细胞的生命历程(讲)-2017年高考生物二轮复习讲练测(解析版)含解析
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【讲――高效整合】
专题6 细胞的生命历程
考向1 细胞增殖及其周期性
1.讲高考
(1)考纲导读
有丝分裂的过程;减数分裂的过程.
(2)命题预测
预计2017年高考命题会结合相关细胞图像综合考查有丝分裂与减数分裂的过程及特征。
(3)真题重现
1.(2016年海南卷,6)下列与细胞周期有关的叙述,正确的是()
A.等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期
B.在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂间期
C.细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制
D.肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长
【答案】C
2.(2016年浙江卷,3)下列关于高等动物细胞增殖的叙述,错误的是( )
A.有丝分裂前的间期和减数分裂前期,都进行1次染色质DNA的复制
B.细胞周期的G2期已经形成了1对中心体,在有丝分裂前期形成纺锤体
C.染色体数为2n=24的性原细胞进行减数分裂,中期II染色体数和染色体DNA分子数分別为12和24 D.若在G2期某染色质的1个DNA分子发生片段缺失,则该细胞有丝分裂产生的2个子细胞均含有该异常DNA
【答案】D
2.讲基础
1.细胞周期
(1)条件:连续分裂的细胞。
(2)组成:细胞周期=分裂间期+分裂期。
2.细胞周期的表示方法
方表示方法用字母表示细胞周期
法名称
扇形图A→B→C→A为一个细胞周
期
直
线
图
a+b或c+d为一个细胞周期
坐标图a+b+c+d+e为一个细胞周
期
柱形图B组细胞处于分裂间期,正在进行DNA复制,C组细胞多
数处于分裂期
3.影响细胞周期的因素
(1)内部因素:不同种类的细胞,细胞周期持续的时间不一定相同,间期和分裂期所占的比例也不一定相同. (2)外部因素:温度、pH、射线、生理或病理状况等,这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期。
4.有丝分裂过程——以高等植物细胞为例
(1)间期
DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,细胞适度生长.
(2)前期
出现染色体和纺锤体,核膜、核仁消失,且染色体散乱排列。
(3)中期
染色体的着丝点排列在赤道板上.
(4)后期
着丝点分裂,子染色体被拉向细胞两极。
(5)末期
染色体和纺锤体消失,核膜、核仁重现,出现细胞板。
5.动植物细胞有丝分裂的主要区别
纺锤体的形成不同
(前期)
细胞分裂方式不同(末期)
植物细胞发出的纺锤丝形成
纺锤体
形成细胞壁
动物细胞发出星射线形成纺
锤体
细胞膜向内凹陷使细胞缢
裂为两个子细胞
6.无丝分裂
(1)过程:细胞核延长→核中部向内凹进→整个细胞从中部缢裂成两个子细胞。
(2)特点:没有出现纺锤丝和染色体的变化.
(3)实例:蛙的红细胞的无丝分裂.
7.细胞的减数分裂
(1)条件:进行有性生殖的生物。
(2)时间:原始生殖细胞形成成熟生殖细胞时.
(3)特点:染色体复制一次,细胞连续分裂两次.(4)结果:生殖细胞中染色体是原始生殖细胞的一半。
8.精子的形成过程
9.卵细胞的形成过程
10.受精作用
(1)概念:精子与卵细胞相互识别,融合成受精卵的
过程。
(2)实质:精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。
(3)结果:受精卵中染色体一半来自父方,一半来自母方。
3.讲典例
【例1】下列有关细胞的生长与增殖的叙述中,错误的是()
A.体细胞增殖的唯一方式是有丝分裂
B.动、植物细胞有丝分裂各时期染色体的行为均相同
C.细胞核中DNA的含量相对稳定,不随细胞的体积扩大而增加,是限制细胞不能无限长大的因素之一D.显微镜观察洋葱根尖分生区的一个视野,往往看不全细胞周期各时期的图像
【答案】A
【趁热打铁】某生物的体细胞染色体数为2N,该生物减Ⅱ与有丝分裂的相同之处是(
A.分裂开始前,都进行染色体的复制
B.分裂开始时,每个细胞中的染色体数都是2N
C.分裂过程中,每条染色体的着丝点都分裂成为两
个
D.分裂结束后,每个子细胞的染色体数都是N
【答案】C
