、S期和G1期细胞融合后，原G1期细胞中DNA进行复制，说明S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子，B正确；C、将M期细胞和S期细胞融合，由于M期细胞中染色体已经高度螺旋，所以原M期细胞染色体DNA不会复制，C正确；D、将M期细胞和S期细胞融合，由于M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子，所以，原S期细胞中染色质会发生凝缩，D错误。故选A、B、C。]
3．(2020·北京等级考)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响，用聚乙二醇溶液模拟干旱条件，处理白刺花的根尖，制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异(畸变)的情况，细胞图像如图。相关叙述正确的是(　　)
A．制片需经龙胆紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤
B．直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体
C．染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期
D．观察结果表明该细胞染色体发生了变异(畸变)
D　[观察根尖细胞有丝分裂图像的实验中，需经过解离(盐酸＋酒精1∶1混合液)→漂洗→染色(龙胆紫)→制片等步骤，A错误；应先在低倍物镜下找到分生区细胞并移至视野中央，再换高倍物镜仔细观察，B错误；由图示染色体的形态和位置，表明该细胞正处于有丝分裂的后期，C错误；由于图示中出现了断裂的染色体片段，表明该细胞染色体的结构发生了变异(畸变)，D正确。]
4.(2020·7月浙江选考)高等动物胚胎干细胞分裂过程中，发生在同一时期的是(　　)
A．核糖体的增生和环沟的形成
B．染色体的出现和纺锤体的出现
C．染色单体的形成和着丝粒的分裂
D．中心体的复制和染色体组数的加倍
B　[高等动物胚胎干细胞进行的是有丝分裂。细胞周期中，核糖体增生发生在G1期，环沟形成于后期或末期，A项错误。染色体出现在前期，纺锤体也出现在前期，B项正确。染色单体因为染色体复制而形成，发生在间期，着丝粒分裂发生在后期，C项错误。中心体复制发生在间期，染色体组数加倍发生在后期，D项错误。
]
5．(2020·山东等级考)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(　　)
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
C　[由题意可知，正常细胞中DNA复制未完成时CDK1处于磷酸化状态，即去磷酸化过程受到抑制，A正确；正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，使细胞进入分裂期，染色质螺旋化形成染色体，B正确；由题图可知，正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1磷酸化水平达到最高点(二者相同)后均出现下降，但感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平维持在较高水平，正常细胞中CDK1磷酸化水平降低明显，说明被感染细胞中磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制，故M蛋白通过抑制磷酸化的CDK1的去磷酸化而影响细胞周期，C错误；磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，才能使细胞进入分裂期，故M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期，D正确。]
[全国卷·命题研析借鉴]
6．(2019·江苏高考)下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是(　　)
A．只有从新生的根尖上取材，才能观察到有丝分裂
B．解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分分离
C．滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散
D．临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞
C　[高等植物的根尖、芽尖等分生区的细胞均可进行有丝分裂，A错误；解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分离开来，解离时间过长，细胞会被破坏，将会影响实验结果，B错误；制片是用镊子将之前处理的根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，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，可以使细胞分散开来，有利于观察，因此，滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散，C正确；临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂间期的细胞，D错误。]
7．(2019·北京高考)玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。对此图像的观察与分析，错误的是(　　)
A．先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范
B．可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁
C．在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞
D．细胞不同结构成分与该染料结合能力不同
B　[用普通光学显微镜观察根尖分生区的装片，要先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，A正确；图中箭头所指的细胞处于有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，此时观察不到细胞核，因为，细胞核在有丝分裂前期逐渐消失，B错误；有丝分裂前期染色质缩短变粗，成为染色体，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体，染色体散乱地分布在纺锤体中央，据以上特点，可以在图像中观察到处于分裂期前期的细胞，C正确；碱性染料易于与染色体结合，而不易与其他结构成分结合，D正确。因此，本题答案选B。]
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-(共117张PPT)
第2讲　减数分裂和受精作用
第四单元
细胞的生命历程
01
考点一
减数分裂和受精作用
知识·能力·素养
考法·考技·考能
有性生殖
原始生殖细胞
一次
两次
一半
睾丸
卵巢
均等分裂
不均等分裂
变形
4
4
1
3
卵细胞
精子
受精卵
细胞核
细胞核
染色体
染色体
精子(父方)
卵细胞(母方)
生物的遗传和
减数分裂
受精作用
每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
变异
×
×
×
√
√
×
姐妹染色单体分开
间期DNA复制
均减半
DNA
染色体
减数第一次分裂前
非姐妺染色单体
类型
变异
02
考点二
减数分裂和有丝分
裂的比较
知识·能力·素养
考法·考技·考能
一次
精(卵)原
四分体
交叉互换
2
4
1
3
相同
一
纺锤体
核仁
分裂
分开
×
×
×
√
×
√
核DNA
染色体
有丝分裂
减数分裂
减数分裂
有丝分裂
减数分裂
有丝分裂
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
03
考点三
观察蝗虫精母细胞
减数分裂固定装片(实验)
【实验基础】
【关键点拨】
【对应练习】
精母
形态
数目
多于
次级卵母
第二次
04
真题体验
感悟高考
淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
[全国卷·命题研析借鉴]
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
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1
2
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2
3
4
5
1
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3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5第2讲　减数分裂和受精作用
课标要求
核心素养
1．阐明明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞2．说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代3．运用模型、装片或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化
