高中生物人教版必修1第六章细胞的生命历程复习教案
一、考点突破
1. 细胞生长和增殖的周期性 Ⅰ 2. 细胞的无丝 Ⅰ 3. 细胞的有丝 Ⅱ 4. 细胞的分化 Ⅱ 5. 细胞的全能性 Ⅱ 6. 细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系 Ⅱ 7. 癌细胞的主要特征及防治 Ⅱ 8. 观察根尖分生组织细胞的有丝 Ⅱ
二、重难点提示
1. 细胞周期的概念
2. 有丝中染色体、DNA、染色单体的数量变化 3. 细胞的分化 4. 细胞的全能性
5. 细胞的癌变、衰老和凋亡
三、特别提示：
细胞增殖是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础，其相关知识是生物学中的核心主干知识，占据重要的地位，是高考常考的知识点，常以选择题的形式考查基本知识。内容涉及细胞周期的概念及应用，有丝的过程和特点，动植物细胞有丝的区别，有丝过程中染色体，染色单体和DNA的变化规律，观察细胞有丝的实验等。更为常见的是与减数综合考查，有时也与DNA分子复制的知识综合考查。多以曲线图、柱形图、细胞图等形式综合考查细胞过程，细胞分化及细胞的全能性与植物组织培养、单倍体育种、多倍体育种等知识相联系进行综合命题，细胞的癌变、衰老和凋亡主要结合科学前沿知识，考查学生获取信息、处理信息、理论联系实际的能力。
复习策略：深刻地理解细胞周期的概念，从内涵和外延上把握概念的实质。重点理解有丝过程中各时期的变化和特点，尤其是染色体、DNA的行为变化、形态变化、数目变化的规律。与细胞结构相联系，理解动植物细胞有丝的主要区别。从染色体、DNA的动态变化上加深对有丝意义的理解。亲手做一下相类似的实验，加深对教材实验的理解，注意有丝与减数的区别。 专家点拨
本讲内容框架图
一、基本概念辨析
1. 染色体、染色单体
（1）染色体的组成和形态
如图所示，一条染色体包含一个着丝点②和一到两条臂①③（染色体的臂有长有短，着丝点的位置可位于染色体的不同部位）。
计算染色体的数目时，以染色体着丝点的数目为依据，有一个着丝点，就是一条染色体，所以图中复制前后均为一条染色体。
（2）染色体有两种形态，如上图的A和B。B是复制后的一条染色体，它由一个着丝点连接着两条染色单体。当染色体的着丝点后，原来的一条染色体就成为两条染色体。因为这两条染色体是由一条染色体复制而来，所以一般情况下，二者是完全相同的。 2. 赤道板与细胞板
赤道板只表示一个位置，不是真实存在的结构。
细胞板是植物细胞有丝末期由高尔基体分泌的小泡密集形成的一种结构，它是细胞壁的前身，在显微镜下可以看见，是植物细胞所特有的区别于动物细胞的标志。 3. 细胞周期
细胞周期要强调从一次完成到下一次完成，包括间期和期。间期的时间要比期的时间长得多，且总是间期在前，期在后。间期进行DNA的复制和蛋白质的合成，间期为期作准备。
二、有丝过程
1. 染色体行为变化规律 （1）变化过程：
（2）变化的意义：染色质变成染色体有利于细胞过程中染色体（遗传物质）的均分，染色体变成染色质有利于遗传物质中储存的遗传信息的表达。 2. 染色体行为变化规律
3. 有丝过程中DNA含量、染色体数、染色单体数的变化规律 （假定正常体细胞的细胞核中DNA含量为2a，染色体数目为2N） 时期 比较项目 DNA含量 染色体数目 间期 2a→4a 无 前期 4a 2N 中期 4a 2N 后期 4a 4N 末期 4a→2a 4N→2N 染色单体数目 无 4N 4N 0 0 （备注：间期，遗传物质以染色质的形式存在，染色质还未螺旋缠绕变形为染色体，所以从这个角度可以说间期染色体数目为０）
4. 细胞结构的变化规律
（1）纺锤体变化规律：形成解体、消失 （前期） （末期）
（2）核仁、核膜变化规律：解体，消失重建
（前期） （末期）
（3）中心粒变化规律（动物细胞、低等植物细胞） 复制移向两极，发出星射线，形成纺锤体子细胞 （间期） （前期） （末期） 5. 动物、植物细胞有丝过程中的不同点 动物细胞 植物细胞
