細胞的生命歷程

第四單元第6章細胞的生命歷程【內(nèi)容】細胞的增殖實驗：觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂細胞的分化、衰老、凋亡和癌變【中心】細胞有絲分裂各期特點細胞分化和全能性細胞癌變的機理考綱要求三年考情細胞的生長和增殖的周期性Ⅰ2010?江蘇?T28；2009?寧夏、遼寧?T2；2009?天津?T1；2009?江蘇?T4三年4考細胞的無絲分裂Ⅰ2009?廣東?T23三年1考細胞的有絲分裂Ⅱ2009?福建?T1三年1考細胞的分化和細胞的全能性Ⅱ2011?山東?T2；2011?江蘇?T5；2011?北京?T1；2011?安徽?T2；2010?廣東?T3；2009?山東?T2；2009?天津?T1；2009?安徽?T2三年8考考綱要求

三年考情細胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關系Ⅱ2011?江蘇?T5；2011?天津?T3；2011?福建?T26Ⅰ；2009?廣東?T22；2009?寧夏、遼寧?T1；2009?江蘇?T4；2009?安徽?T2；2009?天津?T4三年8考癌細胞的主要特征及防治Ⅱ2011?江蘇?T5；2010?山東?T3；2010?山東?T1；2009?江蘇?T4；2009?安徽?T2三年5考考綱要求

三年考情觀察細胞的有絲分裂2011?山東?T6；2011?江蘇?T28；2011?天津?T2；2011?福建?T26Ⅱ；2010?天津?T3；2009?江蘇?T6三年6考模擬探究細胞表面積與體積的關系無綜合分析近3年各地高考試題，高考命題在本章有以下規(guī)律：

1.從知識點來看，本章考查的內(nèi)容主要分布在對細胞有絲分裂的觀察、細胞的分化和細胞的全能性、細胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關系、癌細胞的主要特征及防治等方面。

2.在命題思路上，借助細胞周期曲線圖對細胞周期進行考查，如2010年江蘇T28；常通過對實驗的分析與糾錯直接考查有絲分裂的觀察原理與操作；而對細胞分裂過程的理解則往往借助于不同分裂時期的圖像并結(jié)合減數(shù)分裂進行考查；結(jié)合白血病、癌癥等熱點進行遷移考查細胞的分化和全能性、細胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關系、癌細胞的主要特征及防治等知識，如2011年山東T2、2011年北京T1等。

3.縱觀近3年高考題，選擇題和非選擇題并存，而且與生活實際聯(lián)系密切，尤其是緊密聯(lián)系社會熱點的科學技術和生活問題。

根據(jù)近3年高考命題特點和規(guī)律，復習本章時，要注意以下幾個方面：

1.有絲分裂運用形象直觀的圖表、曲線將細胞分裂各時期的物質(zhì)變化特點和染色體、DNA、染色單體數(shù)目變化規(guī)律進行歸納梳理，并注意比較動、植物細胞有絲分裂的異同。

2.細胞分化和細胞的全能性各種生物的體細胞均具有潛在的全能性，由于細胞分化，使細胞的功能有了分工，利用細胞的全能性可以解決生產(chǎn)和疾病治療中的實際問題，復習本知識點時要聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，理解細胞分化及細胞全能性的原理和應用。

3.細胞的衰老和凋亡細胞的衰老和凋亡是自然的生命現(xiàn)象，復習時聯(lián)系生活實際理解細胞的衰老和凋亡，并注意用表格區(qū)別細胞凋亡和細胞壞死，衰老細胞和癌變細胞的特征。

