人教版高中生物必修1第6章细胞的生命历程课时学案

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第6章 细胞的生命历程解读章首图文培养学习志向·勇担社会责任细胞的生命历程，看不见、摸不着，同学们会觉得高深莫测。而对于生物体从出生到死亡的生命历程，同学们早已熟知。因此，本章引言贯彻从已知到未知的编写思路，从生物体的生命历程说起，自然过渡到细胞。第二段用第二人称叙述，“就在你阅读本书的时候，你身体内就有许多细胞在进行分裂……”让同学们感到将要探究的不是距离自己十分遥远的学问，而是与自己息息相关的生命活动，从而强化学习动机。引言的最后一句“……细胞的生命历程大都短暂，却对个体的生命有一份贡献。”这句话是学习本章时同学们应当形成的重要概念，也是学习本章的重要思路：学习有关细胞生命历程的内容，不能脱离个体；没有个体，细胞生长、增殖、分化、衰老和凋亡都会失去意义。为了强调细胞与个体的关系，本章题图的设计思路是：翠绿的叶片和鲜艳的红花给人展示了生命的娇艳和美丽，再配上处于有丝分裂中期的细胞图片，提示植物开花与细胞分裂的关系(离开细胞的分裂和分化，植物就不会有开花现象)，说明如此美丽的生命体都是由细胞构成的，都离不开细胞的生命活动，并由此推及细胞的生命历程是个体生命的重要组成部分。章首页题图左下方配一首小诗：鲜花吐蕊，绿叶葱茏，抑或花瓣凋落，枯叶飘零，展示着个体的生命现象，折射出细胞的生命历程。花开花落，叶绿叶枯，表面是个体的生命现象，深究却是众多细胞生命历程的综合表现。这首小诗进一步提示同学们学习本章时应关注细胞与个体的关系，并且引导同学们观赏花开花落时能联想这些现象背后是细胞的增殖、分化或衰老、凋亡，这样同学们不仅能收获认知的愉悦，还能丰富精神生活，提升审美境界。理清本章架构初识概念体系·具备系统思维第1节　细胞的增殖第1课时　细胞周期与植物细胞的有丝分裂【主干知识梳理】一、细胞增殖与细胞周期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连续的过程。(3)意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。 2．细胞周期(1)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：包括分裂间期和分裂期，分裂间期占整个细胞周期的90%～95%。二、植物细胞的有丝分裂【教材微点发掘】　下表(教材第111页)是几种细胞的细胞周期的持续时间，据表分析：(1)从细胞增殖角度分析这些细胞的共同点是___________________________________；不同点是__________________。(2)不同生物细胞的细胞周期持续时间____________(填“不一定相同”或“不同”)。(3)细胞周期持续时间相同的细胞，分裂间期和分裂期的比例____________(填“相同”或“不一定相同”)。答案：(1)都能增殖，具有细胞周期且都是分裂间期持续时间大于分裂期　细胞分裂间期和分裂期的持续时间均不同　(2)不一定相同　(3)不一定相同新知探究(一)　细胞增殖与细胞周期【拓展·深化】1．细胞周期的两种表示方法　　2.细胞分裂间期的划分G1期：又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质的合成，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，主要进行RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成，为分裂期做准备。[思考·讨论]1．只要能进行细胞分裂的细胞均有细胞周期，这个说法对吗？提示：不对。只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，若分裂后的细胞停止分裂，则不具有细胞周期。2．用显微镜观察某种植物的分生组织时，为什么视野中处于间期的细胞数目较多？提示：在一个细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短。【典题·例析】[典例1]　下列关于细胞周期的说法，错误的是(　　)A．细胞周期长短与外界条件无关B．细胞周期的大部分时间处于分裂间期C．细胞的种类不同，一个细胞周期持续的时间也可能不相同D．一个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次分裂完成时为止[解析]　细胞周期长短与外界条件有关，A错误；细胞周期的大部分时间处于分裂间期，B正确；细胞的种类不同，一个细胞周期持续的时间也可能不相同，C正确；一个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次分裂完成时为止，D正确。[答案]　A易错提醒对有丝分裂细胞周期理解的三点提醒(1)不同种类生物的细胞周期有很大差别。(2)细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短，因此观察细胞所处时期时，大部分都处于分裂间期。(3)分裂产生的子细胞的三种去向：继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。[典例2]　图1中，a＋b表示一个细胞周期，c＋d表示另一个细胞周期。图2中，按箭头方向表示细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期，错误的是(　　)A．图1中的a、图2中N→M，细胞内会进行DNA复制B．图1中的b、图2中M→N，会出现染色体C．图2中细胞周期可以是从M到N再到MD．图2中细胞周期可以是从N到M再到N[解析]　细胞周期的起点是上次分裂完成时，图1中的a、c段和图2中的N→M都是分裂间期，可以进行DNA的复制，A正确；图1中的b、d段和图2中的M→N是指分裂期，染色质高度螺旋化形成染色体，B正确；图2中的细胞周期应是由N到M再到N，C错误，D正确。[答案]　C方法规律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间期，再经过一个短的分裂期。(2)“终点到终点”：从分裂完成时开始，到下一次分裂完成时结束，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。【应用·体验】1．下列关于细胞增殖的叙述，正确的是(　　)A．分裂间期染色体复制，其数目加倍B．细胞分裂间期开始时与结束时相比，物质运输效率相同C．细胞周期中染色质与染色体形态的转化有利于精准地均分核DNAD．分生区处于分裂期的细胞数目较少，是由于大多数细胞没有进入细胞周期解析：选C　分裂间期DNA分子复制，DNA数目加倍，每条染色体上有2条染色单体，2条染色单体由同一个着丝粒连接，染色体数目并没有加倍，A错误；细胞分裂间期开始时与结束时相比，物质运输效率不同，B错误；细胞周期中染色质与染色体形态的转化，有利于精确无误地均分核DNA，C正确；所观察的分生区处于分裂期的细胞数目较少，是因为分裂期相对于间期所用时间较短，D错误。2．分裂间期可划分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)，下表为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间，下列叙述正确的是(　　)A.G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成B．用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后，细胞都被阻断在S期C．G2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体，导致染色体数目加倍D．胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同，但G1、S、G2和M期的时间长短不同解析：选A　G1期为DNA合成前期，细胞中主要进行解旋酶、DNA聚合酶等蛋白质的合成，A正确；S期是DNA合成期，用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后，DNA复制不能进行，G1细胞和部分S期细胞被阻断在S期，B错误；G2期为DNA合成后期，细胞中的每个染色质含2条并列的染色单体，但染色体数目不变，C错误；胡萝卜各组织细胞的分化程度不同，细胞周期时间长短也不相同，D错误。新知探究(二)　植物细胞的有丝分裂【探究·深化】[情境质疑]细胞分裂过程分析(以植物细胞分裂过程模式图为例)：(1)在有丝分裂过程中，染色体、纺锤体的出现和消失分别在什么时期？核膜、核仁的解体和重建分别在什么时期？提示：染色体、纺锤体：前期出现、末期消失；核膜、核仁：前期解体、末期重建。(2)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)。G2期、前期、中期存在染色单体。(3)细胞板与赤道板的区别是什么？提示：赤道板不是真实存在的具体结构，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。[重难点拨]1．染色体、染色单体、核DNA分子三者之间的关系(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，染色体数∶核DNA数＝1∶1；有染色单体存在时，染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝1∶2∶2。2．细胞周期过程中染色体、核DNA分子等的变化【典题·例析】[典例1]　在某生物体中，不同核DNA含量的细胞相对数量如图。下列叙述错误的是(　　)A．甲组细胞数量较多，说明生物体内处于间期的细胞最多B．乙组细胞的核DNA含量在2n～4n之间，说明细胞正进行DNA复制C．尽管丙组细胞的DNA含量加倍，但细胞可能处于间期或分裂期D．丙组细胞分裂完成后，核DNA含量会恢复到初始含量[解析]　甲组细胞包含不分裂的细胞和分裂间期的G1期细胞，A错误；乙组细胞的DNA含量在2n～4n之间，说明细胞正进行DNA复制，B正确；丙组细胞的DNA含量为4n，说明细胞处于G2期或分裂期，C正确；丙组细胞分裂完成后，核DNA含量会恢复到初始含量，D正确。[答案]　A归纳拓展有丝分裂过程中的“加倍”[典例2]　如图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图可做出的判断是(　　)A．若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→②B．图①中中心体发出的星射线形成了纺锤体，此时共有6条染色体C．图③中着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体数目也加倍D．图④中，着丝粒整齐地排列在细胞板上，此时是观察染色体的最佳时期[解析]　由图可知，题图为植物细胞分裂期图像，植物细胞分裂前期由细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体。着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体消失。图④为有丝分裂中期，着丝粒整齐地排列在赤道板上，细胞板是末期才形成的。[答案]　A方法规律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，如本题图①。(2)着丝粒排列在赤道板上→中期，如本题图④。(3)着丝粒分裂，染色体数目加倍→后期，如本题图③。(4)染色体变成染色质→末期，如本题图②。【应用·体验】1．如图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况，在整个细胞周期中，染色体变化的顺序是(　　)A．①④⑤③②　　　　 B．②③①④⑤C．①⑤④③② D．⑤④③②①解析：选C　细胞分裂间期，DNA分子复制后每条染色体上含有两个DNA分子，呈染色质状态，如图①所示；在前期变成染色体，如图⑤所示；中期，由于纺锤丝的牵引，着丝粒排列在赤道板上，如图④所示；在分裂的后期，着丝粒分裂，形成两条子染色体，分别移向细胞的两极，如图③所示；在分裂的末期，只存在含有一个DNA分子的染色体，如图②所示。2.如图是一个植物细胞有丝分裂的示意图，据图回答问题：(1)此细胞处于有丝分裂的______期。(2)该细胞此时有________条染色体，______条染色单体，________个核DNA分子。(3)此细胞分裂结束以后，子细胞内的染色体有________条，________个核DNA分子。(4)此时期继续发展，将在赤道板位置出现________，逐渐扩展形成_____________________________________________________，最终分裂为两个子细胞。解析：题图为植物细胞有丝分裂后期图，其特征是①着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别向细胞两极移动；②染色单体消失，染色体数目加倍。答案：(1)后　(2)8　0　8　(3)4　4　(4)细胞板　新的细胞壁科学思维——构建有丝分裂中染色体、核DNA　　　 和染色单体数量变化模型1．常见有丝分裂中染色体、核DNA和染色单体数量变化曲线模型曲线解读：　　2.有丝分裂过程中的相关曲线图与柱形图3．根据柱形图判断细胞分裂时期的方法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eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(有→前期、中期、间G2期甲图,无→后期、末期乙图、间G1,　期丙图))(2)根据比例关系判断各时期：eq \a\vs4\al(核DNA∶,染色体∶,染色单体＝)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(4N∶2N∶4N→前期、中期、,　间G2期甲图,4N∶4N∶0→后期、末期乙图,2N∶2N∶0→间G1期丙图))【素养评价】1．如图是植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内染色体数及DNA数量变化的曲线图，下列分析错误的是(　　)A．实线是DNA数量变化的曲线图B．虚线是染色体数量变化的曲线图C．AB段进行DNA复制D．B点开始着丝粒分裂解析：选D　AB段进行DNA的复制，处于有丝分裂的间期，B点表示DNA复制完成，着丝粒分裂发生在后期，即图中bc段。2．如图为某生物一个体细胞有丝分裂过程中相关物质的数量变化和分裂模式图，据图回答下列问题：(1)图乙中含有的染色体数是________条。(2)图乙为细胞有丝分裂的________期图像。该时期的主要特征是____________________________________________________________________________________________。(3)若②染色体的遗传信息来自父方，那么与之遗传信息完全相同的染色体为________，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。解析：图乙是处于有丝分裂后期的图像，该时期中着丝粒分裂后，染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，染色体数目加倍，共有8条。由于两条姐妹染色单体上的两个DNA分子是由同一个DNA分子复制而来，所以两者的遗传信息是一样的。图乙处于有丝分裂后期，对应于图甲的ef段，而图丙可以表示DNA复制结束之后着丝粒分裂之前的一段，即ce段。答案：(1)8　(2)后　染色体的着丝粒分裂，染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极　(3)⑥　它们是由同一条染色体复制、分离后形成的　(4)ef　ce[课时跟踪检测][理解·巩固·落实]1．判断下列叙述的正误(1)在细胞周期中，分裂间期的持续时间通常比分裂期持续的时间短。(　　)(2)人体所有细胞的细胞周期持续时间相同。(　　)(3)要观察细胞内染色体的形态和数目，最好选择处于有丝分裂中期的细胞。(　　)(4)有丝分裂过程中，细胞内的染色体数目发生规律性变化。(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√2．在细胞分裂间期，不会发生(　　)A．DNA数目加倍　　 B．蛋白质大量增加C．染色体数目加倍 D．细胞由小变大解析：选C　细胞在分裂间期，主要进行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。每条染色体中都出现两条姐妹染色单体，在分裂后期，由于着丝粒分裂导致染色体的数目发生改变。3．下列关于植物细胞有丝分裂过程的叙述，错误的是(　　)A．在分裂间期，每条染色体复制，DNA含量加倍B．在分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，DNA含量也加倍C．在分裂中期，染色体的形态和数目最清晰D．在分裂末期，细胞内复制后的染色体平均分配进入两个子细胞解析：选B　在分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动，该时期染色体数目加倍，但DNA含量未变。