前期 （纺锤体的形成方式不同） 由两组中心粒之间发出的星射线形成纺锤体 直接由两极发出 末期 （细胞质的方式不同） 从细胞向内凹陷缢裂形成两个子细胞 在细胞赤道板平面形成细胞板（与高尔基体有关）将细胞一分为二 三、无丝
（1）过程中没有出现纺锤丝，故名无丝。
（2）没有出现染色体的变化，不等于染色体没有变化，实质上遗传物质还是要进行复制。
（3）蛙的红细胞以无丝方式增殖。
四、细胞分化及细胞的全能性
1. 细胞分化
（1）定义：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）细胞分化的特征： ①稳定性（离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞）； ②不可逆性（人体不同类型细胞之间的差异是稳定不变的，它们都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构）；
③持久性（细胞分化发生在整个生命进程中）。 （3）细胞分化的本质:基因选择性表达的结果。
（4）细胞分化的生理意义:细胞分化是生物体组织、器官、系统形态建成的基础，是个体发育的基础。
2. 细胞全能性高低的比较
（1）受精卵＞卵细胞（精子）＞体细胞（同种生物） 即受精卵全能性最高，生殖细胞全能性一般高于体细胞，自然条件下卵细胞全能性高于精子，更易发育成新个体。
（2）植物体细胞＞动物体细胞 对于植物体细胞全能性，科学家已通过实验进行了验证，但动物体细胞全能性未得到证实，只证实了动物体细胞核的全能性。
（3）囊胚期细胞＞原肠胚期细胞
同一生物个体发育时期越早，其全能性越高。
五、细胞的癌变、衰老和凋亡
1. 细胞衰老的特征：“一大一小一多两低”
①一大——细胞核大，染色质收缩，染色加深。
②一小——细胞内水分减少，体积变小，代谢速率减慢。（皮肤干燥、有皱纹） ③一多——细胞内色素增多。
④两低——有些酶活性降低、物质运输功能降低。 2. 癌细胞的主要特征
（1）适宜条件下，无限增殖（与正常细胞比较） （2）癌细胞的形态结构发生了变化
例如，体外培养的正常的成纤维细胞呈扁平梭形，转化成癌细胞后变成球形。癌细胞的细胞核都较正常细胞的大，有时形态也变得不规则，核仁也变大了，染色时，核的着色也明显加深。
（3）癌细胞的表面发生了变化 由于细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性显著降低，导致癌细胞容易在体内到
处游走分散，进行、繁殖，形成肿块。
注意：正常细胞相互接触后，就会停止运动和增殖，即有接触抑制现象。而癌细胞无接触抑制现象，在培养条件下可生长成多层。 3. 癌变的机理
（1）原癌基因与抑癌基因
原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和的进程；抑癌基因主要负责阻止细胞不正常的增殖。癌症就是一系列原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。
（2）机理
4. 细胞的凋亡、坏死与癌变的比较 项目 与基因的关系 细胞膜的变化 形态变化 影响因素 细胞凋亡 基因控制 内陷 细胞坏死 不受基因控制 破裂 细胞癌变 受突变基因控制 糖蛋白等减少，黏着性降低 呈球形 3类： 物理致癌因子、 化学致癌因子、 病毒致癌因子 有害 细胞变圆，与周围细胞脱离 细胞外形不规则变化 受到严格的由遗传机制决定的程序性 电、热、冷、机械等不利因素影响 对机体的影响 有利 有害 六、实验——观察根尖分生组织细胞的有丝
（一）实验成功的关键
1. 剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，同时注意剪取的时间，一般在上午10点至下午2点左右，此时分生区细胞旺盛。
2. 解离充分，细胞才能分散，细胞才不会重叠。