1．细胞结构与减数分裂的关系(生命观念)2．减数分裂中染色体变化的特征；比较与分类：分析减数分裂和有丝分裂的异同(科学思维)3．观察细胞的减数分裂实验(科学探究)
考点一　减数分裂和受精作用
1．减数分裂的概念
(1)范围：进行有性生殖的生物。
(2)时期：从原始生殖细胞→成熟生殖细胞。
(3)特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。
(4)结果：成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。
2．精子的形成过程
3．精子和卵细胞形成过程的异同点(哺乳动物)
比较项目
精子的形成
卵细胞的形成
不同点
场所
睾丸
卵巢
细胞质分裂
均等分裂
卵母细胞不均等分裂；第一极体均等分裂
是否变形
变形
不变形
结果
1个精原细胞→4个精细胞→4个精子
1个卵原细胞→1个卵细胞和3个极体
相同点
染色体的行为变化相同
4．受精作用
(1)概念：卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程。
(2)实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。
(3)结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
(4)意义
①有利于生物的进化。
②就进行有性生殖的生物而言，减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
1．(人教版必修2
P16“相关信息”)减数分裂最初是由科学家用
_______________________________________________________
_________________________________________作材料进行研究的。
提示：体细胞中只有两对染色体的马蛔虫
2．(人教版必修2
P25“想像空间”)子代继承了双亲各半数的染色体，双亲对子代的贡献是一样的吗？卵细胞产生过程中，细胞质不均等分裂，其意义是什么？
提示：不一样。母亲除了提供一半的核基因之外，还提供了几乎全部的细胞质基因，如线粒体内含有的DNA。
意义：保证卵细胞有较多的营养物质，以满足早期胚胎发育过程中对营养物质的需要。
1．在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数第二次分裂。
(×)
提示：染色体数目减半发生在减数第一次分裂。
2．高等动物产生精子或卵细胞的过程中，只有非同源染色体上基因之间发生的自由组合属于基因重组。
(×)
提示：同源染色体上，非姐妹染色单体交叉互换也会产生基因重组。
3．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。
(×)
提示：卵细胞中染色体不成对。
4．减数第二次分裂后期彼此分离的染色体大小、形态一样，但不是同源染色体。
(√)
5．精子和卵细胞的相互识别的基础是精子和卵细胞膜上的糖蛋白。
(√)
6．受精卵中的染色体和遗传物质均有一半来自父方，一半来自母方。
(×)
提示：受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方。
1．减数第一次分裂染色体数目减半的原因是________________
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：同源染色体分别移向两极，平均进入2个子细胞
2．同源染色体联会的生物学意义是_________________________
_____________________________________________________。
提示：同源染色体分离的基础；可导致同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换及非同源染色体随机排列在赤道板两侧，实现了基因重组，增加了配子的多样性
1．减数分裂过程中一个细胞中DNA和染色体数目的变化
(1)染色体加倍：在姐妹染色单体分开时加倍，即着丝点分裂时。
(间期时染色体复制但染色体数目不加倍)
(2)DNA加倍：在间期DNA复制后加倍。
(3)染色体和DNA减半：减数第一次分裂均减半；减数第二次分裂DNA减半，而染色体数目与开始进行减数第二次分裂时的细胞中的数目相同。
(4)减数分裂过程中核DNA与染色体数目的比例关系
2．减数分裂过程中染色体的交叉互换
(1)染色体的交叉互换发生在减数第一次分裂前期，互换的染色体发生在同源染色体的非姐妺染色单体之间。
(2)染色体交叉互换的意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的变异性。
(3)减数分裂过程中发生染色体交叉互换的只是少部分的初级精母细胞或初级卵母细胞。
3．从配子形成和受精作用两方面，简要说明遗传的多样性和稳定性的原因。
提示：减数分裂过程中由于同源染色体分离，非同源染色体自由组合以及同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换产生了染色体组成具有多样性的配子。受精作用过程中，雌雄配子的随机结合，使后代的染色体组成更为多样，因此，生物具有遗传的多样性。
减数分裂产生了染色体数目减半的生殖细胞，受精作用使后代细胞的染色体又恢复了原来的数目，因此减数分裂和受精作用维持了前后代体细胞的染色体数目的恒定，使生物具有遗传的稳定性。
考查减数分裂的过程
1．(2020·衡水中学二调)下列关于减数分裂过程的叙述中，不正确的是(　　)
A．细胞质正在发生不均等分裂的时期，细胞中不一定有同源染色体
B．染色单体和核DNA数目相等的时期，可能发生非同源染色体的自由组合
C．染色体和核DNA数目相等的时期，每条染色体上没有姐妹染色单体
D．染色体组数加倍的时期，可发生着丝点分裂，同源染色体分离
D　[减数分裂过程中，细胞质正在发生不均等分裂的时期，可能处于减数第一次分裂或减数第二次分裂，其中减数第二次分裂过程中是没有同源染色体的，A正确；染色单体和核DNA数目相等，说明姐妹染色单体还没有分离，可能处于减数第一次分裂后期，因此可能发生非同源染色体的自由组合，B正确；染色体和核DNA数目相等，说明DNA还没有复制或姐妹染色单体已经分离，因此此时每条染色体上没有姐妹染色单体，C正确；染色体组数加倍的时期为减数第二次分裂后期，此时着丝点分裂、姐妹染色单体分离，但是细胞中是没有同源染色体的，D错误。]
2．(多选)(2020·青岛检测)马蛔虫的精子和卵细胞中都只有2条染色体，图1表示马蛔虫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，图2表示部分细胞分裂图像。下列说法正确的是(　　)
图1
甲　　　　　　乙
图2
A．图1中Ⅲ所对应的细胞中一定不存在同源染色体
B．DNA分子的复制主要发生在图1Ⅰ→Ⅱ的过程中
C．若乙细胞来自甲细胞，则乙细胞一定是次级卵母细胞
D．图2中甲时期是观察染色体形态、数目的最佳时期
ABC　[图1中的Ⅲ，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2，与前一时期相比，所有数值都减半，所以是减数第二次分裂前期或中期的细胞，没有同源染色体，A正确；图1中Ⅰ→Ⅱ的过程染色体数目不变，DNA数目加倍，发生了DNA的复制，B正确；若乙细胞来自甲细胞，乙细胞含有的两条染色体和甲细胞中大的一极一致，甲细胞为初级卵母细胞，进行不均等分裂，产生的子细胞，大的为次级卵母细胞，小的为极体，C正确；图2中甲细胞时期是减数第一次分裂后期，观察染色体形态、数目的最佳时期为减数第一次分裂中期，D错误。]
考查减数分裂的异常和染色体变异
3．(2020·唐山测试)克莱费尔特患者的性染色体组成为XXY。某家庭父亲是红绿色盲患者，母亲是红绿色盲基因的携带者，生了一个色觉正常的克莱费尔特患者。下列有关该患者产生的原因，分析错误的是(　　)
A．母亲可能减数第一次分裂时同源染色体没有正常分离
B．母亲可能减数第二次分裂时姐妹染色单体没有正常分离
C．父亲可能减数第一次分裂时同源染色体没有正常分离
D．父亲可能减数第二次分裂时姐妹染色单体没有正常分离
D　[母亲可能减数第一次分裂时同源染色体没有正常分离，提供XBXb卵细胞，与父亲提供的Y精子结合，可以形成XBXbY色觉正常的克莱费尔特患者，A正确；母亲可能减数第二次分裂时姐妹染色单体没有正常分离，提供XBXB卵细胞，与父亲提供的Y精子结合，可以形成XBXBY色觉正常的克莱费尔特患者，B正确；
父亲可能减数第一次分裂时同源染色体没有正常分离，
提供XbY精子，与母亲提供的XB卵细胞结合，可以形成XBXbY色觉正常的克莱费尔特患者，C正确；父亲如果是减数第二次分裂时姐妹染色单体没有正常分离，只能提供XbXb或YY的精子，都不能形成色觉正常的克莱费尔特患者，D错误。]
4．(2020·廊坊联考)基因型为AaXBY的果蝇产生了一个不含性染色体而基因组成为aa的配子，等位基因A、a位于2号染色体上。如果不考虑交叉互换和基因突变，下列关于该配子产生原因的分析，错误的是(　　)
A．性染色体在减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期没有正常分离
B．aa在减数第二次分裂后期没有分离
C．减数第一次分裂后期2号同源染色体没有正常分离
D．该变异属于染色体数目的变异