4．科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间(单位：h)，数据如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．de阶段发生遗传物质的平均分配B．bc阶段结束时DNA含量增加一倍C．cd阶段完成与DNA复制有关的蛋白质的合成D．一个细胞周期(可表示为cd＋de)等于17.3 h解析：选B　图示ab、cd、ef为细胞分裂期，主要完成遗传物质的平均分配；bc、de为细胞分裂间期，主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，结果是DNA含量加倍；一个细胞周期包括分裂期和分裂间期，分裂间期为起点，则一个细胞周期表示为de＋ef(或bc＋cd)，等于17.3 h。5．下图是某二倍体植物细胞有丝分裂的过程中，染色体与核DNA数量比值的变化曲线，下列说法正确的是(　　)A．核DNA的复制发生在ab段B．与核DNA复制相关酶的合成只发生在bc段C．染色体数目的加倍发生在de段D．cd段的染色体数目是ef段的两倍解析：选C　分析题图可知，ab段染色体与核DNA数目的比值为1，DNA未进行复制，A错误；bc段染色体与核DNA数目比值由1逐渐变为1/2，说明DNA分子正在进行复制，但与DNA复制相关酶的合成发生在ab段，B错误；de段染色体与核DNA数目的比值变为1，其原因是着丝粒分裂、染色单体消失，染色体数目加倍，C正确；ef段染色体数目是cd段的两倍或与cd段的相等，D错误。6．在细胞的有丝分裂过程中，当染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2时，该细胞还可能会发生(　　)A．着丝粒分裂，姐妹染色单体分离B．着丝粒整齐排列在细胞板上C．核膜、核仁重建D．形成纺锤体解析：选D　着丝粒分裂、姐妹染色单体分离发生在有丝分裂后期，此时细胞的染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶0∶1；细胞板出现在植物细胞分裂末期，此时细胞中不含染色单体；核膜、核仁重建发生在有丝分裂末期，此时细胞中不含染色单体；纺锤体是在有丝分裂前期形成的，此时细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2。7．如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体数目(a)、核DNA分子数目(b)的直方图，下列叙述正确的是(　　)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表示着丝粒分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变D．②→③染色体和核DNA分子数目不变解析：选C　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，图③可表示有丝分裂的末期。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。动物细胞分裂过程中不形成细胞板。①→②表示由中期到后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变。②→③染色体和核DNA分子数目减半。8．如图为动物细胞有丝分裂过程模式图，下列相关叙述正确的是(　　)A．细胞②→细胞⑥经历了一个细胞周期B．显微镜观察时视野中细胞③数量最多C．细胞②染色体的形成有利于后续遗传物质的均分D．细胞④→细胞⑤细胞染色体数加倍解析：选C　细胞⑥→细胞⑥经历了一个细胞周期，A错误；分裂间期占了细胞周期的90%～95%，细胞①处于间期，故显微镜观察时视野中细胞①数量最多，B错误；细胞②处于前期，前期染色质缩短变粗成为染色体，染色体的形成有利于后续遗传物质的均分，C正确；细胞③(中期)→细胞④(后期)，着丝粒分裂，细胞染色体数加倍，D错误。9．下面为某高等植物细胞进行有丝分裂的简图，据图回答下列问题：(1)按细胞分裂的先后顺序排列依次是______________(用字母和箭头表示)；就一个完整的细胞周期来说，图中还缺少处于________期的细胞简图。(2)图示的细胞分裂结束后，子细胞内含有____________条染色体；图A表示细胞分裂的________期，由于着丝粒的分裂，两条______________分离开来，成为两条染色体。(3)图C表示细胞分裂的________期，此时染色体的特点是____________________________________________。(4)着丝粒数与核DNA分子数之比为1∶1的图示是________；着丝粒数与染色单体数之比为1∶2的图示是________。(5)细胞中央出现细胞板的图示是________。细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成________，细胞板的基本组成成分是_______________________________________。答案：(1)B→C→A→D　间　(2)4　后　姐妹染色单体　(3)中　染色体形态稳定、数目清晰，着丝粒排列在赤道板上　(4)A、D　B、C　(5)D　细胞壁　纤维素、果胶[迁移·应用·发展]10．科学家在染色体中找到了一种使姐妹染色单体连接成十字形的关键蛋白质，并将其命名为ASURA。下列与其有关的叙述正确的是(　　)①ASURA合成的场所是细胞质中的核糖体　②ASURA可在有丝分裂间期合成　③缺少ASURA的细胞，染色体数目可能会发生异常　④ASURA可能与有丝分裂后期染色体的行为变化密切相关A．①②③ B．②③④C．①②③④ D．①②④解析：选C　由题意知，ASURA的化学本质为蛋白质，因此其合成场所为核糖体，合成时期可在分裂间期，①②正确；该蛋白质的作用是使姐妹染色单体连接成十字形，即与姐妹染色单体的形成与分开有关，③④正确。故选C。11.右图表示有丝分裂过程中的姐妹染色单体及着丝粒、动粒结构，其中动粒有驱动染色体分离的作用。据图回答下列问题：(1)如图所示染色体正处于细胞分裂的哪个时期？_____。(填字母)A．间期 B．前期 C．中期 D．末期(2)细胞分裂时，染色体中被纺锤丝捕获的结构是________(填“着丝粒”或“动粒”)。当纺锤丝变短时，染色体出现的行为是______________________。(3)根尖成熟区细胞________(填“会”或“不会”)出现动粒结构。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)分析题图可知，图中染色体的着丝粒两侧有纺锤丝牵引，并且染色体高度螺旋化，因此该染色体正处于细胞分裂的中期。(2)细胞分裂时，染色体中被纺锤丝捕获的结构是动粒。当纺锤丝变短时，染色体出现的行为是已分离的染色单体在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动。(3)根尖成熟区细胞不能进行细胞分裂，而动粒只出现在细胞分裂过程中，所以根尖成熟区细胞不会出现动粒结构。答案：(1)C　(2)动粒　已分离的染色单体在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动　(3)不会　根尖成熟区细胞不能进行细胞分裂，而动粒只出现在细胞分裂过程中12．细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。下图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)小肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量，请回答下列问题：(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物小肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约________h后会检测到被标记的M期细胞。(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为________期的时间，处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是____________________。(3)若向甲动物小肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约________h后，细胞都将停留在S期。(4)乙动物小肠上皮细胞的一个细胞周期时长为24 h，M期时长为1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化，选用________(填“甲”或“乙”)动物小肠上皮细胞更合适。解析：(1)从曲线图中读出：处于S期末的细胞最快要经过G2期所需的时间，即2.2h后能够进入M期被标记。(2)刚刚进入M期的细胞历经M期完成分裂时，此时标记的细胞比例达到最大值；M期包括前、中、后、末四个时期，染色体数目变化是12→24→12。(3)加入过量的胸苷后，只有S期的细胞受到抑制，其他时期的细胞不受影响，要使所有细胞都停留在S期，需要所有的细胞全部到达S期，经历时间应该是细胞历经G2、M、G1三个时期所需要的总时间，即7.4 h。(4)观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化实验中应选择分裂期时间相对较长的实验材料。答案：(1)2.2　(2)M　12→24→12　(3)7.4　(4)甲第2课时　动物细胞的有丝分裂与观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂【主干知识梳理】一、动物细胞的有丝分裂1．动植物细胞有丝分裂的区别　　2.有丝分裂的特征和意义(1)特征：将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。(2)意义：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的稳定性。二、无丝分裂(1)特点：分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。(2)过程：①细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核。②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。(3)实例：蛙的红细胞的无丝分裂。三、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂1．实验原理(1)高等植物根尖、芽尖的分生区细胞能进行有丝分裂。(2)在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态，就可以判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。(3)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液)着色。2．实验步骤【教材微点发掘】1．下图是动植物细胞分裂示意图，请按照要求归类。(1)表示高等植物细胞有丝分裂的是图2、图3、图5。(2)表示动物细胞有丝分裂的是图1、图4、图6。2．细胞是否能够无限分裂？癌细胞为什么能够恶性增殖？提示：正常细胞不会无限分裂，在人的一生中，体细胞一般能够分裂50～60次。但是，有的细胞受到致癌因子的作用，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。教材问题提示(一)思考·讨论1．动物细胞有丝分裂和植物细胞有丝分裂在染色体的行为、染色体和DNA数量变化的共同规律是：在前期，染色质丝螺旋缠绕、缩短变粗形成染色体，每条染色体由两条并列的姐妹染色单体组成，此时染色体的数量不变，但DNA的数量较体细胞加倍；在中期，染色体的着丝粒都排列在赤道板上；在后期，染色体的着丝粒分裂成两个，两条姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极，此时染色体的数量加倍，而DNA的数量保持不变；在末期，染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝，末期结束后子细胞中染色体和DNA的数量与亲代相同。2．动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞的不同点：第一，动物细胞有由一对中心粒构成的中心体，中心粒在间期倍增，成为两组。进入分裂期后，两组中心粒分别移向细胞两极。在这两组中心粒的周围，发出大量放射状的星射线，两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。第二，动物细胞分裂的末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分，每部分都含有一个细胞核。3．细胞有丝分裂的重要意义：将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。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的稳定性。(二)思维训练1．细胞越小，表面积与体积的比值越大。2．细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。3．细胞不是越小越好，因为细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能。新知探究(一)　动植物细胞有丝分裂的区别及无丝分裂【探究·深化】[情境质疑]据动物细胞有丝分裂模式图归纳动植物细胞有丝分裂的区别：(1)动植物细胞分裂间期的区别主要是什么？提示：发生复制的结构不完全相同，动物还有中心体的复制。(2)动植物细胞分裂前期形成纺锤体的方式有什么不同？提示：高等植物细胞是由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，动物细胞是由中心粒周围发出星射线形成纺锤体。(3)动植物细胞分裂末期细胞一分为二的方式有什么不同？提示：高等植物细胞中央出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁，一个细胞分裂成两个子细胞；动物细胞膜从细胞的中部向内凹陷，一个细胞缢裂成两个子细胞。(4)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有何异同？提示：相同点：①线粒体：为细胞分裂提供能量。②核糖体：合成与细胞分裂有关的蛋白质。不同点：①动物细胞有中心体，分裂前期，两组中心粒周围发出的星射线形成纺锤体，牵引染色体移动，某些低等植物细胞也有中心体。②植物细胞高尔基体参与分裂，合成纤维素和果胶，形成细胞壁。[重难点拨]1．图解动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别2．与有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用【典题·例析】[典例1]　如图是细胞不同分裂时期的示意图，分析以下叙述，错误的是(　　)A．②时期与③时期细胞内染色体数目相等B．④时期的细胞有8条染色体C．①时期细胞内含有8个核DNAD．③时期是观察辨认染色体形态和数目的最佳时期[解析]　①时期细胞中染色体的着丝粒都排列在赤道板上，处于有丝分裂中期；②时期细胞中染色体散乱分布，处于有丝分裂前期；③时期细胞处于有丝分裂间期；④时期细胞中着丝粒已分裂，处于有丝分裂后期。②时期细胞与③时期细胞内染色体数目相等，都是4条，A正确；④时期的细胞中着丝粒已分裂，该细胞中有8条染色体，B正确；①时期细胞内含有4条染色体，8个核DNA，C正确；①时期细胞中染色体形态比较稳定、数目比较清晰，是观察辨认染色体形态和数目的最佳时期，D错误。[答案]　D[典例2]　甲、乙两图都是某种动物细胞分裂过程中部分染色体行为示意图，两个细胞均来自同一个体；丙图是该动物某种细胞分裂过程中染色体数目变化曲线(部分时期)。下列分析正确的是(　　)A．甲、乙两图中染色体和核DNA数分别是4、8和4、8B．甲、乙两图细胞中都含有姐妹染色单体C．丙图中bc段形成的原因是核DNA复制使染色体数目加倍D．丙图处于de段的细胞会出现细胞膜向内凹陷的现象[解析]　甲图细胞处于有丝分裂中期，有4条染色体、8个核DNA分子；乙图细胞处于有丝分裂后期，有8条染色体、8个核DNA分子，A错误。甲图细胞有姐妹染色单体，乙图细胞没有姐妹染色单体，B错误。丙图中bc段染色体含量加倍，是因为着丝粒的分裂，姐妹染色单体分开，成为2条染色体，C错误。丙图中de段应是有丝分裂的末期，且该细胞为动物细胞，则会出现细胞膜向内凹陷的现象，D正确。[答案]　D[延伸思考](1)如果甲图表示高等植物细胞，则怎样改进此图？提示：高等植物细胞没有中心体，应将甲图的中心体去掉；高等植物细胞具有细胞壁，图中没有画出，应该补充。(2)据丙图所示，若将纵坐标的含义换为染色体数目/核DNA数目，请画出相应的曲线变化。