3. 染色时，染色液的浓度和染色时间必须掌握好，应注意染色不能过深，否则显微镜下一片紫色，无法观察。
4. 压片时用力必须恰当，过重会将组织压烂，过轻则细胞未分散，二者都将影响观察。 （二）实验注意事项
1. 先漂洗再染色，这两步不能颠倒，否则影响实验效果。 2. 漂洗的目的
（1）防止解离过度，根尖过分酥软。
（2）洗去盐酸，防止其与碱性染液发生作用，便于染色。 3. 使根尖细胞相互分散的方法
（1）解离，盐酸可破坏细胞壁的果胶层，使组织细胞分离。 （2）制片时用镊子轻轻捣碎。 （3）压片。
4. 显微镜下观察到的都是死细胞，不能看到细胞的动态变化，若视野中找不到某一时期的细胞，可通过移动装片从邻近的区域中找。
5. 在显微镜下观察到间期细胞数目最多，中期最少。原因是间期历时最长，中期历时最短。
状元典例
能力提升类
例1 根据植物细胞示意图，下列各项叙述中不正确的是（ ）
A. 此图表示植物细胞有丝的后期
B. 此细胞结束后子细胞的染色体数是4条 C. 1,5两条染色体是同源染色体
D. 此细胞接下来的生命活动中高尔基体会非常活跃
一点通：本题考查植物细胞有丝的相关知识。图中有同源染色体，无染色单体，则该图表示的是植物细胞有丝的后期。细胞结束后，染色体数为4条。1、5两条染色体来自一条染色体复制形成的两条姐妹染色单体，不是同源染色体。此细胞将进入末期，有新细胞壁形成，因高尔基体与细胞壁的形成有关，故高尔基体的活动将会非常活跃。
答案：C
例2 如图表示某植物细胞在一个有丝的细胞周期中DNA含量的变化，据图分析回答：
（1）a～b表示________期，与它对应的图像是 ________。 （2）b～c表示________期，依次对应于图像________。
（3）c～d表示________期，它对应的图像是_______，该时期参与活动的细胞器为 。
（4）d以后表示 期。
（5）从一个细胞周期中DNA含量的变化规律分析，有丝的重要特征是 。
（6）用虚线在坐标图中画出一个细胞周期中染色体数变化的曲线。
一点通：本题考查植物细胞有丝各时期DNA和染色体的规律性变化及识图、绘图能力。解答该题要明确细胞有丝各时期DNA、染色体的规律性变化情况，并将细胞图和曲线图一一对应起来。
答案：（1）间 ③
（2）前、中、后 ②、①、⑤ （3）末 ④ 高尔基体和线粒体 （4）间期（或下一个细胞周期）
（5）亲、子代细胞核内DNA含量和染色体数保持不变 （6）
综合运用类
例1 对于多细胞生物而言，下列有关细胞生命历程的说法正确的是（ ） A. 细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变 B. 细胞癌变是所有细胞都要经历的一个阶段 C. 细胞衰老时细胞呼吸的速率减慢
D. 细胞死亡是细胞癌变的结果 一点通：细胞分化的实质是基因进行选择性表达；细胞死亡是所有的细胞都要经历的一个阶段；细胞癌变是某些细胞的原癌基因被激活导致的。
答案：C
例2 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，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
一点通：由题图DNA的变化特征可推出a-b为有丝过程，该过程中不会发生基因 重组；基因重组发生在减数过程中，A正确。c-d为有丝的期，且之前已经用秋水仙素处理；在的后期染色体数加倍，B正确。玉米是二倍体，其单倍体中无等位基因和相同基因；复制形成的基因和原基因完全一样，e点后的细胞为纯合体，各染色体组的基因组成完全相同，C正确。f-g为有丝末期，不存在同源染色体分离，D错误。
答案：D
思维拓展类
例1 人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，那么胰岛细胞中（ ） A. 只有胰岛素基因
B. 比人受精卵的基因要少
C. 既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因 D. 有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
