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文档简介
1、细胞的生命历程和胚胎工程【知识网络构建】 【重点知识整合】一、细胞增殖的周期性细胞周期的不同表示方法方法名称 表示方法 说明 扇形图 ABCA为 一个细胞周期 直线图 ab或cd为一个细胞周期 坐标图 abcde为一个细胞周期 直方图 依据此图可以判断复制前、复制时和复制后所占时长的比例 【特别提醒】间期细胞的主要物质变化是DNA复制和有关蛋白质的合成。 间期抑制DNA和蛋白质合成可有效地阻止细胞分裂,对癌症具有较好的治疗效果。 间期时间长,观察细胞有丝分裂时绝大部分细胞处于间期。实验时观察材料宜选用分裂期相对于整个细胞周期较长的生物种类和组织种类。 间期是容易发生基因突变的时期。 二、细胞的
2、有丝分裂和减数分裂1一个细胞内染色体、DNA数量变化曲线及判断 (1)有丝分裂、减数分裂与受精过程中两曲线变化: (2)DNA、染色体数量变化曲线判断: eq avs4al(间期不加倍,染色体变化曲线) 2有丝分裂、减数分裂图像的比较与辨析(以2n4为例)(1)图像比较(以雄性动物为例):时期前期 中期 后期 有丝分裂有同源染色体 减数第一次分裂 有同源染色体减数第二次分裂 无同源染色体 (2)辨析方法: (3)减数分裂中根据细胞质分裂情况判断细胞名称 3有关细胞分裂的疑难问题点拨 (1)并非所有细胞都具有细胞周期。只有连续分裂的细胞才有细胞周期,高度分化的细胞、进行减数分裂的性原细胞都没有细
3、胞周期。(2)细胞板是真实存在的结构,而赤道板(面)并非真实存在。(3)着丝点(粒)分裂不是纺锤丝牵拉的结果。(4)同源染色体的大小并非完全相同,如性染色体X和Y。(5)细胞分裂与变异类型的关系:分裂方式变异类型无丝分裂基因突变有丝分裂基因突变、染色体变异减数分裂基因突变、基因重组、染色体变异三、动物配子的形成与受精过程1精子和卵细胞的种类 (1)1个精原细胞(含n对同源染色体): 可能产生精子的种类:2n种。 实际产生精子的种类:2种。 同一个次级精母细胞,若在第一次分裂时没有交叉互换,则产生的两个精子是相同的;若在第一次分裂时发生了交叉互换,则产生的两个精子是不同的。 (2)1个卵原细胞(
4、含n对同源染色体): 可能产生卵细胞的种类:2n种。 实际产生卵细胞的种类:1种。 (3)动物(含n对同源染色体)产生精子或卵细胞的种类:2n种。 2细胞分裂过程分析 (1)一个精原细胞经减数分裂可形成4个精子,在没有发生交叉互换时,其类型为两种,图示如下: 在上述过程中,非同源染色体进行组合的时候只能是、中的任意一种,因此可形成两种类型的4个精子。 (2)一个精原细胞在减数分裂时,若发生了交叉互换,则可产生4种类型的4个精子,其图示如下: 【特别提醒】精子和卵细胞相互识别的物质基础是卵细胞膜上的糖蛋白。 精卵融合过程体现出细胞膜具有一定的流动性。 受精卵内核物质一半来自精子、一半来自卵细胞,
5、细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。 四、 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变1细胞的全能性及其表达(1)细胞全能性的表现过程:eq x(离体细胞)eq o(,sup16(脱分化)eq x(愈伤组织)eq o(,sup16(再分化)eq x(完整个体)(2)细胞具有全能性的原因:细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。(3)可作为证明细胞全能性的实例必须同时满足以下三个条件:起点:高度分化的细胞。终点:形成完整的个体。外部条件:离体、营养物质等。2细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变的区别和联系 (1)区别: 结果 遗传物质变化情况 细胞分裂 单细胞生物完成生殖,多细胞生物产生新细胞遗传物质复制均分 细
6、胞分化 形成不同组织器官遗传物质不发生改变 细胞衰老 细胞正常死亡细胞凋亡 基因决定的细胞自动结束生命的正常死亡过程细胞癌变 形成无限增殖的癌细胞遗传物质发生改变 (2)联系: 细胞分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡是细胞的正常生理现象。 细胞分裂是生物生长发育、繁殖和遗传的基础,是细胞分化的基础。细胞分化是生物个体发育的细胞学基础,仅有细胞分裂增殖而没有细胞分化,生物体不能进行正常的生长发育,经细胞分化,多细胞生物形成不同的组织和器官。 细胞癌变是正常细胞在致癌因子影响下畸形分化的结果,内在原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。 【特别提醒】细胞分化在自然条件下是不可逆的。细胞分化的关键是特异性
7、蛋白的合成,而特异性蛋白合成的实质是基因的选择性表达。细胞分化程度越高,细胞分裂能力越弱,全能性越低。细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种类型;细胞凋亡是正常生理现象,细胞坏死是异常现象,对机体有害。【高频考点突破】考点一 有丝分裂、减数分裂例1、玉米花药培养的单倍体幼苗,经秋水仙素处理后形成二倍体植株。如图是该过程中某时段细胞核 DNA 含量变化示意图。下列叙述错误的是 () Aab 过程中细胞内不会发生基因重组 Bcd 过程中细胞内发生了染色体数加倍 Ce 点后细胞内各染色体组的基因组成相同 Dfg 过程中同源染色体分离,染色体数减半 考点二 细胞分化与全能性及细胞衰老、凋亡和癌变例2、关于