提示：【应用·体验】1．动物细胞和植物细胞同属于真核细胞，它们的有丝分裂过程基本相同。动植物细胞有丝分裂的不同点是(　　)A．分裂间期：DNA分子复制B．分裂中期：着丝粒排列在赤道板上C．分裂后期：染色体数目加倍D．分裂末期：细胞中央出现细胞板解析：选D　植物和动物细胞有丝分裂的主要区别在前期和末期，植物细胞在末期赤道板的位置出现细胞板形成细胞壁，分裂成为两个子细胞，动物细胞在末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞中部内陷，把细胞缢裂成两部分，形成两个子细胞。2．(2020·荆门期末)a、b、c、d分别是一些生物细胞某个分裂时期的示意图，下列有关叙述正确的是(　　)A．a图表示植物细胞有丝分裂中期B．b图表示人的红细胞分裂的某个阶段C．c图细胞可能来自d图所示细胞D．d图细胞中含有8条染色体解析：选C　a图中细胞正逐步形成细胞板，表示植物细胞有丝分裂末期，A错误；人的成熟的红细胞没有细胞核，不能进行无丝分裂，人的红细胞是由骨髓造血干细胞增裂、分化而来的，b图可表示蛙的红细胞分裂的某个阶段，B错误；c图中细胞处于有丝分裂的后期，有8条染色体，d图中细胞处于有丝分裂的中期且有4条染色体，故c图细胞可能来自d图所示细胞，C正确；d图表示动物细胞有丝分裂中期，细胞中含有4条染色体、8条染色单体，D错误。新知探究(二)　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂【探究·深化】[情境质疑]根据下图和教材内容回答下列问题：(1)该实验的选材有什么要求？提示：由于处于分裂期的细胞数目较少，因此选材时要选分裂期占细胞周期的比例相对较高的生物细胞，这样可以使处于分裂期的细胞相对较多，容易观察。(2)解离完了要进行漂洗，而且一定要彻底，这样处理的目的是什么？提示：防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞，同时盐酸也腐蚀镜头。(3)视野中处于哪个分裂时期的细胞数目最多？为什么？提示：处于间期的细胞最多，因为细胞周期中间期所占的时间最长。(4)为何要找分生区？分生区的特点是什么？能用高倍物镜找分生区吗？为什么？ 提示：因为在根尖中只有分生区的细胞能够进行细胞分裂；分生区的特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞处于分裂状态；不能用高倍物镜找分生区，因为高倍物镜观察的实际范围很小，难以发现分生区。(5)所观察的细胞能从中期变化到后期吗？为什么？提示：不能，因为所观察的细胞都是停留在某一时期的死细胞。[重难点拨]实验成功的关键及注意事项【典题·例析】[典例1]　下面是关于观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验的部分操作示意图，有关评价合理的是(　　)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．该实验步骤中唯一错误的是在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区域属于分生区的细胞，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]　洋葱根尖2～3 mm的区域属于分生区；实验过程中在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，其液泡很小，用来观察质壁分离和复原时，实验现象不明显。[答案]　C[典例2]　回答与观察细胞染色体实验有关的问题：(1)右图表示洋葱根尖细胞的细胞周期。假设洋葱根尖细胞的细胞周期大多开始于夜晚22：00时，若要观察洋葱根尖细胞有丝分裂过程，取材的最佳时间是______________________。(2)某同学检查了洋葱根尖6 000个处于有丝分裂中的细胞，其中有692个处于前期，105个处于中期，35个处于后期，168个处于末期。据此判断，下列有关叙述错误的是(　　)A．分裂期中各时期相对持续时间是前期＞末期＞中期＞后期B．细胞周期中分裂期持续的时间比分裂间期要短C．分裂期中前期持续的时间最短D．分裂中期持续的时间约为0.21 h[解析]　(1)分裂间期是一个新的细胞周期的开始，观察洋葱根尖细胞的有丝分裂过程主要是观察分裂期的各期图像，结合题干信息和题图计算得出：分裂期所处的时间是次日8：00～10：00。(2)由题干可知，处于前期的细胞数目＞处于末期的细胞数目＞处于中期的细胞数目＞处于后期的细胞数目，根据细胞数目推测细胞有丝分裂过程中各个时期的时间关系为前期＞末期＞中期＞后期。分裂中期持续时间为105÷6 000×12＝0.21(h)。[答案]　(1)次日8：00～10：00　(2)C方法规律细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算(1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。(2)某时期持续时间(t)＝eq \f(处于该时期细胞数,观察细胞总数)×细胞周期(T)。【应用·体验】1．蛔虫是观察细胞有丝分裂的适宜材料，受精后的蛔虫其子宫中游离着许多处于有丝分裂不同时期的受精卵。某同学进行“观察蛔虫受精卵有丝分裂”的实验，下列相关叙述错误的是(　　)A．与观察根尖细胞有丝分裂相比，不需要用甲紫溶液等进行染色B．与观察根尖细胞有丝分裂相比，不需要解离、漂洗实验操作C．与观察根尖细胞有丝分裂不同，实验过程中可能用到生理盐水D．与观察根尖细胞有丝分裂相比，观察过程仍需要先使用低倍镜解析：选A　观察有丝分裂需要用甲紫溶液或醋酸洋红液对染色体进行染色，A错误；由题干信息可知，蛔虫子宫中处于有丝分裂不同时期的受精卵处于游离状态，因此不需要解离和漂洗，B正确；观察动物细胞有丝分裂，滴加生理盐水可以维持细胞的正常形态，C正确；用显微镜观察蛔虫受精卵有丝分裂时，仍需先用低倍镜找到细胞再用高倍镜仔细观察，D正确。2．在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示(“＋”表示操作，“－”表示未操作)，甲、乙、丙观察到的实验现象分别是(　　)A.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚C.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体D.染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚解析：选C　解离的目的是使细胞相互分散开，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7 mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。科学思维——构建模型与运用模型1．有丝分裂中核DNA数量变化曲线的两种变式模型(1)图2表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线。①图中ef段表示分裂间期，变化的原因是DNA分子复制。②fg段是存在染色单体的时期，包括间期的G2期、前期和中期，每条染色体中含有2个DNA分子。③g→h变化的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体，染色单体消失，每条染色体中只含有1个DNA分子。④gi段表示有丝分裂的后期和末期。(2)图3表示染色体与核DNA数目之比，是图2的变式。①在有染色单体时，染色体数与核DNA数之比为1∶2；不存在染色单体的时期，染色体数与核DNA数之比为1∶1。②图中BC段表示分裂间期，CD段表示有丝分裂的间期的G2期、前期和中期，DF段表示有丝分裂的后期和末期。2．运用模型解释细胞不能无限长大(1)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境的物质交换能力越小。(2)细胞内物质的交换受到细胞体积的制约，细胞体积过大，会影响物质运输的效率，细胞内的生命活动也不能得到有效的控制。【素养评价】1．以下有关细胞大小和分裂的叙述，正确的是(　　)A．细胞体积越小，表面积也越小，物质运输效率越低B．原核细胞只能通过无丝分裂增加数目C．人的成熟红细胞可以进行有丝分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂D．细胞不能无限长大的原因之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加解析：选D　细胞体积越小，表面积也越小，但相对表面积增大，物质运输效率升高；原核细胞可通过二分裂增加数目，无丝分裂是真核细胞的分裂方式；人的成熟红细胞在分化过程中会失去细胞核，不能再进行分裂；细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，这是细胞不能无限长大的原因之一。2.如图是细胞有丝分裂过程中一条染色体上的DNA含量变化图解，下列叙述正确的是(　　)A．在ab段主要进行蛋白质的合成，细胞生长速度快B．出现cd段变化的原因是细胞质分裂C．该细胞中，在bc段始终有染色单体存在D．若该细胞是植物细胞，则cd段高尔基体和内质网活动非常活跃解析：选C　ab段一条染色体上的DNA分子由一个变为两个，表示的是DNA复制。出现cd段的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，每条染色体上只含有一个DNA分子。bc段每条染色体上始终有两个DNA分子，说明始终有2条姐妹染色单体。cd段为有丝分裂后期，而不是末期，若该细胞是植物细胞，末期时高尔基体活动才开始活跃。3．如图表示细胞分裂的不同时期，细胞内染色体与核DNA数目比的变化关系，下列相关叙述错误的是(　　)A．ab段细胞中核糖体的活动很活跃B．bc段只进行DNA复制C．处于cd段的细胞中染色体数是核DNA数的一半D．着丝粒分裂发生在de段解析：选B　bc段属于间期，进行DNA复制和有关蛋白质的合成。[课时跟踪检测][理解·巩固·落实]1．判断下列叙述的正误(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的复制和中心体的倍增。(　　)(3)无丝分裂过程中核膜不消失。(　　)(4)制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用甲紫溶液染色。(　　)(5)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散。(　　)答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√2.(2021·浙江6月选考)“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中，观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是(　　)A．出现染色体，核膜开始解体B．着丝粒分裂，姐妹染色单体分离C．染色体凝聚，着丝粒排列在赤道面上D．纺锤体消失，细胞板扩展形成新的细胞壁解析：选C　分析图示可知，箭头所指细胞处于有丝分裂后期，其前一个时期为有丝分裂中期，中期染色体形态稳定、数目清晰，着丝粒整齐排列在赤道面上，C项表述符合题意；A项表述为有丝分裂前期特点，B项所述为有丝分裂后期特点，D项所述为有丝分裂末期的特点。3．下列关于观察根尖分生区组织细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是(　　)A．实验的基本流程为解离→染色→漂洗→制片B．用盐酸解离的目的是加速染色剂进入细胞C．甲紫溶液染色可使染色体着色，便于观察D．可用高倍镜观察一个细胞的连续分裂过程解析：选C　该实验的基本流程为解离→漂洗→染色→制片，A错误；用盐酸解离的目的是使组织细胞相互分离开来，B错误；甲紫溶液染色可使染色体着色，便于观察，C正确；经过解离后细胞已经死亡，因此不能观察一个细胞的连续分裂过程，D错误。4．与有丝分裂相比，无丝分裂最主要的特点是(　　)A．无染色体的变化和纺锤丝的出现B．无染色体的复制C．形成的子细胞染色体数目减少D．形成的两个子细胞大小不同解析：选A　在无丝分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，这也是无丝分裂与有丝分裂最主要的区别。5．如图表示蛙的红细胞无丝分裂过程，该过程与有丝分裂相比，下列叙述正确的是(　　)A．没有DNA和染色体的复制B．分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化C．分裂过程中细胞核缢裂成两个细胞核，因此子细胞中染色体减少一半D．真核生物的细胞分裂方式有无丝分裂和有丝分裂两种解析：选B　由无丝分裂产生的子细胞的遗传特性与亲代细胞一样，所以在分裂时也有DNA和染色体的复制，只是在分裂过程中没有染色体和纺锤体的出现。真核生物的细胞分裂方式包括无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。6．下图表示某高等植物细胞有丝分裂过程中染色体行为变化，下列分析正确的是(　　)A．d→e过程着丝粒分裂，染色体数目加倍B．d→e过程着丝粒分裂，核DNA数目加倍C．d→e过程着丝粒分裂，姐妹染色单体数目加倍D．d→e过程着丝粒分裂，之后由中心体发射出的星射线牵引染色体移向细胞两极解析：选A　d→e时期表示有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，核DNA数目不变，姐妹染色单体分开成为染色体，姐妹染色单体数量变为0；高等植物没有中心体。7．如图为不同时期染色体与核DNA的数量关系，下列有关叙述错误的是(　　)A．有丝分裂过程中不会出现d种情况B．b时期可表示有丝分裂的前期和中期C．a时期着丝粒已分裂，染色体数加倍D．c时期一定有新的细胞壁形成解析：选D　d表示染色体数∶核DNA数＝2∶1，有丝分裂过程中不存在这种情况，A正确；b时期表示染色体数∶核DNA数＝1∶2，可表示有丝分裂的前期和中期，B正确；a时期着丝粒已分裂，染色体数加倍，C正确；若为动物细胞，则c时期没有细胞壁的形成，D错误。8．取生长健壮的小麦根尖，经过解离、漂洗、染色、制片过程，制成临时装片，放在显微镜下观察。欲观察到细胞有丝分裂的前、中、后、末几个时期，下列说法正确的是(　　)A．应该选一个处于间期的细胞，持续观察它从间期到末期的分裂过程B．如果在低倍镜下看不到细胞，可改用高倍镜继续观察C．如果在一个视野中不能看全各个时期，可移动装片从周围细胞中寻找D．如果视野过暗，可以转动细准焦螺旋增加视野的亮度解析：选C　在观察根尖分生区组织细胞有丝分裂实验中，经过解离后根尖细胞已被杀死，分生区的不同细胞各自处在不同的时期，因此不能观察到一个细胞不同时期的连续变化；显微镜的使用必须是先使用低倍物镜，找到物像后，再换用高倍物镜；若在一个视野中找不全各个分裂时期的细胞，可移动装片变换视野在周围细胞中寻找；为了增加显微镜视野的亮度，可换用较大光圈或利用反光镜的凹面镜。9．下图是一组动物活细胞有丝分裂图，下列有关说法正确的是(　　)A．a图细胞含有两组中心体，处于前期B．c图细胞核中染色体数和DNA数相等C．d图细胞核DNA数是e图细胞的一半D．该生物与高等植物有丝分裂的区别主要发生在c和b两时期解析：选D　a图细胞含有两组中心体，含有完整的细胞核，处于分裂间期，A错误；c图细胞处于有丝分裂前期，细胞核中染色体数为DNA数的一半，B错误；d图细胞处于有丝分裂中期，e细胞处于有丝分裂后期，二者核DNA数相等，C错误；动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的区别主要在c(前期纺锤体的形成方式不同)和b(末期细胞质一分为二的方式不同)两个时期，D正确。[迁移·应用·发展]10．图甲为某动物一个正在分裂的体细胞，请结合图乙分析，下列选项正确的是(　　)A．图甲细胞中含有8条染色单体B．图甲所示分裂时期处于图乙中的bc段C．图乙中c→d段的原因与着丝粒的分裂有关D．图乙中b→c段各时期细胞内染色体数目可能不同解析：选C　题图甲细胞中着丝粒已分裂，不含染色单体，A错误；图甲所示分裂时期处于图乙中的d点以后，B错误；图乙中cd段形成的原因是着丝粒的分裂，C正确；体细胞进行的是有丝分裂，则图乙中b→c段表示有丝分裂前期和中期，这两个时期细胞内染色体数目相同，D错误。11．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。(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________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________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的形成，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________(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___________________________________________________________________________________________________________________(答出1点即可)。