C　[性染色体在减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期没有正常分离，A正确；aa在减数第二次分裂后期着丝点分离，但是染色体没有分离，B正确；如果减数第一次分裂后期2号同源染色体没有正常分离，产生Aa的配子，C错误；该变异属于染色体数目的变异，D正确。]
　减数分裂与染色体变异的关系分析
(1)减数分裂异常导致配子种类变化的规律
如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数第一次分裂正常，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：
(2)XXY与XYY异常个体的成因分析
①XXY成因
②XYY成因：父方减Ⅱ异常，即减Ⅱ后期Y染色体着丝点分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。
减数分裂与遗传变异的综合考查
5．(多选)(2020·山东济宁一中二检)某雄性动物的基因型是AaBbDd，三对等位基因分布在三对同源染色体上，不考虑交叉互换和突变，下列说法正确的是
(　　)
A．基因型为ABD、abd的两个精细胞可来源于同一个精原细胞
B．基因型为ABd、abD的两个精细胞可来源于同一个次级精母细胞
C．该雄性动物产生的精子在与卵细胞随机结合的过程可体现基因的自由组合
D．精细胞的形成过程和卵细胞的形成过程中均可出现细胞质均等分裂的现象
AD　[在一个精原细胞减数分裂过程中，随着同源染色体的彼此分离，若含ABD基因的染色体移向一极，则含abd基因的染色体移向另一极，进而分别进入两个次级精母细胞，因此，基因型为ABD、abd的两个精细胞可来源于同一个精原细胞，A正确；在不考虑交叉互换和突变的情况下，来源于同一个次级精母细胞的两个精细胞的基因型应该相同，B错误；基因的自由组合发生在减数第一次分裂时期，而不是精子与卵细胞随机结合的过程中，C错误；精细胞的形成过程中，细胞质都是均等分裂的；卵细胞的形成过程中，第一极体的细胞质是均等分裂的，D正确。]
6．(多选)(2020·潍坊模拟)如图为某动物体内一个初级精母细胞中的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是(　　)
A．1与5、3与7都互为等位基因
B．1、2与5、6决定的性状的遗传遵循基因分离定律，3、4与7、8决定的性状的遗传遵循基因自由组合定律
C．该动物产生的精子中可能同时存在4、7
D．该动物的一个体细胞中，可能同时存在1、2、5、6
CD　[由分析可知，1与5可能互为等位基因也可能为相同基因，而3与7不互为等位基因，A错误；根据基因分离定律和自由组合定律的实质，由于1、2与5、6可能为相同基因，决定的性状的遗传不一定遵循基因分离定律，3、4与7、8是位于同源染色体上的非等位基因，决定的性状的遗传不遵循基因自由组合定律，B错误；若在四分体时期这对同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，使基因4、7交换到一条染色单体上，该动物产生的精子中可能同时存在4、7，C正确；该动物的体细胞在进行有丝分裂时，在分裂前期、中期、后期一个细胞内可能同时存在1、2、5、6，D正确。]
考查受精作用和遗传的稳定性和多样性
7．从配子形成和受精作用的角度分析，下列关于遗传具有多样性和稳定性的原因的叙述，错误的是(　　)
A．减数分裂过程中，非同源染色体的自由组合是形成配子多样性的重要原因之一
B．减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间的互换也是形成配子多样性的原因之一
C．受精时，雌雄配子间的随机结合导致的基因重组是形成合子多样性的重要原因
D．减数分裂和受精作用维持了生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从而维持了遗传的稳定性
C　[受精过程中不发生基因重组，自然状态下，基因重组只发生在减数第一次分裂过程中。]
8．(2020·吉林调研)如图表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞：
①　　　②　　　
③　　　④
这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是(　　)
A．①与②　　B．②与③　　C．①与③　　D．②与④
B　[减数第一次分裂时，因为同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞；减数第二次分裂类似于有丝分裂，因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞。若发生交叉互换，则来自同一个次级精母细胞的两个精细胞的染色体组成大体相同，只有很小部分颜色有区别。综合以上可知，图中②与③、①与④来自同一个次级精母细胞。]
考点二　减数分裂和有丝分裂的比较
1．有丝分裂和减数分裂的不同点
分裂方式比较项目　　　　
有丝分裂
减数分裂
分裂的起始细胞
体细胞或原始生殖细胞
精(卵)原细胞
细胞分裂次数
一次
两次
同源染色体的行为
存在同源染色体，但不联会，不分离，无交叉互换现象
联会形成四分体，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换；同源染色体分离
非同源染色体的行为
不出现自由组合
自由组合
子细胞染色体数目
不变
减半
子细胞的名称和数目
2个体细胞
4个精子或1个卵细胞和3个极体
子细胞间的遗传物质
相同
不一定相同
2．有丝分裂和减数分裂的相同点
(1)染色体(质)都只复制一次。
(2)分裂过程中都出现纺锤体，都有核仁、核膜的消失与重建过程。
(3)都有着丝点分裂和姐妹染色单体分开现象。
1．同一个体中细胞有丝分裂前期和减数第一次分裂前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同。
(×)
提示：DNA分子数目相同。
2．同一个体中细胞有丝分裂中期和减数第一次分裂中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同。
(×)
提示：两者染色体数目相同，染色体行为不同。
3．同一个体中细胞有丝分裂后期和减数第一次分裂后期染色体的数目和行为不同，DNA分子数相同。
(√)
4．同一个体中细胞有丝分裂末期和减数第一次分裂末期染色体的数目和行为相同，DNA分子数不同。
(×)
提示：两者染色体的数目不同，DNA分子数相同。
5．二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时，细胞中一定不存在同源染色体。
(×)
提示：二倍体生物细胞着丝点分裂时，细胞处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，有丝分裂时存在同源染色体。
6．细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的是非同源染色体自由组合，导致基因重组。
(√)
1．减数分裂是一种特殊的有丝分裂，其特殊性主要表现在
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：减数分裂过程中有同源染色体的配对和分离，有丝分裂过程中不发生同源染色体的配对和分离
2．三种变异类型中，仅发生在减数分裂过程中的变异类型是基因重组，原因是_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：基因重组是生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合，生物有性生殖过程中进行的是减数分裂
辨析减数分裂与有丝分裂细胞分裂图像
1．三个前期图的判断
A　　　　　B　　　　
C
判断步骤：
结论：A为有丝分裂前期，B为减数第一次分裂前期，C为减数第二次分裂前期。
2．三个中期图的判断
A　　
　　B　
　　　C
判断步骤：
结论：A为有丝分裂中期，B为减数第二次分裂中期，C为减数第一次分裂中期。
3．五个后期图的判断
A　　　B　　　　C　　　
D　　
　E
判断步骤：
结论：A为有丝分裂后期，B为减数第二次分裂后期(次级精母细胞或第一极体)，C为减数第一次分裂后期(初级精母细胞)，D为减数第一次分裂后期(初级卵母细胞)，E为减数第二次分裂后期(次级卵母细胞)。
有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中核DNA、染色体数目变化曲线模型分析
(1)曲线中存在斜线的为核DNA变化曲线，不存在斜线的为染色体变化曲线。
(2)根据“染色体峰值”判断：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。
(3)根据“DNA复制和分裂次数”判断：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。
(4)根据“结果”判断：分裂完成后，染色体或核DNA的数目与分裂前相等则为有丝分裂；若减半则为减数分裂。
减数分裂和有丝分裂的综合考查
1．(2020·青岛二中期末)如图为某二倍体植物精子的形成过程，其中①～④表示细胞分裂，X、Y、Z表示相关细胞。有关叙述正确的是(　　)
A．过程③处在前期时细胞内虽有同源染色体但无联会配对现象
B．细胞Z与过程④产生的精子中所含的遗传信息不可能相同
C．过程①处在中期和过程④处在后期的细胞染色体数目不同