8、人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是 () A细胞分化导致基因选择性表达,细胞种类增多 B细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小 C细胞凋亡受基因控制,不利于个体生长发育 D细胞癌变导致细胞黏着性降低,易分散转移 【难点探究】难点一有关有丝分裂与减数分裂的比较1有丝分裂与减数分裂的总体比较(物种为2n)有丝分裂 减数分裂 发生分裂的细胞类型 体细胞 原始生殖细胞 复制与分裂次数 复制一次,细胞分裂一次 复制一次,细胞连续分裂二次 子细胞数目 2 1或4 子细胞类型 体细胞 生殖细胞 染色体数变化 2n4n2n 2nn2nn 染色单体数变化 04n0 04n2n0 DNA分子数变化
9、2c4c2c 2c4c2cc 染色体行为 不联会、无四分体形成 联会后形成四分体 可能发生的变异 基因突变(频率极低)、染色体变异 基因突变、染色体变异和基因重组 2.有丝分裂与减数分裂核DNA数量和染色体数量变化曲线的比较例1、如图所示是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图,据图所做的判断正确的是()以上各细胞可能取自同一器官,在发生时间上存在乙甲丙的顺序甲、乙、丙三个细胞中都含有同源染色体乙细胞中含有4个染色体组丙细胞是次级精母细胞或极体,正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同ABCD 难点二有关有丝分裂与减数分裂的图像的判定 例2、图A和图B为处于相同分裂阶段的两种动物细胞,都含有两对同源染
10、色体。关于它们的叙述中错误的一项是()A. 细胞A的同源染色体成对排列在细胞中央B. 细胞A产生的子细胞染色体数目减半C. 联会发生在细胞B,而不会发生在细胞AD. 细胞B的染色体与亲代体细胞染色体数目相同难点三细胞分化与细胞全能性的区别1.细胞分化、细胞全能性及相互比较2.与细胞分裂比较,细胞分化所具有的特点(1)分化的细胞来自于一个共同的细胞受精卵。这一点与细胞分裂相类似,所不同的是细胞分化形成的子细胞在形态、结构和功能上发生差异,这是由基因的选择性表达造成的。(2)在个体发育中,细胞分化是不可逆的,而且是稳定的(但在细胞培养条件下,细胞的分化又是可逆的,植物细胞培养的脱分化,就是实例)。
11、 (3)分化细胞对于大多数生物种类来说,虽形态各异、功能不同,但仍保持全部基因组,这是分化细胞仍具有全能性的基础。例3、下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是()A玉米种子萌发长成新植株B小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 难点四细胞分裂与遗传变异的联系1有关细胞分裂和遗传变异的关系真核生物的遗传物质为DNA,在其细胞分裂时,首先要进行DNA的复制,有可能复制差错而导致基因突变。真核生物细胞中存在染色体,在其生长发育中,可能发生染色体变异。真核生物中有的进行有性生殖,在其减数分裂产生配子时,同源染色体的非
12、姐妹染色单体之间可能发生交叉互换、非同源染色体上的非等位基因会自由组合而导致基因重组。在基因工程中改造酵母菌、动物、植物,为人类遗传病治疗导入健康的外源基因等,也属于基因重组。2. 细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的区别和联系:例4、下图是某XY型性别决定的二倍体生物体内的细胞分裂过程中物质或结构变化的相关模式图。对图的分析错误的是()A如果图甲中的细胞来自于动物的同一器官,则最可能是来自于雄性动物的精巢B在图甲所代表的细胞分裂的全过程中,通常会发生的可遗传变异是基因重组C图丙中的变化,对应于图甲中形成细胞的过程和图乙中的CD段时期D若该动物的成熟生殖细胞中有XY,变异通常发生在图乙中的BC段
13、所代表的时期 【易错点点睛】易错点一 有丝分裂过程与DNA的复制例1、蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是A每条染色体的两条单体都被标记B每条染色体中都只有一条单体被标记C只有半数的染色体中一条单体被标记D每条染色体的两条单体都不被标记 易错点二 忽视减数分裂图像范围的确定 减数分裂图像涉及到精子和卵细胞的形成,题目中给定的一组图像应有三种情况:只有精子的形成图像;只有卵细胞的形成图像;既有精子又有卵细胞的形成图像。解题时首先要界定好是哪一情况,界定方法如下:(1)题干中信息提示,若题干
14、中告诉是雄性动物体内或精巢(睾丸)中发生的细胞分裂,则界定为情况;若告诉是雌性动物或卵巢内进行,则为情况;未提示考虑情况。 (2)据图像特点分析若细胞质不均等分裂,一定是情况;若减I后期细胞质均等分裂,一定是情况;若减期后期细胞质均等分裂则应是情况。 (2)根据性染色体确定图示中画出性染色体,若为XY型性别决定,两条同型性染色体可确定为雌性个体,即情况,两条异型性染色体可确定为雄性个体,即情况。 例2、在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是(多选)ADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变,导致基因突变B非同源染色体之间发生自由组合,导致基因重组C非同源染色体之间交换一部分片段,导致染色