解析：(1)DNA复制发生在细胞分裂间期；DNA合成被阻断后，分裂期不受影响，分裂间期受影响。(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成使细胞中染色体数目加倍，而纺锤体形成于有丝分裂前期，经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在间期。(3)分裂间期细胞的特点是DNA的复制和有关蛋白质的合成、细胞体积略有增大。答案：(1)分裂　分裂间　(2)不会　(3)DNA的复制和有关蛋白质的合成、细胞体积略有增大12．请回答“观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中的相关问题：(1)解离的目的是_______，解离适度的标志是____________________________。(2)在低倍镜下观察到的洋葱根尖分生区细胞的特点是________________；在高倍镜下看到的细胞大部分处于细胞分裂的间期，原因是_______________________________。(3)有一位同学做根尖细胞有丝分裂实验，在显微镜下观察到的图像如图所示。造成这种情况的原因可能是______(填字母)。①取材位置不合适　②取材时间不合适　③制片时压片力量不合适　④解离时间不合适　⑤视野选择不合适A．②③　　　　　　 B．②⑤C．①②⑤ D．①③④(4)不会影响细胞周期各时期的长短或产生误差，但会对整个实验结果产生影响的因素是______(填字母)。A．取材时间 B．根尖培养温度C．解离时间长短 D．载玻片厚度解析：由图观察可知，细胞多处于未分裂状态，故可能是因为取材时间不合适，细胞分裂不旺盛；视野中有一些细胞为长方形，可能取自伸长区细胞，故可能是取材位置不合适，也有可能是因为视野选择不当，没有找到合适的观察视野；图中细胞均分散开，故不可能为③④所述原因。载玻片厚度对视野中的细胞所处状态不会产生影响，但会影响视野的清晰度，从而影响对实验结果的观察。答案：(1)使组织细胞相互分离开来　根尖酥软　(2)细胞呈正方形，排列紧密　间期在细胞周期中占的比例最大(或在细胞周期中间期时间最长)　(3)C　(4)D第2节　细胞的分化【主干知识梳理】一、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．特点(1)细胞分化是一种持久性的变化。(2)一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。(3)细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。3．意义(1)是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。4．原因细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。二、细胞的全能性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．实例(1)植物组织培养。①过程： ②结论：高度分化的植物细胞仍具有全能性。(2)动物细胞核移植。①过程：②结论：已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。【教材微点发掘】1．结合教材第121页图6－7骨髓中造血干细胞分化出各种血细胞的过程图解回答有关问题：(1)干细胞是动物和人体内________________________________的细胞。(2)人骨髓中的许多造血干细胞能通过增殖和分化不断产生________________________。(3)脐带血干细胞可以培养并分化成人体的______，可用于治疗血液系统疾病。答案：(1)仍保留着少数具有分裂和分化能力　(2)红细胞、白细胞和血小板　(3)各种血细胞2．下图是克隆羊的培育过程模式图，请据图及教材第121页相关内容分析回答下列问题：(1)如果直接用B羊的乳腺细胞进行培养，能不能形成完整的个体？与植物细胞相比，有什么不同？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)得到的克隆羊的性别等绝大部分的性状应该和________(填“A”“B”或“C”)羊相同。答案：(1)不能发育成完整个体。这说明与植物细胞相比，动物分化的体细胞的全能性受到限制，但是细胞核仍具有全能性　(2)B教材问题提示思考·讨论(一)比较构成人体组织的细胞1．这些细胞在形态上相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，但总体上都由细胞膜、细胞质、细胞核组成。2．在正常情况下，它们是不能恢复成早期胚胎细胞的；这四种组织中的某种细胞不会转变成其他组织的细胞。(二)细胞的全能性1．从资料1中可以得出的结论是：已经分化的植物细胞在离体培养下能够形成完整的植物体。2．能。3．将肠上皮细胞单独培养不能获得新的个体；与资料1中的实验相比，资料2中的实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。新知探究(一)　细胞分化【探究·深化】[情境质疑]下图表示细胞分化的过程，据图回答有关问题：(1)据图，基因A、B中，细胞甲、乙含有的基因和表达的基因分别是哪种？提示：细胞甲含有的是基因A和B，表达的是基因A；细胞乙含有的是基因A和B，表达的是基因B。(2)细胞甲、乙都要进行呼吸作用，都要合成相关的酶，据此推断细胞甲、乙中DNA和蛋白质的种类是否相同？提示：DNA相同，蛋白质不完全相同。(3)通过以上推理可知，细胞分化的实质是什么？提示：基因的选择性表达(或程序性表达)。(4)细胞分裂和细胞分化与个体的生长发育有什么关系？提示：细胞分裂使细胞数量增多，是个体生长的基础；细胞分化使细胞种类增多，是个体发育的基础。个体生长发育是细胞分裂和细胞分化共同作用的结果。(5)一个生物体内各种体细胞的遗传信息相同吗？为什么？提示：相同。因为复杂生物体的所有体细胞都是由一个受精卵经过有丝分裂形成的，即细胞分化形成的各种细胞的细胞核内遗传物质没有发生变化。[重难点拨]1．细胞分化的机制(1)不同细胞中基因“执行情况”不同，即基因“选择性表达”，如胰岛B细胞中胰岛素基因表达，抗体基因关闭，而浆细胞则与之相反。(2)由于基因的选择性表达，导致含遗传信息相同的细胞中mRNA和蛋白质“各不相同”，从而导致出现细胞形态、结构或生理功能的“与众不同”(即分化)。2．对细胞分化过程的理解(1)从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。(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：①蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。②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。【典题·例析】[典例1]　下列有关细胞分化的分析，错误的是(　　)A．在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型B．从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果C．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同D．从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因[解析]　在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型，A正确；从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不会改变细胞中的遗传物质，C错误；从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因，D正确。[答案]　C[典例2]　有人取同种生物的不同细胞，检测其基因表达，结果如图。下列分析错误的是(　　)A．若基因1～8中有一个是控制细胞呼吸酶的基因，则最可能是基因2B．判断图中细胞功能近似程度的依据是表达相同基因的多少C．功能最为近似和差异最大的细胞分别是1与6、5与7D．细胞分化使不同细胞中蛋白质完全不同，导致细胞的形态和功能各不相同[解析]　细胞呼吸酶基因在所有的活细胞中都表达，图中基因2在每种细胞中都表达，所以控制细胞呼吸酶的基因最有可能是基因2；判断图中细胞功能近似程度的依据是表达相同基因的多少，表达的相同基因越多，差异表达的基因越少，细胞功能越相似；由题图可知，细胞1表达1～5基因，细胞6表达2～5基因，两者表达的相同基因最多，差异表达的基因最少，则功能最近似。细胞5与细胞7表达的相同基因最少，功能差异最大；细胞分化使不同细胞中蛋白质不完全相同。[答案]　D归纳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，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。【应用·体验】1．下列四个选项中关于细胞增殖和细胞分化的叙述，错误的是(　　)A．细胞增殖可以增加细胞的数量，细胞分化可以增加细胞的种类B．受精卵发育成个体的过程中有细胞增殖和细胞分化的发生C．细胞增殖和细胞分化均可改变细胞核中的遗传信息D．细胞增殖过程中和细胞分化过程中均需要合成蛋白质解析：选C　细胞增殖可以增加细胞的数量，细胞分化可以增加细胞的种类，A正确；受精卵发育成个体的过程中有细胞的增殖和分化，B正确；细胞增殖和细胞分化均没有改变细胞核中的遗传信息，C错误；细胞增殖和细胞分化过程中均需要合成相关的酶等蛋白质，D正确。2.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。下列关于右图的叙述错误的是(　　)A．a过程表示干细胞能自我更新B．b、c过程表示干细胞具有分化能力C．a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同D．b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用解析：选D　细胞分化形成不同的细胞和组织，不同组织组成器官，而不是细胞直接组成器官。新知探究(二)　细胞的全能性【探究·深化】[情境质疑]1．下图是胡萝卜的组织培养过程，请分析：(1)植物体中的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织和器官，这说明植物细胞全能性的表达需要什么条件？提示：植物细胞全能性的表达需要在离体条件下并需要一定的外界条件。(2)图中试管里的培养液应该含有哪些物质？提示：植物激素、无机盐和糖类等物质。(3)植物细胞具有全能性的根本原因是什么？提示：已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传物质，具有发育成一个完整个体所需要的全部遗传信息。2．脐带血是胎儿娩出、脐带结扎并离断后残留在胎盘和脐带中的血液，通常是废弃不用的。近十几年的研究发现，脐带血中含有可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞，可用于造血干细胞移植，治疗多种疾病。请思考下列问题：(1)脐带血含有干细胞，请问脐带血中的干细胞有哪些用途？提示：可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞，可用于造血干细胞移植、治疗血液系统疾病等。(2)查阅有关资料，了解存在人体的干细胞有哪些？提示：人体内干细胞的种类有胚胎干细胞、成体干细胞、造血干细胞、神经干细胞、周边血干细胞、脂肪干细胞、骨髓间充质干细胞等。按分化潜能分为全能干细胞，多能干细胞，单能干细胞。[重难点拨]细胞分化与细胞的全能性比较【典题·例析】[典例1]　下列有关细胞全能性的叙述，错误的是(　　)A．已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性B．生物体内由于细胞分化，全能性不能表达C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高D．植物细胞在一定条件下离体培养能表现全能性[解析]　已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，A正确；生物体内的细胞，由于分化没有表现出全能性，B正确；卵细胞属于已分化的细胞，与受精卵相比，全能性较低，C错误；处于离体状态的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件下，能表现出全能性，D正确。[答案]　C[典例2]　研究人员给中风小鼠脑内移植神经干细胞并注射了3K3A－APC化合物，一个月后对小鼠进行测试，发现神经干细胞发育成的神经细胞数量增多，小鼠的运动和感觉功能明显恢复。下列对此研究的分析，正确的是(　　)A．大多数神经干细胞的染色体数目是神经细胞的2倍B．神经干细胞发育为功能正常的神经细胞体现了细胞的全能性C．植入神经干细胞的数量和注射3K3A－APC化合物的浓度是该实验的自变量D．神经干细胞发育为神经细胞过程中，细胞膜上的蛋白质种类、数量发生了稳定性改变[解析]　大多数神经干细胞处在分裂间期，而分裂间期细胞中染色体数目与神经细胞的相等。神经干细胞发育成功能正常的神经细胞，并没有发育成完整的个体或分化成其他各种细胞，因此不能体现细胞的全能性。植入神经干细胞的数量和注射3K3A－APC化合物的浓度是该实验的无关变量，自变量是是否移植神经干细胞和是否注射3K3A－APC化合物。神经干细胞发育为神经细胞过程是细胞分化的过程，该过程中细胞膜上的蛋白质种类、数量发生稳定性改变，如出现能识别神经递质的蛋白质等。[答案]　D方法规律证明细胞表达全能性的三个条件(1)起点条件：已分化的细胞。(2)中间条件：离体状态(体外培养)。(3)终点条件：形成完整个体或产生其他各种细胞。【应用·体验】1．下列哪种细胞的全能性最容易表达出来(　　)A．青蛙的上皮细胞 　 B．胡萝卜根的韧皮部细胞C．大白鼠的肝脏细胞 D．人的皮肤生发层细胞解析：选B　细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然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。从理论上讲，每一个分化的细胞中都含有一整套控制该生物个体形成的遗传物质(基因)，在合适的条件下，它们都有可能重新被激活并开始表达，即重新分裂和分化。就目前的研究成果看，受精卵的全能性最高，其次是生殖细胞，再次是体细胞，而在体细胞中，无论植物细胞还是动物细胞，都能在一定程度上表现出全能性，但动物细胞的全能性受到限制，不如植物细胞的全能性容易表达出来。2．有人用哺乳动物小鼠进行胚细胞培养和成体细胞核移植，实验步骤如下：①分离小鼠8细胞胚胎的一个细胞，培养到胚泡时期，移植到代孕母体子宫中，结果发育成小鼠；②分离囊胚期细胞，移植到代孕母体子宫中，结果不能发育成小鼠；③分离囊胚期细胞，将其核移植到去核的卵细胞中，经相关处理后可发育成小鼠；④分离小鼠肠上皮细胞，将其核移植到去核的卵细胞中，经相关处理后可发育成小鼠。该实验不能说明(　　)A．动物细胞分化程度越高，它的全能性的发挥越受到限制B．已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性C．人类还不能将单个已分化的动物体细胞培育成新的个体D．只有小鼠胚细胞中含有本物种全套的遗传信息解析：选D　实验①和②说明动物细胞分化程度越高，它的全能性的发挥越受到限制。实验②③④说明已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。小鼠的体细胞中均含有本物种全套的遗传信息，而不仅仅是小鼠胚细胞中含有本物种全套的遗传信息。科学视野——克隆猴“中中”和“华华”体细胞克隆猴“中中”“华华”的诞生是我国科学家历经五年攻关取得的重大突破。利用克隆技术可以得到许多在遗传上相同的克隆猴。猴与人在进化上亲缘关系很近，它比鼠更适合用作研究人类疾病和进行药物实验的模型动物；遗传上相同的克隆猴用于药物对照实验有利于更准确地评估药效。这一研究成果的确意义非凡。下图表示克隆猴的培育过程：实现克隆猴主要有三道难关需要攻克。一是卵母细胞的核遗传物质区域不易识别，去掉猴卵母细胞核遗传物质的难度很大。二是卵母细胞“唤醒”时机难把握。克隆过程中，体细胞的细胞核进入卵母细胞时，需先“唤醒”卵母细胞，然后才启动一系列发育“程序”。三是体细胞克隆胚胎的发育成功率低。我国科学家攻克了这些难关，将克隆技术的应用推向了新的高度。克隆猴的诞生，标志着我国克隆技术走在了世界的最前列！【素养评价】1．经过多年的研究攻关，我国科学家成功克隆出世界首例体细胞克隆猴。体细胞克隆猴的成功，将有效缩短我国基于克隆猴疾病模型的药物研发周期，助力“健康中国2030”目标实现。下列说法错误的是(　　)A．克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心B．克隆猴的唾液腺细胞中的核仁较口腔上皮细胞的大C．