D．上图表明此植物形成精子时需减数分裂和有丝分裂共同参与
D　[过程③中因为进行过了减数分裂细胞内无同源染色体，故A错误；细胞Z与细胞Y是经过有丝分裂得到的，正常情况下遗传信息相同，而精子也是经过有丝分裂得到的应和细胞Z相同，故B错误；过程①处在中期的染色体数目是2N，过程④处在后期的染色体数目也是2N是相同的，故C错误；上图表明了植物形成精子即需要减数分裂也需要有丝分裂参与，故D正确。]
2．根据细胞中核DNA相对含量不同，可将细胞进行相应分组。如图甲、乙、丙三组是成年褐鼠睾丸中细胞数量的抽样统计结果。下列有关叙述正确的是(　　)
核DNA相对含量(C)
A．甲组细胞的染色体复制后都能形成四分体
B．乙组细胞仅部分正处于减数第一次分裂前的间期
C．丙组细胞都会发生非等位基因的自由组合
D．睾丸中细胞的核DNA相对含量只有图中三种可能
B　[四分体出现在减数第一次分裂前期，而甲组细胞的染色体复制后可能进行有丝分裂或减数分裂，而有丝分裂过程没有四分体，A错误；根据分析可知，乙组细胞可能是有丝分裂的S期或减数第一次分裂前的间期，故乙组细胞仅部分正处于减数第一次分裂前的间期，B正确；非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂过程中，而丙组细胞可表示有丝分裂的G2期、前期、中期和后期以及减数第一次分裂过程。所以丙组细胞中只有部分细胞能发生非等位基因的自由组合，C错误；睾丸中细胞既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂，而减数分裂结束后核DNA和染色体数均为体细胞的一半，所以睾丸中细胞的核DNA相对含量不只有图中三种可能，D错误。]
考查减数分裂和有丝分裂细胞图的辨别
3．(2020·深圳高级中学检测)如图是一个基因型为MMNn的某哺乳动物体内部分细胞的分裂示意图。下列叙述正确的是(　　)
甲　　
乙　　　　丙　　丁
A．图中属于细胞有丝分裂时期的是甲、丙、丁
B．图丁所示细胞的名称是次级精母细胞或极体
C．图乙、丙、丁所示的细胞中含有两个染色体组
D．图丁所示细胞在此之前发生了基因突变或交叉互换
C　[图中属于细胞有丝分裂时期的是甲、丙，丁是减数第二次分裂的后期，A项错误；图丁所示细胞的名称是次级精母细胞，不可能是极体，B项错误；母细胞的基因型是MMNn，因此判断图丁所示细胞在此之前发生了基因突变，不是发生了交叉互换，D项错误；图乙、丙、丁所示的细胞中含有两个染色体组，C项正确。]
4．甲、乙、丙、丁是某哺乳动物(基因型为YyRr)的一组细胞分裂模式图，有关叙述正确的是(　　)
甲　　　　
乙　　　　丙　　
丁
A．乙细胞分裂后将直接产生一个卵细胞和一个极体
B．丙细胞发生异常的减数分裂可能形成丁细胞
C．甲、乙、丙、丁中发生的可遗传变异有三种类型
D．甲细胞含4个染色体组，丙、丁细胞不含同源染色体
C　[乙细胞为初级卵母细胞，其分裂后产生一个次级卵母细胞和一个第一极体，A错误；丁细胞是减数第一次分裂异常形成，B错误；甲细胞发生过基因突变，形成乙、丙细胞发生过基因重组，形成丁的过程发生过染色体变异，C正确；丁细胞中含有一对同源染色体，D错误。]
　“三步法”判断有丝分裂和减数分裂图像
(1)判断技巧：一数二看三判断。
(2)判断过程：
一数(染色体数目)
二看(有无同源染色体)
考点三　观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片(实验)
1．实验原理
(1)蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。
(2)在减数分裂过程中，细胞中的染色体的形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．实验材料选择
最好选择雄性个体的精子形成过程，原因有两个：
(1)雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数。
(2)卵巢中的减数分裂不完整：大多数动物卵巢内的减数分裂过程不完整，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数第二次分裂。
3．实验步骤
1．不只观察到一种分裂方式：动物的精巢、卵巢以及植物的花药中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂，故观察到的图像应存在有丝分裂、减数分裂两类，其染色体数目有三种情况：N、2N、4N(假设亲代为二倍体)。原始的精原细胞(或卵原细胞)的增殖是通过有丝分裂进行的。
2．不能观察到一个细胞减数分裂的过程：如同观察有丝分裂一样，由于细胞在解离过程中被杀死，无法观察细胞中染色体的动态变化过程——欲看到全部过程，需通过移动装片，从不同的视野中找到。
1．(2020·承德一中检测)下列关于观察减数分裂实验的叙述中，错误的是(　　)
A．可用蝗虫卵母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂
B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片中，容易观察到减数分裂现象
C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象
D．用洋葱根尖制成装片，能观察同源染色体联会现象
D　[蝗虫卵母细胞、蚕豆花粉母细胞都有细胞进行减数分裂，所以可用蝗虫卵母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂，A正确；由于花药中精母细胞数量远多于雌蕊中的卵母细胞，所以用雄蕊观察减数分裂更好，B正确；同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期，所以能观察到减数分裂现象的装片中，可观察到同源染色体联会现象，C正确；洋葱根尖只进行有丝分裂，不会出现减数分裂特有的同源染色体联会现象，D错误。]
2．(2020·北京房山区期末)芍药一般为二倍体(2n＝10)，是我国的传统花卉，科研人员对新品种芍药花粉母细胞的减数分裂进行了研究。一个花粉母细胞通过减数分裂可以形成四个花粉粒细胞，显微镜下观察的结果如图所示，下列叙述不正确的是
(　　)
①　　②　　　③　　　④　　⑤
A．①细胞中姐妹染色单体分离
B．⑤细胞中有5个四分体
C．③细胞的名称为初级精母细胞
D．图中细胞按减数分裂过程的顺序排列为⑤③①②④
A　[分析题图可知，①细胞处于减数第一次分裂后期，②细胞处于减数第二次分裂后期，③细胞处于减数第一次分裂中期，④细胞处于减数第二次分裂末期，⑤细胞处于减数第一次分裂前期。①细胞处于减数第一次分裂后期，同源染色体分离，A错误；由题干可知，芍药体细胞含有5对同源染色体，故⑤细胞中有5个四分体，B正确；③细胞处于减数第一次分裂中期，细胞的名称为初级精母细胞，C正确；据以上分析可知，图中细胞按减数分裂过程的顺序排列为⑤③①②④，D正确。]
易错矫正
突破选择题
长句背诵
突破非选择题
1．形态、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体。如着丝点分裂后，姐妹染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体。2．同源染色体之间的交叉互换不一定导致基因重组，交换的片段所含基因也可能相同。3．精细胞不是精子，精细胞变形后成为精子，精子头部只有细胞核，无细胞质，线粒体聚集在尾部的基部，受精时只有头部进入卵细胞，而尾部留在外面。4．受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方；受精卵细胞质中的DNA(即遗传物质)几乎全部来自母方。
1．减数第一次分裂过程中，同源染色体的分离，导致染色体数目减半。2．减数第二次分裂与有丝分裂相似，不同的是减数第二次分裂中不存在同源染色体。3．精子形成过程中，细胞质都是均等分裂的，卵细胞形成过程中，初级(次级)卵母细胞的细胞质不均等分裂，极体的细胞质均等分裂。4．减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有：同源染色体联会形成四分体、同源染色体分离。5．减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有：着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。6．受精作用可以激活卵细胞，受精卵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。
真题体验|
感悟高考　淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
1．(2021·重庆选择性考试适应性测试)如图为某生物细胞分裂期示意图。据图确定所属分裂期并推断间期染色体数，正确的是(　　)
A．有丝分裂中期，n＝8
B．有丝分裂中期，2n＝8
C．减数第二次分裂中期，n＝8
D．减数第二次分裂中期，2n＝8
D　[该细胞有4条染色体，有姐妹染色单体，着丝粒整齐的排列在赤道板上，处于中期；四条染色体形态大小不一样，说明没有同源染色体，应该处于减数第二次分裂中期，此时染色体数目为体细胞染色体数目的一半，即2n＝8，间期染色体数目与体细胞染色体数目相同，D正确。]
2．(2021·福建适应性测试)如图是某二倍体生物精巢中一个正常分裂的细胞示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．该细胞进行DNA复制后继续分裂