15、体结构变异D着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极,导致染色体数目变异 【历届高考真题】【2012年高考试题 】 1. (2012上海)成人体内绝大多数处于分化终端的各种细胞A遗传信息相同 B基因表达相同 CmRNA种类相同 D蛋白质种类相同 2. (2012全国新课标)下列关于细胞癌变的叙述,错误的是( )A.癌细胞在适宜条件时刻无限增殖B.癌变前后,细胞的形态和结构有明显差别C.病毒癌基因可整合到素质基因组诱发癌变D.原癌基因的主要功能是组织细胞发生异常增殖 3. (2012山东)细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是A.细胞普遍衰老会导致个体衰老
16、 B.效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡C.细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡D.衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录 4. (2012江苏)研究表明细胞癌变是细胞从已分化转变到未分化状态的过程,下列叙述正确的是( )A. 癌细胞具有和正常分化细胞相近的细胞类型B. 癌细胞的分裂能力与分化程度成正相关C. 诱导癌细胞的正常分化是癌症治疗的一种策略D. 癌细胞类似于胚胎细胞都脱离了细胞的正常分化5. (2012安徽)脊椎动物在胚胎发育过程中产生了过量的运动神经元,它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子,只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存,并与靶细胞简历链接,其他的则发生凋亡,下列叙述正确
17、的是A.脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期B.一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接C.神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡D.神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡 6. (2012浙江T2,6分)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是A. 绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B. 卵裂球细胞的体积随分裂次数的增加而不断增大C. 囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D. 原肠胚发育分化形成内外两个胚层7. (2012江苏T9,2分)通过胚胎移植技术,可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( )A. 对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B. 受精和胚胎的早期培养都需要在体
18、外进行C. 对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植D. 胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低【2011年高考试题 】1.(2011天津卷)4.玉米花药培养的单倍体幼苗,经秋水仙素处理后形成 倍体植株,下图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下列叙述错误的是:A.a-b过程中细胞不会发生基因变化B.c-d过程中细胞内发生了染色体数加倍C.c点后细胞内各染色体组的基因组成相同D.f-g过程中同源染色体分离,染色体数减半2.(11年大纲版全国卷)1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mRNA的合成C存在血红蛋白D存在纤维蛋白原基因3、(2011江苏卷)关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是A细胞分化导致基因选择性表达,细胞种类增多B细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小C细胞凋亡受基因控制,不利于个体生长发育D细胞癌变导致细胞黏着性降低,易分散转移 4.(2011安徽卷)干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞,以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是
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