【解析】减数第二次分裂与减数第一次分裂紧接,也可能出现短暂停顿.染色体不再复制.所以分裂开始前,都进行染色体的复制不正确,A错误;减数第一次分裂的目的是实现同源染色体的分离,染色体数目减半,减数第二次分裂开始时,细胞中的染色体数是n,B错误;减数第二次分裂后期,每条染色体的着丝点分离,两条姊妹染色单体也随之分开,成为两条染色体。
在纺锤丝的牵引下,这两条染色体分别移向细胞的两极.有丝分裂后期,每条染色体的两条姊妹染色单体常从着丝点处分开并移向两极的时期,C正确;有丝分裂的重要意义,是将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制)以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传物质数量和性状的稳定性。
减数分裂时,染色体只复制一次,细胞连续分裂两次,染色体数目减半的一种特殊分裂方式.所以减数分裂分裂结束后,每个子细胞的染色体数都是n,而有丝分裂的分裂结束后,每个子细胞的染色体数都是2n,D错误。
【例2】下图为二倍体雄性田鼠(2n=54)体内某细胞正常分裂时相关物质或结构数量变化曲线的一部分,下列分析不正确的是( )
A.若该图表示有丝分裂染色体组数目的变化,则a =2,且数量为2a时属有丝分裂后期
B.若该图表示有丝分裂染色体数目的变化,则a=54,且数量为2a时着丝点数目是108
C.若该图表示减数分裂每条染色体上DNA分子数目的变化,则a=1,数量为a时是次级精母细胞或精细胞
D.若该图表示减数分裂核DNA分子数目的变化,a=54,则数量为a时细胞内没有同源染色体
【答案】C
【趁热打铁】下图为细胞分裂过程示意图,据图分析,不正确的是()
A.等位基因分离、非等位基因自由组合发生在EF 段
B.若在A点使核DNA双链带上放射性同位素标记,复制原料没有放射性,则在CD段可检测到含有放射性的核DNA占100%
C.CD段、IJ段的染色体与核DNA的数目之比为1:1
D.在图中的EF段和OP段,细胞中含有的染色体组数是相等的
【答案】D
4.讲方法
1.判断一个完整的细胞周期的方法
(1)细胞周期以分裂间期为起点,而不能以分裂期为起点.
(2)分裂间期的时间远远长于分裂期。
(3)DNA含量加倍的时间在细胞分裂间期,染色体数目加倍的时间在分裂期。
2.细胞周期的2点提醒
(1)分裂间期的特征:间期又分为G1期、S期、G2期,G1期进行RNA和有关蛋白质的合成,为S期DNA 的复制做准备;S期合成DNA;G2期进行RNA和蛋白
质的合成,特别是微管蛋白的合成.
(2)观察细胞分裂过程中染色体形态、数目的变化时,应选择细胞周期短、分裂期相对较长的细胞;由于分裂间期远比分裂期长,视野中处于间期的细胞数目更多。
3.有丝分裂过程中细胞结构的变化
(1)纺锤体的变化:形成时期为前期→解体时期为末期.
(2)核膜、核仁的变化:解体时期为前期→重建时期为末期。
(3)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞)间期复制→前期移向两极并形成纺锤体→末期平均分配到子细胞。
(4)染色体行为变化规律
4.与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
细胞器
名称
细胞类型作用时期生理作用
核糖体动、植物细胞间期(主
要)
与有关蛋白质
的合成有关
中心体动物、某些低等前期与纺锤体的形
5.动植物细胞有丝分裂图像的识别方法
(1)细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞,低等植物细胞有丝分裂的分裂期,纺锤体的形成也与中心体有关。
(2)细胞边界画成方形或图像中有细胞板结构,无中心粒结构,一般可判断为高等植物细胞。
(3)细胞边界画成圆形或有中心粒,无细胞板结构,通过缢裂方式平分细胞,一般可判断为动物细胞。
6.精子和卵细胞形成过程的差异
7.“四看”法判断同源染色体
(1)看有无染色体配对、形成四分体的现象:配对形成四分体的染色体为同源染色体.
(2)看有无交叉互换的发生:发生交叉互换的染色体为同源染色体。
(3)看细胞所处的时期
①减数第二次分裂过程中不存在同源染色体.
②减数第二次分裂后期,上下对应的大小、形状完全相同的染色体不是同源染色体,而是姐妹染色单体分离后形成的相同染色体。
(4)看染色体的大小、形状:如果不是减数第二次分裂,则:①有丝分裂后期,每一极中大小、形状相同的为同源染色体(上下对应的染色体不是)。
②其他时期(除后期),大小、形状相同的染色体一般为同源染色体.
8.巧判配子的来源
(1)若两个精细胞中染色体组成完全相同,则它们可能来自同一个次级精母细胞.
