資源簡介

本章整合
1．(2022·廣東卷)用洋蔥根尖制作臨時裝片以觀察細胞有絲分裂，如圖為光學顯微鏡下觀察到的視野。下列實驗操作正確的是( C )
A．根尖解離后立即用甲紫溶液染色，以防解離過度
B．根尖染色后置于載玻片上搗碎，加上蓋玻片后鏡檢
C．找到分生區(qū)細胞后換高倍鏡并使用細準焦螺旋調焦
D．向右下方移動裝片可將分裂中期細胞移至視野中央
解析： 題述實驗的過程為解離→漂洗→染色→制片→觀察，故A項錯誤；將染色后的根尖置于載玻片上，加一滴清水，并用鑷子尖把根尖弄碎，蓋上蓋玻片，用拇指輕輕地按壓蓋玻片，使細胞分散開，進行鏡檢，B項錯誤；據圖可知，處于分裂中期的細胞位于視野的左上方，根據顯微鏡的成像原理可知，向左上方移動裝片才可將分裂中期細胞移至視野中央，D項錯誤。
2．(2022·浙江卷)用同位素示蹤法檢測小鼠雜交瘤細胞是否處于細胞周期的S期，放射性同位素最適合標記在( B )
A．胞嘧啶　　　　　　 B．胸腺嘧啶
C．腺嘌呤 D．鳥嘌呤
解析： 細胞周期的S期進行DNA復制，組成DNA和RNA的堿基中，不同的是T(胸腺嘧啶)和U(尿嘧啶)，因此本題選擇B。
3．(2022·浙江卷)下列關于細胞衰老和凋亡的敘述，正確的是( A )
A．細胞凋亡是受基因調控的
B．細胞凋亡僅發(fā)生于胚胎發(fā)育過程中
C．人體各組織細胞的衰老總是同步的
D．細胞的呼吸速率隨細胞衰老而不斷增大
解析： 細胞凋亡是由基因決定的細胞編程性死亡的過程，A正確；細胞凋亡貫穿于整個生命歷程，B錯誤；人體生長發(fā)育的不同時期均有細胞的衰老，C錯誤；細胞衰老時呼吸速率減慢，新陳代謝減慢，D錯誤。
4．(2021·全國乙卷·2改編)選擇合適的試劑有助于達到實驗目的。下列關于生物學實驗所用試劑的敘述，錯誤的是( A )
A．鑒別細胞的死活時，臺盼藍能將代謝旺盛的動物細胞染成藍色
B．觀察根尖細胞有絲分裂中期的染色體，可用龍膽紫溶液使其著色
C．觀察蘇丹Ⅲ鑒定脂肪試驗中，需用50%酒精洗去浮色
D．觀察植物細胞吸水和失水時，可用蔗糖溶液處理紫色洋蔥鱗片葉外表皮
解析：代謝旺盛的動物細胞是活細胞，細胞膜具有選擇透過性，臺盼藍不能進入細胞內，故不能將代謝旺盛的動物細胞染成藍色，A錯誤；龍膽紫溶液可以將染色體染成深色，故觀察根尖細胞有絲分裂中期的染色體，可用龍膽紫溶液使其著色，B正確；觀察蘇丹Ⅲ鑒定脂肪試驗中，需用50%酒精洗去浮色，C正確；觀察植物細胞吸水和失水時，可用較高濃度的蔗糖溶液處理紫色洋蔥鱗片葉外表，使其失水而發(fā)生質壁分離，D正確。故選A。
5．(2020·山東卷)黑藻是一種葉片薄且葉綠體較大的水生植物，分布廣泛、易于取材，可用作生物學實驗材料。下列說法錯誤的是( C )
A．在高倍光學顯微鏡下，觀察不到黑藻葉綠體的雙層膜結構
B．觀察植物細胞的有絲分裂不宜選用黑藻成熟葉片
C．質壁分離過程中，黑藻細胞綠色加深、吸水能力減小
D．探究黑藻葉片中光合色素的種類時，可用無水乙醇作提取液
解析：黑藻葉綠體的雙層膜結構屬于亞顯微結構，需要用電子顯微鏡來觀察，A正確；黑藻成熟葉片為高度分化的細胞，不具有分裂能力，故不能用來觀察植物細胞的有絲分裂，B正確；質壁分離過程中，植物細胞失水，原生質層體積變小，綠色會加深，而隨著不斷失水，細胞液的濃度增大，吸水能力增強，C錯誤；葉綠體中的色素易溶于乙醇、丙酮等有機溶劑，提取黑藻葉片中光合色素時，可用無水乙醇作提取液，D正確。故選C。
6．(2020·山東卷)CDK1是推動細胞由分裂間期進入分裂期的關鍵蛋白。在DNA復制開始后，CDK1發(fā)生磷酸化導致其活性被抑制，當細胞中的DNA復制完成且物質準備充分后，磷酸化的CDK1發(fā)生去磷酸化而被激活，使細胞進入分裂期。大麥黃矮病毒(BYDV)的M蛋白通過影響細胞中CDK1的磷酸化水平而使農作物患病。正常細胞和感染BYDV的細胞中CDK1的磷酸化水平變化如圖所示。下列說法錯誤的是( C )
A．正常細胞中DNA復制未完成時，磷酸化的CDK1的去磷酸化過程受到抑制
B．正常細胞中磷酸化的CDK1發(fā)生去磷酸化后，染色質螺旋化形成染色體
C．感染BYDV的細胞中，M蛋白通過促進CDK1的磷酸化而影響細胞周期
D．M蛋白發(fā)揮作用后，感染BYDV的細胞被阻滯在分裂間期
解析：由分析可知，正常細胞中DNA復制未完成時，磷酸化的CDK1去磷酸化過程受到抑制，使其磷酸化水平較高，A正確；正常細胞中，磷酸化的CDK1發(fā)生去磷酸化后，會使細胞進入分裂期，在分裂期的前期染色質會螺旋化形成染色體，B正確；由分析可知，感染BYDV的細胞中，M蛋白可能是通過抑制CDK1的去磷酸化過程而影響細胞周期的，C錯誤；由分析可知，M蛋白發(fā)揮作用后，感染BYDV的細胞不能進入分裂期而停留在分裂間期，D正確。故選C。
7．(2020·北京卷)下列高中生物學實驗中，用紫色的洋蔥鱗片葉和黑藻葉片作為實驗材料均可完成的是( C )
A．觀察葉綠體和細胞質流動
B．提取和分離葉綠素
C．觀察細胞質壁分離及復原
D．觀察細胞的有絲分裂
解析：紫色洋蔥鱗片葉細胞不含葉綠體，不能作為觀察葉綠體的實驗材料，黑藻的幼嫩葉片中含有大量的葉綠體，細胞質顏色比較深，易于觀察葉綠體和細胞質流動，A錯誤；洋蔥的管狀葉呈綠色，可用于提取和分離葉綠體中的色素，而紫色洋蔥鱗片葉細胞不能，B錯誤；洋蔥鱗片葉外表皮細胞含有紫色的大液泡，可作為觀察細胞質壁分離和復原的材料，黑藻葉片的葉肉細胞中液泡呈無色，葉綠體的存在使原生質層呈綠色，有利于細胞質壁分離及復原實驗現象的觀察，C正確；要作為觀察有絲分裂的材料，材料本身必須能發(fā)生有絲分裂，洋蔥鱗片葉、黑藻葉片都不能發(fā)生有絲分裂，而洋蔥的根尖分生區(qū)可作為觀察有絲分裂的材料，色淺，無其他色素干擾，D錯誤。故選C。第1課時　細胞周期和有絲分裂的過程
課標要求
1．說明細胞增殖的方式。
2．闡明細胞周期的概念及包括的階段。
3．描述植物細胞有絲分裂過程中各階段的主要變化。
核心素養(yǎng)
1．生命觀念——通過對細胞周期的學習，認識到生命活動的周期性。
2．科學思維——分析與綜合：對比分析有絲分裂各時期的特點，掌握有絲分裂過程。構建染色體和DNA數量變化模型。
知識點一　細胞增殖與細胞周期
必備知識·夯實雙基
1．細胞增殖
(1)概念：細胞通過細胞_分裂__增加細胞_數量__的過程。
(2)過程：包括_物質準備__和_細胞分裂__兩個相連續(xù)的過程。
(3)意義：細胞增殖是重要的細胞生命活動，是生物體_生長、發(fā)育、繁殖、遺傳__的基礎。
2．細胞周期
(1)細胞周期的概念
①前提條件：_連續(xù)分裂__的細胞。
②時間：從一次分裂完成時開始，到_下一次分裂完成時__為止。
③兩個階段：分裂間期和分裂期。
(2)分裂間期
①時間：從細胞一次分裂結束到_下一次分裂之前__。
②主要物質變化：完成_DNA分子__的復制和有關_蛋白質__的合成。
活學巧練
1.不同生物的細胞周期持續(xù)時間相同。( × )
2．同種生物不同細胞的細胞周期持續(xù)時間一定相同。( × )
3．細胞周期持續(xù)時間相同的不同細胞，其分裂間期和分裂期占細胞周期的比例也分別相同。( × )
4．結合染色體的組成成分，可推測分裂間期進行了DNA分子的復制和有關蛋白質的合成。( √ )
深入探討
1.如圖表示細胞連續(xù)分裂的過程：
(1)其中表示分裂間期的是哪一段？為什么？
(2)能表示一個完整的細胞周期的是哪一段？
提示：(1)b或d；因為分裂間期所占的時間比例大。
(2)bc段或de段。
2．根據下圖所示，細胞有絲分裂的一個細胞周期應如何表示？
提示：乙→甲→乙
3．下列細胞中有細胞周期的有哪些？
①根尖分生區(qū)細胞?、谂咛ジ杉毎、燮つw生發(fā)層細胞?、苌窠浖毎、萸o的形成層細胞
提示：①②③⑤
課內探究·名師點睛
1．判斷一個完整的細胞周期的方法
(1)“先長后短”：一個細胞周期一定要先經過一個長的分裂間期，再經過一個短的分裂期。
(2)“終點到終點”：從完成時開始，到完成時結束，為一個細胞周期。
