(第三、四章)-細胞與細胞工程-生物

第三章細胞的生命歷程第三章

│細胞的生命歷程知識框架第三章

│知識框架復(fù)習(xí)策略

生命有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，生命系統(tǒng)是連續(xù)的，細胞學(xué)說指出，新細胞都是由老細胞產(chǎn)生的，而產(chǎn)生新細胞的主要方式是有絲分裂。本章包括了細胞的增殖、分化、癌變和衰老等方面的知識，高考中本章知識經(jīng)常以選擇題的方式出現(xiàn)，結(jié)合細胞結(jié)構(gòu)、細胞工程的內(nèi)容，綜合考查學(xué)生的能力，題量一般為1道。復(fù)習(xí)時注意：(1)學(xué)會繪制有絲分裂簡圖，以一個有兩對同源染色體的細胞(2n＝4)為例，繪制有絲分裂間期、前期、中期、后期、末期的簡圖。結(jié)合簡圖，掌握有絲分裂各個時期的染色體數(shù)、染色單體數(shù)第三章

│復(fù)習(xí)策略和DNA分子數(shù)的變化，及染色體的形態(tài)在細胞周期中的變化。(2)理解有絲分裂的特點及意義。間期完成遺傳物質(zhì)的復(fù)制，分裂期完成細胞核遺傳物質(zhì)的平均分配，保證了子代細胞和親代細胞有相同的核遺傳物質(zhì)。(3)理解分化的原因及其意義。比較分裂和分化的異同及二者在發(fā)育中的重要作用，同時結(jié)合細胞全能性的原理聯(lián)系細胞工程的內(nèi)容。第三章

│復(fù)習(xí)策略使用建議

1．本章內(nèi)容包括必修教材第二章第二、三節(jié)內(nèi)容，考點主要涉及：(1)以圖像、曲線圖的形式考查有絲分裂中染色體、染色單體和DNA的變化；(2)聯(lián)系細胞結(jié)構(gòu)和細胞工程的知識，考查細胞分化、癌變的實質(zhì)。考題主要以選擇題的形式呈現(xiàn)，綜合性強。2．本章復(fù)習(xí)重點包括兩個方面：(1)有絲分裂過程中的染色體、染色單體和DNA的變化上，通過列表比較的方式，使學(xué)生掌握各時期染色體形態(tài)的變化，以及染色體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA分子數(shù)的變化情況。(2)通過下列主線理解細胞第三章

│使用建議增殖、分化、癌變、衰老對生命活動的意義。第三章

│使用建議第6講

│細胞的增殖(含實驗：觀察植物細胞的有絲分裂)第6講細胞的增殖(含實驗：觀察植物細胞的有絲分裂)第三章

│使用建議

3．課時安排本章共兩講及一個全章綜合訓(xùn)練卷，第6講建議2課時完成，第7講建議1課時完成，全章綜合訓(xùn)練卷建議1課時完成，大約共需4課時。考點整合第6講

│考點整合

考點一細胞增殖有比分裂（1）細胞周期，連續(xù)分裂的細胞從

時開始，到

時為止。有絲分裂不同時期特點比較（以植物細胞為例）一次分裂完成下一次分裂完成第6講

│考點整合時期染色體特點其他特點圖像變化規(guī)律間期呈細絲狀染色質(zhì)狀態(tài)，每條染色體經(jīng)復(fù)制后就含有兩條姐妹染色單體①合成了大量的蛋白；②時間比分裂期長很多；③細胞有生長前期由細絲狀色質(zhì)變成染色體，排列散亂①出現(xiàn)紡錘體；②核仁、核膜逐漸消失第6講

│考點整合時期染色體特點其他特點圖像變化規(guī)律中期每條染色體的著絲點兩側(cè)均有紡錘絲牽引，著絲點排色體形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰①赤道板并不是一個具體結(jié)構(gòu)，是細胞中央的一個平面；②觀察染色體的最佳時期后期若絲點分裂，姐妹染色單體變成了染色體，在紡錘絲牽引下向兩極移動①紡錘絲縮短，分向兩極的兩套染色體形態(tài)和數(shù)目完全相同第6講

│考點整合時期染色體特點其他特點圖像變化規(guī)律末期染色體變成絲狀染色質(zhì)①核仁、核膜重新出現(xiàn)；②紡錘體消失；③赤道板位置出現(xiàn)細胞板，向四周擴展，形成新的細胞壁，將一個細胞分成兩個子細胞第6講

│考點整合（3）記憶口決前期：膜仁消失顯兩體（核膜、核仁消失，出現(xiàn)紡錘體和染色體）中期：形數(shù)清晰赤道齊（染色體形態(tài)、數(shù)目最清晰、整齊排列在赤道板上）后期：點裂數(shù)增勻兩極（著絲點分裂，染色體數(shù)目倍增，平均地移向兩極）

考點二實驗：觀察植物細胞的有絲分裂

1.實驗原理在植物中，有絲分裂常見于

等分生區(qū)細胞。根尖、莖尖第6講

│考點整合高等植物細胞有絲分裂的過程，分為分裂間期和有絲分裂的前期、中期、后期、末期?？梢杂酶弑讹@微鏡觀察植物細胞有絲分裂的過程，根據(jù)各個時期細胞內(nèi)染色體（或染色質(zhì)）的變化情況，識別該細胞處于有絲分裂的哪個時期。細胞核內(nèi)的染色體容易被

（如龍膽紫溶液）著色。

2.實驗步驟（1）洋蔥根尖的培養(yǎng)：實驗前3~4天，取洋蔥一個放在盛滿清水的廣口瓶上，將此裝置放在溫暖的地方，注意經(jīng)常換

堿性染料第6講

│考點整合水，使洋蔥的底部總是接觸到水，待根長5cm時即可進行實驗。第6講

│考點整合

（3）洋蔥根尖細胞有絲分裂的觀察；先

觀察，找到根尖

的細胞；細胞呈

，

觀察：移走低倍鏡，換上高倍鏡，用

螺旋和反光鏡將視野調(diào)整清晰。觀察細胞有絲分裂各時期染色體的變化特點，找到處于分裂各時期的細胞，并描繪出有絲分裂各時期簡圖（用點和線表示）。低倍鏡分生區(qū)正方形高倍鏡細準(zhǔn)焦要點探究?探究點一細胞周期及動植物細胞有絲分裂比較

第6講

│要點探究

1.連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，植物分生區(qū)的細胞、哺乳動物生發(fā)層的細胞、干細胞等細胞是連續(xù)分裂的細胞，多細胞動物體內(nèi)大多數(shù)細胞都是終末分化細胞，已經(jīng)不再分裂，因此觀察不到染色體，也沒有DNA的復(fù)制。

2.動植物細胞有絲分裂比較第6講

│要點探究植物細胞動物細胞前期紡錘體的形成由細胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體由中心粒發(fā)出星射線形成紡錘體末期細胞質(zhì)的分配細胞中部赤道板位置形成細胞板，細胞板擴展形成細胞壁形成兩個子細胞細胞膜從中部內(nèi)陷，細胞質(zhì)縊裂成兩部分，形成兩個子細胞

例1

在一個細胞周期中，最可能發(fā)生在同一時期的是(

)A．著絲點的分裂和細胞質(zhì)的分裂B．染色體復(fù)制和中心粒復(fù)制C．細胞板的出現(xiàn)和紡錘體的出現(xiàn)D．染色體數(shù)加倍和染色單體形成第6講

│要點探究

例1

B

[解析]著絲點的分裂發(fā)生在有絲分裂后期，細胞質(zhì)的分裂發(fā)生在末期，染色體復(fù)制和中心粒的復(fù)制都在間期完成。細胞板的出現(xiàn)在末期，而紡錘體的出現(xiàn)在前期，染色體數(shù)目加倍在后期，染色單體的形成在間期。

第6講

│要點探究[點評]掌握好細胞周期中各時期的主要特點，是解答好本題的關(guān)鍵；學(xué)生容易忽視的是中心粒的復(fù)制，動物細胞和低等植物細胞有中心粒，它的復(fù)制是在分裂間期完成的，到分裂前期，復(fù)制完成的兩組中心粒，一組不移動，另一組移動至其對側(cè)。?探究點二有絲分裂過程中染色體、染色單體和DNA分子的變化