(2)若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”,则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。
(3)若两个精细胞中的染色体有的相同,有的互补,只能判定可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程.
9.判断细胞分裂方式和时期的方法
(1)结合染色体个数和同源染色体行为进行判断
(2)结合染色体的行为与形态进行判断
10.精子和卵细胞种类和数目的计算技巧(正常情况下)
(1)1个含n对等位基因的精原细胞,经过减数分裂后,能形成4个精子,2种类型。
(2)1个含n对等位基因的卵原细胞,经过减数分裂后,能形成1个卵细胞,1种类型。
(3)1个含n对同源染色体的生物体,经过减数分裂能形成2n种精子或卵细胞。
11.减数分裂时发生的变异类型
(1)基因突变:发生在减数第一次分裂前的间期DNA复制时。
(2)基因重组
①减数第一次分裂前期(四分体时期)同源染色体上的非姐妹染色单体间发生交叉互换。
②减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合.
(3)染色体结构和数目的变异
①减数分裂过程中可能发生染色体上某一片段的断裂,或断裂的染色体片段进行错误的移接,从而导致染色体结构变异。
②减数第一次分裂后期同源染色体未分离,或者减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离都会导致染色体数目变异。
(4)纺锤体形成受阻:低温诱导或用秋水仙素处理,使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻,导致体细胞内染色体数目加倍,形成多倍体细胞。
考向2 细胞的分化、衰老、凋亡与癌变
1.讲高考
(1)考纲导读
细胞的分化、衰老、凋亡与癌变的特征.
(2)命题预测
预计2017年高考命题会结合细胞的基本结构、免疫等知识综合考查细胞的生命历程。
(3)真题重现
1.(2016年海南卷,4)下列关于人体细胞的叙述,错误的是()
A.人的正常体细胞的分裂次数是有限的
B.自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老
C.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除
D.衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的
【答案】D
【解析】人的正常体细胞最大分裂次数为50次,A 项正确;自由基攻击蛋白质可引起细胞衰老,B项正确;细胞中衰老的细胞器会被溶酶体清除,C项正确;衰老细胞代谢速率减慢,D项错误。
2.(2016年新课标Ⅱ卷,1)在细胞的生命历程中,会出现分裂、分化等现象。
下列叙述错误的是()A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献
B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果
D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
【答案】B
2.讲基础
1.细胞分化
(1)概念: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.
(2)特点:普遍性、持久性、稳定性和不可逆性.(3)实质:在个体发育过程中,不同细胞中遗传信息的执行情况不同。
(4)意义:①生物个体发育的基础;②使多细胞生物体中细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
2.细胞的全能性
(1)概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
(2)实例:①植物组织培养实验说明植物细胞具有全能性;②克隆羊多利的培育成功说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
3.细胞衰老的特征
(1)代谢的变化
(2)细胞核的变化
4.细胞的凋亡
(1)概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(2)类型:①个体发育中细胞的编程性死亡;②成熟个体中细胞的自然更新;③被病原体感染的细胞的清除.(3)意义:①保证多细胞生物体完成正常发育;②维持内部环境的稳定;③抵御外界各种因素的干扰。
5.细胞的癌变
(1)癌变实质:原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控。
(2)癌细胞的特征
(3)致癌因子的分类
①物理致癌因子:X射线、紫外线等;
②化学致癌因子:亚硝胺、黄曲霉素等;
③病毒致癌因子:肝炎病毒等。
3.讲典例
【例1】下列有关细胞分化、癌变的叙述错误的是()
A.细胞分化会使细胞内的遗传物质以及细胞的形态、结构和功能发生改变
B.细胞癌变后,细胞膜表面糖蛋白减少,癌细胞易扩散转移
C.常用的放疗或化疗技术可以杀死癌细胞,但化疗的副作用更大
D.细胞分化具有持久性,它发生在整个生命进程中,但在胚胎时期达到最大限度
【答案】A
【趁热打铁】在人体骨髓中,造血干细胞可以形成
成熟的红细胞、白细胞等血细胞.下列说法正确的是()
A.造血干细胞形成不同类型血细胞的过程一般是可逆的