克隆猴体细胞核上的核孔能允许DNA和蛋白质等分子进出D．克隆猴的诞生将为治疗老年痴呆、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型解析：选C　克隆猴的诞生说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，A正确；克隆猴的唾液腺细胞分泌活动较口腔上皮细胞旺盛，因此其核仁较大，B正确；克隆猴体细胞核上的核孔不允许DNA进出，C错误；克隆猴的诞生将为治疗老年痴呆、恶性肿瘤等药物研发提供动物模型，D正确。2．世界上首个体细胞克隆猴在上海诞生，如图是简要的克隆过程示意图。下列相关叙述错误的是(　　)A．a细胞是卵细胞B．克隆猴的性状与乙相同C．重组细胞具有全能性D．①过程运用了细胞核移植技术解析：选B　据图分析可知，a细胞是卵细胞，去核以后作为核移植的受体细胞，A正确；由于细胞核来自甲，因此克隆猴的性状主要与甲相同，B错误；重组细胞最终发育成克隆猴，说明其具有全能性，C正确；①过程表示将甲的体细胞核移植到乙的去核卵细胞中，利用了核移植技术，D正确。[课时跟踪检测][理解·巩固·落实]1．判断下列叙述的正误(1)细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，它是生物个体发育的基础。(　　)(2)细胞分化的方向在胚胎早期已经决定，一般不能逆转。(　　)(3)克隆猴中中和华华的诞生，说明动物的生殖细胞具有发育的全能性。(　　)(4)植物组织培养说明高度分化的植物细胞仍然具有全能性。(　　)答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√2．下列关于细胞分化与细胞全能性的叙述，错误的是(　　)A．高度分化的植物细胞仍然保持着全能性B．细胞内含有全套的遗传物质是已分化细胞具有全能性的基础C．利用组织培养的方法快速繁殖花卉的原理是植物细胞具有全能性D．克隆羊多莉的诞生证明了动物细胞具有全能性解析：选D　细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞的分化程度越高，细胞的全能性也就越不容易表达出来，但仍然保留着全能性，A正确；已分化的细胞能够表达出全能性的根本原因是细胞内含有全套的遗传物质，B正确；利用植物组织培养技术快速繁殖花卉的原理是植物细胞具有全能性，C正确；克隆羊多莉的诞生只是证明了动物细胞的细胞核具有全能性，D错误。3．下列能说明某细胞已经发生分化的是(　　)A．进行ATP的合成 B．进行蛋白质的合成C．存在血红蛋白 D．存在呼吸氧化酶解析：选C　特异性蛋白合成的实质在于基因的选择性表达，因此，判断某细胞是否已发生分化，关键看细胞的特异性蛋白是否合成。血红蛋白是红细胞的特异性蛋白，具有运输氧气的作用，某细胞中存在血红蛋白说明该细胞已发生分化。4．细胞分化过程中，一般不会出现的是(　　)A．细胞表面结构的改变B．细胞器种类和数量的改变C．蛋白质种类和数量的改变D．细胞核中遗传物质的改变解析：选D　细胞分化的过程即基因选择性表达的过程，细胞核中遗传物质并未发生改变。5．下列关于某一高等生物个体其体细胞的形态、功能相似程度的判断依据的叙述，错误的是(　　)A．细胞器的种类和数量 B．蛋白质的种类和数量C．DNA的种类和数量 D．表达的基因的种类解析：选C　不同种细胞中细胞器的种类和数量不同，因此可作为判断依据，A正确；由于基因的选择性表达，不同种细胞中所含的蛋白质种类和数量不同，因此可作为判断依据，B正确；同一生物体不同体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，都含有相同的DNA，因此DNA的种类和数量不能作为判断的依据，C错误；不同细胞中选择表达的基因不同，因此可作为判断的依据，D正确。6．如图所示为来自同一人体的4种细胞，下列叙述正确的是(　　)A．因为来自同一人体，所以各细胞中的蛋白质种类均相同B．因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、功能不同C．虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同D．各细胞的生理功能不同，遗传物质也不同解析：选C　因为图示4种细胞来自同一人体，所以各细胞核中的DNA相同，由于细胞分化，每种细胞的蛋白质不完全相同，A错误；各细胞中携带的基因相同，但由于基因的选择性表达，因此形态、结构和功能不同，B错误；4种细胞形态、大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同，都是水，C正确；各细胞的生理功能不同，是细胞分化的结果，但是细胞核中的遗传物质相同，D错误。7．科研人员利用蓝色光脉冲促进了一种名为Brn2基因的表达，当Brn2蛋白足够多时，干细胞就会快速转化为神经元。下列有关叙述正确的是(　　)A．干细胞增殖受基因严格控制，是迁移到特定组织才分化的B．Brn2基因的表达就可以使干细胞转化为神经元C．干细胞转化为神经元的过程中细胞核内的遗传物质发生改变D．干细胞与神经元相比细胞中蛋白质的种类不完全相同解析：选D　根据题意分析，由于蓝色光脉冲开启了Brn2基因后，干细胞就会快速转化为神经元，该过程中干细胞并没有发生迁移，A错误；当Brn2基因表达产生的Brn2蛋白足够多时，干细胞才会快速转化为神经元，B错误；干细胞转化为神经元过程的实质是基因的选择性表达，该过程中遗传物质并没有发生改变，C错误；基因在不同的细胞中是选择性表达的，因此干细胞与神经元相比细胞中蛋白质的种类不完全相同，D正确。8．下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述正确的是(　　)①a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化②乙和丙的染色体组成不同③丁与戊因遗传物质不同而发生分化④甲、乙、戊中的蛋白质不完全相同A．②③④　　　　　　　　 B．①②C．①④ D．③④解析：选C　由图分析可知，a过程为细胞有丝分裂，b过程为细胞分化，①正确；乙和丙的染色体组成是相同的，②错误；b过程为细胞分化，其实质是基因的选择性表达，遗传物质不会发生变化，但蛋白质不完全相同，③错误，④正确。9．科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株，如图所示。分析回答下列问题：(1)所用的技术是________________。(2)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过______分裂完成的。(3)细胞团中相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中，形态、结构和生理功能逐渐向不同的方向发生变化，这种现象叫作细胞的________。(4)本实验说明高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力，也就是说________________________________________________________________________。(5)大量的科学实验证明，高度分化的动物细胞，它的________仍然保持着________性，这是因为它含有保持本物种遗传特性所需要的全套______________。解析：本题图中，从单个植物细胞到培育出试管植物，采用了植物组织培养技术；单个植物细胞经历了细胞的分裂、分化才发育成植株，体现了植物细胞的全能性。动物细胞的全能性受到限制，但细胞核的全能性在一定条件下可以实现。答案：(1)植物组织培养　(2)有丝　(3)分化　(4)植物细胞具有全能性　(5)细胞核　全能　遗传信息[迁移·应用·发展]10．诺贝尔生理学或医学奖曾被授予两位在“细胞核重编程技术”领域做出杰出贡献的科学家。据图推断，以下说法正确的是(　　)A．干细胞的叶绿体、线粒体、细胞核均具有双层膜结构B．干细胞分化形成的表皮细胞中染色体数目发生了变化C．细胞核重编程和干细胞的分化与遗传物质改变有关D．干细胞可用于治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病解析：选D　干细胞中不含叶绿体，A错误；细胞分化过程中，遗传物质不发生变化，所以干细胞分化形成的表皮细胞中染色体数目不发生变化，B错误；细胞核重编程和干细胞的分化与细胞内基因选择性表达有关，C错误；干细胞可以分化形成胰岛B细胞，移植入患者体内，可以治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病，D正确。11．某神经干细胞研究所的研究人员发现，人视网膜色素上皮组织中也存在神经干细胞。关于下图的叙述，错误的是(　　)A．a过程中只有部分基因得到表达B．b过程中RNA的种类和含量会发生变化C．c过程形成富含脂肪的细胞时核DNA含量减少D．f过程所形成的子细胞中部分具有细胞周期解析：选C　据图分析可知，a过程中部分基因得到了表达，形成了具有特定形态、结构和生理功能的细胞，A正确；b过程中细胞的部分特定基因得到了表达形成神经细胞，RNA的种类和含量都会发生改变，B正确；c过程形成富含脂肪的细胞时，核DNA含量不变，C错误；f过程是细胞通过有丝分裂增殖的过程，其所形成的子细胞中部分仍进行有丝分裂，具有细胞周期，D正确。12．如图是高等生物个体发育过程中细胞发生的变化，请据图回答下列问题：(1)图示的高等生物个体发育是从________开始的。(2)由①到②，细胞的体积增大、数目增多，细胞经历了________和________的过程。(3)由②到③，由于细胞的________，细胞的________、________和____________发生了稳定性的差异，细胞的这种变化是基因在机体发育过程中______________的结果。(4)若此过程发生在人体内，则由4种细胞构成组织，如小肠中具有吸收作用的________________、组成真皮的________________、具有收缩特性的____________和调节人体生命活动的____________。解析：(1)高等生物个体发育的起点是受精卵。(2)由①到②，细胞体积增大，说明细胞经历了生长，细胞数目增多，则细胞进行了分裂。(3)②到③表示细胞分化，细胞分化会使细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，其实质是基因的选择性表达。(4)细胞可以构成组织，如小肠中具有吸收作用的是上皮组织，组成真皮的是结缔组织，具有收缩特性的是肌肉组织，调节人体各种生命活动的是神经组织。答案：(1)受精卵　(2)生长　分裂　(3)分化　形态　结构　生理功能　选择性表达　(4)上皮组织　结缔组织　肌肉组织　神经组织第3节　细胞的衰老和死亡【主干知识梳理】一、细胞衰老的特征1．细胞衰老的含义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．衰老细胞的主要特征(1)细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小。(2)细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。(3)细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。(4)细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。(5)细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。二、细胞衰老的原因科学家对于细胞衰老的机制提出了很多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。1．自由基学说(1)自由基的概念：通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。(2)自由基的特点：含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。(3)自由基的危害。①攻击生物膜的组成成分磷脂分子，引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。②攻击DNA，可能引起基因突变。③攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。2．端粒学说(1)端粒的概念：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒。(2)端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。三、细胞衰老与个体衰老的关系1．单细胞生物：细胞的衰老就是个体的衰老。2．多细胞生物：细胞的衰老与个体的衰老是不同步的。然而个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。四、细胞的死亡细胞死亡包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。1．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。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。(2)意义：对于多细胞生物体完成正常的生长发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。2．细胞坏死：在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。五、细胞自噬1．概念通俗地说，就是细胞吃掉自身的结构和物质。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，这就是细胞自噬。2．类型(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．意义人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。【教材微点发掘】1．如图是细胞衰老的自由基学说图解，据图回答有关问题：(1)衰老细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低的原因可能是__________________________________________________________。(2)老年人容易发生癌变的原因是________________________________________________________________________________________________。(3)根据图示内容，提出延缓衰老的措施。________________________________________________________________________。答案：(1)自由基攻击磷脂分子和蛋白质，会引起细胞膜的磷脂分子和转运蛋白等损伤，物质运输功能降低 　(2)自由基会攻击DNA，引起基因突变　(3)避免辐射危害、减少有害物质入侵和及时清除自由基等2．细胞死亡包括凋亡和坏死。下列叙述中属于细胞凋亡的是__________，属于细胞坏死的是________。(填序号)①皮肤和消化道上皮每天都会有大量细胞死亡脱落　②骨折时造成的细胞死亡　③蝌蚪变态发育过程中尾部消失　④人的红细胞在经历120 d左右的寿命后死亡答案：①③④　②3．胚胎发育过程中是否有细胞的衰老？老年人的体内是否只有细胞的衰老而没有新细胞的产生？提示：胚胎发育过程中有细胞的衰老；老年人体内既有细胞的衰老也有新细胞的产生。教材问题提示(一)旁栏思考老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集，主要是脂褐素的堆积。脂褐素是不饱和脂肪酸的氧化产物，是一种不溶性颗粒物。不同的细胞在衰老过程中脂褐素颗粒的大小也有一定的差异。皮肤细胞的脂褐素颗粒较大，就出现了老年斑。(二)思考·讨论1．从实验1中得出的结论是：年龄越大的个体的体细胞可增殖代数越少，年龄越小的个体的体细胞可增殖代数越多，细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系。2．细胞核对细胞分裂的影响大一些。(三)思维训练1．细胞的寿命与分裂能力无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞的寿命只有5～7 d，但也不能分裂。2．有关系。3．提示：学生可作出各种推测。皮肤表皮细胞的寿命约为10 d，生发层细胞分裂能力强。新知探究(一)　细胞的衰老【探究·深化】[情境质疑]人到了一定的年龄就会出现白头发，并且随着年龄的增长，白头发往往会越来越多，甚至不仅头发花白，而且满脸老年斑。结合教材，分析探究以下问题：(1)年老的个体会有新生的细胞吗？新生婴儿体内含有衰老的细胞吗？提示：老年人体内有新生的细胞，新生婴儿体内也有衰老的细胞，只是所占比例不同。新生婴儿体内衰老细胞较少，新生细胞较多，老年人则相反。(2)老年人为什么大多头发花白，满脸老年斑？提示：衰老细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，故头发变白；衰老细胞膜通透性改变，色素积累，出现老年斑。