(3)“先復制后分裂”：一個細胞周期一定要先完成DNA的復制，才能完成細胞的分裂。
2．不是所有細胞都有細胞周期
只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，例如受精卵、干細胞、分生區(qū)細胞、形成層細胞、生發(fā)層細胞、癌細胞(不正常分裂)等。
①分化程度高的細胞不再分裂，因此不具有細胞周期，如神經細胞。
②有些細胞分裂結束后不再進行分裂，因此不具有細胞周期，如卵細胞。
如圖所示，甲細胞無細胞周期，而乙細胞進行連續(xù)的細胞分裂，具有細胞周期。
3．影響細胞周期的因素
(1)內部因素：不同種類的細胞，細胞周期持續(xù)的時間不同。分裂間期與分裂期所占比例也不同。同種生物的同種細胞，細胞周期的時間長短一樣；同種生物的不同細胞，細胞周期的時間長短不一樣；不同種生物的細胞，其細胞周期的時間長短差別較大，長的有十幾年、幾十年，短的有幾天、幾個小時，甚至幾分鐘等。
(2)外部因素：主要有溫度、pH、射線、生理和病理狀況等。這些因素通過影響酶的活性影響細胞周期。因為DNA分子復制、有關蛋白質合成、能量供給等生理過程都需要酶的參與。
拓展延伸：分裂間期分為G1期、S期、G2期。G1期(DNA合成前期)的特點：G1期是從上次細胞增殖周期完成以后開始的。這一時期主要進行RNA、一些蛋白質和酶的物質合成，為復制作準備。細胞較快生長，體積隨著細胞內物質的增多而增大。S期(DNA合成期)的特點：從G1期進入S期是細胞增殖的關鍵時刻。S期最主要的特征是DNA分子的復制，使DNA含量增加了一倍；另外還合成了一些組蛋白，供組成新的染色質。G2期(DNA合成后期)的特點：在G2期中，DNA的合成終止，但是還有RNA和蛋白質的合成，形成微管蛋白和細胞膜上的蛋白質，為細胞分裂期作準備。不過其合成量逐漸減少。細胞結束G2期就進入分裂期，M期為分裂期，相關示意圖如圖所示：
典例剖析
典例1 下列細胞中，具有細胞周期的是( B )
A．精細胞 B．干細胞
C．洋蔥表皮細胞 D．口腔上皮細胞
解析： 精細胞、洋蔥表皮細胞和口腔上皮細胞均是高度分化的細胞，已失去分裂能力，不再進行分裂，不再具有細胞周期，干細胞可連續(xù)分裂，具有細胞周期，B正確。
變式訓練 下列關于細胞周期的敘述，正確的是( D )
A．細胞發(fā)生分裂后立即進入下一個細胞周期
B．分裂期的時間長于分裂間期
C．細胞周期由前期、中期、后期、末期組成
D．細胞種類不同，細胞周期持續(xù)時間可能相同
解析： 有的細胞分裂后不再分裂，即不再進入下一個細胞周期，A錯誤；分裂間期的時間一般遠遠長于分裂期，B錯誤；細胞周期由分裂間期和分裂期(分為前期、中期、后期、末期)組成，C錯誤。
知識點二　有絲分裂
必備知識·夯實雙基
1．細胞周期
(1)范圍：_連續(xù)分裂__的細胞。
(2)時間
(3)圖示含義
(4)分裂間期與分裂期的聯系：分裂間期為分裂期進行活躍的物質準備，完成_DNA分子的復制__和_有關蛋白質的合成__。
2．高等植物細胞的有絲分裂過程及各時期特點：
　
活學巧練
1.細胞分裂產生的子細胞都將進入下一個細胞周期的分裂間期狀態(tài)。( × )
2．有絲分裂后期，在紡錘絲的牽引下，著絲粒會分裂，染色體數加倍。( × )
3．在植物細胞有絲分裂末期，高爾基體參與細胞壁的形成。( √ )
4．分裂期的細胞不進行DNA復制和蛋白質合成。( × )
深入探討
1.什么樣的細胞才具有細胞周期？
提示：只有連續(xù)分裂的細胞才具有細胞周期，如人體皮膚生發(fā)層細胞、造血干細胞等干細胞、癌細胞、植物根尖分生區(qū)細胞等。只分裂一次便不再分裂的細胞、減數分裂形成的細胞、高度分化的細胞都不具有細胞周期。
2．細胞板與赤道板的區(qū)別是什么？
提示：赤道板不是存在的具體結構，它指的是細胞中央假想的一個平面，因此在顯微鏡下無法觀察到。細胞板是植物細胞在末期由高爾基體形成的結構，最終形成細胞壁，在顯微鏡下可觀察到。
3．染色單體形成于何時，消失于何時？什么時期存在染色單體？
提示：染色單體形成于間期(染色體復制)，消失于后期(著絲粒分裂)。前、中期存在染色單體。
課內探究·名師點睛
1．有絲分裂過程中各時期特點
細胞周期各時期的特點較多，容易混淆，利用下面的口訣輔助記憶可以事半功倍。
主要變化特點分析 記憶口訣
間期 DNA復制和有關蛋白質的合成完畢，每一條染色體包含兩條姐妹染色單體 復制合成姐妹生
前期 兩消：核膜、核仁消失；兩現：染色質變成染色體、紡錘體出現 膜仁消失兩體現
中期 染色體的形態(tài)固定，數目清晰，著絲粒排列在赤道板上 形定數晰粒道齊
后期 著絲粒分裂，染色體數目加倍，并平均移向兩極 點裂數加兩極移
末期 兩消：紡錘體消失，染色體變成染色質；兩現：核膜、核仁重新出現，細胞板擴展形成細胞壁 兩消兩現新壁建
2.染色體、染色單體、DNA分子三者之間的關系
圖示
說明 ①染色單體是染色體經過復制后仍連接在同一個著絲粒的兩條姐妹染色單體；當著絲粒分裂后，兩條姐妹染色單體就分開成為獨立的染色體。②染色體數目是根據著絲粒數目來計數的，有幾個著絲粒就有幾條染色體。③無染色單體時，染色體∶DNA＝1∶1；有染色單體存在時，染色體∶染色單體∶DNA＝1∶2∶2。
3.有絲分裂過程中染色體、DNA分子等的變化
　　項目時期　　 染色體形態(tài)變化 染色體行為變化 染色體(2N)數目變化 染色單體數目變化 DNA(2C)數目變化
間期 復制 2N 0→4N 2C→4C
前期 散亂分布于紡錘體中央 2N 4N 4C
中期 著絲粒排列在赤道板上 2N 4N 4C
后期 著絲粒分裂，移向兩極 2N→4N 4N→0 4C
末期 平均分配到兩個子細胞中 4N→2N 0 4C→2C
典例剖析
典例2 (2023·襄陽五中高一月考)細胞進行有絲分裂時，染色體發(fā)生有規(guī)律的變化，這些變化的正確順序是( A )
①染色質絲縮短變粗成染色體
②染色體變細伸長成染色質絲
③組成染色體的DNA復制
④染色體的著絲粒排列在赤道板上
⑤著絲粒分裂，染色體移向兩極
A．③①④⑤② B．③④①⑤②
C．①③④⑤② D．①④③⑤②
解析：①發(fā)生于前期，②發(fā)生于末期，③發(fā)生于間期，④發(fā)生于中期，⑤發(fā)生于后期。
變式訓練 下圖表示某植物細胞有絲分裂過程中不同時期的細胞圖像，下列分析錯誤的是( D )
A．圖示細胞分裂的先后順序是②③①④
B．細胞分裂結束后子細胞內含4條染色體
C．圖②時期的明顯變化是出現染色體和紡錘體
D．核DNA分子數與染色體數相同的時期是①③④
解析： 圖中細胞①②③④中的核DNA分子數均為8，染色體數分別為8、4、4、8，即核DNA分子數與染色體數相同的時期是①④，D錯誤。
有絲分裂過程中相關結構的認識
(1)著絲粒的分裂與紡錘絲的牽引無關：有絲分裂后期，紡錘絲只是牽引子染色體移向細胞的兩極。
(2)赤道板與細胞板不同
①赤道板：細胞中央與紡錘體的中軸垂直的一個平面，只表示一個位置，不是真實存在的結構，在顯微鏡下觀察不到。
②細胞板：植物細胞有絲分裂末期，在赤道板位置通過高爾基體形成的一種結構，在顯微鏡下能觀察到，它是植物細胞有絲分裂所特有的。
典例3 (2023·天津濱海新區(qū)高一期末)下面是同一細胞分裂不同時期的模式圖，據圖分析可作出的判斷是( C )
A．圖①時期細胞內有12條染色體
B．圖②中可見赤道板正向四周擴展成細胞壁
C．圖③時期細胞內染色體數目加倍
D．圖④所示細胞處于有絲分裂的后期
解析：圖①時期細胞內有6條染色體，12條染色單體，A錯誤；赤道板是一個假象的板，根本不存在，應該是細胞板正向四周擴展成細胞壁，B錯誤；③表示有絲分裂后期，此時期細胞中著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，染色體數目加倍，C正確；圖④所示細胞處于有絲分裂的中期，D錯誤。
學霸記憶
1.只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，如根尖分生區(qū)細胞和皮膚生發(fā)層細胞。