4.細胞的癌變癌癥是目前嚴重危害人類健康的疾病之一，復習此知識點時應聯(lián)系現(xiàn)實生活，理解癌細胞的特征及其防治，并注意橫向比較細胞分化、衰老和癌變的特點。第1節(jié)細胞的增殖第一課時一、細胞增殖的周期性和細胞的生長1.細胞周期(1)條件:連續(xù)分裂的細胞;(2)起點:一次分裂完成時;(3)終點:下一次分裂完成時;(4)特點:不同類的細胞,細胞周期不同,分裂間期與分裂期所占的比例也不同。細胞周期的不同表示方法名稱表示方法說明扇形圖直線圖沿箭頭方向從A→A是一個細胞周期a+b或c+d是一個細胞周期AB名稱表示方法說明坐標圖直方圖a→f或A→E是一個細胞周期B組DNA含量在2C～4C之間說明DNA處于復制期,C組則說明DNA復制完成【高考警示鐘】1.在一個細胞周期中分裂間期在前，分裂期在后。即先進行物質(zhì)的準備再進行細胞的分裂。2.并不是所有的細胞分裂都具有周期性。只有進行連\續(xù)分裂的細胞才具有細胞周期，進行減數(shù)分裂和無絲分裂的細胞不具有細胞周期。3.有絲分裂后產(chǎn)生的子細胞有的仍可繼續(xù)進行分裂，有的暫不分裂，也有的進行細胞分化。連續(xù)分裂的細胞，相鄰的兩個細胞周期可表示為如圖，下列敘述不正確的是()A.a+b為一個細胞周期B.c、d兩段都要消耗ATPC.b段的主要變化是DNA分子的復制及有關蛋白質(zhì)的合成D.d段主要完成遺傳物質(zhì)的平均分配【變式訓練】科學家用含32P的磷酸鹽做標記，浸泡蠶豆幼苗，追蹤蠶豆根尖細胞分裂情況，得到根尖細胞連續(xù)分裂數(shù)據(jù)，A→F為細胞分裂的某個階段，如圖所示。下列敘述正確的是()A.DE階段發(fā)生遺傳物質(zhì)的平均分配B.BC階段結(jié)束時DNA含量增加一倍C.CD階段完成有關蛋白質(zhì)的合成D.一個細胞周期CD+DE等于17.3【解析】選B。本題主要考查細胞周期。由圖可知，BD或DF表示一個細胞周期，其中BC或DE表示分裂間期，CD或EF表示分裂期。有關蛋白質(zhì)的合成發(fā)生在分裂間期；遺傳物質(zhì)的平均分配發(fā)生在分裂期；BC階段結(jié)束時DNA含量增加一倍；CD+DE不能表示一個細胞周期。故B項正確，A、C、D項錯誤。2.細胞的生長(1)時間：____________。(2)特點：______________。(3)不能無限長大的原因①____________________的關系限制了細胞的長大；②_________的控制作用所致。分裂間期不能無限長大細胞表面積與體積細胞核3.細胞增殖的方式、過程和意義(1)方式：__________、無絲分裂和__________。(2)過程：包括__________和__________整個連續(xù)的過程。(3)意義：是生物體_______________________的基礎。有絲分裂減數(shù)分裂物質(zhì)準備細胞分裂生長、發(fā)育、繁殖、遺傳

1.有絲分裂過程(以高等植物細胞為例)時期圖像主要特點分裂間期①完成DNA分子的復制;②合成有關的蛋白質(zhì)。前期①染色質(zhì)絲螺旋化形成染色體;②核仁解體,核膜消失;③細胞兩極發(fā)出紡錘絲,形成紡錘體。二、細胞的有絲分裂時期圖像主要特點中期染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上,染色體形態(tài)穩(wěn)定,數(shù)目清晰。染色體的著絲點分裂,姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體,分別移向細胞兩極。后期時期圖像主要特點末期①染色體逐漸變成染色質(zhì)絲;②紡錘絲消失;③出現(xiàn)新的核膜和核仁。2.動、植物細胞有絲分裂的區(qū)別(1)前期紡錘體的形成方式不同①植物：細胞兩極直接發(fā)出的________形成；②動物：_______發(fā)出的_______形成。(2)末期細胞質(zhì)分裂的方式不同①植物：赤道板位置形成________并向四周擴展將細胞割裂成兩個子細胞；②動物：________從細胞的中部向內(nèi)凹陷，將細胞縊裂為兩個子細胞。紡錘絲中心體星射線細胞板細胞膜3.有絲分裂的意義將親代細胞的_________經(jīng)過復制之后，精確地_________到兩個子細胞中。因而在細胞的親代和子代之間保持了__________的穩(wěn)定性。染色體平均分配遺傳性狀【點撥】區(qū)分動植物有絲分裂的過程時要注意的特例①細胞分裂過程中有中心體參與的并不一定是動物細胞，低等植物細胞有絲分裂時紡錘體的形成也與中心體有關。②細胞分裂過程中無中心體參與的并不一定是

(高等)植物細胞，也可能是進行無絲分裂的細胞。三、無絲分裂1.過程：_______延長________________，縊裂成兩個細胞核整個細胞從中部縊裂兩個子細胞。2.特點：沒有出現(xiàn)_______和________的變化。3.實例：___________________?！军c撥】①無絲分裂過程中DNA也要復制并均分。②無絲分裂是真核細胞的分裂方式，原核生物不存在無絲分裂。