(3)细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞的衰老就代表个体的衰老吗？提示：对于多细胞生物而言，细胞的衰老不等于机体的衰老，如幼年个体中每天都有细胞衰老；机体的衰老也不等于细胞的衰老，如老年个体中每天也有新的细胞产生。但个体衰老时，组成该个体的细胞往往表现为普遍衰老现象。(4)衰老的细胞内水分减少，减少的这部分水在细胞中以什么形式存在？提示：自由水。(5)一般情况下，老年人的心脏不如年轻人的心脏收缩有力，试从细胞水平上分析其主要原因是什么？提示：老年人体内衰老细胞多，衰老细胞呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。[重难点拨]1．简化记忆细胞衰老特征2．衰老的表现及形成原因【典题·例析】[典例]　人衰老的红细胞具有下列哪些特征(　　)①水分减少，细胞萎缩　②新陈代谢的速率减慢　③某些酶的活性降低　④呼吸速率上升⑤色素积累增多　⑥细胞的呼吸速率减慢　⑦细胞核体积增大　⑧细胞膜的通透性功能改变A．①②③④⑤⑦⑧ B．①②③⑤⑥⑦⑧C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧[解析]　衰老的细胞具有以下五项特征：(1)细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小；(2)多种酶的活性降低，细胞呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢；(3)细胞内的色素积累，妨碍细胞内物质交流和传递，影响细胞正常的生理功能；(4)细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深；(5)细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。根据以上特征判断，①②③⑤⑥⑦⑧都符合衰老细胞的特征，但由于人衰老的红细胞没有细胞核，因此应除去⑦。[答案]　C【应用·体验】1．李白有诗云：“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。”从细胞学的角度分析，这个过程中不会出现的变化是(　　)A．细胞核体积缩小　 B．细胞内水分减少C．酶的活性降低 D．细胞呼吸速率减慢解析：选A　细胞衰老，细胞核的变化是体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深，不会出现细胞核体积减小；衰老细胞内水分含量的变化是减少，因此细胞萎缩，细胞体积变小，细胞新陈代谢速率减慢；衰老细胞内许多酶的活性降低，如酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，头发变白；衰老细胞的细胞呼吸速率减慢。2．下列关于衰老的相关叙述，错误的是(　　)A．多细胞生物个体衰老的过程，也是组成个体的细胞普遍衰老的过程B．细胞代谢产生的自由基，会攻击蛋白质分子，致使细胞衰老C．端粒DNA序列变短后，细胞活动渐趋异常D．衰老细胞的体积减小，从而使细胞的相对表面积增大，物质运输效率增大解析：选D　多细胞生物个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A正确；自由基学说认为，细胞进行的各种氧化反应会产生自由基，自由基攻击蛋白质分子，使细胞衰老，B正确；随着分裂次数增加，端粒DNA序列会变短，使细胞活动渐趋异常，C正确；衰老的细胞，其细胞膜通透性改变，物质运输功能降低，D错误。新知探究(二)　细胞的死亡【探究·深化】[情境质疑]如图表示细胞凋亡的机理，据图分析回答有关问题：(1)过程A体现了生物膜的信息传递功能，说明细胞凋亡有特异性，在特定时期凋亡特定细胞。(2)从过程B中可以看出，细胞凋亡是相关基因选择性表达的结果，该过程中形成具膜的凋亡小体，体现了膜的流动性。(3)过程C中凋亡小体被吞噬消化，此过程需要溶酶体(细胞器)的参与。[重难点拨]细胞凋亡与细胞坏死的比较【典题·例析】[典例1]　(2021·广东高考)研究表明，激活某种蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是(　　)A．上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复B．上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡C．上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制D．PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究[解析]　被病毒感染的细胞凋亡后，其功能丧失且不可恢复，A错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是程序性死亡，B、C错误；由题意可知，激活蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡，故PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究，D正确。[答案]　D[典例2]　细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)A．细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用B．细胞坏死最终细胞因细胞膜破裂，胞浆外溢而死亡C．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关D．在成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的[解析]　细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用；由图可知，细胞坏死是细胞膜被破坏，胞浆外溢造成死亡；吞噬细胞吞噬凋亡小体后在细胞内的溶酶体中将其消化；成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡实现的。[答案]　D方法规律“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死(1)从方式看eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(主动结束生命活动⇒细胞凋亡,被动结束生命活动⇒细胞坏死))(2)从结果看eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(对生物体是有利的⇒细胞凋亡,对生物体是有害的⇒细胞坏死))【应用·体验】1．下列不属于细胞凋亡的是(　　)A．手指发育过程中，指间细胞的自动死亡B．红细胞寿命只有120天左右，红细胞的自我更新C．感染病原体的细胞被清除D．被浓硫酸烧伤而死亡的细胞解析：选D　浓硫酸烧伤造成的细胞死亡属于外界因素引起的细胞坏死。2．IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质，其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的。IAPs的核心结构是RING区域，如果去掉该区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡。下列相关说法错误的是(　　)A．细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡B．去掉癌细胞中IAPs的RING区域，可有效地促进癌细胞凋亡C．IAPs的合成可以不受基因的控制D．细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的解析：选C　细胞内物质的合成和分解都受到细胞内基因的控制，既然IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质，那么其合成也受基因的控制。科学视野——细胞自噬与人类健康细胞自噬是近年来热门研究领域。“自噬”字面意思是“将自己吃掉”，实则是一种细胞自身成分降解和循环的基本过程。通俗地说，细胞可以通过降解自身的非必需成分来提供营养和能量，也可以降解一些毒性成分以阻止细胞损伤和凋亡。对细胞自噬的研究成果有助于人类更好地了解细胞如何实现自身的循环利用。在适应饥饿或应对感染等许多生理进程中，细胞自噬机制都有重要意义。此外，细胞自噬基因的突变会引发疾病，因此干扰自噬过程可以用于癌症和神经系统疾病等的治疗。【素养评价】1．细胞自噬是指生物膜包裹部分细胞质和细胞内需要降解的细胞器、蛋白质等形成自噬体，最后与溶酶体融合降解所包裹的内容物，以实现细胞稳态和细胞器的更新。下列关于细胞自噬的理解，不准确的是(　　)A．细胞自噬就是细胞的凋亡B．细胞自噬是基因选择性表达的结果C．细胞自噬依靠溶酶体内的多种水解酶D．细胞自噬与膜的流动性有关解析：选A　细胞自噬是细胞内部分衰老、损伤的细胞结构等的消除，并非细胞的凋亡；细胞自噬也有新蛋白质的合成，故是基因选择性表达的结果；自噬体最后与溶酶体融合降解所包裹的内容物，故细胞自噬依靠溶酶体内的多种水解酶；生物膜包裹部分物质和结构形成自噬体，故细胞自噬与膜的流动性有关。2．细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程，它与细胞凋亡、细胞衰老一样，是十分重要的生物学现象，参与生物的生长、发育等多种过程。如图为细胞通过自噬作用清除衰老线粒体的过程，下列相关叙述错误的是(　　)A．自噬前体来源于内质网，吞噬衰老线粒体的过程体现了膜的流动性B．自噬体具双层膜结构，其中降解线粒体的水解酶在溶酶体中合成C．自噬体的形成需借助于膜的流动性，这一过程需要消耗能量D．细胞凋亡和细胞衰老的过程中，细胞的自噬作用可能增强解析：选B　由图可知，自噬前体来源于内质网，吞噬衰老线粒体的过程体现了膜的流动性，A正确；自噬体具双层膜结构，其中降解线粒体的水解酶在核糖体上合成，B错误；自噬体的形成需借助于膜的流动性，这一过程需要消耗能量，C正确；细胞凋亡和细胞衰老的过程中，细胞的自噬作用可能增强，D正确。3．细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。细胞面临代谢压力时，可通过降解自身大分子物质或细胞器为生存提供能量。图1、2表示酵母细胞自噬的信号调控过程，其中AKT和mTor是抑制酵母细胞凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。下列分析错误的是(　　)　A．溶酶体与细胞自噬有关B．细胞凋亡受基因控制，细胞自噬不受基因控制C．当营养物质充足时，胰岛素可激活AKT抑制细胞凋亡D．酵母细胞启动自噬过程的意义是为细胞生命活动提供ATP解析：选B　溶酶体的主要功能是分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。溶酶体与细胞自噬有关，A正确；细胞凋亡和细胞自噬都受基因控制，贯穿细胞正常的生长发育过程，在生物体的生命活动中发挥积极作用，B错误；据图1可知，当营养物质充足时，胰岛素可激活AKT抑制细胞凋亡，C正确；据图2可知，营养物质缺乏时，酵母细胞启动自噬过程，其意义是为细胞生命活动提供ATP，D正确。[课时跟踪检测][理解·巩固·落实]1．判断下列叙述的正误(1)细胞衰老时，形态、结构和生理功能发生相应的变化。(　　)(2)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡。(　　)(3)细胞凋亡是由细胞衰老造成的。(　　)(4)衰老细胞代谢速率减慢是细胞内水分减少引起的。(　　)(5)细胞凋亡和细胞坏死受环境的影响，不受机体控制。(　　)答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×2．下列有关细胞衰老的叙述，错误的是(　　)A．衰老细胞的新陈代谢减慢B．衰老细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小C．衰老细胞的形态、结构和功能都发生了变化D．衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能增强解析：选D　衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。3．下列关于细胞衰老与凋亡的叙述，错误的是(　　)A．细胞衰老过程中多种酶的活性降低，呼吸变慢B．细胞衰老过程中细胞核体积减小，染色质收缩、染色加深C．细胞凋亡是由某种基因引发的，是细胞发育过程中的必然步骤D．蝌蚪在成长为青蛙的过程中尾巴消失，是通过细胞凋亡实现的解析：选B　细胞衰老过程中多种酶的活性降低，呼吸变慢，A正确；细胞衰老过程中细胞核体积增大，染色质收缩、染色加深，B错误；细胞凋亡是由某种基因引发的，是细胞发育过程中的必然步骤，C正确；蝌蚪在成长为青蛙的过程中尾巴消失，是通过细胞凋亡实现的，D正确。4．(2021·河北高考)关于细胞生命历程的叙述，错误的是(　　)A．细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质B．清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老C．紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一D．已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性解析：选A　细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程，细胞凋亡过程中有控制凋亡的基因表达，需要新合成蛋白质，A错误；在生命活动中，细胞会产生自由基，自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，导致细胞衰老，所以清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老，B正确；细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，紫外线是一种物理致癌因子，紫外线照射会导致DNA损伤，使细胞癌变，C正确；克隆羊“多莉”、克隆猴“中中”和“华华”，都是将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中培育成的，说明已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性，D正确。5．如图表示细胞凋亡过程，其中酶Ⅰ能够将DNA分子切割形成DNA片段；酶Ⅱ为一类蛋白水解酶，能选择性地促进某些蛋白质的水解，从而造成细胞凋亡。下列叙述正确的是(　　)A．凋亡诱导因子与膜受体结合，可反映细胞膜具有控制物质进出细胞的功能B．死亡信号发挥作用后，细胞内将有新型蛋白质的合成以及蛋白质的水解C．细胞凋亡由细胞自身基因控制，与外部因素无关D．酶Ⅰ作用于DNA分子中的磷酸二酯键，发挥作用后的产物是各种脱氧核糖核苷酸解析：选B　凋亡诱导因子与膜受体结合并传递信息，可反映细胞膜具有进行信息交流的功能，A错误；由题干和题图信息可知，死亡信号发挥作用后，细胞内与凋亡相关的基因被激活并表达出相关蛋白质，其中新合成的酶Ⅱ为一类蛋白水解酶，能选择性地促进某些蛋白质的水解，从而造成细胞凋亡，B正确；据图可知，细胞凋亡由细胞自身基因控制，但需要细胞外的凋亡诱导因子的诱导作用，C错误；酶Ⅰ能够将DNA分子切割形成DNA片段，所以酶Ⅰ发挥作用后的产物不是单个的脱氧核糖核苷酸，D错误。6．下列有关细胞分化、衰老及凋亡的叙述，错误的是(　　)A．细胞分化能使细胞中细胞器的种类和数量发生改变B．衰老的细胞会出现线粒体减少、酶活性降低及细胞核变大等现象C．细胞分化发生在胚胎时期，细胞衰老与凋亡发生在老年期D．被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的解析：选C　细胞分化使得细胞增殖产生的后代细胞出现了不同的形态、结构和功能，而其中的细胞器是细胞行使不同功能的结构基础；衰老细胞中水分减少、细胞体积变小，但细胞核变大，同时线粒体的数量、酶的活性降低；细胞的分化、衰老和凋亡发生在生物个体发育的整个过程中；被病原体感染的细胞的清除过程是细胞自动进行的，因此属于细胞凋亡。7．细胞自噬是将细胞内受损、变性、衰老的蛋白质和细胞器运输到溶酶体内并降解的过程(如图所示)。下列有关叙述错误的是(　　)A．酵母菌在饥饿时能生存，说明细胞自噬可为其提供能量B．图中“X”代表溶酶体内的多种水解酶C．自噬体与溶酶体的融合体现了生物膜的功能特性D．细胞自噬维持在一定水平，以实现细胞内的稳态解析：选C　酵母菌在饥饿时能生存，说明细胞自噬可为其提供能量，A正确；图中“X”代表溶酶体内的多种水解酶，B正确；自噬体与溶酶体的融合体现了生物膜的结构特点，即具有一定的流动性，C错误；细胞自噬维持在一定水平，以实现细胞内的稳态，D正确。8．科学家为了探究影响细胞衰老的因素，进行了如下实验。