生物学科教师辅导讲义课题专题五细胞的生命历程教学内容本节重难点一、细胞增殖细胞增殖是生物的重要生命特征。
细胞以分裂方式增殖,通过它,单细胞生物能产生后代,多细胞生物则可以由一个受精卵经过分裂和分化,最终发育为一个多细胞个体。
在增殖过程中可以将复制的遗传物质分配到两个子细胞中去,可见,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
表面积/体积——→物质运输速率体积增大→细胞生长细胞核/细胞质——→控制与必需生长减数分裂数目增多→细胞分裂有丝分裂无丝分裂:特点:分裂中无纺锤丝和染色体的变化1、细胞周期连续分裂的细胞,从上一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。
包括分裂间期和分裂期。
分裂间期:DNA复制与蛋白质的合成,同时细胞有适度的增长,对于细胞分裂来说,它是整个周期中为分裂期作准备的阶段。
分为G1期、S期、G2期前期:核膜核仁消失;染色质变成染色体,纺锤丝变成纺锤体;形态散乱,此时每条染色体都含有两条染色单体,由一个着丝点相连,称为姐妹染色单体。
分裂期M:中期:染色体排成一个平面,叫赤道板;每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的一个平面上,染色体的形态比较稳定纺锤体清晰可见;便于观察后期:着丝点一分为二裂开;染色体数加倍,形成两条子染色体,在纺锤丝的牵引下平均分配并向两极移动末期:核膜核仁出现;染色体变成染色质,纺锤体消失;核仁、核模重新出现,将染色质包围起来,形成两个新的子细胞,然后细胞一分为二。
细胞壁重建2、细胞分裂的过程(动物细胞)前期中期后期末期3、注意:染色体数 = 着丝点数 DNA数 = 线条数染色体复制后才有染色单体,着丝点分裂后又无染色单体4、假定某生物体中一个体细胞内的染色体和DNA的含量为2N,填写下表:间期前期中期后期末期染色体数目2N 2N 2N 4N 2NDNA数目2N→4N 4N 4N 4N 2N染色单体数0→4N 4N 4N 0 0记忆口诀:膜仁消失现两体,形定数晰赤道齐,点裂数增均两极,两消两现重开始5、染色体、DNA、染色单体的变化曲线二、细胞分化1、细胞分化:细胞分化是指在个体发育中,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。
它是一种持久性的变化,发生在生物体的整个生命过程中,但在胚胎时期达到最大限度。
经过细胞分化,生物体内会形成各种不同的细胞和组织,这种稳定性的差异是不可逆的。
细胞分化程度:体细胞>胚胎细胞>受精卵⊙实质:细胞中遗传信息的执行情况不同(基因选择性表达)⊙主要特点:①持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎期达到最大程度②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③普遍性:生物界普遍存在,是生物个体发育的基础⊙意义: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。
2、细胞全能性:高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,即保持着全能性。
细胞全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全部的遗传信息,都有发育成为完整个体所必需的全部遗传物质。
理论上,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
细胞全能性的大小:受精卵>胚胎细胞>体细胞通常情况下,生物体内细胞并没有表现出全能性,而是分化成为不同的细胞、组织,这是基因在特定的时间和空间条件下基因的选择性表达的结果。
⊙特点:1.高度分化的植物体细胞具有全能性,植物细胞在离体的情况下,在一定营养的物质,激素和其他适宜的外界条件下,才能表现其全能性。
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。
△在多细胞生物中每个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因,只要条件许可,都可发育成完整的个体。
三、细胞衰老和凋亡1、生物体内的细胞多数要经过未分化、分裂、分化和死亡这几个阶段。
因此,细胞的衰老和死亡是一种正常的生命现象。
衰老细胞具有的主要特征有以下几点:①.在衰老的细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速度减慢。
例题检验1.(2012上海)(三)回答下列有关细胞的问题。
(8分)表2数据为实验测得体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间(单位:小时)2.(2012上海)40.在图14中绘出该种细胞的细胞周期曲线图并注明各期名称(假设体细胞DNA相对含量为3.(2012上海)41.若在上述细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂,处于______期的细胞立刻被抑制,再培养_____小时,则其余细胞都将被抑制在G1,S期交界处;去除抑制剂,更换新鲜培养液,细胞将继续沿细胞周期运行,在所有细胞达到______期终点前,再加入DNA合成抑制剂,则全部细胞都被阻断在G1/S期交界处,实现细胞周期同步化。
4.(2012上海)42.s期的启动需要一种蛋白质分子作为启动信号,这种蛋白质在S期之前合成并存在于s期全过程中。
若将S期和G1期细胞融合,则G1期细胞核进入S期的时间将________。
5.(2012上海)43.在电镜下观察处于M期的细胞,可见纺锤体由细胞两极的________发出。
在M期中消失又出现的细胞结构是___________。