B．该细胞中含有两对同源染色体
C．精巢中分裂的细胞具有中心体和细胞板
D．形成该细胞的过程中发生了基因重组
[答案]　D
3．(2020·7月浙江选考)若某二倍体高等动物(2n＝4)的基因型为DdEe，其1个精原细胞(DNA被32P全部标记)在培养液中培养一段时间，分裂过程中形成的其中1个细胞如图所示，图中细胞有2条染色体DNA含有32P。下列叙述错误的是(　　)
A．形成图中细胞的过程中发生了基因突变
B．该精原细胞至多形成4种基因型的4个精细胞
C．图中细胞为处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞
D．该精原细胞形成图中细胞的过程中至少经历了两次胞质分裂
B　[题图细胞中无同源染色体且着丝点分裂，染色体移向两极，可判断此细胞为处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞；精原细胞的基因型为DdEe，该次级精母细胞的基因型为Ddee，推测形成该次级精母细胞的过程中发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间片段的交换，而图中染色体的颜色未发生改变，排除同源染色体非姐妹染色单体间片段交换的可能性，A、C正确。该次级精母细胞产生的精细胞的基因型为De和de，若形成该次级精母细胞的过程中发生的基因突变是D突变成d，则与其同时产生的另一个次级精母细胞的基因型为ddEE，产生的精细胞的基因型为dE；若形成该次级精母细胞的过程中发生的基因突变是d突变成D，则另一个次级精母细胞的基因型为DDEE，产生的精细胞的基因型为DE，所以该精原细胞至多形成3种基因型的4个精细胞(De、de、dE或De、de、DE)，B错误。精原细胞的DNA被32P全部标记，若发生一次DNA的半保留复制，则所有子代DNA中均有一条链被32P标记，题图细胞中四条染色体均应带32P标记，但已知题图细胞中仅两条染色体带标记，说明精原细胞DNA至少复制了两次，即先进行有丝分裂再进行减数分裂，因此形成图中细胞的过程中至少经历了两次胞质分裂，D正确。]
[全国卷·命题研析借鉴]
4．(2018·全国卷Ⅲ)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(　　)
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
B　[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，A正确；同源染色体联会发生在减数第一次分裂的前期，B错误；无论是有丝分裂还是减数分裂，染色体仅复制一次，C正确；有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体的着丝点都整齐排列在赤道板上，D正确。]
5．(2019·天津高考)作物M的F1基因杂合，具有优良性状。F1自交形成自交胚的过程见途径1(以两对同源染色体为例)。改造F1相关基因，获得具有与F1优良性状一致的N植株，该植株在形成配子时，有丝分裂替代减数分裂，其卵细胞不能受精，直接发育成克隆胚，过程见途径2。据图回答：
途径1　　　
途径2
(1)与途径1相比，途径2中N植株形成配子时由于有丝分裂替代减数分裂，不会发生由_________________和_____________导致的基因重组，也不会发生染色体数目________。
(2)基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。以n对独立遗传的等位基因为例，理论上，自交胚与F1基因型一致的概率是_______，克隆胚与N植株基因型一致的概率是________。
(3)通过途径________获得的后代可保持F1的优良性状。
[解析]　(1)根据图示可知，途径1表示作物M的F1产生的精子和卵细胞经过受精作用形成受精卵，受精卵发育成自交胚。途径2表示改造F1相关基因，获得具有与F1优良性状一致的N植株，该植株在形成配子时，以有丝分裂代替减数分裂，其精子和卵细胞的基因型与N植株相同，其卵细胞未受精可以直接发育成克隆胚。由于途径2中N植株在形成配子时不进行减数分裂，因此，不会发生同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合而导致的基因重组，卵细胞的染色体数目与N植株相同，也不会发生染色体数目的减半。(2)基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。作物M的F1基因杂合，若以n对独立遗传的等位基因为例，自交胚与F1基因型一致的概率是1/2n。克隆胚是由N植株有丝分裂替代减数分裂产生的卵细胞未受精获得的，其基因型与N植株相同。(3)由于途径2获得的克隆胚的基因型与N植株相同，不会发生性状分离，所以通过途径2获得的后代可保持F1的优良性状。
[答案]　(1)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换　非同源染色体自由组合　减半　(2)1/2n　100%　(3)2
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-(共97张PPT)
第3讲　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
第四单元
细胞的生命历程
01
考点一
知识·能力·素养
考法·考技·考能
稳定性差异
一个或一种
遗传信息的执行
情况
选择性表达
普遍存在
整个生命
胚胎时期
分化后
mRNA
蛋白质
形态、结构和生理功能
全套遗传信息(全
个体发育
专门化
生理功能
完整个体
套基因)
已分化的动物体细胞的细胞核
植物细胞
早期胚胎
分裂分化
特定功能
×
×
×
×
√
×
02
考点二
细胞的衰老、凋亡
和癌变
知识·能力·素养
考法·考技·考能
细胞核
染色质
核膜
生物膜
DNA
蛋白质
正常的DNA序列
清除
基因
编程性
自动死亡
自然更新
完成正常发育
内部环境的稳定
外界各种因素的干扰
致癌因子
遗传物质
恶性增殖
调节细胞周期，控制细胞生长和
分裂的进程
阻止细胞不正常的增殖
累积
×
×
√
×
×
×
03
真题体验
感悟高考
淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
[全国卷·命题研析借鉴]
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
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6
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7第3讲　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
课标要求
核心素养
1．说明在个体发有过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体，细胞分化的实质基因选择表达的结果2．描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程3．描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变
1．细胞的结构变化与细胞分化、衰老和癌变的关系(生命观念)2．比较细胞的分化、衰老、凋亡和癌变特征的本质(科学思维)3．关爱生命，倡导健康的生活方式(社会责任)
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)过程图解
(3)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(如图)，即基因的选择性表达。
(4)特点
①普遍性：是生物界普遍存在的生命现象。
②持久性：细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。
③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。
(5)结果
①分子水平的变化：mRNA种类不同→蛋白质种类不同。
②细胞水平的变化：细胞形态、结构和生理功能的变化，逐渐失去分裂能力。
③组织器官水平的变化：产生不同类型的细胞，构成不同的组织和器官。
(6)意义
①是生物个体发育的基础。
②使细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
2．细胞的全能性
(1)概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
(2)原因：细胞中含有发育成生物体所需要的全套遗传信息(全套基因)。
(3)例证
①植物组织培养：说明植物细胞具有全能性。
②动物克隆技术：说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
3．干细胞
(1)概念：动物和人体内少数具有分裂分化能力的细胞。
(2)类型：
项目
胚胎干细胞
成体干细胞
来源
来自早期胚胎或原始性腺组织
来自各种各样的组织
功能
具有发育的全能性
具有分化成特定功能细胞的能力
举例
来自囊胚的内细胞团细胞
骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞
1．人体肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。
(×)
提示：基因相同，mRNA和蛋白质不完全相同。
2．胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体。
(×)
提示：人体的每个细胞的基因相同，表达有差异。
3．ATP合成酶基因在不同细胞中选择性表达。
(×)
提示：ATP合成酶基因在不同细胞中都表达。
4．同一植物个体茎尖分生组织细胞的全能性比叶肉细胞更容易表达。
(√)
5．克隆羊“多利”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性。
(×)
提示：动物细胞的细胞核具有全能性。
6．用动物胚胎干细胞培育出组织和器官体现了动物细胞的全能性。
(×)
提示：体现全能性是指发育成完整的生物个体。
1．人的肌肉细胞和神经细胞的核基因的种类和数量相同，但功能不同，说明原因：___________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：两者最终都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的，因此核遗传物质相同；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，直接原因是细胞中的蛋白质不同
2．可以利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官的原因是
_________________________________________________________。
提示：因为干细胞具有分裂、分化的能力，可培养出组织或器官
细胞分化与细胞的全能性的比较
细胞分化
细胞的全能性
原因
基因选择性表达
含有本物种全套遗传物质
特点
①普遍性②持久性③稳定性和不可逆性
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
区分标志
特定的细胞中基因进行了选择表达
由已分化的细胞形成了新个体
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
1．如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。
(1)在所有细胞中均表达的基因称为管家基因，在特定的细胞中表达的基因称为奢侈基因。a、b、c、d属于管家基因的是哪一个？属于奢侈基因的是哪些基因？
(2)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则其杂交带状况如何？若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？
提示：(1)a；b、c、d。
(2)A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带，但改为检测胰岛素基因的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。
2．与体细胞相比生殖细胞中的遗传物质减少了一半，是否还具有全能性？为什么？
提示：生殖细胞仍然具有全能性。在生物的体细胞中染色体是成对的，基因也是成对的。生殖细胞中的染色体数目减少了一半，基因也减少了一半，但基因的种类没有少，仍然含有控制生长发育的全部遗传信息，因此仍然具有全能性。
考查对细胞分化的理解
1．(多选)(2020·济宁模拟)人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC)，如图为体外诱导MSC分裂、分化成多种组织细胞的示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．MSC能分化成不同的组织细胞是由于不同的环境因素影响
B．MSC能分化成多种组织细胞体现了细胞的全能性
C．MSC分化成肌细胞和脂肪细胞过程中表达的基因部分相同
D．MSC具有强大的增殖能力是由于原癌基因和抑癌基因发生基因突变
BD　[MSC能分化成不同的组织细胞是由于在不同的环境下影响了基因的选择性表达，A正确；细胞的全能性是指已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能，而图中没有发育成完整个体，B错误；MSC分化成肌细胞和脂肪细胞过程中表达的基因部分相同，比如各种管家基因，C正确；MSC具有强大的增殖能力是由于其本身是干细胞，保留了分裂能力，D错误。]
2．(2020·山东济南章丘四中模拟)如表数据是人体部分器官或细胞中所表达基因的估计数，有关叙述中不科学的是(　　)
器官或细胞
所表达基因的估计数
眼
1
932
唾液腺
186
皮肤
3
043
甲状腺
2
381
血细胞
23
505
心脏
9
400
A.人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达形成的
B．血细胞所表达的基因数目最多说明其遗传物质相对含量较高
C．人体各器官基因表达数目有差异说明细胞中所含蛋白质有差异
D．不同功能的细胞表达的基因不相同，这是与其不同功能相适应的
B　[人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达的结果，A项正确；人体的细胞均是由一个受精卵经增殖分化而形成的，所以细胞内遗传物质相同，血细胞所表达的基因数目最多，这是与细胞的功能相适应的，B项错误；蛋白质是基因表达的产物，因此表达的基因数目有差异说明细胞中所含蛋白质也有差异，C项正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，而基因控制蛋白质的合成，因此不同功能的细胞表达的基因不相同，这是与细胞具有不同功能相适应的，D项正确。]
　理解细胞分化的关键点
(1)细胞分化的标志
①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如血红蛋白、唾液淀粉酶、胰岛素等。
②细胞水平：形成了不同种类的细胞。
(2)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，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。
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。
(3)细胞分化的“变”与“不变”
①不变：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。
②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。
考查对细胞全能性的理解
3．(2020·唐山测试)细胞全能性是细胞分裂和分化后，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。下列关于细胞全能性的叙述，错误的是(　　)
A．造血干细胞增殖分化产生血细胞没有体现细胞具有全能性
B．通过植物组织培养快速繁殖花卉体现了细胞具有全能性
C．体细胞克隆羊的成功培育过程体现动物细胞具有全能性
D．细胞全能性的物质基础是细胞具有该生物全部遗传信息
C　[造血干细胞增殖分化产生血细胞，没有发育成完整个体，未体现细胞具有全能性，A正确；通过植物组织培养快速繁殖花卉体现了细胞具有全能性，B正确；体细胞克隆羊的成功培育过程体现动物细胞核具有全能性，C错误；细胞具有全能性的原因是细胞含有该生物全部的遗传信息，D正确。]
考点二　细胞的衰老、凋亡和癌变
1．细胞衰老
(1)个体衰老与细胞衰老的关系
(2)细胞衰老的特征
①代谢变化
②细胞核体积增大，染色质收缩，核膜向内折叠。
(3)细胞衰老的假说
①自由基学说：细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA和蛋白质等，致使细胞衰老。
②端粒学说：染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短，导致正常的DNA序列损伤，使细胞逐渐衰老。
2．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，又称为细胞编程性死亡。
(2)原因：多基因严格控制。
(3)类型
(4)意义
3．细胞的癌变
(1)癌细胞的概念：正常机体细胞在致癌因子的作用下，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。
(2)癌细胞的特征
(3)癌变机理
①致癌因子的类型(连线)
提示：Ⅰ—b　Ⅱ—c　Ⅲ—a
②原癌基因和抑癌基因
a．原癌基因：主要功能是负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
b．抑癌基因：主要功能是阻止细胞不正常的增殖。
③癌症的发生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，才能导致细胞癌变，细胞癌变具有累积效应。
1．细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动。
(×)
提示：细胞的衰老和凋亡是正常生命活动。
2．衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录。
(√)