2．一個細胞周期包括分裂間期和分裂期，其中分裂期又可以劃分為前期、中期、后期和末期四個相連的時期。
3．有絲分裂中，DNA加倍在間期，染色體數目暫時加倍在后期。
4．與高等植物細胞有絲分裂有關的細胞器有核糖體、高爾基體、線粒體等。
1．下列關于高等植物細胞周期中出現的先后順序，錯誤的是( A )
A．核糖體的增生早于中心體的復制
B．細胞核的分裂早于細胞質的分裂
C．染色體的出現早于紡錘體的形成
D．囊泡的出現早于細胞板的形成
解析：高等植物細胞中沒有中心體，A錯誤；在末期，細胞核的分裂早于細胞質的分裂，B正確；在前期，染色體的出現早于紡錘體的形成，紡錘體在前期中較晚時候出現，C正確；在末期，囊泡的出現早于細胞板的形成，然后細胞板向四周擴展形成新的細胞壁，D正確。
2．如圖為細胞周期中部分細胞核的變化示意圖，此過程( C )
A．發(fā)生在細胞分裂末期，核膜再度合成
B．發(fā)生在細胞分裂間期，染色質復制
C．發(fā)生在細胞分裂前期，核膜逐漸消失
D．發(fā)生在細胞分裂中期，染色體螺旋變粗
解析： 出現了染色體，核膜正在解體，是細胞分裂前期的特點。
3．下圖是某植物細胞有絲分裂一個細胞周期中部分時期示意圖，分析回答：
(1)只考慮一個細胞周期，該圖示缺少處于_間__期的示意圖。而該時期細胞主要是進行活躍的物質準備，即進行_DNA分子的復制__和_有關蛋白質的合成__。
(2)DNA與染色體和染色單體三者之比為2∶1∶2的圖示是_B、C__(用字母表示)。
(3)圖示細胞有絲分裂的先后順序依次是_B→C→A→D__(用字母表示)，其中觀察染色體的最佳時期是_C__(用字母表示)圖細胞所示的時期。
(4)D圖中1結構稱為_細胞板__，其向四周擴展會形成_細胞壁__。
解析：(1)只考慮一個細胞周期，該圖中缺少間期細胞示意圖，該時期細胞主要進行DNA復制和相關蛋白質合成。(2)圖中B和C細胞中，DNA∶染色體∶染色單體＝2∶1∶2。(3)通過分析可知，有絲分裂的順序是：B有絲分裂前期→C有絲分裂中期→A有絲分裂后期→D有絲分裂末期。有絲分裂中期染色體形態(tài)穩(wěn)定，是觀察染色體最佳時期。(4)D圖中1結構稱為細胞板，其向四周擴展會形成細胞壁。第2節(jié)　細胞的分化
課標要求
1．說明細胞分化形成各種組織。
2．舉例說明細胞的全能性。
核心素養(yǎng)
1．生命觀念——明確細胞的生命歷程，形成科學的自然觀。
2．科學思維——歸納與概括：對比分析細胞分化、細胞全能性，明確相互關系。
3．社會責任——了解干細胞移植，關注健康的生活方式。
知識點一　細胞分化及其意義
必備知識·夯實雙基
1．概念
2．特征：具有普遍性、_持久性__、遺傳物質不變性、穩(wěn)定性和不可逆性。
3．原因：不同種類的細胞中_遺傳信息的表達情況__不同。
4．意義
(1)生物_個體發(fā)育__的基礎。
(2)使多細胞生物體中的細胞趨向_專門__化，有利于提高各種_生理功能__的效率。
活學巧練
1.細胞分化是一種持久性的變化，一般分化后的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)。( √ )
2．細胞分化只發(fā)生于個體發(fā)育的胚胎時期。( × )
3．細胞分化后遺傳物質會發(fā)生一定改變。( × )
深入探討
如圖是人體三種細胞內的部分基因及它們的活動狀態(tài)，據圖分析下列問題：
(1)上述基因屬于管家基因(基因產物是維持細胞基本生命活動所必需)的是_a__，屬于奢侈基因(基因產物賦予不同細胞特異性的生理功能)的是_b、c、d__。
(2)這三種細胞“血紅蛋白基因”均不能表達，所以這三種細胞_不是__(填“是”或“不是”)紅細胞；A細胞可產生“肌動蛋白”，應為_肌細胞__。
(3)下列①～④能說明某細胞已經發(fā)生分化的是_③__。
①進行ATP的合成
②進行與呼吸相關的酶的合成
③可合成抗體
④存在纖維蛋白原基因
課內探究·名師點睛
1．細胞分化的過程
(1)圖解
(2)分析
①從細胞水平分析：細胞的形態(tài)、結構和生理功能發(fā)生改變。
②從亞顯微結構水平分析：細胞器的數目及細胞質基質成分和功能發(fā)生改變。
③從分子水平分析
a．蛋白質角度：蛋白質種類、數量、功能發(fā)生改變。
b．基因角度：基因選擇性表達，即遺傳信息的表達情況不同，這是細胞分化的根本原因。
2．實質——基因的選擇性表達
同一個體各種細胞具有完全相同的遺傳物質，但不同的細胞中遺傳信息的表達情況不同(基因的選擇性表達)，如圖所示：
拓展
(1)管家基因：在所有細胞中都表達的基因，與細胞分化無關，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。
(2)奢侈基因：只在特定細胞中選擇性表達的基因，如胰島素基因、血紅蛋白基因。
3．細胞分裂與細胞分化的比較
細胞分裂與細胞分化的區(qū)別和聯系：
項目 細胞分裂 細胞分化
細胞變化 細胞數量增多 細胞形態(tài)、結構和生理功能發(fā)生穩(wěn)定性差異。細胞種類增多
發(fā)生時間 從受精卵開始 發(fā)生在整個生命過程中
意義 保持了親子代細胞間遺傳性狀的穩(wěn)定性 保證了生物體正常發(fā)育
聯系 (1)細胞分裂是細胞分化的基礎，兩者往往是相伴相隨的；(2)分化程度大，分裂能力則逐漸下降
知識貼士
(1)在細胞分化的過程中遺傳物質并沒有發(fā)生改變。
(2)細胞分化是伴隨整個生命進程的，但在胚胎時期達到了最大程度。
典例剖析
典例1 下列有關細胞分化的敘述，正確的是( D )
A．高等動物細胞的分化只發(fā)生在胚胎發(fā)育過程中
B．細胞分化過程中遺傳物質發(fā)生了改變
C．細胞分化使細胞數目和種類增多
D．經細胞分化后，細胞的形態(tài)結構和生理功能發(fā)生改變
解析：細胞分化是細胞在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，是基因在時間和空間上選擇性表達的結果；細胞分化發(fā)生在整個生命進程中，但在胚胎時期達到最大限度；經分化后，細胞的種類增多，數目不變，全能性降低。
變式訓練 如圖為人體早期胚胎細胞所經歷的生長發(fā)育過程示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊表示細胞，a、b表示生理過程，下列敘述錯誤的是( D )
A．過程a是有絲分裂
B．過程b是細胞分化
C．丁與戊的遺傳物質相同
D．丙和戊的蛋白質組成相同
解析： a使細胞數目增多，為有絲分裂過程，A項正確；b使細胞的形態(tài)出現不同，為細胞分化，B項正確；一般來說，細胞分裂和細胞分化不會使遺傳物質發(fā)生改變，C項正確；細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達，會改變細胞的蛋白質組成，D項錯誤。
知識點二　細胞的全能性
必備知識·夯實雙基
1．概念
(1)前提：_已經分化__的細胞。
(2)本質：具有_產生完整有機體或分化成其他各種細胞__的潛能和特性。
2．基礎：細胞中含有發(fā)育成完整生物體所需要的_全部遺傳信息__。
3．植物細胞的全能性
(1)實驗過程
(2)結論：高度分化的植物細胞仍然具有_發(fā)育成完整植株__的能力。
4．動物細胞核的全能性
(1)實驗過程
(2)結論：已分化的動物體細胞的_細胞核_是具有全能性的。
5．干細胞
(1)特點
①動物和人體內，數量少。
②具有_分裂和分化能力__。
(2)舉例：人的骨髓中有許多_造血干細胞__能通過增殖和分化，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板。
名師點撥：植物細胞(或動物體細胞核)具有全能性的原因：多細胞生物的體細胞一般都是由受精卵通過有絲分裂增殖而來的，都有一套和受精卵相同的染色體，攜帶有相同的DNA分子，即已分化的體細胞(或細胞核)含有本物種個體發(fā)育所需要的全部基因。
