高中生物专题06 细胞的生命历程-2021年高考生物一轮复习知识点梳理与归纳

这是一份高中生物专题06 细胞的生命历程-2021年高考生物一轮复习知识点梳理与归纳，共19页。教案主要包含了细胞不能无限长大的原因，真核细胞的分裂方式，无丝分裂等内容，欢迎下载使用。
实验 模拟探究细胞表面积与体积的关系
原理： NaOH和酚酞相遇呈紫红色当与琼脂相遇时，其中酚酞变成紫红色，因此，从颜色上的变化就知道NaOH扩散得有多远。在一定时间内，NaOH在琼脂块的每一侧扩散的距离大致相同。
步骤： 将含酚酞琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体， 放入烧杯内，
加入NaOH溶液，10min后取出，用纸巾吸干，用塑料刀将琼脂块切成两半。观察切面，测量每一块上NaOH扩散的深度。
分析： 琼脂块的表面积与体积之比（相对表面积）随着琼脂块的增大而减小， NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比也随着琼脂块的增大而减小。
结论：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。细胞表面积
限制了细胞的长大。
1．细胞为什么要分裂？或细胞为什么这么小？
（1）增大细胞膜表面积与体积比，有利于物质的运输（营养吸收与废物排出）以保证细胞正常生命代谢需要。
（2）保证适宜的核质关系，使细胞质能在细胞核的控制范围内。
2．卵细胞是一种特殊的细胞，因为它含有许多供胚胎发育的营养物质——卵黄，而使细胞体积增大了许多倍。但卵细胞一般与外界交换物质少，故表面积与体积的比例特殊。
一、细胞不能无限长大的原因：
(1) 细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大；
细胞体积越大，相对表面积（表面积/体积）越小，物质运输的效率越低。
(2) 受细胞核控制能力的制约。
真核细胞的增殖方式：无丝分裂、有丝分裂、减数分裂，其意义是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础
二、真核细胞的分裂方式
有丝分裂（人、植物）
无丝分裂（青蛙、红细胞）
减数分裂（生殖细胞特殊分裂）
注：细菌：二分裂（既不是有丝分裂也不是无丝分裂）
二、细胞周期
1、概念：连续分裂的细胞，从上一次分裂结束（=完成时），到下一次分裂结束
包括：㈠ 分裂间期：G1期：合成酶
S期： 复制DNA（s期DNA结构最不稳定，容易发生基因突变）
G2期：合成蛋白质
㈡ M期（分裂期）： 前、中、后、末
注：①连续分裂的细胞才具有细胞周期；例如：早期胚胎细胞、干细胞、分生区细胞、生发层细胞、癌细胞（不正常分裂）。
已分化的成熟的细胞一般不再具有分裂能力，没有细胞周期。（如洋葱表皮细胞，成熟叶肉细胞，动物肌肉细胞，红细胞、神经细胞等。
※ 减数分裂（细胞分裂结束后不再进行分裂）和无丝分裂没有细胞周期
②间期在前，分裂期在后；如下图(bc+cd)是一个细胞周期，但不能写成(ab+bc)（常考）
③间期长，分裂期短；观察有丝分裂时，选择分裂期相对较长的植物作实验材料。
④不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。
2. 影响细胞周期的因素
(1)内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同。间期与分裂期所占比例也不同。
(2)外部因素：主要有温度、pH、射线、生理和病理状况等，这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期。因为DNA复制、有关蛋白质合成、能量供给等生理过程都需要酶的参与。
有丝分裂过程（以高等植物细胞为例）
分裂间期特征：主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
结果：DNA分子加倍；染色体数不变（一条染色体含有2条染色单体）
染色单体形成于间期，出现（观察到）于前期，消失于后期。
有丝分裂全过程各个时期始终有同源染色体存在，但没有同源染色体的联会，不形成四分体，没有同源染色体的分离。
（2）分裂期
前期： ①：核仁解体、核膜消失
②形成纺锤体，染色质螺旋化成为染色体，散乱地分布在纺锤体的中央；
中期：每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上；（中期染色体的形态和数目最清晰）
后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，纺锤丝牵引子染色体向细胞两极移动。
末期：①染色体变成染色质，纺锤丝消失 ②核膜、核仁重现（细胞膜内陷），一个细胞分裂成为两个子细胞（细胞中央出现细胞板，逐渐形成新的细胞壁，最终形成两个子细胞。）
赤道板与细胞板的区别：
赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；
细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。
误区：后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果，染色体移向两极是纺锤丝牵引的结果。
(1)有丝分裂后期染色体着丝点一分为二，其原因是受生物体内遗传物质控制的一种生理活动，不是由纺锤丝牵引所致。
(2)用秋水仙素破坏纺锤体的形成，无纺锤丝牵引着丝点，复制后的染色体的着丝点照样分裂，使细胞中染色体数目加倍，这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。但是移向两极的过程确是纺锤丝牵引的结果。

