苏教版2019高一生物必修一第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡（单元复习课件）

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高中生物学（2019苏教版）第四章 细胞增殖、分化、衰老和死亡章末复习本章知识网络知识点一细胞增殖与动物细胞的有丝分裂一、生物体的生长主要是细胞增殖的结果1．多细胞生物体体积的增大，与细胞数量增多和细胞体积增大有关。2．生物体的细胞不能无限长大的原因(1)合适的细胞体积能保证细胞与周围环境进行正常的物质和信息交换，保证细胞内物质运输和信息传递的正常进行。(2)当细胞体积增加过大时，细胞的相对表面积就变小，细胞与周围环境的物质和信息交换的效率也可能会降低。(3)当细胞体积增加过大时，会影响细胞核对细胞的控制，不利于细胞生命活动的进行。 二、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%。 三、动物细胞的有丝分裂1．着丝粒和着丝点：是染色体结构的重要组成部分，着丝粒连接两条姐妹染色单体；在电镜下，着丝点为圆盘状结构，其外侧主要与纺锤体微管相连，内侧与着丝粒相互交织。2．中心体：常在细胞分裂间期进行复制。 3．纺锤体：主要由微管及其结合蛋白组成，动物细胞分裂前期星射线的形成和两个中心体向两极的运动，标志着纺锤体装配的开始。 4．动物细胞分裂间期和有丝分裂各时期的变化特点分析有丝分裂过程中染色体行为的变化规律1．根据图示回答问题： (1)图中由A到B变化的原因是什么？发生在细胞分裂的什么时期？DNA复制。发生在细胞分裂间期。(2)由B到C发生了什么变化？发生在细胞分裂的什么时期？变化的意义是什么？ 染色质高度螺旋化(凝缩)、缩短变粗形成染色体。发生在细胞分裂前期。有利于染色体的分离。(3)和A相比，C的染色体数目有没有变化？其中的1和2是什么关系？ 没有变化。1和2是两条姐妹染色单体。(4)连接1和2的结构是什么？ 着丝粒。分析图1和图2，回答下列问题：(1)图1说明姐妹染色单体的分离是不是纺锤丝的牵引，为什么？不是；姐妹染色单体分离的原因是分离酶降解黏连蛋白，使黏连蛋白复合体分裂。(2)图2说明染色体在纺锤丝的作用下如何移向细胞两极？ 组成纺锤丝的微管二聚体逐步解聚，使纺锤丝不断缩短，从而牵引染色体移动。分析有丝分裂过程中染色体数目的变化规律假设一个二倍体动物细胞中染色体和核DNA数均为2n，回答下列问题：(1)将下表补充完整 (2)根据上述表中数据在如图所示的坐标图中画出进行有丝分裂细胞的细胞周期中染色体和核DNA的数量变化曲线。(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： (2)根据比例关系判断各时期： 1．多细胞生物体中，细胞不能无限长大，也不能无限缩小，下列叙述错误的是(　　)A．细胞体积越大物质运输效率越低B．不同生物细胞体积大小相差很大C．细胞受细胞核所能控制的范围制约不能无限长大D．细胞器和酶等需要一定的空间，使细胞不能无限缩小 答案　B解析　不同生物细胞体积大小相差很小，细胞数量相差很大，B错误。 2.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 答案　A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。3．如图是动物细胞有丝分裂过程中染色体形态示意图。下列叙述正确的是(　　)A．图乙与图丁细胞内染色体数量相等B．图甲细胞内含有8个核DNA分子、8条染色单体C．图丙细胞内有8条染色单体D．细胞分裂的顺序为乙、丁、甲、丙 答案　B解析　图乙中有4条染色体，图丁中有8条染色体，A错误；图甲中每条染色体上都有姐妹染色单体，共有8个核DNA分子、8条染色单体，B正确；图丙处在末期，没有染色单体，C错误；细胞分裂的正确顺序是前期(乙)、中期(甲)、后期(丁)、末期(丙)，D错误。 4．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。知识点二　植物细胞的有丝分裂、减数分裂和无丝分裂一、动、植物细胞有丝分裂的异同、减数分裂和无丝分裂1．动植物细胞的细胞周期的异同(1)相同点：基本过程相同，都要经历分裂间期和分裂期。(2)不同点：高等植物细胞没有中心体，也没有星射线，在分裂前期，由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；在分裂末期，在赤道面处形成细胞板，细胞板由中央向四周扩展形成新的细胞壁。 2．有丝分裂的意义在分裂间期，染色体复制(主要是DNA复制)一次，在有丝分裂中，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子代细胞中，这保证了子代细胞与亲代细胞中遗传信息的一致性。 