活學巧練
1.細胞的分化程度越高，全能性越高。( × )
2．植物組織培養(yǎng)過程中不出現細胞的分化。( × )
3．已分化的動物腸上皮細胞核具有全能性。( √ )
4．造血干細胞不斷產生紅細胞、白細胞和血小板，體現了細胞的全能性。( × )
深入探討
通過下圖比較細胞全能性大小和分化程度高低之間的關系。
(1)正常情況下，圖中哪些細胞不再分裂了？
提示：皮膚細胞、紅細胞、白細胞、血小板、神經細胞和肝細胞，即高度分化的細胞。
(2)分化程度最低的細胞是_受精卵__。
(3)最容易表達全能性的細胞是_受精卵__。
細胞全能性大小與分化程度之間的關系為：_一般情況下，細胞分化程度越高，細胞全能性越低__。
(4)請解釋細胞具有全能性的原因。
提示：細胞內含有生物生長發(fā)育所需的全套遺傳物質。
課內探究·名師點睛
1．細胞的全能性
(1)實現細胞全能性的三個條件
①離體：細胞脫離原來的母體，單獨培養(yǎng)。
②一定的營養(yǎng)物質和激素。
③適宜的環(huán)境條件。
(2)細胞全能性與細胞分化的比較
項目 細胞分化 細胞全能性
原理 細胞內基因的選擇性表達 含有本物種全套遺傳物質
結果 形成形態(tài)、結構、生理功能不同的細胞 形成新的個體或其他各種細胞
大小比較 細胞分化程度有高低之分：體細胞>生殖細胞>受精卵 細胞全能性有大小之分：受精卵>生殖細胞>體細胞(植物細胞>動物細胞)
關系 ①細胞分化不會導致遺傳物質改變，已分化的細胞仍具有全能性；②一般說來，細胞分化程度越高，全能性越難以實現，細胞分化程度越低，全能性就越高
特別提醒：細胞全能性的三點提示
(1)細胞全能性以產生完整個體或其他各種細胞為標志。胚胎干細胞發(fā)育成各種組織、器官不能體現全能性。
(2)植物種子發(fā)育成植株不能體現全能性。
(3)動物細胞也具有該物種全套的遺傳物質；盡管沒有實驗成功，但理論上具有全能性；而動物克隆只體現細胞核的全能性，二者并不矛盾。
知識貼士
證明細胞具有全能性實例的判斷
——已分化的細胞
——離體(體外培養(yǎng))
——形成完整個體或其他各種細胞
2．干細胞的種類
(1)根據干細胞的分化能力可分為：
全能干細胞：可以發(fā)育成完整的個體，如受精卵。
多能干細胞：可發(fā)育成多種組織和器官，如造血干細胞。
專能干細胞：可發(fā)育成專門的組織和器官，如神經干細胞。
(2)根據干細胞的來源可分為胚胎干細胞和成體干細胞兩類。
典例剖析
典例2 (2023·廣東湛江期末)皮膚生發(fā)層細胞分化成表皮細胞的過程中( C )
A．細胞的形態(tài)、數目不會發(fā)生變化
B．細胞內染色體數量發(fā)生改變
C．細胞內的遺傳物質不改變
D．細胞全能性升高，分裂能力增強
解析：細胞分化過程中細胞的形態(tài)會發(fā)生變化，數目不會發(fā)生變化，A錯誤；細胞分化過程中細胞內染色體數量不發(fā)生改變，B錯誤；細胞分化過程中細胞內的遺傳物質一般不改變，C正確；細胞分化過程中細胞全能性降低，分裂能力減弱，D錯誤。
變式訓練 (2023·黑龍江大慶實驗中學期末)下列有關細胞全能性的敘述，錯誤的是( C )
A．受精卵在自然條件下能發(fā)育成完整個體，因此具有較高的全能性
B．由未受精的卵細胞發(fā)育成雄蜂的過程體現了生殖細胞的全能性
C．細胞全能性的大小關系為生殖細胞>受精卵>體細胞
D．胡蘿卜根細胞的植物組織培養(yǎng)能體現植物細胞具有全能性
解析：受精卵未分化，在自然條件適宜的情況下能發(fā)育成完整個體，因此全能性較高，A正確；未受精的卵細胞能發(fā)育成雄蜂，體現了生殖細胞的全能性，B正確；細胞全能性的大小關系為受精卵>生殖細胞>體細胞，C錯誤；胡蘿卜根細胞經植物組織培養(yǎng)能獲得完整植株，可體現植物細胞具有全能性，D正確。
細胞增殖、細胞生長及細胞分化的判斷
1．根據結果進行判斷
細胞增殖的結果是細胞數目增加，細胞生長引起細胞體積增大，而細胞分化的結果是引起細胞在形態(tài)、結構和生理功能三個方面的改變。
2．根據圖解進行判斷
細胞增殖和細胞分化在題目中往往會以圖解的形式表示，如圖所示。
(1)在過程①和③中，細胞在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生了穩(wěn)定性差異，這種變化叫作細胞分化。細胞分化的結果是產生了不同的組織。
(2)過程②表示一個細胞分成兩個細胞，這是細胞的分裂。過程④表示細胞的體積由小變大，這是細胞的生長。
典例3 根據下圖，回答問題：
(1)①→②、①→④的過程叫作_細胞的分化__。
(2)①→③的過程叫作_細胞的分裂__。
(3)③→⑤的過程叫作_細胞的生長__。
(4)組成②、③、④細胞的_形態(tài)__、_結構__、_生理功能__不同，因此它們屬于不同的_組織__。
(5)①～⑤所示各細胞群中，具有分裂能力的是標號_①③⑤__所示細胞群。
解析：分析題圖，可以得出細胞群②、③、④均是來自細胞群①經有絲分裂產生的子細胞，②、③、④三個細胞群的細胞形態(tài)不同，它們分屬于不同的組織。從①→②、①→④過程中，細胞在形態(tài)、結構和生理功能上產生了穩(wěn)定性差異，這種變化叫細胞的分化。①→③一個細胞分裂成兩個細胞，這是細胞的分裂，③→⑤細胞的體積由小變大這是細胞的生長。③、⑤細胞和①細胞群的細胞均有壁薄、質濃、核大、液泡小或無的特點，均具有分裂能力。
學霸記憶
1.細胞的分化
(1)概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。
(2)實質：不同細胞中遺傳信息的表達情況不同。遺傳物質沒有發(fā)生變化。
(3)特點：持久性，不可逆性、遺傳物質不變性和普遍性。
(4)意義：細胞分化使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率。
2．細胞全能性
(1)概念：細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。
(2)體細胞具有全能性的原因：由于體細胞是通過有絲分裂增殖而來的，一般已分化的細胞都有一整套和受精卵相同的遺傳物質，因此，分化的細胞具有發(fā)育成完整新個體或其他各種細胞的潛能。
(3)動物細胞全能性：高度分化的動物細胞，從整個細胞來說，全能性受到限制。但是，細胞核仍然保持著全能性。
(4)植物細胞全能性：高度分化的植物細胞仍然具有全能性。
1．(2023·綿陽高一檢測)人胰島細胞能產生胰島素，但不能產生血紅蛋白，是因為胰島細胞( B )
A．只有胰島素基因
B．既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因，但基因選擇性表達
C．比人的受精卵基因要少
D．有胰島素基因和其他基因，但沒有血紅蛋白基因
解析：胰島細胞既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因，基因選擇性表達使其只產生胰島素，不產生血紅蛋白。
2．以下能體現細胞具有全能性的實驗是( A )
A．將一個棉花細胞培育成棉花植株
B．用小麥種子培育出小麥植株
C．去核蛙卵植入體細胞核后又發(fā)育成正常的蝌蚪
D．胚胎干細胞形成神經細胞
解析：將一個棉花細胞培育成棉花植株，體現了細胞的全能性，A正確；種子是新個體的幼體，用小麥種子培育出小麥植株屬于自然生長過程，不能體現細胞的全能性，B錯誤；給去核蛙卵植入體細胞核后又發(fā)育成正常的蝌蚪，這說明了動物細胞的細胞核具有全能性，不能體現動物細胞具有全能性，C錯誤；胚胎干細胞形成神經細胞，但沒有形成個體，因此不能說明細胞具有全能性，D錯誤。故選A。
3．請據圖回答：
(1)①～⑤所示的各細胞群中，具有分裂能力的是標號_①③⑤__所示的細胞群，_分化__程度越高其分裂能力越低。
(2)若從②中取一個細胞，在適宜條件下培養(yǎng)，結果產生了一個新個體，這體現了_細胞的全能性__，原因是_已經分化的細胞含有發(fā)育為完整個體的全套遺傳信息__。