3． 动植物细胞有丝分裂的不同点
= 1 \* GB3 ①分裂前期——纺缍体的形成方式不同：高等植物细胞由两极发出纺缍丝形成纺缍体，而动物细胞靠两组中心粒发出星射线形成纺缍体。
= 2 \* GB3 ②分裂末期——形成两个子细胞的方式不同：植物细胞在赤道板位置形成细胞板，向四周扩展形成细胞壁，一个细胞分成两个子细胞。动物细胞膜从中央向内凹陷缢裂成两个子细胞。
4．分裂完成后细胞的三种去向
(1)继续分裂：干细胞、皮肤生发层细胞、根尖分生区细胞。
(2)暂时停止分裂：仍有分裂能力，一定条件下仍可回到分裂周期中继续分裂，如机体受到损伤时肝细胞和黄骨髓造血细胞恢复其分裂能力。
(3)高度分化的细胞（终端分化细胞）：失去分裂能力。
4． 有丝分裂的意义：将亲代细胞的染色体经过复制(实质为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性状的稳定性。
【思考感悟】在有丝分裂过程中，细胞质中的遗传物质是否也能均等分配？
不是均等分配，而是随机地、不均等地分配到两个子细胞中。
三、无丝分裂
1、特点：在分裂过程中，没有染色体和纺锤体等结构的出现（但有DNA的复制）
2、过程：蛙的红细胞的分裂过程中，细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成为两个细胞核；接着整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。
3、举例：草履虫、蛙的红细胞等。

无丝分裂是真核细胞的分裂方式，原核生物不存在无丝分裂。
染色体、DNA、染色体组和染色单体数目变化规律(以二倍体生物为例)
3.DNA、染色体含量变化曲线
CD段形成原因：着丝点的分裂
与有丝分裂有关的相关细胞器的生理作用
实验：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
（选择的植物分裂期占细胞周期的比例越大越好）
一、实验原理
1．植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。
2．有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。
3．细胞核内的染色体(质)易被碱性染料着色。
二、实验流程
1．洋葱根尖的培养：实验前3～4 d，将洋葱放在装满水的广口瓶上，底部接触水，把装置放在温暖的地方，经常换水，以防烂根，待根长到5 cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。取材时，剪取根尖应为2～3 mm，过长会包括伸长区，无细胞分裂；
2．装片的制作
解离—漂洗--染色—制片
（一）解离所用药液--解离液（是由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1︰1混合而成的），解离的作用是使组织中的细胞分离开来。解离时间不宜过长，否则根尖细胞的结构会遭到破坏；
（二）漂洗所用的液体是蒸馏水，其作用是洗去解离液，利于染色。
（三）染色用0.01g·mL－1或0.02g·mL－1的龙胆紫溶液，目的是能使染色体着色。
（四）制片（压片）：需按压使细胞分散开以利于观察，压片时要掌握好力度，过轻，细胞分散不开；过重，会压坏玻片。
目的：使细胞分散开来，有利于观察。
3.观察装片的步骤
（一）先放在低倍镜下观察，找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密。
（二）再用高倍镜观察。
（三）统计视野中处于各时期的细胞数。
显微镜下观察到的都是死细胞，不能观察到有丝分裂的动态变化，若视野中找不到某一时期的细胞，可通过移动玻片在邻近的区域中寻找。在显微镜下观察到间期的细胞数目最多，因为间期历时最长。
分裂期占细胞周期的比例越大，越利于进行观察实验。
4．绘图。
(1)动物细胞一般画成圆形，最外层代表细胞膜；植物细胞一般画成长方形、最外层代表细胞壁。
（2）动物细胞和低等植物细胞要画出中心体，高等植物细胞不能画。
(3)细胞分裂后期图像应注意三点：
①移向两极的染色体形态，不能画反，正确的应为染色体臂朝向中央，着丝点靠近两极；②上下对应的两条子染色体的大小、形状、颜色完全相同；
③每－极同源染色体都应成对存在(以二倍体生物为例)。
考点提示：
（1）培养根尖时，应选用老洋葱，因为新洋葱尚在休眠，不易生根。
（2）根尖分生区的细胞能进行有丝分裂；上午10时到下午2时细胞分裂活跃。
（3）解离是为了使细胞相互分离开来，压片是为了使细胞相互分散开来；再加一块载玻片是为了受力均匀，防止盖玻片被压破。
（4）分生区细胞中，什么时期的细胞最多？为什么？
答：间期；因为在细胞周期中，间期时间最长。
（5）所观察的细胞能从中期变化到后期吗？为什么？
答：不能，因为所观察的细胞都是停留在某一时期的死细胞。
（6）观察洋葱表皮细胞能否看到染色体？为什么？
答：不能，因为洋葱表皮细胞一般不分裂。
（7）若观察时不能看到染色体，其原因是什么？
答：没有找到分生区细胞；没有找到处于分裂期的细胞；染液过稀；染色时间过短。
第2节 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变
一． 细胞分化
1.细胞分化概念：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。
有丝分裂
细胞分化