3．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。
(×)
提示：细胞凋亡是基因控制的。
4．细胞凋亡受基因调控，不利于个体生长发育。
(×)
提示：细胞凋亡对个体的生长发育是有利的。
5．原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传。
(×)
提示：体细胞中发生的癌变不能遗传给后代。
6．癌细胞形态结构发生显著变化，因此容易扩散和转移。
(×)
提示：癌细胞容易扩散和转移的原因是细胞膜上糖蛋白减少。
1．老年人的白发与白化病患者白发的原因有什么不同？
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：前者是由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少；白化病患者是细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常，不能合成酪氨酸酶，细胞中缺少酪氨酸酶所致
2．细胞分化与细胞癌变过程中基因活动的区别是：
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：细胞分化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；细胞癌变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
1．细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较
实质
遗传物质的变化
结果
对机体的影响
细胞分化
基因的选择性表达
遗传物质不发生改变
形成不同组织、器官
有利
细胞衰老
内因和外因共同作用的结果
遗传物质可能发生改变
细胞走向死亡
有利
细胞凋亡
由遗传机制决定的程序性调控
遗传物质不发生改变
细胞走向死亡
有利
细胞坏死
电、热、冷、机械等不利因素引起的，不受基因控制
遗传物质不发生改变
细胞走向死亡，同时伤害周围细胞，引发炎症等
有害
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
遗传物质发生改变
形成无限增殖的癌细胞引发恶性肿瘤
有害
2．细胞各生命历程间的内在关系
1．鸡爪与鸭掌的最大不同在于，鸡爪的趾骨间没有蹼状结构，但在胚胎发育形成趾的时期，这两种动物的趾间都有蹼状结构。为了探究蹼状结构的形成和消失是如何进行的，科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎的相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎的相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。依据实验回答下列问题。
(1)如何判断鸡爪胚胎发育时期蹼的消亡是细胞凋亡，而不是细胞坏死造成的结果？
(2)依据鸡爪和鸭掌的结构及功能特点，说明细胞凋亡对于个体发育的重要意义。
提示：(1)判断的依据：由实验①可知移植到鸡胚胎相应部位的，预定形成鸭掌部分的细胞没有发生细胞凋亡，而实验②移植到鸭胚胎相应部位的，预定形成鸡爪部分的细胞发生细胞凋亡，可见鸡爪胚胎发育时期蹼的消亡受到了严格的由遗传机制决定的程序性控制，因此是细胞凋亡的结果。另外，细胞坏死是指细胞在种种不利因素影响下而导致的死亡。鸡爪的形成没有出现不利因素的影响，因此不可能是细胞坏死而引起的结果。
(2)鸡爪和鸭掌在胚胎发育时期都有蹼，但鸡爪的蹼由于细胞凋亡而消失，有利于鸡适应陆地生活，而鸭掌上的蹼没有消失，这有利于鸭适应水生生活。由此可见，细胞凋亡有利于生物体的生存。
2．端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。下表数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请以癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液为实验材料，研究端粒酶与细胞癌变的关系，写出简要实验步骤，并预测及分析实验结果。
细胞类型
增殖代数
端粒酶活性
正常体细胞
50～60
无
癌细胞
无限
有
思路模型：设置对照→分组编号→控制自变量→检测因变量。
提示：实验步骤：①将癌细胞分成A、B两组。②A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，进行培养。③记录并比较A、B两组的增殖代数(分裂次数)。
实验预期与分析：A组比B组增殖代数少，说明端粒酶与细胞的癌变有关；A组仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞的癌变无关。
考查细胞的衰老和凋亡
1．(2021·广东选择考适应性测试)下列关于细胞生命历程的叙述，正确的是(　　)
A．在植物发育过程中，导管的原始细胞经细胞伸长，细胞壁加厚等，最后形成了木质部导管。在该过程中发生了细胞凋亡
B．在高等植物胚的发育早期，出现了胚柄，胚发育后期胚柄逐渐退化。在该过程中主要发生了细胞衰老
C．在体外使用基因转移的方法，建立神经干细胞系，使其不断生长和分裂，从而阻止细胞坏死
D．在损伤情况下，肝组织表现出明显的补充损伤死亡细胞的能力。肝组织自我更新功能依赖于细胞脱分化
A　[在植物发育过程中，导管的形成是导管原始细胞凋亡的结果，A正确；在高等植物胚的发育过程中，胚柄的退化是细胞凋亡的结果，B错误；在体外使用基因转移的方法，建立神经干细胞系，神经干细胞不断生长和分裂，阻止了细胞衰老和凋亡，C错误；肝组织的自我更新依赖于细胞的脱分化和再分化，D错误。]
2．(2020·潍坊模拟)科学研究发现，四种基因控制着秀丽隐杆线虫细胞凋亡的启动，四种基因的表达产物EGL?1、CED?9、CED?4、CED?3之间的关系如图。以下相关说法错误的是(　　)
说明：“－”表示抑制，“＋”表示促进。
A．调控秀丽隐杆线虫细胞凋亡全过程的基因应该多于四种
B．正常情况下，发生凋亡的细胞内EGL?1、CED?3的含量增加
C．若CED?9基因发生突变而不能表达，会引起细胞癌变
D．若CED?4基因发生突变而不能表达，细胞凋亡过程会受很大影响
C　[根据图示可知，四种基因控制着秀丽隐杆线虫细胞凋亡的启动，而凋亡过程也是细胞内基因选择性表达的过程，因此调控秀丽隐杆线虫细胞凋亡全过程的基因应该多于四种，A正确；正常情况下，发生凋亡的细胞内EGL?1解除了CED?9对CED?4的抑制，使CED?4、CED?3大量表达从而启动凋亡，因此细胞内EGL?1、CED?3的含量增加，B正确；若CED?9基因发生突变而不能表达，会使CED?4基因正常表达进而启动细胞凋亡，而细胞癌变是由原癌基因和抑癌基因突变引起，C错误；若CED?4基因发生突变而不能表达，会影响CED?3基因的正常表达，进而影响细胞凋亡过程的启动，D正确。]
　细胞凋亡和细胞坏死的区别
(1)从方式看
(2)从结果看
考查细胞癌变及与健康的关系
3．(2020·广东七校联考)TGF－β1－Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明，胞外蛋白TGF－β1与靶细胞膜上的受体结合，激活胞内信号分子Smads，生成复合物转移到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述错误的是(　　)
A．恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，因此易分散转移
B．从功能来看，复合物诱导的靶基因属于抑癌基因
C．复合物的转移实现了细胞质间向细胞核的信息传递
D．若该受体蛋白基因不表达，靶细胞仍能正常凋亡
D　[癌细胞膜上的糖蛋白减少导致细胞间的黏着性降低，容易发生扩散和转移，A正确；靶基因表达阻止细胞异常增殖，靶基因属于抑癌基因，B正确；复合物进入细胞核通过调节基因表达来改变细胞的代谢，C正确；由题目所给情景可知，该受体蛋白基因与细胞癌变有关，不能断定与靶细胞的凋亡是否有关，D错误。]
4．(多选)(2020·青岛检测)研究发现T细胞表面的PD?1和癌细胞表面的PD?L1结合后，T细胞的活性会受到抑制，使其无法识别癌细胞，导致癌细胞的免疫逃逸。来那度胺是一种新型免疫调节剂，临床用于肿瘤的治疗。研究人员利用HepG2细胞(一种肝癌细胞)对来那度胺的作用机理进行了相关研究。下列说法正确的是(　　)
A．HepG2细胞中的遗传物质可能受到损伤，细胞的增殖失去控制
B．当体内出现癌细胞时，机体主要通过细胞免疫发挥免疫防卫功能
C．HepG2细胞表面的糖蛋白减少，其细胞中可能发生多个基因突变
D．来那度胺可能减少了PD?1和PD?L1的结合进而增强了T细胞的活性
ACD　[HepG2细胞中的遗传物质可能受到损伤发生癌变，细胞的增殖失去控制，A正确；当体内出现癌细胞时，机体主要通过细胞免疫发挥监控和清除功能，B错误；HepG2细胞表面的糖蛋白减少，癌细胞易转移，其细胞中可能发生多个基因突变，C正确；来那度胺可能减少了PD?1和PD?L1的结合进而增强了T细胞的活性，使其识别癌细胞能力增强，D正确。]
细胞生命历程的综合考查
5．(2021·江苏新高考适应性考试)多细胞生物要经历细胞增殖、分化、衰老和凋亡等过程，下列叙述错误的是(　　)
A．细胞分化与基因选择性表达有关
B．衰老细胞的呼吸速率减慢，细胞膜通透性改变
C．凋亡细胞的细胞核体积变小，细胞膜破裂
D．细胞的长大会受细胞表面积与体积比的限制