实验Ⅰ：分别在相同条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果如表所示。实验Ⅱ：分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养，结果如图所示。实验Ⅲ：将年轻细胞的细胞核移植到去核的年老细胞中，在体外培养重组细胞，结果重组细胞分裂活动增强；将年老细胞的细胞核移植到去核的年轻细胞中，在相同条件下培养重组细胞，结果重组细胞分裂活动减弱。(1)实验Ⅰ说明随着生物体年龄的增长，细胞分裂能力________。(2)实验Ⅱ说明________________________________________________________。(3)实验Ⅲ说明_________________________________________________________。(4)根据上述实验可知，影响细胞衰老的因素有________等。解析：从实验Ⅰ可以看出，随着生物体年龄增长，细胞增殖代数减少，即细胞分裂能力减弱；实验Ⅱ中生物物种不同，细胞分裂能力不同，且物种寿命越长，其体细胞分裂次数越多；实验Ⅲ中年轻细胞的细胞核与去核的年老细胞融合所得重组细胞分裂活动增强，而年老细胞的细胞核与去核的年轻细胞融合所得重组细胞分裂活动减弱，说明细胞核是决定细胞衰老的重要因素。根据实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，影响细胞衰老的因素有生物的年龄、物种和细胞核等。答案：(1)减弱　(2)细胞分裂次数与物种特异性有关，一般寿命越长的物种体细胞分裂的次数越多　(3)细胞核是决定细胞衰老的重要因素　(4)生物的年龄、物种和细胞核[迁移·应用·发展]9．每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。细胞衰老的端粒学说认为，端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。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。从以上信息中不能得出的结论是(　　)A．每条染色体含有 2个或 4个端粒B．端粒中含有与细胞衰老有关的基因C．癌变的细胞在细胞分裂时端粒可能不会缩短D．端粒对染色体中基因起着保护作用解析：选B　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；端粒在决定动植物细胞的寿命中起着重要作用，经过多代培养的老化细胞端粒变短，而不是端粒中含有与细胞衰老有关的基因；由题干分析可知，癌变的细胞在细胞分裂时端粒可能不会缩短，因而癌细胞能无限增殖；当端粒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，使细胞活动渐趋异常，因此端粒对染色体中基因起着保护作用。10．杀伤细胞、攻击被感染细胞导致其死亡是通过诱导及细胞凋亡来实现的。导致细胞凋亡的物理、化学及生物因子统称为凋亡诱导因子。杀伤性T淋巴细胞能够分泌Fas配体作为凋亡信号，与靶细胞表面的凋亡受体Fas蛋白结合，从而启动细胞内的凋亡程序使靶细胞发生凋亡。下列相关叙述正确的是(　　)A．Fas蛋白属于化学凋亡诱导因子B．Fas配体与Fas蛋白的特异性结合体现了细胞膜的信息交流功能C．若Fas蛋白因控制其合成的基因突变而发生了改变，则靶细胞的凋亡过程会加快D．癌变后的细胞对各种凋亡诱导因子的敏感性增强解析：选B　Fas蛋白是靶细胞表面的特异性受体，不是信号分子，Fas配体属于化学凋亡诱导因子，A错误；Fas配体是T细胞产生的信号分子，与靶细胞表面的受体Fas蛋白特异性结合，体现了细胞膜的信息交流功能，B正确；若控制Fas蛋白合成的基因突变而引起Fas蛋白结构改变，则Fas配体将不能发挥凋亡信号分子的作用，从而不能启动细胞内的凋亡程序使靶细胞发生凋亡，C错误；癌变细胞能无限增殖，是因为对各种凋亡诱导因子敏感性低，不能启动癌细胞中的凋亡程序所致，D错误。11．如图表示细胞凋亡的过程，图中Dnase为核酸内切酶，能够切割DNA形成DNA片段；Caspase是一类蛋白水解酶，能够选择性地切割某些蛋白质。请据图回答下列问题：(1)凋亡诱导因子的膜受体的合成和加工需要________________________(填细胞器名称)的参与，膜受体的存在体现了细胞膜具有__________的功能。(2)Dnase破坏DNA分子中特定位点的__________之间的化学键，从而形成DNA片段，使正常基因失去功能。Caspase切割特定蛋白质中的__________(填化学键)，从而形成多肽片段，导致蛋白质失活。(3)以下关于细胞凋亡的分析，正确的是________。(填序号)①细胞凋亡过程中各种酶的活性降低细胞代谢变慢　②细胞凋亡有利于生物体的生长发育　③胚胎发育时期不存在细胞凋亡　④细胞凋亡是基因控制的细胞程序性死亡　⑤细胞凋亡过程存在基因的选择性表达解析：(1)膜受体是糖蛋白，在细胞中的核糖体上合成，需要内质网和高尔基体加工，并由高尔基体运输到细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量；膜受体能够接受凋亡诱导因子，激活细胞中与凋亡有关的基因的表达，说明细胞膜具有信息交流的功能。(2)根据题意分析可知，Dnase破坏DNA分子中的某种化学键后形成了DNA片段，说明其破坏的是相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键；Caspase切割蛋白质后形成了多肽片段，说明切割的是蛋白质分子中的肽键。(3)细胞凋亡过程中，细胞中与细胞凋亡有关的酶活性较强，①错误；细胞凋亡是正常的生命现象，有利于生物体的生长发育，②正确；细胞凋亡存在于整个生命历程中，③错误；细胞凋亡是由基因控制的细胞程序性死亡过程，④正确；细胞凋亡过程是基因的选择性表达的结果，⑤正确。答案：(1)核糖体、内质网、高尔基体和线粒体　信息交流　(2)相邻脱氧核苷酸　肽键　(3)②④⑤阶段验收评价(五)　细胞的生命历程(时间：60分钟　满分：100分)一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分)1．如图中a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期，下列叙述错误的是(　　)A．a和b为一个细胞周期B．c段结束DNA含量增加一倍C．遗传物质平分一般发生在b、d段D．b和c为一个细胞周期解析：选D　分析图示可知，a、c时期比b、d时期长，因此a、c代表分裂间期，完成遗传物质的复制；b、d代表分裂期，细胞一分为二，复制后的DNA平均分配到两个子细胞中。一个完整的细胞周期必须先是分裂间期，后是分裂期，所以图中a和b为一个细胞周期，c和d为一个细胞周期。2．下列关于动物细胞增殖及增殖过程的一些数量变化，叙述正确的是(　　)A．细胞增殖都具有周期性B．中心粒在前期倍增，成为两组C．着丝粒分裂会导致染色单体消失D．核DNA随染色体倍增而倍增解析：选C　减数分裂也是细胞增殖的一种方式，但是没有周期性；中心粒在间期复制倍增，成为两组；着丝粒分裂会导致染色单体消失；核DNA在间期DNA复制时倍增，而染色体在有丝分裂后期着丝粒分裂时倍增。3．下列有关动物细胞的有丝分裂过程区别于植物细胞的叙述是(　　)A．间期有染色体的复制B．后期有着丝粒的分裂C．末期染色体平均分配到两个子细胞中D．分裂末期在细胞的中部不形成细胞板解析：选D　动植物细胞有丝分裂末期细胞质的分裂方式不同，动物细胞是细胞膜向内凹陷，最后缢裂成两个子细胞，而植物细胞是细胞中央出现细胞板，向四周延伸形成细胞壁，将细胞分为两个子细胞。4.(2022·广东高考)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(　　)A．根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色，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：选C　题述实验的过程为解离→漂洗→染色→制片→观察，A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错误。5．细胞有丝分裂过程中DNA加倍、染色体加倍、细胞核加倍分别发生在(　　)A．间期、后期、末期　　 B．间期、前期、中期C．中期、后期、末期 D．前期、中期、后期解析：选A　在间期完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，使DNA含量加倍；在后期，由于着丝粒分裂，染色单体变成染色体，故染色体数目加倍；在末期，核膜和核仁重新形成，使细胞核数目加倍。6．(2022·湖南高考)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是(　　)A．a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离B．b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长D．根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低解析：选B　图示细胞为洋葱根尖细胞的有丝分裂图，有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象，A错误；b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上，细胞处于有丝分裂中期，且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同，但核DNA分子加倍，故b细胞含染色体16条，核DNA分子32个，B正确；各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间呈正相关，故已知细胞周期时间，根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间，但应统计多个视野中的比例，图中只有一个视野，无法准确推算，C错误；间期时的S期进行DNA分子复制，若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，细胞停滞在间期，故分裂间期细胞所占比例升高，D错误。7．下列有关细胞全能性的叙述，错误的是(　　)A．克隆绵羊“多莉”的诞生证明了动物细胞具有全能性B．细胞全能性产生的根本原因是细胞内有能发育成完整个体的全套遗传信息C．植物组织培养的成功表明植物细胞具有全能性D．细胞分化程度越高，它的全能性就越低解析：选A　克隆绵羊“多莉”的诞生仅表明了动物细胞核的全能性，不能说明整个动物细胞具有全能性；细胞具有全能性的根本原因是细胞内有该种生物的全套遗传信息；植物组织培养成功表明植物细胞具有全能性；细胞的分化程度越高，全能性越低。8．下列关于细胞生命活动的叙述，错误的是(　　)A．细胞分裂间期既有基因表达又有DNA复制B．细胞分化要通过基因的选择性表达来实现C．细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动D．细胞癌变由与癌有关基因的显性突变引起解析：选D　细胞分裂间期会进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，故既有基因表达又有DNA复制，A正确。细胞分化是通过基因的选择性表达来实现的，B正确。细胞凋亡是由基因决定的自动结束生命的过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，即细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动，C正确。细胞癌变是在致癌因子的作用下，原癌基因和抑癌基因发生突变并逐渐积累的结果，其中抑癌基因的突变是隐性的，原癌基因的突变是显性的，D错误。9．下列关于植物细胞的分化、衰老、凋亡的叙述，正确的是(　　)A．细胞分化过程中遗传物质发生改变B．幼小的植物体内一般不存在衰老细胞C．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡D．已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能解析：选D　细胞分化过程中，遗传物质没有发生改变；幼小的植物体也进行细胞更新，存在衰老细胞；细胞凋亡是由基因决定的，细胞坏死受各种不利因素影响；已分化细胞仍具有发育成完整个体的潜能。10．一颗种子长成参天大树，离不开细胞的分裂与分化。下列关于细胞分裂、分化的叙述，错误的是(　　)A．细胞的分化必然伴随着细胞的分裂，但分裂的细胞不一定发生分化B．细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率C．细胞的分裂与分化是多细胞生物个体发育的基础，并伴随在整个生命进程中D．细胞分化后形成的各种细胞中的蛋白质完全不同，但遗传物质相同解析：选D　多细胞生物只有通过细胞的分裂、分化才能形成不同功能的组织、器官，细胞的分化有利于提高各种生理功能的效率；细胞分化的实质是遗传信息的执行情况不同，分化形成的不同细胞部分蛋白质可能不同，但分化后遗传物质一般不能改变。11．如图是某动物细胞有丝分裂模式图，下列有关叙述错误的是(　　)A．上述细胞有丝分裂的顺序是甲→丁→乙→丙B．显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期C．开始出现染色体的时期是丁，染色体开始转变成染色质形态的时期是丙D．若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能是作用于丙图解析：选D　图中甲为间期，乙为后期，丙为末期，丁为前期，故图中细胞有丝分裂的顺序为甲→丁→乙→丙；细胞周期中，间期历时最长，显微镜下观察连续分裂的动物组织细胞，处于间期的细胞数目最多；细胞有丝分裂过程中，染色体出现在前期，消失转变为染色质在末期；纺锤体的形成是在前期。12．科学家发现了存在于高等生物细胞中的nuc－1基因，该基因编码的蛋白质能使DNA降解，所以nuc－1基因又被称为细胞“死亡基因”。据此分析，下列叙述错误的是(　　)A．靶细胞在免疫细胞的作用下死亡可能与nuc－1基因被激活有关B．在胚胎发育过程中细胞中的nuc－1基因也在表达C．该基因编码的蛋白质需要内质网、高尔基体的加工运输D．癌变细胞中nuc－1基因的表达可能会受阻解析：选C　靶细胞在免疫细胞的作用下死亡属于细胞凋亡，而nuc－1基因能导致细胞凋亡，A正确；在胚胎发育过程中有细胞凋亡，故细胞中的nuc－1基因也在表达，B正确；该基因编码的蛋白质能使DNA降解，可见该蛋白质合成后进入细胞核，而不是分泌到细胞外，故该基因编码的蛋白质不需要内质网、高尔基体的加工运输，C错误；癌细胞是无限增殖的“不死”细胞，说明癌细胞中nuc－1基因的表达可能会受阻，D正确。13．分别用β－珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(与细胞呼吸相关的酶)基因的片段为探针，与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总RNA进行分子杂交，结果见下表(注：“＋”表示阳性，“－”表示阴性)。下列叙述错误的是(　　)A.在成红细胞中，β－珠蛋白基因处于活动状态，卵清蛋白基因处于关闭状态B.输卵管细胞的基因组DNA中存在卵清蛋白基因，缺少β－珠蛋白基因C.丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要D.上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关解析：选B　依题意可知，以基因的片段为探针，可以检测不同细胞中基因的表达情况。由表格信息可知，在成红细胞中，β－珠蛋白基因获得表达，而卵清蛋白基因未表达，A正确；同一生物体的不同组织细胞中具有相同的基因，输卵管细胞中存在β－珠蛋白基因，只是未表达，B错误；丙酮酸激酶基因在三种细胞中都表达，说明其表达产物对细胞生命活动很重要，C正确；不同细胞功能的差异是细胞分化的结果，与基因的选择性表达有关，D正确。14．(2022·山东高考)某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是(　　)A．细胞核中的APOE可改变细胞核的形态B．敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老C．异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解D．异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用解析：选C　由“蛋白APOE可作用于细胞核骨架”可知，APOE可改变细胞核的形态，A正确；蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老，所以敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老，B正确；自噬是在溶酶体(如动物)或液泡(如植物、酵母菌)中进行，不在细胞核内，C错误；异染色质蛋白的自噬性降解产物是氨基酸，可被再利用，D正确。15．