3．减数分裂(1)减数分裂是一种特殊的有丝分裂，是产生有性生殖细胞的分裂方式。(2)与有丝分裂的不同：细胞减数分裂仅进行一次染色体复制，细胞连续分裂两次，产生的生殖细胞染色体数量减半。(3)实例：人的体细胞有23对染色体。 4．无丝分裂(1)过程：细胞核先延长，核从中部缢裂成两个子细胞核，接着整个细胞也从中部缢裂成两个子代细胞。(2)特点①没有染色体和纺锤体等结构出现。②不是真核细胞的一种正常的普遍分裂方式。(3)实例：在高等动物体内，某些迅速增殖的组织，如口腔上皮细胞、伤口附近的细胞和体外培养的动物细胞，可以通过无丝分裂的方式形成新细胞。 比较动、植物细胞有丝分裂如图是动物细胞和高等植物细胞分裂间期和有丝分裂的对比图，据图分析回答下列问题： (1)动植物细胞分裂间期的区别主要是什么？高等植物细胞没有中心体，分裂间期不进行中心体的复制。(2)动植物细胞分裂前期形成纺锤体的方式有什么不同？ 高等植物细胞是由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，动物细胞是由中心体周围发出星射线形成纺锤体。(3)动植物细胞分裂末期细胞胞质的分裂有什么不同？ 高等植物细胞中央出现细胞板，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，将一个亲代细胞分裂成两个子代细胞；动物细胞质膜在赤道面位置处向内凹陷，一个亲代细胞缢裂成两个子代细胞。与细胞分裂有关的细胞器及其生理作用二、观察植物根尖细胞有丝分裂1．实验原理(1)幼根根尖的分生区生长旺盛，细胞常处于分裂的不同时期，选择幼根根尖制作临时玻片标本，可观察到细胞有丝分裂中染色体变化的现象。(2)根尖材料经解离后，细胞相互分离，便于压片时将细胞分散开。(3)采用碱性染料对染色体或染色质进行染色，便于观察。 2．实验步骤(1)洋葱根尖的培养：实验前5～6 天，将洋葱放在装满清水的烧杯(或试管)上，让其底部接触水面，置于温暖处培养，待根生长至2～5 cm时，剪取生长健壮的根尖备用。(2)制作玻片标本 (3)观察①先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜仔细观察。②绘制细胞分裂各时期简图。 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？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？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？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。 根据下图和教材内容回答下列问题：(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？ 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？不能，因为所观察的细胞都是停留在某一时期的死细胞。 实验成功的关键及注意事项5．如图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析，下列判断正确的是(　　)A．该细胞是动物细胞B．染色体数和核DNA数相等的有②③C．该细胞图②中有中心体、线粒体和高尔基体参与活动D．该细胞图①中无染色单体答案　B解析　图中细胞有细胞壁，且在末期形成细胞板，为植物细胞，A错误；②③细胞中不含染色单体，染色体数与核DNA数之比为1∶1，B正确；图②中无中心体参与活动，有线粒体和高尔基体参与，C错误；图①中一个染色质上有两个DNA分子，有染色单体，D错误。6．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，实验现象明显答案　C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。知识点三　细胞分化和细胞全能性一、细胞分化形成复杂的多细胞生物体1．概念：在个体发育中，由一个或一种细胞经细胞分裂产生的子代细胞，在形态结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程。2．举例：造血干细胞分化为红细胞、血小板、白细胞等。3．特点(1)持久性：一般来说，分化后的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。(2)普遍性：细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。4．