1.列表比較(注意：2N/4N表示末期一個核內(nèi)DNA和染色體數(shù)為2N及一個細胞內(nèi)DNA和染色體數(shù)為4N)第6講

│要點探究核DNA染色單體染色體染色體位置形態(tài)數(shù)目位置形態(tài)核內(nèi)散亂分布↓赤道板集結(jié)↓移向兩極染色質(zhì)↓染色體↓染色質(zhì)G12N02NS2N→4N0→4N2NG24N4N2N前期4N4N2N中期4N4N2N后期4N04N末期2N/4N02N/4N第6講

│要點探究2.曲線[易錯易錯點]

(1)注意核內(nèi)DNA和細胞內(nèi)DNA減半的時期是不同的，核內(nèi)DNA減半是在末期開始時，細胞內(nèi)是在末期結(jié)束時。(2)處于G1期的一條染色體只含一個DNA分子。復(fù)制完成后，一條染色體有兩個DNA分子。(3)間期DNA復(fù)制時更容易發(fā)生基因突變，某些藥物治療癌癥也是用藥物影響癌細胞的DNA復(fù)制，從而殺死癌細胞。(4)秋水仙素能抑制紡錘體的形成，從而使細胞染色體數(shù)目加倍。(5)有絲分裂過程中染色體的行為變化只有著絲點的分裂，不發(fā)生基因重組，減數(shù)分裂有基因重組發(fā)生，是因為減數(shù)第一次分裂過程中出現(xiàn)非同源染色體的自由組合以及同源染色體上非姐妹第6講

│要點探究染色單體的交叉互換。

例2[2010·江蘇卷]細胞周期包括分裂間期(分為G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。圖6－3標(biāo)注了甲動物(體細胞染色體數(shù)為12)腸上皮細胞的細胞周期各階段的時長及DNA含量。請回答下列問題：第6講

│要點探究(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA復(fù)制的原料之一)短期培養(yǎng)甲動物腸上皮細胞后，處于S期的細胞都會被標(biāo)記。洗脫含放射性同位素的胸苷，換用無放射性的新鮮培養(yǎng)液培養(yǎng)，定期檢測。預(yù)計最快約

h后會檢測到被標(biāo)記的M期細胞。(2)從被標(biāo)記的M期細胞開始出現(xiàn)到其所占M期細胞總數(shù)的比例達到最大值時，所經(jīng)歷的時間為

期的時間，處于該期的一個細胞中染色體數(shù)目的變化情況是________。(3)若向甲動物腸上皮細胞培養(yǎng)液中加入過量胸苷，處于S期的細胞立刻被抑制，而處于其他時期的細胞不受影響。預(yù)計加人過量胸苷約

h后，細胞都將停留在S期。(4)乙動物腸上皮細胞的細胞周期時長為24h，M期時長為第6講

│要點探究1.9h若要在顯微鏡下觀察細胞有絲分裂過程中染色體形態(tài)的變，選用_____

__(填“甲”或“乙”)動物腸上皮細胞更合適。(5)在光學(xué)顯微鏡下觀察，同處于分裂末期的動物腸上皮細胞與洋蔥根尖細胞，形態(tài)上最主要的區(qū)別是___________

_______________________________________________。

例2(1)2.2

(2)M

12→24→12

(3)7.4

(4)甲(5)動物腸上皮細胞膜凹陷，細胞縊裂；洋蔥根尖細胞形成細胞板[解析]本題借助細胞周期的DNA含量變化曲線考查細胞周期及分裂期特點，同時考查學(xué)生的識圖判斷能力。(1)根據(jù)題意S期細胞被標(biāo)記，洗脫放射性的胸苷后，S期的細胞經(jīng)G2期變化后變?yōu)镸期細胞，故最短時間為G2時期，即2.2h。(2)細胞間期細胞數(shù)目最多，因此從M期細胞開始出現(xiàn)，到其所占M期第6講

│要點探究第6講

│要點探究細胞總數(shù)比例最大值，即變?yōu)殚g期細胞，故經(jīng)歷的時間為分裂期的時間，即M期的時間。因染色體只在分裂后期加倍，故分裂期染色體數(shù)目變化為12→24→12。(3)加入過量胸苷后，只有處于S期的細胞被抑制；剛結(jié)束S期的細胞，再次經(jīng)過G2、M、G1期后再次到達S期后受到抑制，經(jīng)歷時間為2.2＋1.8＋3.4＝7.4h。其他各期細胞達到S期的時間均短于該時間，故加入胸苷后7.4h后細胞都停留在S期。(4)從圖可知，甲動物分裂期所占時間比例為1.8/(3.4＋7.9＋2.2＋1.8)＝1.8/15.3＝11.2%；乙動物分裂期的比例是1.9/24＝0.08，觀察染色體形態(tài)變化主要是觀察分裂期的細胞，而分裂期細胞數(shù)目的增多與其所占細胞周期的時間的比例呈正相關(guān)，因此選甲動物作為觀察材料。第6講

│要點探究(5)洋蔥根尖細胞為高等植物細胞，與動物細胞相比，有細胞壁，因此分裂末期兩者的主要區(qū)別是動物細胞的細胞膜從中央向內(nèi)凹陷，縊裂為兩個；而植物細胞中央出現(xiàn)細胞板。?探究點三“觀察植物細胞有絲分裂”實驗分析

1．培養(yǎng)材料要提前準(zhǔn)備，注意時間、溫度、勤換水。2．培養(yǎng)的根尖不宜過長，解離時切取的長度更不能超過3mm。3．解離是否充分是實驗成功的關(guān)鍵。只有解離充分，壓片時細胞才能分散開，制出單層細胞的裝片。植物細胞之間有胞間質(zhì)，利用解離液可以溶解胞間質(zhì)，使原來緊密粘在一起的細胞相互分離。在解離時，細胞已被殺死，永久地固定于分有胞間質(zhì)，利用解離液可以溶解胞間質(zhì)，使原來緊密粘在一起的細胞相互分離。在解離時，細胞已被殺死，永久地固定于分裂周期中的某個時期。4．漂洗可洗去根尖中的鹽酸，以便染色時用堿性染料著色。5．染色可放在載玻片上進行。其步驟是：將根尖放在載玻片上，滴一滴染液染色3～5min，蓋上蓋玻片，用吸水紙吸去多余的染液。用龍膽紫染液染色時，染液濃度和時間必須掌握好，染色過深將導(dǎo)致鏡下一片紫色，無法觀察。6．壓片時用力要恰當(dāng)。用力過重過猛可能將組織壓爛、壓碎玻片等；過輕時，細胞未充分分散而相互重疊。二者都影響觀察。壓片時，最好在蓋玻片上面放一張吸水紙，然后在其上第6講

│要點探究面加一塊載玻片，再用拇指垂直向下壓。這樣可以防止上面的載玻片與蓋玻片粘在一起，避免根尖細胞各區(qū)位置錯動。壓片的目的是使細胞分散成單層，壓片時不可使載玻片移位。7．在用高倍鏡觀察時，一個視野中一般不會同時有各分裂期的細胞，這時，可通過移動裝片尋找。

例3[2010·天津卷]在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，以下操作和結(jié)論正確的是(

)第6講

│要點探究A.剪取5cm根尖，用酒精和吡羅紅混合液解離染色B．圖6－4是高倍顯微鏡下調(diào)節(jié)細準(zhǔn)焦螺旋看到的視野C．持續(xù)觀察，視野中的K細胞將分裂成兩個子細胞D．視野中，N細胞的染色體數(shù)目是M細胞的一半第6講