一点通：人胰岛细胞是已经高度分化的细胞，虽然不产生血红蛋白，但由于它是由受精 卵细胞经过多次有丝产生的，细胞中含有与受精卵细胞相同的基因，既含有胰岛素基因，也含有血红蛋白基因和其他基因，不能产生血红蛋白的原因是基因的选择性表达。
答案：C
例2 （实验设计）以下是几位同学在做观察植物细胞有丝实验时的操作情况： 甲同学截取5 cm左右的根尖后按规范操作，结果在一个视野中未能找到分生区细胞，他耐心等待，但最终还是未能观察到。
乙同学截取2～3 mm根尖解离后立即染色，结果实验效果很差。
丙同学将已染色的实验材料，立即放在载玻片上观察，也看不清细胞。
丁同学在制作装片时，用质量分数为15%的盐酸在10℃下解离5 min，然后按正确要求操作，结果在观察时，发现根尖细胞没有分开，分析并回答下列问题：
（1）甲操作上的错误是________ ，耐心等待还是未能观察到分
裂期细胞的原因是__________________________________，要想找到分生区的细胞，应如何操作？_________________。
（2）乙同学操作上的错误是_______ ，看不清细胞的原因是________ 。 （3）丙同学操作上的错误是___________________________。
（4）丁同学在观察时发现细胞没有分开，最可能的原因是______。 一点通：甲的取材太长，根尖结构中只有根尖分生区细胞处于旺盛的状态，应取2～3 mm为宜，且在解离时杀死细胞，细胞已死亡，不可能再。 乙同学没有漂洗就染色，残留在根尖细胞中的盐酸会和碱性染液反应，影响染色效果。丙同学没有压片，细胞重叠，透光性差，看不清细胞。
丁同学解离的温度低或解离时间不够，应在室温下解离3～5 min，若在10 ℃下解离，解离时间应适当延长，另外，解离剂应为质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1℃1等体积混合而成。
答案：（1）截取根尖太长，所取细胞大部分为伸长区细胞 细胞已死亡 转换视野，在其他视野中寻找
（2）没有经过漂洗 盐酸和碱性染液反应，染色效果差 （3）没有经过压片，细胞重叠 （4）解离温度低或解离时间不够 状元笔记
1. 生物的增殖方式:
2. 染色体和DNA的数量关系：包含染色单体时比例为1℃2；不包含染色单体时为1℃1。
其中AB段是染色体复制形成的； CD段是着丝点形成的； BC段染色体：DNA＝1℃2； DE段染色体：DNA＝1℃1。
3. 不含同源染色体时期：减℃各期及形成的精子、卵细胞、第二极体中。 含同源染色体时期：正常体细胞有丝各时期及减℃各时期。
含染色单体时期：有丝间期形成，前期、中期具有，后期消失；减℃间期形成至减℃后期之前各时期。
不含染色单体时期：正常体细胞有丝后期及以后各期；减℃后期及以后各期。 4. 细胞周期的表示方法有多种
（1）圆周法：B→B
（2）线段法：AB是间期，BC是期，AC就是一个完整的细胞周期，同样CD是间期，DE是期，CE又是一个完整的细胞周期。
图3 图4 （3）曲线图法：从曲线我们可以看出BC表示DNA正在复制，AB表示DNA复制前期，CD表示DNA复制后期，因此准确地说，AD表示间期，但在习题中，为了方便地区别间期和期，往往用AC表示间期，C点以后就表示期。
（4）另外还有柱形图表示法 5. 细胞生命历程的图表信息解读
从上图可解读出以下信息：
（1）图中①③⑤细胞特征相似：细胞核大，细胞质浓，液泡小或无，都应具有较旺盛的细胞能力。其中，①→③表示通过细胞使细胞数目加倍；③→⑤表示通过细胞生长使细胞体积增大。
（2）图中②④细胞的形态特征与①的有较大区别，所以，①→②和①→④均表示细胞分化过程。
（3）图中⑥表示图中④的某些细胞失去了最高次数，无限增殖，发生了细胞癌变。