B.造血干细胞能通过有丝分裂进行增殖而实现自我更新
C.理论上人体成熟的红细胞和白细胞都具有细胞的全能性
D.红细胞因细胞衰老导致细胞核逐渐退化并从细胞中排出
【答案】B
【解析】造血干细胞形成不同类型血细胞的过程表示细胞分化,细胞分化一般是不可逆的,A错误;造血干细胞能通过有丝分裂进行增殖而实现自我更新,B正确;人体成熟的红细胞没有细胞核,因此不具有全能性,C 错误;哺乳动物的红细胞在成熟过程中细胞核及细胞器解体,可以有更多的空间容纳血红蛋白,这与红细胞运输氧气的功能相适应,但就是由于没有细胞核导致细胞逐渐衰老,D错误。
【例2】下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。
据图分析,不正确的是( )
A.①过程表明细胞凋亡是特异性的,体现了生物膜的信息传递功能
B.细胞凋亡过程中有新蛋白质合成,体现了基因的选择性表达
C.②过程中凋亡细胞被吞噬,表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程
D.凋亡相关基因是机体固有的,在动物生长发育过程中发挥重要作用
【答案】C
【趁热打铁】用某种药物处理大鼠,其肝细胞受到刺激开始细胞分裂,导致肝体积增大。
当药物作用停止后,发生凋亡的肝细胞数量会明显增加,使得一周之内大鼠的肝就恢复到原来的大小。
对此过程的叙述,错误的是( )
A.机体可通过调节细胞凋亡和细胞增殖的速率来维持组织器官细胞数量的稳定
B.细胞凋亡,相关基因活动加强,有利于个体的生长发育
C.肝脏体积增大过程中,细胞的物质运输效率降低
D.细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
【答案】C
【解析】根据题意可推知,机体可调节细胞凋亡和细胞增殖的速率,维持组织器官细胞数量的稳定,A正确;细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡,对于多细胞生物体完成正常发育、维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用,B正确;根据题意可知,肝脏体积增大的原因是细胞数量增多,而不是细胞体积增大,所以细胞的物质运输效率不会降低,C错误;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,D正确。
4.讲方法
1.区分细胞分化与全能性的标志
(1)细胞分化的标志
在所有细胞中都表达的基因,与细胞分化无关,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞已经发生分化;只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化,如胰岛素基因、血红蛋白基因可以证明细胞发生了分化。
(2)判断体细胞全能性的标志
由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性.判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点和终点,起点是“已分化的体细胞",终点是发育成“个体”。
2.细胞分化过程中的变与不变
(1)不变:DNA、基因。
生物体内的细胞来自受精卵的有丝分裂,体细胞的遗传物质相同,细胞分化不会改变细胞内的遗传物质。
(2)变:mRNA、蛋白质.细胞分化的实质是基因的选择性表达,其导致同一生物个体不同种类的细胞中的mRNA存在差异,进而导致蛋白质存在差异,从而使细胞在形态、结构和生理功能上出现差异。
3.细胞分裂作为细胞分化的基础,两者存在实质性区别:
(1)细胞分裂:细胞数目增多,类型不变。
(2)细胞分化:细胞数目不变,类型增多。
4.细胞分化与全能性
(1)同一来源的细胞形成形态、功能不同的组织细胞→细胞分化.
(2)植物体细胞形成,新个体→全能性表达。
(3)分化的动物细胞,在一定条件下经培养形成细胞群→不能体现细胞全能性,但动物细胞的细胞核具有全能性。
5.巧记衰老细胞的特征
6.细胞凋亡与细胞坏死常考点
(1)细胞凋亡:受基因控制的主动编程性死亡,有利。
(2)细胞坏死:不受基因控制的被动死亡,有害。
7.细胞凋亡的用途及实例
(1)清除多余无用的细胞(蝌蚪尾巴的消失)。
(2)清除衰老细胞(如脱落的人体皮肤表皮细胞).(3)清除体内有害细胞(如细胞免疫过程中靶细胞裂解死亡)。
(4)清除被病原体感染的细胞(如白细胞吞噬过多细菌而死亡)等。
8.高考常考的有关细胞癌变的三大方面
(1)特征:①无限增殖;②细胞形态、结构改变;③膜表面糖蛋白等物质减少,黏着性降低,易分散和转移。
(2)机理:原癌基因和抑癌基因发生突变,正常细胞的生长和分裂失控.
(3)实质:基因突变。
(4)原癌基因和抑癌基因:原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因,在细胞分裂过程中它主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
(5)放疗、化疗都可杀死部分癌细胞,同时正常体细胞也受到损伤,对人体副作用很大。
早期癌症可以通过手术治疗,副作用较小。
9.细胞分裂、分化、癌变及衰老的关系
(1)区别
项目结果遗传物质变化
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
后均分
细胞分化可形成不同组织、器官
遗传物质不发
生改变
细胞癌变形成能无限增殖的癌细胞
遗传物质发生
改变
细胞衰老细胞正常死亡
遗传物质不发
生改变
(2)联系。