│要點探究

例3B

[解析]本題考查觀察根尖分生組織細胞有絲分裂的有關(guān)知識，屬于容易題。應(yīng)剪取2～3mm的根尖，此部位是分生區(qū)所在位置，用酒精和鹽酸混合液解離，使細胞分散開，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色，A錯誤。因為分辨率達到20μm，應(yīng)是在高倍顯微鏡下調(diào)節(jié)細準(zhǔn)焦螺旋看到的視野，B正確。因為解離時細胞已經(jīng)死亡，持續(xù)觀察，不可能觀察到視野中的K細胞分裂成兩個子細胞，C錯誤。N細胞的著絲點分裂，染色體在紡錘絲的牽引下已經(jīng)達到細胞的兩極，處于后期，M細胞染色體的著絲點集中于細胞的中央，處于中期，故N細胞的染色體數(shù)目是M細胞的兩倍，D錯誤。[點評]本題以顯微鏡下的一真實視野為素材，考查學(xué)生的實驗?zāi)芰?，相關(guān)的實驗實圖還有高倍顯微鏡下花生脂肪液滴、葉綠體的形態(tài)、細胞質(zhì)流動、洋蔥表皮細胞的質(zhì)壁分離等。第6講

│要點探究第7講

│細胞的分化、癌變和衰老第7講細胞的分化、癌變和衰老考點整合

考點一細胞的分化

(1)概念：在個體發(fā)育中，相同細胞的后代在形態(tài)，結(jié)構(gòu)、生理功能上發(fā)生

的過程。(2)特點：①

:發(fā)生在整個生命過程中，但在

時期達到最大限度。②

:細胞分化是不可逆的。③

：指生物體已分化的細胞仍具有發(fā)育成

的潛能的特性。第7講

│考點整合穩(wěn)定性差異持久性胚胎穩(wěn)定性全能性完整個體第7講

│考點整合

(3)意義：在多細胞生物體內(nèi)形成各種不同的

，使生物體正常地生長發(fā)育，僅有細胞增殖，沒有細胞分化，生物體是不能正常地生長發(fā)育的。(4)實質(zhì)：基因選擇性的表達。考點二細胞的癌變(1)癌細胞:指由于受到致癌因子的作用，不能正常地完成

，而變成了

的惡性增殖的細胞。(2)主要特征：a.能

:b.

改變,大多數(shù)變成球形；c.細胞膜表面的

減少，使細胞的黏著性降低，易于

。細胞和組織細胞分化不受機體控制的、連續(xù)進行分裂無限增殖形態(tài)結(jié)構(gòu)糖蛋白分散和轉(zhuǎn)移

(3)機理：癌基因抑制狀態(tài)

狀態(tài)

癌變(癌細胞）第7講

│考點整合物理、化學(xué)致癌因子生物(病毒)致癌因子細胞畸形分化原癌基因激活

考點三細胞的衰老

(1)主要特征：a.

減少→細胞萎縮，體積變小，代謝速度

；b.有些酶的活性

(如酪氨酸酶)；c.

逐漸積累：如脂褐素占有的面積逐漸增大，阻礙了細胞內(nèi)的物質(zhì)交流和信息傳遞；d.呼吸速度

，細胞核體積增大，染色質(zhì)固縮；e.細胞膜

改變，物質(zhì)運輸功能

。 (2)衰老的原因：可能是多種內(nèi)因與外因共同作用的結(jié)果。假說有體細胞突變和DNA損傷論、自由基理論、細胞程序性死亡理論等。 水分減慢降低色素減慢通透性降低要點探究?探究點一生長素的產(chǎn)生部位、彎曲部位、感光部位和運輸方向

第7講

│要點探究細胞分化細胞全能性原理細胞內(nèi)基因選擇性表達含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點①持久性，細胞分化貫穿于生物體整個生命進程中，在胚胎期達到最大限度②穩(wěn)定性和不可逆性，一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的①高度分化的植物體細胞具有全能性。植物細胞在離體的情況下，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他適宜的外界條件下，才能表現(xiàn)其全能性第7講

│要點探究狀態(tài)，直到死亡③普遍性，生物界中普遍存在，是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)②動物已分化的體細胞全能性受限制，但細胞核仍具有全能性。例如，動物克隆技術(shù)結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能不同的細胞形成新的個體大小比較細胞分化程度有高低之分，如體細胞＞生殖細胞＞受精卵細胞全能性有大小之分，如受精卵＞生殖細胞＞體細胞關(guān)系①兩者的遺傳物質(zhì)都不發(fā)生變化

②細胞的分化程度越高，具有的全能性越小

例1

[2010·廣東卷]骨髓移植是治療白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干細胞可在患者體內(nèi)(

)

A.正常生長

B.增殖并分化成多種細胞

C.分泌抗體

D.殺死各種病原菌例1

B

[解析]白血病又稱血癌，病人產(chǎn)生大量的異常白細胞，而正常的白細胞、紅細胞和血小板產(chǎn)生量減少。移植骨髓中的造血干細胞可以增殖分化形成各種血細胞和第7講

│要點探究[易錯易混點]同一機體任何具有細胞核的正?；罴毎缫葝u細胞和肝細胞，其遺傳物質(zhì)都相同，但由于基因選擇性表達，出現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的差異。

[2010·佛山質(zhì)檢]科學(xué)家已成功地利用人體表皮細胞制造出了具備胚胎干細胞功能的細胞(即類胚胎干細胞)，有關(guān)敘述錯誤的是(

)

A.表皮細胞是高度分化的細胞

B.類胚胎干細胞能夠分化成多種細胞

C.表皮細胞和類胚胎干細胞具有相同的基因組

D.表皮細胞在形成過程中丟失了某些基因

第7講

│要點探究淋巴細胞，因此骨髓移植是目前治療白血病的一種比較有效的方法。

[點評]

造血干細胞是分化程度較低的專能干細胞，可以增殖分化形成紅細胞、白細胞和血小板的。下面的變式題是從胚胎干細胞方面的知識來考查細胞分化的知識的。變式題D[解析]由表皮細胞制造出類胚胎干細胞的過程是脫分化的過程，類胚胎干細胞的分化程度低，能分化成多種細胞，且分化的細胞基因組成沒有改變，不會丟失某些基因。第7講

│要點探究?探究點二拓展實驗類型

1.細胞分化使細胞的種類增多，分化后的細胞全能性降低。

2.脫分化是指分化細胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能變?yōu)榫哂形捶只毎匦缘倪^程。已經(jīng)分化的植物器官、組織或細胞，當(dāng)受到創(chuàng)傷或進行離體培養(yǎng)時，已停止分裂的細胞，又重新恢復(fù)分裂，細胞改變原有的分化狀態(tài)，

例2

下列有關(guān)細胞分化的敘述，正確的是(

)A.原腸胚的形成與囊胚期細胞分化有關(guān)

B.細胞分化使細胞數(shù)目增多

C.葉肉細胞脫分化后不再具有分化能力

D.效應(yīng)B細胞的形成與細胞分化無關(guān)第7講

│要點探究

失去原有結(jié)構(gòu)和功能，成為具有未分化特性的薄壁細胞，也稱愈傷組織。動物細胞脫分化后可形成具有干細胞功能的間質(zhì)細胞。3.再分化是指脫分化以后的細胞重新分化出其他細胞的過程。

4.脫分化必須在離體狀態(tài)或受到創(chuàng)傷時才發(fā)生。例2

A[解析]細胞分化不同于細胞分裂，沒有細胞數(shù)目的增加；動物胚胎發(fā)育中囊胚增殖分化形成原腸胚；效應(yīng)B細胞是由B淋巴細胞或記憶B細胞增殖分化形成的；植物葉肉細胞脫分化形成愈傷組織，而后再分化形成完整植株。?探究點三拓展實驗類型第7講

│要點探究變式題第7講

│要點探究例3

[2009·海南卷]下列關(guān)于癌細胞的敘述，錯誤的是(

)A.癌細胞具有無限增殖的能力

B.細胞癌變可以由病毒感染引發(fā)C.原癌基因只存在于癌細胞中

D.癌細胞的轉(zhuǎn)移與細胞間黏著性下降有關(guān)例3

C

[解析]正常細胞中的原癌基因處于抑制狀態(tài)。[點評]考查細胞癌變的知識。要求學(xué)生熟練掌握細胞癌變的原因，癌細胞的特點。下面的變式題考查細胞分化與癌變的關(guān)系。[2010·開封模擬]細胞分化和細胞癌變過程中(

)A.都受基因控制B.遺傳物質(zhì)均發(fā)生改變

C.細胞周期均變短

D.細胞膜上的糖蛋白均減少A[解析]癌變是由原癌基因被激活而引起的，細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，故細胞分化和細胞癌變過程都受基因控制。?探究點二拓展實驗類型