结果：在个体发育中，细胞分化能增加细胞的类型，不同类型的细胞构成了多细胞生物体的各种组织和器官，执行不同的生理功能。5．意义(1)是生物体发育的基础。(2)有利于提高各种生命活动的效率。 6.细胞分化的过程7．细胞分化的基础：各种 细胞具有完全相同的遗传物质，即携带本物种的全套遗传信息。8．细胞分化和细胞分裂的四个警示点(1)细胞分化的过程中一定发生细胞分裂，但细胞分裂过程中不一定发生细胞分化。(2)细胞分化强调的是在细胞数目增多时其形态结构和生理功能也发生变化。(3)单纯的细胞分裂强调的是细胞数目增多，其形态结构和生理功能不发生变化。(4)细胞分化和细胞分裂后细胞所含的DNA都不发生变化。 二、分化后的细胞仍然具有全能性1．植物细胞的全能性：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，即植物细胞具有全能性。2．细胞的全能性：细胞分裂和分化后，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。 3．动物细胞核移植技术(1)实例①美洲爪蟾的核移植 ②克隆羊多莉 (2)结论：高等动物已分化的体细胞的细胞核仍然保持着全套的遗传物质，是具有全能性的。(3)与植物细胞相比，由单个高度分化的动物体细胞培育成新个体的过程更具有复杂性。 4．细胞具有全能性的原因生物体的每一个细胞都含有保持该物种遗传特性的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因，在适宜的条件下，就能发育成完整的新个体。5．植物细胞全能性表达的条件(1)离体状态。(2)无菌环境。(3)需要适宜的水分、无机盐、有机营养和激素等。(4)适宜的温度等条件。6．不同细胞的全能性大小(1)植物细胞的全能性易于表达，而动物细胞的全能性受到极大限制。(2)同一生物体细胞全能性的大小：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。(3)随着细胞分化程度的不断提高，细胞全能性的表达能力逐渐变小。(4)与细胞的分裂能力呈正相关，即一般分裂能力越强，全能性越大。 7.如图为“细胞核重编程技术”的操作流程模式图。据图判断，下列说法正确的是(　　)A．干细胞分化形成的表皮细胞中核DNA数目发生了变化B．干细胞分化形成的心肌细胞中染色体数目发生了变化C．造血干细胞属于未分化的细胞D．某些干细胞可用于治疗因胰岛细胞受到损伤而引起的糖尿病答案　D解析　细胞分化的实质是遗传信息的执行情况不同，分化过程中细胞中的核DNA数目和染色体数目不变，A、B错误；造血干细胞是已分化的细胞，但它们不是高度分化的细胞，它们有能力继续分化成其他细胞，如血细胞，C错误；可以通过干细胞分化形成胰岛B细胞，来治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病，D正确。8.2017年底，我国科学家成功培育出世界首例体细胞克隆猴“中中”和“华华”。下列有关叙述错误的是(　　)A．克隆猴是通过细胞核移植技术实现的B．克隆猴的性状表现与供体猴基本相同C．克隆猴的成功说明体细胞具有全能性D．该技术有望增加濒危动物的存活数量 答案　C解析　克隆猴的成功说明动物体细胞核具有全能性，C错误。 知识点四　细胞衰老和细胞死亡一、细胞衰老1．概念：细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应过程，发生的变化最终反映在细胞的形态结构和生理功能上。2．衰老的表现(1)细胞萎缩，细胞内的水分减少，体积变小。(2)细胞核体积增大，核膜皱折，染色质固缩。(3)细胞质膜通透性改变，物质运输功能降低。(4)细胞内多种酶的活性降低，代谢速率减慢，色素逐渐积累；细胞内物质交换和信息传递受阻。 3．原因：细胞衰老与细胞自身有关。(1)端粒学说①端粒：是真核生物染色体末端的DNA重复序列，能维持染色体的稳定性。②特点：每次细胞分裂后，端粒DNA序列就会缩短一截。随着细胞分裂次数的增多，端粒不断缩短，当端粒长度缩短到一定程度时，细胞就无法继续分裂，从而导致细胞衰老与死亡。(2)自由基学说①细胞内活泼的带电分子或基团在氧化反应中会产生大量的自由基。②自由基常带有未配对的电子，表现出高度的反应活跃性，会攻击和破坏细胞内各种具有正常功能的生物分子。当自由基破坏生物膜成分中的磷脂分子时，又会产生许多新的自由基，这些自由基将会参与攻击其他生物分子，如DNA或蛋白质分子，最终导致细胞衰老。 衰老的表现及形成原因二、细胞死亡1．概念：细胞死亡往往受细胞内遗传机制决定的“死亡程序”控制，是一个主动而非被动的生理过程，常被称为细胞程序性死亡。2．方式：主要包括由细胞自噬导致的自噬性细胞死亡、细胞坏死和细胞凋亡。 (1)细胞自噬①概念：细胞通过溶酶体(动物)或液泡(酵母菌和植物)与双层膜包裹的细胞自身物质融合，从而降解细胞自身物质的过程。 