2、细胞分化的原因：是基因选择性表达的结果
（注：细胞分化过程中基因没有改变，同一个体不同细胞中DNA相同，RNA、蛋白质不完全相同）
3. 特点：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。（离开动植物且给予一定外界条件才可逆）
4. 意义：①细胞分化是生物个体发育的基础。
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
细胞分裂的结果是：细胞数目的增加；
细胞分化的结果是：细胞种类的增加
联系:细胞分裂是细胞分化的基础。
2．细胞分化的不可逆性及脱分化
在生物体内，细胞分化是一种稳定的程序性变化，一般是不可逆转的。
但在人工实验条件下，分化的组织细胞能脱分化
3. 管家基因：所有细胞中均表达的一 类基因，其产物（蛋白质）是对维持细胞基本生命活动所必需的。如呼吸酶基因、ATP 合成酶基因等。
4. 奢侈基因：不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物蛋白质赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。如 抗体基因、胰岛素基因等。
例如:受精卵分化产生肌细胞和胰岛 B 细胞，两种细胞所含的遗传信息相同。但是肌细胞中编码肌动蛋白和肌球蛋白的遗传信息得到执行，编码胰岛素的遗传信息没有执行；而在胰岛 B 细胞中编码胰岛素的遗传信息得到执 行，编码肌动蛋白和肌球蛋白的基因没有执行

二． 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、细胞具有全能性的原因：细胞包含有该物种所特有的全套遗传物质。
3、细胞全能性实例：胡萝卜根细胞或组织离体培养成新的胡萝卜植株。
4、克隆动物：可以说明动物体细胞核具有全能性。
5． 细胞全能性表达的条件
(1)离体(必要条件)。
(2) 在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件
6.细胞全能性大小比较（分化程度越高，全能性越低)
物种不同： 植物细胞＞动物细胞
分化程度不同： 受精卵＞生殖细胞＞体细胞
分裂能力不同： 分裂能力强＞分裂能力弱
注意：由细胞（起点）发育成一个完整个体（终点），才能体现细胞的全能性。
由种子发育为一个个体不是全能性
注意 (1)细胞分化是不可逆的，这是指在生物体内。有的题目却说是可逆的，这是指在离体条件下。这两句话都正确。
(2)eq \a\vs4\al(细胞全能性,表达的类型)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(体细胞——胡萝卜韧皮部细胞―→植株,生殖细胞\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(花药―→单倍体植株,卵细胞―→雄蜂))))
三、干细胞的概念：
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
干细胞分类：专能干细胞（例如成纤维细胞）， 多能干细胞（如造血干细胞），全能干细胞（如胚胎干细胞）
2、特点
进行不对称分裂，即分裂产生2个细胞，一个是干细胞，另一个经过分化形成多种体细胞。
细胞衰老
(2)多细胞生物:体内的细胞总是不断地更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态，但从整体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。细胞衰老是个体衰老的内因，衰老个体中衰老细胞多。
2． 衰老的特征
①细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢；（皱纹）
②细胞内多种酶的活性降低；（头发白）
③细胞内的色素随细胞衰老而逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能（老年斑：色素积累）
④细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深；
= 5 \* GB3 ⑤细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
3．细胞衰老的原因：
①自由基学说
②端粒学说
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。
(2)类型eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(个体发育中细胞的编程性死亡,成熟个体中细胞的自然更新,被病原体感染的细胞的清除))
(3)意义eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(保证多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰))
细胞凋亡，即细胞编程性死亡，是一种自然生理过程；与细胞凋亡密切相关的细胞器是溶酶体。
（4）． 细胞凋亡与细胞坏死的区别：
细胞凋亡由基因决定的细胞程序性死亡。
细胞坏死是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡
癌细胞
一、 癌细胞概念（见课本）
二、癌细胞的特征
1、在适宜的条件下，能无限增殖。（原因是没有接触抑制）
2、形态结构发生显著变化
3、表面发生了变化。（原因是细胞膜上糖蛋白等物质的减少，使癌细胞间黏着性下降，容易在体内分散和转移）
三、癌变机理
细胞癌变原因：原癌基因和抑癌基因的突变
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；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使得原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
间期
前期
中期
后期
末期
核DNA数(2n)
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
染色单体数
0→4n
4n
4n
4n→0
0
染色体数(2n)
2n
2n
2n
2n→4n
2n
同源染色体对数
n
n
n
n→2n
n
染色体组数
2
2
2
2→4
2
细胞器名称
细胞类型
时期
生理作用
核糖体
动物、植物
整个时期，但是主要是间期
各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质)的合成
中心体
动物、低等植物
前期
纺锤体的形成
高尔基体
植物
末期
细胞壁的形成
线粒体
动物、植物
整个时期
提供能量