【答案】40.41.S 15 G1 ;42.提前;43.中心体核膜(或核仁、或细胞核)“汉水丑生的生物同行)【解析】40.在减数分裂的过程中,DNA分子的复制发生在细胞分裂间期的S期,之后直到细胞分裂期的末期DNA含量才减半,据此可画出对应的DNA含量变化图。
题中数据可知,DNA的合成在S期;当在培养液中加入过量的DNA合成抑制剂时,DNA合成被抑制,即S期的细胞立刻被抑制。
若使所有细胞都停留在G1,S期交界处,则刚完成DNA复制的细胞需要经过G2、M和G1,共需要15小时。
若要使所用细胞停留在G1,S期交界处,则应在G1期终点之前,加入DNA合成抑制剂。
将S期和G1期细胞融合后,G1期的细胞中含有作为启动S期信号的蛋白质,使G1期的细胞比正常培养下提前进入S期。
43.由题意可知,M期是细胞分裂期,在此时期纺锤体有细胞两极的中心体发出,核仁核膜消失。
【试题点评】本题考查了细胞有丝分裂过程中不同时期的DNA含量变化、DNA抑制剂作用的原理及在细胞分裂周期中作用的时间段、分裂期纺锤体的形成过程,分裂期中细胞结构的变化等内容,同时考查了学生的作图能力和提取信息的能力,基础性强,难度不大。
6.(2010新课标)1.下列有关细胞的叙述,正确的是A.病毒是一类具有细胞结构的生物B.蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状C.人体所有细胞的细胞周期持续时间相同“汉水丑生的生物同行”超级群公益作品(汉水丑生2012-7-13标记)D.内质网膜和高尔基体膜都具有流动性解析1:病毒是非细胞结构的生命体。
蓝藻细胞属于原核细胞,其最大的特点是不具有细胞核。
人体细胞的周期长短差距很大,不是相同的。
【答案】D【解析2】病毒不具有细胞结构,是没有细胞结构的生物。
蓝藻为原核生物,没有核膜包围的真正细胞核。
细胞周期持续的时间,不同细胞的细胞周期不同。
细胞膜、内质网膜等膜结构都具有一定的流动性,这是生物膜结构的结构特点。
【评析】本题考察了生物必修I中关于细胞的内容,讨论了有细胞结构的生物和无细胞结构的生物,真核细胞和原核细胞的区别,生物膜的流动镶嵌模型的构建,以及细胞周期的内容,应该说考察的难度不高,非常适合作为高考的第一题。
不过个难度的试题处在高考中还是有点让人意外的。
“汉水丑生的生物同行”超级群公益作品(汉水丑生2012-7-13标记)水丑生的生物同行”超级群公益作品7.(2009天津)1. 下列选项中,两类细胞的染色体数目均可呈周期性变化的是蛙的红细胞与淋巴细胞小鼠骨髓瘤细胞与杂交瘤细胞人的胚胎干细胞与成熟红细胞牛的精细胞与精原细胞答:B【解析】染色体数目呈周期性变化的一定是处于分裂的细胞,题中蛙的红细胞、淋巴细胞、成熟的红细胞、牛的精细胞均不再分裂了,小鼠骨髓瘤细胞、杂交瘤细胞以及精原细胞都具有细胞周期,能进行分裂,所以B正确。
8.(2008山东)6.分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。
将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融合后,可能出现的情况是A.来自G1期细胞的染色质开始复制 B.融合细胞DNA含量是G1期细胞的2倍C.来自G1期细胞的染色质开始凝集 D.融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转答案:C 解析:此题主要考察必修一中的细胞增殖,难度稍大。
分裂期细胞内存在促进染色质凝集的物质,细胞融合后,来自G1期细胞的染色质便会开始凝集为染色体, C选项正确;凝集后,高度螺旋化的染色体由于无法实现DNA的解螺旋,染色体也无法完成复制,故A选项错误;分裂期细胞的DNA已经过复制加倍,故融合细胞的DNA含量是G1期细胞的3倍(核DNA),故B选项错误;融合后细胞的细胞周期会重新调整运转,D选项错误。
丑生的生物同行”超级群公益作品(汉水水丑生的生物同行”超级群公益作品(汉水丑生2012-7-13标记)9.(2012四川)1.蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中,下列行为在细胞内不能发生的是()A.基因的选择性表达 B. DNA 的半保留复制C. 同源染色体的分离 D.姐妹染色单体的分开“汉水丑生的生物同行”超级群公益作品(汉水丑生2012-7-13标记)【答案】C【解析】受精卵发育成原肠胚的过程,也是细胞分化的过程,细胞分化是基因选择性表达的结果。
受精卵发育的过程中细胞进行有丝分裂,因而有DNA的半保留复制和姐妹染色单体的分开。
同源染色体的分离出现在减数分裂。
【试题点评】本题通过早期胚胎发育的特点,考查学生的分析理解能力,关键是区别细胞分裂、分化及DNA复制的特点,难度不大。
同行”超级群公益作品(汉水丑生2012-7-13标记)10.(2012海南)22、在某植物根尖每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体。
下表中,能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞中染色体数目和染色单体数目的是减数第二次分裂中期减数第二次分裂后期染色体/条染色单体/条染色体/条染色单体/条甲10 20 20 10乙10 20 20 0丙20 40 20 10丁20 40 40 0A.甲B. 乙C.丙D.丁【答案】B【解析】在有丝分裂后期由于着丝点分裂,染色单体分开成为子染色体使染色体数目加倍,可知生物体的染色体数为20条。
减数第一次分裂结束,染色体减半,在减数第二次分裂后期之前,染色单体不分开,这时染色体数为10条,染色单体为20条,减数第二次分裂后期,染色单体分开成为子染色体,染色体数为20条,无染色单体,综上,本题选B。
“汉水丑生的生物同行”超级群公益作品(汉水丑【试题点评】本题主要考查有丝分裂和减数分裂过程,以及染色体与染色单体关系,考查学生对知识的理解识记和掌握情况,难度不大。