C　[细胞分化本质上就是基因的选择性表达，A正确；呼吸速率减慢，细胞膜通透性改变是衰老细胞的特征，B正确；凋亡是细胞的编程性死亡，其细胞核体积不一定变小，细胞膜也不一定破裂，有可能是细胞内部的溶酶体裂解，细胞从内部被自噬，C错误；细胞的长大会受细胞表面积与体积比的限制，所以细胞要通过分裂增殖减小这个比例，D正确。]
6．(多选)(2020·山东济宁一中一检)人体细胞中的染色体DNA会随着复制次数增加而逐渐缩短。在生殖系细胞和癌细胞中存在端粒酶(由RNA和蛋白质形成的复合体)，能够将变短的DNA末端重新加长。端粒酶作用机理如图所示。下列相关叙述不正确的是
(　　)
A．人体生殖系细胞以外的其他细胞不含端粒酶基因
B．端粒酶中的蛋白质能够催化染色体DNA的合成，该过程会发生碱基T—A的配对
C．细胞衰老与染色体DNA随复制次数增加而缩短有关
D．只有在癌细胞中存在端粒酶，因此抑制端粒酶的作用可抑制癌细胞增殖
ABD　[人体生殖系细胞和其他细胞均含端粒酶基因，A错误；端粒酶能以其RNA为模板，合成端粒序列，即以RNA为模板逆转录形成DNA，该过程不会发生碱基T—A的配对，B错误；端粒学说认为人体细胞衰老的原因是染色体DNA会随着复制次数的增加而逐渐缩短，C正确；在生殖系细胞和癌细胞中存在端粒酶(由RNA和蛋白质形成的复合体)，能够将变短的DNA末端重新加长，使得癌细胞能无限增殖，则抑制端粒酶的作用可使得癌细胞衰老，进而抑制癌细胞增殖，D错误。]
易错矫正
突破选择题
长句背诵
突破非选择题
1．分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。2．体现全能性的判断依据：起点是“已分化的细胞”，终点是发育成“完整个体”才是全能性的体现。3．细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体是有害的。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。5．不是只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因，正常细胞中也存在原癌基因与抑癌基因。
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．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。3．细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。4．细胞凋亡是受到严格的遗传机制决定的细胞程序性死亡。5．细胞癌变的机理是在致癌因子作用下原癌基因和抑癌基因发生突变。6．原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。7．抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
真题体验|
感悟高考　淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
1．(2021·湖北选择性考试模拟)人体的各种细胞都是从一个受精卵分裂分化而来。下列关于卵原细胞与肝细胞的叙述，正确的是(　　)
A．卵原细胞只进行减数分裂，肝细胞只进行有丝分裂
B．肝炎病毒的遗传物质可以整合到肝细胞的DNA上，因此肝炎可遗传
C．卵原细胞与肝细胞含有的DNA和RNA分子相同，蛋白质不完全相同
D．卵原细胞与肝细胞的基因组相同，基因的表达具有差异
D　[卵原细胞不只进行减数分裂，也可以通过有丝分裂进行增殖，A错误；肝炎病毒的遗传物质DNA可以整合到肝细胞的DNA上，但发生在体细胞的遗传物质改变一般不能遗传，B错误；由于不同细胞基因选择性表达不完全相同，来源于同一受精卵的卵原细胞与肝细胞含有的DNA分子相同，但RNA和蛋白质不完全相同，即基因的表达具有差异，C错误；D正确。]
2．(2021·湖南招生适应性考试)多细胞生物个体发育过程中，细胞增殖与分化相伴随。下列叙述正确的是(　　)
A．肝细胞和肌细胞的形态、核DNA序列和生理功能均存在差异
B．体细胞克隆猴实验说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
C．白血病患者血液中出现大量红细胞异常增殖，可通过骨髓移植治疗
D．人体中大多数乳腺细胞仍然具有分裂和分化能力
B　[肝细胞和肌细胞是经细胞分裂和分化形成的，它们的形态生理功能均存在差异，但核DNA序列相同，A错误；体细胞克隆猴实验只能说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，但动物细胞的全能性受到限制，B正确；白血病患者血液中出现大量异常白细胞，可通过骨髓移植治疗，C错误；人体中大多数乳腺细胞是高度分化细胞，已失去分裂和分化能力，D错误。]
3．(2021·江苏新高考适应性考试)端粒学说认为端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短导致细胞的衰老。端粒长度的维持与端粒酶活性有关，端粒酶以其携带的RNA为模板使端粒DNA延伸。下列叙述正确的是(　　)
A．每条染色体只有一个端粒
B．端粒酶中的RNA与核酶(有催化功能的RNA)作用相似
C．端粒的修复仅发生在细胞分裂中期
D．端粒酶在人体恶性肿瘤细胞中活性较高
D　[每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA称为端粒，染色体复制后含有两条染色单体，因此每条染色体含有2个或
4个端粒，A错误；端粒酶中的RNA与核酶(有催化功能的RNA)作用不同，前者是逆转录的模板，后者是催化作用，B错误；端粒的修复仅发生在细胞分裂间期，C错误；随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。由此可知，癌变的细胞在细胞分裂时端粒可能不会缩短，据此可推测，端粒酶在人体恶性肿瘤细胞中活性较高，D正确。]
4．(2020·山东等级考模拟)癌症是威胁人类健康的疾病之一，目前某些防癌疫苗已经投入临床使用。下列相关说法错误的是(　　)
A．癌细胞表面出现异常的抗原
B．在某部位发现的癌细胞可能并不来源于该部位
C．同种癌症的癌细胞基因组一定产生相同的突变
D．防癌疫苗可预防病毒致癌因子引起的细胞癌变
C　[细胞癌变后，细胞内特定基因表达产生异常抗原，如甲胎蛋白、癌胚抗原，A正确；癌细胞表面糖蛋白减少，导致黏着性降低，其可以扩散和转移，B正确；癌细胞的产生是多基因突变累加的结果，且基因突变具有不定向性，C错
误；防癌疫苗主要预防生物致癌因子对人体的影响，如宫颈癌疫苗等，不能预防物理致癌因子、化学致癌因子引起的细胞癌变，D正确。]
5．(2020·7月浙江选考)下列与细胞生命活动有关的叙述，正确的是(　　)
A．癌细胞表面粘连蛋白增加，使其容易在组织间自由转移
B．高等动物衰老细胞的线粒体体积随年龄增大而减小，呼吸变慢
C．高等植物胚胎发育过程中，胚柄的退化是通过编程性细胞死亡实现的
D．愈伤组织再分化形成多种类型的细胞，这些细胞中mRNA的种类和数量相同
C　[癌细胞表面粘连蛋白减少或缺失，导致癌细胞容易在组织间转移，A项错误。细胞衰老过程中线粒体体积是增大的，B项错误。高等植物胚胎发育过程中胚柄的退化属于细胞凋亡，是通过编程性细胞死亡实现的，C项正确。愈伤组织再分化过程中，基因选择性表达，形成的多种类型的细胞中mRNA的种类和数量不完全相同，D项错误。]
[全国卷·命题研析借鉴]
6．(2020·江苏高考)下列关于细胞生命活动的叙述，正确的是(　　)
A．高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖
B．癌变细胞内发生变异的基因都不再表达
C．正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老
D．凋亡细胞内有活跃的基因表达，主动引导走向坏死
C　[高度分化的细胞执行特定的功能，有些高度分化的细胞能再分裂增殖，如肝细胞，A错误；癌变细胞内发生变异的基因可能失活不表达，也可能表达，B错误；除少数癌变细胞外，正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老，C正确；细胞凋亡受基因控制，而细胞坏死是种种不利因素导致的细胞非正常死亡，二者为不同的过程，D错误。]
7．(2019·全国卷Ⅰ)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述，正确的是(　　)
A．胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡
B．小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象
C．清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象
D．细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死
B　[胎儿手的发育过程中发生细胞凋亡，才会形成成形的手指，A错误；小肠上皮细胞自然更新过程中存在细胞凋亡，B正确；清除被病原体感染的细胞的过程属于细胞凋亡，C错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，不同于细胞坏死，D错误。]
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