(3)組成②③④的細胞在_形態(tài)__、_結構__和_功能__上是不同的，因此它們屬于不同的_組織__。
解析：(1)由圖可知，①③⑤細胞群的細胞為正方形，還沒有完全分化，具有分裂能力。細胞的分化程度越高，分裂能力越低，呈負相關。
(2)②屬于已分化的細胞，若從②中取一個細胞，在適宜條件下培養(yǎng)，結果產生了一個新個體，這體現了細胞的全能性。細胞在分裂和分化的過程中，遺傳物質并不發(fā)生改變，故已經分化的細胞仍然含有發(fā)育為完整個體的全套遺傳信息，所以在適宜條件下可以表現出全能性。
(3)②③④三個細胞群的形態(tài)不同，依據形態(tài)、結構與其功能相適應的原理，它們的結構、功能也不同，屬于不同的組織。第3節(jié)　細胞的衰老和死亡
課標要求
1．描述細胞衰老的特征。
2．說明細胞死亡的原因和意義。
3．闡明細胞衰老和死亡是自然的生理過程。
核心素養(yǎng)
1．生命觀念——掌握細胞衰老的特征，并分析其原因；闡明細胞凋亡的意義。
2．科學思維——辨析細胞凋亡與細胞壞死。
3．社會責任——關注社會議題，辨別迷信和偽科學，主動向他人宣傳健康生活和關愛生命等相關知識。
知識點一　細胞的衰老
必備知識·夯實雙基
1．細胞衰老的特征
(1)代謝的變化
(2)細胞核的變化
2．細胞衰老的原因
目前大家普遍接受的兩種有關細胞衰老的原因的理論：_自由基學說__和_端粒學說__。
3．個體衰老與細胞衰老的關系
(1)對于單細胞生物體來說，細胞的衰老或死亡就是_個體衰老或死亡__。
(2)對于多細胞生物來說，細胞的衰老和死亡與個體的衰老和死亡_并不是一回事__，從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細胞_普遍衰老__的過程。
活學巧練
1.衰老細胞內染色質收縮影響DNA復制。( √ )
2．細胞衰老時，所有酶的活性都降低。( × )
3．衰老細胞的細胞核體積減小，細胞體積增大，染色質收縮，染色加深。( × )
4．同一種體細胞端粒長度與其有絲分裂能力呈正相關( √ )
5．自由基只有攻擊蛋白質才會導致細胞衰老。( × )
深入探討
細胞衰老的特征
“少小離家老大回，鄉(xiāng)音無改鬢毛衰。”與年輕人相比，老年人有許多衰老的特征。例如，頭發(fā)變白、出現“老年斑”、滿臉皺紋、頭發(fā)稀疏、渾身乏力、行動遲緩等。
(1)老年人為什么會滿臉皺紋？
(2)老年人為什么會出現“老年斑”？
(3)老年人為什么會渾身乏力、行動遲緩？
(4)老年人為什么會出現白發(fā)？
提示：(1)皮膚細胞內水分減少，細胞萎縮，體積變小。
(2)皮膚細胞中色素積累。
(3)老年人細胞中與呼吸有關的酶活性降低，代謝緩慢。
(4)由于毛囊中的黑色素細胞衰老，細胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少。
課內探究·名師點睛
1．細胞衰老的概念
細胞衰老是細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生復雜變化的過程，最終表現為細胞的形態(tài)、結構和功能發(fā)生變化。
2．細胞衰老特征的概括總結
一大(細胞核變大，染色質收縮，染色加深)；一小(細胞體積變小)；一多(細胞內色素逐漸積累、增多)；一少(細胞內水分減少)；兩低(細胞膜運輸功能降低，有些酶的活性降低)；兩慢(呼吸速率減慢，代謝速率減慢)。
3．細胞衰老的原因
關于細胞衰老的原因，自由基學說和端粒學說是現代科學家普遍認可的兩種學說。
(1)自由基學說
衰老是由細胞正常代謝過程中產生的自由基造成的。
①自由基含義：人們通常把異常活潑的帶電分子或基團稱為自由基。自由基含有未配對電子，表現出高度的反應活潑性。
②自由基來源：在生命活動中，細胞不斷進行各種氧化反應，在這些反應中很容易產生自由基；此外，輻射以及有害物質入侵也會刺激細胞產生自由基。
③自由基學說：自由基攻擊和破壞細胞內各種執(zhí)行正常功能的生物分子、會損傷細胞膜、攻擊DNA，可能引起基因突變；攻擊蛋白質，使蛋白質活性下降，導致細胞衰老。
(2)端粒學說：染色體兩端的特殊序列的DNA－蛋白質復合體(端粒)會隨細胞分裂次數的增加而被“截短”，進而損傷正常基因的DNA序列，使細胞活動漸趨異常。
特別提醒：①幼年個體中每天都有細胞的衰老、死亡，因此細胞的衰老和死亡不等于個體的衰老和死亡。
②老年個體中每天也有新細胞的產生，因此個體的衰老不等于所有細胞的衰老。
③細胞的衰老由細胞自身的因素決定，但良好的外部環(huán)境和生活飲食習慣可以延緩細胞衰老，進而延緩機體衰老。
典例剖析
典例1 (2023·河北唐山高一期末)衰老細胞在生理功能上發(fā)生明顯變化。下列有關衰老的細胞特征的敘述，不正確的是( C )
A．有些酶的活性降低，呼吸速率減慢
B．細胞內的色素逐漸積累
C．新陳代謝速率加快
D．細胞膜通透性改變，物質運輸功能降低
解析： 衰老的細胞呼吸速率減慢，新陳代謝速率減慢，C錯誤。
變式訓練 如圖是細胞衰老的自由基學說示意圖，下列有關敘述錯誤的是( C )
A．①②過程的作用效果會引起細胞內生物膜面積急劇減小
B．③過程會使酪氨酸酶活性降低
C．若③過程使葡萄糖的轉運蛋白活性下降，葡萄糖會自由進出細胞
D．⑤可來自輻射、有害物質的入侵和細胞內的氧化反應等
解析： ①②過程自由基攻擊磷脂分子，破壞細胞內生物膜，使生物膜面積急劇減小，A項正確；③過程自由基攻擊合成的蛋白質，會導致酪氨酸酶的活性下降，細胞新陳代謝速率降低，B項正確；細胞通過協助擴散或主動運輸方式吸收葡萄糖，若③過程使細胞膜上葡萄糖的轉運蛋白受損，葡萄糖將不能進入細胞，C項錯誤；自由基的產生途徑有輻射、有害物質的入侵和細胞內的氧化反應等，D項正確。
知識點二　細胞的死亡
必備知識·夯實雙基
1．細胞死亡：包括_凋亡__和_壞死__等方式。
2．細胞凋亡
(1)概念：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程。
(2)類型
3．細胞壞死：在種種不利因素影響下，如極端的物理、化學因素或嚴重的病理性刺激的情況下，由細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞_損傷和死亡__。
4．細胞自噬
(1)概念：在一定條件下，細胞會將_受損或功能退化__的細胞結構等，通過_溶酶體__降解后再利用。
(2)意義
①處于營養(yǎng)缺乏條件下的細胞，通過細胞自噬可以獲得維持生存所需的_物質和能量__。
②在細胞受到損傷、微生物入侵或細胞衰老時，通過細胞自噬，可以清除_受損或衰老__的細胞器，以及感染的_微生物和毒素__，從而維持細胞_內部環(huán)境__的穩(wěn)定。
③有些激烈的細胞自噬，可能誘導細胞凋亡。
活學巧練
1.細胞凋亡受基因控制，細胞衰老不受基因控制。( × )
2．被病原體感染的細胞可通過細胞凋亡清除。( √ )
3．細胞死亡都是主動進行的，對生物體是有利的。( × )
深入探討
辨析細胞凋亡與細胞分化
如圖是青蛙的變態(tài)發(fā)育示意圖。蝌蚪在發(fā)育過程中，長出的尾巴逐漸消失，請分析回答下列問題：
(1)蝌蚪尾巴的消失屬于哪種生命現象？與哪種細胞器的關系最密切？
(2)將蝌蚪尾部用濃鹽酸處理后，尾部潰爛消失，這與上述現象的機理相同嗎？
(3)上述兩種現象都受遺傳物質控制嗎？
(4)同樣是血細胞，白細胞與紅細胞的功能不同，凋亡的速率也不一樣，白細胞凋亡的速率比紅細胞快得多。細胞凋亡的速率與它們的功能有關系嗎？請結合這一事例說明細胞凋亡的生物學意義。
提示：(1)細胞凋亡。與溶酶體密切相關。
(2)這是細胞壞死，與上述細胞凋亡不同。
(3)不是。細胞凋亡受遺傳物質控制，細胞壞死不受遺傳物質控制。
(4)細胞凋亡的速率與它們的功能有關系。因為白細胞的功能是吞噬病菌等，所以白細胞凋亡的速率很快。細胞凋亡不僅保證了多細胞生物個體發(fā)育的正常進行，而且在維持生物體內部環(huán)境的穩(wěn)定，抵御外界各種因素的干擾方面也都起著非常關鍵的作用。