1.個體衰老與細胞衰老都是生物體正常的生命現(xiàn)象。

2.對于單細胞生物體來說，細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。

3.對于多細胞生物體來說，細胞的衰老和死亡不等于個第7講

│要點探究第7講

│要點探究體的衰老和死亡，如幼年個體體內(nèi)每天都有細胞衰老和死亡。個體的衰老不等于細胞的衰老，如老年個體中每天也有新細胞產(chǎn)生。雖然細胞衰老與個體衰老不同，但個體的衰老是由細胞的衰老決定的，細胞衰老是個體衰老的內(nèi)因，衰老的個體內(nèi)衰老的細胞多，而幼嫩個體中衰老的細胞少。

[易錯易混點]細胞衰老并不意味著個體衰老，因為通過細胞的衰老和凋亡可實現(xiàn)個體發(fā)育或細胞更新；個體衰老是細胞和器官的衰老的集中體現(xiàn)。例4

[2010·東城一模]三位美國科學(xué)家由于在端粒和端粒酶方面的重大發(fā)現(xiàn)獲得了2009年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。端粒第7講

│要點探究是染色體末端由DNA重復(fù)序列(—TTAGGG—)和相關(guān)蛋白組成的一種特殊結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定染色體結(jié)構(gòu)及完整性的功能。但隨著染色體復(fù)制與細胞分裂的不斷進行，端粒會逐漸縮短，待縮短至一定程度則細胞不能繼續(xù)分裂而逐漸走向衰老和凋亡。端粒酶由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，能夠利用自身RNA為模板使端粒末端的DNA重復(fù)序列得以延長，使端粒保持一定長度，為細胞的持續(xù)分裂提供必要的遺傳基礎(chǔ)。第7講

│要點探究(1)隨著細胞中端粒長度的縮短，細胞的增殖能力將逐漸

。研究發(fā)現(xiàn)，端粒酶在不分裂的體細胞中一般不表現(xiàn)出活性，據(jù)此推測，下列人體細胞中具有端粒酶活性的是

，判斷依據(jù)

。

①胚胎干細胞②心肌細胞

③造血干細胞④成熟紅細胞

(2)端粒酶催化的反應(yīng)過程中，遺傳信息的流向是

此過程中需要的原料為3種

。(3)癌變的細胞中不僅具有較高活性的端粒酶，細胞膜表面也會出現(xiàn)一些不同于正常細胞的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)會成為

，引起機體的免疫應(yīng)答。在應(yīng)答中可直接與癌細胞密切接觸并使之裂解的免疫細胞是

。除常規(guī)的癌癥治下降①②細胞具有較強的分裂能力(或“RNA→DNA”)從RNA到DNA脫氧核苷酸抗原效應(yīng)T細胞第7講

│要點探究療方法外，通過尋找能夠

癌細胞中端粒酶活性的物質(zhì)也使癌癥的治療成為一種可能。[解析]端粒有穩(wěn)定染色體結(jié)構(gòu)及完整性的功能，隨著細胞分裂次數(shù)的增加，染色體逐漸縮短，以至于逐漸喪失分裂能力，但是癌細胞和干細胞有較強的分裂能力，因此可以推測癌細胞和干細胞的端粒酶活性一直能保持；端粒酶由蛋白質(zhì)和RNA構(gòu)成，它有逆轉(zhuǎn)錄酶的活性，以其自身的RNA為模板合成端粒DNA，由于端粒DNA只有A、T、G三種脫氧核苷酸，所以合成端粒的原料只有3種；癌細胞表面的蛋白質(zhì)與正常細胞不同，是能引起免疫應(yīng)答反應(yīng)的抗原。[點評]本題以一種新的情境考查細胞癌變的一種機理,解答本題首先要弄清楚端粒酶延長染色體DNA的原理:即以端粒酶的抑制第7講

│要點探究

變式題RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄成DNA，而構(gòu)成端粒部分的堿基只有A、T、G三種。

下列變式題結(jié)合癌變和衰老的原因綜合考查細胞分化、癌變和衰老的特點。

下列有關(guān)細胞分裂、分化、衰老和死亡的敘述，正確的是（）A.細胞分化使各種細胞的遺傳物質(zhì)有所差異，導(dǎo)致細胞的形態(tài)和功能各不相同B.個體發(fā)育過程中細胞的分裂、分化和死亡對于生物體都是有積極意義的C.細胞分裂存在于個體發(fā)育的整個生命過程中，細胞分化僅發(fā)生于胚胎發(fā)育階段D.多細胞生物細胞的衰老與機體的衰老總是同步進行的B[解析]細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果；細胞分化發(fā)生在生物體的整個生命進程中，在胚胎發(fā)育時期達到最大限度；多細胞生物的細胞衰老和機體的衰老并不是同步的。第7講

│要點探究第四章

│細胞工程第四章細胞工程知識框架第四章

│知識框架復(fù)習(xí)策略

第四章

│復(fù)習(xí)策略細胞工程作為一項生物技術(shù)為現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展做出了巨大貢獻，是單個細胞結(jié)構(gòu)和功能研究的應(yīng)用，細胞全能性、植物組織培養(yǎng)、動物細胞融合、動物細胞培養(yǎng)等技術(shù)是其他生物功能的基礎(chǔ)。本章命題方式：生物膜系統(tǒng)的概念、作用、研究意義，細胞的全能性和植物的組織培養(yǎng)著重考查學(xué)生的理解能力，植物體細胞雜交、單克隆抗體的生產(chǎn)主要考查其應(yīng)用，題型一般為選擇題，題量為一道題，一般6分。復(fù)習(xí)時請注意：(1)結(jié)合細胞結(jié)構(gòu)和功能正確理解生物膜與生物膜系統(tǒng)的概念、作用、研究意義。

(2)利用所學(xué)的細胞分化的知識鞏固植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交與細胞全能性的關(guān)系。(3)掌握動、植物組織培養(yǎng)和體細胞雜交的過程，正確控制植物細胞工程所需要的條件。(4)結(jié)合遺傳變異的知識，理解細胞工程中遺傳物質(zhì)的傳遞規(guī)律和應(yīng)用原理。

第四章

│使用建議使用建議1.本章是選修教材第四章的內(nèi)容?？键c主要涉及：(1)通過畫概念圖從結(jié)構(gòu)和功能兩角度去理解生物膜系統(tǒng)的概念、作用、研究意義。(2)植物細胞的全能性作為植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交的基礎(chǔ)。(3)與植物細胞工程進行類比學(xué)習(xí)動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合、單克隆抗體制備、核移植等技術(shù)。2.在教學(xué)中要注意：(1)以細胞膜的結(jié)構(gòu)模式圖系統(tǒng)總結(jié)細胞膜(其他膜結(jié)構(gòu))的成分及主要成分、結(jié)構(gòu)、特點及功能、物質(zhì)進出細胞膜的運輸方式、生物膜系統(tǒng)的概念及意義；(2)植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)、植物體細胞雜交和動物細胞融合等都可利用表格對比。3.課時安排本章共三講，一個45分鐘全章綜合訓(xùn)練卷和一個45分鐘單元滾動訓(xùn)練卷，第8講建議1課時完成，第9講建議2課時完成，第10講建議2課時完成，全章綜合訓(xùn)練卷建議1課時完成，單元滾動訓(xùn)練卷建議1課時完成，大約共需7課時。第四章

│使用建議第8講

│生物膜系統(tǒng)第8講生物膜系統(tǒng)第8講

│考點整合考點整合考點、生物膜系統(tǒng)

1．生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)聯(lián)系圖27-22.生物膜系統(tǒng)的功能及研究生物膜的意義(1)概念：

、

以及

、

、

等

而成的細胞器，在結(jié)構(gòu)和功能上是細胞膜核膜高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體由膜圍繞第8講