細胞核核中部向內(nèi)凹進紡錘絲染色體蛙的紅細胞的分裂【思維判斷】1.細胞體積越小，細胞的表面積與體積之比就越大，越有利于物質(zhì)交換。()【分析】細胞體積越小相對表面積就越大，從而有利于物質(zhì)的迅速轉(zhuǎn)運和交換。2.動物細胞僅以有絲分裂的方式增殖。()【分析】動物細胞主要以有絲分裂的方式增殖，也可以以無絲分裂的方式增殖，如蛙的紅細胞?！痢?.一個細胞周期中，DNA的復制和中心粒的倍增均發(fā)生在分裂間期。()【分析】細胞分裂間期完成DNA的復制，同時低等植物細胞和動物細胞也會完成中心粒的倍增。4.有絲分裂過程中，DNA和染色體同時加倍。()【分析】DNA加倍發(fā)生在分裂間期DNA的復制過程中，而染色體數(shù)目加倍是由于后期著絲點的分裂?！痢桃?、有絲分裂過程中相關結(jié)構和數(shù)目的變化1.細胞周期中幾種細胞結(jié)構的變化(1)紡錘體的變化：形成(前期)解體(末期)。(2)核膜、核仁的變化：解體(前期)重建(末期)。(3)中心體變化規(guī)律(動物細胞、低等植物細胞)復制分開移向細胞兩極平均進入子細胞(間期)(前期)(末期結(jié)束)1～2個2個1個第二課時(4)染色體形態(tài)變化染色質(zhì)染色體(間期、末期)(前期、中期、后期)高度螺旋化、縮短、變粗解螺旋，成為細絲狀

(5)染色體行為變化規(guī)律間期前期中期后期末期染色體∶DNA復制散亂分布著絲點排列在赤道板上著絲點分裂進入兩個細胞核1∶1→1∶21∶21∶21∶2→1∶11∶1行為特點2.有絲分裂過程中DNA、染色體數(shù)目變化曲線圖解分析：(1)圖中D點表示DNA復制完成，A點表示著絲點分裂。(2)一個細胞內(nèi)的染色體和DNA變化曲線和一個細胞核中的相應變化曲線走向一樣，但B點和B′點及E和E′點對應時期不一樣。(3)染色體數(shù)目增多的原因是著絲點分裂，姐妹染色單體分開，形成子染色體。(4)染色單體在細胞周期中的起點為0，終點也為0。3.有絲分裂過程中細胞核中DNA、染色體、染色單體的數(shù)目變化(以二倍體為例)分裂間期分裂期前期中期后期末期著絲點2n2n2n4n2n染色體2n2n2n4n2n染色單體0→4n4n4n00DNA分子2n→4n4n4n4n2n染色體形態(tài)絲狀絲狀→棒狀棒狀棒狀棒狀→絲狀【技巧點撥臺】1.有絲分裂過程中染色單體不是全過程都有，但只要有染色單體，其數(shù)目就與DNA的數(shù)目相同2.DNA的加倍和染色單體的形成都是DNA分子復制的結(jié)果3.染色體的加倍是由于著絲點的分裂，姐妹染色單體分開，形成了子染色體【典例訓練】如圖為某二倍體生物細胞有絲分裂模式圖，據(jù)圖回答(1)圖甲中含有同源染色體的區(qū)段是_________。(2)圖乙為細胞_______分裂____期圖像。該時期的主要特征是_________________________________________________

。(3)若2號染色體的遺傳信息來自父方，那么與其遺傳信息完全相同的染色體為____號，其遺傳信息完全相同的原因是_________________________________________________________。(4)圖乙對應于圖甲中的____段，圖丙對應于圖甲中的____段。a～h有絲