課內探究·名師點睛
1．“三看法”判斷細胞凋亡與細胞壞死
(1)從“方式”看
(2)從“機制”看
(3)從“結果”看
2．細胞衰老、細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別
項目 細胞衰老 細胞凋亡 細胞壞死
實質 內因和外因共同作用的結果 受到由遺傳機制決定的程序性調控 受電、熱、冷、機械等不利因素影響，與基因無關
形態(tài) 變化 細胞萎縮，細胞膜皺縮 多為單個細胞，形成凋亡小體，細胞膜內陷 外形呈不規(guī)則變化，細胞膜破裂
意義 ①生物體的絕大多數細胞都經歷未分化—分化—衰老—死亡的過程； ②細胞衰老是時刻都在發(fā)生的 ①清除多余、無用的細胞； ②清除完成正常使命的衰老細胞； ③清除體內的有害細胞； ④維持器官和組織中細胞數目的相對穩(wěn)定 對周圍細胞造成傷害，引發(fā)炎癥
對機體 的影響 對機體有利 對機體有利 對機體有害
典例剖析
典例2 關于細胞凋亡與細胞壞死，下列說法正確的是( A )
①細胞凋亡是由細胞內的遺傳物質控制的
②細胞死亡是細胞凋亡的同義詞
③細胞壞死受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控
④被病原體感染的細胞的清除是通過細胞壞死完成的
⑤蝌蚪在變態(tài)期，尾部細胞將發(fā)生凋亡，從而使其能轉變成正常的成體蛙
⑥細胞的凋亡有助于清除體內衰老的細胞
⑦細胞凋亡是由致病因子引發(fā)的急性損傷，引起細胞破裂，導致炎癥反應
A．①⑤⑥ B．①④⑥
C．③⑤⑥ D．②④⑦
解析： 細胞凋亡與細胞死亡不同，細胞死亡還包括細胞壞死和細胞自噬，②錯誤；細胞壞死不受基因控制，③錯誤；被病原體感染的細胞是通過細胞凋亡消除的，④錯誤；細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，并非由致病因子引發(fā)的，⑦錯誤。
變式訓練 下列各項中，不屬于細胞凋亡的是( B )
A．白細胞吞噬過多的細菌導致死亡
B．腦細胞因缺血而死亡
C．蝌蚪變態(tài)發(fā)育過程中尾部消失
D．人的紅細胞在經歷120天左右的壽命后死亡
解析： 腦細胞因缺血而死亡是細胞受外界不利因素影響發(fā)生的，應屬于細胞壞死。
細胞分裂、分化、衰老、壞死、凋亡的比較
1．聯系
2．區(qū)別
項目 影響因素 特點 遺傳物質 對機體的影響
細胞 分裂 基因決定 親子代遺傳性狀穩(wěn)定 復制后 均分 有利
細胞 分化 基因選擇性表達 普遍性、持久性、不可逆性、遺傳物質不變 不變 有利
細胞 衰老 受基因控制 水分減少、酶活性降低、色素積累、膜通透性改變 不變 有利
細胞 壞死 不受基因控制，由極端的物理、化學因素或嚴重的病理性刺激等不利因素造成 被動的、由細胞正常代謝活動受損或中斷引起的病理過程 不變 不利
細胞 凋亡 基因決定 主動的、細胞自動結束生命的過程 不變 有利
知識貼士
理解細胞衰老和凋亡的兩個“≠”
(1)細胞衰老≠個體衰老(多細胞生物體中)
幼年個體中會有細胞衰老、凋亡，老年個體中也會有新細胞產生。
(2)細胞凋亡≠細胞壞死
細胞凋亡是主動的，對機體的正常發(fā)育是有利的；細胞壞死是被動的，對機體是有害的。
典例3 下列關于細胞的分化、衰老和凋亡的敘述，正確的有( B )
①細胞的分化和衰老對于生物體都是有積極意義的
②細胞分化使多細胞生物中的細胞功能趨向全面化，有利于提高細胞代謝的效率
③人胚胎發(fā)育過程中尾的消失是細胞壞死的結果
④細胞衰老表現為細胞核體積變小、色素含量增加、細胞膜的通透性降低
⑤細胞凋亡受遺傳物質的嚴格控制，并且在凋亡的過程中存在基因表達
A．一項　 B．兩項　
C．三項　 D．四項
解析：細胞的分化、衰老都是細胞正常的生命歷程，對于生物體都是有積極意義的，①正確；細胞分化使多細胞生物中的細胞功能趨向專門化，有利于提高細胞代謝的效率，②錯誤；人胚胎發(fā)育過程中尾的消失是細胞凋亡的結果，③錯誤；衰老的細胞內細胞核的體積變大、細胞內的色素逐漸積累、細胞膜的通透性改變，使物質運輸功能降低，④錯誤；細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，因此受遺傳物質的嚴格控制，并且在凋亡的過程中存在基因表達，⑤正確。綜上分析，B正確，ACD錯誤。故選B。
學霸記憶
1.衰老的細胞內水分減少、酶活性降低、呼吸速率減慢、色素積累、膜通透性改變、物質運輸功能下降。
2．細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程。
1．(2023·江蘇高一課時練習)端粒酶由RNA和蛋白質組成，該酶能結合到端粒上。下列敘述正確的是( D )
A．大腸桿菌擬核的DNA中含有端粒
B．正常體細胞的端粒DNA隨細胞分裂次數增加而變長
C．端粒酶的基本單位是氨基酸
D．正常人細胞的每條染色體兩端都含有端粒DNA
解析： 端粒是真核生物染色體末端的一種特殊結構，大腸桿菌沒有染色體，沒有端粒，A錯誤；正常體細胞的端粒DNA隨細胞分裂次數增加而變短，B錯誤；端粒酶由RNA和蛋白質組成，基本單位是氨基酸和核糖核苷酸，C錯誤。
2．研究表明某些細胞被病毒感染后，某種蛋白激酶PKR會被激活，從而導致被感染細胞發(fā)生凋亡。下列敘述正確的是( C )
A．被感染細胞發(fā)生凋亡可能引發(fā)炎癥
B．被感染細胞凋亡過程沒有基因的選擇表達
C．PKR激活劑有可能成為抗病毒藥物
D．PKR的大量激活有利于身體健康
解析：凋亡是細胞的程序性死亡不會引發(fā)炎癥，A錯誤；被感染細胞凋亡也是細胞的程序性死亡，過程也存在基因的選擇表達，B錯誤；PKR激活能導致細胞凋亡，PKR激活劑如果能定向給藥，能使被病毒感染的細胞凋亡，那么PKR激活劑有可能成為抗病毒藥物，C正確；PKR大量激活，會導致大量正常細胞凋亡，不利于身體健康，D錯誤。故選C。
3．細胞凋亡是由基因控制的細胞死亡過程。如健康的成人體內，在骨髓和腸中，每小時約有10億個細胞凋亡。人的不同細胞的壽命和分裂能力不同，請分析表中有關數據回答下列相關問題：
細胞 種類 小腸上 皮細胞 平滑肌細胞(分布于內臟器官) 心肌細胞 神經細胞 白細胞
壽命 1～2 d 很長 很長 很長 5～7 d
能否分裂 能 能 不能 多數不能 不能
(1)細胞的壽命與分裂能力之間有對應關系嗎？_細胞的壽命與細胞分裂能力無關__。
(2)壽命短的細胞是否一定能分裂舉例說明：_壽命短的細胞不一定能分裂，如白細胞__。
(3)細胞的壽命和分裂能力與它們承擔的功能_有__(填“有”或“沒有”)關系。
(4)根據上述分析，推測皮膚表皮細胞的壽命_短__(填“長”或“短”), _有__(填“有”或“沒有”)分裂能力。
(5)細胞的凋亡對多細胞生物體的生長和發(fā)育有害嗎？請說明理由：_無害。因為細胞凋亡對于多細胞生物體發(fā)育、組織更新、抵御病原體入侵都具有重要的積極意義__。第2課時　動物細胞的有絲分裂及無絲分裂
與觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂
課標要求
1．說出動物細胞和植物細胞有絲分裂的區(qū)別。
2．制作和觀察根尖分生區(qū)組織細胞有絲分裂簡易裝片或觀察其永久裝片。
核心素養(yǎng)
1．生命觀念——通過比較動植物細胞有絲分裂的異同，認識生命現象的多樣性和統一性。
2．科學思維——模型與建模：構建有絲分裂過程中染色體和DNA數量變化模型。
3．科學探究——通過觀察有絲分裂實驗，掌握顯微觀察實驗的基本操作方法，提高實踐能力。
　　　　　知識點一　動物細胞的有絲分裂及無絲分裂
必備知識·夯實雙基
1．動植物細胞有絲分裂的不同點
時期 植物細胞有絲分裂 動物細胞有絲分裂
間期 無_中心粒__ 有_中心粒__，且完成倍增
前期 細胞兩極發(fā)出_紡錘絲__形成紡錘體 中心粒移到細胞兩極，并發(fā)出_星射線__形成紡錘體