│考點整合密切聯(lián)系的統(tǒng)一整體，他們形成的結(jié)構(gòu)體系就是生物膜系統(tǒng)。

(2)功能：細胞膜使細胞具有一個相對穩(wěn)定

，同時在細胞與環(huán)境之間進行

、

和

的過程中起著決定性作用；細胞的許多重要化學(xué)反應(yīng)在

上進行；各種生物膜把細胞分隔成一個個小區(qū)室，使得細胞內(nèi)同時進行多種化學(xué)反應(yīng)，不會

，保證了細胞的生命活動

地進行。

(3)研究生物膜的意義：理論上闡明細胞的生命活動規(guī)律。內(nèi)環(huán)境物質(zhì)運輸能量交換信息傳遞生物膜相互干擾高效、有序?qū)嵺`應(yīng)用工業(yè)：人工模擬生物膜的各種功能農(nóng)業(yè)：尋找改善農(nóng)作物品質(zhì)的新途徑醫(yī)學(xué)：用人工合成的膜材料

代替人體病變器官行使正常生理功能血液透析膜第8講

│要點探究要點探究?探究點一生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系1.生物膜的范疇細胞膜、核膜、細胞器膜2.各種生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系圖8-2第8講

│要點探究

3.生物膜間的相互轉(zhuǎn)化圖8-3第8講

│要點探究4.各種生物膜在功能上的聯(lián)系圖8-4[易錯易混點](1)不同生物膜成分基本相同，但含量差別很大。第8講

│要點探究

(2)膜的功能復(fù)雜還是簡單取決于膜蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量，即蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多功能越復(fù)雜，而與膜面積無關(guān)。

(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜是生物膜系統(tǒng)的樞紐，與多種膜有著直接或間接的聯(lián)系，例如：在新陳代謝旺盛的細胞中，線粒體外膜往往和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連接。

(4)原核生物因不具有內(nèi)膜(細胞器膜、核膜)而無內(nèi)膜系統(tǒng)。

(5)生物膜系統(tǒng)包括細胞膜、核膜和具膜的細胞器。例1

[2010·福建卷]下列有關(guān)造血干細胞中物質(zhì)運輸?shù)耐緩剑赡艽嬖诘氖?

)A.吸收的葡萄糖：細胞膜→細胞質(zhì)基質(zhì)→線粒體B.合成的細胞膜蛋白：高爾基體→核糖體→細胞膜C.轉(zhuǎn)錄的mRNA：細胞核→細胞質(zhì)基質(zhì)→高爾基體第8講

│要點探究D.合成的DNA聚合酶：核糖體→細胞質(zhì)基質(zhì)→細胞核例1

D

[解析]本題考查造血干細胞中葡萄糖、細胞膜蛋白、mRNA和DNA聚合酶的運輸途徑，意在考查考生對葡萄糖的氧化分解途徑、細胞膜蛋白的合成和運輸途徑、mRNA和DNA聚合酶的合成場所和起作用的部位等知識的掌握和理解情況。通過細胞膜進入造血干細胞內(nèi)的葡萄糖，在細胞質(zhì)基質(zhì)中被分解成丙酮酸，在有氧氣存在的情況下，丙酮酸進入線粒體繼續(xù)進行有氧呼吸的第二和第三階段，因此葡萄糖是不進入線粒體的，故A錯誤；分泌蛋白在核糖體上合成后，經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的加工后進入高爾基體中進行加工和包裝，然后以胞吐的方式通過細胞膜排出細胞外，而細胞膜蛋白在核糖體上合成后，通過細胞質(zhì)基質(zhì)，到達細胞膜，第8講

│要點探究

故B錯誤；mRNA主要在細胞核中形成，通過核膜上的核孔進入細胞質(zhì)基質(zhì)中，然后與核糖體結(jié)合，作為合成蛋白質(zhì)的模板，故C錯誤；DNA聚合酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在核糖體上合成后，通過細胞質(zhì)基質(zhì)到達核膜處，通過核孔進入細胞核，用于DNA的復(fù)制，故D正確。

[點評]本題主要考查生物膜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系，解答此題的關(guān)鍵是熟練掌握生物膜間的相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。

以下變式題將從生物膜的具體結(jié)構(gòu)和功能角度考查對生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上統(tǒng)一的理解。變式題

[2010·安徽卷]下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)和功能的敘述，正確的是(

)A.肌細胞的細胞膜上有協(xié)助葡萄糖跨膜運輸?shù)妮d體第8講

│要點探究B.細胞膜上的受體是細胞間信息交流所必需的結(jié)構(gòu)C.線粒體內(nèi)膜上只分布著合成ATP的酶D.核膜上的核孔可以讓蛋白質(zhì)和RNA自由進出A[解析]本題以“生物膜”為核心命題點，意在考查考生對生物膜結(jié)構(gòu)和功能的理解以及綜合分析能力。肌細胞的細胞膜上存在著協(xié)助葡萄糖跨膜運輸?shù)妮d體；細胞膜上的受體并非細胞間信息交流所必需的；線粒體內(nèi)膜上存在著與有氧呼吸第三階段有關(guān)的酶，并不局限于合成ATP的酶；核膜也具有一定的選擇性，并不能讓蛋白質(zhì)和RNA自由進出。?探究點二激素分泌的調(diào)節(jié)1.功能(1)細胞膜的功能①物質(zhì)運輸，如：自由擴散、主動運輸、內(nèi)吞和外排作用；第8講

│要點探究②能量交換，如：神經(jīng)細胞膜通過膜電位變化，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；③信息傳遞，如：神經(jīng)元之間通過遞質(zhì)傳遞信息；④作為細胞的邊界，保證細胞具有相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。(2)生物膜的其他功能①酶的附著支架→創(chuàng)造反應(yīng)條件；②使細胞“區(qū)域化”→保證反應(yīng)高效、有序地進行。2.生物膜功能實現(xiàn)機理(1)結(jié)構(gòu)特點——膜的流動性。(2)生理特性——選擇透過性。3.研究生物膜的意義(見考點整合)

[易錯易混點](1)生物膜系統(tǒng)強調(diào)的是細胞內(nèi)所有膜結(jié)構(gòu)而非生物體內(nèi)的。(2)細菌等原核生物只有細胞膜，不構(gòu)成生物膜系統(tǒng)，病毒也沒有。(3)生物膜的物質(zhì)運輸功能還表現(xiàn)在各生物膜內(nèi)或各種生物膜之間，例如：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成細胞內(nèi)運輸物質(zhì)的通道，高爾基體作為各物質(zhì)的分選站；除了被動運輸不消耗能量以外，主動運輸、內(nèi)吞和外排等都需要消耗能量，內(nèi)吞和外排消耗能量既體現(xiàn)了物質(zhì)運輸過程耗能，又體現(xiàn)了膜泡在融合的過程中是耗能的。第8講

│要點探究例1

不同的細胞的分泌物分泌方式主要有兩種。一種是分泌物形成后隨即被排出細胞，這種分泌方式稱連續(xù)分泌；另一種是分泌物形成后先在分泌顆粒中貯存一段時間，待相關(guān)第8講

│要點探究“信號”刺激影響時再分泌到細胞外，這種分泌方式稱不連續(xù)分泌。圖8－5表示不同分泌蛋白合成和分泌的途徑，請據(jù)圖回答：圖8-5第8講

│要點探究(1)氨基酸脫水縮合形成肽鏈的場所是[

]

，對分泌蛋白質(zhì)進行加工的結(jié)構(gòu)是

(填名稱)。(2)若該細胞為甲狀腺細胞，那么引起甲狀腺激素分泌的直接“信號”是

，接受信號的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是

，這種分泌方式屬于

；若該細胞為胰島B細胞，則促進其合成與分泌胰島素的“信號”包括

。(3)用3H標(biāo)記的亮氨酸注射到胰腺細胞中進行追蹤實驗研究，可以發(fā)現(xiàn)分泌蛋白是按照

(用序號和箭頭填空)方向運輸?shù)?，這體現(xiàn)了細胞內(nèi)各種生物膜在功能上是

。(4)分泌蛋白從產(chǎn)生部位分泌到細胞外至少穿過

層膜。②核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體促腎上腺素糖蛋白不連續(xù)分泌

血糖升高、神經(jīng)遞質(zhì)、胰高血糖素增加②→③→④→⑤既有明確的分工，也有緊密的聯(lián)系0

[解析]分泌蛋白的形成在②核糖體上，合成的肽鏈先在③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工，如糖基化，再由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜裹著蛋白質(zhì)形成囊泡與④高爾基體膜融合，蛋白質(zhì)在高爾基體內(nèi)進一步加工，再以囊泡的形式與細胞膜融合，最后通過胞吐排出，所以穿過膜的層數(shù)為0。