后染色體的著絲點分裂，姐妹染色單體分開成為染色體，并在紡錘絲的牽引下向細胞兩極移動6

它們是由同一條染色體復制后分離形成的

e～fc～e【互動探究】(1)題干圖甲中f～g段形成的原因是什么？提示：分裂末期,形成兩個細胞核所致。分析：在有絲分裂末期，核膜、核仁重新形成,細胞兩極各有一個細胞核,每個核中DNA數(shù)目與原細胞一致，最終細胞質(zhì)分裂，形成兩個子細胞。(2)動植物細胞f～h段變化一樣嗎？提示：不一樣。分析：動物細胞分裂末期細胞膜從中部向內(nèi)凹陷形成兩個子細胞；植物細胞則形成細胞板，由細胞板擴展形成兩個子細胞?！咀兪絺溥x】如圖是動物細胞有絲分裂不同時期核內(nèi)染色體(a)數(shù)目、核DNA分子(b)數(shù)目的柱形統(tǒng)計圖，下列敘述正確的是()A.①時期染色體還未復制，核DNA已完成了復制B.③時期核膜、核仁重建，細胞中部出現(xiàn)細胞板C.①→②表示著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍，但核DNA分子數(shù)目不變D.②→③表示同源染色體相互分離，染色體和核DNA分子數(shù)目也隨之減半C1.高等植物的分生組織細胞___________較旺盛。2.細胞核內(nèi)的染色體(質(zhì))易被____________(龍膽紫溶液)染成深色。3.細胞的分裂是______進行的，在同一分生組織中可以通過_____________觀察細胞內(nèi)_________的存在狀態(tài)，判斷處于______________的細胞。有絲分裂堿性染料獨立高倍顯微鏡染色體不同分裂時期二、實驗觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂2.藥品的組成及作用藥品

組成

作用

解離液

_______________________和_______________________(1∶1混合液)

殺死細胞的同時，使組織細胞___________漂洗液

清水

____________染色液

質(zhì)量濃度為0.01g/mL或0.02g/mL的龍膽紫溶液(或醋酸洋紅液)

_____________質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸體積分數(shù)為95%的酒精相互分離洗去解離液使染色體著色1.材料用具(1)洋蔥：生根比較容易，目的是獲得生長旺盛、帶有_______的根尖，進而觀察有絲分裂過程。(2)載玻片：實驗中兩次使用載玻片。一是制作裝片；二是在蓋玻片上再加____________，然后用拇指輕輕按壓，使_______________。分生區(qū)一片載玻片細胞分散開接觸水面溫暖3min～5min根尖酥軟10min3min～5min醋酸洋紅液載玻片一滴清水把根尖弄碎一片載玻片正方形各分裂期染色體形態(tài)和分布的特點各時期1.培養(yǎng)根尖時，為何要經(jīng)常換水？提示：增加水中的氧氣，防止根進行無氧呼吸造成根的腐爛。2.為何要控制解離時間？提示：若解離時間過短，細胞在壓片時不易分散開；若解離時間過長，導致解離過度，無法取出根尖進行染色和制片。3.教材上做實驗時先漂洗后染色，順序能否顛倒？提示：順序不能顛倒，否則解離液中的鹽酸會干擾染色效果。4.染色時應注意什么問題？提示：染色時，染色液的濃度和染色時間必須掌握好，應注意染色不能過深，否則不能正常觀察細胞圖像。5.解離和壓片的目的分別是什么？壓片時為何要再加一片載玻片？提示：解離是為了使細胞相互分離開來，壓片是為了使細胞相互分散開來；再加一片載玻片是為了使受力均勻，防止蓋玻片被壓破。