末期 _細胞板__擴展形成細胞壁，分割細胞 _細胞膜__由中部向內凹陷，縊裂細胞
2.有絲分裂特征及意義
(1)特征：將親代細胞的_染色體__經過復制之后，精確地平均分配到_兩個子細胞__中。
(2)意義：在細胞的親代和子代之間保持了_遺傳__的穩(wěn)定性。
3．無絲分裂
(1)特點：在分裂過程中沒有_紡錘絲__出現和_染色體__的變化，因此叫無絲分裂。
(2)實例：_蛙的紅細胞__的分裂。
4．細胞不能無限長大
活學巧練
1.動植物細胞有絲分裂過程中染色體的形態(tài)變化不同。( × )
2．動物細胞分裂間期有DNA的復制和中心粒的倍增。( √ )
3．動物細胞有絲分裂過程中細胞板在末期形成。( × )
深入探討
1.動植物細胞有絲分裂過程中與細胞分裂有關的細胞器及作用是什么？
提示：
細胞器 作用
線粒體 主要是供能(DNA復制、蛋白質合成、染色體移動等)
中心粒 參與紡錘體的形成(動物、低等植物細胞)
高爾基體 參與細胞壁的形成(植物細胞)
核糖體 合成有關的蛋白質
2.鑒別一個正在進行有絲分裂的細胞是植物細胞還是動物細胞最可靠的方法是什么？
提示：因在一些低等植物細胞里，也存在著中心體，分裂時也會出現星射線，因此最可靠的方法是根據有絲分裂過程中是形成細胞板使細胞質分割為二，還是細胞膜內陷使細胞質分割為二作為鑒別依據。
課內探究·名師點睛
1．根據染色體變化識別細胞分裂時期
(1)染色質變?yōu)槿旧w，染色體散亂分布→前期，如圖1。
(2)著絲粒排列在赤道板上→中期，如圖2。
(3)著絲粒分裂，染色體數目加倍→后期，如圖3。
(4)染色體變成染色質→末期，如圖4。
2．動植物細胞分裂圖像的識別
(1)
(2)圖像呈圓形，外面無細胞壁，或有中心粒結構，無細胞板結構，通過縊裂方式產生子細胞，一般可判斷為動物細胞。
典例剖析
典例1 如圖是某生物體細胞有絲分裂的不同分裂時期的圖像，對圖像的描述錯誤的是( C )
A．該生物不可能是低等植物
B．圖甲、圖丙所示細胞內染色體、染色單體與核DNA分子數之比都為1∶2∶2
C．圖甲所示細胞正在進行中心粒復制
D．圖甲、圖乙、圖丙所示細胞分別處于有絲分裂的前期、后期和中期
解析：該生物細胞不含細胞壁，不可能是低等植物，A項正確；圖甲、圖丙所示細胞內染色體、染色單體與核DNA分子數之比都為1∶2∶2，B項正確；中心粒的復制發(fā)生在分裂間期，而圖甲所示細胞處于有絲分裂前期，C項錯誤；圖甲、圖乙、圖丙所示細胞分別處于有絲分裂的前期、后期和中期，D項正確。
變式訓練 (2023·吉林省五地六校聯考)下列關于無絲分裂的敘述中，正確的是( C )
A．由于細菌分裂過程中無紡錘絲形成，因此細菌的分裂方式為無絲分裂
B．蛙的紅細胞和人的紅細胞均可進行無絲分裂
C．無絲分裂過程中不出現染色體和紡錘絲的變化
D．無絲分裂過程中無DNA分子復制和相關蛋白質的合成
解析：無絲分裂是真核生物的分裂方式，細菌是原核生物，A錯誤；蛙的紅細胞進行無絲分裂，人的紅細胞不分裂，B錯誤；無絲分裂過程中無染色體出現和紡錘絲的變化，C正確；無絲分裂過程中有DNA的復制，D錯誤。故選C。
知識點二　觀察細胞有絲分裂實驗
必備知識·夯實雙基
1．實驗原理
(1)有絲分裂常見于植物的_芽尖、根尖__等分生區(qū)細胞，適宜條件下有絲分裂旺盛，易觀察到_各個時期__的細胞。
(2)在高倍顯微鏡下，可根據細胞內_染色體__的形態(tài)識別該細胞處于有絲分裂的哪個時期。
(3)細胞內的染色體容易被_堿性__染料著色。
2．實驗步驟：取材→_解離__→_漂洗__→_染色__→_制片__。
活學巧練
1.鹽酸解離根尖的同時也為甲紫溶液染色創(chuàng)造酸性環(huán)境。( × )
2．解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細胞分散。( √ )
3．在“觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂”實驗中，持續(xù)觀察，視野中處于中期的細胞將分裂成兩個子細胞。( × )
深入探討
為什么要將解離過的洋蔥根尖先漂洗再染色？
提示：漂洗的目的是洗去根尖組織中的鹽酸，有利于堿性染料著色。漂洗、染色不能顛倒，否則解離液中鹽酸會影響染色效果。
課內探究·名師點睛
觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂
一、實驗原理
項目 原理
選材 高等植物的分生組織細胞有絲分裂較旺盛
染色 細胞核內的染色體易被堿性染料(如甲紫溶液)染成深色
觀察 在同一分生組織中可以通過高倍顯微鏡觀察細胞內染色體的存在狀態(tài)，從而判斷處于哪個分裂時期
二、用品分析
1．實驗材料
(1)選擇生長旺盛，具有持續(xù)分裂能力的部位，如根尖、芽尖。
(2)選擇染色體數目較少的生物，以便于染色體的計數。
(3)選擇分裂期占細胞周期時間比例大的細胞，易觀察到分裂期細胞。
2．試劑及其成分、作用
試劑 成分 作用
解離液 質量分數為15%的鹽酸與體積分數為95%的酒精以1∶1的比例混合 使組織中的細胞相互分離開來
漂洗液 清水 洗去組織中的解離液，防止解離過度，影響染色
染色液 質量濃度為0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋紅液) 使染色體著色
3.顯微鏡的使用
(1)先用低倍顯微鏡找到分生區(qū)的細胞：分生區(qū)細胞呈正方形，排列緊密。
(2)再用高倍顯微鏡找到分裂中期的細胞，因為中期細胞中染色體的形態(tài)更為清晰和固定，然后再找前期、后期、末期的細胞。
三、方法步驟
1．洋蔥根尖的培養(yǎng)
在上實驗課之前的3～4 d內，取洋蔥一個，放在廣口瓶上。瓶內裝滿清水，讓洋蔥的底部接觸到瓶內的水面。把這個裝置放在溫暖的地方培養(yǎng)。待根長約5 cm時，取生長健壯的根尖制成臨時裝片觀察。
2．裝片的制作
制作流程為：解離→漂洗→染色→制片。
(1)解離　上午10時至下午2時(洋蔥根尖分生區(qū)細胞處于分裂期的較多，這會因洋蔥品種、室溫等的差異而有所不同)，剪取洋蔥根尖2～3 mm，立即放入盛有鹽酸和酒精混合液(1∶1)的玻璃皿中，在室溫下解離3～5 min，使組織中的細胞相互分離開來。
(2)漂洗　待根尖酥軟后，用鑷子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗10 min。
(3)染色　把根尖放進盛有質量濃度為0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋紅液)的玻璃皿中染色 3～5 min。
(4)制片　用鑷子將這段根尖取出來，放在載玻片上，加一滴清水，并用鑷子尖把根尖弄碎，蓋上蓋玻片。然后，用拇指輕輕地按壓蓋玻片，以使細胞分散開來，有利于觀察。
典例剖析
典例2 下列關于“制作并觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂的臨時裝片”的敘述，正確的是( A )
A．實驗前要先將洋蔥培養(yǎng)生根，選取生長健壯的根尖進行實驗
B．為保證實驗效果，裝片的制作過程中解離后要先染色再漂洗
C．鏡檢時，在高倍鏡下認真觀察可見到染色質螺旋形成染色體
D．實驗結果可證實，在細胞周期中分裂期的持續(xù)時間長于分裂間期
解析：實驗前3～4 d，要先將洋蔥培養(yǎng)生根，選取生長健壯的根尖進行實驗，因生長健壯的根尖分裂旺盛，便于觀察，A項正確；臨時裝片的制作流程為解離→漂洗→染色→制片，B項錯誤；在解離階段，經過解離液(鹽酸和酒精混合液)的處理，細胞已經死亡，因此不會看見染色質螺旋形成染色體的現象，C項錯誤；通過觀察統計，大多數細胞處于分裂間期，因此實驗結果可證實，在細胞周期中分裂間期的持續(xù)時間長于分裂期，D項錯誤。
變式訓練 如圖表示洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片的制作與觀察過程。據圖回答下面的問題：