[點評]運用生物膜系統(tǒng)各種細胞器的結(jié)構(gòu)與功能的知識，建立生物模型，解決相關(guān)問題。

以下變式題將從細胞膜成分的探究角度理解膜功能的特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。第8講

│要點探究變式題

下列是某生物興趣小組的一個問題探究實例：材料分析：1925年，高特和戈來格爾用丙酮提取出紅細胞膜上的磷脂，并將它在空氣和水的界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個單分子層的面積相當(dāng)于原來紅細胞表面積的2倍。據(jù)此，得出了細胞膜是由連續(xù)的兩層磷脂分子組成的推論。

提出問題：細胞膜上的磷脂分子應(yīng)該怎么排列呢？

背景知識：磷脂分子的頭部親水，尾部疏水。如圖1所示。

探究1：如果把一滴油滴在水面上，形成“油—水”界面，“油—水”界面上磷脂分子的排列是什么樣的呢？結(jié)果如圖2。

探究2：如果把一滴油滴在水面上，再高速振蕩，形成油水乳液，油水乳液小滴中磷脂的結(jié)構(gòu)又會是什么樣的呢？結(jié)果如圖3。第8講

│要點探究圖8-6(1)圖3中A的主要成分是水還是油？

。(2)請根據(jù)探究1和探究2的結(jié)果推導(dǎo)細胞膜上磷脂分子的排第8講

│要點探究布情況，在圖4中繪出其簡圖(片段)。

(3)根據(jù)圖4所示結(jié)果，科學(xué)家利用純磷脂制成“脂質(zhì)體”，作為細胞模型。將“脂質(zhì)體”放置于清水中，一段時間后發(fā)現(xiàn)，“脂質(zhì)體”的形態(tài)、體積都沒有變化。

①這一事實表明：

。進一步根據(jù)細胞膜的化學(xué)成分分析推測，水分子的跨膜運輸不是真正的自由擴散，它最可能與膜上的蛋白質(zhì)有關(guān)。

②彼德·阿格雷從人紅細胞及腎小管壁細胞的膜中分離出一種分子量為28道爾頓的膜蛋白——CHIP28，并證明它是一種“水通道蛋白”。請簡述證明CHIP28確實與水分子運輸有關(guān)的實驗基本思路。第8講

│要點探究第8講

│要點探究

③有實驗證明鉀離子也不能通過該“脂質(zhì)體”，若要使鉀離子通過，則該“脂質(zhì)體”模型中還需要具備哪些物質(zhì)？(1)水(2)見圖(兩層磷脂分子層的親水性頭部分別位于細胞膜的內(nèi)外兩側(cè)，疏水性尾部位于膜的中間)(3)①水分子不能通過純粹的磷脂分子層②在“脂質(zhì)體”中加入CHIP28，于清水中放置與對照組相同時間后，觀察并比較實驗組與對照組“脂質(zhì)體”體積變化情況。③相應(yīng)的載體蛋白、ATP[解析]生物膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)組成，磷脂是極性分子，頭部親水，尾部疏水，從圖3中磷脂分子的頭部和尾部的分布看，A處的主要成分是水。在生物膜中，磷脂分子頭部位于膜的內(nèi)外兩側(cè)，尾部位于膜中間，排成兩層?！爸|(zhì)體”的實驗說明水分子不能自由通過純粹的磷脂雙分子層，而阿格雷的實驗更證明水分子的跨膜運輸最可能與膜上的蛋白質(zhì)有關(guān)。要驗證此觀點，可在“脂質(zhì)體”中加入CHIP28，于清水中放置與對照組相同時間后，觀察并比較實驗組和對照組“脂質(zhì)體”體積變化情況。K＋通過生物膜的方式是主動運輸，需相應(yīng)的載體蛋白、ATP。第8講

│要點探究第9講

│植物細胞工程第9講植物細胞工程第9講

│植物細胞工程變式題

[2010·石家莊]模擬下面是“白菜—甘藍”雜種植株培育過程示意圖。在下列敘述中正確的是(

)圖9-5A.如將純種的白菜和甘藍的卵細胞分別制成原生質(zhì)體，按相同的方法操作也可得到與圖示相同基因型的雜種植株第9講

│植物細胞工程B.可以通過在0.3g/mL蔗糖溶液中是否發(fā)生質(zhì)壁分離來判斷白菜原生質(zhì)體的死活C.該培養(yǎng)過程中可能發(fā)生細胞分化、染色體變異或基因突，一般不會發(fā)生基因重組D.植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基、培養(yǎng)目的不完全相同，但誘導(dǎo)細胞或原生質(zhì)體融合的方法卻是完全相同的C

[解析]“白菜—甘藍”體細胞雜交培育雜種植株的過程中只有有絲分裂，沒有減數(shù)分裂，故無基因重組發(fā)生。第9講

│植物細胞工程

2.植物新陳代謝：礦質(zhì)營養(yǎng)、營養(yǎng)方式

3.調(diào)節(jié)：激素調(diào)節(jié)4.生殖發(fā)育：生殖種類，如體細胞組織培養(yǎng)屬于無性繁殖，而花藥離體培養(yǎng)屬于有性生殖。5.遺傳：細胞融合屬于染色體變異，植物體細胞雜交可打破生殖隔離。例4

[2010·全國Ⅰ]圖9－6所示為培育農(nóng)作物新品種的過程示意圖。請回答問題：

?探究點二植物細胞工程與其他章節(jié)知識聯(lián)系

1.細胞學(xué)：細胞增殖(有絲分裂)第9講

│植物細胞工程圖9－6

(1)圖示育種過程涉及的生物工程技術(shù)有

。圖中①②分別表示一個已插入外源DNA片段的重組Ti質(zhì)粒載體的

。③⑤過程分別稱為

。④過程處理方法有

。

(2)圖中從愈傷組織到形成完整的新品種植株的途徑有兩條第9講

│植物細胞工程條，具體通過哪條途徑主要取決于培養(yǎng)基中的

的種類及其濃度配比。用植物組織培養(yǎng)制作的人工種子，可解決有些作物品種的

等問題，其形成要到圖中的

(寫結(jié)構(gòu)名稱)，⑩的主要作用是。

(3)若僅用二倍體植物甲的未成熟花粉培養(yǎng)完整植株，稱為

植株，說明未成熟花粉具有

。這些植株只有進行

才能結(jié)實，否則植株甲只有通過

的方式才能產(chǎn)生后代。

(4)圖示育種方法與傳統(tǒng)雜交育種相比，具有的優(yōu)點是第9講

│植物細胞工程

(5)若要從大量培養(yǎng)的紫草愈傷組織中提取紫草素，則哪項條件是不需要的？(

)A.消毒滅菌B．充足光照C.適宜溫度D．適宜養(yǎng)料和激素

(6)為了有利于幼苗茁壯成長，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，請設(shè)計兩種對人工種子處理的方法。①②

例2(1)基因工程、植物體細胞雜交T—DNA、標(biāo)記基因?qū)⒒虮磉_載體導(dǎo)入受體細胞、脫分化先用纖維素酶和果膠酶去壁、后用物理或化學(xué)方法促進原生質(zhì)體融合第9講

│植物細胞工程變式題

[2010·石家莊]模擬下面是“白菜—甘藍”雜種植株培育過程示意圖。在下列敘述中正確的是(

)圖9-5A.如將純種的白菜和甘藍的卵細胞分別制成原生質(zhì)體，按相同的方法操作也可得到與圖示相同基因型的雜種植株第9講

│植物細胞工程(2)生長素和細胞分裂素繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低胚狀體(或X)提供胚狀體發(fā)育所需的營養(yǎng)(3)單倍體細胞全能性染色體加倍(秋水仙素處理)無性繁殖(或組織培養(yǎng))

(4)目的性強、育種周期短、克服遠緣雜交不親和障礙(答兩點即可)