根据细胞自噬基本过程的示意图，回答下列问题：(1)图示与溶酶体融合的自噬体有几层生物膜构成？两层。(2)当细胞养分不足时，细胞自噬作用会如何变化，其意义是什么？细胞自噬作用会增强。处于营养不足条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量，从而维持细胞内部环境的动态平衡。 (2)细胞坏死①概念：多为细胞在强烈的理化因素或生物因素作用下受到严重损伤，引起自身死亡的过程。②表现：细胞胀大，染色质不发生凝集，线粒体膨大，核膜破裂。细胞质膜破裂，细胞内容物外溢。③结果：对周围细胞产生伤害，引发炎症反应。 (3)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。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。 分析细胞坏死和细胞凋亡过程示意图，回答下列问题：(1)诱发细胞坏死和细胞凋亡的原因是什么？细胞坏死的原因是细胞在强烈的理化因素或生物因素作用下受到严重损伤；细胞凋亡的原因是细胞内基因所调控的程序性死亡。(2)根据图示，细胞坏死和细胞凋亡过程中细胞核、细胞质膜和细胞器如何变化？细胞坏死过程中核膜和细胞质膜破裂，染色质不发生凝集，线粒体膨大。细胞凋亡过程中染色质凝集、分离并沿核膜分布，细胞质膜反折，包裹细胞器等碎片，形成凋亡小体。(3)为什么细胞坏死会引起炎症反应而细胞凋亡不会？细胞坏死时，细胞内容物释放到细胞外，对周围细胞产生伤害，引发炎症反应；细胞凋亡时，细胞会形成凋亡小体，从而被吞噬细胞吞噬，不会产生炎症反应。(4)细胞凋亡的意义有哪些？细胞凋亡对生物个体的正常发育、生命活动稳定状态的维持以及抵御外界各种因素的干扰具有重要作用。 细胞衰老与细胞坏死、细胞凋亡的内容比较9．细胞衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现，是不可逆的生命过程。最新研究表明，现代人类面临着三种衰老：生理性衰老(随着年龄增长所出现的生理性退化)、病理性衰老(即早衰，由于内在或外在的原因使人体发生病理性变化，使衰老现象提前发生)及心理性衰老(由于精神或体力负担过重而导致过早衰老，常表现为“未老先衰”)。下列叙述错误的是(　　)A．“早衰”及“未老先衰”说明环境因素会影响细胞衰老B．衰老的细胞中多种酶的活性降低，细胞质膜通透性改变C．老年人头发变白的原因是细胞内不能合成酪氨酸酶D．人衰老后会出现免疫力下降、适应环境的能力减弱等现象答案　C解析　老年人头发变白的原因与细胞内酪氨酸酶的活性下降有关，并非不能合成酪氨酸酶，C错误。 10.细胞内受损后的线粒体释放的信号蛋白，会引发细胞非正常死亡。如图表示细胞通过细胞自噬及时清除受损线粒体及其释放信号蛋白的过程，下列说法错误的是(　　)A．自噬体可能发生(来源)于内质网，由4层磷脂分子构成B．自噬作用清除受损细胞器，维持细胞内部环境的稳定C．自噬体将水解产物排出体外，以避免细胞凋亡D．溶酶体具有识别功能答案　C解析　由题图可知，自噬体具有双层膜，因此在不考虑线粒体膜的情况下，其含有4层磷脂分子，A正确；及时清除受损的线粒体及信号蛋白的过程发生在细胞内，因而能维持细胞内部环境的稳定，B正确；自噬体内的物质被水解后，其产物有的可以被细胞重新利用，不能被利用的则排到细胞外，C错误；溶酶体只有识别自噬体后才能与其融合，可见溶酶体具有识别功能，D正确。11.如图表示细胞凋亡过程中的一系列变化。下列有关叙述错误的是(　)A．细胞凋亡是正常细胞必经的生命历程B．细胞凋亡在生物个体发育过程中具有重要作用C．细胞凋亡过程不发生细胞质膜的破损D．细胞凋亡产生的凋亡小体会引起炎症反应，导致组织损伤答案　D解析　细胞凋亡既受基因调控，又受环境影响，是正常细胞必经的生命历程，A正确；细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育、生命活动稳定状态的维持以及抵御外界各种因素的干扰，都起着非常关键的作用，B正确；细胞凋亡过程不发生细胞质膜破裂，利用细胞质膜的流动性产生较小的凋亡小体，C正确；细胞凋亡产生的凋亡小体更易被吞噬细胞吞噬分解，不会引起炎症反应，D错误。12．下列与细胞凋亡和坏死有关的叙述，错误的是(　　)A．干细胞中存在与细胞凋亡有关的基因B．被病原体感染的细胞的清除都属于细胞坏死C．细胞凋亡与坏死过程中代谢活动都发生变化D．细胞凋亡与坏死对个体发育的影响不同答案　B解析　许多病毒感染人体后，可引起细胞坏死或细胞凋亡，B错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，对个体发育是有利的；而细胞坏死是由外界不利因素引起的细胞非正常性死亡，对个体发育是不利的，D正确。 非常感谢您的收看