(1)制作洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片時，取材的根尖長度在2 mm左右，不能過長，也不能過短，以獲取根尖_分生__區(qū)細胞。
(2)實驗中圖丙通常用_甲紫溶液(或醋酸洋紅液等堿性染料)__作為染液，目的是使細胞中_染色體__著色。
(3)顯微觀察時，視野中觀察到的大多數細胞處于_分裂間期__，原因是_在細胞周期中，分裂間期持續(xù)時間遠大于分裂期__。
解析：(1)制作洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片時，取材的根尖長度在2 mm左右，以獲取根尖分生區(qū)細胞。
(2)染色體容易被堿性染料(如甲紫溶液或醋酸洋紅液)著色，便于顯微鏡觀察。
(3)顯微觀察時，視野中觀察到的大多數細胞處于分裂間期，原因是在細胞周期中分裂間期持續(xù)時間長(分裂期持續(xù)時間短)。
各種有絲分裂的圖像分析
1．有絲分裂過程的圖像識別方法
確定細胞種類及分裂方式的基本思路：首先判斷細胞類別，是動物細胞、高等植物細胞還是低等植物細胞；其次確定分裂方式，是有絲分裂還是無絲分裂，如果是有絲分裂，可再根據染色體的形態(tài)確定細胞所屬的分裂時期。
(1)二分裂方式和無絲分裂的區(qū)別：二分裂時核物質大致均分，沒有核膜包被，而無絲分裂時細胞核是從中間凹陷縊裂。
(2)根據下表所示特點判斷有絲分裂各時期
項目 間期 前期 中期 后期 末期
識圖特征 有核膜，染色體呈染色質狀態(tài) 染色體散亂地分布在紡錘體的中央 染色體的著絲粒排列在赤道板上 著絲粒分裂，姐妹染色單體分開 核膜、核仁出現，染色體變成細長而盤曲的染色質
2.坐標圖(如圖)
(1)間期完成復制，1個DNA分子變成2個DNA分子，而染色體數目未加倍(形成姐妹染色單體)。
(2)染色體在分裂后期暫時加倍(著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，成為2條子染色體)。
(3)染色體與核DNA的數量關系在復制前及后期、末期為1∶1，而在前期、中期為1∶2。
(4)a→b、l→m的變化原因都是DNA分子的復制。
(5)g→h、n→o的變化原因都是著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，形成子染色體。
3．柱狀圖(如圖)
(1)有絲分裂前期和中期染色體已完成復制，每條染色體上有兩條染色單體(DNA分子)，染色體、染色單體、核DNA分子三者數目之比為1∶2∶2，如圖甲所示。
(2)有絲分裂后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為兩條子染色體，染色體暫時加倍，染色單體數目為0，核DNA、染色體數目之比為1∶1，如圖乙所示。
(3)有絲分裂末期結束，一個細胞分成兩個子細胞，核DNA、染色體數目恢復到復制前的數目，核DNA、染色體數目之比為1∶1，如圖丙所示。
綜上所述，前期和中期有染色單體時，染色單體與核DNA分子數目之比為1∶1，染色體與染色單體數目之比為1∶2；核DNA未復制之前、后期和末期無染色單體時，染色體與核DNA分子數目之比為1∶1。
典例3 如圖甲表示某二倍體動物細胞有絲分裂圖像，圖乙、丙、丁分別是對該動物細胞有絲分裂不同時期染色體數、染色單體數和核DNA分子數的統計(圖乙、丙、丁中的a、b、c表示的含義相同)。下列有關敘述正確的是( C )
A．該動物的體細胞中都含有4條染色體
B．圖乙中的a、b、c分別表示染色體、核DNA和染色單體
C．圖丙可以最恰當地表示圖甲所示時期的染色體、染色單體和核DNA的關系
D．圖丁所示細胞正處于有絲分裂中期
解析：甲細胞處于有絲分裂后期，此時細胞中染色體數目是體細胞的2倍，因此該動物的體細胞中含有4條染色體，但不是所有的體細胞都含有4條染色體，如哺乳動物成熟的紅細胞中不含染色體，A項錯誤；由于圖丙、圖丁中b都為0，可知b表示染色單體，則圖乙中的a、b、c分別表示染色體、染色單體和核DNA，B項錯誤；丙中沒有染色單體，染色體數：核DNA數＝1∶1，且染色體數目是體細胞的2倍，丙細胞處于有絲分裂后期(或末期)，因此圖丙可以最恰當地表示圖甲所示時期的染色體、染色單體和核DNA的關系，C項正確；丁中沒有染色單體，染色體數：核DNA數＝1∶1，且染色體數目與體細胞相同，因此丁細胞處于分裂完成還未進入下一次DNA復制之前的階段，D項錯誤。
學霸記憶
1.動物細胞與高等植物細胞有絲分裂的主要區(qū)別在于：
①間期要進行中心體倍增。
②前期紡錘體由中心粒發(fā)出的星射線組成。
③末期細胞膜從中部凹陷并把細胞縊裂為兩部分。
2．無絲分裂沒有出現紡錘絲和染色體的變化。
3．甲紫溶液或醋酸洋紅液的作用是使染色體著色，鹽酸和酒精的作用是解離植物細胞。
4．洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片制作的流程為：解離→漂洗→染色→制片。
5．由于細胞分裂間期持續(xù)時間最長，因此處于分裂間期的細胞數目最多。
1．下列敘述能表明動物細胞一定正在進行有絲分裂的是( D )
A．核糖體合成活動加強
B．高爾基體數目明顯增多
C．線粒體產生大量ATP
D．中心粒周圍發(fā)射出星射線
解析： 核糖體是合成蛋白質的場所，蛋白質合成旺盛不一定是有絲分裂的特點，A錯誤；高爾基體與動物分泌物的形成有關，與動物細胞有絲分裂沒有直接關系，B錯誤；很多生命活動都需要線粒體產生ATP供能，C錯誤；中心粒與細胞有絲分裂有關，中心粒周圍發(fā)射出星射線，表明動物細胞正處于有絲分裂前期，D正確。
2．下列關于高等動物和高等植物的細胞增殖的說法，正確的是( B )
A．處于分裂間期細胞的細胞核中都會進行DNA的復制和相關蛋白質的合成
B．處于分裂前期的細胞中一般都會出現染色體和形成紡錘體
C．處于分裂中期和后期的細胞中每條染色體都有姐妹染色單體
D．處于分裂末期的細胞中赤道板的位置都會出現細胞板
解析：處于分裂間期的細胞中都會進行DNA的復制和相關蛋白質的合成，且蛋白質的合成發(fā)生在細胞質中，A錯誤；不論是動物細胞還是植物細胞，在分裂前期一般都會出現染色體和形成紡錘體，B正確；處于分裂后期的細胞中染色體的著絲粒斷裂，每條染色體上不再有姐妹染色單體，C錯誤；分裂末期，動物細胞從中部向內凹陷縊裂形成兩個子細胞，不會出現細胞板，D錯誤。故選B。
3．(2023·天津耀華中學高一期末)下圖表示某生物有絲分裂過程某時期的細胞圖示，以及有絲分裂過程細胞中有關物質含量變化的坐標圖。請回答有關問題：
(1)圖甲表示有絲分裂_中__期的細胞圖，其中②是_著絲粒__。
(2)圖中細胞的染色體數目是_4__條，DNA分子數目是_8__個，該細胞下個時期的染色單體數目是_0__。該細胞在有絲分裂結束后所形成的2個子細胞，每個子細胞中的DNA分子數目是_4__個。
(3)圖乙實線表示_DNA__的數量變化。圖甲所示細胞大致位于圖乙的線段是_BC__。
(4)圖乙中出現bc段的原因是_著絲粒分裂，姐妹染色單體分開__。
解析：(1)圖甲細胞中染色體的著絲粒排列在細胞中央赤道板的位置，處于有絲分裂的中期，其中②是著絲粒，細胞中染色體的數目就是以著絲粒數目進行計數。
(2)圖中細胞中著絲粒有4個，染色體數目有4條。一條染色體上DNA數目有2個，因此細胞中DNA的數目有8個，該細胞處于有絲分裂的中期，下一個時期是后期，著絲粒分裂，染色單體都變成染色體，不存在染色單體。該細胞處于有絲分裂的中期，DNA數目是8個，分裂之后形成的子細胞DNA數目減半，DNA數目變?yōu)?個。
(3)圖乙實線表示有絲分裂DNA數目變化曲線圖，圖甲處于有絲分裂的中期，處于圖乙的BC段。
(4)圖乙中虛線表示染色體數目變化曲線圖，bc段表示染色體數目加倍，加倍的原因是著絲粒分裂，姐妹染色單體分開。

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