下列物质变化示意图中，不可能发生在有丝分裂过程中的是(　　)解析：选D　有丝分裂过程中，染色体的数目在分裂后期暂时加倍，分裂结束后又恢复到分裂前的数目，其变化过程与A项曲线相同；有丝分裂过程中，DNA在分裂间期复制，逐渐加倍，在分裂结束后DNA含量又恢复到原来的含量，其变化过程与B项曲线相同；体细胞中1条染色体上含有1个DNA分子，在有丝分裂间期，染色体复制后，每条染色体上含有2个DNA分子，DNA与染色体存在与C图相同的关系；整个分裂过程不会出现D图中DNA∶染色单体＝2∶1的数量关系。故选D。16．如图为有丝分裂相关的坐标曲线，下列相关说法错误的是(　　)A．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则c→d过程细胞中DNA含量不变B．若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则e点时一条染色体中DNA含量与a点相同C．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则a→c过程染色体数目不变D．若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则a→c过程染色体数目不变解析：选D　若纵坐标表示一条染色体中DNA含量，则c→d过程表示着丝粒分裂，细胞中染色体数目加倍，但DNA含量不变，A正确；若纵坐标表示一个细胞中DNA含量，a点和e点一条染色体均含1个DNA分子，B正确；若纵坐标表示一条染色体中DNA含量，由于染色体复制后，姐妹染色单体由一个着丝粒相连，c点着丝粒分裂前，仍为一条染色体，因此a→c过程染色体数目不变，C正确；若纵坐标表示一个细胞中DNA的含量，则b→c表示分裂期，在后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，D错误。二、非选择题(本题共4小题，共52分)17．(14分)对动植物细胞核中的DNA含量进行连续测定，得出如图甲所示曲线，图乙为某细胞有丝分裂过程中各时期的图像。请回答下列问题：(1)图甲中ab段相当于图乙的图________；这个过程在________上进行蛋白质的合成，原料是______，结构通式是__________________________________________________。(2)DNA复制发生在图甲中的__________段；染色体形态数目最清晰的时期是图乙中的图________，染色体数目加倍是在图乙中的图__________。(3)图甲中c点表示________期，此时细胞中将消失的是________和________。(4)动物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成与______有关，此外，在植物细胞中参与有丝分裂的细胞器还有__________、__________、____________。答案：(1)A　核糖体　 氨基酸　CRHH2NCOOH(2)ab　B　C　(3)末　染色体　纺锤体　(4)中心体　高尔基体　核糖体　线粒体18．(12分)如图表示某种动物细胞的生命历程，请回答有关问题：(1)①③所示的变化，在生物学上分别称为____________________。(2)④过程产生的细胞除细胞核体积增大外，细胞膜发生的变化是________________________________________________________________________。(3)③过程形成的细胞基因型相同，但蛋白质种类和数量不同的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)细胞凋亡是由______________决定的细胞自动死亡的过程，吞噬细胞吞噬凋亡细胞的过程体现了细胞膜具有______________的特点。(5)白血病患者常用异体骨髓移植的方法获得新的造血干细胞D，其新产生的血细胞与该白血病患者的其他体细胞相比，遗传信息将_________(填“改变”或“不改变”)。答案：(1)细胞分裂、细胞分化　(2)通透性改变，使物质运输能力降低(答出“通透性改变”即给分)　(3)基因的选择性表达　(4)基因(或遗传物质)　一定的流动性　(5)改变19．(12分)细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制，它借助溶酶体对细胞内受损的蛋白质、细胞器或入侵的病原体等进行降解并回收利用，其局部过程如图所示。据图回答下列问题：(1)衰老线粒体的功能逐渐退化，会直接影响细胞的__________。细胞自噬过程中细胞内由__________形成一个双层膜的杯形结构，________________从杯口进入，杯形结构形成具有双层膜的小泡。(2)细胞中水解酶的合成场所是________________。自噬溶酶体内的物质被水解后，其产物的去向是__________________________。由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会__________(填“增强”“减弱”或“不变”)。(3)神经退行性疾病是一类由突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。研究发现，提高细胞的自噬能力能治疗该类疾病，这是因为细胞自噬能_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)酵母菌液泡内富含水解酶，科学家在研究液泡与自噬的关系时，以野生型酵母菌为对照组，以液泡水解酶缺陷型酵母菌为实验组，在饥饿状态下，________________酵母菌细胞中出现自噬泡大量堆积现象。解析：(1)线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以衰老线粒体的功能逐渐退化，会直接影响细胞的有氧呼吸(能量供应)。题图显示：细胞内由内质网形成一个双层膜的杯形结构，衰老线粒体从杯口进入，杯形结构形成具有双层膜的小泡。(2)细胞中水解酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体。自噬溶酶体内的物质被水解后，其产物的去向是排出细胞或在细胞内被利用，由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会增强。(3)已知神经退行性疾病是一类由突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。而细胞自噬能清除细胞内突变的蛋白质，所以提高细胞的自噬能力能治疗神经退行性疾病。(4)当营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会增强，所以在饥饿状态下，与野生型酵母菌相比，液泡水解酶缺陷型酵母菌细胞中，会出现自噬泡大量堆积的现象。答案：(1)有氧呼吸(能量供应)　内质网　衰老线粒体　(2)核糖体　排出细胞或在细胞内被利用　增强　(3)清除细胞内突变的蛋白质　(4)(液泡水解酶)缺陷型20．(14分)某研究小组研究了不同浓度K2CrO4溶液处理对某植物根尖分生区组织细胞有丝分裂的影响，实验结果如表所示。(1)制作根尖细胞有丝分裂装片的流程为剪取根尖，放入盐酸和酒精的混合液中________3～5 min；将根尖放入清水中漂洗10 min；用____________对根尖染色3～5 min，压片后制成装片。(2)镜检时，每个根尖装片大约统计600个细胞，这样每种浓度K2CrO4溶液处理条件下应保证统计________个根尖装片，以降低实验误差。(3)实验结果表明，K2CrO4溶液对有丝分裂、染色体畸变和产生微核的影响依次是__________(填“促进”“抑制”或“无影响”)。(4)K2CrO4溶液处理使染色体发生断裂时，带有着丝粒的染色体在完成复制后，姐妹染色单体会在断口处黏合形成“染色体桥”，以下均为有丝分裂__________期图，能观察到“染色体桥”图像的是____________(填字母)。断裂后，没有着丝粒的染色体片段不能被________牵引，在有丝分裂________期核膜重建后，会被遗留在细胞核外，而成为微核。解析：(1)制作根尖细胞有丝分裂装片时，剪取根尖，放入盐酸和酒精的混合液中解离3～5 min；将根尖放入清水中漂洗10 min；用甲紫溶液或醋酸洋红液对根尖染色3～5 min，压片后制成装片。(2)表格显示，观察的细胞数量在4 000个左右，每个根尖装片大约统计600个细胞，共需要统计7个根尖装片。(3)实验结果表明，K2CrO4溶液能抑制细胞的有丝分裂，而对染色体畸变和产生微核的作用均表现为促进。(4)图中的染色体移向两极，表明题图均是有丝分裂后期图，能观察到“染色体桥”图像的是B和C。没有着丝粒的染色体片段不能被纺锤丝牵引，核膜的重建发生在有丝分裂的末期。答案：(1)解离　甲紫溶液(或醋酸洋红液)　(2)7(3)抑制、促进、促进　(4)后　B、C　纺锤丝　末学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.简述细胞生长和增殖的周期性。2.概述细胞有丝分裂的过程，阐述细胞有丝分裂的重要意义。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.有丝分裂过程中，在间期DNA加倍，在后期染色体数目暂时加倍。4.有丝分裂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。时期图像特征分裂间期①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成②细胞有适度的生长前期①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失③从细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体中期①每条染色体的着丝粒两侧，都有纺锤丝附着在上面②纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道板上后期①着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体②子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞的两极末期①染色体变成染色质丝，纺锤丝消失②核膜、核仁出现，形成两个新的细胞核③在赤道板的位置出现细胞板，逐渐扩展形成细胞壁细胞类型持续时间/h分裂间期分裂期细胞周期蚕豆根尖分生区细胞15.32.017.3小鼠十二指肠上皮细胞13.51.815.3人的肝细胞21122人的宫颈癌细胞20.51.522项目直线图扇形图图形间期a、ca分裂期b、db＋c＋d＋e一个细胞周期a＋b、c＋da＋b＋c＋d＋e周期G1SG2M合计时间/h1.32.72.90.67.5时期染色体形态染色体行为染色体数目染色单体数目核DNA数目间期复制2N0→4N2C→4C前期散乱分布于纺锤体中央2N4N4C中期着丝粒排列在赤道板上2N4N4C后期着丝粒分裂，移向两极2N→4N4N→04C末期平均分配到两个子细胞中4N→2N04C→2C成分或结构时期原因DNA间期DNA复制染色体后期着丝粒分裂中心体间期中心体复制细胞核末期新核膜已经形成，细胞质尚未分裂项目上升段的变化原因下降段的变化原因核DNA间期(S期)DNA复制，DNA数目加倍末期细胞一分为二，DNA数目减半染色体后期着丝粒分裂，染色体数目加倍末期细胞一分为二，染色体数目减半染色单体间期(S期)DNA复制，染色单体形成后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色单体消失学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.说明动植物细胞有丝分裂的异同。2.阐明有丝分裂中染色体和DNA等物质变化规律。3.能制作植物根尖分生区组织细胞有丝分裂的临时装片，观察、描述有丝分裂各个时期的特点。1.动物细胞区别于高等植物细胞有丝分裂的主要特征在于：①间期要进行中心粒倍增；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.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。时期植物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂间期无中心粒的倍增(低等植物细胞除外)中心粒倍增前期细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体中心粒发出星射线，形成纺锤体末期细胞板扩展为细胞壁，分割细胞质细胞膜从中部向内凹陷，缢裂细胞质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主要是间期有关蛋白质的合成中心体动物、某些低等植物细胞前期参与纺锤体的形成高尔基体植物细胞末期参与细胞壁的形成线粒体动植物细胞整个时期提供能量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位选取分裂旺盛的部位(如根尖、芽尖的分生区)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易错提醒①不清楚“解离”的作用原理，误认为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程②不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到③对取材原理不清楚，误认为根尖任何部位的细胞都可作为观察对象，实际上只有分生区细胞才可以作为观察对象实验人员操作取材解离漂洗染色制片甲根尖1～3 mm处－＋＋＋乙根尖1～3 mm处＋－＋＋丙根尖5～7 mm处＋＋＋＋学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.阐明细胞分化的概念，说出细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果，是形成多细胞生物体的必要过程。2.举例说明细胞的全能性在植物组织培养和动物克隆等方面的应用。3.说出干细胞的特点，关注干细胞在医学上的应用。1.细胞分化的实质是基因的选择性表达。2.细胞分化是一种持久性的变化，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。3.细胞的分化程度越高，细胞全能性相对越低，没有分化的细胞，如受精卵、早期胚胎细胞等也具有全能性。4.克隆猴核移植的成功，说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。5.实现细胞全能性的条件：离体、一定的营养物质、激素和适宜的温度、pH等。项目细胞分化细胞的全能性原理细胞内基因选择性表达已分化的细胞含有本物种全套遗传物质特点eq \a\vs4\al(①持久性,②普遍性,③不可逆性,④稳定性)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③全能性的体现要进行诱导和离体培养结果形成形态、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＞体细胞关系①二者的遗传物质都未发生改变②已分化的植物细胞仍然保持全能性③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.描述细胞衰老的特征和原因。2.描述细胞凋亡和细胞坏死的区别。3.探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系，关注老年人的健康。1.衰老的细胞内水分减少、多种酶活性降低、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.细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。个体衰老表现对应的细胞衰老原因皮肤干燥、发皱细胞内水分减少，细胞体积变小头发变白细胞内的(酪氨酸)酶活性降低老年斑细胞内色素的积累无力细胞内呼吸速率减慢吸收能力下降细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低比较项目细胞凋亡细胞坏死与基因关系受基因控制不受基因控制影响因素受遗传机制决定的程序性调控极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激与机体关系机体控制的主动性死亡，对机体有利不受机体控制的被动性死亡，对机体有害形态变化细胞变圆与周围细胞脱离细胞外形不规则变化结构变化染色质凝集，细胞分为一个个小体(凋亡小体)溶酶体破坏，胞浆外溢细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数50202～4细胞总RNA探针β－珠蛋白基因卵清蛋白基因丙酮酸激酶基因成红细胞＋－＋输卵管细胞－＋＋胰岛细胞－－＋K2CrO4溶液/(mmol·L－1)观察的细胞数量进行分裂的细胞数量染色体畸变的细胞数量产生微核的细胞数量04 01952303504 034467642871003 986314555341504 00828354658