(5)B

(6)①在人工種皮內(nèi)添加養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源、有益菌、農(nóng)藥、抗生素等②向人工種皮內(nèi)加入植物生長調(diào)節(jié)劑[解析]圖示過程中應(yīng)用了植物原生質(zhì)體融合、植物組織培養(yǎng)技術(shù)和基因工程等知識。圖中①②分別表示重組Ti質(zhì)粒載體的T—DNA、標(biāo)記基因。③⑤過程分別稱為將基因表達載體導(dǎo)入受體細胞、脫分化。④過程處理方法有先用纖維素酶和果膠酶去壁、后用物理或化學(xué)方法促進原生質(zhì)體融合。(2)圖中從愈傷第9講

│植物細胞工程組織到形成完整的新品種植株的具體途徑主要取決于培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素的種類及其濃度配比。用植物組織培養(yǎng)制作的人工種子，可解決有些作物品種的繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題，其形成要到圖中的胚狀體(或X)，⑩的主要作用是提供胚狀體發(fā)育所需的營養(yǎng)。(3)若僅用二倍體植物甲的未成熟花粉培養(yǎng)完整植株，稱為單倍體植株，說明未成熟花粉具有細胞全能性。這些植株只有進行染色體加倍(秋水仙素處理)才能結(jié)實，否則植株甲只有通過無性繁殖(或組織培養(yǎng))的方式才能產(chǎn)生后代。(4)圖示育種方法與傳統(tǒng)雜交育種相比，具有的優(yōu)點是目的性強、育種周期短、克服遠緣雜交不親和障礙。(5)若要從大量培養(yǎng)的紫草愈傷組第9講

│植物細胞工程織中提取紫草素，則充足光照是不需要的，要暗培養(yǎng)。(6)對人工種子處理的方法有：在人工種皮內(nèi)添加養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源、有益菌、農(nóng)藥、抗生素和植物生長調(diào)節(jié)劑等。[點評]本題主要考查植物組織培養(yǎng)、體細胞雜交和人工種子等細胞工程內(nèi)容、基因工程、單倍體育種等知識點，同時考查了識圖獲取信息的能力。預(yù)計這一知識點仍然是2012年命題熱點，在2012年高考中會有所加強。

以下變式題將從細胞工程與其他生物技術(shù)、遺傳變異的聯(lián)系角度考查。變式題

據(jù)下面植物體細胞雜交技術(shù)流程圖9－7回答相關(guān)問題：第9講

│植物細胞工程圖9-7第9講

│植物細胞工程(1)若運用傳統(tǒng)有性雜交(即用番茄、馬鈴薯雜交)能否得到雜種植株？為什么？答：。

(2)在利用雜種細胞培育雜種植株的過程中，運用的技術(shù)手段是

，依據(jù)的原理是

，其中過程②稱為

技術(shù)，與過程③密切相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器為

，過程④相當(dāng)于

，⑤過程涉及的分裂方式為

。(3)已知番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，則“番茄－馬鈴薯”屬于

倍體植株。

第9講

│植物細胞工程

(4)隨“神六”太空旅行的種苗中，最受關(guān)注的是柴油樹試管苗。柴油樹種子含有的柴油是植物細胞的代謝產(chǎn)物，可用植物組織培養(yǎng)來實現(xiàn)“柴油”的工業(yè)化生產(chǎn)。若利用此技術(shù)，將柴油樹細胞培養(yǎng)進行到

過程即可(填字母編號)。

(5)若培育抗蟲棉，將抗蟲基因通過適當(dāng)?shù)耐緩綄?dǎo)入棉花受精卵，然后進行組織培養(yǎng)，該過程相當(dāng)于________(填字母編號)。

(6)人工種子又稱合成種子或種子類似物，它是20世紀生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用之一。由發(fā)育到________過程(填字母編號)的結(jié)構(gòu)包裹上人造________和人造種皮可制備人工種子。第9講

│植物細胞工程(7)若用在SARS預(yù)防上,則融合的a、b細胞宜采用

和

兩種細胞，產(chǎn)生的抗體可以作為許多重病者的救命良藥，從而使患者獲得

免疫。前者細胞與進行原代培養(yǎng)的細胞相比較，該物質(zhì)發(fā)生的主要變化是

，從而違背了“程序性細胞死亡”規(guī)則，打破了細胞產(chǎn)生與細胞死亡的動態(tài)平衡。整個單克隆抗體的制備過程中需要

次細胞的篩選。

(1)不能。不同種的植物存在生殖隔離(2)植物組織培養(yǎng)細胞全能性原生質(zhì)體融合高爾基體脫分化有絲分裂(3)六(4)e

(5)④⑤

(6)f胚乳(7)小鼠的骨髓瘤細胞SARS病康復(fù)者的效應(yīng)B細胞第9講

│植物細胞工程特異性遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變兩

[解析]本題以植物體細胞雜交為核心進行命題，考查植物細胞培養(yǎng)、細胞的全能性、單克隆抗體的制備的過程及其應(yīng)用，以及生殖隔離、染色體組等重要概念，主要測試綜合運用能力。(1)番茄、馬鈴薯屬于不同物種，存在生殖隔離，所以，運用傳統(tǒng)有性雜交(即用雜交)不能得到雜種植株。(2)依據(jù)細胞全能性的原理，運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)雜種植株，包括原生質(zhì)體融合、去分化形成愈傷組織、再分化形成胚狀體、發(fā)育成完整植株等過程。雜種細胞再生出細胞壁與高爾基體有關(guān)。過程④相當(dāng)于去分化過程，形成愈傷組織，過程⑤相當(dāng)于再分化，e、f分別相當(dāng)于愈傷組織、胚狀體，整個組織培養(yǎng)過程涉及的分裂方第9講

│植物細胞工程式為有絲分裂。(3)將導(dǎo)入抗蟲基因的受精卵再在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)該受精卵，該過程相當(dāng)于植物細胞組織培養(yǎng)，應(yīng)包括④⑤過程。(4)番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，利用植物體細胞雜交形成的“番茄—馬鈴薯”含有兩者全部染色體，含六個染色體組，屬于異源六倍體植株。(5)柴油是柴油樹細胞代謝產(chǎn)物，所以培養(yǎng)進行到愈傷組織(細胞)過程即可。(6)胚狀體是通過植物組織培養(yǎng)形成的愈傷組織初步分化而形成。人工種子在培養(yǎng)過程中具有繁殖速度快、數(shù)量多并能保持母體優(yōu)良性狀的特點，它關(guān)鍵的一步是發(fā)育成具有完整個體結(jié)構(gòu)的胚狀體，胚狀體可通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得。(7)若用在SARS預(yù)防上，則融合的a、b細胞宜采用小鼠的骨髓瘤細胞和效應(yīng)B細胞兩種細胞進行雜交以獲取雜交瘤細胞，生產(chǎn)的SARS單克隆抗體可以作為許多重第9講

│植物細胞工程病者的救命良藥，從而使患者獲得特異性免疫。經(jīng)細胞融合過程形成的雜交細胞有三種：B細胞自雜交形成的、瘤細胞自雜交形成的、雜交瘤細胞。進行第一次篩選，篩選出雜交瘤細胞，但是由于選出的雜交瘤細胞不一定是能產(chǎn)生該抗體的雜交瘤細胞，所以需要進行第二次篩選，以選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。第10講

│動物細胞工程第10講動物細胞工程考點整合

考點一動物細胞培養(yǎng)

1.培養(yǎng)基：選用

_______培養(yǎng)基，通常含葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和__________等。

2.取材：大都取自_________或__________________的器官或組織。

第10講

│考點整合液體

動物血清

動物胚胎

出生不久的幼齡動物3.過程：第10講

│考點整合

4.應(yīng)用:________________的生產(chǎn);移植皮膚細胞的培養(yǎng)；檢測__________;醫(yī)學(xué)研究。

考點二動物細胞培養(yǎng)1.促融劑：除物理法和化學(xué)法外，還常用________。

蛋白質(zhì)生物制品

有毒物質(zhì)