6.若所觀察的組織細胞大多是破碎而不完整的，其原因是什么？提示：壓片時用力過大。7.在顯微鏡下能否觀察到有絲分裂的動態(tài)變化？提示：不能。顯微鏡下觀察到的都是死細胞，不能觀察到有絲分裂的動態(tài)變化，若視野中找不到某一時期的細胞，可通過移動玻片在鄰近的區(qū)域中尋找。8.在顯微鏡下觀察到哪個時期的細胞最多？為什么？提示：在顯微鏡下觀察到間期的細胞數(shù)目最多，因為間期歷時最長?！靖健?、實驗原則：實驗的科學性原則【概念解讀】科學性原則是指實驗目的要明確，實驗原理要正確，實驗材料和實驗手段的選擇要恰當，整個設計思路和實驗方法的確定都不能偏離生物學基本知識和基本原理以及其他學科領域的基本原則。分析問題、設計實驗的全面性和科學性體現(xiàn)了邏輯思維的嚴密性。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)原理的科學性：必須是經(jīng)前人總結(jié)或檢驗得出的科學理論。(2)選材的科學性：要求既要保證實驗達到預期的結(jié)果，又要保證容易操作。(3)方法的科學性：選擇的變量要準確，對照要合理，條件的控制要到位，實驗步驟要有一定的順序，注意實驗步驟的關聯(lián)性和實驗操作的程序性。(4)現(xiàn)象觀察的科學性：有些實驗發(fā)生的反應不可見，這就需要把不可見的反應轉(zhuǎn)化為可見的現(xiàn)象，需要科學轉(zhuǎn)化并使結(jié)果易于衡量，找到合適的衡量指標。(5)結(jié)果處理的科學性：對實驗的現(xiàn)象首先記錄，然后進行整理，以全面和便于分析的方式如表格、曲線、柱形圖等表現(xiàn)出來。(6)結(jié)論表達的科學性：把實驗結(jié)果進行分析得到結(jié)論，需要用準確恰當而簡明的語言表達出來，才能成為科學的結(jié)論?！镜淅治觥吭凇坝^察根尖分生組織細胞的有絲分裂”的實驗中遵循的科學性原則，分析如下：(1)染色體染色時必須用堿性染料，如龍膽紫溶液或醋酸洋紅液，因為染色體能被堿性染料著色，這體現(xiàn)了實驗原理的科學性。(2)實驗選擇的材料是根尖分生區(qū)細胞，而不是葉的表皮細胞，因為根尖的分生區(qū)細胞不斷進行有絲分裂，而表皮細胞不進行細胞分裂，這體現(xiàn)了選材的科學性。(3)裝片制作的步驟必須是解離→漂洗→染色→制片，順序顛倒或缺少，實驗均不能得到正確的實驗結(jié)果，這體現(xiàn)了實驗方法的科學性。(4)觀察裝片時必須先用低倍顯微鏡觀察，然后用高倍顯微鏡觀察，這體現(xiàn)了實驗現(xiàn)象觀察的科學性。(5)要真實地畫出細胞分裂圖像，絕不能模仿教材中的模式圖。要準確地數(shù)出各時期的細胞數(shù)目，并計算出各時期的細胞所占的比例，這體現(xiàn)了實驗結(jié)果處理的科學性。(6)對細胞周期中各時期長短的分析，需要用準確的語言進行表述，這體現(xiàn)了結(jié)論表達的科學性。2、實驗分析：高中生物實驗中常用的化學藥品名稱

作用實驗

甲基綠

用于鑒定DNA

觀察DNA和RNA在細胞中的分布

酒精溶液

50%的酒精

脂肪鑒定中洗去浮色

檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)

75%的酒精

用于殺菌消毒

微生物的實驗室培養(yǎng)

酒精溶液95%的酒精①解離根尖；②用于凝集DNA①觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂；②低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化；③DNA的粗提取與鑒定15%的鹽酸

解離根尖

觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂

無水乙醇

提取葉綠體中的色素

綠葉中色素的提取和分離

層析液

色素的層析

二氧化硅

研磨綠色葉片時加入，可使研磨充分

綠葉中色素的提取和分離

碳酸鈣

防止在研磨時葉綠體中的色素被破壞

0.3g/mL的蔗糖溶液

用于質(zhì)壁分離實驗

植物細胞的吸水和失水1.在“綠葉中色素的提取和分離”實驗中，若沒有無水乙醇就無法提取色素了嗎？該實驗中還用到了哪些藥品，各有什么作用？提示：仍可以提取。本實驗還用到碳酸鈣、二氧化硅、層析液等化學藥品，其作用分別是保護色素、使研磨充分和分離色素。分析：色素不溶于水，溶于有機溶劑，若沒有無水乙醇，可用丙酮來代替。碳酸鈣在研磨時能保護色素，二氧化硅使研磨充分，層析液用來分離色素。2.在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”和“低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化”的實驗中，都需要對染色體染色，對染色體染色常用的染色劑有哪些？在觀察“低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化”的實驗中用到了卡諾氏液，其有什么作用？提示：對染色體染色常用的染色劑有龍膽紫溶液、醋酸洋紅液和改良苯酚品紅染液等?？ㄖZ氏液做根尖固定液分析：龍膽紫或醋酸洋紅液屬于堿性染料，染色質(zhì)(體)容易被堿性染料染成深色，與細胞質(zhì)形成鮮明對比，在鏡檢中物像十分清晰。3.在“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗的實驗步驟中有一個漂洗過程,它在染色之前還是之后？提示：在染色之前。分析：漂洗是洗去鹽酸,便于染色。

3、根據(jù)實驗結(jié)果繪制圖形——細胞有絲分裂實驗的結(jié)果分析【案例】(2008·江蘇高考改編)在完成了觀察洋蔥根尖分生區(qū)細胞有絲分裂實驗后，教師給學生提供了如下資料。全班20個實驗小組的實驗數(shù)據(jù)匯總表(注：各小組計數(shù)50個細胞，實驗條件與觀察計數(shù)方法相同)細胞周期間期

分裂期