（4）图中⑦⑧⑨表示从图中②取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的植株，体现了植物细胞的全能性。 6. 细胞分化的不可逆性与脱分化 细胞分化是一种持久性变化，发生于生物体的整个生命进程中，是稳定的、不可逆转的。 在人工实验条件下，分化的组织细胞能脱分化。脱分化的组织细胞，经人工培养诱导可发育成新的完整植株。
脱分化是人工条件下的细胞分化的逆过程，是使已分化细胞回到未分化状态的过程，但在植物体内，细胞分化是不可逆的。 7.细胞凋亡与细胞坏死的不同
细胞凋亡和细胞坏死是两个不同的概念，尽管结果一样，但其产生机理是完全不同的：细胞坏死是在种种不利的因素（如病菌感染、细胞缺氧、有毒物质毒害等）影响下，由于细胞正常的代谢活动受阻或中断从而导致细胞的损伤和死亡。而细胞凋亡受到严格的程序性，是一种自然的生理过程。 8. 个体衰老与细胞衰老的关系
（1）单细胞生物的细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
（2）多细胞生物体内的细胞总是不断地更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态，但从整体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 高频疑点
1. 细胞衰老引起的结构变化、形态变化、分子水平变化有哪些？
结构变化：核膜内折，染色质收缩、染色加深；细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。
形态变化：细胞萎缩，体积变小,细胞核体积增大。 分子水平变化：细胞内的水分减少，导致细胞代谢速率减慢；细胞内多种酶的活性降低；细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累；细胞内呼吸速率减慢。 2. 下列关于动物生殖与发育的说法中，不正确的是 （ ） A. 水螅是既能进行无性生殖又能进行有性生殖的生物 B. 羊膜卵的出现是动物适应陆地复杂环境的表现
C. 同一群落的异种鱼之间不发生相互受精现象，因为存在着生殖隔离 D. 蛙原肠胚细胞与囊胚细胞的DNA、RNA没什么区别 答案：D
解析：A正确，水螅的出芽生殖属于无性生殖，同时也可以进行有性生殖。
B正确，胚胎需要在水环境中发育，羊膜卵可以为陆生动物胚胎的发育创造水环境。 C正确，不同物种的生殖细胞不发生受精作用的原因就是存在生殖隔离。
D错误，这实际上是在考查细胞分化的本质，原肠胚细胞和囊胚细胞的形态结构存在差异，所以细胞内的蛋白质存在差异，导致蛋白质存在差异的原因是基因的选择性表达，即转录出来的RNA不同。但是，同一个体中的不同细胞都是由受精卵经过有丝得到的，DNA都是一样的。
3. 选用下列哪种方法，可以判定植物分生组织细胞的部位 （ ） A. 有蛋白质的合成 B. 有RNA的转录 C. 有DNA的合成 D. 光合作用旺盛 答案：C
解析：高中阶段，教材中进行有丝实验所用的材料就是分生区细胞，分生区细胞不断进行有丝，进行有丝的细胞，与其他细胞相比，一定进行了DNA的复制。活细胞内，进行代谢所需要的酶要不断合成，因此细胞内普遍会进行转录和翻译，故A、B项错误。根尖分生区细胞不能进行光合作用，选项D错误。因此答案为C。
这个题目实际上是转换思维考查教材基础知识，符合高考的导向。
4. 在细胞增殖过程中，为了确定DNA合成期的时间长短，加入以3H标记的______（“腺嘌呤”，“鸟嘌呤”，“胞嘧啶”或“胸腺嘧啶”）最合适。
答案：胸腺嘧啶
解析：因为在DNA中含有四种碱基，分别为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，在RNA中含有四种碱基，分别为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶，其中有三种碱基是二者共有的，所以可通过标记各自中的特定的碱基来确定DNA合成期的时间长短。