滅活病毒

第10講

│考點整合2.過程：兩種動物細胞雜種細胞。

3.主要用途：制備____________。

考點三單克隆抗體

1.制備：

單克隆抗體

2.單克隆抗體(1)特點：化學(xué)性質(zhì)______,_______強，_______高。

(2)應(yīng)用：單抗診斷盒;__________。第10講

│考點整合單一

特異性

靈敏度

生物導(dǎo)彈

要點探究?探究點一動物細胞培養(yǎng)、植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)、無土栽培第10講

│要點探究項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)無土栽培培養(yǎng)時處理無菌、離體無菌、用胰蛋白酶處理使組織細胞相互分散開

無需滅菌，植物幼苗培養(yǎng)基成分一般固體培養(yǎng)基：礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和水液體培養(yǎng)基：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清

礦質(zhì)元素、水第10講

│要點探究項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)無土栽培培養(yǎng)條件適宜溫度、pH、氧、光等適宜溫度、pH、氧等

適宜溫度、pH、氧、光等過程離體的細胞、組織和器官幼年胚胎或出生不久的幼齡動物器官或者組織→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)→細胞群→細胞株→細胞系植株生長發(fā)育續(xù)表

第10講

│要點探究續(xù)表

項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)無土栽培能否培養(yǎng)成個體能不能能應(yīng)用舉例快速繁殖培育無病毒植株、生產(chǎn)藥物、制造人工種子、培育轉(zhuǎn)基因作物等

大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)類產(chǎn)品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等；皮膚移植；檢測有毒性物質(zhì)溫室栽培無公害蔬菜

[易錯易混點](1)植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)過程中都進行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱克隆，都不涉及減數(shù)分裂，其中要注意的是：培養(yǎng)花粉是有性生殖。(2)植物組織培養(yǎng)可產(chǎn)生新個體，體現(xiàn)全能性；動物細胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細胞，不形成新個體，故不能體現(xiàn)全能性。(3)動物細胞培養(yǎng)在檢測有毒物質(zhì)毒性時的檢測指標(biāo)是觀察標(biāo)本中發(fā)生染色體變異的細胞占所培養(yǎng)細胞的比例。(4)胰蛋白酶具有分解組織細胞間質(zhì)中的膠原蛋白，使組織分散成單個細胞，以便與培養(yǎng)液充分混合的作用，還具有定期使細胞從瓶壁上脫離的作用，目的是避免“接觸抑制”，以便傳代培養(yǎng)。第10講

│要點探究

(5)植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)都需人工條件下的無菌操作，都是合成培養(yǎng)基，都需適宜的溫度、pH等條件。例1

[2010·浙江卷]下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的敘述，正確的是(

)A.培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞B.克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細胞的基因型會發(fā)生改變C.二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D.惡性細胞系的細胞可進行傳代培養(yǎng)例1

D

[解析]本題考查動物細胞培養(yǎng)和克隆的相關(guān)知識，意在考查考生對動物細胞培養(yǎng)的理解。由于接觸抑制，培養(yǎng)的動物細胞在培養(yǎng)瓶壁上只能形成單層細胞，故A錯誤；第10講

│要點探究克隆形成的細胞群，由于來源于一個共同的細胞，故基因型相同，故B錯誤；二倍體細胞通常為有限細胞系，傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是有限的，故C錯誤；惡性細胞系屬于連續(xù)細胞系，可進行傳代培養(yǎng)，故D正確。

[點評]解決此題的關(guān)鍵要把正常細胞與癌細胞的相關(guān)特性區(qū)分開。

第10講

│要點探究[2010·湖北八校聯(lián)考]運用下列各種細胞工程技術(shù)培育生物新品種，操作過程中能形成愈傷組織的是(

)①植物組織培養(yǎng)②植物體細胞雜交③動物細胞培養(yǎng)④轉(zhuǎn)基因植物的培養(yǎng)⑤克隆技術(shù)A.①②③④

B.①②④C.①③④⑤D.①②④⑤變式題B

[解析]動物細胞培養(yǎng)不能獲得愈傷組織產(chǎn)生新品種；克隆技術(shù)包含多種無性生殖手段，如扦插等過程，不能形成愈傷組織。

第10講

│要點探究?探究點二植物體細胞雜交與單克隆抗體的制備項目植物體細胞雜交

單克隆抗體的制備理論基礎(chǔ)（原理）細胞膜的流動性、雜種細胞具有雙親細胞的遺傳物質(zhì)、細胞的全能性

細胞膜的流動性、雜種細胞具有雙親細胞的遺傳物質(zhì)，細胞的增殖第10講

│要點探究項目植物體細胞雜交

單克隆抗體的制備融合前處理酶解法去除細胞壁(纖維素酶、果膠酶)

注射特定抗原，處理正常小鼠細胞，獲取效應(yīng)B細胞促融①物理法：離心、振動、電刺激等②化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)①物化法：與植物細胞融合相同②生物法：滅活的仙臺病毒續(xù)表

第10講

│要點探究續(xù)表

項目植物體細胞雜交

單克隆抗體的制備過程第一步：原生質(zhì)體的制備第二步：原生質(zhì)體的融合,再生出細胞壁第三步：雜種細胞的篩選與培養(yǎng)第四步：雜種植株誘導(dǎo)與鑒定

第一步：正常小鼠免疫處理第二步:動物細胞融合(物、化、生法)第三步：雜交瘤細胞篩選與培養(yǎng)第10講

│要點探究續(xù)表

項目植物體細胞雜交

單克隆抗體的制備意義和用途①克服遠緣雜交不親和的障礙,大大擴展雜交的親本的組合范圍②克服有性雜交的母系遺傳,獲得細胞質(zhì)基因的雜合子,研究細胞質(zhì)遺傳

①制備單克隆抗體②診斷、預(yù)防疾?。喝纾荷飳?dǎo)彈治療[易錯易混點](1)制備單克隆抗體需要三次篩選。第一次是篩選出效應(yīng)B細胞。第二次是篩選出雜種細胞，將效應(yīng)B淋巴細胞與骨髓瘤細胞的融合的雜種細胞選擇出來，在效應(yīng)B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合之后，有三種情況：效應(yīng)B淋巴細胞與效應(yīng)B淋巴細胞融合、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合、效應(yīng)B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合。第三次是篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜種細胞。

(2)利用抗體能與抗原特異性結(jié)合的特點，可將抗癌藥物與抗體結(jié)合在一起，使藥物能夠直達癌細胞，增強用藥的針對性，減少用藥量，減輕副作用。(3)原生質(zhì)體融合結(jié)束的標(biāo)志是再生出新的細胞壁，動物細胞融合結(jié)束的標(biāo)志是核融合。(4)若植物細胞A、B的體細胞都是二倍體，體細胞中染色第10講

│要點探究體數(shù)分別為2m和2n，則雜種細胞中染色體數(shù)為2m＋2n，稱為異源四倍體，該生物體與植物A、B不是同一物種。(5)利用植物體細胞雜交的方法培育作物新品種的過程中，其遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾的遺傳規(guī)律，因為生物在進行有性生殖時才遵循孟德爾的遺傳規(guī)律，而植物體細胞雜交的過程不屬于有性生殖。第10講

│要點探究例2

[2010·贛榆模擬]傳統(tǒng)遺傳學(xué)認為，不同的物種之間存在生殖隔離的屏障，不能雜交產(chǎn)生新的物種，并且認為兩個體細胞之間不能雜交融合為一個細胞。隨著現(xiàn)代生物科技的發(fā)展，細胞工程的細胞融合技術(shù)解決了這個難題，并且得到了廣泛的應(yīng)用。以下是兩個經(jīng)典的實例，根據(jù)材料分析回答：第10講

│要點探究圖10-1Ⅰ.單克隆抗體在醫(yī)療、診斷等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。科學(xué)家設(shè)計了一個用被免疫的B淋巴細胞制備單克隆抗體的實驗，圖示是其實驗流程，請回答：(1)制備單克隆抗體時，選擇免疫的B淋巴細胞的原因是______________________________________________________________。

(2)如何判斷經(jīng)過①后的細胞就是雜交瘤細胞？_______________________________________________________________________。第10講

│要點探究(3)②過程如在體外培養(yǎng)，則需要的環(huán)境條件是(要求答5項)__________________________________________________。(4)單克隆抗體的優(yōu)點是__________________________